Çİmento deneylerİ

86
ÇİMENTO DENEYLERİ 1 Uzm. Dr. Zekeriya DOĞAN INS 214 EDU + Google Classroom p5vw6kf

Upload: others

Post on 16-Nov-2021

39 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTO

DENEYLERİ

1

Uzm. Dr. Zekeriya DOĞAN

INS 214

EDU+

Google Classroom p5vw6kf

Page 2: ÇİMENTO DENEYLERİ

BİLİNESİ KAVRAMLAR

• C2S

• C3S

• C3A

• C4AF

• ASTM

• Blaine deney düzeneği

• Vicat iğnesi

• Le Chatelier balonu

• Rötre

• Hidrotasyon ısısı

• Permeabilite

• Sülfat etkisi

• Flow table

• Boksit

2

Page 3: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTO ÇEŞİTLERİ

3

Çimentonun yapısını deneysel olarak inceleyebilmek için çimentonun çeşitlerini bilmek

gerekmektedir. TS Standardına göre çimentolar 5 çeşittir.

1. Portland çimendo (CEM I)

2. Portland kompoze çimento (CEM II)

3. Yüksek fırın cüruflu çimento (CEM III)

4. Pozolanik çimento (CEM IV)

5. Kompoze cimento (CEM I)

Page 4: ÇİMENTO DENEYLERİ

PORTLAND TİPİ ÇİMENTO TÜRLERİ

4

TS 197-1 e göre ülkemizde üretilen Portland çimentoları, dayanım sınıfına göre üç tiptir.

CEM I 32.5 (Normal)

CEM I 42.5 (Yüksek Dayanımlı)

CEM I 52.5 (Yüksek Dayanımlı)Kütle nedir

Ağırlık nedirNewton birimi nedir

Basınç nedirPaskal birimi nedir

Page 5: ÇİMENTO DENEYLERİ

DAYANIM SINIFI

5

Dayanım Sınıfı2 günlük 7 günlük 28 günlük Priz başlama Genleşme

MPa dak mm

32.5 N - ≥ 16≥ 32,5 ≤ 52,5 ≥ 75 dak

≤ 10 mm

32.5 R ≥ 10

42.5 N ≥ 10≥ 42,5 ≤ 62,5 ≥ 60 dak

42.5 R ≥ 20

52.5 N ≥ 20≥ 52,5 - ≥ 45 dak

52.5 R ≥ 30

Page 6: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTO BİLEŞENLERİ

6

TS EN 197-1 deki değişik çimento tiplerine göre çimentonun bileşen malzemeleri şu

şekildedir.

Ana bileşen, (örn. Portland çimentosu klinkeri)

İkinci ana bileşen, (örn. Uçucu kül, yüksek fırın cürufu, kalker, silis dumanı); (majör katkılar)

Minör ilave bileşen, (örn. Uçucu kül, yüksek fırın cürufu, kalker, doğal puzolan)

Priz ayarlayıcı, (örn. Kalsiyum sülfat alçıtaşı)

Kimyasal katkılar, (örn. Pigmentler, hava sürükleyici katkılar).

TS EN 197-1 standardı, 27 farklı genel çimento, 7 farklı sülfata dayanıklı genel çimento ve 3 farklı düşük erkendayanımlı yüksek fırın cüruflu çimento ile 2 farklı sülfata dayanıklı düşük erken dayanımlı yüksek fırın cürufluçimento ve bileşenlerinin tarifini ve özelliklerini kapsar. 12.4.2012

Page 7: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTO KODLARI

7

Ana çimento tipi

Portland çimentosu klinkerinin oranı A: yüksek B: orta C: düşük

Alt Tip, ikinci ana bileşen (bu örnekte yüksek fırın cürufu)

Standart dayanım sınıfı

Alt Sınıf L: düşük erken dayanım N: normal erken dayanım R: hızlı erken dayanım

CEM II/A-S 42,5 N

Page 8: ÇİMENTO DENEYLERİ

İKİNCİ BİLEŞEN HARF KODLARI

8

S granüle yüksek fırın cürufu

D silis dumanı

P doğal puzolan

Q doğal kalsine puzolan

V silissi uçucu kül

W kalkersi uçucu kül

T pişmiş şist

M yukarıdakilerden ikisi veya daha fazlası

L kalker

Page 9: ÇİMENTO DENEYLERİ

9

Page 10: ÇİMENTO DENEYLERİ

PORTLAND TİPİ ÇİMENTO TÜRLERİ

10

CEM I 42,5 ve CEM I 52,5 tipi yüksek dayanımlılar CEM I 32,5 a göre daha fazla kalker

içerirler ve daha ince öğütülmüşlerdir. Bileşiminde C3S daha fazla olduğundan dayanımları

daha fazladır. Bu nedenle CEM I 32,5 a kıyasla daha fazla Ca(OH)2 oluşur. Bu yüzden

kimyasal dayanıklılıkları daha azdır.

Hidratasyon ısıları fazladır ve daha fazla karışım suyu gerektirirler. Bu çimentolar yüksek

yapılar için arzu edilen özelliklere sahiptirler. Ancak barajlar, deniz yapıları, sülfatlı

zeminlerde yapılacak inşaatlar için uygun değillerdir.

Page 11: ÇİMENTO DENEYLERİ

PORTLAND ASTM

11

Yurt dışında ise, çimento için çok yaygın olarak Amerikan ASTM sınıflandırılması

kullanılmaktadır.

Amerikan ASTM sınıflandırılmasına göre bir portland çimentosunun;

• hangi hızla hidratasyon yapacağı

• hangi hızla ve ne kadar hidratasyon ısısı açığa çıkaracağı

• hangi hızla dayanım kazanabileceği

• hangisinin sülfat etkilerine daha dayanıklı olabileceği

karma bileşenlerinin miktarlarına bağlı olarak anlaşılabilmektedir.

ASTM: American Society for Testing and Materials

Page 12: ÇİMENTO DENEYLERİ

PORTLAND ASTM KODLARI

12

Çimento tipleri Ana Bileşenlerin Miktarları % Min. İncelik

(cm2/g)

ASTM CSA C3S C2S C3A C4AF

I Normal 50 24 11 8 2800

II Orta (ara tip) 42 33 5 13 2800

III Yüksek hızda dayanım kazanan 60 13 9 8 2800

IV Düşük ısılı 26 50 5 12 2800

V Sülfata dayanıklı 40 40 4 9 2800

C3S: 3CaO∙SiO2 C2S: 2CaO∙SiO2 C3A: 3CaO∙Al2O3 C4AF: 4CaO∙Al2O3∙Fe2O3

Page 13: ÇİMENTO DENEYLERİ

PORTLAND ASTM

13

Örneğin;

• inceliği aynı olmak koşulu ile II. tip çimentonun C3A içeriği I. tip çimentodan daha az

olduğundan, hidratasyon ısısı I. tip çimentoya göre daha düşük, sülfat etkilerine

dayanıklılığı ise daha yüksektir.

• III. tip çimentonun diğerlerine göre daha fazla C3S içermesi ve C3S nin erken dayanıma

katkısı bulunması nedeni ile III. tip çimentonun erken dayanımı yüksek olmaktadır.

• İnceliğinin ve C3S içeriğinin fazlalığı nedeniyle, bu tip çimentolar yüksek oranlarda

hidratasyon ısısı açığa çıkarırlar.

Page 14: ÇİMENTO DENEYLERİ

ASTM PORTLAND ÇİMENTOLARININ DAYANIM KAZANMA ORANLARI

14

Çimento tipi

ASTM

I. Tip normal çimentoya kıyasla dayanım %

1. gün 7. gün 28. gün 3. ay

I 100 100 100 100

II 75 85 90 100

III 190 120 110 100

IV 55 55 75 100

V 65 75 85 100

Page 15: ÇİMENTO DENEYLERİ

NORMAL PORTLAND ÇİMENTOSU - CEM I

15

• En çok kullanılan çimento türüdür. Normal Portland çimentosu (CEM I) zemininde veya

yer altı suyunda sülfat bulundurmayan normal betonarme yapılar için uygundur.

• Bu çimento yaklaşık %95-%100 klinker kullanılarak üretilir.

• Ancak içinde çok az oranda (%5) ilave bileşenler de bulunabilir. (CaSO4 ve yardımcı

öğütücü maddeler dışında)

• Klinker bileşiminde C3S ve C2S miktarlarının klinker kütlesinin 2/3 ünden az ve CaO/SiO2

oranının kütlece 2,0 den az olmaması sınırları bulunmaktadır.

• MgO içeriği en fazla %5 olarak sınırlandırılmıştır.

Page 16: ÇİMENTO DENEYLERİ

PORTLAND CURUFLU ÇİMENTO – CEM II

16

• Portland cüruflu çimentoları, klinkerle cüruf ve az miktarda alçı taşının birlikte

öğütülmesiyle elde edilen çimentolardır.

• Çok etkili korozyonların söz konusu olmadığı durumlarda kullanılır.

• Kütlece % 6-20 arasında cüruf ihtiva edenler A sınıfı ; kütlece % 21-35 arasında cüruf

ihtiva edenler B sınıfıdır.

Page 17: ÇİMENTO DENEYLERİ

PORTLAND SİLİKA FÜME ÇİMENTO – CEM II

17

• Silika füme çimento klinkerle kütlece en az % 10 oranında silika füme ve az

miktarda alçı taşının birlikte öğütülmesiyle elde edilen çimentodur.

• Bu çimento Avrupa standartlarında yeni alınan bir çimento çeşididir. Tek bir sınıfı

vardır. Bu çimento 28 günlük basınç dayanımına göre KÇ 32,5 olmak üzere tek

tiptir.

• Genel amaçlı her türlü bina ve normal inşaatlarda kullanılır.

Page 18: ÇİMENTO DENEYLERİ

PORTLAND PUZOLANLI ÇİMENTO – CEM II

18

• Doğal puzolan kullanılarak üretilen Portland puzolanlı çimentolardır (CEM II/AB-PQ).

• Bu tip çimentolar daha önce Traslı (TS 26) ve Katkılı (TS 10156) çimentolar olarak

tanımlanmaktaydı.

• Portland puzolanlı çimentolarda TS EN 197-1 e göre, doğal ve doğal kalsine edilmiş

puzolan miktarı % 6-35 arasındadır. Portland puzolanlı çimento üretimi, klinker, puzolanik

madde ve bir miktar alçı taşı karışımının birlikte öğütülmeleri ile yapılmaktadır.

• Fırına girmeyen malzeme miktarının fazlalığı, bu tip çimentonun üretiminin ekonomik

olmasını sağlar.

• Her %1 oranında puzolan katkısının çimento maliyetine %0,5 düşüş sağlamaktadır.

Page 19: ÇİMENTO DENEYLERİ

PORTLAND PUZOLANLI ÇİMENTO – CEM II

19

• Puzolanlarda bağlanmayan silis yüzdesinin fazla olması halinde, bu silisin puzolanik aktivite

göstermemesi nedeniyle, geçirimlilik ve dayanıklılık yönünden sakıncalar oluşturmasıdır.

• Bazı puzolanlar yüksek oranda (%7) bağlanmayan silis içermektedir.

• Ancak CEM II/B-P için bu değer %1 ile sınırlıdır.

• Büyük kütleli yapılar, temel inşaatları, depo-silo inşaatları, sıva işleri, briket vb. yapı elemanı

üretimi ve özelliği olmayan basit bina inşaatları için uygundur.

• Buna karşılık bu tip çimentoları yüksek dayanım gerektiren yüksek yapılar vb. yerlerde kullanmak

doğru değildir.

P: doğal puzolan Q: doğal kalsine edilmiş puzolan

Page 20: ÇİMENTO DENEYLERİ

PORTLAND PUZOLANLI ÇİMENTO – CEM II

20

Olumlu yönleri

• Ekonomik açıdan yararlıdır

• Daha az çevre kirliliği yaratır

• Zararlı ortamlara dayanıklıdır

• Hidratasyon ısısı düşüktür

• İyi kohezyon özelliği vardır

• Uzun süreli dayanım artışı gösterir

Olumsuz yönleri

• İlk dayanımları nispeten düşüktür

• Daha iyi bakım gerektirir

• Soğuk bölgelerde daha dikkatli kullanım

gerektirir

• Çok ince puzolanla öğütülmüş çimentolarda

erken rötre olayı fazladır

Page 21: ÇİMENTO DENEYLERİ

UÇUCU KÜL ÇİMENTOLARI – CEM II

21

• Uçucu küller çimentoya hammadde olarak, klinker ile, alçıtaşı ile birlikte öğütülerek veya mamul

çimentoya doğrudan olmak üzere üç şekilde katılabilir.

• TS EN 197-1 Genel çimentolar standardında, sillissi ve kalkersi uçucu küllerin klinkere ağırlıkça %6-

35 arası oranda katılabileceği belirtilmiş ve Portland-Uçucu küllü çimento (CEM II) olarak

adlandırılmıştır.

• Uçucu küllü çimentoların, istenen mekanik özellikleri sağlayabildikleri takdirde, sülfata dayanıklılık,

geçirimsizlik, düşük hidratasyon ısısı gibi olumlu yönleri vardır.

V: silis uçucu kil ve W: kalkersi uçucu kil

Page 22: ÇİMENTO DENEYLERİ

KALKERLİ ÇİMENTOLAR – CEM II

22

• Portland kalkerli çimento, klinkerle kalkerin ve az miktarda alçı taşının birlikte öğütülmesiyle elde

edilen çimentodur.

• Kütlece %6-20 arasında kalker ihtiva edenler, A sınıfı Kütlece %21-35 arasında kalker ihtiva

edenler, B sınıfıdır.

• Genel amaçlı her türlü bina ve normal inşaatlarda kullanılır.

Page 23: ÇİMENTO DENEYLERİ

PORTLAND KOMPOZE ÇİMENTO – CEM II

23

• Portland kompoze çimento klinkerle puzolonik veya hidrolik maddelerin ve az miktarda alçı

taşının birlikte öğütülmesiyle elde edilen çimentodur.

• Kütlece %6-20 arasında katkı maddesi ihtiva edenler, A sınıfı; Kütlece %21-35 arasında katkı

maddesi ihtiva edenler, B sınıfıdır.

• Düşük hidratasyon ısısı istenen betonlarda kullanılır.

Page 24: ÇİMENTO DENEYLERİ

ERKEN DAYANIMI YÜKSEK ÇİMENTO ASTM III

24

• Bu tip çimentolar ince öğütülmüş (en az 3500 cm2/g Blaine) bağlayıcılar olup, hızlı dayanım

gerektiren yerlerde kullanılır.

• Bu çimentoların 2 ve 7 günlük dayanımları (30 Mpa/2d ve 40 Mpa/7d) aynı tip Normal Portland

çimentolarına kıyasla yüksektir (10 Mpa/2d ve 21 Mpa/7d).

• Hızlı sertleşen Portland çimentosu (ASTM Tip III), dayanım gelişimi daha hızlı olan erken yüksek

dayanımlı çimento olarak da tanımlanır.

• Hızlı sertleşen Portland çimentosunun dayanım artış hızı yüksek miktardaki C3S (%55 den fazla,

bazen %70 civarında) içeriğine ve çimento klinkerinin ince öğütülmesine bağlıdır.

• Blaine inceliği 4500 ile 6000 cm2/g arasındadır. Daha fazla incelik 10 ile 20 saat arasındaki

dayanımı önemli derecede arttırır.

Page 25: ÇİMENTO DENEYLERİ

CURUF

25

• Ham demir üretimi artığı olan cürufta genel olarak % 12-18 Al2O3, % 26-34 SiO2, % 42-48 CaO, ve

az oranlarda MgO, Fe2O3, MnO, CaS ve MnS bulunur.

• Bileşiminden de kolaylıkla görüldüğü gibi curuf, çimento üretiminde özel işlemlerle kil yerine

kullanılabilir.

• Ayrıca agrega yerine de beton üretiminde kullanılır.

• Bu malzemenin üçüncü kullanım şekli ise, bir bağlayıcı maddeye (Portland çimentosu, kireç, alçı

gibi) karıştırılarak kullanılmasıdır.

S: Yüksek fırın curufu

Page 26: ÇİMENTO DENEYLERİ

CURUFLU ÇİMENTOLAR – CEM III

26

• Curuf aniden soğutulup, amorf ve camsı yapıya gelince, Portland klinkeri ile karıştırılıp, alçı taşışı

eklenmesinden sonra birlikte/ayrı öğütülerek karıştırılması ile çimento haline getirilir.

• Curufun klinkere oranla daha zor öğütülebilir olması, birlikte öğütme koşullarında klinkerin ince,

curufun ise daha kaba kalması durumunu ortaya çıkarır. Bu nedenle ayrı ayrı öğütme

koşullarında işlenebilirlik ve dayanım bakımından daha iyi sonuçlar alınmaktadır.

• Curuflu çimentoların hidratasyonu daha yavaş geliştiğinden, daha uzun süre kür gerektirir. Bu

nedenle kurak iklimli bölgelerde kullanılması doğru değildir.

• Sülfatlı sular, deniz suları, klorlu sular, karbonatlı sular, termal sular, buz çözücü maddeler vb. ile

yapılan uzun süreli deneyler sonucunda curuflu çimentoların zararlı kimyasal etkiler altında

performanslarının yüksek olduğu belirlenmiştir.

Page 27: ÇİMENTO DENEYLERİ

CURUFLU ÇİMENTOLARIN ÖZELLİKLERİ

27

• Mekanik dayanımları ilk günlerde, aynı miktarda çimento ve S/Ç oranı için Normal Portland

çimentolarına kıyasla düşüktür.

• Curuflu çimentolar soğuk havada kullanılmaya elverişli değildir.

• Kimyasal etkilere karşı dayanıklılığı fazladır.

• Düşük hidratasyon ısıları vardır. Büyük kütleli yapılar için uygundur.

• Üretim enerjisi ve hammadde kullanımı bakımından maliyetleri daha düşüktür .

• Daha geçirimsiz beton yapımına uygun olup, don olayına daha dayanıklıdır.

• Klorür korozyonuna karşı donatıyı koruma özellikleri daha iyidir.

Page 28: ÇİMENTO DENEYLERİ

DÜŞÜK ISILI PORTLAND ÇİMENTOSU

28

• Büyük hacimli kütle betonlarında, çimento

hidratasyonunun gelişimiyle sıcaklığın

yükselmesi betonda ciddi çatlaklara yol

açabildiğinden, bu tip yapılarda kullanılacak

çimentonun hidratasyon ısısının düşük

olması zorunludur.

• Bu amaçla geliştirilen düşük ısılı Portland

çimentosu, ASTM standardında Tip IV

çimentosuna karşıt gelir.

Page 29: ÇİMENTO DENEYLERİ

DÜŞÜK ISILI PORTLAND ÇİMENTOSU

29

• İngiliz BS 1370 (1979) standardında da bulunan bu tür çimentoların 7 günlük hidratasyon ısısı 60

cal/g ve 28 günlük hidratasyon ısısı ise 70 cal/g dır.

• Düşük ısılı Portland çimentosunun C3S ve C3A gibi hızlı hidrate olan bileşenlerinin oldukça az

olması, dayanımının normal Portland çimentosundan daha yavaş gelişmesine neden olur. Ancak

son dayanım değerleri aynıdır.

• Diğer taraftan, dayanım gelişiminin yeterli olması için çimento inceliğinin en az 3200 cm2/g

olması gerekir.

Page 30: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTO DENEYLERİ

30

Çimentoların kimyasal uygunluğu oldukça önemlidir. Çimento kompozisyonunda bulunan

ana bileşenlerin belirlenmesi ve petrografik yapısının belirlenmesi kimyasal deneylerle

gerçekleştirilir. Çimentoya bağlayıcı özelik kazandıran C3S, C2S, C3A ve C4AF miktarlarının

belirlenmesi ile üretimde gerekli düzenlemeler yapılarak istenen özelikte çimentonun

üretimi yapılabilmektedir.

Çimento kalite kontrol parametreleri olarak TS EN 197-1, TS EN 197-2 ve TS EN 196 serisi

kullanılmaktadır (yıl 2020).

Petrografi, kayaçların minerallerini, kimyasal bileşimlerini, yapı ve dokularını inceler

Page 31: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTONUN KİMYASAL ANALİZLERİ

31

TS EN 196-2 çimentoların kimyasal uygunluğu

standardıdır. İçeriğinde Fe2O3 ve Al2O3 tayini CaO ve

MgO tayini, çözülmeyen kalıntı tayini, SO3 ve SiO2

tayini, alkali ve klor miktarı gibi analizleri tanımlar.

Page 32: ÇİMENTO DENEYLERİ

KIZDIRMA KAYBI

32

TS EN 196-2 uyarınca çimentonun kızdırma kaybı tespit edilir. Bu maksatla 0,001 gram

hassasiyette 1 gram deney numunesi tartılır, sabit tartıma getirilmiş porselen veya platin

krozeye alınır ve 975 ± 25 °C sıcaklıktaki fırında 5 dakika bekletilir. Kroze desikatörde oda

sıcaklığına kadar soğutulur ve tartılır. Bu işleme sabit tartımı bulana kadar devam edilir.

% 𝑘𝚤𝑧𝑑𝚤𝑟𝑚𝑎 𝑘𝑎𝑦𝑏𝚤 =𝑀 −𝑀𝑖 × 100

𝑀

M Deney numunesi kütlesi , Mi Kızdırılmış deney numunesi kütlesi

Page 33: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTONUN FİZİKİ VE MEKANİK TESTLERİ

33

TS EN 196-3 çimentoların fiziki uygunluğunu ölçümler.

Çimentonun fiziki muayenesi kimyasal metotlara göre görece

daha pratik ve sahada uygulanabilir işlemler içermektedir.

Page 34: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTOLARIN İNCELİĞİ

34

Çimento tanelerinin aktifliği ve hidratasyon sonucu daha yüksek

dayanımlar verebilmesi inceliğine bağlıdır. Çimentolarda tane

boyutları genel olarak 6,5 - 90 mikron arasında bulunur. Çoğunluğu

30 mikron civarındadır.

Tane boyutunu saptayabilmek için çimento TS EN 196-6

standardında belirtilen 90 μm göz açıklıklı elekten elenir. Sınır

değer olarak bu çaptan büyük tanelerin miktarı elek üstü en fazla

%14 olması beklenir.

TS EN 196-6 standardı çimento inceliğinin tayini için üç yöntemi kapsar. 9.11.2010

Page 35: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTO ÖZGÜL YÜZEY ALANI

35

Diğer bir yöntem özgül yüzey alanı yöntemidir. (TS EN 196-6 ve ASTM C204)

Özgül alan 1g çimentoda bulunan taneciklerin yüzey alanlarının kapsadığı toplam yüzey

alanıdır, cm2/g olarak gösterilir.

Deney, standart koşullarda sıkıştırılan çimento tabakasından, havanın geçme zamanını

ölçme esasına dayanır.

TS EN 196-6 standardı çimento inceliğinin tayini için üç yöntemi kapsar. 9.11.2010

Page 36: ÇİMENTO DENEYLERİ

BLAINE DENEYİ

36

Özgül yüzey alanı ölçümü blaine deney düzeneği ile uygulanır.

Bu deneyin amacı, sıkıştırılmış bir çimento yatağından geçen sabit

hava miktarının geçtiği sürenin gözlenmesiyle çimentonun özgül

yüzeyinin bulunmasıdır. Çimento özgül yüzeyi ne kadar büyükse o

derece ince öğütülmüş demektir.

Blaine değerinin 3000 cm2/g civarında olması istenir. Türkiye'de

üretilen çimentoların inceliği 2800-4000 cm2/g civarındadır.

Page 37: ÇİMENTO DENEYLERİ

OTOMATİK BLAINE

37

Cihaz sabiti

𝐾 =𝑆0𝑝0 1 − 𝑒 0,1𝑛0

𝑒3 𝑡0

S0 = Referans Çimentonun Özgül Yüzeyi (cm2/gr)

ρ = Referans Çimentonun Yoğunluğu (gr/cm3)

t0 = Ölçülmüş Üç Zamanın Ortalaması (s)

n0 = Üç Sıcaklık Ortalamasındaki Hava Viskozitesidir

Page 38: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTONUN İNCELİĞİ ve ETKİLERİ

38

• İncelik betonun dayanımını arttırır.

• Çimentoyu ıslatmak için gerekli su miktarı artar.

• Fiziko-kimyasal bir olay olan ilk ıslanmada, taneler inceldikçe daha büyük ısı

(hidrotasyon ısısı) ortaya çıkar.

• Daha fazla büzülmeye neden olur ve çatlamaya eğilimi fazladır.

• İnce çimentolu karışımların terlemesi, iri taneli çimento karışımlarından daha azdır.

Page 39: ÇİMENTO DENEYLERİ

İNCELİK ve DAYANIM

39

Page 40: ÇİMENTO DENEYLERİ

STANDART KIVAM TAYİNİ

40

Deney Vicat cihazı ile yapılır. 300 g ağırlığındaki hareketli bir kola bağlı sonda iğnenin

çimento harcına serbest batması prensibi ile ölçümlenir.

Deney değişik miktarlarda su içeren pastalarla sonda ve taban plakası arasındaki

mesafe 5 – 7 mm oluncaya kadar tekrar edilir. Standart kıvama gelen pastanın su miktarı %

değeri standart kıvam için gerekli su miktarı olarak kaydedilir.

Page 41: ÇİMENTO DENEYLERİ

VİCAT İĞNESİ

41

Page 42: ÇİMENTO DENEYLERİ

STANDART KIVAM TAYİNİ DETAY

42

Sonda taban plakasının üzerine kadar indirilir ve gösterge sıfır okunacak şekilde ayarlanır..

Hareketli kol harç üzerinden serbest bırakılarak sondanın kendi ağırlığı ile pastaya girmesi

sağlanır.

Sondanın alt yüzü ile taban plakası arasındaki mesafeyi veren değer okunur ve bu

değer çimentonun kütlesi cinsinden yüzde olarak ifade edilmek suretiyle pastanın su

muhtevası ile birlikte kaydedilir. Sonda her batırıştan sonra temizlenir.

Page 43: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTONUN PİRİZ SÜRESİ

43

Çimentonun su ile birleştirildiği an ile çimento hamurunun katılaşarak plastik özelliğini

kaybettiği an arasındaki süreye priz alma süresi denilmektedir.

Normal Portland çimentolarında prizin, 1 saatten önce başlamaması ve 10 saatten önce

tamamlanması istenir.

Priz özelliğine bağlı olarak çimentoların kullanım yerleri farklıdır. Örneğin, su kaçaklarını

önlemek amacıyla hızlı priz yapan (8 – 15 dakika arası) çimentolar kullanılır. İçine alçı taşı

konulmadan üretilen bazı çimentolar çok kısa sürede priz yaparlar.

Page 44: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTONUN PİRİZ SÜRESİ ve FAKTÖRLERİ

44

1. Sıcaklık artışı, hidratasyon olayını hızlandırdığı için priz süresini kısaltır. Sıcaklığın düşmesi

ise priz süresini uzatır.

2. Karıştırma suyu miktarı arttıkça maddenin priz süresi uzar.

3. Çimentonun bekletilme süresi uzadıkça dış ortamdan alınan nem nedeniyle priz geç başlar.

TS EN 196-3 Çimento deney yöntemleri - Bölüm 3: Priz süreleri ve genleşme tayini. 9.1.2017

Page 45: ÇİMENTO DENEYLERİ

PİRİZ SÜRESİ TAYİNİ

45

priz süresi tayininde de vicat iğnesi aleti kullanılır.

Özel hazırlanmış normal kıvamdaki standart çimento hamuru,

vicat halkası içine düzgün bir şekilde yerleştirilir.

Daha sonra standart bir iğne kendi ağırlığı ile belirli yükseklikten

çimento harcı üzerine düşürülür ve batma miktarları ölçülür. Bu

işlem belirli zaman aralıklarında tekrarlanır. Zamana bağlı olarak

iğnenin harca batma derinliği azalır.

Page 46: ÇİMENTO DENEYLERİ

PİRİZ SÜRESİ TAYİNİ

46

İğne ucunun kalıbın tabanından 4±1 mm uzaklıkta olması priz başlangıcıdır.

İğnenin 0,5 mm battığı derinlik süresi priz bitişi kabul edilir.

Priz sürelerinin belirlenmesi için kullanılacak yöntemler TS EN 196-3 de ve ASTM C 191 de

belirtilmiştir.

TS EN 196-3+A1 Bu standard, çimentoların, standard kıvam, priz süreleri ve genleşme tayini için uygulanacak deney yöntemlerini kapsar. 19.1.2010

Page 47: ÇİMENTO DENEYLERİ

HİDRATASYON ISISI

47

Çimentoyu oluşturan ana bileşenlerin su ile yaptıkları kimyasal reaksiyon nedeniyle ısı açığa

çıkar.

Hidratasyon ısısının açığa çıkma hızı, çimento bileşenleri ile su arasında yer alan kimyasal

reaksiyonların hızına bağlıdır ve hidratasyonu etkileyen en önemli faktör zamandır.

Hidratasyonun bu ekzotermik davranışı, hidratasyon ısısının açığa çıkma hızı ve miktarı

bakımından bir çok istenmeyen durum oluşturabilir.

Özellikle barajlar gibi büyük kütle betonlarının üretiminde iç sıcaklık yükselir, hava ile

temasta bulunan dış kısım soğur ve büzülür. Bu gerilmeler sonucunda beton çatlar.

Page 48: ÇİMENTO DENEYLERİ

KARMA OKSİTLERİN HİDRATASYON ISILARI

48

Çimentonun inceliği hidratasyon ısısını arttıran bir faktördür. Ancak çimentonun karma

bileşenlerinin de hidratasyon ısısı üzerinde etkisi önemlidir.

Karma bileşen İlk 48 saatte çıkan ısı Toplam Isı

C3A 150 cal/g 207 cal/g

C3S 100 cal/g 120 cal/g

C2S 10 cal/g 62 cal/g

C4AF 40 cal/g 100 cal/g

Page 49: ÇİMENTO DENEYLERİ

HİDRATASYON ISISI TAYİNİ

49

Hidratasyon ısılalarına göre çimentoların sınıflandırılması

• Aluminli çimento (düşük sıcaklıktan en az zarar gören)

• Yüksek mukavemetli Portland çimentoları

• Normal Portland Çimentosu

• Curuf çimentosu ve diğer puzolanlı çimentolar (soğuktan en fazla

zarar gören)

Çimentoların hidratasyon ısıları kalorimetre cihazı ile ölçülenir.

Page 50: ÇİMENTO DENEYLERİ

YOĞUNLUK vs ÖZKÜTLE vs ÖZGÜL AĞIRLIK vs BİRİM AĞIRLIK

50

Yoğunluk birim hacim kütlesi

Özkütle birim hacmin ağırlığı (sıcaklık değişken)

Özgül Ağırlık (SG) belirli bir sıklıkta maddenin yoğunluğunun su

yoğunluğuna oranıdır.

Birim Ağırlık malzemenin boşluklu hacminin kütlesidir.

Page 51: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTONUN ÖZGÜL AĞIRLIĞI

51

Çimentoların özgül ağırlığı tiplerine göre değişir. Normal portland

çimentosunun özgül ağırlığı 3,10-3,15 civarında; katkılı (traslı ve

curuflu) çimentolarda ise 2,90 civarındadır.

Çimentonun özgül ağırlığı Le Chatelier balonu adı verilen özel bir cam

kap içinde çimentoyla piriz vermeyen bir sıvı (gazyağı) kullanılarak

belirlenir.

Page 52: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTONUN BİRİM AĞIRLIĞI

52

Çimentoların birim ağırlığı tespiti için boşluklu hacmi

üzerinden kütlesi hesaplanır. Hacmi bilinen bir kap

kullanılarak çimentonun sıkıştırılmadan kütlesi ölçümlenir

ve kabın hacmine oranlanır.

Page 53: ÇİMENTO DENEYLERİ

FLOW TABLE ve KIVAM TESTİ

53

Taze çimento hamuru için kıvam testidir. Çimento

hamurunun sabit bir konik hacimden sarsıntıyla

birlikte yayılma miktarına bakılır. Bu hamurun

akışkanlığı ile ilişkilendirilir.

Page 54: ÇİMENTO DENEYLERİ

HACİM GENİŞLEME TAYİNİ

54

Sönmemiş kireç ve magnezyum oksitin çimento içinde aşırı miktarda bulunup bulunmadığı,

TS EN 196-3 ile belirtilen Le-Chatelier (Genleşme) deneyi ile saptanır.

Genleşme deneyinin esas amacı, bağlanmamış (serbest) CaO ve/veya MgO hidratasyonu

sebebiyle sonradan ortaya çıkabilecek genleşme riskinin değerlendirilebilmesidir.

𝐶𝑎𝑂 + 𝐻2𝑂hacim artışı

𝐶𝑎 𝑂𝐻 2

𝑀𝑔𝑂 +𝐻2𝑂hacim artışı

𝑀𝑔 𝑂𝐻 2

TS EN 196-3+A1 Bu standard, çimentoların, standard kıvam, priz süreleri ve genleşme tayini için uygulanacak deney yöntemlerini kapsar. 19.1.2010

Page 55: ÇİMENTO DENEYLERİ

LE CHATELİER DENEYİ

55

Bu deneyde kullanılan alet 30 mm çaplı bir yarık

silindir ve yarık kenarlara bağlı 150 mm

uzunluğundaki iğnelerden ibarettir.

Pirinç silindir bir cam üzerine konulup, içine

standart kıvamda çimento hamuru doldurulur.

Üst yüzey düzeltildikten sonra, cam levha ile

kapatılır ve üstüne bir ağırlık konur.

Page 56: ÇİMENTO DENEYLERİ

LE CHATELİER DENEYİ

56

a) 24±0,5 saat kalıp su içinde (veya 20°C, %98 bağıl nem ortamında) tutulduktan sonra

iğnenin iki ucu arasındaki uzaklık ölçülür (a).

b) Sudan çıkarılan kalıp tekrar suya konur ve 30±5 dakikada kaynama noktasına gelinceye

kadar ısıtılır ve tekrar iğne uçları arası uzaklık ölçülür (b).

c) Daha sonra kalıbın 20±2°C kadar soğuması sağlandıktan sonra iğnenin iki ucu

arasındaki uzaklık tekrar ölçülür (c).

c - a ≤ 10 mm olması istenir.

Page 57: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTONUN MEKANİK DAYANIMI (DURABILITY)

57

Hidratasyon olayının seyrini değiştiren bütün faktörler çimentonun

dayanımı üzerine de etkilidir.

Dayanım, malzemenin bulunan ortam koşullarında kendinden

beklenen sürede sağlam kalabilmesidir.

Genel olarak dayanımı etkileyen faktörleri sıralarsak:

a) Zamana ait faktörler

b) Çimento özelliklerinin dayanım üzerine etkileri

c) Ortam koşulları ile ilgili faktörler

Page 58: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTONUN DAYANIM ÜZERİNE ETKİLERİ

58

• Çimento Tipi

• Çimento İnceliği

• Mineral Katkılar

• Kimyasal Katkılar

Page 59: ÇİMENTO DENEYLERİ

DAYANIM ve ORTAM KOŞULLARI

59

Sıcaklık ve Bağıl nem koşullarının ikisi birden Kür Koşullarını oluşturur.

Ortamın nemi düşük ve aşırı rüzgarlı ise hızlı buharlaşma gerçekleşir. Bunun

sonucunda hidratasyon için gerekli su miktarında azalma olur. Dayanım düşer. Kür

için uygun sıcaklık normal betonda 10-15°C baraj ve kütle betonlarında 5-10°C dir.

32°C nin üstünde ve 5°C nin altında önlem alınmalıdır.

Bağıl nemin %80 altına düştüğü durumlarda hidratasyon oldukça yavaşlamakta,

%30 un altında ise pratik olarak durmaktadır.

Page 60: ÇİMENTO DENEYLERİ

RÖTRE (BÜZÜLME)

60

Rötre beton içerisindeki suyun fiziksel ve kimyasal nedenlerle azalması sonucunda

betonun boyunda ve hacminde yer alan küçülmedir, daralmadır.

Hidrolik Rötre: Boşluklardaki suyun kaybı

Termik Rötre: Kütle betonlarında iç-dış sıcaklık farkı

Bünyesel Rötre: Çimento hidratasyon ürünlerinin daha az hacim kaplaması

Erken plastik Rötre: Terlemenin buharlaşmayı karşılayamaması

Karbonatlaşma Rötresi: Karbonatlaşma sonrasında ortaya çıkan suyun buharlaşması

3𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 + 𝐶𝑂2 𝐶𝑎𝐶𝑂3+𝐻2𝑂

Page 61: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNİN RÖTREYE ETKİSİ

61

Rötre oluşumunda çimento ile ilgili faktörlerin en önemlilerinden biri inceliktir.

İnceliğin artmasıyla daha fazla çimento tanesi eşzamanlı hidratasyona katılarak önemli

miktarda rötre meydana getirirler.

İncelik ile artan su emme miktarı da rötrenin artmasında rol oynar.

İnceliğin artmasıyla hidratasyon hızlandığından kılcallık suyunun büyük bir kısmı tutulmuş

olur. Suyun büyük bir kısmı tutulduğundan buharlaşma az miktarda gerçekleşir.

Page 62: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNİN RÖTREYE ETKİSİ

62

Çimento üretiminde priz süresini dengelemek amacıyla

kullanılan alçı taşının da rötre üzerine etkisi

bulunmaktadır. Az miktarda alçı taşı kullanılması

çimentonun hidrate elemanlarının iç yapısını

etkileyerek rötrenin artmasına neden olmaktadır. Eğer

çimentonun daha az rötre yapması isteniyorsa,

normalden biraz daha fazla alçı taşı kullanılmalıdır.

Page 63: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNİN RÖTREYE ETKİSİ

63

Çimentonun karma bileşenlerinin rötre üzerine etkileri kesin olarak bilinmemekle beraber

şu görüşler geçerlidir:

Bir çimentoda fazla miktarda C2S bulunması rötrenin fazla olmasına yol açabilir.

Çünkü bu bileşenin hidratasyonu oldukça yavaş gerçekleşmektedir. Bu nedenle C2S in fazla

olması buharlaşabilen suyun miktarını arttıracak ve bu durumda rötre fazlalaşacaktır.

Değişik tip çimentolar bakımından karşılaştırma yapılırsa; hidratasyon hızı düşük olan

puzolanik çimentoların Portland çimentolarından daha fazla rötre yapmaya elverişli olduğu

söylenebilir.

Page 64: ÇİMENTO DENEYLERİ

RÖTRE ÖLÇÜMÜ

64

Çimentoların rötresi saf çimento hamurundan prizmalar

üzerinde rötreyi ölçmekle elde edilir.

Genellikle bu amaçla D305.1 kodlu 25×25×250 mm lik

kalıplar kullanılmaktadır. Hazırlanan çimento hamuru bu

kalıplara yerleştirildikten 24 saat sonra kalıptan

çıkarılarak prizmanın Lo uzunluğu hassas bir şekilde

ölçülür. Rötre takibi için numune t gününde Lt olarak

yeniden ölçümlenir,

Page 65: ÇİMENTO DENEYLERİ

BASINÇ VE EĞİLME DENEYLERİ

65

Kütlece 1 kısım çimento, 3 kısım standart kum

(CEN Referans kumu) ile 0,50 su/çimento

oranındaki taze harçtan hazırlanır. 40×40×160 mm

ebatlarındaki çimento harcı kalıplarına yerleştirilir.

Prizlenen ve ardından kürlenen çimento harcı

numuneleri önce 3 noktalı eğilme testine tabi

tutulur. Kırılan her bir pirizmadan çıkan 6 parça

numune basınç dayanım testine tabi tutulur. D305.2

Page 66: ÇİMENTO DENEYLERİ

BASINÇ DAYANIMI

66

𝑅𝑐 =𝐹𝑐

1600 𝑚𝑚2

Rc: Basınç dayanımı (N/mm2)

Fc: Kırılmadaki en büyük yük (N)

1600: Plakaların veya yardımcı plakaların (40× 40 mm) alanı

Page 67: ÇİMENTO DENEYLERİ

YENİ TİP

ÇİMENTOLAR

67

Page 68: ÇİMENTO DENEYLERİ

ÖZEL ÇİMENTOLAR

68

Çimentolar kimyasal yapıları ve fiziksel özellikleri farklı

olduğundan, hidratasyon sırasında farklı davranışlar

gösterir. Çimento üretiminde, hammaddeleri uygun

seçmek koşulu ile, istenen özelliklerde değişik çimentolar

elde edilebilir. Ekonomik bakımdan ucuz olması ve çevreye

daha az zarar vermesi nedeniyle, bazı inorganik doğal

malzemeler veya endüstriyel atık maddeler eklenerek de

çimento üretimi yapılmaktadır.

Page 69: ÇİMENTO DENEYLERİ

ULTRA ERKEN DAYANIMI YÜKSEK ÇİMENTO

69

• Bu tip çimentolar, hızlı dayanım gelişimi sağlaması bakımından çok ince öğütülmüşlerdir.

• Blaine inceliği 7000-9000 cm2/g civarındadır.

• C3S içerikleri %45-48 arasındadır.

• C3A içerikleri %14,3-14,9 arasındadır.

• İnceliklerin fazla olması nedeniyle hızlı hidratasyon yapar. Çok ince ve hidratasyon hızının yüksek

olması nedeni ile erken yaşlardaki dayanım gelişimleri de yüksektir.

• Örneğin, 16 saatte, hızlı dayanım kazanan Portland çimentosunun 3 günlük dayanım değerine, 24

saatte ise, 7 günlük dayanım değerine erişir.

• 28 günden sonraki dayanım artışı ise çok azdır.

Page 70: ÇİMENTO DENEYLERİ

ULTRA ERKEN DAYANIMI YÜKSEK ÇİMENTO

70

• C3S içeriği çok yüksek (%60) ve C2S içeriği çok düşük (%10)

olan ultra erken yüksek dayanımlı çimentolardır.

• Bunların priz başlangıç süresi 70 dakika, bitiş süresi ise, 95

dakika civarında olmaktadır. Bu nedenle söz konusu

çimentoların işlenebilirlik süresi daha azdır.

• Ultra erken dayanımı yüksek çimento, erken dayanım istenen

ve hemen hizmete girmesi gereken bir çok yapıda başarıyla

kullanılabilir.

Page 71: ÇİMENTO DENEYLERİ

ALUMİNLİ ÇİMENTOLAR

71

• Bu çimentolar, boksit (Al2O3/SiO2) ile kalkerin bir döner fırında eritilinceye (1700°C) kadar pişirilmesi ile elde

edilir.

• Bu çimentolarda alumin miktarı % 30 dan fazladır.

• Aluminli çimentonun esas karma bileşenleri kalsiyum aluminat (CA) ve dikalsiyum silikat (C2S) dır.

• Bu çimento asit karakterli olduğundan asitlerden zarar görmez.

• Genel olarak kimyasal bileşimleri şu şekildedir:

Ana Oksit Formül Ağırlıkça %

Alumin Al2O3 40-45

Kireç CaO 35-42

Demir oksit Fe2O3 5-15

Silis SiO2 4-10

Page 72: ÇİMENTO DENEYLERİ

ALUMİNLİ ÇİMENTOLAR

72

• Bu çimentoların mekanik dayanımları hızlı bir şekilde gelişir. Aynı koşullarda 1 günlük

dayanımı, Portland çimentosunun 8 aylık dayanımına eşdeğerdir.

• Çimentonun prizi ve sertleşmesi sırasında önemli derecede ısı çıkar.

• Aluminli çimentolarla üretilen betonlarda Ca(OH)2 oluşmaz. Bu nedenle kimyasal

etkilere çok dayanıklıdır.

• Aluminli çimentoların hidratasyonu için fazla su gerekir.

• Yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklıdır.

Page 73: ÇİMENTO DENEYLERİ

BEYAZ ÇİMENTO

73

• Hammaddesi beyaz kil (kaolen), kalker, mermer tozu olan bir Portland çimentosudur.

• Demir oksit (Fe2O3) (%0,3 den az) ve manganın çok az olması nedeniyle, hafif yeşil-beyaz

renkte olan bu çimento görsel sebeplerle kullanılır.

• Mekanik özelliklerinin normal Portland çimentosu ile aynı olması istenir.

• Beyaz çimentonun üretiminde kullanılan hammaddeler farklı olduğu gibi üretim

yöntemleri de Portland çimentosundan farklıdır.

• Bu nedenle maliyetleri normal Portland çimentosunun 3 katı kadardır.

Page 74: ÇİMENTO DENEYLERİ

RENKLİ ÇİMENTOLAR

74

• Bu tip çimentolar, beyaz çimento içine inceliği çimento ile aynı

olan toz halindeki (% 1-5 arasında) metal oksitlerinden oluşan

pigmentlerin eklenmesi ile elde edilir.

• Örneğin, sarı renk için demir oksit hidrat, kırmızı renk için

demir oksit, yeşil renk için krom oksit, mavi renk için Lazurite,

siyah renk için magnetik demir oksit, beyaz renk için

titandioksit kullanılır.

• Pigmentler çimentonun dayanımına ve sürüklenmiş hava

üzerine olumsuz etki yapabilirler. Örneğin, çok ince pigmentler

su ihtiyacını arttırarak karışımın hava içeriğini azaltırlar.

Page 75: ÇİMENTO DENEYLERİ

HARÇ ÇİMENTOSU

75

• Yüksek dayanım gerektirmeyen dolgu, sıva, harç işlerinde

kullanılan, %60 a kadar puzolanik madde içeren özel bir

bağlayıcıdır.

• Üretimde puzolan olarak uçucu kül, tras ve curuf gibi maddeler

kullanılır.

• Ekonomiktir, ancak Normal Portland çimentosunun yerine

betonarme inşaatlarda kullanılmamasına dikkat etmek gerekir.

• Harç çimentosunun 7 ve 28 günlük basınç dayanımlarının

sırasıyla en az 10 MPa ve 16 MPa olması istenir.

Page 76: ÇİMENTO DENEYLERİ

SÜLFATA DAYANIKLI ÇİMENTO

76

• Çimentoların sülfata karşı en dayanıksız ögesi C3A karma oksitidir.

• Portland çimentolarında C3A karma oksiti % 8-11 oranlarında değiştiğinden, bu tip çimentoları

sülfat etkisinde kalan yapı elemanlarında kullanmak doğru değildir.

• Bu çimentoda C3A en fazla %5 ve (C4AF + 2C3A) miktarları en fazla %25 olmalıdır.

• Bu tip çimentolar deniz suyu ve sülfatlı su içeren zeminler ve diğer sülfatlı ortamlar için en

dayanıklı çimentolardır.

• Bu çimento 28 günlük basınç dayanımlarına göre; (SDÇ 32,5) olmak üzere tek tiptir.

Page 77: ÇİMENTO DENEYLERİ

SÜPER SÜLFAT ÇİMENTOSU

77

• Bu çimento, %80-85 oranında (en az %65) granüle yüksek fırın curufu içerir.

• Üretimde ayrıca anhidrit (%10-15 oranında CaSO4) ve en çok %5 oranında PÇ klinkeri

kullanılır.

• İncelikleri 4000-5000 cm2/g dır.

• Süper sülfat çimentosunun hidratasyon olayının gelişimi farklıdır.

• İlk günlerdeki dayanım daha çok kalsiyum-alumino-sülfohidrat (ettringite) oluşumundan

ve daha sonraki dayanımlar ise C-S-H oluşumundan sağlanmaktadır.

• Bu çimento, kimyasal etkilere (özellikle sodyum ve kalsiyum sülfat etkilerine)

dayanıklıdır.

Page 78: ÇİMENTO DENEYLERİ

HİDROFOB ÇİMENTOLAR

78

• Bu tip çimentolar, rutubete karşı dayanıklı olması amacıyla,

klinkere hidrofob bir eleman (% 0,1-0,4 oranında stearik asit,

oleic asit) eklenip öğütülmesi ile elde edilir.

• Bu katkılar aynı zamanda klinkerin öğütülebilirliğini arttırır.

• Hidrofob çimento görünüş olarak normal Portland çimentosuna

benzer. Fakat küf kokusu gibi bir karakteristik özelliğe sahiptir.

• Hidrofob çimentolar suyla kolay ıslanmadıklarından bu tip

çimentolar kullanılarak üretilen harç ve betonları daha uzun süre

karıştırmak gerekir.

Page 79: ÇİMENTO DENEYLERİ

OİL-WELL ÇİMENTOSU

79

• Çok üstün özelliklere sahip bir çimentodur. Harç veya bulamaç olarak yerkabuğundaki

çatlaklardan binlerce metre derinliğe kadar pompalanabilecek işlerde kullanılır.

• Yer kabuğunda derinliğe bağlı olarak sıcaklık değişmektedir. Örneğin, 5Km derinlikte sıcaklık

150°C yi ve basınç 100 MPa ı geçebilir.

• Araştırma için açılan sondaj kuyularında derinlik, 10Km civarında olduğundan bu tip çimento ile

doldurulmaları uygun olmaktadır.

• Bu tip çimentolar yukarıda belirtilen koşullar altında ulaşması gereken yere priz yapmadan

gidebilmelidir.

• Ayrıca, yeniden sondaj işlemine izin verecek kadar da hızlı dayanım kazanması gerekmektedir.

Page 80: ÇİMENTO DENEYLERİ

OİL-WELL ÇİMENTOSU

80

Petrol kuyusu çimentosunun şu temel özelliklere olarak sahip

olması gereklidir:

a) Büyük miktarda su tutabilecek inceliğe sahip olmalıdır.

b) Priz geciktiriciler veya hızlandırıcılar içermelidir.

c) Akışkanlığı arttıran sürtünme azaltıcılar içermelidir.

d) Groutun yoğunluğunu azaltıcı bentonit gibi hafif katkılar

veya yoğunluğu arttırıcı barit veya hematit gibi katkılar

içermelidir.

e) Yüksek sıcaklıkta dayanımı geliştiren uçucu kül veya silis

dumanı gibi puzolanlar içermelidir.

Page 81: ÇİMENTO DENEYLERİ

DOĞAL ÇİMENTO

81

• Bu tip çimento, çimento kayası olarak adlandırılan

ve içinde %25 kadar kil içeren kireçtaşının

kalsinasyonu ve öğütülmesi ile elde edilir.

• Portland çimentosuna benzeyen bu çimento

Portland çimentosu ve hidrolik (su) kireci arasında

özelliğe sahiptir.

• Doğal çimentonun kalsinasyon sıcaklığı düşük

olduğu için pratik olarak C3S içermez ve yavaş

sertleşir.

Page 82: ÇİMENTO DENEYLERİ

ANTİBAKTERİYEL ÇİMENTO

82

Bu çimento mikrobiyolojik fermentasyonu önlemek için

antibakteriyel maddeler kullanılarak üretilen bir Portland

çimentosudur. Bakteriyel etkiye, gıda maddesi üreten

tesislerin yer betonlarında rastlanılmaktadır. Bu gibi

yerlerde, çimento üzerinde oluşan bakterilerle birlikte

nemin varlığı fermentasyona yol açmaktadır. Ayrıca

antibakteriyel çimento su depoları, yüzme havuzlarında ve

bakteri, mantar bulunan benzer yerlerde de

kullanılmaktadır.

Page 83: ÇİMENTO DENEYLERİ

RÖTRESİZ ÇİMENTO

83

• Bunlardan başka değişik amaçlı; örneğin, rötresiz ve

genişleyen çimentolar (grout) vardır.

• Bu tip çimentolar özel dolgu, makina ankrajı vb.

problemlerde kullanılır. Genelde içlerinde bir miktar

aluminyum tozu vardır.

• Aluminyum tozu, hidratasyon sırasında genleşip,

rötreyi engeller. Bu tip çimentolarda jips, kireç ve

aluminat türü katkılar da bulunmaktadır.

Page 84: ÇİMENTO DENEYLERİ

84

a) Kütle betonu üretiminde hangi çimentoyu

tercih edersiniz? Neden?

b) Soğuk havada beton üretimi için hangi

çimentoyu tercih edersiniz? Neden?

c) Deniz ortamında hangi çimentoyu tercih

edersiniz? Neden?

d) Erken kalıp almak gerektiğinde hangi çimento

tercih edersiniz? Neden?

Page 85: ÇİMENTO DENEYLERİ

85

a) ACI 207 ye göre, kütle betonu, boyutları (hacmi) çok büyük olan, çimento hidratasyonundan dolayı

oluşan sıcaklık artışı ve bu durumun etkisini en aza indirmek için önlemler gerektiren bir beton

türü olarak tanımlanmaktadır. Uçucu kül katkısı betonun hidratasyon ısısı düşük olduğundan tercih

sebebidir.

b) TS 1248 Standardına göre soğuk hava ortalama hava sıcaklığı 3 gün boyunca <5°C olması ve 3

günün hiçbir yarım gününden fazla sıcaklığın >10°C olmaması durumudur. Bu koşullarda Yüksek

hidratasyon ısısına sahip çimento, yüksek çimento dozajı ve düşük su/çimento oranı tercih

edilmelidir.

c) Deniz suyu ortamında içeriğinde bulunan sülfat iyonlarından ötürü C3A miktarı düşük ve Puzolan

katkılı çimento tercih edilir.

d) Erken kalıp alabilmek için hızlı sertleşen beton türleri kullanılır.

Page 86: ÇİMENTO DENEYLERİ

KAYNAKLAR

86

• Beton; Turhan Y. Erdoğan; ODTÜ Yayınları

• Çimento ve Beton; Prof. Dr. Hayri Yalçın, Prof. Dr. Metin Gürü; Palme Yayıncılık

• Kimyasal Proses Endüstrileri; R. Norris Shreve, Joseph A. Brink; İnkılap Yayınevi

• Yapı Malzemeleri Ders Notları; Doç. Dr. Halit Yazıcı; Dokuz Eylül Üniversitesi

• Yapı Malzemeleri Ders Notları; Doç. Dr. Kamile Tosun Felekoğlu

• Malzeme Bilgisi; Prof. Dr. Bülent Baradan; Dokuz Eylül Üniversitesi

• Malzeme Bilgisi; Prof. Dr. İlker Bekir Topçu; Eskişehir Osmangazi Üniversitesi