Yapi_Malzemesi_2-baglayici-kirec-dogal_puzolan

Transkript

Yapi_Malzemesi_2-baglayici-kirec-dogal_puzolan
YAPI MALZEMESİ
BAĞLAYICI
MADDELER
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
Pamukkale Üniversitesi
2007 - BAHAR
2
BAĞLAYICI MADDELER
İnce toz halinde olan ve su eklenmesi ile hamur
haline geldikten sonra zamanla plastikliğini
kaybedip sertleşen, bağlayıcı özelliği olan
malzemelere bağlayıcı maddeler denir.
TOZ BAĞLAYICI MADDELER
KİREÇ, ALÇI, ÇİMENTO vb.
SIVI BAĞLAYICI MADDELER
YOL YAPIMINDA KULLANILAN
HİDROKARBONLU BAĞLAYICILAR
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
2
BAĞLAYICI MADDELER
İnce toz halindeki bağlayıcı maddelere su
eklenince başlangıçta istenilen şeklin
verilebildiği plastik bir hamur elde edilir.
Belirli bir süre sonra, hamur katılaşmaya
başlar.
Bu olaya PRİZ denir.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
3
BAĞLAYICI MADDELER
PRİZ olayının 2 Çeşidi vardır.
1. Hidrolik bağlayıcılar:
Havada ve suda priz yapma özelliği olan
ve suda erimeyen bağlacılar. (Çimento)
2. Hava bağlayıcıları:
yalnızca havada priz yapan bağlacılar.
(Yağlı kireç)
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
4
BAĞLAYICI MADDELER
İLK BAĞLAYICILAR:
TOPRAK
TOPRAK+KİREÇTAŞI KARIŞIMLARI,
KİREÇ ALÇILAR,
PİŞMİŞ KİL TOZLARI,
DOĞAL PUZOLANLAR.
Yapılan araştırmalara göre bağlayıcı maddelerin kullanımı
Epipaleotik çağlara kadar gitmektedir. Çeşitli tarihi
bağlayıcı örneklerine İsrail, Mısır, Türkiye ve İtalya’da
rastlamak olanaklıdır.
5
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
BAĞLAYICI MADDELER
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
6
BAĞLAYICI MADDELER
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
7
BAĞLAYICI MADDELER
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
8
BAĞLAYICI MADDELER
Panteon Roma imparatoru
hadrian tarafından yapılmıştır.
M.S. 128 yılında inşa edilmiştir.
43.2 m’lik kubbe çapı ile 1800 yıl
bu rekorun sahibi olmuştur.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
9
BAĞLAYICI MADDELER
Roma’daki spor salonu 100 m
açıklığı ve 16000 kişilik kapasitesi
ile son yıllarda yapılan en önemli
yapılardandır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
10
BAĞLAYICI MADDELER
Petronas kuleleri:
451.9 m yükseklik
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
11
KALICILIK SEMBOLLERİ
AYASOFYA (İSTANBUL)
SERVİS ÖMRÜ :
537 yılında tamamlandı
(941 yıl kilise + 422 yıl Cami )
PİRAMİTLER
(CHEOPS, KHEFREN, YKRENOS)
≈ 4500 YAŞINDA
MISIR ATASÖZÜ:
İNSANLIK ZAMANDAN KORKAR
ZAMAN DA PİRAMİTLERDEN
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
12
BAĞLAYICI MADDELER
İlk bağlayıcı kullanımına M.Ö.17000 yıllarında
Natufian kültüründe rastlanmaktadır
•
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
İsrail’de görülen Natufian
binaları 9 m’ye ulaşan
çaplarda dairesel
barınaklar olup, duvarları
işlenmemiş doğal taşların
killi-çamur ve öğütülmüş
kireçtaşı ile sıvanması ile
yapılmıştır.
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
13
BAĞLAYICI MADDELER
Sönmüş kirecin ilk uygulamaları mağara
duvarlarına yapılan resimlerde görülmüştür.
Kireç mağaralarda iç ve dış dekorasyon ve sıva
yapımında kullanılmıştır. Eski Mısır, Kıbrıs, Girit
ve Mezopotamya'nın değişik yörelerinde kirecin
bir yapı malzemesi olarak kullanılmasına ait
örneklere rastlanılmıştır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
14
BAĞLAYICI MADDELER
Çatal Höyük kalıntıları içinde
bulunan 8000 yıl öncesine ait
harçlar ve Yunanistan’ın
Rodos adasında bulunan
Kameiros sarnıcının
puzolanik malzemeden
yapılan duvarları, kireç-doğal
puzolan karışımlarının
binlerce yıl öncesinden
bilindiğini vurgulamaktadır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
15
BAĞLAYICI MADDELER
M.Ö. 70-25 yılları arasında yaşamış olan
Mimar Vitruvius "On
Architecture"(Mimarlık Üzerine) adlı 10
ciltlik kitabında puzolan ve kireç
karışımlarının hidrolik özelliklerinden
bahsetmiş, nehir ve deniz kıyısında
yapılacak olan yapılarda kullanılabilecek
harç için karışım oranı bile vermiştir : iki
kısım puzolan (pulvis Puteolanus) bir
kısım kireçle karıştırılır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
16
BAĞLAYICI MADDELER
Anadolu ve Ortadoğu’da
kireç çoğunlukla
döşemelerde ve duvarlarda
kullanılmıştır. Kireç harcı;
kırılmış kireçtaşı, kül ve
kumun açık ateşte pişirilip,
yeniden kırılıp, elenmesi ile
elde edilmiştir.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
17
BAĞLAYICI MADDELER
Selçuklu ve Osmanlı yapılarında duvar
harcı olarak, Horasan harcı adı verilen bir
bağlayıcı kullanıldığı görülmektedir. Bu
harcın bileşiminde, pişmiş toprak tozu,
kuvarz kumu, kireç, kül hatta yumurta
akının kullanıldığı söylenmektedir. Değişik
tip liflerin (keçi kılı, palmiye lifi, saman,
vb.) harca yaklaşık %3 oranında katıldığı
da görülmüştür.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
18
KİREÇ
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
19
KİREÇ
Bilinen en eski
bağlayıcılardan birisi olan
kireç, eski Babil, Mısır,
Finikeliler, Hitit ve Persler
tarafından hava kireci olarak
yapıda kullanılmıştır.
Romalılar devrinde ise su kireci
bulunmuş ve su içi inşaatlarında
kullanılmıştır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
20
KİREÇ
KALKER (KİREÇTAŞI), CaCO3
YERYÜZÜ KARALARININ %10’U
850°C -1400°C
CaCO3 + ısı
CaO + CO2
içinde %30’a kadar MgCO3 içeren kireçtaşları da (dolomit
gibi) bu amaçla kullanılabilir.
KİREÇ, CaO
Suyla karıştırıldığında tipine göre hava veya suda katılaşma
özelliği gösteren beyaz renkli inorganik esaslı bir bağlayıcı
türüdür.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
21
KİREÇ
KALKER (KİREÇTAŞI), CaCO3
YERYÜZÜ KARALARININ %10’U
•
Tüm kireçtaşı tipleri kristal yapıdadır.
•
Beyaz renk yüksek derecedeki safsızlığı, gri tonları
karbon kaynaklı safsızlıkları, kahverengi, yeşil, açık
sarı ve kırmızı renkler demir ve mangan içerdiğinin
işaretleridir. Pembe renk ise dolomitik yapı belirtisidir.
•
Kireçtaşının sertliği genellikle Mohs skalasına göre 2-4
arasında değişir. Dolomit daha sert fakat kırılgandır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
22
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
2. MODERN YÖNTEM
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
23
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
24
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
Yamaç Ocağı Kazılması
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
25
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
Çeperlerin Kille Örtülmesi
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
26
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
Ocağın Doldurulması
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
27
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
Ocağın Doldurulması
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
28
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
Ocağın Doldurulması
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
29
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
Ocağın Kapatılması
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
30
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
Ocağın en kesiti
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
31
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
Yanıcı maddelerin eklenmesi
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
32
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
Kalsinasyon işlemi : 7 – 10 gün sürer
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
33
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
Ürün
Sönmemiş Kireç
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
34
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
Kirecin Söndürülmesi
Sönmemiş kireç, ağırlığının
yarısı kadar suyun içine
konularak söndürülür. Bu işlem
sırasında yüksek miktarda ısı
açığa çıkar.
CaO + H2O
MgO + H2O
Ca(OH)2 + ısı
Mg(OH)2 + ısı
Yarım kilo sönmemiş kireç, 0°C’deki 1 litre suyun sıcaklığını kaynama noktası
olan 100°C’ye çıkaracak büyüklükte bir reaksiyon ısısı vermektedir.
35
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
Söndürme işlemi, yüksek ısı açığa çıkarmasının
yanında kalsine kireçtaşlarının hızlıca ayrışmasını
sağlar.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
36
KİREÇ ÜRETİMİ
1. İLKEL (YAMAÇ) YÖNTEM
Sönmüş Kireç
Elde edilen toz halindeki sönmüş kireç, kuru halde ve torbalar içinde
depolarda saklanır. Ancak çeşitli nedenler (taşın aynı oranda
pişmemesi veya aşırı pişmesi, sirkülasyon olmayışı vb.) kalitede
düşüşe sebep olur, ayrıca üretilen kireç küçük miktardadır.
37
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
KİREÇ ÜRETİMİ
2. MODERN YÖNTEM
Taş ocağı
Tek bir patlama ile seçilmiş bölgeden 30.000 ton taş
elde edilir
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
38
KİREÇ ÜRETİMİ
2. MODERN YÖNTEM
Kırma ve Yıkama
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
39
KİREÇ ÜRETİMİ
2. MODERN YÖNTEM
Kireçtaşı, döner ya da yatay kalsinasyon
fırınlarında, 900°C’nin üzerindeki sıcaklıklarda
kalsine edilerek sönmemiş kirece dönüştürülür.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
40
KİREÇ ÜRETİMİ
2. MODERN YÖNTEM
Ürün
Sönmemiş kireç hidratörlerde söndürülür.
Öğütülmüş tozsuz kireç, yüksek akışkanlığa sahip kireç,
yüksek boşluklu kireç, yavaş priz yapan kireç sütü, özel katkılar
gibi değişik özelliklere sahip kireç çeşitleri üretilebilir.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
41
KİREÇ
Söndürme işlemi sırasında sönmemiş kireç
suyla ekzotermik reaksiyona girerek
Ca(OH)2’e dönüştüğünden, ısı ile birlikte
büyük bir hacim genişlemesi olur ve bu
arada hacmi 2.5 kat artar.
Eğer kireç tamamen söndürülmezse, bu olay
yapıda tamamlanır ve kirecin kullanıldığı
yerlerde çatlak vb. kusurlar oluşur.
Bu nedenle kirecin söndürülme işlemine dikkat edilmelidir.
Kireç taşları, şantiyelerde açılan kireç havuzlarında, en az
15 gün su içinde bekletilmelidir.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
42
KİREÇ
Sönmüş kirecin rengi genellikle süt beyazdır.
Ancak içinde bulunabilecek aşırı yanmış kısımlar
rengi hafif sarıya veya griye dönüştürebilir.
Siyah lekeler silisyum ve yanmamış kömür
safsızlıklarının işareti olabilir.
Yağlı kireci su ile karıştırdıktan sonra elde edilen hamur
havada bırakılınca, havadaki karbondioksiti alarak
aşağıda görülen reaksiyon sonucu, suda erimeyen
kalsiyum karbonata dönüşür :
CaCO3
Ca(OH)2 + CO2
KARBONATLAŞMA
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
43
KİREÇ
Sönmüş kireç, bazik karakterde
bir malzeme olduğundan demir
ve çelikle tepkimeye girmez.
Buna karşılık aluminyum, kurşun ve pirinçle
kimyasal reaksiyona girebilir.
Sönmüş kireç içindeki su miktarına göre çeşitli
formlarda kullanılır. Bunlar; kuru hidrat, kireç
hamuru, kireç bulamacı (slurry), kireç sütü, sulu
kireç, atmosferde sönmüş kireç olarak adlandırılır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
44
KİREÇ
Yüzey Alan:
(incelik)
Yüksek yüzey alanı
* kimyasal reaktiviteyi,
* çökeltme hızını,
* hamur verimini,
* plastikliği
arttırır.
Sönmemiş kireç : 400-1300 cm2/g
Sönmemiş kireç : 400-1300 cm /g
Sönmüş kireç : 14000-32000 cm2/g
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
45
KİREÇ
KİRECİN İNŞAAT SEKTÖRÜNDE KULLANIMI
En çok
* sıva,
* harç,
* karayollarında stabilizasyon malzemesi ve
bitümlü karışımlarda katkı maddesi olarak,
* gazbeton,
* kireç- kum tuğlası üretimi ve
* badana işlerinde
kullanılmaktadır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
46
KİREÇ
KİRECİN İNŞAAT SEKTÖRÜNDE KULLANIMI
•Kireç, harçlara plastisite ve işlenebilirlik
kazandırmak amacıyla eklenir.
* Çoğunlukla Melez harç adı verilen bu
harçlar;
1 kısım çimento,
1-2 kısım kireç ve
5-6 kısım kumdan
oluşur.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
47
KİREÇ
KİREÇ KULLANILIRKEN DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR
1.
Kireç ile fazla kalın harç sıvası yapılmamalıdır.
Aksi takdirde C02 harcın içine fazla oranda
giremeyeceğinden, orta kısımlar plastik durumunu korur.
2.
Su ile temas eden yapılarda kullanılmamalıdır.
Kireç su içinde erir.
3.
Taşıyıcı elemanların yapımında bağlayıcı madde
olarak kullanılmamalıdır.
Kirecin her türlü yapı malzemesine iyi yapışma yeteneği
olmasına karşın, mekanik özellikleri zayıftır
4.
Kireçle elde edilen harçların plastik özellikleri fazladır.
Şekil değişimi yapabilme yeteneğinin fazlalığı nedeniyle
duvar sıvaları için çok uygundur. Kireçle yapılan sıvalar
çimento harcı ile yapılan sıvalara kıyasla daha az çatlar.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
48
PUZOLANLAR
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
49
PUZOLANLAR
Puzolanlar,
silis veya silis-alumin kökenli
malzemelerdir.
SiO2
Al2O3
Kendi başlarına bağlayıcılık
özellikleri ya çok azdır ya da hiç
yoktur.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
50
PUZOLANLAR
Çok ince iseler, Ortamda sönmüş kireç ve
nem varsa kimyasal reaksiyona girerek
bağlayıcılık özelliği olan C-S-H oluştururlar.
SiO2 + Ca(OH)2
Puzolan +
sönmüş
Kireç
CaO.SiO2.H2O
Kalsiyum Silikat
Hidrate yapı
PUZOLANİK REAKSİYON
Puzolanik maddelerin kullanımı binlerce yıl
öncesine kadar gitmektedir.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
51
PUZOLANLAR
Bu özellikteki toprak ilk defa
Napoli yakınlarındaki Pozzuoli
kasabasından elde edilmiştir.
Pozzuoli Vezüv
Pompei
Vezüv yanardağı yakınlarındaki
bu toprak camlaşmış volkan
toprağı olup, günümüzde
kullanılan “Puzolan” sözcüğü
buradan kaynaklanmıştır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
52
PUZOLANLAR
DOĞAL
YAPAY
• Uçucu Kül
Volkanik kökenli
doğal puzolanlar
• Volkanik camlar
• Volkanik tüfler ve
tras
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Isıl işlem görmüş
killer ve diatomitler
• Killer ve şeyller
• Diatomitler
Yapı Malzemesi Dersi
• Silis Dumanı
• Yüksek Fırın Curufu
• Pirinç Kabuğu Külü
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
53
PUZOLANLAR
VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR
*
Alumina, silis içerirler.
Ren Trası
%
Santorin Napoli Kayseri Kula Curufu
%
%
%
%
SiO2
54.2
63.2
55.7
68.08
45.88
Fe2O3
3.8
4.9
4.6
5.58
2.87
Al2O3
16.4
13.2
19.0
18.63
16.53
CaO
3.8
4.0
5.0
5.07
9.73
MgO
1.9
2.1
1.3
1.55
6.90
Diğer
Maddeler
19.9
12.6
14.4
1.09
18.09
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
54
DOĞAL PUZOLANLAR
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
55
PUZOLANLAR
VOLKANİK MALZEME REZERVLERİNİ OLUŞTURAN VOLKANİZMA KUŞAĞI
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
56
PUZOLANLAR
VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR
•
Erimiş magmanın püskürmesi ile oluşmuşlardır.
* Erimiş magmanın patlama sırasında ani basınç
düşüşü ile atmosferde hızla soğuması
sonucunda, yüzeye yakın bölgelerde
düzensiz yapısı ile
amorf veya camsı faz oluşur.
Yüzeyde
amorf yapı
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Derinlerde
büyük kristalli yapı
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
57
PUZOLANLAR
VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR
•
Erimiş magmanın püskürmesi ile oluşmuşlardır.
* Çözülmemiş gazların gelişimi nedeni ile yüksek
yüzey alanlı, mikroskopik ve makroskopik
boşluklu poroz yapıdaki katı madde elde edilir.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
58
PUZOLANLAR
VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR
•
Erimiş magmanın püskürmesi ile oluşmuşlardır.
* Geniş yüzey alanı ve düzensiz yapısı nedeni ile
volkanik kökenli puzolanik malzemeler içinde
bulunan alumina silikatlar suyun içindeki Ca
iyonları ile kimyasal reaksiyona girebilirler.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
59
PUZOLANLAR
VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR
•
Erimiş magmanın püskürmesi ile oluşmuşlardır.
* Magmanın şiddetli püskürmesi sonucunda, yüksek
puzolanik aktiviteye sahip camsı malzemeler
oluşurken daha zayıf şiddetteki püskürmeler, camsı
volkanik malzemelere kıyasla, kireçle daha az
kimyasal reaksiyon yapan volkanik külleri meydana getirir.
•
Volkanik camlar, volkanik tüfler, traslar ve volkanik küller
olarak çeşitleri vardır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
60
PUZOLANLAR
VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR
VOLKANİK CAMLAR
Yunanistan’a bağlı Santorin
adası toprağı, İtalya’nın Bacoli
ve Japonya’nın Shirasu en iyi
bilinen volkanik cam
örnekleridir.
Shirasu
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
61
PUZOLANLAR
VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR
VOLKANİK CAMLAR
* Volkanik camlar, şiddetli
volkanik püskürmeler
esnasında bırakılan sıvı
lavların soğuması sonucu
oluşurlar.
* Bu malzemeler puzolanik
aktivite karakteristiklerini
esas olarak, düzensiz
yapıdaki alumina silikat
camlarından elde ederler.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
62
PUZOLANLAR
VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR
VOLKANİK CAMLAR
* Küçük miktarlarda reaktif olmayan
kuvars, feldspat ve mika gibi
mineral kristalleri, camsı faz
içinde bulunabilir.
* İnce öğütülmeleri halinde oldukça
güçlü puzolanik özellikleri vardır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
63
PUZOLANLAR
VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR
VOLKANİK TÜFLER VE TRAS
* İtalya’da Segni-latium, Almanya’da Ren trası,
Türkiye’de Kula curufu ve Kayseri trası volkanik
tüflerin ve trasların tipik örnekleridir.
* Riyolit tüfler, dazit tüfler ve zeolit tüfler en iyi
puzolanik malzemelerdir.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
64
PUZOLANLAR
VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR
VOLKANİK TÜFLER VE TRAS
* Andezit, bazalt ve bazalt tüfü, genellikle kalite ve
performans açısından yeterli değildir.
* Değişik tip traslar içinde, augite, apatit, biotit,
magnetit, muskovit, hematit, kristobalit, kaolinit,
illit, mika ve hornblend gibi mineraller mevcuttur.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
65
PUZOLANLAR
ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER
KİLLER VE ŞEYLLER
* Killer ve killi zeminler, plaka
veya çubuk şekline sahip olan,
boyutları 0.002 mm’ den daha
küçük parçalardan oluşurlar.
Küçük parçalar, orjinal
kayaların daha az stabil olan
bileşenlerinin kırılmasından
meydana gelen ve çoğunlukla
alumina silikat içeren kil
minerallerinden oluşurlar.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
66
PUZOLANLAR
ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER
KİLLER VE ŞEYLLER
* Şeyller, killer ile benzer
bileşenlere sahiptir ancak su
içerikleri killerden daha azdır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
67
PUZOLANLAR
ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER
KİLLER VE ŞEYLLER
* Kil mineralleri kristal yapılı olup, killerin ve şeyllerin
hammadde formları puzolanik özellik göstermez.
Ancak 700° ile 900°C arasında ısıl işlemle kalsine
olurlar ve puzolanik özellik kazanırlar.
* Isıl işlem killerin ve şeyllerin kristal yapılarını bozar ve
yarı amorf şekle veya bozulmuş alumina silikat yapısına
dönüştürür.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
68
PUZOLANLAR
ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER
KİLLER VE ŞEYLLER
* Laterit toprakları, limonit veya hematit gibi yüksek
miktarda demir minerallerine sahiptir. Hava ile temas
edince tuğla gibi sertleşirler. Laterit kelimesi latincede
tuğla anlamına gelmektedir. Boksitli topraklar ise
aluminyum mineralleri içerirler.
SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO
K2O+
Na2O
H2O
Laterit
3
10
75
-
-
-
10
Boksit
1
52
18
-
-
-
28
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
69
PUZOLANLAR
ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER
KİLLER VE ŞEYLLER
* Isıl işlem görmüş silisli topraklar, lateritli veya boksitli
topraklar gibi silika içeriği açısından zengin değildir.
* Laterit ve boksit içeren topraklar tropikal ortamlarda
kimyasal bozulma sonucu oluşur.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
70
PUZOLANLAR
ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER
KİLLER VE ŞEYLLER
* Puzolanik aktivite normal olarak, ısıl işlem görmüş
kildeki reaktif silis ve kalsiyum iyonlarının reaksiyonu
ile oluşur.
* Ancak kireç, ısıl işlem görmüş laterit ve boksitle de
reaksiyon yapar. Muhtemelen silis kadar, demir ve
aluminyum da ısıl işlemle bozulmuş yapıdaki boşlukları
doldurabilir.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
71
PUZOLANLAR
ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER
KİLLER VE ŞEYLLER
* Pişmiş killer, geleneksel olarak atık tuğla ve
fayansların öğütülerek ince bir toz haline getirilmesi ile
de üretilmektedir. bu yöntemle elde edilen malzemeler
oldukça değişken puzolanik aktivite gösterir.
* Killer için en yaygın olarak kullanılan ısıl işlem yöntemi
döner fırınlarda yapılmaktadır. Isıl işlem süresi ise 1 ile
2 saat arasındadır. Ayrıca, düşey milli fırınlarda bu
amaçla kullanılmaktadır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
72
PUZOLANLAR
ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER
DİATOMİTLER
* Diatomitler, hücre duvarları silikadan oluşmuş, opal ve
hidrate silika içeren, mikroskopik su bitkisi olan
diatomların kalıntılarıdır. Bazı topraklarda bulunan bu
organik kalıntılar %94 oranında silis içerirler.
Diatomitlerin sahip olduğu puzolanik aktivite, içerdiği
amorf silis miktarına bağlıdır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
73
PUZOLANLAR
ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER
DİATOMİTLER
* Yüksek miktarda kil minerali içeren diatomitlerde, killer
puzolanik aktiviteyi azaltır. Bu yüzden bazı çeşitleri,
760°C ile 1000°C arasında ısıl işlem görerek puzolanik
aktiviteleri arttırılır.
* Büyük miktarlarda diatomit yataklarına A.B.D. California’da,
Cezayir’de, Almanya, Danimarka ve Kanada’da rastlanır.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
74
PUZOLANLAR
PUZOLANİK AKTİVİTE
* Bir puzolanın bağlayabileceği en fazla kireç
(Ca(OH)2) miktarı ve bağlanma işleminin hızı
“puzolanik aktivite” olarak ifade edilir.
* Puzolanik aktivite ölçüm yöntemleri genel olarak
ikiye ayrılır.
1.
Kimyasal yöntem:
a) puzolanik reaksiyon sonucu alkaliler veya
asitler içerisinde çözülebilen SiO2+Al2O3+Fe2O3
toplamı ölçülür.
b) puzolan doymuş kireç çözeltisine
konulduğunda, belirli bir süre içinde ortamdaki
kalsiyum iyonları azalması tespit edilir.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
75
PUZOLANİK AKTİVİTE
2.
Mekanik yöntem:
Kireç-puzolan karışımlarının, basınç
dayanımlarının ölçülmesi esasına dayanır.
1 kısım çimento + 3 kısım kum + ½ kısım su
Kontrol: %100 çimento
Ölçme: %35 puzolan + %65 çimento
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
76
PUZOLANİK AKTİVİTE
Malzemelerin
tartılması
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Kaba önce su
yerleştirilir
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
77
PUZOLANİK AKTİVİTE
suyun üzerine
çimento eklenir
Karıştırma devam
ederken kum eklenir
kalıba yerleştirme
sarsma
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
78
PUZOLANİK AKTİVİTE
Etiketleme ( 3 örnek)
Bir gün sonra
kalıptan çıkartılır
28 gün 20°C ve
min %95 bağıl nemli
ortamda bekletilir.
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
79
PUZOLANİK AKTİVİTE
28 gün sonunda 3 nokta eğilme deneyi uygulanır
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
80
PUZOLANİK AKTİVİTE
Kırılan parçalar üzerinde basınç deneyi yapılır
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
81
PUZOLANİK AKTİVİTE
P
P×L
M
= 4 2
σ=
W b×h
6
L
P
P
σ=
A
P
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
82
PUZOLANİK AKTİVİTE
Puzolanik aktivite = (A/B)x100
Burada;
A: çimento+kül karışımı numunelerin ortalama basınç dayanımı
B: Karşılaştırma (yalnız çimento numunelerinin) ortalama basınç
dayanımı
TS 639’a Göre Uçucu Küllerin Puzolanik Aktivite Deneyi
Uçucu kül ve portland çimentosuyla yapılan deneme
numunelerinin 28 günlük basınç dayanımları, Portland
çimentosuyla hazırlanmış karşılaştırma numunelerinin aynı
süredeki basınç dayanımlarının %70’inden az olmamalıdır.
Puzolanik aktivite >= %70
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
83
PUZOLANİK AKTİVİTE
4x4x16 cm ayrıtlı prizma örneklerde önce 3 nokta eğilme deneyi
yapılmıştır. Eğilme deneyinde mesnetler arası uzaklık 10 cm’dir.
Örneklerin 28 günlük
Kırılma yükleri aşağıda verilmiştir.
1
2
3
Yük (kgf)
%100 çimento
408
406
412
%35 puzolan
360
334
344
ardından örnekler üzerinde eğilme sonrası basınç deneyi
yapılmıştır. Kırılma yükleri aşağıda verilmiştir.
Yük (kgf)
1
2
3
4
5
6
%100 çimento 6470 6490 6910 6990 6510 7010
%35 puzolan
5020 4960 5100 5150 5200 4910
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
84
PUZOLANİK AKTİVİTE
a) Örneklerin eğilme dayanımlarını ve ortalamalarını hesaplayınız.
b) Örneklerin basınç dayanımlarını ve ortamalarını hesaplayınız.
c) %35 puzolan katkılı örneklerin puzolanik aktivite indeksini
hesaplayınız.
d) %100 çimentolu örnekler CEM I 42.5 sınıfı çimento kabul
edilebilir mi?
e) Kullanılan puzolan TS629’a göre puzolanik malzeme olarak
kabul edilebilir mi?
PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü
Yapı Malzemesi Dersi
Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN
85

Benzer belgeler