3 - Türkiye Çimento Müstahsilleri Birliği

ÇİMENTO
ve
-Çimento TürleriHayat BOZKIR
Türkiye Çimento Müstahsilleri Birliği
(TÇMB)
10.05.2012 YÜF
Beton ve Beton Bileşenleri Semineri
ÇİMENTO
Tanımı
Üretimi
Türleri
ÇİMENTO
malzemesi
önemli bir yapı
suda çözünmeyen hidrolik bağlayıcı
ÇİMENTO
Esas olarak kalsiyum, silisyum, alüminyum ve demir oksitleri
içeren hammaddelerin belirli oranlarda karıştırılarak
“sinterleşme” sıcaklığına kadar pişirilmesi ile oluşan
“çimento klinkeri”nin,
bir veya birkaç katkı maddesiyle birlikte öğütülmesi sonucunda
elde edilir.
Hammaddeler
kalker,
kil ,
killi kalkerin (marn) yanısıra,
silisli kum, demir cevheri gibi maddelerdir.
Belirli oranlarda katılır.
“farin” denilen bir karışım hazırlanır.
Hazırlanan bu farin’in yaklaşık 1450oC’ye
kadar döner fırında pişirilmesi ile, fırın
çıkışında meydana gelen taneler (granüller)
halindeki ürüne “klinker” denir.
Elde edilen bu klinkerin % 2.0-5.0 civarında
alçı taşı ile birlikte karıştırılıp öğütülmesi
sonucunda ise
“ÇİMENTO” üretilmektedir.
Beton Bileşenlerinden
ÇİMENTO
+
AGREGA
(Kum,Çakıl)
+
SU
BETON
Çimento Ürün ve İlgili Deney Standardları
TS EN 197-1 : Çimento-Bölüm 1:
Genel Çimentolar-Bileşim,Özellikler ve Uygunluk Kriterleri
TS EN 197-2 : Çimento-Bölüm 2:
Uygunluk Değerlendirmesi
TS EN 196 -1,2,3,5,6,7,8,9,10 : Çimento Deney
Standardları
TS EN 197-1…Türleri…..Bileşim ve İşaret
Bu çimentoların standarda uygunluğunun nasıl
belirleneceği TS EN 197-1 ve TS EN 197- 2 de
ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
Bileşim ve özellikler anlık (spot) numunelerle
sürekli olarak denetlenmektedir
Üretici tarafından “otokontrol deneyleri”
muayene ve belgelendirme kuruluşu tarafından
“denetim deneyleri” yapılmaktadır.
Sonuçlar istatistiki değerlendirmeye tabi
tutulmaktadır.
Çimentoda Mineral Katkılar
(TS EN 197-1)
Çimento Bileşimi = Klinker + Ana Bileşenler
+İlave Minör Bileşenler
Ana Bileşenler = Toplam kütlenin %5 ini geçen
oranlarda kullanılan seçilmiş inorganik maddeler
İlave Minör Bileşenler = Toplam kütlenin %5 ini
geçmeyen oranlarda kullanılan seçilmiş inorganik
maddeler (ana bileşen olarak kullanılmamış olması
gerekir)
Portland Çimentosu Klinkeri
TS EN 197-1
gerekliliği
Çimentonun en önemli kısmını oluşturan, çimento
klinkerinin ana bileşenleri, kalsiyum oksit, silisyum
dioksit, alüminyum oksit ve demir oksittir.
Trikalsiyum silikat (Alit)
C3S (3CaO. SiO2)
Dikalsiyum silikat (Belit)
C2S(2CaO.SiO2)
Trikalsiyum alüminat
C3A(3.CaO.Al2O3)
Tetrakalsiyum alüminoferrit
C4AF(4CaO.Al2O3.Fe2O3)
Pek çok çimento klinkeri ağırlıkça % 2 oranına kadar
serbest CaO (S.CaO) ihtiva eder.
Serbest kireç klinkerde % 2.5’un üzerindeki
miktarlarda bulunduğu takdirde, harç ve betonda
genleşme yaratır.
CaO+H2O → Ca(OH)2
Çimentoda Mineral Katkılar
(TS EN 197-1)
Puzolanik Malzeme
Kendi başına bağlayıcı özelliği olmayan ancak ince
öğütülmüş olarak kireç hidrat ile karıştırıldığında nemli
ortamda hidrolik bağlayıcı özelliği kazanan silis ve/veya
aluminyum silikat bileşimli maddedir.
Puzolanik malzemeler 2 şekilde
tanımlanır.
Çimentoda Mineral Katkılar
(TS EN 197-1)
Doğal Puzolan (P): Doğada bulunan puzolanik özellikte
madde ve kayaçlardır.Genellikle volkanik kökenlidirler.
Türkiyede “tras” olarak adlandırılırlar.TS EN 197-1’e göre
doğal puzolanlarda reaktif silis miktarı en az % 25
olmalıdır.
Kalsine Edilmiş Doğal Puzolan (Q): Puzolanik
özellikleri ısıl işlem uygulanarak kazandırılmış olan doğal
madde ve kayaçlardır. Reaktif silis içerikleri en az % 25
olmalıdır.(killer, şistler, tortul kayalar gibi..)
Çimentoda Mineral Katkılar
(TS EN 197-1)
Granüle Yüksek Fırın Cürufu (S)
Yüksek fırında pik demir elde edilirken demir cevheri
içindeki SiO2 ve Al2O3 içeren gayrisaflıklar kalkerdeki
CaO tarafından bağlanır.Bu şekilde oluşan cürufun
bileşimi portland çimentosuna büyük benzerlik gösterir.
Fırın çıkışında hızla soğutulması ve en az 2/3 oranında
camsı faz içermesi gerekir.Ayrıca içindeki CaO,MgO ve
SiO2 miktarları toplamı en az 2/3 oranında olmalıdır.
(CaO + MgO)/ SiO2 orantısının ise 1,0 den fazla olması
istenmektedir.
Çimentoda Mineral Katkılar
(TS EN 197-1)
Uçucu Küller (V,W)
TS EN 197-1 Çimentoda Kullanılan
TS EN 450-1 Betonda Kullanılan
TS EN 197-1
Limit Değer
Özellik
Silissi
Uçucu Kül
Kalkersi Uçucu Kül
Kategori A 0.0<..< 5.0
Kategori B 2.0<..<7.0
Kategori C 4.0<..<9.0
TS EN 450-1
Limit Değer
Kategori A 0.0<..< 5.0
Kategori B 2.0<..<7.0
Kategori C 4.0<..<9.0
Kızdırma Kaybı
%
SO3
%
-
-
Maks. 3.0
Cl-
%
-
-
Max. 0.1
Serbest CaO
%
Maks.1.0
-
Max. 2.5
Toplam CaO
%
-
-
-
Reaktif CaO
%
Maks.10.0
Min. 10.0
Maks.10.0
Toplam SiO2
%
-
-
-
Reaktif SiO2
%
Min. 25.0
Özgül Ağırlık
kg/m3
45 µm Elek Bakiyesi
Min. 25.0
(10.0< R.CaO< 15.0)
-
-
-
-
%
-
-
28 Günlük Aktivite Endeksi
%
-
-
Min. 75
90 Günlük Aktivite Endeksi
%
-
-
Min. 85
28 Günlük Basınç Dayanımı
MPa
-
Hacim Genleşmesi
mm
Max.10 mm
(1.0<S.CaO<2.5)
Min.10.0
( R.CaO > 15.0 )
Max.10 mm
Type N - Max. 40.0
12.0
Max.10
(1.0<S.CaO<2.5)
Type S - Max.
Çimentoda Mineral Katkılar
(TS EN 197-1)
Pişmiş Şist (T): Yaklaşık
800 C da pişirilen şist
bileşimi itibarı ile
puzolanik ve bağlayıcı
özellikler gösterir.
Çimento gibi
denendiğinde 28 günlük
basınç dayanımı en az 25
MPa olmalıdır.Hacim
genleşmesi 10 mm’yi
geçmemelidir.
Kalker (Kireçtaşı)
(L,LL): CaCO3 içeriği en
az % 75 olmalıdır.Kil
içeriği % 1,2 ‘yi
geçmemelidir.
Standardda toplam
organik karbon (TOC)
değerinin en fazla %0,2
ve %0,5 olarak
sınırlandırıldığı iki sınıfa
ayrılmıştır
Minör İlave Bileşenler
Minör ilave bileşenler, inorganik doğal malzemeler, klinker
üretim prosesinden çıkan doğal malzemeler veya çimentoda
ana bileşen olarak kullanılmayan özel olarak seçilmiş
malzemelerdir.
Kalsiyum Sülfat
Kalsiyum sülfat imalat sırasında çimentonun diğer
bileşenlerine priz süresini kontrol için imal edilir.
Bileşim, İşaretleme--------Örnekler
TS EN 197-1 (2012) Kapsam
2000
2012
27 tip çimentoya ilave;
27 tip çimento
7 tip sülfata dayanıklı
çimento
3 tip erken dayanımı
düşük cüruflu çimento
2 tip erken dayanımı
düşük, sülfata dayanıklı
cüruflu çimento
9 dayanım sınıfı
6 dayanım sınıfı
Ana bileşenler / PÇ klinkeri
Mevcut Portland Çimento Klinkeri tanımına
ilave olarak sülfata dayanıklılık için;
Sülfata dayanıklı portland çimento (CEM I) ve
Puzolanik çimento (CEM IV) üretiminde
kullanılan klinkerin C3A miktarı (C3A=2.65A1.69F) CEM I ve CEM IV için aşağıdaki limitler
verilmiştir.
CEM I
C3A = 0 , ≤%3 ≤%5
CEM IV/A ve CEM IV/B
C3A ≤%9
İLAVE olarak;
Sülfata Dayanıklı Genel Çimentolar 7 ürün
CEM
CEM
CEM
CEM
CEM
CEM
CEM
I – SR0
I – SR3
I – SR5
III/B –SR
III/C – SR
IV/A – SR
IV/B –SR
C3A
C3A
C3A
C3A
C3A
C3A
C3A
=0
≤ %3
≤ %5
limiti yoktur.
limiti yoktur.
≤ %9
≤ %9
7 Ürünün % Kompozisyonu
İlave Dayanım Sınıfları
2 gün (Mpa)
7 gün (Mpa)
32,5 L
-
≥ 12.0
42,5 L
52,5 L
-
≥ 16.0
Not:
≥ 10.0
-
28 gün (Mpa)
≥32.5 ≤ 52.5
≥42.5 ≤ 62.5
≥52.5
L Dayanım sınıfları sadece CEM III çimentoları için
tanımlanmaktadır.
Hidratasyon Isısı
≤ 270 J/g______
TS EN 196-8 , 7 Gün veya TS EN 196-9, 41 h
Düşük ısılı genel çimentolar “LH” işareti ile
tanımlanır.
Düşük ısılı çimento uygunluk
değerlendirmesinde analiz frekansı başlangıç
periyodu için 1/hafta, rutin periyod için 1/ay
dır.
Hidratasyon, bir maddenin su ile birleşmesi
sonucu ortaya çıkan reaksiyondur.
Çimentonun hidratasyonu sonucunda suda
çözünmeyen sert bir madde oluşur. Bu proses,
--priz alma
--sertleşme şeklinde iki kademede gerçekleşir.
Priz alma’da, çimento pastası donarak katı
hale gelir ancak henüz yeterli dayanıma sahip
olmaz.
Daha
sonra
oluşan
sertleşme
kademesiyle önemli ölçüde dayanım gelişmesi
gösterir.
SR çimentolar için ilave özellikler
Çimentoda sülfatla reaksiyona giren en önemli
bileşen C3A olduğu için, bu çimentoda
C3A yüzdesi % 5 ile sınırlanır.
Çimento Tipi için Standard Tanımlama
Örnek
EN 197-1 e uygun % 60-80 yüksek fırın curufu içeren 32.5
dayanım sınıfında normal erken dayanımlı, düşük
hidratasyon ısısına sahip ve sülfata dayanıklı yüksek fırın
curuflu çimento ;
Yüksek Fırın Curuflu Çimento
EN 197-1 CEM III/B 32.5 N – LH/SR
TEŞEKKÜRLER
Hayat Bozkır
38