POMZA ile HAFİF BETON ÜRETİMİ

POMZA NEDİR Pomza (bims) İtalyan dilinden gelir ve değişik dillerde farklı adlandırılır. Türkçe‘ de ise süngertaşı, nasır taşı, hasır taşı, topuk taşı gibi adlarla bilinmektedir.  Pomza (bims) volkanik bir kayaç türüdür. Volkanik bir cam yapısındadır. Yeryüzünde en yaygın olarak bulunan ve kullanılan türü asidik pomzadır. Bu tür beyaz, kirli renkte olanıdır. Oluşum esnasında ani soğuma ve gazların bünyeyi ani olarak terketmesi sonucu oldukça gözenekli bir yapı kazanmıştır. Gözenekler birbirleri ile bağlantılı değildir. Yoğunluğu 0,5-1 gr/cm3 arasında değişmektedir. Pomzanın fazla gözenekliliğinden dolayı ısı ve ses geçirgenliği oldukça düşüktür. Kristal suyu ihtiva etmez.

Kullanım Alanları İnşaat sektörü Kimya Sektörü Diğer Sektörler Duvar blokları Asmolen bloklar Yapıştırma harcı Sıva kumu Şap kumu Dolgu malzemesi Tarım Sektörü Bitki yetiştirme toprağı için Tekstil Sektörü Kot taşlama Kumaş ağartması Kimya Sektörü Diş macunu üretiminde Kibrit üretimi Tarım ilaçları Beyazlatma tozu ve keki Boya sanayii Diğer Sektörler Mücevher işleme Metal cam plastik sanayinde aşındırıcı olarak Asfalt yollarda buzlanmayı kontrol altına almak Seramik sanayii Vb.

Hafif Beton Üretimi Betonun ana bileşenlerinden olan agregalar beton hacminin yaklaşık olarak % 75’ini oluşturmaktadır. Bu nedenle agrega özelliklerinin, betonun taze ve sertleşmiş durumdaki özellikleri üzerinde önemli etkileri vardır. Örneğin, bir betonun basınç dayanımı ve elastisite modülü, çimento hamurundan dolayı prizi esnasında oluşan büzülmelerin engellenmesi, aşınma etkilerine dayanıklılık gibi özellikleri kullanılan agrega ile yakından ilgilidir. normal ağırlıklı betonlar çok fazla kullanım alanı bulmalarına rağmen birim hacim ağırlıklarının yüksek olması nedeniyle betonarme yapılarda öz ağırlığı arttırıcı etkileri vardır. Bu durum özellikle deprem anında yapıya etki eden yatay yüklerin yüksek değerler almasına yol açar. Betonarme bir yapının taşıyıcı hafif beton kullanılarak yapılması yapının toplam ağırlığını azaltarak muhtemel bir deprem anında yatay kuvvetlerin azalmasına ve yapıda oluşabilecek deprem hasarlarının önlenmesine olanak sağlar.

Bununla birlikte hafif betonların, su emme oranlarının ve porozitelerinin yüksek oluşu nedeniyle neme ve geçirimliliğe karşı iyi bir yalıtım gerektirmesi betonarme yapıların durabilitesi açısından önemlidir. Betonun birim hacim ağırlığını azaltmak suretiyle hafif beton elde edilmesi üç şekilde yapılabilir. Normal ağırlıklı agregalar (kum, kırmataş, çakıl) yerine boşluklu olan doğal veya yapay agrega kullanılarak üretilen hafif betonlar. Beton içinde fiziksel veya kimyasal yollarla büyük hacimde boşluklar oluşturarak üretilen gaz ve köpük betonları ile yüksek oranda hava sürüklenmiş betonlar. Normal agregalı betonun kumunu çıkararak üretilen kumsuz hafif betonlardır.

Türkiye’de belirtilen üç yöntemden en çok tercih edileni, boşluklu olan doğal veya yapay agrega kullanılarak üretilen hafif betonlardır. Doğal hafif agregalardan ülkemizde en yaygın olanları pomza taşı, volkanik tüf ve volkanik curuftur. Özellikle pomza taşının orta ve doğu Anadolu bölgesinde oldukça büyük rezervleri bulunmaktadır. Pomza taşı boşluklu, sünger görünümlü, silika esaslı birim hacim ağırlığı 1 g/cm3’ den az, camsı doku gösteren volkanik bir doğal hafif agregadır. Pomza agregasının gözenekleri birbirleriyle bağlantısız olup bu özelliğinden dolayı ısı ve ses iletkenliği oldukça düşük yalıtım betonları üretilebileceği gibi taşıyıcı hafif betonların üretimi de olanaklıdır. İçerdiği gözenekler gözle görülebilecek boyutlardan mikroskobik boyutlara kadar sayısız olup her biri diğerinden camsı bir zarla ayrılmıştır. Hafif beton TS EN 206-1 standardında, etüv kurusu yoğunluğu 800 kg/m3 den büyük 2000 kg/m3 ü geçmeyen beton olarak tanımlanmaktadır. Aynı standartta hafif betonlar, yoğunluk değerlerinin yanı sıra basınç dayanımına göre de sınıflandırılmıştır. Amerikan Beton Enstitüsü tarafından yayınlanan ACI 213R-87 raporunda ise taşıyıcı hafif beton, hava kurusu birim hacim ağırlığı 1440 ile 1850 kg/m3 arasında olan ve 28 günlük basınç dayanımı en az 17.2 MPa olan beton olarak tanımlanmıştır

ÜRETİM AŞAMASI Pomza agregalı hafif betonun üretimi için CEM I 42.5 çimentosu, uçucu kül ve silis dumanı kullanılmıştır. Agrega olarak ise pomza ve kireçtaşı kullanılmıştır.

Kullanılan çimentonun 28 günlük basınç değeri 49. 8 MPa’ dır Kullanılan çimentonun 28 günlük basınç değeri 49.8 MPa’ dır. Pomza agregalarının gözenekli yapısı ve buna bağlı olarak oldukça fazla olan su emme kapasitesi nedeniyle karışım hesaplarında birim hacim ağırlık yerine özgül ağırlık faktörü kullanılmıştır. Hafif agregalı betonlar ön görülen kıvam için çimento dozu esasına göre bir seri deney karışımı yaparak hesaplanmaktadır. kullanılan malzeme miktarları

Karşılaştırma KARŞILAŞTIRMADA KULLANILAN BETON İÇERİKLERİ

Deneyler ve sonuçlar tabloları

TAZE BETON ÖZELLİKLERİ Kullanılan beton karşılaştırmalarına bakılarak taze haldeyken hafif betondan normal betona doğru birim hacim ağırlığı arttıkça hava içeriğinin azaldığı görülmektedir. Ancak hafif ve normal betonların kendi içerilerindeki boşluk oranları birbirine çok yakındır. Hafif betonların hava içeriğinin normal betondan fazla olmasının sebebi kullanılan pomza agregasının yapısındaki boşluk miktarının fazla olmasından kaynaklanmaktadır.

SERTLEŞMİŞ BETON ÖZELLİKLERİ Grafiklerde görüldüğü gibi, 28. günde HB 1500 betonunun basınç dayanımı 25.7 MPa olup bu değer NB II betonu dayanımından % 5 oranında daha fazladır. HB 1800 betonunun ise 28 günlük basınç dayanımı 28.5 MPa olup, bu değer NB I betonunun basınç dayanımından %18 oranında daha düşüktür. Öte yandan, HB 1500 karışımının TS EN 206’ya göre LC 20/22, HB 1800 karışımının da LC25/28 hafif beton dayanım sınıflarını sağladığı ve her iki betonun da, ACI 213R-87’de taşıyıcı hafif betonlar için belirtilen 17.2 MPa dayanım değerinin oldukça üzerinde olduğu görülmektedir.

Birim ağırlığa düşen basınç dayanımları gösterilmiştir Birim ağırlığa düşen basınç dayanımları gösterilmiştir. Buna göre HB 1500 betonu 0.018 MPa/kg ile birim ağırlık başına düşen en büyük basınç dayanımına sahipken, NB II betonu 0.011 MPa/kg ile en düşük değere sahiptir. Ayrıca şekilde görüldüğü gibi betonların birim hacim ağırlıkları arttıkça birim ağırlık başına düşen basınç dayanımları da azalmaktadır.

Yarmada Çekme ve Eğilme Dayanımları Bu sonuçların nedeni HB içerisinde bulunan pomzanın üzerine uygulanan çekme sonucunda boşluk oranından dolayı uygulanan basınçla kırıldığı; uygun olmadığı ve bu konuda avantaj sağlamadığı görülmektedir.

SONUÇLAR Aynı çökme değerlerine sahip olacak şekilde üretilen hafif ve normal ağırlıklı betonlarda, yaş birim hacim ağırlık arttıkça hava içeriğinin azaldığı görülmüştür. Birim ağırlık başına düşen basınç dayanımları dikkate alındığında, HB 1500 serisi karışımın 0.018 MPa/kg değeri ile normal ve hafif betonlar içinde en yüksek değere sahip olduğu görülmektedir. Silindir yarma ve eğilme deneylerinde hafif agregalı betonların normal betonlara kıyasla daha düşük dayanım değerlerinde kırılmalarının yanı sıra daha tok bir sesle ve daha gevrek bir şekilde kırıldıkları gözlenmiştir. Hafif betonlarda, mekanik özellikleri normal agregalardan daha düşük olan pomza agregalarının etkilendiği yük ile kırılması, kireçtaşı agregalı normal betonlarda ise kırılmanın bağlayıcı matrisinin içinden geçerek ve agrega etrafından dolaşarak gerçekleşmesinden kaynaklanan bu durum nedeniyle, hafif betonların taşıyıcı amaçlarla kullanımında enerji yutabilme kapasitelerinin (tokluklarının) önemli bir unsur olduğu göz önünde bulundurulmalıdır.

Kullanım Alanları Çatı yalıtım şapları Duvarlar Ara katlar Yangın önleme Dekoratif paneller Yollar, otobanlar, köprüler, çukur ve hendek tamiratları Yol ve kaldırım tabanları Faydasız boşlukların doldurulması Zemin sağlamlaştırma Zemin arazi ıslahı Liman dolgusu

Avantajları POMZA’NIN AVANTAJI  Hafif beton binanın toplam ağırlığını büyük ölçüde azaltır. Depreme karşı ölü yük hafifletilir, ses ve ısı izolasyonu sayesinde de konutlarda yüksek konfor elde edilir. Teras, çatı arası ve kat zeminlerine uygulanan hafif şapın altına ısı yalıtımı için EPS ve XPS döşenmesine ihtiyaç yoktur. Bu da ilave maliyet ve gereksiz kot yüksekliğinden kurtarır. Tünel kalıplarla yapılmış binalardaki en büyük sorun katlar arası ses transferidir. Hafif hücreli şapla yüzde 60 oranında yüksek ses izolasyonu sağlanır. POMZA’NIN AVANTAJI Ayrıca en önemlisi pomza madeninin dünya rezervlerinin %46’sı ülkemizde bulunmaktadır. Kolay elde edilebilirdir. Bu malzemenin ülkemizdeki kullanım ağının diğer ülkelere göre az olması ve gelecek vadeden bir maden olması avantaj sayılabilir.

KAYNAKÇA Ali SARIIŞIK – Afyon Kocatepe Üniversitesi Maden müh. Gencay SARIIŞIK– Afyon Kocatepe Üniversitesi Maden müh. Hakan CEYLAN – Süleyman Demirel Üni. Mühendislik fakültesi M. Saim SARAÇ – Süleyman Demirel Üni. Mühendislik fakültesi Selçuk TÜRKEL – Pamukkale Üni. Mühendislik fakültesi Bimen KADİROĞLU – Pamukkale Üni. Mühendislik fakültesi Salih YAZICIOĞLU – Fırat Üni. Teknik Eğitim Fakültesi Nurhayat DEĞİRMENCİ– Fırat Üni. Teknik Eğitim Fakültesi

Dinlediğiniz için teşekkürler. Ş. Eren HELVACI 110252005