İLAVE MALZEMELER 1. MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)

... konulu sunumlar: "İLAVE MALZEMELER 1. MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)"— Sunum transkripti:

1 İLAVE MALZEMELER 1. MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)
Tek başına bağlayıcı niteliği olmayan, ancak ince öğütülmüş olarak kireç veya çimento ile birlikte kullanıldığında hidrolik bağlayıcı özelliği kazanan silisli veya silisli ve alüminli malzemelerdir. %5’den başlayıp, %95’e kadar çimento ile yer değiştirebilir. 2. KİMYASAL KATKILAR Betona çimento, su ve agrega dışında çok düşük miktarlarda katılan, organik veya inorganik kimyasal maddelerdir. Çimento ağırlığının %5’inden fazla katılmaz.

2 1. MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)
TS 25 ve ASTM C618-72 SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 ≥ %70 CaO < %4 MgO < %5 SO3 < %3 Rutubet < %10 SiO2 ve Al2O3 amorf yapıda olmalıdır

3 1. MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)
Mekanik Deneyler Harç Üretimi Standard kum : 1350 g Sönmüş Kireç : 150 g (Ca(OH)2) Puzolan : 2x150x (p/k)=T Su : 0,50x(150+T) Kalıp : 40x40x160 mm (3 adet) 24 saat 20°C lab. ortamında kalıpta Kalıp ile birlikte 6 gün 55±2 °C etüvde 7. gün eğilme ve basınç deneyi (Basınç dayanımı > 4 MPa) Puzolanik Aktivite Kimyasal Analiz: CaO, OH, pH Fiziksel Analiz : X-Ray, SEM

4 MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)
Genel Bir sınıflandırma PUZOLANLAR Bağlayıcı Özelliği Olanlar: Granüle Yüksek Fırın Cürufu… Bağlayıcı ve Puzolanik Özellikte Olanlar: Kalkersi uçucu kül, bazı bitümlü şist külleri… Puzolanik Aktivitesi Yüksek Olanlar: Silis dumanı, pirinç kabuğu külü… Normal Puzolanlar: Silissi uçucu kül, doğal veya kalsine puzolanlar… Puzolanik Aktivitesi Düşük Olanlar: Yavaş soğumuş YFC, bazı doğal puzolanlar, bazı kazan cürufları, bitki külleri…

5 MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)
Puzolanik Etki PUZOLANLAR Çimentonun Karma Oksitler: C3S C2S C3A C4AF 2(3CaO.SİO2) + 6H2O 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2 (C3S) (C-S-H) (CH) SiO2.nH2O + Ca(OH)2 + mH2O CaO.SiO2(n+m+1)H20 Al2O3.SiO2.nH2O + Ca(OH)2 + mH2O CaO.Al2O3.SiO2.pH2O

6 MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)
Mineral Katkılar ve Özellikleri PUZOLANLAR Doğal Puzolan (Tras): Doğada Bulunan puzolanik özellikteki madde ve kayaçlardır. Genellikle volkanik kökenlidir. Reaktif silis miktarı en az %25 olmalıdır. Kalsine Edilmiş Doğal Puzolan: Puzolanik özellikleri ısıl işlem uygulanarak kazandırılmış olan doğal madde ve kayaçlardır. Reaktif silis miktarı en az %25 olmalıdır. Granüle Yüksek Fırın Cürufu: Yüksek fırında pik demir elde edilirken demir cevheri içindeki SiO2 ve Al2O3 içeren gayri saflıklar, yumuşatıcı olarak katılan 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 istenmektedir. Ayrıca içindeki CaO, MgO ve SiO2 miktarları toplamı gene 2/3 oranında olmalı. (CaO+MgO)/SiO2 orantısının 1.0’dan fazla olması istenmektedir.

7 MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)
Mineral Katkılar ve Özellikleri PUZOLANLAR Uçucu Kül: Çok ince öğütülmüş kömür yakan fırınların baca gazlarına karışan ve çoğunlukla çimentodan ince olan kül tanecikleri elektrostatik yöntemlerle tutularak ayrılırlar. Genellikle kömür ile çalışan termik elektrik santrallerinde elde edilir. Kızdırma kaybı 1 saatte %5’i geçmemelidir. F Tipi UK: S+A+F min %70, C Tipi UK: S+A+F min %50 Silissi Uçucu Kül: Reaktif CaO oranı %10’dan az olan puzolanik özellikteki uçucu küldür. Serbest CaO içeriği en çok %1 olmalıdır. Reaktif SiO2 %25’den fazla olmalıdır. Kalkersi Uçucu Kül: Reaktif CaO oranı %10’dan fazla olan bağlayıcı ve/veya puzolanik özellikteki uçucu küldür. Reaktif CaO miktarı %15’e kadar olan küllerde reaktif SiO2 %25’den fazla olmalıdır.

8 MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)
Mineral Katkılar ve Özellikleri PUZOLANLAR Pişmiş Şist: Yaklaşık 800 oC’de pişirilen şist puzolanik ve bağlayıcı özellik gösterir. Çimento gibi denendiğinde 28 günlük dayanımı en az 25 MPa olmalıdır. Kalker: CaCO3 içeriği en az %75, kil içeriği en fazla %1.2 olmalıdır. Silis Dumanı: Silisyum ve ferrosilisyum alaşımlarının üretimi sırasında elektrik ark fırınlarında yüksek saflıktaki kuvarsın kömürle indirgenmesi sonucu elde edilen çok ince taneli baca tozudur. Reaktif SiO2 en az %85 olup BET özgül yüzeyi en az cm2/g olmalıdır. Kızdırma kaybı 1 saatte %4’ü geçmemelidir.

9 MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)
TS EN 450’de verilen sınır değerler (Uçucu Kül) PUZOLANLAR

10 SEM Görüntüleri (2000 Büyütme)
PUZOLANLAR 10 m Cüruf CEM I 42,5 Uçucu Kül Silis Dumanı

11 Kimyasal Analiz ve Fiziksel Özellikleri Kimyasal Özellikler (%)
CEM I 42,5 R Silis Dumanı Uçucu Kül Yüksek Fırın Cürufu CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO SO3 Kızdırma Kaybı Çözünemeyen Kalıntı 64,05 20,95 4,98 3,24 1,29 2,59 1,35 0,44 1,42 92,73 1,30 0,28 0,75 0,19 1,44 - 1,90 60,13 19,00 8,98 4,77 0,95 1,69 35,20 40,11 13,74 1,16 5,81 2,23 0,00 Özgül Ağırlık (g/cm3) 3,19 2,33 2,21 2,91 Özgül Yüzey (Blaine, cm2/g) 3620 --- 3545 3335 PUZOLANLAR

12 Çimento ve Mineral Katkı
PUZOLANLAR

13 Çimento Hamur Yapıları
PUZOLANLAR

14 MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)
Puzolanların Yararları 1. Ekonomi ve enerji tasarrufu sağlar, 2. Doğal kaynakların ve çevrenin korunmasına (sera gazlarının azaltılması) katkı sağlar, 3. Hidratasyon ısısını azaltır, 4. Çimento ürünlerinde işlenebilmeyi kolaylaştırır, 5. Dayanıklılığı ve zamanla dayanımı artırır.

15 MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)
Beton Teknolojinde Son Gelişmeler (Nano Tozlar) PUZOLANLAR Nano tozlar: Boyut: nm (1nm=10-6 mm) Özgül yüzey: 50 m2/g (nano-SiO2) 1 m2/g (çimento) 15-25 m2/g (silis dumanı)

16 MİNERAL KATKILAR (PUZOLANLAR)
Beton Teknolojinde Son Gelişmeler (Nano Tozlar) PUZOLANLAR

17 Genel Çimentolar (TS EN 197-1)
1. CEM I : Portland Çimentosu 2. CEM II : Portland – Kompoze Çimento 3. CEM III : Portland Yüksek Fırın Cüruflu Çimento 4. CEM IV: Puzolanik Çimento 5. CEM V : Kompoze Çimento

18 Genel Çimentolar 1400-1500 oC CEM I :
Kalker + Kil Ani soğutma Klinker + %2-3 Alçı taşı Öğütme

19 Genel Çimentolar (TS EN 197-1)
Tip ve Ana Bileşen Sembolleri A: Çimentonun az mineral katkı içeren tipi B: Çimentonun A tipinden daha fazla mineral katkı içeren tipi C: Çimentonun B tipinden daha fazla mineral katkı içeren tipi K: Klinker S: Granüle Yüksek Fırın Cürufu D: Silis Dumanı P: Doğal Puzolan Q: Doğal Kalsine Edilmiş Puzolan V: Silissi Uçucu Kül W: Kalkersi Uçucu Kül T: Pişmiş Şist L: Kalker (TOC %5) LL: Kalker (TOC %2) (TOC: Toplam Organik Karbon)

20 CEM II P o r t l a n d K m p z e Klinker + Mineral Katkı

21 Genel Çimentolar CEM III (Yüksek Fırın Cüruflu Ç.):
Klinker + Yüksek Fırın Cürufu CEM IV (Puzolanik Ç), CEM V (Kompoze Ç): Klinker + Mineral Katkı (En az iki değişik katkı)

22 Genel Çimentolar (TS EN 197-1)
Gerekli Mekanik ve Fiziksel Özellikler İçin Karakteristik Değerler N: Erken dayanımı normal R: Erken dayanımı yüksek L : Erken dayanımı düşük

23 Genel Çimentolar (TS EN 197-1)
Çimento İçin Standard İşaretleme Örnekler: TS EN CEM I 32.5 R: Dayanım sınıfı 32.5 olan, erken dayanımı yüksek portland çimentosu TS EN CEM III 32.5 L-LH: Toplam olarak kütlece %66-80 arasında granüle yüksek fırın cürufu içeren, erken dayanımı düşük, dayanım sınıfı 32.5 olan, düşük hidratasyon ısılı yüksek fırın cüruflu çimento TS EN CEM V / B (S-V) 32.5 N: Toplam olarak kütlece %31-50 arasında granüle yüksek fırın cürufu ve %31-50 arasında silissi uçucu kül içeren, erken dayanımı normal, 32.5 dayanım sınıfında kompoze çimento

24 KATKILAR KİMYASAL KATKILAR
Kimyasal Katkı Kullanımında Dikkat Edilecek Hususlar KİMYASAL KATKILAR 1. Katkı maddeleri sihirli maddeler değildir, kötü beton katkı ile iyileştirilmez. 2. Her çimento, her agrega türü ve granülometrisi için olumlu sonuç vermeyebilir. Bu nedenle katkının eldeki malzeme ile uyumu deneyle araştırılmalıdır 3. Pazarlayıcı tarafından önerilen yüzdeler her hale uygulanabilir değildir. Katkı miktarı ön deneyler ile araştırılmalıdır. 4. Katkı maddelerinin ana fonksiyonlarının yanında daima ikincil etkileri de vardır. Bir özellik düzeltilirken başka bir özelliği bozmak olasıdır. 5. Bazı durumlarda birden fazla katkı maddesi birlikte kullanılır. Bunların uyumları, birbirlerinin etkilerini bozmadıkları kanıtlanmalıdır.

25 KATKILAR KİMYASAL KATKILAR Kimyasal Katkı Tipleri (TS EN 934)
Su azaltıcı / akışkanlaştırıcı katkılar Yüksek oranda su azaltıcı / süper akışkanlaştırıcı katkılar Su tutucu katkı Su geçirimsizlik katkısı Hava sürükleyici katkı Priz hızlandırıcı katkı Sertleşmeyi hızlandırıcı katkı Priz geciktirici katkı Priz geciktirici / su azaltıcı / akışkanlaştırıcı katkılar Priz geciktirici / yüksek oranda su azaltıcı / süper akışkanlaştırıcı katkılar Priz hızlandırıcı / su azaltıcı / akışkanlaştırıcı katkılar KİMYASAL KATKILAR

26 KATKILAR KİMYASAL KATKILAR
Diğer Kimyasal Katkı Tipleri (TS EN 934’te yer almayan) KİMYASAL KATKILAR Korozyon önleyiciler Rötre engelleyiciler Su altı beton katkıları Prekast beton katkıları

27 KİMYASAL KATKILAR KATKILAR
Kimyasal Katkıların Performans Kriterleri (TS EN 934) KİMYASAL KATKILAR Kimyasal Katkı Tipi Performans Kriteri TS EN 934-2’deki değeri Su azaltıcı / akışkanlaştırıcı katkılar Eşit kıvamda su azalması azalma ≥ %5 Yüksek oranda su azaltıcı / süper akışkanlaştırıcı katkılar Eşit su/çimento oranında kıvam artışı azalma≥%12 Çökme artışı ≥ 120 mm Su tutucu katkı Kusmada azalma azalma ≥ %50 Su geçirimsizlik katkısı Kapiler emmede azalma Hava sürükleyici katkı Sertleşmiş betonda hava boşluğu özellikleri Açıklık faktörü ≤ 0.200μm

28 KİMYASAL KATKILAR KATKILAR
Kimyasal Katkıların Performans Kriterleri (TS EN 934) Kimyasal Katkı Tipi Performans Kriteri TS EN 934-2’deki değeri Priz hızlandırıcı katkı İlk priz sütresinde azalma azalma ≥ %40 5oC’de Sertleşmeyi hızlandırıcı katkı 1.Gündeki basınç dayanımı 2.Gündeki basınç dayanımı artış ≥ %20 20oC’de artış ≥ %30 5oC’de Priz geciktirici katkı İlk priz alma ve priz bitiş sürelerinde artış Priz alma artış ≥ 90 dakika Priz bitiş artış ≤ 360 dakika Priz geciktirici / su azaltıcı / akışkanlaştırıcı katkılar Eşit kıvamda su azalması azalma ≥ %5 Priz geciktirici / yüksek oranda su azaltıcı / süper akışkanlaştırıcı katkılar Eşit su/çimento oranında kıvam artışı azalma ≥ %12 Çökme artışı ≥ 120 mm Priz hızlandırıcı / su azaltıcı / akışkanlaştırıcı katkılar İlk priz alma süresinde azalma azalma ≥ 30 dakika 20oC’de ve ≥ %40 5oC’de KİMYASAL KATKILAR

29 Akışkanlaştırıcıların Çalışma Prensipleri
KATKILAR Akışkanlaştırıcıların Çalışma Prensipleri KİMYASAL KATKILAR Linyosülfonatlar anionik türde kolloidal tansio-aktif maddelerdir ve suyun yüzey gerilimini düşürürler. Böylece suyun ıslatma yeteneği artar ve katı maddelerin yüzeyinde suyun adsorplanmaları kolaylaşır. Katı tanelerin yüzeyinde biriken elektrostatik yükler aynı işaretli olduğundan taneler birbirini iterler ve flokülasyonu (topaklanmayı) önlerler.

30 KİMYASAL KATKILAR KATKILAR Akışkanlaştırıcıların Çalışma Prensipleri
Çimento-su süspansiyonu (topaklanmış taneler) %1 Katkılı Çimento-su süspansiyonu

31 Yeni Nesil Hiperakışkanlaştırıcılar
KATKILAR Yeni Nesil Hiperakışkanlaştırıcılar KİMYASAL KATKILAR Elektrostatik etkilere ek olarak sterik etkiler de söz konusudur. Uzun dallar içeren polimer zincirleri sayesinde, çimento tanecikleri çevresinde birbirini iten fiziksel bir etki (sterik etki) oluşur.

32 Hava Sürükleyici Katkılar
KATKILAR Hava Sürükleyici Katkılar KİMYASAL KATKILAR Karıştırma sırasında taze betona kontrollü miktarda küçük, düzgün dağılmış ve sertleşme sonrasında da kalıcı olan hava kabarcıkları sürükler.

33 KİMYASAL KATKILAR KATKILAR Hızlandırıcılar
Priz hızlandırıcılar, betonun plastik halden katı hale geçmeye başlama süresini kısaltır. • Sertleşmeyi hızlandırır katkılar ise, betonun erken dayanım kazanma hızını artırır. • Erken kalıp almada veya soğuk havada beton dökümünde tercih edilir. Hızlandırıcı etkilerini çimentoların ana bileşenlerinden C3S’in hidratasyon hızını artırarak gösterirler.

34 KİMYASAL KATKILAR KATKILAR Priz Geciktiriciler
Betonun, plastik halden katı hale geçmeye başlama süresini uzatır. • Özellikle, sıcak havada beton dökümünde veya uzun mesafeye taşınan betonlar için kullanılır. Geciktirici etkilerini çimentoların ana bileşenlerinden C3S’in hidratasyon hızını azaltarak gösterirler. Katkı miktarı bir kritik değerden fazla olursa, C3S hidratasyonu tamamen durur, beton hiçbir zaman sertleşmez.

35 Su Geçimsizlik Katkıları
KATKILAR Su Geçimsizlik Katkıları • Boşluklar içerisinde veya beton yüzeyinde hidrofobik bir katman oluşturarak, sertleşmiş betonun kılcal su emmesini azaltırlar. KİMYASAL KATKILAR Antifreeze Katkılar Betonun donma sıcaklığını düşürür. • Çimentonun hidratasyonunu hızlandırır.