modifiye(katkılı) çimento nedir ne işe yarar

ÇİMENTO

1.Genel Bilgi

Çimento, ana hammaddeleri kalkerle kil olan ve mineral parçalarını (kum, çakıl, tuğla,briket ..vs) yapıştırmada kullanılan bir malzemedir. Çimentonun bu yapıştırma özelliğini yerine getirebilmesi için mutlaka suya ihtiyaç vardır. Çimento, su ile reaksiyona girerek sertleşen bir bağlayıcıdır. Kırılmış kalker, kil ve gerekiyorsa demir cevheri ve / veya kum katılarak öğütülüp toz haline getirilir. Bu malzeme 1400-1500°C'de döner fırınlarda pişirilir. Meydana gelen ürüne "klinker" denir. Daha sonra klinkere bir miktar alçı taşı eklenip (%4-5) oranında, çok ince toz halinde öğütülerek Portland Çimentosu elde edilir.
Katkılı çimento üretiminde; klinker ve alçı taşı dışında, çimento tipine göre tek veya birkaçı bir arada olmak üzere tras, yüksek fırın cürufu, uçucu kül, silis dumanı vb. katılır. Çimento birçok beton karışımında hacimce en küçük yeri işgal eden bileşendir; ancak beton bileşenleri içinde en önemlisidir. En çok kullanılan çimento tipleri Portland Kompoze Çimento, Katkılı Çimento, Cüruflu Çimento ve Sülfata Dayanıklı Çimento'dur, bunun dışında özel amaçlar için Beyaz Portland Çimentosu, ve diğer bazı tip çimentolar kullanılmaktadır. Normal betonda agrega taneleri en sağlam unsur olduğundan diğer iki unsur (çimento hamuru ve aderans) mukavemeti belirlemektedir. Çimento hamurunun mukavemeti önemli ölçüde su/çimento oranına da bağlıdır.

2.Beton ve Harç Katkıları
Betonun özelliklerini geliştirmek üzere üretim sırasında veya dökümden önce transmiksere az miktarda ilave edilen maddelere katkı adı verilir.Beton ve harç katkılarını ayıran en önemli özellik , uygulama kalınlıkları ve uygulama yerleridir.
Katkılar -aynısı olsa bile- farklı çimentolarla farklı sonuçlar vermektedir.Dolayısıyla imalattan önce deney yapılması ,işin bilimselliği yönünden gerekli ve önemlidir.

Çok çeşitli ara sınıfları olsada su azaltma oranlarına göre beton katkıları ana sınıflandırması;
-Normal ( % 5-10)
-Süper (%10-20)
-Hiper (%20-40)

Bir diğer Beton Katkı sınıflandırmasıda işlevlerine göredir.;
Su azaltıcı: Betonda aynı kıvamın veya işlenebilirliğin daha az su ile elde edilmesini sağlarlar. Taze betonda kullanılan su miktarı azaldıkça betonun dayanımı artar. Azalttığı su miktarı ile orantılı olarak normal ve süper olarak ayrılırlar.
Geciktirici,
Priz geciktirici: Taze betonun katılaşmaya başlama süresini uzatırlar. Uzun mesafeye taşınan betonlar veya sıcak hava dökümleri için yararlıdırlar.
Priz hızlandırıcı: Priz geciktiricilerin aksine, bu katkılar betonun katılaşma süresini kısaltırlar. Bazı uygulamalarda, erken kalıp almada ve soğuk hava dökümlerinde don olayı başlamadan betonun katılaşmış olmasını sağlamak için kullanılırlar.
Mukavemet hızlandırıcı,
Hava sürükleyici: Beton içinde çok küçük boyutlu ve eşit dağılan hava kabarcıkları oluşturarak betonun geçirimsizliğini ve dona karşı direncini ve işlenebilirliğini artırır.
Don tesirine karşı koruyucu
Su geçirimsizlik temin edici : Sınırlı miktarda hava sürükleyen katkılardır ancak yerine yerleşmiş betonun su sızdırmazlığının sağlanması uygun yerleştirme tekniğinin iyi bir şekilde yapılmasına bağlıdır.
Antifrizler: Suyun donmasını zorlaştırır ve don neticesi çimentonun mukavemet kazanmasındaki aksamaya engel olurlar. Bu katkıların betondaki miktarı hava sıcaklığına göre ayarlanabilir.
 Polipropilen lif katkıları
 Çelik teller
 +Bazılarının birlikte kullanımı : Bazı betonlarda birden fazla katkı türü birlikte kullanılabilir. Ancak bu katkıların birbirlerinin etkilerini bozmadıkları denenmelidir.
Türk standartlarında (TS 3452 ,TS 3456 ) kendi isim ve özellikleriylede yer alan bu katkılar üretildikleri ülke veya tanıtım konseptine göre ASTM ve DIN normlarıylada anılırlar.
Harç katkıları ise kullanım amacına göre sınıflandırılırlar;
 Su geçirimsizlik,
 Çimento esaslı tamir harç katkısı,
 Aderans arttırıcı katkı
 Şatkırit katkısı
 Priz hızlandırıcı katkı
 Polipropilen lif katkıları
Betonda sülfat sorunu yaygın olarak dile gelir.Bu soruna yol açan çözeltiler beton içinde hacimsel genleşme yaparak betonun patlamasına, dağılmasına yol açarlar. Bu sorunun aşılması için yüksek oranda su azaltıcı kullanılarak betonun geçirimsizliği sağlanabilir ve sülfata dayanıklı özel çimentolar kullanalıbilir.
Betona zarar veren bu tür çözeltilerin hangi pH değerinde ne özellik gösterdiğine bakacak olursak;
PH = 7: Nötral
PH < 7: Asidik
PH >7: Alkali
2.1.Beton Katkı Maddeleri

Harcın su geçirmezliğini artırmak amacıyla su basıncına karşı tecrit edilmesi, hava sürükleyicili beton hazırlanması, yeni hazırlanan betonun işlenebilirliğinin ve çalışma kolaylığının artırılması veya gerek yeni hazırlanmış beton gerek sertleşmiş beton veya harçla ilişkili olarak bunlara benzer başka spesifik isteklerin karşılanması amacıyla beton, harç ve beton katkı maddelerinin kullanımı günümüzde bir çok inşaat profesyoneli için bariz bir ihtiyaç haline gelmiştir.
Beton; agrega, çimento, su ve katkı maddelerinden oluşur. Agregalar betonun matrisidir; çimento ise su ile karıştırılarak önce çimento yapıştırıcısı olarak ve sonra çimento “taşı” olarak bağlayıcı işlevi görür. Su aynı zamanda proses başlatıcı görevini de yerine getirir. Öte yandan katkı maddeleri de işlemin aktif bileşenleri olarak görev yapar.
Agrega, betonun özellikleri üzerinde belirleyici etkiye sahiptir. Matris, nihai ürünün güç, yoğunluk, kalıcılık ve görünümünü verir. Çimento, yapının bağlayıcısı (yapışkan) olup betonun özellikleri üzerinde ana sorumluluğu üstlenir.
Katkı maddeleri, hem yeni dökülmüş betonun hem de sertleşmiş betonun özelliklerine önemli etkilerde bulunur. Katkı maddeleri beton içine çimento ağırlığının yüzde 5’inden az olacak şekilde eklenir.

Uygulamalar:
Beton ve harç için yüksek performanslı standart katkı maddelerinin bütün çeşitleri ve büyük şantiyeler için ısmarlama katkı maddeleri.
Çok amaçlı kullanıma sahip, düşük maliyetli katkı maddesi çeşitleri.
Doğada parçalanabilen veya betondan ayrışmayan çevre dostu katkı maddeleri.
Rodaj ajanları dahil olmak üzere çimento fabrikalarında çimentonun özelliklerini değiştirmek amacıyla kullanılan katkı maddeleri.
Çimento, harç, beton ve yardımcı ürünlerde korozyona engel olan katkı maddeleri.
Çimento hidratasyonu ve yeni ürün ve sistemlerin geliştirilmesinde katkı maddelerinin etki etme şekli hakkında yapılan temel araştırmalar.
Yenilikler

Süper Akışkanlaştırıcı :
Çok çeşitli, su miktarını azaltıcı katkı maddeleri (HRWR) veya süper akışkanlaştırıcılar (SA), 1960’lı yılların sonlarında Japonya’da ortaya çıkmalarından bu yana inşaat sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Bunlar, beton içindeki su ve dolayısıyla çimento ihtiyacını azaltmak veya betonun dayanma gücünü artırarak betonun kullanıldığı yapının kullanım ömrünü uzatmak amacıyla kullanılabilir. Süper akışkanlaştırıcı olarak kullanıldığında ise belli bir su/çimento oranına sahip bir betonun akıcılığını, akıcı bir beton elde edilecek şekilde arttırmaktadır.
Bununla birlikte, çoğunluğu Japonya’dan kaynaklanan yeni inşaat teknolojilerinin ortaya çıkmasıyla, yeni katkı maddelerine ihtiyaç duyulduğu da açıktı.
Düşük çevresel etkileri olan yeni, maliyet-etkin polikarboksilat bazlı polimerler; lignin sülfonat, naftalin ve melamin sülfonat türevleri gibi geleneksel katkı maddelerinin yerini almaktadır. Bu yeni ürün teknolojisi; inşaat betonundan, spesifik kalitelere sahip betonlara ve prefabrike uygulamalar ile en kaliteli, Kendiliğinden Sıkışan Betona (SCC) kadar geniş bir kullanım alanına sahiptir.
Bu ürün teknolojisi, yerel uzmanlar aracılığıyla artık küresel bazda yaygınlaştırılacak ve yerel uzmanlar konu hakkında bilgilendirilerek iştirak şirketlerimizde de uygulanmaya başlanacaktır.

2.1.a) RHEOMAC® 701
Su geçirimsizlik katkısı Betonda yüksek oranda su geçirimsizlik sağlayan, su azaltıcı beton katkı malzemesidir.
Tanımı

Betonda yüksek oranda su geçirimsizlik sağlayan, basınçlı su ve kılcal su emmeye karşı betonun geçirimsizliğini arttıran, beton karışım suyunu azaltan ve sınırlı hava sürükleyerek betonun donma çözünmeye karşı direncini arttıran beton katkı malzemesidir.

Kullanım Yerleri

Suya sürekli veya geçici maruz kalacak her türlü beton işlerinde.
Tünel, köprü, baraj, yüzme havuzu, kanal, istinat duvarı, her türlü mühendislik yapılarında.

Özelikleri

Basınçlı su ve kılcal su emmeye karşı betonun geçirimsizliğini arttırır.
Betonun işlenebilirliğini düşürmeden su / çimento oranını azaltarak betonun
durabilitesini arttırır.
Betonda terleme ve segregasyonu önler. Betonun kolay yerleşmesini ve
pompalanmasını sağlar.
Betonda perdahlama ve yüzey düzgünlüğünü arttırır.
Teknik Özelikleri

Yoğunluk(g/cm3) (20°C)
1,06-1,08
Klor % (EN 480-10)
<0,1
Renk
Kahverengi
Homojenite
Homojen
Kimyasal İçeriği
Yüzey aktif maddeler ve modifiye lignin sülfonat
Uygulama Yöntemi

Rheomac® 701 karışım suyuna eklenerek kullanılması tavsiye edilir. Katkının beton karışım suyunu azaltma özelliğinden yararlanılarak beton dizaynı yapılır, beton dökümü ve yerleştirilmesi kurallarına uyulması gerekir.

2.1.b) RHEOBUILD® TDS
Toz şeklinde süper akışkanlaştırıcı, beton katkı malzemesi

Tanımı

RHEOBUILD® TDS (Total Durable System), doğal, agresif kimyasallara dayanıklı beton üretimi için, çok bileşenli, yüksek puzolanik aktiviteye ve özgül yüzeye sahip amorf-silis dumanı esaslı, toz halde süper akışkanlaştırıcı beton katkı malzemesidir. RHEOBUILD® TDS betonu, yüksek puzolanik özelliğinden dolayı, diğer doğal ve mevcut suni puzolanlara nazaran her türlü doğal sülfatlar, klorlar, karbondioksit ve alkalilere karşı daha dayanıklıdır.

Özelikleri

Yüksek özgül yüzeyli süper akışkanlaştırıcı RHEOBUILD® TDS, betonun puzolanik ve tiksotropik aktivitesini arttırır bununla birlikte su/çimento oranını azaltır.
Puzolanik etki, betonun dayanıklılığını artırarak, süper akışkanlaştırıcı etkisi sayesinde karışım suyunu azaltır ve ince partiküler yapıya sahip, amorf-silis'in, çimento tanecikleri arasına girerek boşlukları doldurur. Böylece oldukça yoğun, sıkı (kompakt) bir beton elde edilerek, kimyasal, agresif maddelerin derinlemesine betona nüfuz etmesi engellenir.
Betona RHEOBUILD® TDS katılması, betonun dayanıklılığını arttırır.

Uygulama Yöntemi

RHEOBUILD® TDS, karışım içerisine tüm çimento, agrega ve kum malzemeleri katılıp 30 sn. karıştırıldıktan sonra katılır. Çimento ağırlığının % 25-30'u kadar su katılarak karıştırma işlemine devam edilir. Karışım içerisine su istenen kıvam elde ediline kadar katılır.

2.1.c) MR® 30 K
Orta (mid-range) YKS akışkanlaştırıcı ve erken yüksek mukavemet sağlama özelliği olan beton katkı malzemesi.

Tanımı

YKS MR® 30 K farklı sınıflarda beton üretimi için formüle edilmiş, kullanıma hazır, klor içermeyen, kış aylarında erken yüksek mukavemet sağlama özelliği olan, orta (mid-range) akışkanlaştırıcı katkı malzemesidir. Katkılar genel olarak sadece çimento ile reaksiyona girer.Katkı betona ilave edildiğinde; çimento partikülleri tarafından absorbe edilir.Çimento partikülleri elektrostatik kuvvetle birbirlerini iter.Böylece çimento tanelerinin hareketi kolaylaştırarak betonun akışkanlık özelliği daha düşük su miktarı ile sağlanır.Karışım suyunun azalması ile orantılı olarak erken ve nihai mukavemet artışı sağlanır.

Kullanım Yerleri

Akıcı kıvam istenen tüm betonlarda
Taşıma betonlarında
Prekast elemanlarda
Demirli /demirsiz ,prekast,öngerilmeli hafif yada normal her türlü betonun kalitesinin yükseltilmesinde

Özellikleri

Karışım suyunu şahit betona göre % 5-15 oranında azaltır.
Ayrışmayı ve kusmayı azaltır.
İşlenebilirliği arttırır.
Kalıp ve mastar yüzeylerinde düzgünlük sağlar.
Daha yüksek erken mukavemet sağlar.
Daha yüksek nihai mukavemet sağlar.
Aynı işlenebilirlikte daha düşük su/çimento oranı veya aynı su/çimento oranında yüksek işlenebilirlik elde edilmesini sağlar.
Düşük dozajlarda kullanıldığında normal akışkanlaştırıcı etkisi ve yüksek dozajlarda kullanıldığında ise süper akışkanlaştırıcı etkisi olması dolayısıyla kullanılan katkı sayısını minimize eder.
Su/çimento oranını azaltması nedeniyle düşük geçirimlilik, yüksek mukavemet, yüksek dayanıklılık ile büzülmesi ve sünmesi az olan betonlar elde edilir
YKS MR® 30 K geniş kullanım aralığı içinde sadece bir ürünün kullanımı ile normal akışkanlaştırıcılardan ve bazı süper akışkanlaştırıcılardan daha iyi performans göstererek taze betonun ve sertleşmiş betonun mekanik özelliklerini geliştirir.

Teknik Özelikleri

Yoğunluk(g/cm3) (20 C)
1,102-1,118
Klor %(EN 480-10)
<0,1
Renk
Kahverenqi
Homojenite
Homojen
Kimyasal İçeriği
Lignin sülfonat esaslı

Uygulama Yöntemi

YKS MR® 30K taze haldeki betonun özelliklerini geliştiren karışım suyu ile birlikte beton karışımına katılan sıvı bir katkıdır. YKS MR® 30K beton karışım suyunun %50-70'i ilave edildikten sonra katılırsa katkının akışkanlaştırıcı etkisi daha fazla olur. Karıştırma süresi homojen bir karışım elde etmek için yeterli olmalıdır. YKS MR® 30K kuru agrega üzerine direkt olarak katılmamalıdır.

2.1.d)YKS® MR 25
Beton karışım suyu miktarını azaltan ve mukavemet kazandıran klor içermeyen, her iklim koşullarına uygun, yaz ve kış ayları için geliştirilmiş Orta (mid-range) akışkanlaştırıcı katkı malzemesi
Tanımı

YKS® MR 25 .homojen ve yüksek kaliteli beton üretmek için kullanılan, akışkanlaştırıcı klor içermeyen sıvı bir beton katkı malzemesidir. YKS® MR 25, Basınç ve eğilme mukavemetlerinde artış,işlenebilirlik için daha düşük su gereksinimi olan bir katkı malzemesidr. Katkılar genel olarak sadece çimento ile reaksiyona girer.Katkı betona ilave edildiğinde; çimento partikülleri tarafından absorbe edilir. Çimento partikülleri elektrostatik kuvvetle birbirlerini iter. Böylece çimento tanelerinin hareketi kolaylaştırarak betonun akışkanlık özelliği daha düşük su miktarı ile sağlanır. Karışım suyunun azalması ile orantılı olarak erken ve nihai mukavemet artışı sağlanır.

Kullanım Yerleri

Akıcı kıvam istenen tüm betonlarda
Hazır betonda.
Pompa betonlarında.
Düzgün bir yüzey istenen yerlerde.
Pompa, yaş sistem, püskürtme ve geleneksel betonlama yöntemlerinde.
Donatılı ve donatısız.prekast ve ön gerilmeli betonlarda, hafif ya da normal her türlü betonun kalitesinin yükseltilmesinin istendiği durumlarda.
Beyaz ve renkli betonlarda,mimari estetiği bozmadan kullanılabilir.

Özellikleri

İşlenebilirliği artırır; Pompalanabilmeyi kolaylaştırır.
YKS® MR 25'in beton karışımına ilavesi, aynı su/çimento oranındaki betonun daha kolay dökülmesini mümkün kılar. İşlenebilirlik artarken, betonun sertleşmesi de hızlanır.
Karışım suyunu azaltarak, erken ve son mukavemetleri artırır.
YKS® MR 25 içeren betonun, basınç ve eğilme mukavemetini artırır. Daha homojen bir beton oluşmasını sağlayıp, mukavemet özelliğini de artırıp standart sapmayı azaltır. Beton uçucu kül içerse bile yüksek erken mukavemet sağlanır.
Aderans
YKS® MR 25 .betonun çeliğe aderansını artırır. Su/çimento oranı azaltılıp,hava sürükleyiciler kullanılsa dahi çeliğe aderansta yüksek başarı sağlar.
Düzgün bir yüzey bitişi sağlar.
YKS® MR 25 betonda bitmiş yüzey düzgünlüğünü artırır. Çimento tanelerinin dağılması kohezyonu artırır ve ayrışmayı azaltır.
Priz sürelerini düzenler.
Standart oranda yani 0,8 kg/100 kg çimento kullanılmasının kalıp sökme süresi üzerinde ters bir etkisi yoktur. Standart orandaki kullanım ilk ve nihai mukavemeti artırır.
Geçirimsizliği artırır.
Su/Çimento oranındaki azalmayla birlikte daha yayılgan ve homojen hale gelen YKS® MR 25 kullanılmış beton karışımı, betonun geçirimsizliğini önemli ölçüde artırır.
Sıcaklık Etkisi
YKS® MR 25 kullanılması,hem soğuk hemde sıcak iklimlerde betonun performansını artırır.

Teknik Özelikleri

Yoğunluk(g/cm3) (20°C)
1,17-1,19
Klor % (EN 480-10)
<0,1
Renk
Kahverengi
Homojenite
Homojen
Donma Noktası
-5°C
Kimyasal İçeriği
Lignin Sülfonat esaslıdır
Uygulama yöntemi

YKS® MR 25; taze haldeki betonun özelliklerini geliştiren karışım suyu ile birlikte beton karışımına katılan sıvı bir katkıdır. YKS® MR 25; beton karışım suyunun %50-70'i ilave edildikten sonra katılırsa katkının akışkanlaştırıcı etkisi daha fazla olur. Karıştırma süresi homojen bir karışım elde etmek için yeterli olmalıdır. YKS® MR 25 kuru agrega üzerine direkt olarak katılmamalıdır.

2.2. Kullanıma Hazır Harçlar

Binalarımız ve binalarımızın altyapıları sürekli olarak aşınma ve yıpranma, iklim değişiklikleri ve/veya şiddetli hava şartlarına maruz kalmaktadır. Bakım ve onarımlar için yüksek performanslı kullanıma hazır harçlar, endüstriyel uygulamalara yönelik harçlar veya yüksek performanslı groutlar bu etkilere karşı kullanılmaktadır.

Uygulamalar:
Çökmeyen, polimeri değiştirilmiş çimento harçları düşey birimlerin onarımında kullanılırlar ve yapısal ihtiyaçlar için uygulandığında yüksek performansa sahiptirler, uygulama kolaylığının önemli olduğu dış yüzeyler gibi uygulama alanlarında ise düşük ağırlıklı harçlar tercih edilir.
Onarım sistemleri, köprü bağlama ve bunun yanı sıra harç ve kaplamaların yapılmasını da içerir.
Harçlar elle veya makineler aracılığıyla ıslak püskürtme yöntemiyle uygulanabilir.
Bir dizi özel püskürtme harcı kuru püskürtme uygulamalarını da içerir, ana kullanım alanları köprü veya soğutma kuleleridir, hızlı sertleşen püskürtme harçları su sızmalarını önlemek ve kayaların sertleştirilmesi amacıyla tünel inşaatlarında kullanılır.
Serbest akışlı polimeri değiştirilmiş çimento harçları paten sahalarında son kat kaplama gibi yatay uygulamalarda veya köprü tabliyesi onarımında kullanılır.
Epoksi katkılı çimento harçları yüksek kimyasal etkilerin mevcut olduğu uygulamalarda (atık su kanalizasyon işletmeleri gibi) veya dış kaplamanın hızlı katılaşmasının gerekli olduğu durumlarda kullanılır (SikaFloor EpoCem).
Su geçirmezliği sağlayan harçlar, temiz kullanım suyu veya içme suyu depolarında polimer modifikasyonu yapılarak veya yapılmadan kullanılır.
Erken dayanım kapasitesine ve yüksek dayanım potansiyeline sahip akıcı şerbetleme harçları ankraj ve dökme amaçlarıyla kullanılır.
Çok çeşitli ihtisas ürünleri, örneğin;
Gemi güverteleri için düşük yoğunluklu taban döşeme harcı
Kontrpua (dengeleyici ağırlık) olarak ve gürültü azaltmak amacıyla kullanılan yüksek yoğunluklu harçlar
Kozmetik harçlar
-Hızlı sertleşen harçlar
- Diğer Sika şirketleri veya karma iş sahaları için oluşturulmuş powerpackler

Özellikler:

Kullanıma hazır harçlar çok sıkı tanımlanmış spesifikasyon şartlarını karşılamalı; aynı zamanda bir çok durumda da ulusal (Ör, Almanya’da ZTV-SIB gibi) veya uluslararası (Ör, yayımlanma aşamasında bulunan EN, ASTM gibi) standartlara uygun olmalıdır. Birçok durumda birbiriyle çelişkili olabilen bu spesifikasyon şartlarının karşılanması için akışkanlaştırıcı veya iyileştirici olarak polimerlerin kullanılması zorunludur. Son yıllarda harcanan gayretlerin odak noktasında, uygulama kolaylığını artırmak ve ambalaj kayıplarını azaltmak amacıyla ürünlerin toz polimerlere göre adapte edilmesi ve bu sayede sıvı polimer bileşen miktarının azaltılması bulunmaktadır.

3.Makale

3.1.Betonda MgO Barajlar İçin yeni Bir Beton Tesadüfen Keşfedildi

MgO betonu Çinli baraj mühendisleri tarafından geliştirildi ve son 30 yılda yaklaşık 30 barajın yapımında başarı ile kullanıldı. Ancak, bu ilginç betonla ilgili bilgiler ve uygulaması diğer ülkelerde henüz yaygın değil.
Magnezyum oksit esaslı rötre dengeleyen beton (MgO betonu), içinde düşük sıcaklıkta elde edilmiş toz MgO katkısı bulunan betondur. MgO hidratasyonu sonunda oluşan Mg(OH)2 hacim genleşmesi yaptığından MgO betonu genleşen bir betondur. ASTM C485, Tip M, K ve S genleşen çimentoları ilk yaşlarda genleşme sağlarlar.MgO betonunda ise genleşmenin büyük bir bölümü daha geç yaşlarda (7 günden sonra) meydana gelir. Dolayısıyla MgO betonunda genleşme, soğumakta olan bir kütle betonunun büzülmesine paralel olarak yer alır. Bu nedenle çatlak oluşumunun en aza indirilmesinde yararlı olan MgO betonu sıcaklık kontrolünü kolaylaştırmakta ve yapım sürecini kısaltmaktadır.

3.2.MgO ve Hidratasyon-Genleşme Özellikleri

MgO, genellikle MgCO3 ‘ın içindeki CO2 ayrışıncaya kadar ısıtılması sonucu elde edilir. Teorik olarak bu ayrışma sıcaklığı 600-650 0C arasındadır. Ancak, endüstriyel üretimde randımanı artırmak için sıcaklık 800-850 0C arasına kadar çıkarılır.
Hidratasyon sonucu oluşan Mg(OH)2 kristallerinin hacmi başlangıçtaki MgO ve H2O hacimleri toplamından daha büyüktür ve kendiliğinden (otojen) genleşme meydana gelir. Örneğin, 1000 0C sıcaklıkta elde edilen MgO in hidratasyonu sonucu oluşan Mg(OH)2 in hacmi, MgO ve su hacimleri toplamının iki katından daha fazladır. MgO kristallerinin büyüklükleri ile özgül yüzey alanlarını doğrudan etkiler ve genleşme davranışını belirleyen başlıca faktördür. Tablo 4 de gösterildiği gibi kalsinasyon sıcaklığı artıkça MgO in hidrastasyon hızı azalır.

Hidratasyon süresi (gün) Kalsinasyon sıcaklığı (0C)
800 1200 1400
1 75.4% 6.5% 4.7%
3 100% 23.4% 9.3%
30 - 94.8% 32.8%
360 - 97.6% -

Tablo: 4: Toz MgO hidratasyon hızı

Dolayısıyla, periklas gibi yüksek sıcaklıkta oluşan kristal MgO çimentoda zararlı bir bileşen olarak kabul edilir. Bu tür MgO miktarca fazla olması halinde çok geç yaşlarda hidratasyon sonucu genleşerek betonda hacim sabitliğini olumsuz etkiler, çatlamalara ve betonun parçalanmasına yol açabilir. Bu nedenle uluslar arası standartların çoğu çimentodaki MgO miktarını en fazla %4-6 olarak sınırlamaktadır. Ancak, zararlı reaksiyona sadece periklas neden olur belirli sıcaklık içindeki daha düşük sıcaklıklarda elde edilen MgO ise zararsızdır.
Mühendislik uygulamaları açısından MgO, kalsinasyon sıcaklığına göre iki gruba ayrılmaktadır: düşük sıcaklıkta, 850-1200 0C arasında pişirilenler ve yüksek sıcaklıkta, 1500-18000C pişirilenler. Çimento içinde bulunan MgO genellikle 14500C civarında elde edildiği için yüksek sıcaklıkta pişirilenler grubuna dahidir. Betonda katkı maddesi olarak kullanılabilecek toz MgO ise düşük sıcaklıkta (11000C) elde edilmiştir, meydana getirdiği genleşme zararsızdır, ve aynı zamanda kontrol edilebilir. Doğru tasarım ve yapım ile birlikte bu tür genleşmeler baraj gibi kütle yapılarında meydana gelen rötreyi dengelemek açısından yararlı olurlar.

3.3.MgO Betonunun Fonksiyonları

Betonda kendiliğinden genleşme ile rötrenin dengelenmesinin aşağıdaki iki etkisi vardır.
İlk yaşlarda beton yapılarında, sınır bölegelerindeki kısıtlamalar dolayısıyla basınç gerilmeleri oluşur. İleri yaşlarda soğumalardan dolayı oluşan çekme gerilmelerini kısmen dengeleyebilriler.
İleri yaşlarda meydana gelecek uzun süreli kendiliğinden genleşme ise rötre ve soğuma büzülmelerine karşı denge sağlar. Bu suretle betonda çekem gerilmeleri azalmış olur.
MgO betonunun erken yaşlardaki genleşmesi az olduğundan yapıda başlangıçta oluşan basınç gerilmeleri önemsizdir. Önemli olan bu betonun ileri yaşlardaki genleşmesidir.

3.4.MgO Betonunun Özellikleri

Uzun süreli araştırma ve gözlemlere göre, toz MgO katılması betonunu mekanik özelliklerini etkiler, ancak ısıl özelliklerde etkisi çok azdır. Hidratasyon tersinir değildir. Ayrıca, Mg(OH)2 kararlı olduğu için MgO betonunun mekanik davranışı da kararlıdır.

3.5.Kendiliğinden Genleşme

MgO betonunun kendiliğinden genleşmesi, MgO tozunun özelliği, miktarı ve betonun sıcaklığı ile ilişkilidir. MgO tozunun genleşme davranışı ise evvelce açıklandığı gibi kalsinasyon sıcaklığına bağlıdır. Kalsinasyon sıcaklığı yükseldikçe başlangıçtaki genleşme daha az olur ve MgO hidratasyon süreci uzar. MgO hidratasyonu tersinir olmayıp genleşmesi sınırlı ve oluşan Mg(OH)2 kararlıdır.
Çimento içindeki serbest kireç MgO genleşmesini azaltır. Bu nedenle serbest kireç miktarı enaza indirilmelidir. Genleşme miktarı ise betonun sıcaklığı ile orantılıdır. Dolayısıyla, MgO tozunun tip ve miktarını belirleyip betonun sıcaklığını kontrol ederek MgO betonunun kendiliğinden genleşme miktarı da kontrol altına alınabilir.

3.6.Dayanım ve Elastisite Modülü

MgO betonunun basınç ve çekme dayanımları normal betonunkilerden daha fazladır. Dayanımlardaki artış, MgO miktarı, kür sıcaklığı ve betonun yaşı arttıkça daha da fazla olur. Yüksek kür sıcaklığı MgO hidratasyonunu hızlandırır. Daha etkin hidratasyon sonucu daha yoğun bir mikroyapı oluşur.
Artan genleşme ile mikroçatlak sayısında azalma yaşanır. MgO tozunun katılması ile toplam su / bağlayıcı malzeme oranındaki azalmada gözlenen dayanım artışının kısmen açıklanmasına yardımcı olmaktadır.
Normal betonunki ile kıyaslandığında MgO betonunun elastisite modülü biraz daha yüksektir, ancak aradaki fark dayanımlarda olduğu kadar fazla değildir. Elastisite modülündeki artışın betonda çatlamaları genellikle arttıracağı unutulmamalıdır.

3.7.Çekme Deformasyonu Kapasitesi

MgO betonunun çekme deformasyonu kapasitesi, basınç dayanımında olduğu gibi, MgO tozu miktarı ve kür sıcaklığı ile birlikte artar. Örneğin %4.5 MgO tozu içeren betonun birim çekme deformasyonu kapasitesi, kür sıcaklığının 200C dan 30,40 ve 500Ca yükselmesi durumlarında sırası ile %19,24 ve 28 oranlarında artış göstermekte ve genellikle 80-150×10-6 değerleri arasında değişmektedir. Çekeme deformasyonu kapasitesi değerindeki artış, betonun çatlamaya karşı direncini de artırmaktadır.

3.8.Sünme

Uzun süreli laboratuvar test sonuçlarına göre MgO betonunda da sünme, süreye ve yüke bağlı olarak değişmektedir. Ancak %3.5-4.5 MgO katkılı betonlarda sünmenin benzer karışım oranlarına sahip normal betonunkinden yaklaşık %20-25 daha fazla olduğu gözlenmiştir. Dolayısıyla, MgO betonunun genleşmesi sünmesini arttırmakta ve bu da çekme ve basınç gerilmelerinde gevşeme sağlayarak çatlama direncini olumlu etkilemektedir.

3.9.Geçinimsizlik ve Aınma Drenci

Dayanımı artırıcı etkenler dolayısı ile ve sınır bölgelerindeki koşullara bağlı olarak geçirimsizlik 0.6-7 kere artar. Araştırmalara göre aynı nedenlerle aşınma direnci normal betonunkinden %7-10 daha fazladır.

< Bu mesaj bu kişi tarafından değiştirildi zzaaffeerr -- 1 Mayıs 2006; 20:54:00 >

arel.gr

Yarbay

3818 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

modifiye(katkılı) çimento nedir ne işe yarar

Benzer içerikler