Page 26 - 104

Basic HTML Version

DSİ Teknik Bülteni
Sayı 104, Temmuz 2008
22
hidratasyon ısısı
60 cal/g) dikkate alınması
durumunda 28 günlük basınç dayanımı kriteri
de daha düşük bir değere çekilebilmektedir.
Hidratasyon ısısının oldukça düşük olmasının
gerekli olduğu çok büyük boyutlu yapı
elemanlarında
çok
düşük hidratasyon ısılı
portland
çimentoları
öncelikle
tercih
edilmelidir. Ancak, bu tip düşük hidratasyon ısılı
çimentoların temininin zor olması ve
hidratasyon ısısı gelişiminin başka bazı
yöntemler kullanılarak kontrol altına alınmasının
mümkün olmasından dolayı son yıllarda çok
tercih edilmemektedir. Bu tür çimentolarda
trikalsiyum alüminat (C
3
A) bileşeni en fazla %7,
trikalsiyum silikat (C
3
S) bileşeni en fazla %35 ve
dikalsiyum silikat (C
2
S) bileşeni ise en az %40
ile sınırlandırılmaktadır. EN 14216 standardı
çok düşük hidratasyon ısılı çimentolar hakkında
bilgiler ve bazı gerekleri belirtmektedir. Bu
standardda çimentonun 7 gün sonundaki
hidratasyon
ısısı
52,5
cal/g
ile
sınırlandırılmaktadır.
Sülfata dayanıklı portland çimentosu
hem
düşük alkali ve hem de düşük hidratasyon ısılı
olduğundan dolayı tercih edilebilmektedir.
Ayrıca EN 197-4 standardına uygun düşük
erken dayanımlı ve düşük hidratasyon ısılı
yüksek fırın cüruflu çimentoların da kütle betonu
yapılarında kullanılması tavsiye edilmektedir.
Katkılı çimentoların
da kütle betonlarında
kullanılması oldukça yaygın bir uygulamadır.
Portland çimentosunun ince puzolan ile
karıştırılması veya portland çimentosunun
puzolan ile birlikte öğütülmesi sureti ile erken
dayanımı düşük çimento elde edilebilmektedir.
Bu tip çimentolarla bazı şartnamelerde
belirtildiği üzere hidratasyon ısısının 7 günde en
fazla 60 cal/g ve 28 günde de en fazla 70 cal/g
olması kriteri sağlanabilmektedir.
Kütle betonlarında diğer tip çimentoların
kullanımları da araştırılmaktadır. Hidratasyon
ısısının düşük ve aynı zamanda erken dayanımı
yüksek olan çimentolar üzerinde araştırmalar
yoğunlaştırılmaktadır. Bunlardan bir tanesi
Borlu Aktif Belit Çimentosu
’nun (TS 13353)
kullanımıdır. Ülkemizde Devlet Su İşleri Genel
Müdürlüğü tarafından her yıl birçok proje
kapsamında yüz binlerce metreküp beton
dökümü gerçekleştirilmektedir. DSİ projelerinin
büyük kısmını oluşturan baraj inşaatları
işlerinde farklı beton yapılar ve özellikle kütle
betonu yapıların imalâtı söz konusu olmaktadır.
Kütle betonlarında en önemli problem daha
önce bahsedildiği üzere hiç kuşkusuz
çimentonun
hidratasyon
ısısıdır.
Kütle
betonlarının bileşenlerinin ön soğutulması ve
ardından da art-soğutma işlemleri yapılmasına
rağmen beton içerisinde sıcaklığın artması
engellenememekte ve bunun sonucunda da ısıl
kaynaklı gerilimlerden dolayı betonda ciddi
çatlakların oluşması kaçınılmaz olmaktadır. Bu
durumun üstesinden gelebilmek için en çok
katkılı çimentolardan ve özellikle de çimentonun
bir kısmının yerine uçucu kül ikame ederek
oluşturulan karışımlardan beton imalâtları
yapılmak suretiyle hidratasyon ısısı azaltılmakta
ve kontrol altına alınmaya çalışılmaktadır.
Ancak, buna rağmen betonda çatlak oluşumları
riski tamamen bertaraf edilemeyebilmektedir.
Bilindiği üzere kireçtaşı (CaCO
3
), kil ve/veya
silt, demir esaslı alüminasilikatlar ve diğer bazı
yardımcı hammaddelerin yüksek sıcaklıklarda
döner fırınlarda pişirilmesi sonucunda normal
Portland çimentosu klinkeri dört ana fazdan
ibaret olarak oluşur. Bunlar çimento kimyasında
kısaca Alite: C
3
S (3CaO.SiO
2
), Belite: C
2
S
(2CaO.SiO
2
), Alüminat: C
3
A (3CaO.Al
2
O
3
) ve
Ferrit: C
4
AF (4CaO.Al
2
O
3
.SiO
2
) olarak gösterilir.
Klinker daha sonra alçıtaşı (CaSO
4
.2H
2
O) ile
birlikte öğütülerek toz halindeki Portland
çimentosu elde edilir. Normal Portland
çimentosu içerisinde yaklaşık olarak %55-65
C
3
S, %15-25 C
2
S, %7-12 C
3
A ve %5-10 C
4
AF
ve yaklaşık %5 CaSO
4
.2H
2
O bulunur. Bu fazlar
arasında en reaktif (su ile reaksiyon verme
açısından) olanları sırasıyla C
3
A, C
3
S, C
4
AF ve
C
2
S dir. Çimento dayanımının zamanla gelişimi
açısından C
3
S başlangıçtan (erken dayanım
kazandıran bileşen) itibaren en fazla katkıda
bulunan bileşen iken C
2
S başlangıçta çok zayıf
ancak daha sonraları C
3
S kadar dayanım
gelişimine sahip olmaktadır. Diğer alüminat ve
ferrit fazlarının dayanıma büyük katkıları yoktur.
Bor mineralleri arasında en fazla tercih edilen
kolemanit’in
(Ca
2
B
6
O
11
.5H
2
O)
çimento
hammaddelerinden kireçtaşının bir kısmının
yerine
Portland
çimentosu
üretiminde
kullanılması sonucunda Bor (B
2
O
3
) katkılı
çimento üretimi yapılabilmektedir. Çimento
özelliklerini olumsuz yönde etkilemeyen ve
uygunluğu tespit edilen diğer bor mineralleri de
bu amaçla kullanılabilir. Bor veya boroksit
katkılı çimento üzerinde gerçekleştirilen analiz
sonuçlarına
göre
normal
Portland
çimentosunda (CEM I 42,5) oldukça yüksek
oranlarda meydana gelen C
3
S fazının hiç
oluşmadığı veya çok az (ihmal edilebilir düzey)
oluştuğu ve bunun yerine kararlı ve aktif belit
(di-kalsiyum silikat, α veya α’-C
2
S) fazının
yüksek oranda oluştuğu görülmüştür. Buna
ilâve olarak çimentonun C
3
A miktarı da %5’in
altında
istenildiğinde
üretilebilmektedir.
Çimentonun dört ana fazından (C
3
S, C
2
S, C
3
A