Farklı tip klinker öğütme kolaylaştırıcı katkı kullanımının çimentolu sistemlerin özelliklerine etkisi
The effect of utilization of different types of clinker grinding aids on the properties of cement systems
Yazar: YAHYA KAYA
Danışman: DOÇ. DR. ALİ MARDANİ AGHABAGLOU
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Klinker = Clinker ; Modifikasyon = Modification ; Partikül ölçüm yöntemi = Particle counting method ; Reolojik özellikler = Rheologic properties ; Çimento karışımları = Cement mixtures ; Öğütme = Grinding

Özet:
Bu tez çalışmasında, endüstride yaygın olarak kullanılan amin ve glikol esaslı öğütme kolaylaştırıcı katkı (ÖKK) tipi ve kullanım oranının, klinker öğütme evresinde enerji verimliliğine, çimento partikül boyut dağılımına, çimentolu sistemlerin taze hal, reolojik ve bazı sertleşmiş hal özelliklerine etkisi incelenmiştir. Ayrıca, çalışmanın bir diğer amacı, yaygın olarak kullanılan trietanolamin ÖKK'ların, esterifikasyon metodu ile geliştirilerek, öğütme verimliliğini ve çimentolu sistemlerdeki performansının arttırılması olmaktadır. Bu doğrultuda, ikisi modifiye trietanolaminin olmak üzere toplamda 7 farklı ÖKK, klinker öğütme evresinde, klinker ve alçı taşının toplam ağırlığının %0,025, 0,05, 0,075 ve 0,1'i oranında kullanılmıştır. Böylece, ÖKK içermeyen kontrol çimentosuna ilaveten 28 adet ÖKK'lı CEM I 42.5R tipi çimento üretilmiştir. Tüm çimentolarda, 4100±100 cm2/g hedef Blaine incelik değerine ulaşmak için geçen öğütme süresi ve tüketilen enerji miktarı ölçülmüştür. Hamur karışımlarının Marsh hunisi akış süresi, priz süresi ve reolojik parametreleri ölçülmüştür. Harç karışımlarında ise hedef yayılma değeri için su azaltıcı katkı gereksinimi, kıvam koruma performansı ve 1, 3, 7 ve 28 günlük basınç dayanımları kıyaslanmıştır. Öğütme verimliliği açısından, ÖKK sıralamasının triizopropanolamin > modifiye trietanolamin-2 > dietilenglikol > modifiye trietanolamin-1 > dietanoltriizopropanolamin > etilenglikol > trietanolamin şeklinde olduğu anlaşılmıştır. ÖKK tipinden bağımsız olarak, ÖKK kullanım oranının artışı ile reolojik parametrelerin olumsuz etkilendiği belirlenmiştir. ÖKK kullanımının karışımların priz bitiş süresini azalttığı görülmüştür. ÖKK ilavesi ile hedef yayılma değeri için katkı gereksinimi artarken, karışımların kıvam koruma performansı ve 28 günlük basınç dayanımının olumlu etkilendiği tespit edilmiştir. Tüm özellikler açısından, modifiye tritanolamin-2 katkısının en iyi performansı sergilediği anlaşılmıştır. Ayrıca, daha yüksek dozajlara kıyasla, %0,025 oranında ÖKK kullanımının öğütme verimliliği açısından daha düşük performans sergilemesine rağmen çimentolu sistemlerin özellikleri açısından daha iyi sonuç verdiği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this thesis, the effects of the type and utilization ratio of amine and glycol-based grinding aids (GA), which are widely used in the industry, on energy efficiency, cement particle size distribution, fresh state, rheological, and some hardened state properties of cementitious systems were investigated. In addition, another aim of the study is to improve the grinding efficiency and performance of the commonly used triethanolamine in cementitious systems by developing the esterification method. Therefore, a total of 7 different GA, two of which are modified triethanolamine, were used in the clinker grinding stage at the rate of 0.025%, 0.05, 0.075, and 0.1 of the total weight of clinker and gypsum. Thus, in addition to the control cement containing that does not contain GA, the number of 28 CEM I 42.5R type cement with GA were produced. In all types of cement, grinding time and consumed energy were measured to obtain the target Blaine fineness value of 4100±100 cm2/g. Marsh funnel flow time, setting time, and rheological parameters of paste mixtures were measured. In the mortar mixtures, the water reducing admixture requirement, consistency retention performance, and compressive strengths at the ages of 1, 3, 7, and 28 days were compared for the target slump-flow value. In terms of grinding efficiency, it was understood that the order of GA is triisopropanolamine > modified triethanolamine-2 > diethyleneglycol > modified triethanolamine-1 > diethanoltriisopropanolamine > ethyleneglycol > triethanolamine. Regardless of the type of GA, it was determined that rheological parameters were negatively affected by the increase in utilization ratio. It was observed that the GA utilization reduces the setting time of the mixtures. It was determined that the consistency retention performance and 28-day compressive strength of the mixtures were positively affected, while the admixture requirement for the target slump value increased with the addition of GA. In terms of all properties, it was found that the modified triethanolamine-2 GA performed the best. In addition, it was determined that the 0.025% utilization ratio gave better results in terms of properties of cementitious systems, although lower performance in terms of grinding efficiency compared to high utilization ratios.