Çimentonun fiziksel özelliklerinin üretilen standart harcın mukavemetine etkilerinin araştırılması
Properties of portland cement
Yazar: GÜLRU ÖZDÖL
Danışman: PROF. DR. EROL GÜRDAL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Bina Bilgisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Günümüzde en yaygın olarak kullanılan yapı sistemi olan betonarmenin, girdilerinden birisi çimentodur. Yıllardan beri bağlayıcı malzeme olarak kullanılan çimento, başlıca silisyum, kalsiyum, alüminyum ve demir oksitleri içeren hammaddelerin karışımından oluşmuştur. Hammaddelerin farklı oranlarda karışımı ile ve katkı maddelerinin eklenmesi ile farklı tipte çimentolar üretilir. Ülkemizde 1 5 tip çimento üretilmektedir. Farklı tipte çimentolar farklı özellikler gösterir. Bu tezin konusu da farklı tipte çimentoların özelliklerinin ve bu özelliklerle bağlantılı olarak mukavemetteki değişimlerinin incelenmesidir. Günümüzde yapılarda oluşan hasarların ve doğal afetler sonucu meydana gelen yıkımların en önemli sebeplerinden biri uygun malzeme kullanılmamasıdır. Üretilen farkıl tipte çimentolar farklı yapı ihtiyaçlarını karşılamak için yapılmışlardır. Ayrıca bunların alt grupları da bulunmaktadır. Çimento dayanımı 32,5; 42,5; 52,5 sayılarından biri ile belirtilir. Bu sayı standart deneyde çimento numunesinin 28 gün içinde ulaşması gereken basınç dayanımının MPa olarak değeridir. Ayrıca bir R harfi bulunuyorsa bu çimentonun erken dayanımlı olduğunu ve 2 gün içinde standartta belirtilen dayanıma ulaşacağını gösterir. Çimento, içindeki mineral katkı miktarına göre de sınıflandırılır. Standart sınırlardan daha az katkı bulunduğu A harfi, çok katkı bulunduğu ise B harfi ile ifade edilir. Ana hammaddeler olarak kireçtaşı, kil ve marndan oluşan çimentoya katkı maddesi olarak da puzolanik maddeler, uçucu küller, sülfatlar, granule yüksek fırın cürufu belirli oranlarda eklenebilir. Kısacası farklı amaçla kullanılmak üzere çok sayıda çimento tipi piyasada mevcuttur. Bilinçsiz uygulamalar sonucu ortaya çıkan tatsız durumlarda ise "çimento" hammaddeli betonarme yapılara kusur bulunmaktadır. Çimento yaş, yarı kuru ve kuru sistem olmak üzere 3 şekilde üretilir. Kuru sistem şu anda yaygın olarak kullanılan sistemdir ve hammadde karışımının kurutularak öğütülüp toz halinde iken pişirilmesi ve değirmenlerde öğütülmesi ile elde edilir. Üretimi ise şu aşamalardan oluşur; hammaddelerin hazırlanması, farin hazırlama ve homojenleştirme, kalsinasyon, klinkerin soğutulması, öğütme ve paketleme. Çimentonun özellikleri sertleşme sırasındaki özellikler ve sertleşmiş çimento hamurunun özellikleri olmak üzere ikiye ayrılır. Sertleşme sırasındaki özellikler hidratasyon, hidratasyon ısısı, priz ve sertleşme, priz ve sertleşmenin ayarlanması, yalancı priz, hacim genleşmesi ve taze karışımların reolojisidir. Sertleşmiş çimento hamurunun özellikleri ise çimento hamurunun iç yapısı, mekanik mukavemet, yük altında deformasyon, rötre ve şişme, geçirimlilik, donmaya dayanıklılık ve kimyasal etkilere dayanıklılıktır. Çalışmanın literatür araştırması kısmında elde edilen bu bilgilerin ışığında deneysel çalışmada PKÇ/B 32,5R, PKÇ/A 42,5R, PÇ 42,5, PZÇ/B 32,5R tipte çimentoların özgül yüzey değeri, tane büyüklüğü, priz süresi ve kuru çimento çözünme ısıları vıııhesaplanır. 2, 7, 28 günlük eğilmede çekme ve basınç mukavemetleri de ölçülen numunelerin özellikleri ve mukavemetleri arasında karşılaştırma yapılmıştır. ıxDeney sonuçlarına göre; 1. Özgül yüzey değeri en küçük olan çimento numunesi (PÇ 42,5) en yüksek eğilmede çekme ve basınç mukavemeti değerine, özgül yüzey değeri en yüksek olan çimento numunesi (PZÇ/B 32, 5R) ise en küçük eğilmede çekme ve basınç mukavemetine sahip olduğu, 2. Tane büyüklüğü en ince olan çimento numunesinin (PKÇ/B 32, 5R) eğilmede çekme ve basınç mukavemeti değerleri düşüktür. Tane büyüklüğü en kalın olan çimento numunesi (PKÇ/A 42, 5R) eğilmede çekme ve basınç mukavemeti en yüksek olan numune olduğu, 3. Priz süresi en uzun olan numunenin (PÇ 42,5) eğilmede çekme ve basınç mukavemeti değeri en yüksek, en kısa olan numunenin (PZÇ/B 32,5R) ise en düşük değerlere sahip olduğu, 4. En yüksek kuru çimento çözünme ısısına sahip çimento numunesi (PKÇ/A 42, 5R) en yüksek eğilmede çekme ve basınç mukavemeti değerine, en düşük kuru çimento çözünme ısısına sahip çimento numunesi (PZÇ/B 32, 5R),ise en düşük eğilmede çekme ve basınç mukavemeti değerine sahip olduğu bağıntıları bulunmuştur.

Abstract:
Concrete is one of the most widespread building systems in the world and cement is one of the raw materials of concrete. Cement, which is made up of silisium, calcium, aluminium and iron oxids is being used as binding material for years. Different types of cement can be produced by using different rates of materials and there are 1 5 types of cement in our country. Different types of cement have different properties. The subject of this thesis is the different properties of different type of cements and the change of resistance according to this different properties. Generally one of the most important reasons of building damages and natural disaster caused ruins is the wrong material selection. Different types of cement is produced to be used in different situations. In the second section of the thesis, cement, producing cement and the properties of cement is told. Cement is produced with limestone, clay and marn as main raw materials. Puzolanic materials, flying ashes, sulfats, granule high furnace ashes can be used as supplement material. Cement is produced in three ways; wet, semi-dry and dry systems. Dry system is the most widespread system which is used in producing cement. The third section of the thesis is the experimental part. There are 4 different types of cement and 5 experiments are made to them. These are specific surface value, piece size value, setting time value and dry cement solving temperature value. Also the resistance of the cement made samples at 2., 7. and 28. days are measured. At the 4. section; the values are compared. The cement types used at the experiments are PKÇ/B 32,5R, PKÇ/A 42,5R, PC 42,5 and PZÇ/B 32,5R. According to the results; 1. The cement which has maximum spesific surface value (PC 42,5) has the maximum resistance. The cement which has minimum spesific surface value (PZÇ/B 32,5) has the minimum resistance. 2. The cement which has minimum piece size (PKÇ/B 32, 5R) has low resistance. The cement which has maximum piece size (PKÇ/A 42, 5R) has maximum resistance. 3. The cement which has the longest setting time (PC 42,5) has maximum resistance. The cement which has the shortest setting time (PC 42,5) has minimum resistance. xiThe cement which has maximum dry cement solving temperature value (PKÇ/A 42, 5R) has maximum resistance. The cement which has minimum dry cement solving temperature value (PKÇ/A 42, 5R) has minimum resistance.