Çimento Nedir

Çimento Nedir, Çimento Ne Demektir, Çimento, Genel anlamda bağlayıcı maddelere verilen isim Bunlar yaygın olarak tanınan ve kullanılan silikat hidrat esaslı portland çimentosu olabildiği gibi, poliner esaslı plastik ve asfalt da olabilir. Genellikle bu terim günümüzde su ile karıştırıldığında su ile kimyasal olarak birleşerek bağlayıcılık özelliği kazanan hidrolik bağlayıcılara verilen isimdir. Havada olduğu gibi su içinde de sertleşen çimentolar silikatlı ve alüminatlı kireç bileşiğine sahiptir. Bazı oksit mineraller de.

hidrolik çimento özelliğine sahipse de normal çimento, ile yarışacak durumda değildir. Hidrolik çimentoların çoğu su, kum ve çakıl ile beraber beton üretiminde kullanılır. Burada çimento hamuru, agrega denilen ayrık elemanları birbirine bağlar.

Tabii Çimentolar

Tabiatta bulunan kalsiyum karbonat ve magnezyum karbonat ihtiva eden taşların 850-950°C sıcaklıkta pişirilmesiyle sönmemiş kireç kalsiyum oksit, daha sonra su ile muamele edilerek sönmüş kireç kalsiyum hidroksid elde edilir.

Bu, kumla karıştırılarak harç yapımında kullanılır. Burada su, işlenebilmeyi sağlar. Kum, dolgu ve taşıyıcı iskelet malzemesi olarak görev yapar. Kireç, havadaki karbondioksitle reaksiyona girerek nisbeten sert olan kalsiyum karbonat meydana gelir. Eğer kireç taşı % 25e kadar kil ihtiva ediyorsa, bu halde su ile yavaş reaksiyona girer ve ısı çıkışı hızlı olmaz. Su altında da sertleşir, yani hidrolik bağlayıcı özellik gösterir. Elde edilen sertleşmiş malzeme suya dayanıklı olur, yani suda çözünmez.

Alüminli Çimento

Üretimi 20. yüzyılın ilk dörtte birinde Fransız J. Bied tarafından gerçekleştirilmiştir. Sülfatlı yeraltı sularına dayanıklı bir Çimento ararken bulduğu bu çimento 1918 de kullanılmaya başlanmıştır. Alüminli Çimento, kireçtaşı ile boksitin % 30 kadar beraberce eriyinceye kadar 1700°C ısıtılmasıyla elde edilir. Bu süretle ortaya çıkan malzeme su ile çabuk reaksiyona girerek su ve sülfatlı çözeltilere

dayanıklı sert bir kütle meydana getirir. Normal portland çimentosundan daha çabuk sertleştiğinden, acele yol tamirlerinde, özellikle soğuk iklimlerde tercih edilir. Refrakter yani yüksek sıcaklığa dayanıklı malzemedir. Fırınlarda kaplama olarak kullanılır. Sülfata ve asidik zemin sularına dayanıklı olmakla birlikte alkalilere dayanıksızdır.

Portland Çimentosu

ingilterede Portland Adasındaki tabii kireç taşına benzemesi sebebiyle, 1824 te ingiliz Joseph Aspdin tarafından bu isim verilmiştir. Daha sonra bu taşın suni olarak da elde edilebileceği anlaşılmış ve 1845 te Portland Çimentosu ismiyle piyasaya çıkarılmıştır.

Ülkemizde portland çimentosu, büyük bir endrüstri haline gelmiştir. Dünyada üretimde önde giden ülkeler ABD, Rusya Federasyonu, Almanya, Japonya ve Fransadır. Portland çimentosunun ilkel maddeleri kireçtaşı, marn alçı ve kildir. istenen niteliğin sağlanması için kalsiyum oksit ve silisyum,

alüminyum ve demir oksit miktarlarının öngörülen dar bir aralıkta bulunması gerekir. Bu şart bazan esas hammadde ocağından mevcut olandan başka kireçtaşı, kum taşı, demir cevheri gibi malzemenin ilave edilmesini gerekli kılar. Çimento fabrikalarında yapılan ilk iş, hammaddenin kırılarak toz haline getirilmesidir. Ham malzeme bazan büyük bloklar halinde olabileceğinden bu önemli bir iştir. Daha

sonra bu tozlar homojen bir karışım elde edilecek şekilde karıştırılacaktır. Karıştırma kuru olarak yapılabileceği gibi su ile çamur haline getirilerek de gerçekleştirilebilir. Çamur haline getirilerek öğütülme ve karıştırılmasına Yaş Metod, kuru toz halinde karıştırıldığı üretim şekline Kuru Metod denir. Her iki metodda da ince öğütülmüş olan hammadde karışımı, çapı ortalama 15 mm olan taneler haline getirilir, yani granule edilir, sonra pişirilir.

Öğütme, bilyalı değirmenlerde gerçekleştirilir. Bunların eksenleri genellikle yatay olur. Bu değirmenlerin iç yüzeyleri özel sert ve darbeye dayanıklı çelik plakalarla kaplı ve içindeki bölümlerle muhtelif büyüklüklerde, ceviz büyüklüğünden tenis topuna kadar çeşitli çelik bilyalar mevcuttur. Değirmenin dönmesi sırasında çelik bilyalar hammaddeyi un haline getirir. Kuru metodda değirmenin

bir tarafından girip diğer tarafından çekilen sıcak hava, öğütülen malzemeyi 80-90 °Cde kurutur. Değirmenden çıkan malzeme elenir. Kalın olanlar değirmene geri verilir. Öğütülen ve kurutulan toz, hammadde silolarına alınır ve son bileşim ayarlamaları yapılır. Bundan sonra çimento fabrikasyonunda en önemli safha olan granüle hammaddenin pişirilmesi işlemine geçilir. Pişirme iki şekilde yapılır. Biri

eski usül olan sabit fırınlar, diğeri döner fırınlarda olur. Sabit fırınlar bugün pek kullanılmamaktadır. Döner fırınlar ise 45-80 m boyunda, 2-4,5 m çapında silindirik olup, dışı çelik içi ateş tuğlası ile kaplıdır. Yatayla birkaç derecelik açı yapar ve tekerlekler üzerine oturur, dakikada 1-2 devir hızla dönerler. Öğütülmüş hammadde silolarından alınan malzeme, granülasyon işleminden sonra fırına girmeden yavaş yavaş

ısıtılır. Fırına girişte sıcaklık 800°Cye çıkmış olur. Fırının üst ucundan alınan malzeme içeride daha çok ısınır ve 1400-1500°C sıcaklığa erişir. Bu sırada bünyede bulunan silis ve alüminin kireç ile birleşmesinden trikalsiyum silikat 3CaO.SiO2 meydana gelir. Bu olaya klinkerleşme denir. Bu, çimentonun en kuvvetli hidrolik özellik gösteren bir bileşiğidir. Ayrıca daha az hidrolik özellik gösteren bikalsiyum silikat 2CaO.SiO2 ve monokalsiyum silikat CaO.SiO2 bileşikleri de meydana

gelir. Çimento üretiminde en önemli safha budur. Sıcaklığın 1400°Cden daha düşük kalması klinkerleşmenin olmamasına ve hidrolik bağlayıcılık özelliğinin ortaya çıkmamasına sebeb olur. Klinkerleşen malzeme fırından çıkışta belirli bir hızla soğutulur. Klinker içinde % 3 kadar alçı karıştırılıp, ayrı bir bilyalı değirmende tane boyutu 0,2 mmden az olacak şekilde öğütülür. Burada alçı kilinkerin sertleşme süresini uzatmak için katılır. Buradan çıkan çimento kullanıma hazırdır.

Portland çimentosu klinkerinin en önemli bileşeni trikalsiyum silikat olup, çimentonun, ilk zamanda hızla sertleşmesini ve mukavemet kazanmasını sağlar. Dikalsiyum silikat ise, yavaş yavaş kendini gösterir ve ileri yaşlarda mesela bir ay sonra çimento – su hamurunun mukavemet kazanmasında önemli rol oynar. Çimento içinde ayrıca demir ihtiva eden tetra-kalsiyum alümino-ferrit 4CaO. Al2O3 Fe2O3 ile

magnezyum ve kalsiyum oksit MgO ve CaO de mevcuttur. Hidrate kalsiyum sülfat CaSO4 2H2O ise çimento-su hamurunun iç yapısında bulunur.

Beton içinde su ile karıştırılmış olan portland çimentosu su ile bir seri kimyasal tepkimelere girer. Bunlardan en önemlisi kalsiyum silikatlerin, su ile reaksiyona girmesi, yani hidrate olmasıdır. Böylece meydana gelen Jel, betondaki agregayı çevreleyerek birbirine bağlar. Bu davranış çimentonun bileşim ve inceliğine, agrega türüne ve miktarına, çimento-su oranına, zaman ve sıcaklığa tabi olduğu gibi, betonun sertleşirken içinde bulunduğu hava şartlarına da bağlı olacaktır.

Portland çimentosu içine giren malzemenin değiştirilmesi ile özel tür çimentolar, elde edilir. Süper Çimento Yüksek dayanımlı portland çimentosu Daha önce öğütülmüş veya trikalsiyum silikat nisbeti yüksek bir tür olup, daha kısa zamanda mukavemet kazanır. Bunların pişirilme ve öğütülmesi daha itinalı yapılır. Türkiyede PÇ 400 ve PÇ 500 bu sınıfa girer.

Cüruf Çimentosu

Portland çimentosu klinklerinde, öğütme sırasında, granüle yüksek fırın cürüfunun katılması süretiyle elde edilir. Sülfatlı sulara dayanıklıdır. Yavaş sertleşir. Hidrotasyon ısısı düşük olduğundan barajlarda kütle beton üretiminde kullanılır.

Beyaz Portland Çimento

Esas olarak normal portland çimentosundaki demir oksit azaltılarak elde edilir Demir Oksit % 1 Mimari estetik görünüş istenen yerlerde kullanılır.

Ülkemizde Türkiye Çimento Sanayinin Afyon, Ankara, Aşkale, Balıkesir, Bartın, Çorum, Elazığ, Gaziantep, iskenderun, Kars, Niğde, Pınarhisar, Sivas, Söke, Trabzon ve Vanda çimento fabrikaları vardır. Bu sanayi kuruluşu ayrıca Adana, Bolu, Konya, Mardin Ünye fabrikalarına da ortaktır. Özel teşebbüse ait Akçimento, Batı Anadolu, Bursa, Çanakkale Çimento, Çimsa, Darıca, Aslan, Eskişehir, Göltaş, Kartal, Nuh, Yozgat, Zeytinburnu Çimento Fabrikaları mevcuttur. Bunlardan Adana ve Akçimento 1,35 milyon ton / yıl, Çimentaş 1,05 milyon ton/yıl ile en büyük üç fabrikayı meydana getirmektedir

Ülkemizde 1991 yılı itibariyle gerçekleştirilen toplam çimento üretiminin 26.088.000 ton olduğu tahmin edilmektedir. Kişi başına yıllık çimento üretimi ise yaklaşık 400 kg civarındadır. Bu rakam ABDde 900 kgdır.