PORTLAND ÇİMENTOSU NEDİR?

Portland çimentosu, killi ve kalkerli hammaddelerin uygun oranlarda (%20 – %30 kil, %70 – %80 kalker) karıştırılıp döner fırınlarda 1400°C pişirilmesiyle oluşan klinkere az miktarda (%3 – %6) alçıtaşı katılıp öğütülerek elde edilen suda erimeyip katılaşan hidrolik bir bağlayıcıdır. Çimento su ve kumla karıştırılırsa harç, kum-su çakıl veya mıcırla karıştırılırsa beton elde edilmektedir.

PORTLAND ÇİMENTOSUNUN ÜRETİM AŞAMALARI

  1. Ana madde analizleri
  2. Karışım sağlanması
  3. Karışımın pişirilip klinker eldesi
  4. Klinkerlerin soğutulma ve depolanması
  5. Paketlenme, piyasaya sürüm

Ana maddelerin analizi

Birbirine karıştırılacak kil ve kalker miktarları belirlenir. Kalkerli malzemeler ağırlıklarının büyük bir kısmını kaybederler. 1 ton PÇ elde edebilmek için yaklaşık 1.6 ton hammadde kullanılmalıdır. Belirlenen oranlarda kil ve kalker karıştırılarak homojen bir karışım elde edilir.

Karışımın pişirilmesi

çimento pişirilmesi

çimento pişirilmesi

Homejen karışım (farin), klinker üretimi için hammaddelerin pişirildiği, eğik olarak yerleştirilmiş içi boş bir silindir şeklinde olan döner fırına gönderilir. Yaklaşık %3 – %4 eğime sahip çelik fırını içi ateş tuğlası ile kaplıdır. Kendi ekseni etrafında saatte 60 – 180 devir yapar. Fırınlar yaş yöntemlerde 80 – 100m, kuru yöntemde 40 – 50m uzunluğundadır. Fırın iç çapları 2 – 4m arasındadır.

Fırına girecek hammadde karışımı, fırının üst ucundan konmaktadır. Fırındaki sıcaklık fırının alt ucundan püskürtülen yakıtla sağlanır. Yakıt olarak fuel-oil ve doğalgaz kullanılabilmekle beraber, son yıllarda ekonomik nedenlerle, daha çok toz kömürden yararlanılmaktadır.

Fırındaki reaksiyonlar

  • Önce, fırının ürt kısmında 100°C civarında hammaddelerde bulunan serbest su buharlaşır.
  • 500 – 600°C sıcaklıkta killi maddeler oksitlere ayrışır.
  • Hammaddelerin içerisinde bir miktar MgCO3 (magnezyum karbonat) bulunduğu taktirde 600 700°C’de bu madde ayrışarak MgO (magnezyum oksit) haline dönüşür.
  • 900°C civarında kalker taşı (CaCO3) da içerisindeki CO2’den kurtularak kireç (CaO) haline dönüşür.
  • 900 – 1200°C arasında kireç, silis ve alümin arasında kimyasal reaksiyonlar başlar.
  • 1250 – 1280°C arasında, oksitlerin eriyik haline dönüşmeye başlamasından sonra, 1280°C ve daha yüksek sıcaklıklarda çimento bileşenleri meydana gelir.
  • Yaklaşık olarak 1350 – 1450°C sıcaklıkta pişirildikten sonra çimentoyu oluşturan bileşenlerle, başlı başına değişik bir ürün olan klinker elde edilir.

Karışımın pişirilmesi

Kireç, alümin, demir oksit ve silis bileşimli hammaddelerin uygun oranda karıştırılıp yüksek sıcaklıkta (1350 – 1450°C) pişirilmeleri sonucunda elde edilen ürüne klinker denir.

Klinker, yaklaşık olarak 15 – 50mm çapında, pürüzlü ve gözenekli yüzeye sahip, sert ve yuvarlak şekildedir. Karakteristik olarak, parlak ve yeşilimsi – koyu gri (veya gri – siyah) renktedir. 1n kg klinker üretmek için yaş sistem fırınlarında 1450 – 1650 Kcal enerji gerekirken, bu miktar kuru sistem fırınlarında 700 – 900 Kcal seviyesine düşmektedir.

Klinkerin soğutulma ve öğütülmesi

Klinker hava akımı olan döner soğutuculara gönderilir. Klinker suyla reaksiyon yapmaz ve bağlayıcı özelliği yoktur. Klinker ancak ince şekilde öğütüldükten sonra bağlayıcılık kazanır. Öğütülme işlemi sırasında klinkere bir miktar (%3 – %6 oranında) alçıtaşı katılır. Bunun nedeni; çimentonun katılaşmasında (prizinde) alçıtaşının geciktirici rol oynamasıdır.

Alçıtaşı, çimentonun su ile birleşmesi sonucunda göstereceği hızlı katılaşmayı yavaşlatarak kontrol eder. Aksi halde, çimento çok hızlı katılaşır ve betonu rahatça yerine yerleştirme olanağı ortadan kalkar. Ayrıca bu çok hızlı katılaşma, çimentonun kimyasal reksiyonları sonucunda bağlayıcı özellik sağlayan kalsiyum-slikat-hidrat (C-S-H) ürünlerinin sağlıklı gelişmelerini önler. Alçıtaşı ve klinker birlikte çelik bilyelerle öğütülerek, boyutları 1 – 200 µm arasında olan çimento elde edilir. Çimento tanalerinin büyük çoğunluğu 20 – 30 µm çapındadır. (1 µ = 10 – 8cm)

Depolama

  1. Öğütülen çimento silolara gönderilir. Silolarda açık olarak veya 50 kg’lık kağıt torbalar halinde piyasaya sunulur.
  2. Portland çimentosu torbalı olarak ambalajlanmış halde veya dökme çimento olarak taşımada, çimento özelliğini bozmayan ve kaybına neden olmayan özel çimento araçları ile taşınmalıdır.
  3. Kullanım yerine giden çimento en fazla 75°C olmalıdır.
  4. Portland çimentosu nem almayacak, dağılmayacak, özelliklerini değiştirip bozabilecek maddelerle karışıp kirlenmeyecek biçimde uygun yerlerde depolanmalı, üst üste en fazla 12 sıra dizilmelidir.
  5. Çimentoların 4 aydan fazla bekletilmemeleri gerekmektedir.

Kaynak: Sakarya Üniversitesi Yapı Malzemelesi Dersi Notları

 

Yazımı Sabır Göstererek Okuduğunuz İçin Teşekkür Ederim.

İLETİŞİM