Üçlü Sistemler - 1 Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

Transkript

1 Üçlü Sistemler - 1 Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

2 Günümüzde yapı kimyasalları sektöründe doğan farklı ihtiyaçlar için (yüksek sıcaklık, erken mukavemet, hızlı priz, çatlaksız yapı) farklı çözümler sunma gerekliliği vardır. Bu sebeple sadece standart portland çimentosu ile karışımlar hazırlamak yerine; portland çimentosu (PÇ), kalsiyum alüminat çimentosu (CAC) ve kalsiyum sülfatın farklı oranlarda birleşimiyle üçlü sistemler oluşturulmakta ve bu sistemdeki karışım oranları ihtiyaca göre revize edilmektedir. 2

3 Türkiye de ilk kez 2000 yılında Çimsa Mersin Çimento Fabrikasında üretilmeye başlanan kalsiyum alüminat çimentosu «ISIDAÇ40» sahip olduğu özel faz yapısı sayesinde yapı kimyasalları ürünlerine eşsiz özellikler kazandırmaktadır Fiziksel ve Mekaniksel Özellikler Özgül Ağırlığı gr/cm 3 3,25 Özgül Yüzey cm 2 /gr Flow Test (ASTM C-109) % 55 Priz Başlangıcı dakika 280 Priz Sonu dakika 295 Su % 23,1 Hacim Sabitliği (Le Chatelier) mm 1,0 Elek Kalıntı (45 mikron) % 23,0 Elek Kalıntı (90 mikron) % 6,5 Dayanım (6 Saat) Mpa 47,0 Dayanım (24 Saat) Mpa 70,0 ISIDAÇ 40, Kalsiyum Aluminat Çimentosu, TS EN standardına uygun olarak Çimsa tarafından üretilmektedir. Kimyasal Özellikler SiO 2 % 3,60 Al 2 O 3 % 39,8 Fe 2 O 3 % 17,1 CaO % 36,2 MgO % 0,65 SO 3 % 0,04 Kızdırma Kaybı % 0,30 Na 2 Eq % 0,16 Cl - % 0,01 S % 0, o C'ye kadar üstün performans gösterir. Asidik ortamda minimum kütle kaybına uğrar. Sülfat ataklarına karşı maksimum koruma sağlar. ISIDAÇ 40 Fiziksel, Mekanik ve Kimyasal Özellikleri 3

4 Aşağıdaki üçlü sistem diyagramında da üçgen içerisinde yer alan noktalar hangi köşeye daha yakınsa kompozisyon ve karakteristik özellik olarak o maddeye yakınsar. 4

5 Bu karışımlar üçlü sistemde yer aldıkları noktaya göre mekanik ve kimyasal özellik kazanır. Bu bağlayıcıların içinde çok çeşitli elementler var olmasına rağmen hidratasyon reaksiyonları çözelti içerisindeki alüminyum sülfat ve kalsiyum varlığında oluşan etrenjitlere göre şekillenir. Üçlü sistemlerde erken mukavemet ve rötre engelleyici özellik kalsiyum aluminat çimentosu oranına bağlıdır. Etrenjit oluşumunun kontrolü ile donma kinetiği, kristal büyüklükleri, mukavemet özelliklerine doğrudan etkisi vardır ve istenilen değerlere ulaşılması için kontrolü gereklidir. 5

6 Üçlü Sistemlerde Alçı Üçlü sistemlerde bir diğer önemli konu da kullanılan alçının reaksiyon hızıdır. Bu özellik alçının fiziksel ve kimyasal özellikleri ile doğrudan ilişkilidir. Daha yavaş reaksiyon veren bir alçı kullanımı aşağıdaki etkilere sebep olur: Düşük Ca ve SO4 içeriği Düşük etrenjit içeriği Düşük mukavemet Düşük hidratasyon derecesi Yüksek geçirgenlik Düşük hidrat hacmi Düşük mukavemet hızı Çözünme hızından sonra alçıda bakılması gerekli diğer parametreler: Ph, yüzey alanı. 6

7 Sıcaklık Etrenjit Oluşumu İlişkisi: Sıcaklığın üçlü sistemlere etkisini görmek üzere yapılan bir çalışmaya göre ; Ortam sıcaklığının artması ile birlikte, hem priz başlangıcı hem de priz sonunun daha hızlı gerçekleştiği görülmüştür. Sıcaklık değerleri yükseldikçe; 28 günlük basma ve çekme mukavemetlerinde anhidrit alçı ile yapılan karışımların maksimum değere 10 o C de ulaştığı gözlemlenirken, hemihidrat alçılarla yapılan karışımların sıcaklıkla birlikte mukavemetlerinin de arttığı gözlemlenmiştir. 7

8 Sıcaklık Etrenjit Oluşumu İlişkisi: Sıcaklığın üçlü sistemlere etkisini görmek üzere yapılan bir çalışmaya göre ; Anhidrat alçıların priz başlangıçları hemihidratlara göre daha hızlıdır. Anhidratlarla yapılan sıva karışımları en yüksek mukavemetlerine 0 C ve 10 C sıcaklıklarda; but en düşük dayanıma ise 20 C de ulaşmışlardır. 8

9 CAC Priz Başlangıcına Etkisi 3 Farklı Portland Çimentosuna İkamesinde: 9

10 (a) grafiğinde anhidratların (b) grafiğinde ise hemihidratların basma mukavemetine 1,3 ve 28 günde etkisini görmekteyiz. 10

11 OPC/CAC karışımlarında, erken etrenjit formasyonu erken priz ve erken dayanım sağlar. Düşük erken mukavemete sebep olabilecek parametrelerden bir tanesi kalsiyum silikatlardır. Sitrat tuzları ve sodyum karbonat gibi katkılar uzun dönem mukavemete katkıda bulunur. Özel durumlarda istenilen özel dayanım ve priz süreleri için alçı tipini ve alçı miktarını da optimize etmek gereklidir. Genellikle CAC arttırılması erken OPC arttırılması geç mukavemete katkıda bulunur. 11

12 - Örnek Tablo 1.1. PÇ Baskın Sistem BİLEŞENLER Anhidrit alçı Hemihidrat alçı Dihidrat alçı PÇ ISIDAÇ KARTONPİYER ALÇISI ANHİDRİT ALÇI ALFA (hemi hidrat) ALÇI HEMİHİDRAT ALÇI Dİ HİDRAT ALÇI ATIŞKAN (HEMİHİDRAT) KALSİT 100 mikron 25,95 25,95 25,95 SİTRİK ASİT 0,2 0,2 0,2 Lİ 2 CO 3 (Lityum Karbonat) 0,2 0,2 0,2 KÖPÜK KESİCİ (AGİTANP 803) 0,2 0,2 0,2 BERMOCOLL E230X (STABİLİZER) 0,05 0,05 0,05 SİLİS KUMU mikron DOSTFLOW HP 0,2 0,2 0,2 TOZ POLİMER (ORP 5070) SODYUM OLEAT 0,2 0,2 0,2 SU %

13 - Örnek Tablo 1.2. PÇ Baskın Sistem Bileşenler Anhidrit alçı Hemihidrat alçı Dihidrat alçı Priz Baş. (dakika) Priz Sonu (dakika) Open Time(dak.) Max Yayılma (cm) saat 5,2 0 3,9 Basınç Dayanımları Eğilme Dayanımları (MPa) (MPa) 6.saat 11,5 9,1 11,0 24.Saat 14,7 14,0 14,8 28.Gün 32,9 34,5 34,6 3.saat 3,1 0 2,4 6.saat 5,8 4,4 5,7 24.Saat 7,2 5,8 6,3 28.Gün 9,8 11,0 9,9 13

14 - Örnek Tablo 1.1 de Portland Çimentosu baskın olarak hazırlanmış karışımlarda erken dayanım noktasında en iyi sonuçlar anhidrit alçı ile hazırlanan karışımlarda alınmıştır. Uzun dönem mukavemetlerde hemihidrat ve dihidrat alçılar yakın değerler vermiştir. Çekme dayanımı söz konusu olduğunda en iyi performans hemihidrat alçı tarafından yakalanmıştır. 14

15 - Örnek Tablo 2.1. CAC Baskın Sistem BİLEŞENLER Anhidrit alçı Hemihidrat alçı Dihidrat alçı PÇ ISIDAÇ Alçı(kartopiyer) alfa alçı anhidrit alçı hemi hidrat alçı di hidrat alçı Kireç Mowilith (LDM 20 21P) 0,5 0,5 0,5 Tylose (H20 P2) 0,1 0,1 0,1 Li 2 CO 3 0,05 0,05 0,05 Sitrik Asit 0,2 0,2 0,2 Melment F Uçucu kül silis kumu 1 no silis kumu 3 no silis kumu 4 no Toz Köpük Kesici 0,2 0,2 0,2 Su/ Kuru karışım

16 - Örnek Tablo 2.2. CAC Baskın Sistem Bileşenler Anhidrit Alçı Hemihidrat Alçı Dihidrat Alçı Priz Baş. (dk.) Priz Sonu (dk.) Open Time (dk.) Maks. Yayılma (cm) Saat 2,6 4,6 2,8 6. Saat 8,4 19,3 10,3 Basınç dayanımları 24. Saat 15,4 24,4 16,4 28. Gün 26,8 37,5 27,3 3. Saat 0,0 1,8 0,0 Eğilme Dayanımları 6. Saat 3,9 6,4 4,3 24. Saat 5,7 6,3 5,5 28. Gün 9,9 11,5 9,3 Yapışma Dayanımları 2.gün 1,32 1,14 0,86 28,gün 1,45 1,29 1,23 16

17 - Örnek Tablo 2.1. de CAC baskın olarak hazırlanmış karışımlarda 3,6,24 saatlik erken dayanımlara bakıldığında en iyi performansı hemihidrat alçılar göstermiştir. Uzun dönem mukavemetlerde hemihidrat alçılar yine en yüksek değeri vermiştir. Çekme mukavemetinin de CAC baskın sistemlerde hemihidrat alçılarla daha yüksek değerler verdiği görülmüştür. Yapışma dayanımları anhidrit alçılı sistemlerde daha yüksek olmuştur. 17

18 Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi TEŞEKKÜRLER Her türlü soru ve bilgi için.. Çimsa Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi Toroslar Mah. Tekke Cad Yenitaşkent/MERSİN T: / C: F: