çimento neyden yapılır? | Bilmen gereken her şey

çimento neyden yapılır?

İnşaat malzemelerinde kullanılan en önemli malzemelerden biri “çimento” dur. Bu malzeme harç, harç ve beton yapmak için kullanılır. Bu yazıda, çimentonun tam tarihçesini, tanımını, bileşenlerini, üretim adımlarını, uygulamalarını, fiziksel özelliklerini, kimyasal özelliklerini ve türlerini tanıtıyoruz.

Çimento kullanımının geçmişi hangi döneme kadar gitmektedir?

İnsan uygarlığının ortaya çıkışından günümüze kadar çimento çeşitli şekillerde kullanılmıştır. Volkanik kül, yanmış alçıtaşı, sönmüş kireç ve Orta Çağ’da Romalılar tarafından kullanılan ilk hidrolik çimentodan çimentonun gelişimi 18. yüzyıla kadar devam etti. Bu yüzyılda, “James Parker” kendi adına Roma çimentosunun patentini aldı. Bu çimento o zamanlar çok meşhurdu. Ancak 1850’lerde Roma çimentosunun yerini “Portland Çimento” adlı yeni bir ürün aldı.

MS 19. yüzyılda (MS 12. yüzyıl) Portland çimentosu yapma ve kullanma yolunda birçok araştırma ve yenilik yapılmıştır. Bu süre zarfında, “William Aspdin” (William Aspdin), kısa sürede dikkatleri üzerine çeken yeni bir Portland çimentosu geliştirdi. Yine de “Isaac Charles Johnson”, Portland çimentosunun babası olarak bilinir. Bu kişi, fırında Portland çimentosu yapma yöntemini tanıtarak çimento tarihine büyük katkı yaptı.

İlgili Makaleler: betonun su geçirmemesi için ne yapmalı?

19. yüzyılda New York’ta “Rosendale Cement” yapıldı. Bu Rosandil çimentosunun uygun sertliği nedeniyle, bu tip çimento arzının başlangıcında yüksek talep görmüş, ancak uzun süre dayanması nedeniyle, Portland çimentosu bir kez daha tüketicilerin ilk tercihi olmuştur. Bugün, Rosendale-Portland çimentosu otoyol ve köprü yapımında kullanılmaktadır. Bu bileşim yüksek dayanıklılığa ve düşük tüketim süresine sahiptir.

Günümüzde çeşitli yapıların yapımında kullanılan çimento, önemli deneylerin, değişikliklerin ve iyileştirmelerin sonucudur. Geçtiğimiz yıllarda çimentonun bileşimini değiştirmenin amacı, yolların, otoyolların, köprülerin ve diğer yapıların inşası için güçlü ve dayanıklı bir ürün elde etmek olmuştur. Günümüzde çoğu çimento, ana bileşenleri veya ana bileşenlerinden biri olarak Portland çimentosu kullanmaktadır.

çimento nedir?

Çimento, bir yapının taş, tuğla, kiremit vb. farklı bileşenlerini birbirine bağlamak için kullanılan en önemli insan yapımı inşaat malzemelerinden biridir. Ayrıca çimento, köprüler, barajlar, konutlar, ticari binalar ve diğer beton yapılar gibi çeşitli yapıların yapımında betonun ana bileşenlerinden biridir. Çimentonun ana yapısı kalker, kil veya kum, boksit ve demir cevheri gibi minerallerden oluşur.

Klinker nedir?

Çimento üretiminde kullanılan hammaddelerin ısıtılmasıyla “klinker” adı verilen bir madde oluşur. Bu malzemenin öğütülmesi ve içine alçı gibi bileşiklerin katılmasıyla çimento elde edilir. İlerleyen bölümlerde klinkerin nasıl yapıldığını anlatacağız.

Çimentonun hammaddeleri nelerdir?

Çimento sekiz ana malzemeden oluşur: kireç, silika, alümina, magnezya, demir oksit, kalsiyum sülfat, kükürt trioksit ve alkali (alkali tuz). Çimento yapmak için kullanılan malzemeler kimyasal ve fiziksel özelliklerini belirler. Bu nedenle, bu malzemelere aşinalık büyük önem taşımaktadır. Çimento bileşiklerini tanımak için her bir malzemenin rolü ve işlevi iyi çalışılmalıdır. Üretim sürecinde ana malzeme ve katkı maddelerinin miktarlarının değiştirilmesi istenilen kaliteyi etkileyebilir. Çimentonun sekiz ana bileşeni aşağıdaki resimde gösterilmektedir.

İlgili Makaleler: Su penetrasyonu en yüksek olan toprak hangisidir?

çimento neyden yapılır?

• Kireç: 60-65%
• Silika: 17-25%
• Alümina: 3-8%
• Magnezya: 1-3%
• Demir oksit: 0.5-6%
• Kalsiyum sülfat: 0.-0.5%
• Kükürt trioksit: 1-3%
• Alkali: 0-1%

Çimento bileşenlerinin performansı nedir?

Bu bölümde, çimentonun ana bileşenlerinin her birinin işlevlerini, avantajlarını ve dezavantajlarını tanıtıyoruz.

Kirecin çimentodaki rolü nedir?

Kalsiyum oksit (CaO) veya kalsiyum hidroksit (Ca(OH2)) kireç olarak bilinir. Bu malzeme, çeşitli çimento yapımında kullanılan ana bileşenlerden biridir. Çimento karışımına yeterli miktarda kireç katılarak kalsiyum silikat ve alüminat oluşur. Kireç miktarı yeterli olmazsa dayanıklılığı ve süresi azalır. Öte yandan, çok fazla kireç şişkinliğe neden olur ve sağlığı azaltır.

Silisin çimentodaki rolü nedir?

Silikon dioksit (SiO2) veya silika, çimentoların bileşimindeki bir diğer önemli malzemedir. Bu maddenin uygun bir miktarının bileşime eklenmesi dikalsiyum ve trikalsiyum silikat oluşumuna neden olur. Çimentonun mukavemeti içindeki silikadan gelir.

İlgili Makaleler: Polimer nedir? Polimer çeşitlerini bilir

Alüminanın çimentodaki rolü nedir?

Alümina, Al2O3 kimyasal formülüne sahip alüminyum oksittir. Süre, çimento bileşimindeki alümina miktarına bağlıdır. Yeterli miktarda alümina varlığında klinker oluşum sıcaklığı düşer. Alüminanın aşırı kullanımı mukavemeti azaltır.

Magnezinin çimentodaki rolü nedir?

Magnezyum oksit (MgO), magnezya olarak bilinir. Bu malzeme aynı zamanda mukavemeti de etkiler. Çimento bileşiminde %2’den fazla magnezya kullanılması dayanımı azaltacaktır.

Demir oksidin çimentodaki rolü nedir?

Demir oksit (Fe2O3) çimentoya renk verir. Bu madde çimentoların bileşiminde eritme yardımcısı olarak kullanılır. Çok yüksek sıcaklıklarda demir oksit, kalsiyum ve alüminyum arasındaki reaksiyona katılarak trikalsiyum aluminoferrit oluşumuna neden olur. Bu reaksiyonun ürünü sertliği ve mukavemeti etkiler.

İlgili Makaleler: seramik neyden yapılır? Seramiğin ilginç özellikleri

Kalsiyum sülfatın çimentodaki rolü nedir?

Kalsiyum sülfat (CaSO4), çimentoların bileşiminde CaSO4.2H2O kimyasal formülüne sahip alçıtaşı formunda görünür. Kalsiyum sülfatın ana etkisi priz süresini kısaltmasıdır.

Kükürt trioksitin çimentodaki rolü nedir?

Kükürt trioksit (SO3) çimentolarda %2’den daha az miktarlarda kullanılmaktadır. Bu malzeme, büzülme hızının yanı sıra sülfatların kimyasal yıkıcı etkilerine karşı direnci de etkiler. %2’den fazla kükürt trioksit kullanmak çimentonun sağlığını azaltabilir.

Alkalinin çimentodaki rolü nedir?

Alkali veya alkali (Na2O veya K2O gibi tuzlar) kimyasal prosesleri kontrol etmek ve ayrıca çimentoların geçirgenliğini azaltmak için kullanılır. Aşırı alkali kullanımı (%1’den fazla) harç yüzeyinin kireçlenmesine neden olabilir.

İnşaat malzemeleri ile ilgili olarak, Faradars koleksiyonunda, yapıların yapımında kullanılan inşaat malzemeleri ile ilgili kavramları size tanıtabilecek kapsamlı bir eğitim videosu hazırlanmıştır. Bu filmin linki aşağıda verilmiştir.

İlgili Makaleler: en ucuz yer döşemesi nedir? Çirkin yer karolarından nasıl kurtulurum?

Çimento nasıl yapılır?

Çimento, hammaddelerin ocaklardan çıkarılması, öğütme (tartım ve karıştırma dahil), ön ısıtmanın uygulanması, fırında ısıtma, soğutma (son öğütme dahil) ve paketleme (depoya transfer dahil) olmak üzere altı ana aşamada inşa edilecektir. Aşağıda, çimento yapmanın tüm ana adımlarını açıklıyoruz.

İlk adım: madenlerden çimento hammaddelerinin çıkarılması

Çimento üretimi için gerekli olan hammaddeler arasında kireçtaşı, kum veya kil (silikon, alüminyum, demir), şeyl, uçucu kül, boksit vb. Bu malzemeler, çıkarıldıktan sonra taş kırıcıda yaklaşık 15 cm boyutlarında parçalara ayrılan minerallerdir. Bir sonraki adımda bu parçalar yaklaşık 7 cm boyuta ulaşacak şekilde ikincil kırma işlemine tabi tutulur. Bu şekilde kırma taş parçaları bir sonraki adım için hazırlanır.

İkinci adım: öğütme, tartma ve karıştırma

Bir önceki aşamada ezilmiş olan hammaddelerin öğütülmesi ve istenilen kimyasal ve katkı maddelerinin eklenmesi ile daha küçük homojen bir karışım elde edilir. Parçacıklar bu adımda gerekli özelliklere göre tartılır. Genellikle bu karışımın %80’i kireçtaşı ve kalan %20’si kilden oluşur. Hammadde karışımının kurutulması işlemi de fabrikada nem içeriği %1’in altına düşene kadar gerçekleştirilir. Daha sonra büyük merdaneler ve döner tablalar hammadde karışımını ezip karıştırır. Son olarak, fırına aktarılmaya hazır ince bir toz elde edilir.

İlgili Makaleler: Betonarme nedir ve kullanım alanları nelerdir?

Üçüncü adım: ham maddelere birincil ısı uygulanması

Birincil ısıyı uygulamak için ham maddeler birkaç siklonlu bir yere taşınır. Bu siklonlar, fırın tarafından üretilen sıcak gazları kullanarak birincil ısıyı ham maddelere aktarır. Bu işlemin amacı enerji tüketimini ve çevre kirliliğini azaltmaktır. Bu aşamada hammaddeler siklonlardan geçirilerek oksit malzemelere dönüştürülür ve fırında pişirilmeye hazır hale gelir.

Dördüncü adım: ham maddelerin fırında pişirilmesi (klinker oluşturulması)

Çimento üretimi sürecinde, hammaddelerin fırında pişirilmesi en önemli adım olarak kabul edilir. Bu aşamada kalsiyum bileşikleri ile silisyum dioksit arasındaki çeşitli kimyasal reaksiyonlar sırasında klinker adı verilen bir madde oluşur.

Bu sürecin karmaşıklığına rağmen klinker üretiminin aşamaları şu şekilde özetlenebilir:

• Serbest suyun buharlaşması
• Kil bileşiklerinde suyun buharlaşması
• Kalsinasyon işlemi sırasında kalsiyum karbonatın (CaCO3) kalsiyum okside (CaO) dönüştürülmesi
• CaO’nun silikon ile reaksiyonu nedeniyle dikalsiyum silikat oluşumu
• CaO’nun alüminyum ve demir içeren bileşiklerle reaksiyonu nedeniyle sıvı faz oluşumu
• Klinker tanelerinin oluşumu
• Uçucu maddelerin buharlaşması (sodyum, potasyum, klorürler ve sülfatlar gibi)
• Fazla CaO’nun dikalsiyum silikat ile reaksiyonu nedeniyle trikalsiyum silikat oluşumu

İlgili Makaleler: Toprak erozyonu ve tarım arazileri üzerindeki etkileri

Fırındaki sıcaklık değişimine bağlı olarak yukarıdaki işlemler dört bölüme ayrılabilir:

• 100°C sıcaklık: serbest su buharı
• 100 ila 430 santigrat derece arası sıcaklık: suyun azalması ve silikon, alüminyum ve demir oksitlerin oluşumu
• Sıcaklık 900 ila 982 °C: Kalsinasyon nedeniyle CO2 salınımı ve CaO oluşumu
• 1510 °C sıcaklık: klinker oluşumu

Fırında maddeler arasındaki kimyasal reaksiyonlar su buharından sonra başlar. Bu reaksiyonlar sırasıyla:

• kil ayrışması
• Dolomit ayrışması
• Kalsitin düşük sıcaklıkta ayrışması
• Alümina ve oksijen reaksiyonu
• Artık kalsit reaksiyonu
• “Sinterleme” veya sinterleme

Çimento fırını ufka üç derecelik bir açıya sahiptir. Bu açı, hammaddelerin fırından 20 ila 30 dakika içinde geçmesine izin verir. Hammaddeler en alt kısma geldiğinde moloza benzer bir şekle sahip klinker taneleri fırından çıkarılır.

Beşinci aşama: soğutma ve son öğütme

Klinker fırından çıkıp açık hava ile temas ettiğinde sıcaklığı hızla 2000°C’den 100-200°C’ye çıkar. Bu aşamada klinker yeniden öğütülerek, nihai ürün (çimento) elde etmek için birkaç farklı malzeme bileşime eklenir. Alçı taşı, klinkere priz süresini ayarlayıp sağlamlaştırmak ve onunla birlikte öğütmek için eklenir. Ayrıca bu malzeme hamurun gövdeye ve bilyelere yapışmasını da engeller. Malzemeleri daha iyi öğütmek ve pelet haline gelmelerini önlemek için trietanolamin gibi başka malzemeler de kullanılır.

İlgili Makaleler: Akrilik boya nedir ve ne işe yarar?

Enerjiden tasarruf etmek için klinker tarafından üretilen ısı fırına geri verilir. Çimento üretiminin son aşaması, son öğütme işlemidir. Çimento fabrikasında çelik bilyalı döner tamburlar bulunmaktadır. Soğutma işleminden sonra klinker bu tamburlara aktarılır. Son öğütme işlemi tamamlandıktan sonra her kilogramı 75 milyon parçacık içeren ince toz elde edilir. Bu toza çimento denir.

Altıncı adım: paketleme ve depoya transfer

Bu aşamada çimento 20-40 kg’lık paketler halinde paketlenir ve değirmen sahasından özel silolara aktarılır. Tabii ki büyük miktarlarda üretilen çimentonun büyük bir kısmı kamyon, tren veya gemi ile gerekli yerlere nakledilmekte ve sadece küçük bir kısmı ambalajlı olarak müşterilere ulaştırılmaktadır.