traslı ve uçucu küllü çimento

TS 26 Traslı Çimento: Traslı Çimento, klinkerle %20-40 arasında trasın ve az miktarda alçı taşının birlikte öğütülmesi ile elde edilen çimentodur. Tek bir sınıfı mevcuttur. Traslı Çimento 28 günlük basınç dayanımına göre TÇ 32.5 olmak üzere tek tiptir.

TS 640 Uçucu Küllü Çimento: Uçucu Küllü Çimento, klinkerle kütlece %10-30 arasında uçucu külün az miktarda alçı taşının birlikte öğütülmesi ile elde edilen çimento olup tek bir sınıfı mevcuttur. Uçucu Küllü Çimento 28 günlük basınç dayanımına göre UKÇ 32.5 olmak üzere tek tiptir.



Uçucu kül

Atık malzeme ve yan ürünlerin değerlendirilmesi, hem çok kısıtlı olan doğal malzemelerin kullanımını azaltarak doğanın tahrip edilmesini önlemekte, hem de malzemenin atılmak üzere depolanması durumunda çevrede meydana gelecek problemleri en aza indirmektir. Ülkemizde bu duruma, enerji üretimi için yaygın olarak kullanılan termik santraller en iyi örnektir. Uçucu küller, kömürle çalışan termik santrallerin bir yan ürünü olarak elde edilmektedir. Kömürün içinde bulunan inorganik malzemeler fırında erimekte ve bacadan atılma esnasında soğuyarak küresel tanecikler oluşturmaktadır. TS 639’a göre uçucu kül, toz halinde veya öğütülmüş taş kömürü veya linyit kömürünün yüksek sıcaklıklarda yanması sonucunda oluşan ve baca gazları ile sürüklenen, silis ve alümino-silisli toz halinde bir yanma kalıntısı olarak tanımlanır (Anonim 1975).

Uçucu küller içerdikleri SiO2, Al2O3, Fe2O3 miktarına bağlı olarak ASTM C618 standardına göre F ve C olarak iki genel sınıfa ayrılmaktadır. Üç temel bileşen olan SiO2, Al2O3 ve Fe2O3’in toplamları %70 veya daha fazla ise uçucu kül teknik olarak F sınıfı kül olarak adlandırılır. C sınıfı uçucu küllerde önemli oranda CaO bileşeni bulunduğundan SiO2, Al2O3 ve Fe2O3 bileşenleri toplamı %50’den büyük olması gerekmektedir. F sınıfı küllerin esas aktif bileşeni silisli veya alümina silikatlı cam olup bitümlü kömürden elde edilmektedir. C sınıfı küllerde ise aktif bileşen kalsiyum alümino silikattır ve linyit kömürünün yanması ile elde edilmektedir (Scholz 1979).

Uçucu küller, puzzolanik içeriğine göre şu şekilde sınıflandırılmaktadır (Scholz 1979);

Sınıf 0 : Puzzolanik içeriği (uçucu külün-portland çimentosuna oranla dayanımı) %70-94 arasındaki küller için özgül yüzeyin düşük olduğu (2500-3500 cm2/g) yani tanelerin iri olduğu ve cam içeriğinin düşük olduğu (<%60) küllerdir. Bu küllerin betonun su ihtiyacını artırdığı belirtilmektedir.

Sınıf I: Puzzolanik indeksin %95 ve %114 olan küllerin portland çimentosu ile aynı inceliğe sahip olmasına karşın ve bu küllerin karışımın işlenebilirliğini etkilemediği veya biraz arttırdığı belirtilmektedir. Bunların özgül yüzeyleri çoğunlukla 4500 cm2/g’dan büyük küllerdir. Bunlardaki cam içeriği en az %65’tir.

Sınıf II: Bunların puzzolanik indeksleri %115’ten büyüktür. Bunların tane şekli küresel ve portland çimentosundan incedir. Özgül yüzeyleri 4500 cm2/gr’dır.

Türkiye’de uçucu kül üretimi ve kullanımı 1960’lı yıllarda başlamıştır. Bu yıllarda yayınlanan bir çalışmada, Türkiye’de uçucu kül üretiminin 400,000 ton civarında olduğu belirtilmiştir (Tokyay 1990). Bu tarihlerde Devlet Su İşlerinin öncülüğünde, Tunçbilek uçucu külleri üzerinde yapılan araştırmalar sonucunda, bu külün Gökçekaya ve Porsuk baraj inşaatlarında kullanılması planlanmış, ayrıca prefabrik kanelet üretiminde de uçucu kül kullanılması uygun görülmüştür.

Bir çok termik güç santralinde, toz kömür yakılarak elektrik enerjisi sağlanır. 75m (200 nolu) elekten %80’i geçecek inceliğe kadar öğütülmüş ince toz kömür yakmak için ön ısıtmalı hava ile karıştırılarak fırının içine üfürülür (Cook 1983). Bu kömürün yanması sonucu olarak çeşitli gazlarla birlikte değişik özellikteki bazı atıklar da (yanmayan kömür külü gibi) üretilmiş olur.

Termik elektrik santrallerinde toz kömürünün yanması ile oluşan atıkların büyük kısmı (%75-80) baca gazı ile yanma çemberinin dışına uçan çok küçük parçacıklar halindeki bu küllerdir. Bunların bacadan çıkıp havaya karışmaları genel bir metot olan elektrostatik çökeltenlerle veya dokunmuş çanta filtreler gibi bazı diğer biriktirme metotları ile engellenmiştir. Modern enerji santrallerinde bu ince atıkların %99’dan fazlası daha hafif kütleli küller, daha gazlar bacayı terk etmeden evvel kaldırılır (Meinninger 1982).

Atıkların ana bölümünü oluşturan uçucu küllere ilave olarak küllerin klinkerlerle birleşip fırının dibine büyük parçacıkların oluşturduğu atıklardır. Bu da fırın dibi külü olarak adlandırılır. Bazı fırınlar kazan cürufu olarak bilinen ergimiş bir atık üretirler. Bu atıkta fırından atılarak genellikle su ile tanecikler haline getirilir. Bazı amaçlar için bu malzemeler agrega olarak kullanılabilir. Genelde beton için kullanılmazlar (Meinninger 1982, Gutt and Nixon 1979).

Betonda geçirimlilik bağlayıcı malzeme miktarına, su içeriğine, agrega ve tane dağılımı, kür koşulları gibi değişkenlere bağlıdır. Uçucu küller puzzolanik özellikleri nedeniyle oluşturdukları C-S-H jelleriyle kalsiyum hidroksitin dışarı çıkma riskini azaltır ve geçirimliliği de azaltmış olur. Uçucu kül sadece su geçirimsizliğini sağlamakla kalmaz, ayrıca gaz geçirimliliği (O2, CO2, Cl) niteliklerini de büyük oranda iyileştirir. Marusin, %25 uçucu kül içeren betonlarda rutubetli kür süresi arttıkça klor gerginliğinin azaldığını gözlemlemiştir (Berry 1986). Akman vd (1993) klor geçirimliliği metodu kullanarak yaptıkları çalışmalar sonucunda;

- Uçucu kül ilavesinin klor geçirimliliği BS14 ve BS18 betonlarda %50 mertebesinde düşürdüğü,
- Uçucu kül oranı yüksek BS14 ve BS18 betonlarında yaşlanma ile geçirimliliğin azaldığını, BS25’de ise çok az miktarda arttığını saptamışlardır.