Portland çimentosu ve özel katkılı çimentolar

Portland çimentosu kalker ve kil karışımının pişirilmesi ile ortaya çıkan ve klinker olarak adlandırılan malzemenin çok az miktarda alçı taşı ile birlikte öğütülmesi sonucunda elde edilen üründür. Kalker ve kil karışımı 1000 °C ‘ye kadar ısıtılırsa kalkerin bünyesindeki CO₂ çıkarak CaO meydana gelir. Meydana gelen CaO diğer bileşenlerle silikatı oluşturur. Bu esnada maddenin rengi sararır. Bu sararma esnasında bağlayıcı özellik kazanmaya başlar. 1200 °C de renk grileşir ve bağlayıcı özellik tamamlanma noktasına gelir. 1350 °C sonra sinterleşme olayı meydana gelir. Yani yüzeyden erime olayı başlar. Bu sıcaklıktan itibaren döner fırın içerisinde çimento topaklanır ve sertleşir.1450 °C civarında klinker teşekkül eder. Klinker içerisine %3-%6 oranında alçı taşı ilave edilir, ve öğütülür. Meydana gelen bu çimento portland çimentosudur.

Portland çimentosu dışındaki özel çimento çeşitleri

Letiye Çimentoları : Demir üretiminde metal cevheri, kömür ve bir eritici yüksek fırının üst kısmından konulur. Bu maddeler yavaş yavaş aşağıya doğru hareket ederek ergime bölgesine ulaşır. Fırının alt kısmında sıvı halde ve yoğunlukları birbirinden farklı iki madde elde edilir. Yüksek fırın cürufu da denilen letiyenin içinde en çok bulunan maddeler; CaO : % 40 – 48 (kireç), SiO₂ : % 26- 34 (kuvars) Al₂O₃ : % 12 – 18 (boksit) Letiye, çimento üretiminde özel işlemlerle kil yerine kullanılabilir. Ayrıca agrega yerine de beton üretiminde kullanılabilir. Fırından 1500 °C’de çıkan letiye kendi haline bırakılırsa bağlayıcı madde özelliği kazanmaz. Letiyenin bir çimento olarak kullanılabilmesi için ani olarak soğutulması gerekir. Soğutma işlemi sonunda boyutları 1-5 mm arasında değişen kum numunesini andırır. Bu malzeme kurutularak portland çimentosu klinkerine karıştırılır. Priz süresini ayarlamak amacıyla jips ilave edildikten sonra hepsi beraber öğütülür.

Letiye çimentonun özellikleri aşağıdaki gibi özetlenebilir.

Mekanik dayanımları normal portland çimentosuna göre düşüktür.

Soğuk havada kullanılmaya elverişli değildir.

Kimyasal dayanımları fazladır.

Hidratasyon ısıları düşüktür.

Maliyetleri daha düşüktür.

Alüminli Çimentolar : Bu çimento boksit ( Al₂O₃2H₂O) ile kalkerin yüksek sıcaklıkta pişirilmesiyle elde edilir. Boksit 1600 °C ‘de eriyen bir malzemedir. Çok hızlı hidratasyon yapar. Hidratasyon sonucu serbest kireç meydana geldiğinden kimyasal ve mekanik mukavemeti yüksektir. Priz sırasında önemli miktarda ısı açığa çıkar. Alüminli Çimento bileşimleri;
Al₂O₃ : % 40-45, CaO : % 35-42, Fe₂O₃ : % 5-15, SiO₂ : % 4-10. Türkiye de üretilmeyen bu çimento, normal potland çimentosu ile karıştırılarak, baraj ve tünellerde rastlanan su sızıntılarında kullanılır.

Uçucu Kül Çimentoları : Termik santral baca dumanlarından elektro filtrelerle tutulan çok ince aktif silisli artık maddeye uçucu kül adı verilir. Uçucu küller çimentoya hammadde olarak, klinker ve alçıtaşı ile öğütülerek veya çimentoya doğrudan almak üzere 2 şekilde katılabilir.

Traslı Çimentolar : Türkiye açısından en önemli çimento türlerinden biri de doğal puzolan kullanılarak üretilen katkılı portland çimentolarıdır. Portland çimentosu klinkerine tras ilave edilip birlikte öğütülürse traslı çimento elde edilir.

Beyaz Çimento : Bilindiği gibi portland çimentosuna renk veren madde (Fe₂O₃) bileşenleridir. Eğer bu oranı düşürürsek veya demiroksitleri ihtiva etmeyen hammadde kullanırsak potrland çimentosunun rengi beyaz olur. Buna beyaz çimento adı verilir. Pahalı bir çimento olduğundan mimari estetik aranan cephe ve taban kaplamalarında kullanılır. Beyaz Çimento Yüzde Bileşenleri; SiO₂ : %25 – Al₂O₃ : %6 – Fe₂O₃ : %0,6 – CaO : %65 – MgO : % 1,1 – SiO₃ : %0,1.