Puzolan

Puzolan ve Puzolanik Aktivite

Puzolan kendi başına bağlayıcılık özelliği çok az olan veya hiç olmayan, ancak çok ince öğütüldüğü takdirde ve nemli ortamda kalsiyum hidroksitle kimyasal reaksiyona girerek bağlayıcılık özelliği kazanabilen silisli ya da silisli ve alüminli malzemedir. Esas oksitleri olan, silis ve alümin haricinde bünyelerinde demir oksit, kalsiyum oksit (CaO), alkali ve karbon bulunmaktadır. Bu maddelerin miktarları alındıkları kaynağa göre farklılık göstermektedir. Puzolanlar yaklaşık olarak 2000 yıl önce eski Romalılar döneminde kullanılmaya başlanmıştır. İtalya’nın Pozzuoli kasabasında, volkanik küllerin su ve söndürülmüş kireçle karıştırıldığında bağlayıcı bir malzeme olduğu ilk kez Romalılar tarafından bulunmuştur.

Puzolan çeşitleri

Puzolanlar genel olarak doğal ve yapay olmak üzere iki gruba ayrılmaktadır. Doğal puzolanlar genellikle kırma, öğütme ve eleme yoluyla elde edilirler. Volkanik camlar, volkanik tüfler, diatomlu topraklar, traslar ve bazı killer doğal puzolanlardır. Yapay puzolanlar ise çeşitli endüstri kollarında yan ürün olarak meydana gelen malzemelerdir. Silis dumanı, uçucu kül ve yüksek fırın cürufları en çok bilinen ve kullanılan yapay puzolanlardandır.

Puzolanlar, betonda işlenebilirliği ve perdahlamayı iyileştirmek, kanamayı ve segregasyonu azaltmak, hidratasyon ısısını düşürmek, alkali-silika reaksiyonu nedeniyle oluşan zararlı hacim genleşmelerini azaltmak, geçirimliliği azaltmak, nihai dayanımı arttırmak, sülfata karşı dayanıklılığı arttırmak ve beton üretimi ve yerleştirme işlemlerinin masraflarını azaltmak için beton içerisinde kullanılmaktadırlar.

Puzolanlar, yapısında bulunan silis ve alümin, nemin varlığında ve ince öğütülmüş haldeki alkalilerle kimyasal reaksiyona girerek bağlayıcı özellik göstermektedir. Reaksiyonun devam etmesi ve alkali çözeltileri ile geniş bir yüzey alanının teması için, puzolanlar ince taneli olmalıdır.

Puzolan ve Portland çimentosu karışımı hidratasyona girdiğinde puzolanik reaksiyon sebebiyle bağlayıcı hamurdaki serbest kireç miktarı azalmaktadır. Bir süre sonra, puzolanlı betonların çimento hamurunda, Portland çimentosunun hamuruna nazaran daha az miktarda serbest kireç ve daha fazla kalsiyum silika hidrat (C-S-H) ürünü oluşmaktadır. Puzolanlı betonların, bağlayıcı özelliği yüksek olan C-S-H jellerini barındırması, dayanımda artış sağlamakta ve hamur boşluk oranının azalmasıyla da betonun dış etkilere karşı dayanıklılığını artırmaktadır.

Puzolanik aktivite

Beton karışımındaki puzolanın hidrate olmuş kireçle arasında gelişen reaksiyonun ne kadar iyi olduğu puzolanik aktivite ile belirlenmektedir. Puzolanik aktiflik aynı zamanda, kalsiyum hidroksitle, alümina silikatlar arasında oluşan ve bağlayıcı özelliği olan hidratasyon ürünlerinin meydana geldiği reaksiyonun adıdır. Portland çimentosu betonu içinde puzolanların kullanılabilmesi için yeterli seviyede puzolanik aktifliğe sahip olması gerekmektedir. Puzolanik aktivitenin belilenmesi için birçok yöntem önerilmekte, fakat bu yöntemler tam anlamıyla doğruluk vermemektedir. Çimento bağlayıcılı bir karışımın dayanımı, yalnızca bağlayıcı özelliklerine bağlı değildir. Normal test yöntemleriyle anlaşılamayan birçok farklı etkene de bağlı olması, yukarıda sözü geçen testlerin yetersiz olmasının esas sebeplerindendir.