Çimento
ÇİMENTO NASIL ÜRETİLİR?
“Çimento” kelimesi, yontulmuş taş kırıntısı anlamındaki Latince “caementum” sözcüğünden türemiş, sonraları “bağlayıcı” anlamında kullanılmaya başlamıştır
Kalker, kil ve marn hammadde olarak ocak bölgesinde taşıyıcı araçlara yüklenir. Ocaktan getirilen hammaddelerin boyutları tozsuzlaştırma ünitesi ile donatılmış bir çeneli kırıcıda, 25×25 milimetreye düşürülür. Kırılan hammaddeler çeşitlerine göre stoklanır. Tozlar transfer noktalarındaki torbalı filtrelerle geri kazanılır. Alınan hammaddeler değirmende öğütülerek farin haline getirilir.
Çimento hammaddelerinin dikkatle orantılanmış bir karışımı olan farinin ana bileşenleri kireç ve silistir. Kireç daha ziyade kalker veya marn gibi kalsiyum karbonat içeren kayaçlardan ortama girer. Silis için ise başlıca kaynak kildir. Bunları alumin ve demir oksit takip eder. Daha az miktarlarda magnezyum ve alkali oksitler gibi diğer maddeler de bulunur. Farin silosunda tartılarak alınan farin, siklonlardan oluşan bir ön ısıtıcı kuleye beslenir. Farin 30oC’den 1000oC’ye kadar ısıtılarak %90 oranında kalsine olur. Tamamen kapalı bir sistem olup çevreyi etkileyici hiç bir madde yaymaz.
Farin, fırında pişerken hammadde içerisindeki oksitler önce serbest hale gelirler ve sonra sıcaklık yükseldikçe aralarında yeni bileşikler oluştururlar. Ön ısıtıcıdan gelen farin döner fırında 1500oC’de pişirilerek kalsine edilebilmesi için granüle hale getirilir ve bu işlem düşey değirmenlerde veya bilyalı değirmenlerde gerçekleştirilir. Çıkan ürüne ise klinker denir. 1300oC’de fırından çıkan klinker soğutularak sıcaklığı 100oC’ye düşürülür ve öğütme sırasında değirmen içine basınçlı su verilerek sıcaklığın artması önlenmiş olur. Daha sonra bu klinker, klinker stokholünde toplanır.
Soğutucudan çıkan klinker çimento üretiminde bir ara ürün sayılır ve çimento klinkerin bir miktar kalsiyum sülfat ile öğütülmesi sonucu elde edilir. Klinker ve alçının öğütülmesinde daha çok bilyalı değirmenler kullanılır. Yaklaşık 3m çapındaki çelik silindir şeklindeki değirmenlerde hacimlerinin üçte birine kadar çelik silindir şeklindeki değirmenlerde hacimlerinin üçte birine kadar çelik ezici bilyalarla doldurulmuş bölmeler bulunur. Silindir dönerken bilyalar klinker tanelerine çarparak onları ufalarlar. Son bölmede istenilen incelik elde edilmiş olur. Klinkere öğütme sırasında ağırlıkça %3-5 arası kalsiyum sülfat katılır. Bu işlem çimentonun su ile karıştırıldığında kimyasal reaksiyonların ve katılaşma sürecinin kontrolü bakımından zorunludur ve bu ürün silolara gönderilir.
1-Torbalı Çimento: Çimento, üç katlı özel Kraft kâğıt veya PP (polypropylene) torbalara konur. Bu torbalar ülkemizde ve diğer pek çok ülkede 50 kg’lıktır. Ancak bazı ülkelerde 25 kg’lık ve 42,5 kg’lık (94 lbs) torba kullanıldığı da bilinmektedir. Ayrıca ihracatta, 1,5 m / tonluk big bag/ dökme olarak kullanılır.
2-Dökme Çimento: Çimento silodan doğru özel tankerlere (silobas) yüklenerek hazır beton tesislerindeki veya inşaat mahallindeki beton santrallerine sevk edilir.
Çimento belirli standartlara dayanılarak üretilmektedir. Avrupa ülkelerinin çoğunluğu için geçerli olacak çimento standartlarının hazırlanmasına 1973 yılında Avrupa Standardizasyon Komitesi’nin teknik komitesi TC 51 ile başlanmıştır. Çeşitli Avrupa ülkelerinde çok sayıda çimento türünün yerel standartlara uygun olarak kullanılmakta olduğunu dikkate alan komite, genel çimentolar için hazırladığı EN 197-1 de çok sayıda çimento türüne yer vermiştir. Doğrudan Türk standardı olarak kabul edilen bu Avrupa standardı da genel amaçlı Türk çimentolarının yerini almıştır.
Yeni genel çimentolar TS EN 197-1’de “CEM Çimentosu” olarak adlandırılır.
Buna göre;
CEM Çimentosu: Hidrolik sertleşmesi öncelikle kalsiyum silikatların hidratasyonu sonucu meydana gelen ve içindeki reaktif CaO ve reakstif SiO2 toplamının kütlece en az %50 olması gereken çimentodur. Bileşimi portland çimentosu klinkeri, kalsiyum sülfat ve çeşitli mineral katkılardır.
Standarda göre CEM Çimentoları, 27 alt çeşidi kapsayan 5 ana tiptir.
CEM I: Bu grupta klinkerin sadece kalsiyum sülfat ve minör bileşen olarak ağırlıkça en fazla % 0-5 arası mineral katkı ile öğütülmesi sonucunda Portland Çimentosu elde edilir.
CEM II: Bu grupta mineral katkı miktarı % 6-35 arasındadır. Katkı türüne bağlı olarak bu gruptaki çimentolar Portland Cüruflu, Portland Puzolanlı gibi isimler de almaktadır.
CEM III: Bu grupta Yüksek Fırın Cüruflu Çimentolar bulunur. Katkı miktarı % 36-95 arasındadır.
CEM IV: Bu grupta Puzolanik Çimentolar yer alır. Bunlarda cüruf veya kalkar katkı maddesi olarak kullanılmaz. Katkı madde oranı puzolan ve uçucu kül katkıları ile birlite %11-55 arasında değişmektedir.
CEM V: Bu grupta Kompoze Çimentolar bulunur. Bunlara hem cüruf (%18-50) ve hem de puzolan ve uçucu kül (%18- 50) miktarı belirlenen sınırlar içerisinde değiştirilerek birlikte katılır, miktarları klinker oranı %20- 64 arasında kalacak şekilde ayarlanır.
Bunların haricinde gerek klinker üretimi sırasında, gerekse sonradan ilave edilen mineral katkılar sayesinde özel kullanım amaçlı olarak üretilmiş, TS EN 197-1 standardının kapsadığı 5 çeşit daha çimento bulunmaktadır. Bunlar:
Sülfatlara Dayanıklı Çimentolar: Trakalsiyum alüminat miktarı sınırlanmış (max %5) olarak üretilen klinkerin kalsiyum sülfat ile birlikte öğütülmesi ile elde edilir.
Beyaz Portland Çimentosu: Özel nitelikli kil ile kireçtaşının birlikte pişirilmesiyle elde edilen beyaza yakın klinkerin bir miktar kalsiyum sülfat ile birlikte öğütülmesiyle elde edilir.
Harç Çimentosu: Dayanım gelişmesi için gerekli Portland Çimentosu Klinkeri içeren ince öğütülmüş hidrolik bağlayıcısı. İlave bileşene ihtiyaç duyulmadan sadece kum ve su karıştırılarak duvar, sıva ve kaplama işlerinde kullanıma uygun harç yapımını sağlar.
Yüksek Fırın Cürufu Katkılı, Düşük Erken Dayanımlı Çimentolar: Sınırlandırılmış hidratasyon ısısına sahip, yüksek fırın cürufu katkılı ve erken dayanımı düşük olan çimentodur.
Çok Düşük Hidratasyon Isılı Özel Çimentolar: Su ile karıştırıldığında hidratasyon reaksiyonları ve prosesler nedeniyle priz alan ve sertleşen bir hamur oluşturan, sertleşme sonrası suyun altında bile dayanımı ve kararlılığını koruyan ve geliştiren, genel çimentoların hidratasyon reaksiyonlarına sahip bir çimentodur.
ÜRÜN
CEM 1 52.5 R/N
STANDART
TS EN 197-1:2012
Portland Çimento; kalker marn, kil, demir cevheri, pirit külü, boksit, vb. hammaddenin uygun oranda karıştırılıp öğütülerek, pişirilmesi sonucu elde edilen klinkerin, bir miktar priz düzenleyici (genellikle alçıtaşı) ile birlikte öğütülmesinden oluşan; suyla karıştırıldıktan belirli bir süre sonra donarak dayanım kazanan üründür.
Genel olarak yüksek erken dayanım gerektiren yapılarda, soğuk havada dökülen betonlarda, prefabrik yapılarda, tünel-kalıp uygulamalarında, yapı kimyasalları üretiminde ve temel betonları uygulamalarında kullanılır.
Ayrıca mineralojik yapısı klorür iyonlarının bulunduğu ortamda sülfat iyonlarına dayanıklılık özelliği kazandırdığından deniz suyunda kullanıma uygundur.
ÜRÜN
CEM 1 42.5 R
STANDART
TS EN 197-1:2012
Portland çimento; kalker, marn, kil, demir cevheri, pirit külü, boksit, vb. hammaddelerin uygun oranda karıştırılıp, öğütülerek, pişirilmesi sonucu elde edilen klinkerin, bir miktar priz düzenleyici (genellikle alçıtaşı) ile birlikte öğütülmesinden oluşan; su ile karıştırıldıktan belirli bir süre sonra donarak dayanım kazanan üründür. Genel olarak yüksek dayanım gerektiren yapılarda, soğuk havada dökülen betonlarda, prefabrik yapılarda, tünel – kalıp uygulamalarında, yapı kimyasalları üretiminde ve temel betonları uygulamalarında kullanılır.
ÜRÜN
CEM II / A-M (PL) 42,5R
CEM II / B-M (P-L) 42,5N
STANDART
TS EN 197-1,2012
Standartlarında tanımlanmış oranda CEM II / A-M (PL) 42,5R için (en çok % 20), CEM II / B-M (P-L) 42,5N için (en çok % 30) mineral katkı maddeleri ( tras ) ile portland çimentosu klinkerinin belirli miktarda priz düzenleyici (alçıtaşı) ile beraber öğütülmesi sonucu elde edilen; su ile karıştırıldıktan bir süre sonra donarak dayanım kazanan üründür.
Genel olarak portland çimentonun kullanıldığı tüm uygulamalarda kullanılabilir. Hidratasyon ısısı göreceli olarak portland çimentoya göre daha düşüktür. Sülfat ve/veya klorür vb. iyon içeren agresif ortamlarda yapılan beton işlerinde kullanılması uygundur.
ÜRÜN
CEM IV/B (P) 32.5 R/N
STANDART
TS EN 197-1:2012
Standartlarında tanımlanmış oranda (en çok % 55) mineral katkı maddeleri ( puzolan ) ile portland çimentosu klinkerinin belirli miktarda priz düzenleyici (alçıtaşı) ile beraber öğütülmesi sonucu elde edilen; su ile karıştırıldıktan bir süre sonra donarak dayanım kazanan üründür.
Portland çimento (CEM I 42,5 R ve CEM I 52,5 N) ile portland puzolanlı çimentoya (CEM II/A-P 42,5 R) göre daha geç dayanım kazanır. Su/çimento oranları da göreceli olarak daha yüksektir. Alkali – agrega reaksiyonuna ve kimyasal dış etkilere karşı daha dayanıklıdır. Genel olarak yapılarda tamirat işlerinde, sıva yapımı ve yapı kimyasalları üretiminde kullanılır.
ÜRÜN
SRC 42.5 R (SÜLFATA DAYANIKLI ÇİMENTO)
STANDART
TS EN 197-1:2012/TS 10157
SRC 42,5 R; kalker, marn, kil, demir cevheri, pirit külü, boksit, vb. hammaddelerin uygun oranda karıştırılıp, öğütülerek, pişirilmesi sonucu elde edilen klinkerin, bir miktar priz düzenleyici (genellikle alçıtaşı) ile birlikte öğütülmesinden oluşan; su ile karıştırıldıktan belirli bir süre sonra donarak dayanım kazanan üründür.
Genel olarak normal portland çimentoların kullanıldığı yerlerde kullanılabileceği gibi, C3A miktarının %5’in altında olması dolayısı ile baraj inşaatları, tüneller, liman inşaatları, sulama kanalları, yapı kimyasalları gibi sülfatlı sulara maruz kalan ortamlarda kullanılması uygundur.
ÜRÜN
PETROL KUYUSU ÇİMENTOSU
STANDART
API SPEC Q1 ve API SPEC 10 A
Tip G çimento, portland çimento klinkerinin priz geciktirici olarak kalsiyum sülfatın bir veya birden fazla türü ile birlikte öğütülmesi ile elde edilen üründür. Esas olarak hidrolik kalsiyum silikatlardan oluşur. Tip G kuyu çimentosunun üretimi sırasında klinker ve kalsiyum sülfat dışında ayrıca katkı malzemesi kesinlikle kullanılmamaktadır. Bu tip çimentonun esas olarak kuyu çimentosu olarak kullanılması amaçlanmıştır. Kuyu çimentosunun orta sülfat mukavemetli (MSR) ve yüksek sülfat mukavemetli (HSR) türleri mevcuttur.
ÜRÜN
Klinker
Sülfata dayanıklı portland çimento klinkeri
Düşük Alkali Klinker
ASTM TİP I/II Çimento ASTM C150
Özel talep olduğu takdirde 2003/53/CE Avrupa komisyonu direktifi doğrultusunda yukarıda listelenen çimento tipleri kromu indirgenmiş olarak ihraç edilebilmektedir.