Kalkerli portland çimentolarının hidratasyon prosesi ve mikroyapı gelişimi

Hydration process and the microstructure development of portland limestone cements

Özet

Son yıllarda, kalkerin çimento üretiminde katkı maddesi olarak kullanımı oldukça yaygındır. Türk standartlarının yanısıra, Avrupa standartlarında "CEM II" tipi çimento grubu içinde, %35'e kadar kalker katılması kabul edilmektedir. Aynı zamanda, diğer çimento gruplarında da, kalkerin %5 oranında katılmasına izin verilmektedir. Inert bir mineral katkı maddesi olarak düşünülen kalkerin çimentoda kullanımı üzerine birçok araştırma mevcuttur. Bu çalışmalardaki bulgular, kalkerin kimyasal reaksiyonlara kısmen katıldığını ve hidratasyon hızını arttırdığını göstermiştir. Aynı zamanda, kalker çimentodaki C3A bileşeni ile reaksiyona girmekte ve kısmen etringit ve monosülfatın yerini alan , monokarboalüminat oluşumu sağlamaktadır. Öte yandan, diğer mineral katkılar gibi, kalker tozunun da çimentonun kısmen yerini alması, çimentonun dayanım gelişimini yavaşlatmaktadır. Esasen, kalker tozunun net etkisi, klinkerin tipine ve ikame oranı miktarına bağlıdır. Bu çalışmada, iki ayrı tip klinker (düşük ve yüksek C3A'lı),kullanılmış ; klinker,kalker %0-35 ve jips birlikte öğütülerek , kalkerli portland çimentoları hazırlanmıştır. Bu çimentolara karşılık gelen pastalarda, mikroyapı gelişimi incelenmiş ve hidratasyon ısısı ölçümleri yapılmıştır. Deney sonuçları, kalker katkısının, klinker tipi ve kalker ikame oranından etkilenen çimento hidratasyon prosesine etkisini belirleyecek şekilde değerlendirilmiştir.

Abstract

In recent years the utilization of limestone powder as an addition in cement production has increased .The European as well as Turkish standards on "general cements", list "portland limestone cements" in Group CEM II together with other cements containing mineral additions up to 35 % by mass of cement. Also the cements with other types of additions or the cements in the other groups are allowed to have limestone addition up to 5 % by mass,as a minor constituent. Considered as an inert mineral addition until recently, the increased usage of limestone in cement has also increased the research work on the subject.The findings of these studies indicated that in some instances limestone could actually participate in hydration reactions and increase the rate of hydration. Also it could react with C3A and form insoluble mono carbo-aluminate which could partially replace ettringite and monosulfate,the usual sulfoaluminates. On the other hand,like other mineral additions,limestone powder replacing cement can cause a reduction in hydration and strength development rates. Appearently the net effect of limestone powder may depend on type of clinker and amount of addition. In this study cement pastes will be prepared from two types of clinkers(high and low C3A ) ground with gypsum and limestone. Each mixture series will contain 0-35 % limestone powder addition. Periodic heat of hydration measurements will be accompanied with studies on paste structure using scanning electron microscope.The test results and observations will be used to determine the effects of limestone addition over the hydration process of cement as influenced by the type of clinker and amount of cement replacement.