ÇEŞİTLİ ENDÜSTRİYEL ATIKLAR KULLANILARAK DÜŞÜK ENERJİLİ ÇİMENTOLAR ELDE EDİLMESİ


Creative Commons License

Erdoğan S. T. (Yürütücü)

TÜBİTAK Projesi, 2017 - 2019

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Başlama Tarihi: Mart 2017
  • Bitiş Tarihi: Şubat 2019

Proje Özeti

Kalsiyum sülfoalüminat (KSA) çimentosu, klasik portland çimentosundan (PÇ) farklı

klinker bileşenlerine sahip, daha düşük miktarda kalker kullanılarak, daha düşük fırın

sıcaklıklarında hazırlanan, dolayısıyla çevresel etkisi daha düşük olan, 20. yüzyılın ikinci

yarısında önerilmiş olan ve dünyada endüstriyel üretimi son yıllarda hız kazanmış bir

bağlayıcıdır. Bu çimentoların Türkiye’de endüstriyel üretimi gerçekleştirilmemektedir. Bu

çimentolarla hazırlanan betonlar PÇ betonlarına kıyasla daha yüksek erken dayanım ve

benzer nihai dayanım kazanabilmekte, görece daha az büzülmektedir. Öte yandan bu

çimentoların temel bileşeni olan Ye’elimit’in oluşturulabilmesi için yüksek miktarda alümine

ihtiyaç duyulmaktadır. Alümin kaynağı olarak kullanılan boksitin yüksek maliyeti de bu

çimentoları PÇ’den pahalı kılmaktadır. Bu çimentoların maliyetini azaltmak için tipik olarak

kullanılan doğal hammaddenin uygun atıklar ile ikamesi son zamanlarda araştırılmaktadır.

Bu projede öncelikle üç doğal hammadde (kalker, boksit, alçıtaşı) ile, literatürde verilen

pişirme koşullarından yola çıkarak klinkerler elde edilmiştir. Bu klinker ile çimento ve harç

numuneleri hazırlanmıştır. Hammadde oranlarının ve pişirme koşullarının klinker

kompozisyonuna etkisi araştırılmış, klinker bileşen miktarlarının da hidratasyon ve dayanım

gelişimine etkileri incelenmiştir. Daha sonra doğal hammaddeler seçilen üç endüstriyel atıkla

(uçucu kül, kırmızı çamur, desülfojips) kısmen ikame edilerek atıklı klinkerler elde edilmiş ve

bu klinkerler ile de çimento ve harç numuneleri hazırlanmıştır. Klinker kompozisyonunun ve

çimento hidratasyon gelişiminin incelenmesinde x-ışını floresans, niteliksel ve niceliksel xışını

kırınım analizi, taramalı elektron mikroskopisi, termogravimetri/diferansiyel taramalı

kalorimetri, ve izotermal kalorimetri yöntemleri kullanılmıştır. Projede ayrıca çeşitli

kimyasalların farine veya çimentoya düşük miktarlarda katılarak kullanıldıklarında KSA

klinker komposizyonları veya KSA çimentoları ile hazırlanan harçların akışkanlıklarına ve

dayanım gelişimlerine etkileri de incelenmiştir.

Proje sonucunda, laboratuvar ortamında KSA klinkeri üretiminde kullanılan farklı doğal

hammaddelerin dayanım gelişimini olumsuz etkilemeden azaltılabileceği miktarlar, atıkların

kullanılabileceği azami miktarlar, klinker pişirme için uygun fırın sıcaklığı ve pişirme süresi

belirlenmiştir. Buna göre kırmızı çamur ikamesiyle KSA klinkeri üretiminde gerekli boksit

miktarı % 40 seviyesinden % 10-20 aralığına, desülfojips ikamesiyle de alçıtaşı miktarı % 35-

40 aralığından % 20 seviyesine çekilebilmektedir. Buna karşılık bu çimentoların % 40

civarındaki kalker ihtiyacı fazla düşürülememektedir. TÜBİTAK desteğiyle gerçekleştirilen bu

projenin sonucunda Türkiye’de KSA üretimi yapılmaya başlanması durumunda faydalı

olabilecek tespitler paylaşılmıştır.