Akademik Veri Yönetim Sistemi
ERDOĞAN S. T. (Yürütücü)
TÜBİTAK Projesi, 2017 - 2019
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.