Beyaz Çimento Esaslı Seramik Yapıştırıcılar ve Selüloz Eter

Bu yazımızın birinci bölümünde selüloz eter kullanımı ve çimentolu sistemler ile çalışma mekanizması hakkında bilgi vereceğiz.

Yapı kimyasallarında üretilen çimento esaslı kuru karışımlarda çimentonun önemli olduğu kadar diğer girdilerin de önemi büyüktür. Polimerler, selülozler, su itici ajanlar, akışkanlaştırıcılar gibi birçok minör girdi harcın performansına katkı sağlayarak uzun ömürlü harçlar elde edilir. Bu katkıların da en önemlileri selüloz eterlerdir ve yapı malzemeleri, boya ve kaplama endüstrisi, gıda, ilaç kozmetik gibi birçok alanda kullanılmaktadır.

Yazımızın ikinci bölümünde ise farklı çimento tipleri ve farklı selüloz eter kullanımının harcın performansı üzerinde etkisini deneysel yöntemler ile yorumlayacağız. Serimizin ikinci yazısına buradan ulaşabilirsiniz.

Selüloz Nedir? Selüloz Eter Tipleri Nelerdir?

Selüloz organik bir bileşik olup bir zincir oluşturarak birbirine bağlanan yüzlerce molekülden oluşan bir karbonhidrattır. Çimento esaslı yapı kimyasalları malzemelerinde kullanılan selülozlar hidroksipropil metil selüloz (HPMC), metil selüloz (MC), hidroksi etil metil selüloz (HEMC), hidroksi etil selüloz (HEC) gibi selüloz eter çeşitlere sahiptir.

a) Hidroksipropil metil selüloz (HPMC) inşaat malzemeleri, kaplama malzemeleri, seramik endüstrisi ve genel kimya endüstrisinde kullanılabilir. Toksik olmayan, kokusuz beyaz bir tozdur. Film oluşturma nem tutma, koruma ve adsorpsiyon özelliklerine sahiptir.

b) Hidroksietil metil selüloz (HEMC) kıvamlaştırma ve su tutma gibi özellikleri ile diğer metil selülozlara benzer özelliklere sahiptir. Seramik yapıştırıcıları, sıvalar ve bazı boya malzemelerinde tercih edilir.

Selüloz Eterlerin Yapıştırıcılar Üzerindeki Etkileri Nelerdir?

Selüloz eterler yapıştırıcıların;

• Viskozite, 
• Hava boşluğu stabilizasyonu, 
• Su tutma, 
• İşlenebilirlik, 
• Açık zaman, 
• Alt katmana yapışma gibi özelliklerini etkilerler.

Selüloz eterler artan viskozite birlikte karışım suyunu tutar ve harca su tutma özelliği kazandırdığından alt katmanın karışım suyunu emmesini engeller.

Su kaybı olmayınca hidratasyon devam eder ve harç dayanım kaybı yaşamaz. Ancak, suyun tutulması hidratasyon reaksiyonlarını yavaşlatır. Birçok literatür çalışması harcın su tutma kapasitesinin selüloz miktarı ile arttığını gösterir. Dahası, HEMC’un molekül ağırlığının veya viskozitesinin artması ile harcın su tutma kapasitesinin de arttığını gösterir. Ancak çimento özelliklerinin değişmesi de su tutma performansını etkiler. Harcın su tutma kapasitesi (water retention) ASTM C 1506 standardına göre hesaplanabilir.

Kullanılan Selüloz Eter ve Çimento Tiplerinin Karakterizasyonu

Çimsa, müşteri odaklı yaklaşımı ile yapı kimyasalları sektöründe önemli bir parametre olan harçların işlenebilirlik süresi ve açık bekletme süresinin öneminin farkındadır. Segment bazlı çimento üretimi ile yapı kimyasalları sektörüne özel çözümler sunmaktadır.  Bu çalışmada farklı selüloz eter tiplerinin farklı çimentolarla etkileşimini incelemeyi hedefledik. Bunun için; 4 farklı çimento ve 4 farklı selüloz eter kullanarak hazırlanan seramik yapıştırıcıların performansları inceledik.

Çalışma kapsamında Çimsa ürün portföyünde bulunan CEM I 52.5 Süper Beyaz, CEM I 52.5 Motiva Slow, CEM II 42.5 Eko Beyaz ve CEM I 42.5 Gri çimento kullanıldı.

Çalışma kapsamında farklı viskozite ve modifikasyonlara sahip 4 farklı Hidroksi etil metil selüloz kullanıldı. Kullanılan selülozların viskozite ve modifikasyon özellikler Tablo 1’de belirtildi.

Çalışmada kullanılan selüloz eterleri harcın performansını etkilen su tutma, kayma direnci ve açık zaman özellikleri Tablo 2’de verildi.

Çalışmada kullanılan çimento performansları Çimsa Ar-ge Merkezi olan Formülhane’de test edildi. Her bir çimento için; priz süresi, XRD-Rietveld, XRF, tane boyu dağılımı (PSD), blaine, dayanım ve su ihtiyacı testleri yapıldı.

• XRD analiz sonuçlarında en yüksek Alite değerine sahip çimento Motiva Slow sonrası Süper beyaz çimentodur. Eko beyaz çimentoda da ise katkılı çimento olması nedeni ile kalsit miktarı daha yüksektir. 
• Tane boyu dağılımı ve incelik değerini Tablo 3’te görebilirsiniz.

Kullanılan çimentoların fiziksel, kimyasal ve faz analizleri incelendiğinde en uzun priz başlangıç süresine sahip çimentolar sırasıyla; B3> G1>B2>B’dir.

Çimento priz sürelerinde çimento Blaine değerinin yanında optimum tane boyu dağılımı, çimento fazları ve kimyasal özellikleri de etki ettiğini gözlemliyoruz.

Selüloz Eter Tiplerinin Beyaz Çimento Bazlı Seramik Yapıştırıcılar Üzerindeki Etkileri Nelerdir?

Bu yazımızda selüloz eterlerin farklı çimento tipleri üzerinde etkilerini görmek amacı 4 farklı selüloz eter ve çimento belirledik. Çalışma da kullanılacak selüloz ve çimento tiplerinin özelliklerini inceledik. Yazımızın devamında farklı seramik yapıştırıcı harçları için reçete tasarımları oluşturularak, beyaz çimento esaslı seramik yapıştırıcılarındaki performansları değerlendireceğiz.

Kullanılan Kaynaklar: 

• Standard Test Method for Water Retention of Hydraulic Cement-Based Mortars and Plasters