Beyaz Çimento içeren çimentolu sistemlerin performans ve estetik özelliklerini etkileyen dayanıklılık sorunlarından en önemlisi çiçeklenme (efflorescence)’dir. Çiçeklenme; çimentolu harcın sertleşmesi sonrasında içerisinde bulunan kalsiyum hidroksitlerin ve tuzların çözünmesi ile beton yüzeyine çıkarak kristaller halinde beyaz bir tabaka oluşturmasına denilmektedir. Betonda istenmeyen bu durum yapı kimyasalları ürünlerinde de birçok soruna neden olmaktadır. Beyaz çimento ile üretilen seramik yapıştırıcılar, derz dolgular, dekoratif sıvalar gibi ürünlerde çiçeklenme sonucu istenmeyen görüntüler elde edilir. Özellikle pigment kullanılan yapı kimyasalları ürünlerinde çiçeklenme sonucu oluşan beyaz lekeler betondaki dayanım gibi problemlerin yanında estetik olarak da birçok soruna neden olmaktadır. Ayrıca dış cephe uygulamalarında çiçeklenme ile renk dalgalanmaları görülebilir.
Yapı kimyasalların ürünlerinde hem performansı arttırmak hem de çiçeklenme gibi istenmeyen durumları önlemek adına metekaolin gibi mineral katkıların kullanılması bir yöntem olarak tercih edilir.
Çiçeklenme Nasıl Oluşur?
Çiçekleme çimentolu sistemlerde sistemde bulunana tuzun, sertleşmiş harcın diğer bir deyişle betonun oluşturduğu gözenekli yüzeye doğru göç etmesidir. Bu durumun oluşması için ortamın nemli olması ve bünyedeki tuzların çözelti oluşturarak buharlaşmanın da etkisi ile yüzeye taşınması gerekir.
Şekil 1’de çiçeklenme oluşumunun reaksiyonu verilmiştir;
- Çimento ana fazı olan C3S (Alite) ve C2S (Belite ) fazlarının su ile birleşmesi ile hidratasyon olayı gerçekleşir.
C3S+H2O → C3S2H3+3CH
C2S+H2O → C3S2H3+CH
- Bu reaksiyon ile bir hidratasyon ürünü olan kalsiyum hidroksit(CH) fazı yani portlandit oluşur.
- Portlandit (CH) suda az çözünen bir fazdır ve betonun içerisindeki kılcal boşluklardan yüzeye taşınır.
- Yüzeye taşınan CH fazı havadaki atmosferik karbondioksit ile birleşerek kalsiyum karbonat tuzlarının oluşumuna neden olur.
Çiçeklenme Nasıl Önlenir?
Yapı kimyasalları ürünlerinde özellikle beyaz çimento ve pigment ile üretilen ürünlerde çiçeklenmenin renk dalgalanması, yüzeyde beyazlıklar oluşturması ve dayanım gibi sorunlara yol açar. Bu nedenle çiçeklenme oluşumunu önlemek gerekir.
Temelde çiçeklenmenin önlenmesi amacıyla uygulama ortamını tuzlardan uzak tutmak, uygulanan betonu su ve nemden uzak tutmak ve betonun gözenekliliğini yani yapısındaki boşlukları (porozite) ortadan kaldırmak birer çözüm yoludur. Ancak bu yöntemler genelde uygulaması zor yöntemlerdir. Diğer yandan alınabilecek farklı önlemlerde bulunmaktadır. Bunlar;
- Daha düşük miktarda çimento kullanımı,
- C3S Miktarı düşük çimentoların tercih edilmesi,
- Mineral katkı ilavesi ile yüzeye çıkması muhtemel CH miktarının azaltılmasıdır.
Beyaz Çimento Bazlı Seramik Yapıştırıcılarında Metakaolin Kullanılmasının Karışım Performansına Etkileri
Çiçeklenmenin önlenmesi için alınacak en pratik yollardan birisi çimentolu karışımın içerisine metakaolin eklenmesi ile beton içerisindeki tuzların oluşumunun engellenmesidir. Metekaolin puzolanik bir malzemedir ve betonda katkı olarak kullanılır. Metakaolinin diğer mineral katkılar ile kıyaslandığında puzolanik reaktivitesi çok yüksek yüksektir. Çimento esaslı malzemeler kullanılması da CH (portlandit) fazının oluşumunu ortadan kaldırabilir. Bunlara ek olarak betonda;
- Büzülmenin azaltılması,
- Sülfat direnci,
- Dayanım gelişimine katkı,
- Aşınma direnci gibi, birçok etkisi bulunmaktadır.
Çimsa Ar-Ge Merkezi Formülhane’de Beyaz çimento esaslı seramik yapıştırıcısı karışımlarına metakaolin eklenmesi ile bu performansının incelenmesi amacı ile bir dizi çalışma yapılmıştır.
Çalışma kapsamında Çimsa Gri CEM I 42.5 R ve Süper Beyaz CEM I 52.5 R sınıf çimentolar kullanılmıştır. Beyaz çimento miktarı azaltılarak ilave olarak %5, 10 ve 15 oranında metakaolin eklenmiştir. Karışımların dayanım performansına etkileri incelenmiştir. Uygulama reçeteleri tablo 1’de paylaşılmıştır.
Metakaolin ilavesi ile karışımların basınç dayanımı ve yapışma mukavemeti arasındaki korelasyon incelenmiştir ve %84,1 oranında açıklanmıştır.
Metakaolin İlavesi ile Elde Edilen Sonuçlar
Çimsa Süper Beyaz Çimentonun -iki günlük mukavemette – gri çimentoya göre;
- Eğilme dayanımında %40,
- Yapışma dayanımında %88 daha yüksek sonuç vermektedir.
Beyaz çimentonun%5-10-15 oranında metakaolin ile ikame edildiğinde;
- İki günlük basma ve eğilme dayanımlarında düşüş,
- Doksan günlük basma ve eğilme dayanımlarında artış görülür.
Beyaz çimentonun %5 oranında metakaolin ile ikame edilmesi hem basma hem de yapışma dayanımlarında en yüksek değerlere ulaşmasını sağlamıştır. %10 ve %15 Metakaolin Katkılı Beyaz Çimento içeren karışımlar 90 günlük mukavemet değerlerinde Saf Beyaz Çimento içeren karışımların mukavemet değerlerini yakalamıştır. Çimentolu sistemlerde basma mukavemet değeri ile yapışma arasında güçlü bir bağlantı bulunmuştur.
Mineral Katkılar ve Çiçeklenme
Yazımızda, beyaz çimento bazlı seramik yapıştırıcılarında metakaolin kullanılmasının karışım performansına etkilerini detaylı bir şekilde ele aldık. Metakaolin ilavesi ile elde edilen sonuçları ve ilgili reçeteleri derledik. Özetle, çiçeklenme beton dayanımını negatif etkiler. Çiçeklenmenin önlenmesi ise beton ömrünü ve dayanımını artırır. Yapı kimyasalların ürünlerinde hem performansı arttırmak hem de çiçeklenme gibi istenmeyen durumları önlemek adına metekaolin gibi mineral katkılar kullanılır. Çimentolu karışımın içerisine metakaolin eklenmesi ile beton içerisindeki tuzların oluşumunu önler. Yapı kimyasalı uygulamalarında metakaolin kullanımı, çiçeklenmeyi önler ve betonun dayanımını artırır.
Kullanılan Kaynaklar:
