Kalsiyum alüminat çimentosu hem mineralojik hem de fiziksel özellikleri ile Portland çimentolarından (OPC) farklılaşan ürünlerdir. Portland çimentosunun ana hammadde kaynakları kil ve kalker olması sebebiyle ana oksitleri CaO ve SiO2’dir. Kalsiyum alüminat çimentosunun ise hammadde kaynağı boksit olduğu için alümina bakımından zengindir. Ana oksiti Al2O3’tür.
Kalsiyum alüminat çimentosunun en belirgin özelliği hızlı dayanım geliştirmesidir. Portland çimentosunda 28 günde gelişen dayanımın çok daha fazlası kalsiyum alüminat çimento ile 24 saat gibi kısa bir sürede elde edilir. Ayrıca, yüksek sıcaklığa dayanıklı bir çimento olup, prosesi gereği ergimiş çimento adını da alır. Portland çimentosunun kullanıldığı her yerde kullanılabilir.
Kalsiyum Aluminat Çimentosu Neden ve Nasıl Yaşlanır?
Çimento ve su bir araya geldiğinde aralarında hidratasyon reaksiyonları gerçekleşir. Bu reaksiyonlar sonucunda plastik kıvamlı ve bağlayıcılık özelliğine sahip çimento hamuru oluşur. Bağlayıcılık özelliği çimentoya dayanım kazanma özelliği verir. Çimento inceliği, miktarı ve kompozisyonu; hidratasyonun hızı ve ne kadar verimli gerçekleşeceğini belirler. Ancak, ortam ısı ve nem oranı da bu reaksiyonlar üzerinde önemli bir rol oynar. Eğer hidrolik bağlayıcılar yüksek nem oranına maruz kalırsa prehidratasyon dediğimiz yaşlanmaya uğrarlar. Kalsiyum alüminat çimentosu Portland çimentolarına göre daha reaktiftir ve performansları daha erken dönemde gözlenir. Bu sebeple, nemin etkisi önemli bir rol oynamakta olup hızla fark edilmektedir. Kalsiyum Alüminat çimentolarının yaşlanmaya olan etkileri; doğru mineraloji ve reçete tasarımları ile azaltılabilir.
Kalsiyum Aluminat Çimentolarında Yaşlanma Deneyleri
Üçlü Sistem; Portland Çimentosu, Kalsiyum Alüminat Çimentosu ve alçıdan oluşan ve teknik karışım uygulamalarındaki farklı ihtiyaçlar için kullanılan bağlayıcı sistemdir. Üçlü Sistemlerde yaşlanma konusu ise literatürde detaylı bir şekilde incelenmiştir. Prof Dr. J. Plank tarafından desteklenen E. Dubina tarafından hazırlanan “Investigation of the long-term stability during storage of dry-mix mortars” makalesi, konu hakkında kapsamlı bilgiler içerir. Makalede yer alan “Influence of Moisture Exposure on the Performance of Self-levelling mortars (SLUs)” bölümünde; harçtaki çimentonun yaşlanmasıyla tesviye şaplarının yüzeylerinde bazı siyah ve beyaz kirlilik oluşumları gözlemlendiği sonucuna varılmıştır. Denemeler; 2 farklı % 40 alüminalı kalsiyum alüminat çimentosu (CAC1 ve CAC2) ile üç farklı grup (taze, 1 gün yaşlanmış ve 3 gün yaşlanmış) halinde hazırlanmıştır. Kendiliğinden yayılan tesviye şapı için denemelerde uygulanan reçete aşağıda verilmiştir.
Yapılan denemeler sonucunda elde edilen sonuçlar:
Kalsiyum Alüminat Çimentosu Yaşlanma Deneyi Sonuçları
- Yaşlanma ile çimento fazı değişikliği gözlemlenmemiştir.
- Yaşlandırma ile birlikte dayanım kaybı ve priz sürelerinde uzama gözlemlenmiştir.
- Tesviye şapı reçetesinin içeriğindeki malzemelerin nemi ve maruz kaldıkları sıcaklık, tesviye şapı performansını; dayanım kazanma, işlenebilirlik, priz süresi ve beneklenme oluşumu bakımından negatif yönde etkilemektedir.
- Prehidratasyon arttıkça; nem, bağlayıcıların yüzeyini kaplar ve tesviye şapının performansında beklenmeyen etkilere neden olur.
- Üçlü sistemlerde herhangi bir bağlayıcının yaşlanması sistemi bozar. Bu nedenle, yüzeyde siyah ve beyaz (Kalsiyum alüminat çimentosu ve kalsiyum sülfat) benekleri gözlemlenmiştir.
- Bütün kalsiyum alüminat çimentoları, çimentonun doğasındaki yüksek reaktivite yüzünden yaşlanmaya dayanıksızdır.
- Uzun süreli reaktivitenin sağlanması için CAC’ın faz yapısı ve içeriği önemlidir.
- Çimentonun ve harcın hem stoklanması hem de paketlenmesi yaşlanmayı yavaşlatma açısından çok önemlidir.
Kalsiyum Alüminat Çimentosunda Yaşlanmaya Neden Dikkat Etmeliyiz?
Kalsiyum alüminat çimentosu, hidrolik bir bağlayıcıdır ve doğası gereği diğer tüm hidrolik bağlayıcılarda olduğu gibi yaşlanmaya dayanıksızdır. Yapılan deneyler sonucunda elde edilen tesviye şapı ve benzeri teknik karışımlarda da görüldüğü üzere; prehidratasyon yani yaşlanma arttıkça bağlayıcının yüzeyi nemden ötürü kaplanır ve reaktif fazlar tepkimeye girmeye başlar. Bu durum, son üründe dayanım kazanma, işlenebilirlik, priz süresi gibi performans parametrelerini negatif yönde etkiler. CAC’ın faz yapısı ve içeriği, kalsiyum alüminat çimentolarında uzun süreli reaktivitenin sağlanması için önemli bir rol oynar. Çünkü, üçlü sistemlerde herhangi bir bağlayıcının yaşlanması sistemi bozar ve yüzeyde siyah ve beyaz beneklenme/lekelenme gibi problemler ortaya çıkar. Bu sebeple, kalsiyum alüminat çimentolarında yaşlanmadan korunmak için çimentonun ve harcın hem stoklama hem de paket aşaması nihai üründe performansı korumak adına oldukça önemli adımlardır.
Kullanılan Kaynaklar:
