Çimento Nedir? | Çimentonun Özellikleri Nelerdir?

Çimento malzemesi, neredeyse her yapıda doğrudan veya dolaylı olarak kullanılan, şantiyenin vazgeçilmez yapı malzemelerinden birisidir. Peki sürekli olarak kullandığımız bu malzemenin içeriğini, oluşum aşamasını, önemli fiziksel ve kimyasal özelliklerini, dayanımını ve nasıl depolanması gerektiği gibi özelliklerini hiç merak ettiniz mi? Bizler, sizin için araştırıp özet şeklinde bu yazımızda sunmaya çalıştık.

Çimento Nedir ?

Çimento; beton veya harç oluşturmak amacıyla taş, agrega vb. maddeleri birbirine bağlayarak bir arada tutulmasına ve sert bir kütle meydana getirmesine olanak sağlayan bağlayıcı maddelerdir. Çimentonun içeriğinde birçok madde bulunmaktadır. Bunlardan en yaygın olanları; kireç taşı, silisli kum, kil ve alçıtaşıdır.

Çimento Klinkeri Nedir ?

Belirli oranlardaki kireç taşı, kil, silisli kum ve alçıtaşının  karıştırılıp öğütüldükten sonra pişirilmesi sonucu oluşan malzemeye çimento klinkeri adı verilir. Çimento klinkeri malzemenin, çimentoya tam olarak dönüşmeden önceki halidir. Çimento, çimento klinkeri safhasında hidrolik özelliğe sahip değildir. Bu yüzden suyla reaksiyona girip sertleşmesi beklenmez. Çimento klinkerinin suyla reaksiyon verip sertleşmesi amacıyla  ince bir şekilde tekrar öğütülür. İnce şekilde öğütülmüş klinker kendi başına bağlayıcılık göstermeye ve su ile çok hızlı tepkime vererek donmaya başlar. Çok hızlı şekilde donmaya başlayan klinkerin, bu şekilde işlenebilmesi zor olduğundan, içine reaksiyon geciktirici ve alçıtaşı katılarak tekrar öğütülür. Geciktirici ve alçıtaşıyla tekrar öğütülen klinker, daha yavaş tepkime vererek daha geç donmaya ve betona şekil verilerek kalıplara daha rahat dökülmeye başlanır.

Çimentonun Katılaşması (Priz)

Su ile çimentonun karıştırılmasından oluşan çimento hamuru, plastik bir kıvamdadır. Ancak zaman ilerledikçe bu hamur, plastik özelliğini yitirmekte ve sıvı kıvamdan katı hale geçiş göstermektedir. Çimento hamurunun sıvı kıvamdan katı kıvama geçip, plastik özelliğini kaybettiği bu zaman aralığına “priz süresi” adı verilir. Priz süresinin başlaması 55-120 dakika arasında iken tamamlanma süresi ise 8-10 saat aralığındadır.

Çimentonun priz süresi; sıcaklık, karışımda kullanılan su miktarı ve çimentonun bekletilme süresi gibi etkenlere bağlıdır. Sıcaklığın artması  çimentonun priz süresini azaltırken, çimentonun bekleme süresinin artması ise  prizin geç başlamasına neden olur. Çimentonun içine, gereğinden fazla su katılması da priz süresinin uzamasına neden olan etkenlerden birisidir.

Hidratasyon Isısı ve Termik Rötre

Çimentoların katılaşması, her ne kadar fiziksel bir olay gibi görünse de kökeni kimyasal egzotermik bir olay olan hidratasyona dayanmaktadır. Hidratasyon, egzotermik (dışarıya ısı veren) bir tepkime olduğundan dolayı çıkan ısı çimentonun iç sıcaklığını arttırmaktadır. Sıcaklığı artan çimentonun hacminde artış meydana gelir. İlerleyen saatlerde katılaşıp beton halini almış ve daha tam dayanım kazanmamış olan çimento, soğumaya başladığı için büzüşmeye ve hacmini küçültmeye çalışır. Sıcaklık farklarının neden olduğu genleşme ve büzüşme hareketleri sonucu gerilmeler meydana gelir ve betonun çatlamasına neden olur. Bu çatlaklara da termik rötre adı verilir.

Termik rötre çatlakları betonun geçirimliliğini arttırmaktadır ki  bizler mühendis olarak baraj gibi  yapılarda bunun yaşanmasını istemeyiz. Bu yüzden hidratasyon ısısına karşı alabileceğimiz bazı önlemler vardır:

• Betondaki agrega ve suyu soğutmak
• Betondaki çimentonun miktarını azaltmak
• Çimentoyu bileşim ve incelik bakımından uygun seçmek
• Betonu, baraj vb. büyük kütle betonlarda yavaş dökmek

Çimentonun Dayanımı

Çimentolar için 32.5, 42.5 ve 52.5 olmak üzere 3 adet standart dayanım sınıfı bulunmaktadır. Bu değerler çimentonun 28 günlük basınç dayanımlarının MPa cinsinden ifade edilmesiyle ilişkilidir. Çimentonun dayanımını etkileyen bazı faktörler şunlardır:

• Çimentolar ne kadar ince ve iyi öğütülmüşse dayanımı o kadar fazla olmaktadır.
• Çimentonun dayanımı, zamana bağlı olarak parabolik bir şekilde artmaktadır.
• Çimentonun tipi, dayanımını etkilemektedir.
• Sıcaklık, bağıl nem gibi özellikler çimentonun dayanımını etkilemektedir.

Çimentoların Depolanması

Çimentoyu saklarken katılaşmaması ve bağlayıcılık gibi özelliklerini kaybetmemesi için bazı hususlara dikkat etmek gerekir:

• Çimentolar, kapalı ortamlarda muhafaza edilmelidir.
• Çimentonun su ile reaksiyon verme riski olduğundan, nemli ortamlardan uzak tutulmalıdır.
• Torbalar, zemin ile direkt temas etmemelidir. Bu yüzden zeminden en az 50 cm yukarıda saklanmalıdır.
• Torbalar en fazla 10 adet üst üste konmalıdır. Aksi taktirde basınç etkisiyle alt taraftaki torbalarda sertleşme görülebilir.
• Deponun pencere ve camları, zorunlu olmadıkça kapalı tutulmalıdır.
• Torbalar, depoda uzun süre muhafaza edilecekse üstleri naylon ile kaplanmalıdır.
• Farklı türdeki çimentolar birbirine karıştırılmaması adına farklı yerlerde muhafaza edilmelidir.
• Çimentolar zamanla dayanımlarını kaybettikleri için 3 aydan fazla kullanılmaksızın depoda bekletilmemelidir. Bu yüzden depodaki en yeni değil de en eski çimentolar kullanılmalıdır.
• Deponun çatısının akıtmamasına dikkat edilmelidir.
• Deponun döşeme ve duvarlarında çatlaklar olmamasına dikkat edilmelidir.

Kaynaklar / References

• Müslüm Avcıoğlu - Malzeme Bilimi Yapı Malzemeleri Ve Deneyleri - Birsen Yayınevi

• İpuçlarım - Çimento Nasıl Muhafaza Edilir?