Çimento

Killi ve kalkerli kütlelerin belirli oranlarda karıştırılıp öğütülmesiyle oluşan farinin en az sinterleşme sıcaklığına kadar ısıtılarak pişirilmesi ve oluşan klinkerin alçı taşıyla birlikte öğütülmesiyle birlikte elde edilen çimento standartlarına uygun hidrolik bağlayıcı maddedir. 

Çimento ana hammaddeleri killi ve kalkerli maddelerdir. Kil gerekli olan SiO2 bileşenini temin eder. Az miktarda Al 2O3 ve Fe2O3 bulundurur. Kalkerli kütle: Kireç taşı (CaCO3) , CaO , MgO , marn ,istiridye kabuğu kullanılabilir.

Kırılmış kalker, kil ve gerekiyorsa demir cevheri ve / veya kum katılarak öğütülüp toz haline getirilir. Bu malzeme 1400-1500°C’de döner fırınlarda pişirilir. Meydana gelen ürüne “klinker” denir.

Daha sonra klinkere bir miktar alçı taşı eklenip (%4-5 oranında) çok ince toz halinde öğütülerek Portland Çimentosu elde edilir. Katkılı çimento üretiminde; klinker ve alçı taşı dışında, çimento tipine göre tek veya birkaçı bir arada olmak üzere tras, yüksek fırın cürufu, uçucu kül, silis dumanı vb. katılır. En çok kullanılan çimento tipleri Portland Kompoze Çimento, Katkılı Çimento, Cüruflu Çimento ve Sülfata Dayanıklı Çimento’dur, bunun dışında özel amaçlar için Beyaz Portland Çimentosu ve diğer bazı tip çimentolar kullanılmaktadır.

Çimento Üretimi ve Çimento Hammaddeleri

Çeşitli madencilik işlemleri ve ocak çıkışıyla elde edilen hammaddeler, yeterli tane boyu inceliğini sağlamak amacıyla önce öğütmeye ardından da tane boyu dağılımını yarı mamülün bütününe eşit olarak yaymak için harmanlamaya tabi tutulmaktadırlar. Homojenize olmuş ve döner fırına besleme yapılacak bu malzemeye ‘farin’ adı verilmektedir.

Farin hafif eğimli olan ve sürekli rotasyon gerçekleştiren bir döner fırında sinterleşme derecesi olarak ifade edilen yaklaşık 1450°C’lik bir sıcaklığa kadar pişirilmektedir. Bu fırınlar eğimli yapıları ve sürekli rotasyonları nedeniyle malzemenin fırın çıkışına doğru ilerlemesini sağlamaktadırlar. İlerleyen malzeme fırın çıkışına doğru artan sıcaklıklarla karşılaşmakta, bu da farklı sıcaklıklarda etkin olan fırın içi reaksiyonların malzemenin her köşesinde aynı anda gerçekleşmesi anlamına gelmektedir. Soğutma ile fırından gri renkte pürüzlü ve gözenekli bir yüzeye sahip olan ve çapı 1 mm ile 25 mm arasında değişen yeni bir malzeme çıkışı olmaktadır. Çimentonun yarı mamul maddesi olarak da ifade edilen bu malzeme ‘klinker’ olarak adlandırılmaktadır. 

Çimento üretimi, klinkerin, çimento değirmeninde farklı katkı maddeleri eklenerek öğütülmesi ile tamamlanmaktadır. Çimentonun priz sürelerini ayarlamak için; yani hem çimentoya hidrolik özellik kazandırmak hem de beton dayanımındaki artışın uygun zaman içerisinde gerçekleşmesini sağlamak amacıyla öğütme işlemi sırasında klinkere %3 ile %5 arasında tek veya daha fazla katkı maddesi eklenmektedir. Eklenen tek katkı maddesinin alçıtaşı olması halinde, sonuçta ortaya çıkan malzeme bağlayıcılık özelliği kazanmış ‘portland çimentosu’dur. Öğütme işlemi sırasında portland çimentosu klinkeri ve alçıtaşına belli miktarlarda başka katkı maddeleri de eklendiğinde farklı tiplerdeki katkılı çimentolar elde edilmektedir.