Granüle yüksek fırın cürufunun çimentonun mekanik ve durabilite özelliklerine etkisi

Abstract

Yüksek silika içeriğine sahip ve kimyasal bileşim olarak çimentoyla benzerlik gösteren amorf haldeki granüle yüksek fırın cürufu çimentoda katkı olarak kullanıldığı zaman puzolanik etkisi dolayısıyla hem ileri zamanlarda çimento hamurunun mekanik özelliklerini iyileştirecek hem de durabilite performansına olumlu etki edecektir. Özellikle önemli durabilite sorunlarından birisi olan sülfat etkisine karşı cüruflu çimentoların olumlu performans verdiği bilinmektedir. Ayrıca cüruf ve benzeri atık malzemelerin çimento üretiminde kullanılması hem atık malzemenin depolanma gibi çevresel sorunlarını azaltmakta hem de klinker kullanımını azalttığı için çimento üretiminde CO2 salınımının azalmasını sağlamaktadır. Bu tez kapsamında Kardemir firmasındaki yüksek fırınlardan elde edilen cürufun cüruflu çimento üretiminde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bunun için üretilen cüruflu çimento harçlarının mekanik özellikleri ve durabilite performanslarıyla içyapıları incelenmiştir. Yüksek fırın cürufu öğütüldükten sonra bir adet referans ve altı adet farklı oranlarda cüruf içerecek şekilde toplam yedi farklı çimento grubu üretilmiştir. Bu çimentolar incelik, özgül yüzey gibi fiziksel özellikleri bakımından incelenip, XRF ile kimyasal bileşimleri tespit edildikten sonra 84 adet 40x40x160 mm. ölçülerinde prizmatik harç üretilmiştir. Bu harçların bir kısmı 180 gün kür edilerek farklı günlerdeki basınç dayanımları tespit edilmiş, diğer kısmıysa 28. günde %10 derişime sahip ayrı ayrı sodyum ve potasyum sülfat çözeltilerine yerleştirilerek dayanım kayıpları incelenmiştir. Çalışma sonunda belirli bir miktara kadar yüksek fırın cürufu kullanımının çimento harcının durabilite performansına olumlu etki ettiği görülmüştür. Bu çalışmada kullanılan cüruf için optimum kullanım oranı %20 olarak tespit edilmiştir.

Granulated Blast Furnace Slag which is amorph, has high silica ratio and is similar with cement chemical composition. It can increase mechanical properties and durability performance of cement paste because of its pozzolanic effect when it is used as admixture in cement. It is known that, slag cement deliver great performance to sulphate effect which is one of the important durability issues. Besides using slag and waste materials in cement production reduce both enviromental problems such as waste storage and clinker production that cause CO2 emission. In this study, usability of slag which is obtained from blast furnaces wasted by Kardemir company is investigated to product slag cement. Mechanical properties, durability performance and internal structure of slag cement mortars are analyzed. After blast furnace slag is grinded, reference and 6 slag cements which have different slag ratios are producted. Physical properties in terms of fineness, specific surface of these cements are investigated and chemical composition is determined. After that totally 84 prismatic mortars which are 40x40x160 mm. are producted. Some of these mortars are cured along 180 days and determined compressive strengths, so the rest of them are exposed %10 sodium and %10 potasium sulphate since 28th day and determined loss of strength. It's concluded that using granulated blast furnace slag to a certain degree, can be useful for durability performance of cement mortars. It determined that optimum ratio for slag in this study is %20.