Puzolan

Puzolanik malzemeler, silisli veya alüminyum silikatlı veya bunların bileşiminden oluşan doğal malzemelerdir. Puzolanik malzemeler su ile karıştırıldığında kendi kendine sertleşmezler fakat ince öğütüldüğünde ve suyun mevcudiyetinde normal çevre sıcaklığında çözünmüş kalsiyum hidroksitle (Ca(OH)2) reaksiyona girerek dayanımı geliştiren kalsiyum silikat ve kalsiyum alüminat bileşikleri oluştururlar. Bu bileşikler, hidrolik malzemelerin sertleşmesinde oluşan bileşiklerle benzerdir.

Puzolan

Puzolan

Puzolan ihtiva eden harçların, nemli ortamda yüksek mukavemet ve dayanıklılık göstermesi bir diğer deyişle dayanıklı bir hidrolik harç meydana getirmesi sebebiyle, hamam, su kanalı, köprü gibi yüksek oranda neme veya suya maruz kalan yapılarda tercih edildiği görülmektedir.

Stok kodu: 1 Kategoriler: Etiketler:

Puzolan

Puzolan çok az veya hiç bağlayıcılık özellik göstermeyen, ancak çok ince bir şekilde öğütüldüğünde nemli ortamda standart sıcaklıkta kalsiyum hidroksit ile kimyasal reaksiyona girerek bağlayıcılık özellik gösteren bileşimler oluşturabilen; silikatlı veya silikatlı ve alüminli malzemelerdir. Böylelikle yapısında kalsiyum hidroksit bulunduran kireç, çimento ve benzeri bağlayıcılarla karıştırıldıklarında gelişen kimyasal tepkime yoluyla su altında sertleşebilen ve bağlayıcı özellik gösteren kalsiyum-silikat-hidrat (C-S-H) ürünleri meydana getirirler. [caption id="attachment_144" align="alignleft" width="300"]Puzolan Puzolan[/caption] Puzolan ihtiva eden harçların, nemli ortamda yüksek mukavemet ve dayanıklılık göstermesi bir diğer deyişle dayanıklı bir hidrolik harç meydana getirmesi sebebiyle, hamam, su kanalı, köprü gibi yüksek oranda neme veya suya maruz kalan yapılarda tercih edildiği görülmektedir. Puzolan kelimesinin kökeni şimdilerde İtalya’da bulunan Vezüv yanardağının eteklerinde yer alan ve volkanik küllü toprakları sayesinde bilinen Puteoli (puzoli) kasabasından gelmektedir. Roma döneminde ‘pulvis puteolanus’ olarak adlandıran bu volkanik küllü topraklar zaman içerisinde kısaltılarak pozzolana, puzolan şeklini almış ve puzolanik özellik gösteren tüm malzemeler için kullanılmaya başlanmıştır. Oldukça farklı sınıflandırma yöntemleri olmakla beraber puzolanlar elde ediliş biçimlerine göre doğal ve yapay puzolanlar olarak ikiye ayrılırlar. Doğal (tabii) puzolanlar yeryüzünün çeşitli katmanlarından elde edilen genellikle volkanik kökenli malzemelerdir. Yapay puzolanlar ise doğal yolla elde edilen çeşitli malzemelerin yüksek sıcaklıklarda ısıtılması yoluyla elde edilirler. Doğal puzolanlar bünyesinde silis, alüminyum silikat veya bunların bileşimini barındıran volkanik kaynaklı tortul kayaçlardır. Doğal puzolanlar kimyasal içeriğini oluşturan ana bileşenler olan reaktif silisyum dioksit ve alüminyum oksit yanında demir oksit ve diğer oksitleri de barındırabilirler. Yapay puzolanlar, doğal puzolanlarda bulunan oksit bileşikleri içeren ve sanayi üretimi sırasında atık olarak veya kasıtlı olarak yüksek sıcaklıkta belirli bir süre ısıtıldığında aktifleşerek puzolanik özellik gösteren malzemelerdir. Geçmişte inşa edilen yapılarda kullanılan harç ve sıvaların dayanımlarını artırmak için bağlayıcı ve agreganın dışında puzolanik özellikte katkı maddelerinin kullanıldığı uzun yıllardır bilinmektedir. Önceleri doğadan elde edilen doğal puzolanlar kullanılırken, gelişen üretim teknikleri ve keşfedilen yeni malzemeler ışığında yapay puzolanlar da yapı harçlarında kullanılmaya başlanmıştır. Roma’da M.Ö. 300-250 yılları arasında kireç harçlarında volkanik tüfler gibi doğal puzolanların yanı sıra, tuğla ve kiremit gibi pişirilmiş kilden meydana gelen malzemelerin öğütülerek ve kırılarak puzolan olarak kullanıldığı Vitrivius’un ‘Mimarlık Üzerine 10 Kitap’ eserinde belirtilmektedir. Romalı yapı ustalarının elde ettiği iri agregalı ve puzolanlı bu hidrolik karışım bugünkü betonun fikri temelini oluşturmaktadır. Çoğu araştırmacı tarafından bilinmeyen bir gerçek ise henüz puzolan ismini almadan, günümüzden 8000 yıl önce Çatalhöyük’te bulunan ve Neolitik çağa ait evler üzerinde bilim insanları tarafından yapılan çalışmalarda, bu antik harçlarda puzolan kullanımına rastlandığıdır. Bu noktadan haraketle puzolanların Roma’dan evvel de kullanıldığı fakat yaygınlaşmasının ve günümüze kalan eserlerde kullanımının bu tarih aralığında olduğu söylenebilir.   Puzolan ve Beton Maliyetiyle İlişkisi Tarihin başlangıç dönemlerinde insanlar yaşamlarını sürdürmek adına yapılar inşa ederken tercihleri kesme taş ya da toprak olmuştur. Bunların arasına bağlayıcı olarak kullandıkları malzeme ise alçı ve sönmüş kireçti. Ancak ilerlemekte olan zaman ile beraber bağlayıcı madde konusunda değişimler kendini göstermeye başladı. Sönmüş kireç ve puzolan kullanıldığı yapıların çok daha uzun süreler boyunca kullanılabildiğinin görülmesi ile beraber birçok yapıda bu malzemenin kullanıldığını görmek mümkün hale geldi. Özellikle de son dönemlerde inşaat sektörü içerisinde yer almakta olan pek çok firma, çimentodan ziyade puzolan kullanma konusunda oldukça farklı araştırmalar yapmaya başladılar. [caption id="attachment_145" align="alignright" width="300"]puzolan puzolan[/caption] Böyle olunca da puzolan kullanımı ile alakalı soru işaretlerinin daha öncesinde olmadığı kadar artış göstermesi ile beraber ise aynı oranda artış beraberinde geldi. Genel itibari ile puzolanlar kendi içlerinde iki gruba ayrılırlar. Bunlar ise doğal ve yapay puzolardır. Doğal olarak var olan puzolan; başlangıç sonrasında az ya da çok değişiklik ile karşılaşmış volkanik kökenlere sahip tortul kayaçlardan meydana gelirler. Doğal puzolanlar payroklastik kayalardan olup kırıntı taşlar ve değişik orjinli maddeler olarak sınıflandırılıyor. Bu puzolan türünün içerisinde yer alacak olan serbest kireç miktarının ise %4 oranından fazla olmaması istenmektedir. Eski Mısır ve Ön Asya ülkelerine bakıldığı zaman kireç ve pişmiş tuğla ununun karıştırılması ile oluşturulan puzolanların bağlayıcı görevi gördüklerini görmek mümkündür. Osmanlı dönemine bakıldığı zaman ise görülebileceği üzere puzolanlar geliştirilmiş ve horasan isimli harç kullanılarak tahmin edilenden çok daha uzun süreler boyunca kalabilecek eserlerin ortaya çıkması sağlanmıştır. Normalde de puzolanlar yalnız kullanıldığında bile oldukça yüksek oranlarda dayanım gösterdiği de bilinmektedir. Suni puzolanlar ise ağırlıklı olarak silis dumanı, genleştirilmiş kil, uçucu kül, kiremit ve pirinç kabuğu külü ve yüksek fırın cürufudur. Var olan bu malzemeleri kimileri öğütülerek kullanılırken kimisi ise direkt olarak kullanılmaktadır. Hangi kaynağa sahip olursa olsun fark etmez, puzolanın temelinde silis bulunmaktadır. Puzolanik özellikleri bulunan puzolanlar türüne göre %40’dan %90’a varan oranlarda silis içerebilmektedir. Günümüzde puzolan maddesinin kullanımı esnasında bilinen şeylerden bir tanesi kendi halinde iken bağlayıcılık değeri çok az olan ya da hiç olmayan bu maddenin ince taneli iken sulu ortam içerisinde kalsiyum hidroksit ile birleşmesi sonrasında hidrolik bağlayıcı özelliğe erişmesidir. Puzolanik katkı bulunan betonda yer alan büzülme ve hidratasyon ısısı çok daha düşük olur. Bununla beraber puzolanik malzemelerin maliyetleri göz önünde bulundurulduğu zaman Portland çimentosuna oranla çok daha az olabilmektedir. Ayrıca istenilmekte olan kalitede bulunan betonun puzolanik katkı ile beraber çok daha ekonomik şekilde beton elde edilmesi de mümkün oluyor.

Puzolan Çeşitleri Nelerdir?

Doğal puzolanlar

  • Volkanik camlar
  • Volkanik tüflerdir.

Yapay puzolanlar

  • Uçucu kül,
  • Yüksek fırın cürufu,
  • Silis dumanıdır.

Isıl işlem görmüş puzolanlar

  • Isıtılmış killer
  • Diatomik topraklardır.
Puzolanik malzemeler, silisli veya alüminyum silikatlı veya bunların bileşiminden oluşan doğal malzemelerdir. Puzolanik malzemeler su ile karıştırıldığında kendi kendine sertleşmezler fakat ince öğütüldüğünde ve suyun mevcudiyetinde normal çevre sıcaklığında çözünmüş kalsiyum hidroksitle (Ca(OH)2) reaksiyona girerek dayanımı geliştiren kalsiyum silikat ve kalsiyum alüminat bileşikleri oluştururlar. Bu bileşikler, hidrolik malzemelerin sertleşmesinde oluşan bileşiklerle benzerdir. Puzolanlar esasen reaktif silisyum dioksit (SiO2) ve alüminyum oksit (Al2O3)’den oluşmuştur. Geri kalan kısım demir oksit (Fe2O3) ve diğer oksitleri ihtiva eder. Sertleşme için reaktif kalsiyum oksit oranı ihmal edilebilir. Çimentoda puzolan olarak kullanılacak puzolanlarda reaktif silisyum dioksit miktarı kütlece %25’den daha az olmamalıdır (TS EN 197-1,2012). Bu bakımdan puzolanın reaktif silis içeriği, içerdiği oksitler ve oranları, nem durumu, inceliği gibi hususlar dikkate alınarak puzolanik malzemeler çimentoda kullanılması için doğru şekilde hazırlanmalıdır.

Puzolanların Kullanım Amacı – Neden Puzolan Kullanılır?

Puzolanlar gerektiği kadar ince öğütüldüklerinde, betonun karışımındaki çimento veya ince agrega ile ikame olarak kullanılır. Puzolanlar,
  • Betonda işlenebilirliği arttırmak,
  • Terleme ve segregasyonu azaltmak,
  • Hidratasyon ısısını düşürmek,
  • Hacimsel değişmeleri azaltmak,
  • Geçirimliliği düşürmek,
  • Kalıcı dayanımları yükseltmek,
  • Sülfat dayanıklılığını arttırmak
  • Ekonomi için kullanılmaktadır
 
Puzolanik Reaksiyon Nedir?
Puzolanların kompozisyonu silis ve alüminden meydana gelmektedir. İnce taneli durumdaki puzolanlar, söndürülmüş kireç ve suyla birleştirildiğinde kimyasal tepkimelere girmektedir. Kalsiyum hidroksit, silis ve su birleşimindeki tepkimeler, aynen Portland çimentosunun hidratasyonundaki gibi hidrolik bağlayıcılık özelliğine sahip kalsiyum – silika – hidrat (C – S – H) jellerinin oluşmasını sağlar. Nemli ortamlarda, ince öğütülmüş puzolanların silikası ile kalsiyum hidroksit birleşiminde oluşan kimyasal tepkimeler aşağıdaki gibi belirtilebilir. CH + S + H→ C – S – H (kalsiyum – silika – hidrat) Bu tepkime çok yavaş bir tepkimedir. Burada, C=CaO, H=H2O, S=SiO2’tir.  
Puzolanik Aktivite
Beton karışımında bulunan puzolan ile hidrate olmuş kireç arasında oluşan tepkimenin sağladığı bağlayıcılığın ölçüsü puzolanik aktivite ile tanımlanır. Puzolanik aktiflik aynı zamanda, kalsiyum hidroksit ile alüminli silikaların birleşimiyle meydana gelen ve bağlayıcılık özelliği bulunan hidratasyon ürünlerinin oluşturduğu reaksiyonun adıdır.
Puzolanik malzemenin yeterli aktiviteye sahip olabilmesi için, tek başlarına bağlayıcılık özelliği bulunmadığından ya da az miktarda olduğundan dolayı mümkün olduğunca ince taneli olması, amorf yapıda olması ve gerekli miktarda yapısında “silis, alümin, demir oksit” bulunması gerekmektedir. Puzolanik aktivite “dayanım aktivite indeksi” olarak isimlendirilen bir formülün hesaplanmasıyla tanımlanmaktadır. Bu formül aşağıda belirtilmektedir Dayanım aktivite indeksi= (A/B)x100 A= Puzolanlı betonların basınç dayanımı, B= Kontrol betonların basınç dayanımıdır. Puzolan kullanım alanları nerelerdir? -Yüksek dayanım gerektirmeyen beton imalatlarında, -Atık su veya arıtma tesisleri projelerinin beton imalatlarında, -Yapıların dış ve iç yüzey sıva işlerinde

İncelemeler

Henüz inceleme yapılmadı.

“Puzolan” için yorum yapan ilk kişi siz olun

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir