Kalsiyum aluminat çimentosu tabanlı hızlı dayanım kazanan üçlü sistemlerin mekanik ve mikroyapısal özelliklerinin incelenmesi

Kalsiyum aluminat çimentosu, hızlı dayanım kazanma, yüksek sıcaklıklara, zararlı kimyasallara karşı dayanıklılık gibi özellikleri Portland çimentosundan daha üstün olan bir çimento türüdür. Ancak, kalsiyum aluminat çimentolarının tek başlarına kullanımının, bu çimentolarda gerçekleşen ve dönüşüm reaksiyonları adı verilen bir dizi reaksiyon sonucu oluşan dayanım düşüşü ve porozite artışı gibi etmenler sebebiyle olumsuz tarafları mevcuttur. Bu çimentoları tek başlarına kullanmak yerine alçı ve mineral katkılarla bir arada kullanmak ise hem dayanım düşüşlerini sınırlandırmak hem de maliyeti düşürmek açısından oldukça tercih edilen bir yöntemdir. Hidratasyon reaksiyonları oldukça karmaşık olan bu çimentoların hidratasyonuna etki edecek ikame malzemeler eklenmesi ise bu mekanizmaları daha da anlaşılması zor bir hale getirmektedir. Bu tez çalışmasının ana amacı, farklı oksit içeriklere sahip kalsiyum aluminat çimentoları, silika dumanı ve hemihidrat alçı ile üretilen ikili ve üçlü sistemler üzerinde gerçekleştirilen çeşitli mikroyapısal analiz yöntemleri ile bu sistemlerdeki hidratasyon mekanizmalarını anlamaya çalışmaktır. Ayrıca hazırlanan sistemlerde hidratasyon hızı LiSO4 (Lityum Sülfat) kullanılarak artırılmış ve özellikle reaksiyonu hızlandırılmış sistemlerin hidratasyon kinetikleri ve hidratasyon sonucu oluşan ürünler incelenmiştir. Ayrıca, bazı karışımlara nano silika ve nano sülfat katkılar eklenerek, nano malzemelerin üçlü sistemler üzerindeki etkileri de araştırılmıştır. Böylece tez çalışması boyunca, kalsiyum aluminat çimentosu tabanlı sistemlerde meydana gelebilecek dayanım düşüşleri, oluşabilecek hidratasyon ürünlerinin kullanılan bağlayıcı malzeme miktarlarına ve türlerine göre değişimi ile bu ürünlerin, mekanik özellikler üzerindeki etkileri kapsamlı olarak incelenmiş ve sebep sonuç ilişkisi içerisinde tartışılmıştır. Elde edilen sonuçlara bakıldığında, özellikle hidratasyonu LiSO4 kullanılarak hızlandırılmış bu sistemlerdeki ana hidratasyon ürününün etrenjit olduğu görülmüştür. Diğer taraftan, yüksek oranda silika dumanının kullanıldığı sistemlerde straetlingit oluşumunun arttığı ve bunun da dayanım düşüşlerini sınırlandırdığı anlaşılmaktadır. Karışımlarda kullanılan nano katkılar ise sistemlerin hidratasyon hızını artırmış ancak hidrate bileşiklerin türleri üzerinde bir etkisi olmamıştır. Özellikle erken yaşlarda yüksek miktarda etrenjit üreten bazı karışımlarda hidratasyonun ileri aşamalarında bu etrenjit liflerinin incelip uzayarak hamur yapıyı boşluklu hale getirdiği ve bu yolla harçlarda genleşmelere ve dayanım düşüşlerine sebep olduğu görülmüştür.