Yüksek fırın cürufu diatomit ve kalsine kaolinin portland çimento hidratasyonuna etkileri

Geçmişten bugüne kadar çevre bilincinin artması, çimento sektöründeki CO2 emisyonlarının azaltılması yönündeki çalışmaların yoğunlaşmasına sebep olmuştur. Puzolanlar, çevreye verdiği olumlu etkiler ile çimento ve betonun dayanım ve dayanıklılık özelliklerine katkılarından dolayı her geçen gün daha fazla tercih edilen katkı malzemeleri olarak dikkat çekmektedir. Yapılan çalışmalarda puzolanların, fiziksel özelliklerinin çoğunlukla moleküler yapılarına bağlı olduğu ve atom yapılarına göre camsı, amorf ya da kristal yapıda olup kimyasal bileşimine bağlı olarak da değişiklikler gösterdiği bilinmektedir. Bu amaçla yapılan çalışmada bağlayıcı olarak CEM I 42,5 R tipi Portland çimentosu, mineral katkı olarak da yüksek fırın cürufu, kalsine kaolin ve diatomit tercih edilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında hammaddelerin fiziksel, kimyasal, mineralojik, moleküler ve mikro yapıları incelenmiştir. İkinci aşamada bu malzemeler Portland çimentosuna %10 oranında ikame edilerek biri referans olmak üzere dört tip çimento elde edilmiştir. Bu çimento hamurlarının hidratasyon gelişimleri su ihtiyacı, priz süresi, genleşme deneyleriyle ve 28. hidratasyon günü için X ışını difraksiyonu (XRD), fourier kızılötesi dönüşüm spektroskopisi (FT-IR), termal (DSC/TGA) ve mikro yapı analizleriyle (SEM/EDS) incelenmiştir. Üçüncü aşamada ise çimento hamurlarının eğilme ve basınç dayanımları 2., 7., 28. ve 90. hidratasyon günlerinde belirlenmiştir. Elde edilen bulgulara göre mineral katkı ikameli çimento hamurlarının su ihtiyacı ve priz süresi artarken, genleşme değerleri açısından herhangi bir farklılık görülmemiştir. Çimento hamurları üzerinde 28. günde yapılan XRD, FT-IR, DSC/TGA ve SEM/EDS analizlerinden elde edilen veriler, özellikle ileriki hidratasyon sürecinde oluşan portlandit (CH) miktarının tüm mineral katkı ikameli çimento hamurlarında azaldığını ve ilave C-S-H miktarını artırarak çimento hamurlarında daha kompakt bir mikro yapı sağladığı tespit edilmiştir. Sonuçlar, bu mineral katkılarla ikame edilen çimento harçlarının eğilme ve basınç dayanımı değerlerinin 90. hidratasyon gününde referans çimentoya çok yakın değerlerde elde edildiğini göstermektedir. Ayrıca 28. günde, tüm mineral katkı ikameli çimento harçlarının basınç dayanımı değerlerinin, PÇ 42,5 R tipi çimento için belirtilen en küçük değeri olan 42,5 MPa değerinin üzerinde elde edildiği belirlenmiştir.