Yüksek fırın cürufu ikameli çimento harçlarının hidratasyon gelişiminin mekanik özelliklere etkisinin araştırılması

Çimento ve beton teknolojisinde doğal ve yapay puzolanik malzemeler yoğun olarak kullanılmaktadır. Yapay puzolanların çevre kirliliğini azaltması, enerji kaynaklarını koruması, dayanım ve dayanıklılığa katkı sağlaması ile son zamanlarda kullanımlarının arttığı bilinmektedir. Yapay puzolan sınıfında olan yüksek fırın cürufu ise çimento ve beton sektörüne önemli katkılar sağlamaktadır. Granüle yüksek fırın cürufu, öğütülerek çok ince taneli yapıya sahip olması sonucunda puzolanik özellik kazanmakta ve çimento ile beraber kullanıldığında betonun özelliklerini geliştirmektedir. Yapılan deneysel çalışmalar ışığında yüksek fırın cürufu kullanımı ile birlikte beton priz süresinin uzadığı ve bu sebeple betonun işlenebilirliğinin arttığı, hidratasyon ısısı, terleme ve su geçirimliliği ve klorür geçirimliliğini azalttığı bilinmektedir. Ayrıca yüksek fırın cürufu kullanımı ile beton geçirimliliğinin azaldığı ve basınç dayanımının arttığı yapılan çalışmalar sonucu gözlenmiştir. Ülkemizde yüksek fırın cürufunun bir bütün olarak hidratasyon gelişimlerine yönelik yapılan çalışmaların az olması nedeniyle bu çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla yapılan çalışmada ilk aşamada, referans ve yüksek fırın cürufu ikameli (%0, %10, %15, %20 oranlarında) çimentoların su ihtiyacı, priz süreleri ve genleşme deneyleri ile 2, 7, 28 ve 90 günlük basınç dayanım deneyleri yapılmıştır. İkinci aşamada hidratasyon gelişimlerini daha detaylı inceleyebilmek amacı ile 28 gün sonunda SEM, DTA/TGA, XRD, FT-IR gibi analizler yapılmış ve sonuçlar birbirleriyle kıyaslanmıştır. Elde edilen veriler sonucunda yüksek fırın cürufu ikame miktarı arttıkça; priz süresi ve su ihtiyacı artarken, genleşme açısından herhangi bir fark oluşmamıştır. 28 gün sonunda yapılan TGA ve XRD analizleri sonucu elde edilen verilere göre hidratasyon süresince oluşan kalsiyum hidroksit (CH) miktarı tüm yüksek fırın cürufu ikameli çimento hamurlarında azalmıştır. Ayrıca kimyasal olarak bağlı su içeriğinin %10 yüksek fırın cürufu ikameli çimento hamurunda, referans çimento hamurunda daha fazla olduğu, dolayısı ile daha fazla hidratasyon ürünleri oluşturarak daha yoğun bir mikro yapıya sahip olduğu belirlenmiştir. Sonuçlar, bu puzolanik malzemelerin erken yaşlarda bile mukavemet açısından referans çimentoya çok yakın değerlere sahip olduğunu göstermektedir. Ayrıca 28. günde, yüksek fırın cürufu ikameli tüm çimento harçlarının basınç dayanımı değerlerinin, PÇ 42,5 R tipi çimentonun minimum basınç dayanım değerinin üzerinde olduğu belirlenmiştir.