Bağlayıcılar ve Çimentolar

Bağlayıcılar

Mineral taneli malzemeleri birbirine bağlayarak yapay taş oluşumunu sağlayan malzemelerdir. 

Yapı malzemesi olarak hidro-karbonlu ve mineral esaslı olmak üzere iki ana grupta incelenirler. Birinci grup bitümler ve katranlardır. Bunlar asfalt beton yapımında, izolasyon işlerinde kullanılır. Bu grupta üretilen betonlar, yol ve havaalanı gibi yerlerde kullanılırlar.

İkinci grup bağlayıcılar ise kireç, alçı ve çimentodur. Kireç ve alçı suda çözülebilen bağlayıcılardır. Kireç – puzolanın birlikte kullanıldığı bağlayıcılar ve kendi başına çimento su içinde sertleşebilen bağlayıcılardır. Bunlar hidrolik bağlayıcı, kireç ve alçı ise hidrolik olmayan bağlayıcı olarak adlandırılırlar.

Kireç:

Bilinen en eski bağlayıcı kireçtir. Kirecin sertleşme süresi çok uzun zaman aldığından dolayı elde edilen harç düşük mukavemetlidir ve sertliği düşük sular içerisinde ayrışabilir. Günümüzde sadece sıva ve badana işlerinde kullanılır.

Alçı:

Alçı, mineral taneli malzeme ile pek karıştırılamaz. Bu sebeple bağlayıcı saymak pek doğru değildir. Alçının hammaddesi jips(alçıtaşı) taşlarıdır. Çok hızlı katılaşan(3-15 dk) alçı taşı suya dayanıklı değildir, daha çok bitkisel yahut cam lifleri ile takviye edilerek (kompozit olarak) yapı elemanları(duvar panosu, tavan plakları vb.) üretiminde kullanılır.

Puzolanlar:

Kendi başlarına bağlayıcı olmayan, içerisinde bol miktarda amorf silis (SiO2), alümin(Al2O3) ve demir oksit (Fe2O3) bulunan ince öğütülmüş malzemeye denir. Bununla beraber içerisinde belirli bir miktar kalsiyum oksit (CaO) bulunan  puzolanlar kendiliğinden bağlayıcılık özelliği bulunmamaktadır. 

Puzolanlar doğal ve yapay olmak üzere ikiye ayrılırlar. Doğal puzolanlar (tras) volkanik tüfler, diyatome fosil toprakları vb. dir. 

Yapay puzonlar ise uçucu kül, yüksek fırın cürufu, silis dumanı vb. dir. Uçucu küller termik santral bacalarından filtre ile elde edilir ve atıklardır. 

Yüksek fırın cürufu ani olarak soğutulup çimentoya katılırlar. Silis dumanı yarı iletken teknolojisinde (CPU üretimi) kullanılır. Betona yüksek mukavemet ve geçirimsizlik sağlar.

Çimentolar

Çimento, su içerisinde katılaşıp sertleşen ve su ile bozulmayan bir bağlayıcı arayışının sonucunda 19. yüzyılın ilk yarısında keşfedilmiştir. Çimento su içinde sertleşebilen bir hidrolik bağlayıcıdır. 

Günümüzde oldukça çeşitli türleri bulunmasına karşılık bunların arasında dünya çimento üretiminin %75 ini teşkil eden ve beton üretiminde bir ayrıcalığı olan Portland çimentoları en yaygın olanıdır.

Portland Çimentosunun Üretimi ve Bileşimi

Portland çimentosunun hammaddeleri kil, kalker ve az miktarda demir oksit içeren topraklardır. Kil, silis (SiO2) ve alümin (Al2O3) içeren bir maddedir. Kalker ile kalsiyum karbonattır (CaCO3). 

1400°C de ve özel fırınlarda pişirilen hammadde karışımı kısmen ergir ve SiO2, Al2O3, CaO ve Fe2O3 oksitleri, ilk durumlardan farklı bir biçimde (karmaoksitler) birleşerek, çimentonun esasını teşkil eden klinkeri meydana getirirler. 

Ceviz iriliğinde, koyu gri renkli klinkere %2-3 oranında alçıtaşı katılarak öğütme yapılır ve çimento elde edilir.