1.

GR imento ile har ve beton gibi imentolu rnler insanolunun gemite en fazla kulland ve gelecekte en fazla kullanaca yap malzemesi olmakla beraber ayn zamanda en fazla kmsenen ve zellikleri en az bilinen malzemelerdir. Belki de bunun nedeni ilk baktaki basit grnmleri ve kolay sanlan retimleridir. Sonuta imento topraa benzeyen gri renkli bir tozdur, beton da ta gibi bir ey. Bir ocuun da nne konulan imento, kum, akl ve suyu kartrp betona benzer bir ey yapmas zor deildir. Gerekte ise istenilen zelliklerde bir beton elde etmek teknik bilgi ve deneyim isteyen, itina ile yerine getirilmesi gereken eitli ilemleri ieren bir olaydr. imentonun da gerek kimyasal yaps gerekse su ile reaksiyonu son derece karmaktr. imento ve betonun iyi tannmamas can ve mal kaybna neden olabilecek yanl uygulamalara yol aabilmektedir. 1.1. lk imentolar Duvar bloklarn birletirmekte kullanlan ilk balayc malzemeler olarak al ve kireten sz edilmektedir. Eski msr piramitlerinde (M 3000) hangisinin daha fazla kullanld zaman zaman tartma konusu olmutur. Altann 190-200 C da piirilmesi ile adi al elde edilirken hava kirecinin kalkerden daha yksek (900 C) scaklklarda elde edilii belki de alnn daha nceleri kullanma girdiini kantlar. Her iki balaycnn da suya kar dirensiz oluu ve hava kirecinin su iinde sertleememesi kullanmlarn ve dayankllklarn kstlayan faktrlerdi. Eski Romallar (M 124) hava kirecini Vezv yanarda eteklerindeki Pozzuoli kasabas civarndaki volkanik tflerle birlikte ince terek daha yksek dayanml ve suya kar direnli bir balayc elde ettiler. Benzer malzeme Santorin adasndaki tfleri kullanarak Eski Yunanllar, pimi tula ve kiremit tozlarn kullanarak Orta Dou uygarlklar tarafndan da gelitirildi. Kendi balarna balayc olmasalar da kirele birletiklerinde suda sertleebilen ve suya direnli yani hidrolik bir balayc oluturan bu tr malzeme de puzolan (Pozzuoliden gelen) olarak anlmaya balad. O alarda kire, puzolan karm balayclarla yaplan birok yap gnmze kadar ayakta kald. Orta alarda balayc malzeme teknolojisi fazla gelime gstermedi. Volkanik tfler her yerde bulunmuyordu ve piirme scaklklarna zen gsterilmediinden yksek dayanmlara ulalamyordu. Bu arada kalker yerine killi kalkeri 1000 C da piirerek hava kireci yerine hidrolik zellie sahip su kireci elde edilmeye baland. 1750 ylnda Cornwall, ngilterede Eddystone Deniz feneri binasnn yapmn stlenen John Smeaton eitli kalker, kil ve al bileimleri kullanarak elde ettii su kirelerinin deniz suyuna kar direnlerini puzolan da katarak inceledikten sonra en uygun hammaddeleri belirleyip, su kirecinin zelliklerin gelitirdi. Bu tr almalar Fransada Louis Vicat tarafndan devam ettirildi. (1812). Killi kalkerlerin 1200 C scakla kadar piirilmesi ile daha yksek dayanml bir su kirecinin elde edilmesi ve mineral katklarla priz srelerinin ayarlanmas mmkn oluyordu. Doal imento olarak da anlan bu balayc malzeme eitli lkelerde uzun sre, portland imentosu retimi baladktan sonra da kullanm buldu. Portland imentosunun 1824 ylnda ngilterede bir duvarc ustas olan Joseph Aspdin tarafndan kefedildii kabul edilir. Aspdin doal killi kalkerler yerine 3 ksm kalker 1 ksm kili uygun bir bileim elde etmek zere kartrp yksek scaklkta piirerek stn dayanm ve dayanklla sahip yeilimsi gri renkte bir imento elde etti. Rengi gney ngilterede

Portland yarmadasndaki killi kalkerleri andrdndan imentoyu Portland imentosu ismi ve 5022 sayl patent ile tescil ettirdi. 1843 ylnda, William Aspdin piirmeyi daha yksek scaklklarda yaparak birbiri iinde ksmen erimi (sinterlemi) minerallerden oluan gerek Portland imentosunu retti. Bu malzeme Londrada Meclis Binasnn yapmnda kullanld. 1848 ylnda, ngilterede ilk imento fabrikas kuruldu. Ancak benzer ve daha gelimi imentolar 19. yy ierisinde dier lkelerde de retilmeye baland. Temelde hammadde ve retim prensipleri ayn olan btn bu imentolar da portland tr imentolar olarak anldlar. Bu gn dnyada kullanlan hidrolik imentolarn byk ounluu portland trndendir. Gnmze kadar geen sre iinde portland imentosu zellik ve retim prosesleri ynlerinden srekli geliti. Klasik hammaddelere ve doal puzolanlara ilaveten 19. yy sonlarna doru yksek frn crufu kullanlmaya baland. Uucu kl ve silis duman gibi dier endstriyel yan rnlere ilaveten eitli mineral ve sonralar baz kimyasal katklarn kullanm 20. yyda art gsterdi. retimde balangta kullanlan dey frnlarn yerini 1886 ylndan itibaren dner frnlar almaya balad. Konu ile ilgilenen Thomas Edison da dner frnlarn gelimesine katkda bulundu. 1898 ylnda Almanyada ilk dner frn devreye alnd. Bugnn imento fabrikalar yksek dzeyde elektronik otomasyonla almakta olup, enerji tasarrufu salayan ve evreye duyarl ileri teknolojilere sahiptirler. retilen imentolarn kaliteleri de ilk zamanlarla kyaslanamayacak kadar ykselmitir. 1.2. imentonun Tanm Balayc maddeler agrega ad verilen mineral taneli malzemeleri birbirine balayarak, bir anlamda yaptrarak, yapay ta oluumuna imkan salayan malzemelere verilen addr. Balayc maddeler genelde toz halindedir. Asfalt yapmnda kullanlan hidrokarbon balayclar ise svdr. Suyla kartrlan balayc maddeler nce viskoz bir hamur haline geldikten sonra zamanla katlap sertleerek dayanm kazanrlar. Balayc maddelerin sv halden kat hale gemesi durumuna priz denir. Priz olayn sadece havada yapabilen balayclara hava balayclar, su ile tepkimesinde havada veya su altnda sertleerek etrafndaki maddeleri birbirine yaptrma zelliine sahip balayclara ise hidrolik balayc ad verilmektedir. imentolar su ile reaksiyon sonucu hem havada hem de su altnda katlatklar ve sertletikleri iin hidrolik balayclar olarak snflandrlrlar. imento balca silisyum, kalsiyum, alminyum ve demir oksitlerini ihtiva eden hammaddelerin kartrlarak sinterleme scaklna kadar piirilmesi ile elde edilen klinkerin bir veya daha fazla cins katk maddesi ile tlmesi suretiyle elde edilen hidrolik balayclar tarif etmektedir. 1 ton klinker retmek iin uygun kompozisyonda retilmi 1.65 ton hammaddeye ihtiya duyulmaktadr. Klinker kimyasal bakmdan; Trikalsiyum silikat (Alit) ksaca C3S, dikalsiyum silikat (Belit) ksaca C2S, trikalsiyum alminat ksaca C3A ve tetra kalsiyum alminoferrit ksaca C3AFden ibarettir. Bu bileenlerden her biri imentoya zel nitelikler verdii gibi klinker ierisinde miktarlar da imentonun cins ve tipini oluturur. imento retiminde kullanlan hammadde oran, deiik tip imento retimi iin kullanlan katk maddeleri de ilave edildiinde daha da artmaktadr. imento ana hammaddeleri; kireta, kil ve marn Uluslararas Standart Sanayi Snflamas (ISIS Rev 2)da Madencilik ve Ta Ocakl (Mining and Quarrying) grubunda yer almaktadr.

imento ise, Uluslararas Standart Sanayi Tasnifinde (ISIC) 369 ana grup ve 3592 kod numaras, Uluslararas Standard Anlama Tasnifinde (SITC) 661.2 kod numaras ile sanayide kullanlan esas kimyasal maddeler grubunda yer almaktadr. 2. MENTO RETMNDE KULLANILAN HAMMADDELER imento retiminde kullanlan ana hammaddeler jeolojide sedimenter kayalar olarak bilinen kireta, kil ve marndr. Klinker retiminin ana bileenleri olan CaO iin kalker (kireta); SiO2, Al2O3, ve Fe2O3 iin de kil mineralleri temel kaynaklardr. Marn gibi bu drt oksiti bnyesinde bulunduran dier malzemeler de imento hammaddesi olarak kullanlmaktadr. imento retiminde kullanlacak hammaddelerin uygunluk dereceleri onlarn kimyasal bileimleri ile orantldr. Kireta bileeni iin kire standard bir kriter olarak kullanlmaktadr. Bu deer SiO2, Al2O3, Fe2O3 gibi bileenler hakknda bilgi verir ve ayn zamanda CaO ierii konusunda da aydnlatcdr. Kil minerali olarak kullanlacak kayalarda silikat ve alumina oran dikkate alnarak deerlendirilmektedir. imento Sanayinde kullanlan ve KUHL tarafndan CaCO3 oranna gre yaplan snflandrma Tablo 1de verilmitir. Tablo 1. imento Ana Hammaddelerinin CaCO3 oranna gre snflandrlmas Hammadde Ad Mermer Kireta (Kalker) Kalkerli Marn Marn Killi Marn Marnl Kil Kil % CaCO3 99-100 90-98 75-90 40-75 10-40 2-10 0-2

Ana hammadeler dnda, klinker retimi iin gerekli katk maddeleri ise, ham karmn kimyasal bileimini dzeltici ynde etkiye sahip; Fe, SiO2 ya da Al2O3 ierikli materyallerdir. Bunlara rnek olarak frnlanm pirit, dk tenrl demir cevheri, laterit, kuvarsl kum ya da metamorfik kayalarn bozunmasyla oluan kuvarsl materyaller ve boksitler verilebilir. lkemizde beyaz imento retimi iin byk miktarlarda kaolin kullanlmaktadr. Sert ve alnitli kaolinler de bu amalarla kullanlabildii gibi nemli lde imento kaolini de ihra edilmektedir. Ayrca klinkerin tlmesi esnasnda al ta, yapay ve doal puzolonik maddeler, yksek frn curufu, silisli ve kalkerli uucu kller, silika fme ve son yllarda belirli oranlarda kalker de deiik tip imento retimlerinde katk maddesi olarak kullanlmaktadr. 2.1. Ana Hammaddeler 2.1.1. Kireta (Kalker) Kimyasal bileiminde en az %90 CaCO3 (kalsiyum karbonat) bulunan kayalara kalker ya da kireta ad verilmektedir. Ayrca kireta terimi, kimyasal bileiminde %90a kadar 3

CaCO3, mineralojik bileiminde ise %90a kadar kalsit ieren kayalar iin de yerbilimciler tarafndan kullanlmaktadr. Kalkerin mineralojik incelemesinde saf halde kalsit ve ok az miktarda aragonit kristallerinden olutuu grlr. Kalsit ve aragonit; kalsiyum karbonatn iki ayr kristal ekli olup, teorik olarak %56 CaO ve %44 CO2 ierir. Kalker asitle muamele edildiinde kprerek erir ve CO2 aa karr. Bu yol en kolay ve basit olarak dier kayalardan ayrt edilmesi ve tannmasna yarar. Kalker tamam ile (ou kez) kalsit kristal ve kristalciklerinin ard arda ve yan yana dizilip sralanmasndan olumutur. Bu adan kalsit kristallerinin fiziksel ve kimyasal zelliklerini aynen korumaktadr. Kalsit kristalleri hegzagonal sistemin romboedri snfnda olup, daima bir zondaki yzey zerine dayanak yaparak bymesi ile yzey saylar oalarak deiik geometrik ekil alrlar. Kalker, gevrek yapl ve krlgan, sertlii Mohr leine gre 3, zgl arl 2.5-2.7 gr/cm3 olup genellikle ve ok defa saf olduu zaman beyaz renktedir. Ancak doada hibir zaman saf olarak bulunmaz. kincil derecede deiik madde ve bileiklerin iinde yer almas nedeniyle sar, kahverengi, yeil ve siyah renklerde de grlebilmektedir. Kalker, kalsiyum karbonat kimyasal bileiminde ikinci bir kristal ekline sahip olan aragonit kristallerinin yan yana ve st ste dizilmesi suretiyle de meydana gelebilir. Bu durumda; romboedrik kristal eklinde olup, kristaller dik eksen dorultusunda uzayarak prizmatik ekil alrlar. Gevrek yapl, sertlii 3.5-4 ve zgl arl da 2.85-2.95 gr/cm3 civarndadr. Aragonit halinde kalsite gre ok daha az bulunur. Deiik renklerde (beyaz, krmz, sar, mavi ve kahverengi) olabildii gibi 400 Cye kadar stld zaman aragonit kristal ve kristalcikleri kalsite dnr. Aragonit kristallerinden oluan kalkerler, genellikle 40-60 C arasndaki scaklklarda bulunan kalsiyum bikarbonatl sularn yeryzne kt yerlerde traverten ile kerek birbirine paralel veya paralele yakn bandlar veya dolgu eklindeki durumlarda grlr. Yeralt sularnda travertenler eklinde, deniz ya da tatl sularda ise kimyasal, organik veya mekanik kelme sonucu kalker yataklar oluur. Oluum srelerinden de anlalaca zere kalker iki ana grupta toplanabilmektedir. Organik ve kimyasal kiretalar otokton, klastik kiretalar ise allokton olarak kabul edilmektedir. Yaygn olarak oluan kiretalarnn ou organik, detritik ve kimyasal materyaller ihtiva etmektedir. Kalsit (hegzagonal CaCO3) ve aragonit (ortorombik CaCO3) kristallerinin her ikisi de gen kireta oluumlarnda yer alabilmektedir. Aragonit kristallerinin kalsit kristallerine daha kolay dnebilmesi nedeniyle eski kireta oluumlarnda aragonit kristalleri bulmak gtr. Kalker doada kalsit ve aragonit kristallerinden olumu bir kaya olarak saf halde bulunduu gibi ift karbonat Ca.Mg(CO3) (dolomit) olarak da bulunur. ift karbonat olduu zaman kristal ekli deiik olduu iin kaya ad da deierek dolomit denir. Kalkerler hangi yolla oluurlarsa olusunlar, doada bulunduklar durumlar ile bileimlerinde kalsiyum karbonatn yan sra; magnezyum karbonat, kil mineralleri, demir silikat-oksit ve slfrleri, silikat asidi (SiO2) gibi bileikler ierirler. Bu bileiklerin bir ksm kalker oluumu esnasnda ve oluum ortamnn koullarna bal olarak gelebildii gibi diyajenez esnasnda ve etkenleri ile de gelebilir. Bu durumda kkene bal olarak ierdikleri primer safszlklar olutururlar. Kalker oluumunun tamamlanmasndan sonra gelen safszlklar ise daha ok orojenik-epirojenik hareketler metamorfizma, tektonizma, metazomatik ve atmosferik olaylar ile oluan sekonder safszlklar olmaktadr.

Btn bu safszlklar ile gerek mineralojik gerekse kimyasal bileim asndan grlen deiiklikler yannda yap ve dokularna ilikin kalkerlerin gsterdikleri ayrcalklar niteliklerini oluturur. erdikleri maddelere gre oluan kalkerlerin nitelikleri esas alnp pek ok snflamalar yaplarak verilen adlandrmalarla eitlere ayrlmtr. Kalkerlerin en ok ierdikleri ve teknolojik zelliklerini imento Sanayinde yanstan kil, kalsiyum ve magnezyum karbonat % miktarlarna gre yaplan ayrm ve snflama olarak birok lkede ve lkemizde de kullanlan bir adlandrma olarak aada verilmitir. Tablo 2. Trkiyede Kullanlan Kalkerlerin Adlandrlmas Toplam % CaCO3 90-100 85-90 70-85 50-70 30-50 10-30 0-10 Adlandrma Kalker Marnl kalker Kalkerli marn Marn Killi marn Marnl kil Kil MgCO3 Miktar (%) 5-30 Dolomitik kalker Dolomitik marn Dolomitik kalkerli marn Dolomitli marn Dolomitik killi marn Dolomitik marn Kil 30dan fazla Dolomit Marnl dolomit Dolomitik marn Dolomitli marn Dolomitik killi marn Dolomitik marnl kil Kil

Kalkerlerin ierdikleri CaCO3 ve CaO % miktarlar saflklarn gstermektedir. Buna gre kalkerleri Tablo 3deki gibi snflamak mmkndr. Tablo 3. CaCO3 eriine Gre Kalkerlerin Snflandrlmas Adlandrma ok fazla saf kalkerler ok saf kalkerler Orta saf kalkerler Az saf kalkerler Saf olmayan kalkerler % CaCO3 > 98.5 97-98.5 93.5-97.5 85-93.5 <85 % CaO > 55.2 54.3-55.2 52.4-54.3 47.6-52.4 <47.6

Grld gibi, kayacn tm kimyasal bileimindeki CaCO3 miktar % 90dan fazla olduundan kalker (=kireta) olarak adlandrlr ve % 98.5den fazla CaCO3 olduunda ok fazla saf kalker snfna girer. ok fazla saf kalkerlerin genel olarak fiziksel zellii aada verilmitir. Basn dayanm : 100-1900 kg/cm2 Krlma dayanm : 40-200 kg/ cm2 ekme dayanm : 20-60 kg/ cm2 Elastisite modl : E = 2600-3000 kg/mm2 (Kristalli kalkerlerde) : E = 1900-3000 kg/mm2 Young modl : 2.5-8x105 kg/ cm2 Poisson katsays : 0.07-0.35 Genleme katsays : 0.00001-0.000035 1 C (100-150 C, iin) Is kapasitesi : 1 j/gr (50 C) zgl Iss : 113.65-119.65 Kcal/kg C (40 C) Reaksiyon ss : 422 Kcal/gr. Mol. (25 C) Elektrik iletkenlii : 10-5 mho/cm 5

imento Sanayi alannda hammadde veya dzenleyici (korrektr) olarak kullanlacak kalkerlerin kalitesinde, ierdikleri yabanc unsurlardan oluan safszlklarn durumu dorudan etkili olmaktadr. imento ierisindeki safszlklarn gerek klinker ve gerekse imentoda bulunan miktarlarn snrlayan norm ve standartlar mevcuttur. Bu normlara bal kalnarak retilen imento tipi ve kalitesi her lkede genel olarak Kabul edilmekte ve uygulanmaktadr. Hammadde ierisindeki safszlklarn klinkere yansma durumu genel olarak hesaplamalarla deerlendirilebilmektedir. Almina: Kimyasal bileimi Al2O3 olan unsurlar oluturur. Bunlar kalkerlerde SiO2 (silis asidi) ile bileik olarak kil mineralleri halinde bulunabilecei gibi feldspat, mika v.s. gibi kaya ve minerallerin kimyasal bileimindeki alminyum silikat olarak bulunur. Kil minerallerinden ileri gelen almina yksek olduu zaman (kil minerallerine gre) kaya ad deierek killi kalker, kalkerli kil ve marn adn alr. Kil minerallerinden gelen alminann imentoda kullanlan kalkerler iin belirli bir miktarda (%25e kadar) yarar vardr. Fakat dier bileikler halinde bulunmas zararl olmaktadr. Silis: Kimyasal bileimi SiO2 olup kilden baka kum, akmak ta (sileks), boynuz ta (rt), opal, kalsedon, kuvars para ve krntlar halinde serbest, amorf olarak bulunabilecei gibi feldspat, mika, talk, serpantin ve volkanik kayalarn bileimine bal olarak da bulunabilir. Kalker oluumu esnasnda karbonat reten organizmalarn bulunduu ortamda silis yapan organizmalarn bulunmas sonucu silis miktar yksek kalkerler oluur. Bunlarda serbest silis yksek olduundan imento sanayinde istenmeyen hammaddelerdir. Ayrca kalkerlerin metazomatik olaylar sonucu siliko-kalker durumuna getikleri hallerde gerek eklem zonlarnda gerekse stratifikasyon yzeylerinde kuvars gibi istenmeyen silisli (SiO2) kayalarn yer ald grlr. Baz durumlarda ise (bilhassa killi kalkerlerde) diyajenez esnasnda gerek kendi iinden gerekse ortamlardan gelen jel halindeki silis band halinde tabakalanmaya paralel olarak veya tesbih dizilii ve yumrular halinde rtleri olutururlar. rtler silisin amorf olduu bir ekli olup, imento sanayiinde kullanlan hammaddelerde kesinlikle istenmez. Kalkerlerde serbest silis asidinin bulunmas gerek tme ve gerekse pime esnasnda sorun yaratmaktadr. Demirli Bileikler: Kalkerlerin; bnyelerine, oluumuna (fasiyeslere gre) ve diyajenez esnasnda veya sonradan atmosferik koullar, metamorfizma, metazomatoz ve infilittrasyona bal olarak demirli bileikler girebilir. Demir bileikleri slfr halinde; pirit ve markasit olarak, slfat halinde; limonit, hematit speklarit, manyetit olarak, karbonat halinde ise siderit olarak bulunabildii gibi bilhassa lateritik oluum koullarnda boksitli demir olarak alminyum oksitle birlikte olmak zere deiik mineraller halinde bulunabilir. Demiroksitlerin bulunmas belirli snra kadar yararl olup bu snr karm yaplacak kilin iindeki demir miktarna baldr. Demir slfr, slfat bileikleri halinde ise yine belirli bir snra kadar-bu snr klinker standartlar hesabnda belirlenmitir- istenmez. Alkaliler: Bunlar sodyum ve potasyum elementinin bileikleri olup kalkerlerde genellikle sonradan kirlenme veya oluum esnasnda kile bal olarak az miktarda da olsa bulunabilir. Karbonlu Maddeler: Kalker ierisinde genellikle bitm, kmr ve dier korbonlu bileikler halindedir. Oluum esnasnda organizma kalntlar olarak veya petrol oluumunda ana kaya niteliindeki kalkerlerde petrol gnden arta kalan artklar olarak bulunabilir.

Kalkerlerin poroziteli yaps petrol iin ok iyi bir hazne kaya olduundan bazen bitml l petrol kalnts olarak bulunabilir. Bu durumda imento iin zararl saylmaz ancak organik slfr bileiklerin bulunmas zararldr. Kkrt ve Fosfor: Kalkerlerde slfat halinde kkrt ve fosfor (fosforit, apatit, v.s.) bulunabilir. Organizma bakiyesi olarak bulunan fosforlu bileikler kalkerlerin oluum fasiyeslerine baldr. Daha ok stabil elf koullarnda olumu kalkerlerde fosfor bileikleri beklenmelidir. Ayrca oluum esnasnda gerek temel kayalar ve gerekse havza evresinde bulunan kayalardan dentritik malzeme beslenmesi olduu durumlarda da fosforlu kayalardan paralar ierebilir. Litoral ortamlara da oluan baz kalkerlerde de fosforlu bileiklerin varl bilinmektedir. Kkrt ve fosfor bileikleri imento hammaddesi olarak kullanlacak kalkerlerde istenmeyen unsurlar oluturmaktadr. Tuzlar: Kalkerlerin oluumuna ilikin olarak (Litoral ortamda veya kalker oluumunda evaporasyon) olduunda mutlak surette tuz bulunur.) veya sonradan sularn etkisi ve infilitrasyon ile bnyesine girmi halde klorr, florr ve bromrler bulunabilir. Sodyum klorr tuz minerali, potasyum klorr, silvin ve kalsiyum florr ise florit minerali halindedir. Flor daha ok kalker evresindeki volkanizma faaliyetlerine bal olarak yeralr. imento sanayiinde klorr ve bromrler korozif etkileri sebebi iel istenmezler. Magnezyum Bileikleri: Kalkerin oluumu ve olumadan sonraki bakalamann etkisi ile dolomit (CaMgCO3) ve manyezit (MgCO3) in bulunmasndan ileri gelir. imento yapsnda istenmeyen bir unsuru tekil eder. imento retiminde kullanlan kalker yataklarnn kimyasal zelliklerinin yan sra fabrikaya yaknl, sklebilirlii, krlabilirlii, tlebilirlii ve piebilir nitelikte olmas, dk nem iermeleri ve homojen olmalar retim maliyetini etkileyen nemli faktrlerdir. Trkiyedeki kalker oluumlarnn corafi blgeler itibar ile potansiyeli Tablo 4'de verilmitir. Tablo 4. Trkiyedeki Kalker Oluumlarnn Dalm BLGE Marmara Ege Akdeniz Anadolu Karadeniz Dou Anadolu Gney Dou Anadolu TOPLAM 2.1.2. Kil Kil terimi endstriyel alanda kesin snrlarla saptanarak tanmlanmasna ramen hammadde olarak eitli alanlarda ok geni kullanm vardr. Kil, yerbilimleri tarafndan killi kaya ve killer olarak iki anlamda kullanlmaktadr. Bu adan kil minerallerinden olumu kayalar olarak tanmland gibi baz kaynaklarda tane boyutlar 2 mikrondan daha kk 7 Grnr 217 395 323 606 260 383 147 2.331 REZERV (Milyon Ton) Muhtemel + Mmkn 1.008 2.200 1.335 2.112 1.405 1.180 530 9.770 Potansiyel 2.120 16.860 7.810 5.135 3.940 2.710 910 39.485

paracklardan olumu kayalar veya keller olarak da tanmlanmaktadr. Gerek anlamda kil tanm, mineralojik bileiminde %90a kadar kil mineralleri bulunan kaya olarak yaplmaktadr. Kil minerallerinin temel zellii kimyasal bileimlerinde alminyum oksit (Al2O3) bulunmas ve sulu alminyum silikatlardan meydana gelmi olmasdr. Demir, alkaliler ve alkali topraklarda deiik miktarlarda yer almaktadr. Pek ok kil minerali hidrotermal kkenlidir. Baz hidrotermal kkenli yataklar monomineralli olmasna karn, ou kil minerallerinin karmndan olumaktadr. Farkl tipteki kayalarn bozunmas da kil minerallerinin oluumunda etkilidir. Kil minerallerinin oluum ekilleri; ana kaya tipi, iklim, topografya, bitki rts ve zaman gibi faktrlerin etkisindedir. imento sektrnde hammadde olarak kullanlan killer alterasyon rn metal oksitlerin tanp depolanma havzasnda ymasndan veya yerinde alterasyon rts halinde Neojen, Pliyo-Kuvaterner yal alvyonlarda, Neojen havzalarnn st dzeylerindeki karasal koullarda olumu ou killi ve kireli topraklardr. Killerin zellikleri en azndan 5 temel faktr tarafndan kontrol edilmekltedir. Bunlar, kil minerallerinin ve kil minerali olmayan bileenlerin bileimi, organik materyaller, eriyebilir tuzlar ve deiebilen iyonlar ile yap-dokudur. Bunlar ierisinde en nemlisi, kil minerallerinin bileimidir. Bir kil mineralinin ekonomik olarak kullanm kil mineral bileimi ile ortaya kmaktadr. imento hammaddesi olarak kullanlacak killerde mineralojik ve kimyasal zellikler yan sra homojenite de ok nemlidir. Killerin kimyasal analizinde Al2O3, SiO2, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, SO3 ve kzdrma kayb % miktarlarnn tespit edilmesi gerekir. Kil minerallerinin tamam Al2O3 ierdiklerinden, jeolojik oluumu genellikle alminyum silikatlarn deiik pH ortamnda erimesine bal olup jenetik bakmdan ayn parajeneze dahildir. Yerkabuunda yaygn ve ok miktarda bulunan alkali feldspatlarn doa koullarndaki alterasyonu sonunda feldspatlar nce iyonlarna ayrrlar. Oluan bu kimyasal eriyiklerden, ortamn pH derecesine gre Al2O3/SiO2 oran deien alminyum hidro silikatlar olumaktadr. Kaolitin meydana gelebilmesi iin ortamn pH deeri 8-9, Al2O3/SiO2 oran ise 1/3-1/4 olmaldr. Eer silis asidi peptizasyon dolaysyla erir ve uzaklarsa, ortamda alminyum hidroksit bakmndan bir zenginleme balar ve sonuta boksit mineralleri oluur. Bu ekildeki iyonize eriyiklerden kimyasal olarak kristalleen kaolinit grubu minerallerinin kelmesi ile kil yataklar, montmorillonit grubu minerallerin tanp kelmesi sonucu bentonit yataklar, alminyum hidroksit bakmndan zenginleme, minerallerin yataklanmas ile de boksit ve geni alanlarda grdmz krmz renkli lateritler oluur. Killerin ate karsndaki davranlar oksitlerin zellikle humus asidi tarafndan uzaklatrlmas sonucu olup, bunlarn ileri derecede diyajenezi ile iferton, kil ta, eyl yataklar ortaya kar. Kil ve boksit minerallerinin metamorfizmas halinde ise diaspor, korendon, sillimanit ve muhtelif alminyum silikatlar ve zmpara yataklar meydana gelir. Baz kil yataklar genellikle kristal yap gsterirlerse de alvyoner killi toprak oluumlarnda kolloit unsurlarn daha ok bulunduu grlr. Kil mineralleri kkenli hammaddeleri arasndaki jenetik ilikiyi douran ana kayayan kaya ilikisi ile volkanik faaliyetler srasndaki deiik pHl ortamlar ve kolloidal partikllerin durumu olmaktadr. Kil yataklar kaolinlerin, kil ta, killi ist, grovak ve feldspatl tm kayalarn bozumas ve alterasyon rtsndeki anma ve tanma sonucu tatlsu ortamnda oluan killer daha ok karbonata fakir ve atee dayanakl killerdir. Denizel

ortamlarda ise az ok karbonat ieren kil-marn nitelikli dzgn tabakal killerdir. Kil oluumu genellikle tektonik ve epirojenik hareketlerin yavalad, iklimin yal ve scak olduu jeolojik devirlerde yaygndr. Anma ve tanma sratli killemeyi hazrlayan kimyasal olaylarn sona ermesine imkan vermezse, oluan kil yataklarnda tane incelii, plastisite, atee kar dayankll ve homojenite dk olur. Kil yataklar genellikle kuvaterner ve ou kez tersiyer yal olup jeolojik ya arttka diyajenez etkisinde kalarak kil ta, eyl, killi ist, boksit ve ifertona dnerek plastisite zelliklerini geni lde kaybederler. Fakat tektonik basnlardan korunmu blgelerde eski jeolojik yata olanlarna ramen plastiklik zelliini korumu kil yataklar da bulunmaktadr. Denizel oluumlu kil yataklar genellikle diyajenez ile killi istlere dnm olduklarndan geni havzalarda homojen olarak bulunurlar ve az ok kalker ierirler. Litoral kuak dnda, derin denizlerde ken killer ise genellikle serbest silis ierirler ve volkanik faaliyetler sonucu olumulardr. Ayrca diyajenez esnasnda gerek jel halinde silis asidinin (SiO2) ayrlmas ve gerekse tabakalanmaya uygun veya eklem zonlar arasnda ret, sileks ve kalsedon gibi amorf silisli kayalar bulundururlar. Almina (Al2O3) bakmndan zengin kil yataklarnn oluumunda humus asitli sularn byk rol oynadklar linyit-kil, kmr-kil parajenezinden anlalmaktadr. Humus asitleri alminyum silikat (feldspat v.s.) artklarn kil minerallerine dnmesini hzlandrarak metal oksitleri uzaklatrrlar. Mineralojik analizlerinde ise kil minerallerinin dnda bulunan safszlklar oluturan unsurlar ve bunlarn % miktarlar saptanr. imento yapmnda kullanlacak kilin kimyasal bileiminde Al2O3/Fe2O3 oran 2/1 civarnda olmas, SiO2 % miktarnn belirli bir st snrda kalmas ve alkali oksitlerin miktarnn %1in altnda olmas istenir. Bu miktardan fazlas kil ierisinde; anorit, montmorillonit,a mika, feldspat, alkali tuzu olduunu gsterir. Beyaz imento yapmnda kullanlan kaolin kil minerali olarak imento sanayinde ayr bir nem tamaktadr. Alkali feldspatlarca zengin granit, riyolit ve riyolit tfleri gibi kayalarn asit ortamda ayrp bozumasndan olumu alminyum hidrosilikattr. Kaolenin balca ana kaya minerali ortoklaz olup %64.63 SiO2, %18.49 Al2O3 ve %16.88 K2O ihtiva eder. Yeralt ve yerst sularnn veya asit nitelikli termal eriyiklerin etkisi ile feldspatlar ierdikleri K2Onun tamamn ve SiO2nin bir ksmn kaybedip bunlarn yerine bir miktar su alarak kaolinit mineraline dnrler ki buna da hammadde jeolojisinde nemli olan kaolinleme denir. Bu olay ayn zamanda alminyum hidro silikatlarn meydana gelmesidir. Kaolenin kimyasal bileimi; %39.56 Al2O3, %46.50 SiO2 ve %13.94 H2Odur. Killer genellikle mineralojik bakmdan plastik olan ve olmayan unsurlar ierirler. Killerin plastisite zellikleri, mineraller ierisindeki ayrt edici en nemli zelliklerden birisi olup, su ile ekillendirilme zelliini tanmlamaktadr. Bu zellik kil minerallerinin yapsnda bulunan kolloid yzdesine, killerin tane inceliine dorudan baldr. Bu durum iletme esnasnda ok nemli olup, kurutulmu kilin zerine parmakla basld zaman parmak izini aka gsteren, fakat ele yapmayan durumuna gelinceye kadar ald su miktarna kilin plastisite says denir. Killerde plastisite suyu genellikle %15-40 arasndadr. Kaolinitik killer az plastik, balayc killer ile bentonit ve montmorillonit killer ok plastiktir. imento sanayinde kullanlan killerin plastisite saylar %15-20 arasnda olmaldr. Ayrca imento sanayinde kullanlacak killerde 900-1050 de sinterleme olmas tercih edilir. C Kil minerallerinin kesin bir snflandrmas yaplmamakla birlikte kimyasal ve mineralojik zelliklerine gre aadaki gibi snflandrlabilmektedir:

1. Kaolinit Grubu Kil Mineralleri (ki Tabakal Kil Mineralleri): a) Kaolinit: Al2O3.2SiO2.2H2O veya Al2(OH)4(SiO2O5) b) Dikit ve Nakrit: Al2SiO5(OH)4 veya Al2O3.SiO2.H2O c) Halloysit: Al2O3.2SiO2.4H2O veya Al2Si2O5(OH)4.nH2O d) Metahalloysit: Al2O3.2SiO2.2H2O 2. Montmorillonit Grubu Kil Mineralleri ( Tabakal Kil Mineralleri): a) Montmorillonit: Al2O3.4SiO2.H2O + n.H2O b) Beiderit: Al2O3.4SiO2.nH2O c) Montronit: (Al, Fe)2O3.3SiO2.nH2O d) Saponit (Hektorit): 2MgO.3SiO2.nH2O e) Sautonit: 2ZnO.3SiO2.nH2O f) Atapulgit, Sepiolit, v. s.: (Mg, Al)2(OH) (Si4O10).2H2O + 2H2O 3. Kil Mineralleri Grubu: a) Hidrofillit b)Vermiklit c) Hidromuskovit d) Hidrobiyotit e) llit 4. Amorf Killer Grubu: Allofonit: X.Al2O3.Y.SiO2.ZH2O Trkiyedeki kil oluumlarnn blgeler itibar ile dalm Tablo 5de verilmitir. Tablo 5. Trkiyedeki Kil Oluumlarnn Blgelere Gre Dalm BLGE Marmara Ege Akdeniz Anadolu Karadeniz Dou Anadolu Gney Dou Anadolu TOPLAM 2.1.3. Marn Kalker ve kilin doada, %50-70 orannda kalker ve %30-50 orannda kil karmndan olumu kayaca marn denilmektedir. Oluum bakmndan tamam ile sedimanter olup, diyajenez geirmi genellikle dzenli tabakal olarak bulunur. Marn oluumu iin, daha ok tektonik ve orojenik hareketlerin durulduu, sakin ortamlar daha uygundur. Marn oluumu daha ok tektonik ve orojenik hareketlerin durulduu sakin ortam koullarnda ve genellikle kydan uzak fasiyeslerde meydana gelir. Kydan olduka uzak deniz ortamnn tabannda karadan gelen silt niteliinde ve kolloidal partikller halindeki kil minerallerinin paralar kelirken yzeydeki planktonik ve pelajik kalker yapan organizmalar ile dipte yaayan kalker kabuklu organizma artklarndan oluan kalker amuru kil amuru ile kararak marn 10 Grnr 54 123 235 88 32 92 124 748 REZERV (Milyon Ton) Muhtemel + Mmkn 201 364 1.175 408 264 300 212 2.924 Potansiyel 580 1.980 2.165 1.106 483 452 334 7.100

kellerini oluturur. Marn kelleri genellikle ok geni ve devaml keller olup, kel havzasnn evresindeki ortam ve kaya yapsnn etkisi bulunmaktadr. Karada hkm sren iddetli bir ayrma ve tanma ile ortamn beslendii durumlarda marn kellerinin kaln tabakal yapda olduklar grlr. Orojenik hareketler balayp ykselme meydana geldii zaman ise marn kelmesi yerini kumta kelmesine brakr. Tekrar sakin koullar baladnda ortamn durumuna gre marn kelmesi devam ederek tekrarland zaman marn kumta ardalanmalar meydana gelir. Ayrca marn kelmesi olan bir ortamda dentritik malzeme etkisinden uzakta slama olduunda, evaporasyon artarak kalker-marn-jips kelmesi meydana gelir. Bu tr fasiyes snrl sr dolamas olan ve ok tuzlu sular ieren s, ak denizden ayrlm birikintiler ve lagnlerden oluan ounlukla ince kelleri ierir. Corafik olarak lagnler, set resifleri aras ve set resifleri arkas, kydaki ince uzantlarn arkasnda veya atoller iinde oluan lagnler halindedir. Bu ortam ayn zamanda iyi gelimi ve bilinen gelgit aras ortam da ierir. Bu ortamda en belirgin kelme kire amuru ile kil amurunun karmasndan oluan marndr. Kire ve kil amuru karm gelgit dzlklerinde kk havuzlarda, bataklk ve gelgit kanallarnda ve yersel plaj dzlklerinde vardr. Deiken koullar sonucu tatl, tuzlu, ok tuzlu sular, su yzne kan kel alanlar, hem indirgen, hem ykseltgen koullar ve tatls ile tuzlu su bitkilerinin egemen olduklar bataklk alanlar oluarak marn katmanlar arasnda izeoine rastlanr. Baz yerlerde rzgarlarla tanan krntlar kel miktarna yardm eder. Diyajenez de oluan marn kellerine byk lde etki eder. Tane tr ve kelme dokusu ok deiken olup ou keller kire ve kil amurundan olumu iyice peletlemitir. Katmanlanma kk lekte derecelenme gsterir. Gelgit kanallarnda oluan kumlar ise apraz tabakalanma gsterir. imento klinkeri ortalama %70 kalker ve %30 kil ieren hammadde karmnn tldkten sonra yksek scaklklarda piirilmesi ile elde edilmektedir. Marn doal olarak bu bileimi tadndan veya bu bileime ok yakn zellikte bulunduundan ideal imento hammaddesidir. Ayrca kalkere gre daha yumuak olmas nedeniyle kolay tlebilmekte, krma-tme ilemleri srasnda enerji tketimi dk olmaktadr. Kalker ve kilin karm miktar ve durumlar kimyasal ve mineralojik bileim esaslarna gre henz bir standartla balanmamtr. lkemizde genellikle kalkerlerin adlandrlmasnda deinilen ve Tablo 2de Kil-kalker karmlarnda belirtilen oranlardaki miktarlarla adlandrlmann yaplarak kullanlmasna ramen, bazen kalker-kil sistemi Schmassamanna gre kalker:kil oranlar ile Tablo 6da verilen adlandrma da kullanlmaktadr. Tablo 6. Kalker:Kil Oranlarna Gre Marnlarn Adlandrlmas Kaya Ad Kalker Marnl Kalker Kalkerli Marn Marn Marnl Kil Kil Kalker:Kil Oran (Max) 9:1 7:3 1:1 1:4 1:9 1:9, 1:10

imento yapmnda genellikle % 70 kalker ve % 30 kil ieren Marnl Kalker kullanlmas klinkerin kimyasal bileimine en yakn doal kaya olduu iin tercih edilmektedir. Hatta marnl kalkere Amerikan Rock ve Doal imento Kayas denilmesi de bu yzdendir. Uygun kimyasal ve litolojik bileimdeki kalkerli marnn hammadde olarak 11

kullanlma avantajlar, kolay sklebilir niteliklerde yumuak olmas, iletme ve tmede ekonomi salamas, karm ve yakmada da yakttan tasarruf salamasdr. Marn oluumlarnda srekli bir devamllk vardr. Yatay ve dey dorultularda homojen litolojik yap ve kimyasal bileim gstermesi marnn en nemli imento hammaddesi olmas avantajn oluturur. Marn oluumlarnda da, kalker ve kil oluumlarnda deinilen zellik ve saflklarn benzerleri aranmaktadr. Marn yataklarnda genellikle istenmeyen unsurlardan serbest silis ieren sileks; rtlerin nodl, yumru ve bantlar kelme koullarna bal olarak bulunabilir. Bunlarn marnlar ierisinde olmamas istenir. 2.2. imento Sanayinde Kullanlan Katk Maddeleri 2.2.1. Puzzolonik (Tras) Maddeler Puzzolonik maddeler, kendi balarna hidrolik balayc zelliine sahip olmadklar halde ince olarak tldklerinde nemli ortamda ve normal scaklkta kalsiyum hidroksitle tepkimeye girerek balayc zellikte bileikler oluturan doal veya yapay maddelerdir. Puzolonik maddelerin zellii; yksek miktarda SiO2 ve Al2O3 iermeleridir. Bu nedenle Ca(OH)2 ile tepkimeleri kolaydr ve bu zellikleri nedeniyle balayc zellik gsterirler. ou doal puzolonik maddeler volkanik kkenli olup, en ok bilineni tflerdir. Puzolan terimi, Napoli Krfezindeki Vezv Da yaknndaki Puzzuoliden kaynaklanmaktadr. Almanyada Rhenish tras ve Bavarlan tras olarak bilinen benzer trdeki materyal imento retiminde katk maddesi olarak kullanlmaktadr. Dier lkelerde volkanik kayalar yannda, deiik silisli sedimanter yataklar bu kapsam ierisindedir. Doal puzolanlarn, puzolonik aktivite ve kimyasal zelliklerinde baz norm deerler aranmaktadr. Kimyasal zellikler asndan; SiO2 (en az %25) + Al2O3 + Fe2O3 toplamnn en az %70 olmas, MgO miktarnn %5, SO3 miktarnn %3 ve rutubet orannn %10dan az olmas istenir. lkemizde imento sanayinde doal puzolonik katk maddesi olarak, tras ve bazik nitelikli volkanik ilevlerin bir rn olarak oluan doal cruflar yaygn olarak kullanlmaktadr. Puzolanlarn kullanlmas ile portland imentolar betonunda salanacak yararlarn bazlar unlardr: 1. Piriz sresi azaltlarak sertlik ve elastikiyetin ayarlanmas salanr. 2. Rtre (Bzlme,klcal atlak. Taze veya prizini almam betonun su kaybederek veya ortam ile scaklk farklarndan dolay bzlerek atlak olumas) sonucu artan koruma, dklme ve hacim klmesinin dzenlenmesi temin edilir. 3. Artan su talebinin giderilmesi salanr. 4. Donmaya ve erimeye kar mukavemet temin edilmi olur. Bugn portland imentosu ve puzolanlarn yksek miktarlarda kartrlmas ile yaplan katkl portland imentosunun betonlarda kalite ve kymeti artrd ispatlanmtr. Bu durumun salad balca avantajlar ise unlardr: 1. 2. Beton ve harcn ilenebilme kabiliyetini dzenler. Daha dk hidrasyon ve termal fire ss verir. 12

3. Su geirmezliini artrr. 4. zellikle I. tip imentolarda, deniz suyu ve slfat reaksiyonlarna kar diren salar. 5. Hacim bymesini dzenler ve atlama ile krlmalara kar diren temin eder. 6. Plastiklik ve basn-darbe-i mukavemet zelliklerinin ayarlanmasn salar. 7. Alkali agrega arasndaki reaksiyonlarn tepkisini azaltr. 8. Ykanma ve ayrlma ile erimeye kar daha fazla mukavemet temin eder. 9. Daha dk fiyat ve retimde enerji ile yakt tasarrufu salar. Doal olarak teekkl eden puzolanik maddeler aada belirtilen tipleri ihtiva ederler: 1. Killer ve eller a) Montmorillonit tipleri b) Kaolenit tipleri c) llit tipleri 2. Opal ve benzeri malzemeler a) Opal ve benzeri eyller b) Diyatome topra c) rtler 3. Volkanik tfler ve snger talar a) Riyolit tipi b) Andezit tipi c) Fonolit tipi d) Bazalt tipi Doal puzolanlarn pek ou, gsterdikleri puzolanik aktivite zelliklerini bir veya be madde halindeki materyallerin kombinasyonuna borludur. Bu materyaller: 1. 2. 3. 4. 5. Volkanik cam, Opal, Kil mineralleri, Zeolitler, Alminyum hidroksitlerdir

Killer ve eyllerin aktif puzolanlar haline getirilebilmesi iin genellikle 430 ile 1100 C arasnda kalsinasyon ilemine tabi tutulmas gerekir. Opal ve benzeri malzemeler, kalsinasyon sonucu hasl olan puzolanik aktiviteye nazaran daha elverili olabilir veya ierdikleri minerallere gre bu durumun aksi de mmkndr. Durum puzolanik aktivite testi ile saptanr. Volkanik tfler ve snger talar kalsinasyon ile nadiren istifadeli hale gelirler. Normal olarak dorudan kullanlrlar. Doal puzolanlarn pek ounun beton imalinde elverili olarak kullanlabilmesi iin ok ince tmeye tabi tutulmas gerekir. Doal puzolanlara kalsinasyon prosesleri esnasnda kimyasal maddeler (rnein alkaliler gibi) ilavesi ile daha elverili duruma getirilebilir. Yaplan birok deneylerde yksek oranlarda %50 SiO2 ieren puzolanlar istenilen zellikleri ortaya kmasna daha da yardmc olmaktadr. Bununla beraber bilinen baz iyi

13

kalite puzolanlar %40 civarnda SiO2 ierirler. Baz puzolanlar ise farkl olarak %10 alkaliler, %20 kalsit, %30 almina, %20 demiroksit, %15 karbon ve dier mineralleri ierirler. Puzolanlarn petrografik tayinleri, imento malzemesi olarak kullanlabilmelerinde gvenilir bir iaret saylmaz. nk; ayn petrografik snflandrmaya ait olan puzolanlardaki farkl kimyasal bileimlerde aktif maddeler ierebilirler. rnein; snger talar normal olarak kendilerine zg puzolanik aktivitelerini volkanik cam yaplarna borludurlar. Fakat baz eitleri ise opal ve killeri ierirler. Hidrotermal olarak altere olmu ve ayrm riyolit tfler, normal olarak volkanik tflerde bulunan cam yerine yksek miktarda zeolitleri veya kil minerallerini de ierebilirler. Dier yandan aktif bileim tipleri sadece gvenilir bir kriter deildir, nk % miktarlar ok geni limitler ierisinde deimektedir. Puzolanik maddelerde fiziksel nitelikler; zgl arlk, tane ekli, porozite ve incelik ok yakndan puzolanik aktivite ile ilgidir. Puzolanik maddelerin zgl arlklar 2.3-2.8 gr/cm3 arasnda deiir. Portland imentosunda ise zgl arlk 3.1-3.2. gr/cm3 arasndadr. Puzolanik maddeler olduka yksek gzenekli, sivri keli ve olduka da ince tanecik yapsna sahip olup fazla miktarda su tutma yeteneine sahiptirler. Btn bu fiziksel ve kimyasal nitelikler uygulama olanaklarna ve taze betonun su talebine tesir eder ki bunlar phesiz sertlemi betonun deiik zelliklerine etki eden en nemli faktrlerdir. Yapay puzolanlar, endstride tali rnler veya artklar olarak elde edilirler ve uucu kl ierirler. rnein, toz haline getirilmi kmr yakan enerji retim tesislerinde SiO2 dumanla ykselerek bacalarda tutulup uucu klleri meydana getirirler. Yksek SiO 2 ieren killi toprak ve eyllerin piirilmesi (kalsinasyonu) ile oluan tulalar da uucu kl zelliklerinde olmaktadr. Ayrca yanm petrol tabakalar ve baz cruflar da yapay puzolan olarak kullanlabilirler. Ayrca yapay olarak elde edilen yksek frn crufu ve uucu kller de puzolonik zellie sahip olup katk maddesi olarak kullanlmaktadr. imento maliyetlerinin drlmesi asndan katk maddelerinin yksek oranda katlabilir kalitede olmalar nemlidir. Puzolonik aktivite deerleri ile znm kalnt oranlar, katlabilirlik orann belirleyen faktrler olup, katlm oran genellikle %10-40 arasnda deimektedir. 2.2.2. Uucu Kller Uucu kller ya da pulverize yakt klleri, zellikle elektrik retim tesislerinin pulverize kmr ile ileyen frnlarnn toz tutma nitelerinden salanan materyallerdir. Kzdrma kayplar 1 saatte %5i gememelidir. Kzdrma kayb %5-7 arasnda ise kl koullu olarak imentoda kullanlabilir. Kalkersi ve silissi olmak zere iki trl uucu kl mevcuttur. Kalkersi uucu klde reaktif CaO % 10dan fazladr. Silissi uucu klde reaktif SiO2 % 25den fazla olmaldr. Kresel biimde olup, SiO2, Al2O3 ve Fe2O3 ierirler. Dier puzolonik maddeler gibi, Ca(OH)2 ile tepkimelerinde hidrolik balayc nitelik kazanrlar. Dier taraftan yanm karbon kalntlarn da iermesi olasdr. Bu da imento ve beton mukavemetlerine olumsuz ynde etki yapar. Uucu kllerin spesifik yzeyi ne kadar bykse reaktivitesi de o kadar yksektir. Yksek frnda pik demir elde edilirken demir cevheri iindeki SiO2 ve Al2O3 ieren safszlklar yumuatc olarak katlan kalkerdeki CaO tarafndan balanr. Bu ekilde oluan crufun bileimi portland imentosuna byk benzerlik gsterir. Frn knda hzla soutulmas ve en az 2/3 orannda cams faz iermesi gerekir. Ayrca iindeki CaO, MgO, ve SiO2 miktarlar toplam gene en az 2/3 orannda olmaldr. (CaO + MgO)/SiO2 orantsnn ise 1den fazla olmas istenmektedir.

14

Uucu kllerin spesifik yzey alan deerleri 1.000-4.000 cm2/gr arasnda deimektedir. Kl partikllerinin tane boyu ise 0.5-200 mikron arasndadr. ri taneli uucu kllerden istenen imentoyu retmek iin jips ve klinker ile tmeye tabi tutulmas gerekmektedir. Kl kalitesi ve zelliklerine bal olarak Uucu Kll imento retiminde %10-30 orannda, Katkl imento retiminde de dier katk maddeleri ile birlikte toplam %19 orannda katlabilmektedir. 2.2.3. Alta Alta, kimyasal bileimi kalsiyum slfat olan bir mineraldir. Bileiminde iki molekl kristalizasyon suyu bulunan trne jips (CaSO42H2O) ve susuz kalsiyum slfat mineraline de anhidrit (CaSO4) denir. Susuz kalsiyum slfat ise anhidrit (CaSO4) olarak adlandrlr. Kalsiyum slfat mineralleri evoporit oluumlu yataklarn tipik mineralleri olup; her birinin ayr ayr bulunduu yataklar olmasna ramen genellikle bu iki hammadde birlikte bulunur. Dnyada bilinen ve iletilen al ta yataklar ok yaygn olmakla beraber, toplam rezervin byk bir blm, pek ok lkede anhidritten olumaktadr. Fakat buna karlk anhidrit jipse oranla daha az ekonomik nemi olan bir mineraldir ve daha az kullanma alan vardr. imento sanayi alannda genellikle jips kullanlmaktadr. Alta terimi al yapmna uygun kaya-mineral olarak kullanld zamanda jips ve anhidrit iin de ekonomik olarak kullanlmaktadr. Gerek jips gerekse anhidrit hibir zaman saf halde bulunmazlar. Bu iki mineralden her biri yar dengeli olup biri dierine dnebilmektedir. Ayrca alta yataklarna oluum srasnda veya sonradan yabanc maddeler karm olabilir. Bu yabanc maddelerin balcalar; kalker, dolomit, manyezit, tuzlar, kil mineralleri, dier slfatlar, metal oksitli bileikler ve silis asitli bileikler olabilir. Alta imento sanayinde genellikle maden ocandan kt kalitesi ile hibir ileme tabi tutmakszn kullanlmaktadr. Bunun sonucu olarak alta ancak %85-95 saflkta bulunmaktadr. imento sanayinde genellikle maden ocandan kt kalitesi ile hibir ileme tabi tutulmakszn kullanlmaktadr. Anhidrit: CaSO4 kimyasal bileiminde, susuz kalsiyum slfat olup, yapsna kristalizasyon suyunu kolayca alarak CaSO4.2H2O kimyasal bileiminde olan jipse dnr. Anhidrit, suda kolay znen bir mineral olup 100 gr suda 0.3 gr erir. Bu zelliin sebebi ile anhidrit yataklar kurak olmayan blgelerde mostra vermez. Ancak olduka dik eimli yamalarla anmann fazla olduu yerlerde anhidrit rastlanr. Bitkilerin bulunduu kesimlerde suyun tutulmas sonucu anhidrit jipse dnr. Anhidrit, ounlukla ak gri ve mavimsi gri renktedir. Mikroskop altnda taneli veya kristal kmesi yahut da keemsi bir doku gsterir. Jips: Sulu kalsiyum slfat kimyasal bileiminde olup monoklinal sistemde kristallenir. Sertlii mohr leine gre 2 (trnakla izilebilir) olup, anhidritin ise sertlii 3-3.5 arasnda olmas ile kolayca ayrt edilebilir. Jipsin zgl arl 2.5-2.4 gr/cm3 anhidritin ise 2.7-3.0 gr/cm3dr. Jipsin kristalleri ounlukla byk ve zel grnl, parlak yzeyli olduu gibi mzrak ve krlang kuyruu eklinde ikizleri de bulunmaktadr. Jipsin rengi genellikle beyaz ve beyazms gridir. erisinde tali olarak bulunan yabanc maddeler jipse deiik renk verir. rnein, bitm siyah rengi, demir oksitli bileikler krmzms rengi vermektedirler. Petrografik bakmdan jips kayalarnn ou tanelidir. Ekonomik deer bakmndan tane aplar ile kalsiyum slfat ierii arasnda bir bant bulunmaktadr. Yabanc madde etrafnda oluan kristalleri iri taneli olurlar. Halbuki saf olarak oluan kristalleri daha kktr. Baz yataklarda da jips lifli kristaller kee gibi birbirine gemi ktleler halindedir. Alta 100 C kadar stld zaman kristal suyunun bir ksmnn kaybederek yar hidrat (CaSO4.1/2 H2O) a dnr. Buna yanm jips veya al denir. Yar hidratl alnn

15

kristalleri benzer olan alfa ve beta olarak bilinen iki eidi vardr. Beta alnn enerjisi ve suda znrl daha yksek olmasna karlk alfa al daha youn ve dayankl rnler retiminde kullanlr. Alfa al 970 C scaklkta doygun bir ortamda, beta al ise 1000 C scaklkta ve atmosferik basnta doygun olmayan bir ortamda oluur. Yar hidrat halindeki al toz halinde ince tlm olarak su ile kartrldnda bir bulama haline getirildiinde abuk katlaarak ince lifli birbirine grift olmu jips kristalciklerinden ibaret bir ktle halini alr. Bu zellik inaat vb. alanlarda kullanlmasn salar. Alta teknikte 120-1800 Cde sudan kurtarlr. Elde edilen ve stukjips adn alan rn yar hidrat aldan daha az su ierir. 190-2000 Cde stukjipsten geriye kalan su da karak susuz stukjips meydana gelir. Susuz stukjips su ile ok abuk birletii iin pratik olarak kullanlmasna imkan yoktur. Stukjips 5000 Cye kadar stld zaman sertleme kabiliyetini kaybeder, daha yksek scaklktaki frnlarda 800-9000 Cde yaklma sonucu estrikjips oluur ki ince toz halinde su ile kartrlmasnda 24 saat veya daha uzun sre sonra yava yava sertleir. 1000-1200 0 Cde yaklan jips ksmen CaO ve SO2ya ayrr ve bu suretle bazik kalsiyum slfat (CaO CaSO4) elde edilir. Bazik kalsiyum slfat su ile muamelede yine sertleme kabiliyetini kazanr. Bu zelliinden yararlanlarak al tandan kkrt, slfat asidi ve imento reten tesisler kurulmaya balanmtr. ngiltere ve Avusturyada uygulanan The Mller-Khne prosesinde kavrulmu ve tlm al ta, kil, kum ve kok kmr dner frnda 1200-14000 Cde stlarak kalsiyum slfat, kalkere indirgenir ve geri kalan yk ile birleerek klinkeri oluturur. Bu arada oluan ve yaklak %9a kadar SO2 ieren gazlar slfrik aside dnmeden nce tozlardan temizlenmek zere siklonlardan ve daha sonra da saflatrma sisteminden geirilir. Bu proses ile 1.7 ton al tandan 1 ton slfirik asit ve yaklak 0.95 ton klinker retilmektedir. Jips yada jibs-anhidrid karmn ieren hammaddeler son tme prosesinde %3-5 orannda klinker ve/veya dier katk maddeleriyle birlikte tlerek deiik tr imentolar retilmektedir. Alta gibi slfat ierikli maddelerin katlmas imentonun donma sresinin ayarlanmasnda (piriz sresini geciktirir) etkili rol oynamaktadr. Al tann jips olmas ve mmkn olduu kadar saf, mineralojik ve kimyasal adan homojen ve ucuz olmas istenir. imento sanayi dalnda kullanlacak al tandaki safszlklarn imentoya zararl olmamas istenir. Al talarnda genellikle grlen ve istenmeyen safszlklar unlardr: 1. Al tann bnyesinde serbest silis asidi ve bilhassa kalsedon, opal, rt, sileks gibi maddelerin bulunmamas gerekir. Bu maddeler, tme srasnda sorun yaratt gibi imento ierisinde kalnt miktarnn da artmasna neden olurlar. 2. Al tann oluumu esnasnda evaporit kel ortamnda bulunan MgCl, NaCl, KCl gibi tuzlarn bulunmamas gerekir. Bu gibi tuzlar suda kolayca eriyerek harcn yapsnn bozulmasna sebep olmaktadr. 3. Al tanda, alkali bakmdan yksek ve hidratlama zelliine sahip serpantin, talk gibi kayalar ile su aldnda hacim deimesi gsteren bentonitik kil minerallerinin olmamas gerekir. 4. Serbest kkrt ve slfrl bileikler ile organik asitlerin bulunmas imento harcnda zararl olduu iin istenmez.

16

Trkiyedeki al ta oluumlarnn blgeler itibar ile dalm Tablo 7de verilmitir. Tablo 7. Trkiyedeki Al Ta Oluumlarnn Blgelere Gre Dalm BLGE Marmara Ege Akdeniz Anadolu Karadeniz Dou Anadolu Gney Dou Anadolu TOPLAM 2.2.4. Silis Duman Silis duman silisli metal ve ferro-silisyum alamlarnn retiminin yan rndr. Eskiden atlan bu madde imdi inaat malzemelerinin yapmnda kullanlmaktadr. Rengi gridir, yn younluu 0.15-0.4 t/m3 tr. CEM II ve IV tip imentolarda katk olarak kullanlr. ok ince taneli olduundan imentonun hidratasyonu srasnda iri imento tanelerinin arasna girerek burada skan suyu dar iter. imento harcndaki CH ile tepkimeye girerek puzolanik C-S-H jeli oluturur. Bu olumlu etkiye karn silis duman tanelerinin oluturduu byk yzey alan su ihtiyacn arttrr, bu da harcn kvamn olumsuz etkilemektedir. Sper akkanlatrc kimyasal katklardaki gelimelerle yksek dayanml ve yksek performansl betonlarda kullanm artmtr. SiO2 = %85 ile %98 aras, tane bykl (ortalama): 0,1 ile 0,5 m aras, kresel tanecikler, genellikle topaklam, cams yapda. 2.2.5. Demir Cevheri Sanayinin en nemli hammaddelerinden birini oluturan demir, saf halde gm parlaklnda olup kolayca oksitlendiinden doada nabit (serbest) halde ender olarak bulunur. Demir cevherleri oksitler, slfrler, slfatlar ve karbonatlar olmak zere drt grupta toplanrlar. 1. Oksitli Demir Cevherleri a) Manyetit (FeO.Fe2O3 veya Fe3O4) b) Hematit-Olijist (Fe2O3) c) Gtit (Fe2O3.H2O) d) Limonit (H2F2O4.(H2O)X veya 2Fe2O3.3H2O) 2. Slfrl Demir Cevherleri a) Pirotin (FeS.(S) veya Fe5S7 ile Fe16S17 aras) b) Pirit (FeS2) Kbik kristalli c) Markasit (FeS2) Rombik kristalli 3. Slfatl Demir Cevherleri a) Melenterit (FeSO4) REZERV (Milyon Ton) Grnr Potansiyel 1 2 2 6 349 137 65 12 566 3.042 562 206 104 3.922

17

4. Karbonatl Demir Cevherleri a) Siderit (FeCO3) Demir cevherleri iinde demir elik sanayinde en ok kullanlanlar; manyetit, hematit, limonit ve siderittir. imento sanayinde kullanlanlar ise; Hematit-olijist, gtit ve limonittir. Demir yannda almina kayna olarak da imento sanayinde amozit ((Mg,Fe)4Al4Si2O12.10H2O) ve tringit (3FeO.Al2O32SiO2.3H2O) kullanlabilir. imento sanayinde kullanlan hematit ve limonitin mineralojik zelliklerine aada deinilmitir. Hematit: Kristalleri kaln veya ince levhams ekillerde olur. Yaprams eklinde olanna demirgl denir. Jel durumdan kristallenmi duruma geen hematit, nl, klms, bbreimsi olur ve st yumrulu yapda bulunur. Hematit metal parltl ve donuk olabilir. Rengi kristal durumda demir siyah ve bazen de alaca, agrega halindeyken de krmzdr. izgi rengi krmzmsdr. Kolay krlr, krlma yzeyi midye kabuu eklindedir. Sertlii 6.5, zgl arl 5.2 gr/cm3dr. Hematitin bileiminde % 70 Fe ve % 30 oksijen vardr. ounlukla FeTiO3 (lmenit) ve MgTiO3 ile izomorf olarak bulunur. Toz halinde iken asitlerde znr. Hematit, hidrotermal, pnmatolitik, metazomatik ve metamorfik olarak bulunur ve magnetitin deimesinden de oluur. Hematitin deimesinden limonit oluur. Limonit: Ksmen amorf ve ksmen de rombosal sistemde kristallenmi olan limonitte eitliyapda demir hidroksitler bulunur. Bununla beraber kriptokristalli demirhidroksitler de vardr. st yzeyi yumrulu, salkmms olup, nl, klms, sert olduu gibi, sk, oolitli gevrek ve toprams olarak da bulunur. Rengi sarms kahverengi, krmzms kahverengi ve siyahmsdr. izgi rengi ise daima kahverengidir. Salkmms veya yumrulu olann st ounlukla parlatlm gibi dz ve siyah olur. Sertlii 5-5.3 arasnda deiir. zgl arl 3.34-4.30 gr/cm3dr. Kzdrldnda bileimindeki su azalr ve rengi krmzlar. Limonit ok yaygn ve her yerde bulunduu gibi arasra byk yataklar yapan bir mineraldir. Talarn ve topraklarn kahverengi ve krmzms renkleri limonitten ileri gelir. Siderit, pirit, hematit, magnetit ve baka btn demirli minerallerin ve demirli talarn deimesi ve su almasndan oluur. Bundan dolay demirli minerallerin deiim zonu iin karakteristik bir mineral saylr. Demiri ok olan kaynak, gl ve baka sularn zeltisi olarak da olutuu grlr. Limonit, oluumu ve grnne gre eitli trlere ayrlr. Yumrulu limonit, st yzeyi yumrulu, parltl, siyahms olur ve ii ise krmzms kahverengidir. izgi rengi daima kahverengi olup jel olarak kelir. Oolitli limonit, uzak limonit oolitlerinin bir arada toplanmas ve kalker, kil, sileks gibi maddelerin, imento roln oynayarak yaptrmas ile oluur. Bat Avrupa lkelerinden bazlarnda ok bulunan ve minette denilen demir madeni de oolitli limonittir. Toprams limonit, okker, ounlukla bataklk ve akmayan gllerde oluan toprak yapl limonittir. Baya limonit, sk ktle olarak bulunan limonit olup, balca demirli minerallerin deimesinden oluur. Saf limonitte % 82 Fe2O3 ve % 14 H2O vardr. imento sanayinde kullanlacak olan demir cevherinin mineralojik ve kimyasal bileiminde imentoya zarar verecek maddelerin, zararl imprutelerin bulunmamas gerekir. Demir cevherinden gelebilecek yabanc ve zararl maddelerin imento iin genel dzeydeki snrlar aada verilmitir: Kkrt: Demir cevherinin ierisinde pirit, markasit veya dier bileikler halinde bulunur. Istld zaman SO2 ve H2S verdii ve zararl olduundan demir cevherinde mmkn olduu kadar az bulunmas istenir. Snr deer: % 0.25-1.00.

18

Arsenik: Arsenopirit (FeAsS), realgar (AsS) ve orpiment (As2S3) mineralleri olarak bulunabilir. Istld zaman kkrt gaz ve arseniin korozif, istenmeyen bileikleri meydana gelir. Snr deer: % 0.5. Serbest Silis Asidi: Demir cevherinin oluumu esnasnda gang olarak kuvars ok defa bulunduu gibi sedimanter oluumlu yataklarda parajener olarak da silis asidinin (SiO2) meydana getirdii; sileks, kalsedon, rt bulunur. Bunlar serbest silisi oluturduklar iin klinkerizasyon esnasnda sorun yarattklar gibi krma-tme ilemlerinde de ypratc olurlar. Snr deer: %1. Fosfor: Bilhassa sedimanter demir yataklarnda organizmalarn bakiyesi olarak fosforlu minerallere ok rastlanr. Apatit (Ca5F.(PO4)3), vivianit (Fe3.(PO4)2.8H2O) ve fosforit olarak bulunur. Istld zaman fosforik asid ve istenmeyen dier iddetli korozyon yapan bileikler oluur. Snr deer: % 0.5. Klinkerde %0.5ten az P2O5in olumsuz etkisi gzlemlenmemitir. %0.5ten ok P2O5 ise piirmeyi olumsuz etkiler, dolays ile serbest kireci arttrr, rnn erken dayanmn azaltr, priz sresini geciktirir. Atklarn yakt ya da ikincil hammaddeler olarak kullanm arttka fosfordan kaynaklanan rn sorunlar (koyu renk noktalarn belirmesi gibi) da artmtr. Klor: Sedimanter demir yataklarnda ve baz hidrotermal oluumlarda klorr, iyodr, bromr gibi halojenlerin alkali tuzlar veya demirin halojenler ile bileikleri halinde bulunabilirler. iddetli korozif olduklar iin gerek demir cevheri ve gerekse imento hammaddesi ierisinde istenmezler. rnn erken dayanmn arttrsa da frn n-stcda sarma, buharlama, kemer oluumu gibi sorunlara yol aar, su buhar ile birleerek donatlarn korozyona uramasna neden olur. Son yllarda atklarn ikincil yakt olarak kullanmnn artmas ile klor sorunu bymtr. Baz fabrikalar bu nedenle frn-kule arasndan aldklar gazn %5-10 kadarn tozundan temizledikten sonra dar atarak (baypas ederek) iletme sorunlarn azaltma yoluna gitmektedirler. Demir cevherinin iinde demirle birlikte ayn parajeneze giren metalik cevherler ile tali derecede krom, bakr, nikel, kurun, manganez ve kobalt elementlerinin eitli bileikleri ve bu bileiklerin mineralleri de bulunabilir. Bunlarn varlklar imento rengine etki eder ve % 1i gememeleri istenir. Trkiyedeki demir oluumlarnn blgeler itibar ile dalm Tablo 8de verilmitir. Tablo 8. Trkiyedeki Demir Oluumlarnn Blgelere Gre Dalm BLGE Marmara Ege Akdeniz Anadolu Karadeniz Dou Anadolu Gney Dou Anadolu TOPLAM REZERV (Milyon Ton) Grnr Potansiyel 98.2 2.0 11.0 17.0 30.9 51.2 170.6 56.5 0.2 9.9 129.8 119.9 440.7 256.5

19

2.2.6. Yakt Klinkerin piirilmesinde doal gaz, fueloil veya kmr kullanlr. Son yllarda bu yaktlarn yannda lastikler, yanabilen artklar, kimyasal proseslerden elde edilen artklar, dier yanabilen odun, odun kmr turbas, veya pirin kabuu gibi yanabilen maddeler de kullanm alanna girmitir. Yaktlarn birou yand zaman SO2 veren kkrt ierir. Bunun yannda kat yaktlarn bnyesinde belirli miktarda kl vardr. Klinker retimi iin hammaddelerin seiminde her ikisi de dikkate alnmaldr. Yakttaki kkrt, klinkerdeki toplam slfat miktarn etkiler. nk yanma srasnda oluan btn SO2, CaCO3/CaO, K2O ve Na2O (hammaddedeki ile) reaksiyona girer. Byle ilave kkrt miktar, alkali slfatlama derecesinin tayininden nce klinkerin hesaplanan slfat miktarna ilave edilmelidir. Alkali ve slfat konsantrasyonlar ynnden hammaddelerin kalitesi incelenirken bu durum gz nne alnmaldr. Yaktlar ayrlr: a) Kat Yaktlar b) Sv Yaktlar c) Gaz Yaktlar Kat Yaktlar Antrasit, linyit, ta kmr, asfaltit ve rafineri art olan petrol koku imento dner frnlarnda kullanlan baka kat yakt trleridir. Bunlardan baka son senelerde n kalsinasyon sistemlerinde eski araba lastikleri, ehir pleri vb. gibi eyler yaklarak kullanlmaktadr. Btn bunlarn iersinde en ok kullanlan kmr trleridir. Kmrn kullanlmadan nce dikkatli bir ekilde yanma artlarna uygun hazrlanmas gerekir. Her eyden nce kmrn yeterli incelie kadar tlmesi ve iyice kurutulmas arttr. Frna verilecek kmrn; rutubeti, incelii ve uucu madde miktar yanma tarzn ve alev formunu tayin eder. Bunlardaki deiik alev formunda dalgalanmalara sebep olur. Kmr fazla iri ise taneler sinterde tam yanmaya hatta tutumaya bile frsat bulamadan frn giriine srklenir. Kmr ne kadar ince tlrse tutuma ve yanma sresi de o kadar ksa olur. Yanma ksa srede bittii iin alev scakl da fazla olur. O halde kmr tme esnasnda patlama ve patlamaya meydan vermemek kaydyla mmkn mertebe ince tmek gerekir. Sv Yaktlar Sv yaktlar plverize edici bir dze (daralan ksm) yardm ile basn altnda frna pskrtlrler. Burada havann tayc grevi olmad iin primer hava oran kmre nazaran daha azdr. Dze ap ve basn plverize tane boyunu tayin eder. Sv yakt olarak dner. Frnlarda daha ziyade 6 numaral fueloil kullanlr. Fueloil ile alrken ksa ve toplu bir alev elde edebilmek iin mmkn olan en kk apl tanelerin elde edilmesi gerekir. Bu da dze ap basn ve aktn ss ile ilgilidir. Dze ap klmesi basncn artmas ve yakt scaklnn artmas yaktn nice plverize olmasn

20

salar. 6 numara fueloil 120-130 Cye kadar stlabilir. 120-130 Cnin zerinde ful-oil kaynamaya baladndan pompann verimi der ve frna yeterli yakt basmaz. Fuel-oilin 120-130 Cye kadar stlmas pompa sonras olur. Pompa ncesi gnlk yakt tanknda s maksimum 80 Cye kadar karlmaldr. Yakt scakl 80Cnin zerine kt zaman yakt pompalarnn zellii gerei hava yapar ve frna yakt basmaz. Bu nedenle hem gnlk yakt tanknn hem de pompa sonras fuel-oil stclarnn buhar hatt zerine termostatla kumanda edilir, elektrikli vanalar konmaldr. (Yeni sistemlerin hepsinde vardr.) Gaz Yaktlar Bu gazlar genellikle petrol kuyularndan veya gaz kuyularndan kan doal gazlardr. Issal deerleri 8000-9000 kcal/Nm3dr ve genellikle parafin ihtiva ederler. Takriben 200 Aklk bir basnla yeryzne kan gazlarn dner frnlarda yaklabilmesi iin nce parafinden temizlenmesi gerekir. Bilahare basn reglatrlerinde basnc 6 Akye drlerek dner frna verilirler. Kazan dairelerinde suyun stlmas ile elde edilen buhar, imento fabrikalarnda birinci planda fueloili stmak iin kullanlr. Buhar basnc ne kadar yksek olursa buharn scakl da o kadar yksek olur. Dner frnda yaklan fueloilin randmanl yanmas iin 120-130 C civarnda bir scakla kadar stmak gerekir. ayet buhar basnc dk olursa bu scakla erimek mmkn deildir. Byle hallerde kazanc ikaz edilerek buhar basncnn ykseltilmesi salanlmaldr. 2.2.7. Dier kincil (Minr) Oksitler Magnezyum oksit: Toplamda %5 ile snrlandrlr, % 2-3 de allr, daha yksek olursa betonda, harta serbest kirecin yapt gibi genlemelere, atlak oluumuna yol aar. Alkaliler: Sodyum ve potasyum znen ve znmeyen oksit ve tuzlarnn toplamdr. znen alkaliler ounlukla slfatlardr, ham maddede ve yakttaki kkrtle birleerek oluurlar. deal durum her bir mol alkaliye karlk bir mol slfatn bulunmasdr. imentonun erken dayanmna olumlu katklar vardr. znmeyen alkaliler ortamdaki SO2 ile doyurulamad iin slfatlamam, silikat ve alminat kristalleri iinde kalanlardr. inko: Klinkerde %0.5ten az ZnOun olumsuz etkisi yoktur. Artarsa priz sresini geciktirir, dayanm art hzn olumsuz etkiler. Son yllarda atk maddelerin ikincil hammadde ve yakt olarak kullanm artmaktadr. Bu znde iyidir, maliyetleri azaltr, evre korunmasna olumlu bir katkdr, ancak fabrikaya her yeni giren malzeme potansiyel bir sorun kaynadr. Detayl almalar yaplmadan bu alanda yaplacak atlmlar iletmede ve rn kalitesinde sorunlar yaratabilir.

Kire Tanmlar

21

Sndrlmemi Kalker Kireci (CaO): Sndrlmemi kalker kireci paralar haline getirilmi doal kiretann zel frnlarda 900 1000C scaklkta kzdrlmas suretiyle elde edilen ve su ile muamele edilmesi sonucu s kararak sndrlm kalker kireci (kalsiyum hidroksit, Ca(OH)2 ) haline gelebilen balayc bir malzemedir. Sndrlmemi Dolomit Kireci (CaO + MgO): Sndrlmemi dolomit kireci paralar haline getirilmi dolomitik kire tann, zel frnlarda 900 1000C scaklkta kzdrlmas suretiyle elde edilen ve su ile muamelesi sonucu s kararak sndrlm dolomit kireci (Kalsiyum hidroksit + Magnezyum hidroksit, 2 Ca(OH)2 + 2 Mg(OH)2) haline gelebilen balayc bir malzemedir. Sndrlmemi Toz Kalker Kireci: Sndrlmemi toz kalker kireci, sndrlmemi kalker kirecinin tlerek belirli incelie getirilmi halidir. Sndrlmemi Toz Dolomit Kireci: Sndrlmemi toz dolomit kireci, sndrlmemi dolomit kirecinin tlerek belirli incelie getirilmi halidir. Sndrlm Kalker Kireci Hamuru: Kalker kireci hamuru, sndrlmemi para kalker kirecinin sndrlerek hamur kvamna getirilmi halidir. Sndrlm Dolomit Kireci Hamuru: Dolomit kireci hamuru, sndrlmemi para dolomit kirecinin, sndrlerek hamur kvamna getirilmesidir. Sndrlm Toz Kalker Kireci: Sndrlm toz kalker kireci, sndrlmemi kalker kirecinin sndrlmesi ve toz haline getirilmesi ile elde edilen sndrlm kiretir. Sndrlm Toz Dolomit Kireci: Sndrlm toz dolomit kireci, sndrlmemi dolomit kirecinin sndrlmesi ve toz haline getirilmesi ile elde edilen sndrlm kiretir. imentoyu oluturan drt temel oksit ve kaynaklar CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 Kalker / Kireta Kil / ist /Kum Kil / ist / Boksit Kil / ist / Demir cevheri / Pirit Kl %63-67 %20-24 %3-6 %1-3

imentoda istenmeyen safszlklar, kaynaklar ve snr deerleri Alkaliler: Kkrt: Klor: MgO: Na2O ve K2O, Kil ve eyl, < 1 %, Pirit (FeS2), Yakt, < 1 %, Kil ve eyl, tuzlu sular, < 0.015 % Dolomit CaMg(CO3)2, 2.5 to 3.0 %.

Hammadde bileiminin piebilirlik zerine etkisi G PEN FARN: Kire yada SiO2 Silis miktarnn yksek, demir, almina, magnezyum ve alkali gibi kolay eriyen maddelerin dk olmas ile karakterize edilir. Bu durumda ham karmn pimesi gleir yksek S.M. sv faz azaltr ve pime scakln artrr ve yksek serbest kireli imento retimine yol aar. Byle bir karm frndaki kabuk / Anzast oluumunun ortadan kaldrlmasna ve frn tulalarnn abuk ypranmasna yol aarak klinker maliyetlerini ykseltir. KOLAY PEN FARN: Olduka dk kire yzdesi ve kolay ergiyen komponentlerin fazla miktarda bulunmas ile karakterize edilir. Byle bir hammadde oluumu kolay anzast oluumu salar frn mantosundan radyasyonla s kaybn azaltr, tula mrn uzatr ve klinker maliyetlerini drr. 2.3. imento Modlleri

22

2.3.1. Kire Doygunluk Katsays (LSF) Ham karmdaki yksek kire oran klinker minerallerinin olumas iin gereklidir; bu kirecin dier nemli oksit ile birlemesi de zorunludur. Oranlama formlleri (modlleri) asit oksitlerin kirele en uygun hangi oranlarda birleebileceini gsterir. Kirecin doymamas dier oksitlerle yeterince birleemeyip bir miktarnn serbest kalmasn belirtir, Cfr (:s.CaO) ile gsterilen serbest kire imento ve harta olumsuz etki yapar.
LSF = 100 C 2.8S +1.18 A + 0.65 F

CaO=C; SiO2=S; Al2O3=A; Fe2O3=F LSF=100 en uygun C miktarn gsterir. Klinker iin uygun LSF blgesi = 90-102dir; >97 deerleri iyidir. Yksek erken dayanml imentolar 95-98 aralnda elde edilir. Yksek LSF deerlerinin piirme sresini uzattn da unutmamak gerekir. 2.3.2. Silis Modl (SM) Bu modl klinkerleme evresinde tepkimeye giren maddelerin Kat/Sv orann gsterir. Klinkerleme scaklnda Sin ou kat evrededir (Alit ve Belit); dier oksitler (A ve F) erimilerdir, katlar arasnda balayc sv olarak ilev yaparlar. letme iin uygun SM deerleri 2.5-3.5 aralndadr. Pek ok fabrika 2.3-2.8 blgesinde almay tercih etmektedir. Yksek SM deerlerinin piirme sresini uzattn da unutmamak gerekir.
SM = S (A + F)

2.3.3. Almina Modl (AM) Klinkerleme scaklnda bu iki oksit (A ve F) sv evrededir. Bu nedenle AM tepkime karmnn sv evresinin bileimini belirler. F yksek olursa (dk AM) eriyiin kvam azalr. AM < 0.638 olduunda C3A minerali oluamaz. C3A max %5 olan imentolar slfata dayankldrlar. ou imento iin AM=1.8-2.8dir, ancak son zamanlarda iletmeler AM deerlerini 1.3-1.5 aralnda tutmaktadrlar.
AM = A F

2.3.4. Kzdrma Kayb Kireta stldnda oluan kalsinasyon = dekarbonizasyon tepkimesi sonucunda CO2 aa kar, buna kzdrma kayb denir. Bir anlamda kzdrma kayb ham karmdan ne kadar klinker retilebileceini gsterir. CaCO3 CaO + CO2 Kalsinasyon tepkimesi 100 56 44 Kil stldnda kristal suyu dahil yapsndaki tm H2O dar kar, bylece kan suyun kilin arlnn %7si olduu belirlenmitir. 23

rnein iinde %76 CaCO3 (kireta), kalan kil olan bir karm kzdrldnda kzdrma kayb yaklak olarak: Kiretandan CaCO3 = 0.76 x 44 = 33.44 + Kilden = 0.24 x 7 = 1.68 olmak zere toplam % 35.12 kadar olacaktr. Ham karmdaki deiik CaCO3 oranlar iin elde edilebilecek klinker oranlar bu yaklamla hesaplanabilir. Ham Karmdaki 74 76 (:Farindeki) %CaCO3 kg Farin / kg klinker 1.524 1.541 Klinkerdeki %CaO 63.2 65.6 (74x56)/100x1.524=63.2 78 1.558 68.1

Bu oranlarn nemi sadece ulalacak komponentlerin kompozisyonlar ile snrl kalmayp; ylelikle retilecek imentonun potansiyel olarak kalitesini de gstermektedir. Klinkerleme ve linkeri oluturan fazlarn oranlar (Tri-kalsiyum silikat (C3S), Di-kalsiyum silikat (C2S), Trikalsiyum alminat (C3A), Di-kalsiyum ferrit (C2F), Tetra-kalsiyum almina ferrit (C4AF)) annda Pime indeksi, Pime Faktr, Serbest kire miktar gibi dier proses karakteristikleri ile de yakndan ilikilidir.

3. HAMMADDE RETM YNTEM VE TEKNOLOJ

24

imento retimi jeoloji, kimya, fizik, termodinamik, fiziksel kimya gibi ok sayda bilim dallarndaki bilgilerin birlikte kullanlmasn gerektirir. Ana hatlar ile retim aamalar; hammadde retim ve hazrlama prosesi, piirme prosesi ve imento tme ve paketleme prosesi olarak incelenebilir. Gnmzde artan enerji fiyatlar ve imento kalitesinde giderek artan kalite gereksinimleri, retim aamalarnda optimizasyon almalarnn yaplmasn zorunlu hale getirmitir. Ulusal ve uluslararas alanda rekabet yapabilmek iin; imento fabrikalar enerji ve iilik masraflarn minimize ederken yksek kaliteli ve uniform imento retmek durumundadr. Bu durum, hammadde sahalarnn deerlendirilmesi ve retim planlamasnda yeni bilgisayar tekniklerin kullanlmas, retim aamalarnda enerji tasarrufu salayacak yeni makinelerin gelitirilmesi yannda mevcut makinelerin da optimum artlarda iletilmelerinin nemini artrmtr. imento sanayinde hammadde ocaklar, iletme teknii geliim sreci iinde ok seri deimeler gstermitir. nceleri insan gcnn etkin olduu ocaklarda, teknolojik gelimelerle birlikte i makinelerinin yaygn olarak kullanlmaya balanmasyla hzl ve periyodik bir retim art salanm ve hammadde retim maliyetlerinde nemli lde azalma olmutur. lkemiz imento hammaddeleri, zellikle kalker rezervi asndan zengin kaynaklara sahip olduundan, ekonomik adan genel olarak ak maden iletme yntemi, uygulanmas gereken tek yntem olmutur. Ayrca byk lde dekapaj gerektirecek rt tabakalarna sahip hammadde sahalar yksek maliyet gerektirdiinden iletmeye uygun deillerdir. Sahalardaki hammadde rezervinin tamamndan en az maliyette ve dzenli bir ekilde hammadde kalitesi bozulmakszn yararlanlabilmesi, ak iletmecilik ynteminin ocaklarda madencilik bilim ve tekniine uygun olarak yrtlmesine bal bulunmaktadr. Ocaklarda retim ileminin dzenli yaplmamas, fabrikalarn eitli nitelerinde sorunlarn kmasna (krma, tme, dner frn ve enerji tketiminde artma) neden olmaktadr. Bu nedenle; hammadde sahalarnn deerlendirmelerin ve retim planlarnn ada tekniklerle yaplmas yannda uygulanacak iletme yntemlerinin de ok hassas bir ekilde etdnn yaplmasndan sonra iletmeye geilmesi gerekmektedir. ekil 1'de Tipik bir imento fabrikasnn malzeme ak diyagram grlmektedir. imento retirken ama; mevcut hammaddenin beraberinde getirdii kstlamalara ramen, retim prosesinin ekonomik olmasnn salanmas, imento dayanmlar, alabilirlik ve donma karakteristikleri gibi pazarlanaca lkenin kalite standartlarndaki testlerde yeteri performans alayacak imentoyu retmektir. imento endstrisinde hammadde karmlar yaygn olarak kalite kontrol parametreleri olarak tanmlanan hammadde ve/veya klinker ierisindeki deiik oksitlerin oranlar ile belirlenir. Bunlar arasnda farin kompozisyonunun belirlenmesinde en ok kullanlan oranlar; Kire Doygunluk Katsays (LSF), Silis Modl (SM), Almina Modl (AM)'dr.

25

Ana ve Tali Hammadeler

HAMMADDE RETM VE HAZIRLAMA

PRME PROSES

Yardmc Hammaddeler (Al, Puzolonik M. Y.Frn Curufu, U.Kl) ekil 1. imento Fabrikas retim Ak emas

MENTO TME (Klinker+ Y.Hammaddeler) VE

26

Bilindii gibi, klinker baznda silikat modlndeki geni dalgalanmalar farine beslenen hammadde ve/veya kmrn niform olmamasndan kaynaklanmaktadr. Kural olarak da, yksek silikat modl piirmenin zor olmasnn ve koating zelliklerinin zayf olmasnn gstergesidir. Dk silikat modlleri de ring oluumu ve imentoda erken dayanmn dk olmasnn gstergesidir. Yksek Alminyum-Demir Oran, retilen imentonun yksek erken dayanma sahip olmasna ramen, piirme esnasnda silikat ve kalsiyum oksit reaksiyonunu zorlatrc bir rol oynar. Kire Standard 1e yaklatkca klinker zor piirilir ve yksek miktarda serbest kire ortaya kar. Piirme Index ve Faktr, klinkerin piirilme zelliklerinin belirlenmesinde kullanlmaktadr. Modern imento teknolojisinde Hidrolik Modl ve Likit Faz' da farine yaplan beslemenin kontrolnde seyrek olarak kullanlmaktadr. Bununla birlikte, klinkerdeki magnezyum konsantrasyonlar tm dnyada snrlandrlmtr. ksek magnezyum konsantrasyonlar harta ve betonda genleerek tahribata sebep olurlar. eitli lkelerde imentoda izin verilen max MgO miktarlar % 3-5 arasnda snrlandrlmtr. imento retiminin optimizasyonu iin; hammadde retiminden - imento tlmesine kadar tn retim aamalarnda kimyasal kompozisyonun kontrol edilerek istenilen seviyede kalmas alanmaldr. imento retiminde hammadde komposizyonu ve homojenlii retim prosesinin ekonomisini ve imentonun kullanm aamasnda kalitesini etkileyen nemli bir faktrdr. Bu edenle, imento hammaddelerinin istenilen kimyasal komposizyonda ve homojen olarak retilmesi, retim aamalarnda retilen imento trne bal olarak, bu zelliklerin retim amalarnda da korunmas salanmaldr. Son yllardaki teknolojik gelimeler bu amaca ulamada iki yeni sistemin kullanlmasn mmkn klmtr. Bunlardan ilkinde; gelien bilgisayar teknolojisi ve madencilik paket programlar kullanlarak, hammadde retiminin planlama ve retim srasnda optimizasyonuna imkan verecek blok, solid ve jeoistatistik modelleme tekniklerinin kullanlmasdr. kinci teknolojik gelime ise, on-line analizrlerin imento endstrisinde kullanlmasdr. Bu analizrler, Gamma Ntron Aktivasyonu teknii ile hammadde kimyasal kompozisyonunu derhal belirlemektedir. imento endstrisinde hammadde retiminde ak iletme yntemi kullanlmaktadr. Teknolojik gelimelerle birlikte i makinelerinin yaygn olarak kullanlmaya balanlmasyla hzl ve periyodik bir retim art salanmtr. imento retiminde ana hammadde olan kalker sahalarnda uygulanacak ak iletme ynteminde kullanlacak i makinelerinin saptanmas ncelikle sertlik ve sklebilirlik zelliklerinin kesin olarak belirlenmesine baldr. Srekli olmayan sistemler (Riperli Dozerli retim, Delme- patlatma sistemi) yaygn olarak kullanlmakla birlikte; srekli mekanize sistemlerde, sreklilik arz eden yumuak hammadde yataklarnda kullanlmaktadr. Sklebilirlik faktr kalkerin oluum durumlarna, nem miktarna, tabaka ve krk sistemlerine gre deimektedir. Madencilik i makinelerinin patlayc madde kullanlmakszn bir kayac skebilme durumu deneysel yntemlerle belirlenebilmektedir. Jeofiziksel bir yntem olan sismik refleksiyon yntemi kullanlarak skme ilemlerinde hangi tip ve kapasitede bir i makinesinin kullanlmas gerektii saptanabilmektedir. Bu konuda yaplan bir dizi deneyler sonucunda standart olarak byk kapasiteli riperli dozerin patlayc

27

madde kullanmakszn bir kayac skebilme durumu dalga hzlarna gre aada sunulmutur: Tipi Dalga Hzlar 350-670 670-1000 1000-1700 1700-2300 2300-2700 2700-3000 Sklebilirlik Derecesi ok kolay Kolay Orta Zor ok zor Son derece zor

Ayrca son yllarda gelitirilen tam boyutlu kaya kesme test makinalarnda hammadde sahasndan alnan blok numunelerde kesme deneyleri yaplarak makina seimi ve optimum kullanm parametrelerin tesbiti mmkn olmaktadr. 3.1. Riperli Dozerle retim Dozerle skme ilemi dozerin arkasndaki pupaya skc olarak bir ya da bir ka tane riper taklarak gerekletirilir. Riperin skme ilemi hidrolik olarak ayarlanmaktadr. Ocan sert blgelerinde skm srasnda tek riper kullanlmas ve dozerin btn gcnn bu kola verilmesi gerekmektedir. Yumuak ve kolay sklebilen blgelerde ise bir ka riper dii birden taklabilir. Riperli dozerler genellikle skme ve sklen malzemeyi ykleme platformuna krme ilemlerini birlikte yrtr. Skme ilemi yaplan uzakln 50-100 m arasnda olmas gerekmektedir. Uzakln daha fazla olmas dozerin krme ilemini yapmasn byk lde zorlatracandan dnm uzunluklarnn ksa tutulmas zorunluluu vardr. Riperin etkin derinlii formasyon yapsna gre deimekte olup, 40-70 cm arasnda olmaktadr. Skc olarak kullanlan dozerlerin kapasiteleri glerine gre deimekte ve 250-500 ton/saat arasnda olmaktadr. Skme ve krme ilemi birlikte gerekletirildii iin kapasitelerinde % 50ye varan bir azalma olmas doaldr.

28

3.2. Galeri Patlatmas Yntemiyle retim Galeri srlmesi yoluyla patlatma yaplmas yntemi ilk olarak askeri amalar iin I. Dnya Savandan nce kullanlm, daha sonra da geni ktlelerin alnmas amacyla kullanlmtr. Taocaklarnda retim yntemi olarak da uygulanan bu yntem, teknolojinin geliimi ile birlikte yerini delme yoluyla yaplan patlatmalara brakmtr. Bu yntemin uygunluu, delici i makinalar iin yatrma gerek olmamas ve ksa vadede greceli olarak dk maliyetle byk miktarlarda hammadde kartlmasn salamasdr. Ancak uzun vadede ocaklarda yksek ayna olumasna neden olmas, iddetli sarsntlar oluturmas, i kaza olaslklarnn yksek olmas retim srasnda yan ve taban kayalarn hammadde iine karmasna yol amas yznden kalitenin bozulmas, bu yntemin olumsuzluklarn oluturmaktadr. 3.3. Delme-Patlatma Yntemi Bu yntemde bir veya birden fazla delikler alarak patlayclarla doldurulur ve ateleme yaplr. Delinen deliklerin aplar aralarndaki uzaklk, derinlik ve delik saysna, formasyonun niteliine ve retilecek malzemenin miktarna gre deimektedir. Delik delme ilemi iin vagon drill kompresr ya da truck drill tipi i makinelar kullanlmaktadr. Delik delme ileminin tabakalar zerinde yaplmas gerektiinden ocaklarda bu yntemin uygulanabilmesi iin ncelikle iletme kademelerinin oluturulmas gerekmektedir. Ayrca krkl arazilerde patlayclarn doldurulmas byk sorunlar yaratmaktadr.

29

ekil 2. Delme Patlatma retim Yntemindeki Parametreler

30

3.4. Srekli Mekanize Sistemlerle retim Hammadde retiminin ve nakliyatnn kesintisiz olarak tam mekanize olarak yapld retim yntemi aada ekil 4'de verilmitir.

ekil 3. Srekli Mekanize retim Yntemi

31

4. HAMMADDENN HAZIRLANMASI 4.1. Krma Krma ilemi, tmeden nceki aamada stoklama ve harmanlama ilemlerinin yaplabilmesi iin gereken boyut kltme ilemidir. Krlacak malzemenin indirilecei boyut kullanlacak deirmenin tipine baldr. Krma ilemi iin kullanlan krclar, alma prensipleri, kapasiteleri, boyut kltme oranlar, kullanldklar hammaddenin yapsal zellikleri gibi birok faktrden etkilenmektedirler. Gnmzde kullanlan krclardan balcalar; eneli krclar, konik krclar, merdaneli krclar, darbeli krclar ve ekili krclardr. Krclar hakknda bilinmesi gereken bir nokta, uygun krc tipi seiminin ve krc devresinin bir klasifikatrle birlikte altrlmasnn imento retim prosesinin devamll ve verimi asndan nem taddr. Krma ilemi patlatma ilemleriyle balar, gncel patlatma teknikleri ile tane boyutlar max. 50 cm dolaynda tutulmaktadr. Bunu izleyen krma ilemi ocakta yaplabilecei gibi fabrikada da yaplabiliri kireta, kil, tras gibi malzemeler ayr ayr bir iki aamada krlarak boyutlar cm dzeyine indirilir, tane boyu dalm daha dar bir alana ekilerek malzemenin homojenlii gelitirilir. Malzemenin sertlii (pek ok imento hammaddesi iin Mohr sertlii 4 dolayndadr) ve nemi krc seimini belirler. Orta-sert-sert kireta ve marl iin ekili ve darbeli krclar daha uygundur. ok sert ve andrc malzemeler iin eneli krclar tercih edilir. Orta sertlikteki malzemeler iin ekili krclarn elektrik tketimi yaklak 1 kWh/tdur. Hammaddelerdeki nem sorunu her tr boyut kltme iinin en byk engeldir. Krma ya da tme aamasnda malzemeyi scak gazlarla kurutmak srecin verimliliini artrr, fabrikann kesiksiz almasn salar. Scak gaz kaynaklar frn gaz, soutma k gaz ya da krcnn/deirmenin hemen yanna kurulan Scak Gaz Ocadr. ou krc %15 malzeme nemine kadar sorunsuz alabilir. ok nemli, plastik, yapkan zelliklere sahip malzemeler sorunludur. Krc rn iin uygun olan tane boyut dalm 0-35 mm araldr. Eer formasyon masif ve byk bloklardan oluuyor, sert ve andrc zellikte ise, basn kuvvetinin etkin olduu eneli veya konili krclar birincil krc olarak seilmelidir. Birincil krc boyutunun belirlenmesinde, krlacak malzeme miktar ve krcya beslenecek maksimum malzeme boyutu dikkate alnmaldr. Bu krclarda rnde %80'in getii elek boyutu 100-250 mm arasnda deimektedir. Eer hammadde svanma zelliine sahipse, eneli ve konili krclarn seilmesi uygun deildir. ekili krclar svanma durumu olan malzemelerde nispeten iyi zmler verirken, hammaddenin her seviyede svanma problemine kar merdaneli krclarn kullanlmas en iyi sonucu vermektedir. Yumuak ve orta sert hammaddelerde ise darbe kuvveti ile krma yapan ekili krclar daha iyi zm sunmaktadr. Bu krc makineler, andrc olmayan veya andrcl az olan malzemeler iin tasarlanm olup, yksek boyut kltme oranlarnda ve yksek tonajlarda iletilebilmekte ve ayn zamanda rn ierisinde yksek oranlarda ince malzeme bulunmaktadr. Keza spesifik enerji tketimleri de, ayn boyuttaki eneli krc ve konili krc ile kyaslandnda daha dktr. Ekonomik boyut kltme oranlar, basn kuvveti ile alan krclarda 1:3-1:7 arasnda iken, bu oran darbe kuvveti ile alan ekili krclarda 1:50 oranlarna kadar kmaktadr. Krc kapasitesi ocaktan gelen malzemede

32

kesiklik olmas ve muhtemelen krcda oluacak tkanma ve arzalarn cereyan etmesi durumunda fabrikaya kesintisiz malzeme beslenmesine uygun byklkte seilmesi gerekmektedir. Bu oran, normal artlarda %25 rezerv kapasiteli olup kritik durumlarda bu rezerv kapasite %50'ler orannda seilmelidir. rndeki en byk para boyutu nemli ise, krc kna zgara veya elek konulmaldr. Krc ilk yatrm ve iletme maliyetleri seim aamasnda mutlaka dikkate alnmaldr.

4.2. Hammaddeyi Homojen Yapma Yntemleri 33

Hammaddeyi homojen yapma yntemlerini iki balk altnda toplamak olasdr: 1. Hammadde bileenlerini kartrma esasna dayanan yntem: Bu yntemde; iki veya daha fazla hammadde bileeni kendi aralarnda hedeflenen oranlarda kartrlm olarak stoklanrlar. Stokholde hammaddenin ylmas, istiflenmesi olayndan nce, her bir hammaddenin kimyasal kompozisyonu birbirlerine kar doru oranlarda olmak zere krcda ayarlanrlar. Bu yntem ile elde edilen karm genelde dk kire standardna sahip olup, farin deirmenine besleme yaplmadan nce son LSF deerine eriebilmek iin, yksek LSFli hammadde katks salanr. Bu yntem dk ilk yatrm nedeniyle tercih edilen bir yntemdir. Ancak yararl olmas hammaddenin zelliklerinin ok iyi bilinebilmesi ile orantldr. 2. Hammadde bileenlerinin ayr ayr kmeler olarak ele alnd yntem: Bu yntemde; hammadde bileenleri ayr ayr ynlar halinde ele alnrlar. Farin deirmenine besleme yaplrken doru hammadde terkibine eriilmesini garantileme asndan olduka elverili bir yntemdir. Hammadde karmnn hedeflenen deerine gre, tek tek homojenlenmi hammadde bileenleri besleme bunkerleri ve tartl besleyiciler kanalyla doru olarak oranlandktan sonra farin deirmenine beslenir. Bununla beraber daha fazla makina ve ekipman demek olduu iin yatrm maliyeti dier yntem ile karlatrldnda ok yksek olarak kendini gsterir. 4.3. n Homojenizasyon ve Stoklama Farinin iyi bir ekilde sinterlemesini salayan en nemli faktr frna giren malzemenin homojenliidir. Homojen olmayan bir karmn frna verilmesi durumunda frnn performansn kontrol altnda tutmak ok zordur. Enerji tketimini azaltmak, homojen kalitede bir imento retmek ve yakttan yksek lde yaralanabilmek iin hammadde tmeden aamasndan nce ve sonra iyi bir kartrma ve harmanlama yaplmaldr. Gnmzde imento fabrikalarnn ok yksek kapasitelere ulamas ve n kalsinasyon ilemi uygulanan prosesin giderek yaygnlamas sonucu, bylesine yksek kapasitelere eriebilmek iin frnlarn homojen bir hammadde ile beslenmesi nkoulu, zellikle nkalsinasyonlu frn iletmelerini bir hammadde n homojenizasyon ve stoklama sistemi olmadan alamaz hale getirmitir. Bunlara ek olarak imento iletmeciliinde kuru prosesin giderek n plana kp dnyann her yannda uygulamaya girmesi ile beraber daha dikkatli bir hammadde hazrlama ve seimi konusu da gndeme gelmitir. n homojenizasyonda iki eit yma metodu vardr, bunlar Chevron ve Windrow metodlardr. Chevron metodu: Besleme konveyr en dk yksekliinde iken belli bir uzunlukta yn oluturmak iin tek bir eksende ileri geri giderken hammaddeyi boaltmaktadr, bir sonraki turda konveyr ykseklii artmakta ve yn boyunca tekrar ileri geri giderek hammaddeyi boaltmaktadr. Windrow metodu: Besleme konveyr en dk yksekliinde iken belli bir uzunlukta yn oluturmak iin tek bir eksende ileri giderken geri dnte ynn yanna ayn ykseklikte baka bir yn oluturmaktadr.

34

Chevron metodunda segregasyon fazla iken Windrowda azdr. Windrowda daha iyi bir karm elde edilirken, kullanlan ekipmanlar daha karmak ve pahaldr. Hammaddenin yndan alnmas 2.2.3.de utan ve 2.2.4.de yandan alnabilmektedir.

Chevron Metodu

Windrow Metodu.

35

TME tme bir sonraki kimyasal tepkimeleri (frndaki piirme) kolaylatrmak iin yaplan bir yzey alan arttrma ilemidir, bu srete malzemeler cm boyutundan mikron boyutuna tlrler. imento teknolojisinde, 1. Hammadde hazrlamasnn son aamasdr. Farin denilen tlm hammadde karmnn retiminde, 2. Temel ara madde olan klinkerden uygun katklarla birlikte imento yaplmasnda, 3. Kmr, petrokok gibi kat yaktlarn yakma ilemine hazrlanmasnda tme ilemleri uygulanr. imento retim srecinde kullanlan elektriin 2/3i hammadde, klinker ve kmr tlmesinde tketilir. tme ilemi a.) b.) c.) d.) Tp deirmeler (bilyal deirmenler) Dik deirmenler Roller pres (Ezici, n-tc) Valsli deirmenler (Horomill)

Hangi deirmen kullanlrsa kullanlsn tme enerji kullanm verimi ok dk olan fiziksel bir ilemdir. Salanan enerjinin ie dnme oran %10-15dir. Sisteme verilen elektrik enerjisinin ou evreye s ve titreim olarak kaybedilir. tmede harcanan enerjinin tahmini iin en ok kullanlan yntemlerden birisi tlecek malzemenin Bond Endeksinin (1 short-ton (907 kg) malzemeyi krmak iin gereken kWh) belirlenmesidir. Malzeme Alta Boksit imento hammaddesi karm Dolomit Kazan Crufu Kil Kireta (Kalker) Klinker Kmr Magnezit Yksek Frn Crufu zgl Arlk 2.69 2.38 2.67 2.82 2.93 2.23 2.68 3.09 1.63 5.22 2.39 Bond Endeksi* 8.16 9.45 10.57 11.31 15.76 7.10 10.18 13.49 11.37 16.80 12.16

Petrokok tlebilirlii iin Hardgrove Endeksi (HG) kullanlr. Malzemenin HG deeri dtke tlmesi zorlar. Hardgrove Endeksi (HG) aadaki formlle Bond Endeksine dntrlebilr.
Wi = 435 ( kWh / short ton ) HG 0.91

Yukarda anlatlanlar endstriyel boyutta yorumlanrsa,

36

imento elde etmek iin kullanlan malzemeler her zaman ok bileenli karmdr ve bu karm iindeki her maddenin tlebilirlii birbirinden farkldr. Ayn koullarda kireta (kalker) klinkerden, klinker de cruftan daha kolay tlebilecektir. Bir baka deyile ayn zgl yzey alan (cm2/g) elde etmek iin kireta crufa gre daha az kwh/t enerji tketecektir. ekilden grlecei gibi 3000 cm2/g lik bir yzey elde etmek iin cruf kiretandan 6-7 kat, klinker kiretandan yaklak 5 kat daha fazla enerji tketecektir. 3-4 bileenli bir karm ayn deirmende trken dikkatli olunmas gerekir, uucu kl ince olduundan ounlukla tlmez, deirmen k elevatrne beslenerek dorudan separatre gider, orada dier malzemelerle karr ve rne geer. Deirmen Tipleri Tp deirmenler Dnen bir tp iinde malzeme ve tme elemanlar birlikte dnerler, malzeme bu srada srtnme yolu ile tlr. Deirmen mantosunun (tpn d yzeyinin) ykselen tarafnda malzeme ve tme bilyalar birlikte kaldrlr, sonra birlikte aa derler, bu youn temas malzemeyi ufalar. imento sanayinde tme eleman olarak elik bilyalar, bazen silindir paralar (silpeps) kullanlr. Deirmenin boyutlar oransal olarak Hammadde Farin deirmenlerinde: 1.5 < L/D < 3.2 imento deirmenlerinde : 2.8 < L/D < 3.2 L: Deirmen boyu; D: Deirmen ap) Deirmen gvdesinin astar elik alaml plakalarla kaplanr, bunlarn grevi, Deirmen mantosunu anmaya ve krlmaya kar korumak, Malzemenin yukarya kaldrlmasn salamak, Ufalanan taneleri iriliklerine gre snflandrmak, L/D > 1.5 ve Doluluk oran < %35 ise snflayc plakalar kullanlabilir. Tp deirmenlerin snflandrlmas; 1. tme blmelerinin (kamaralarnn) saysna gre; a. Tek blmeli b. ok blmeli (bunlardan ilki kurutma amal kullanlr, genellikle iki blmeliler kullanlmaktadr. 2. rn boaltma yerine gre; a. Deirmenin sonunda boyun yatandan, b. Hava ak ile birlikte deirmenin sonunda boyun yatandan (Hava srmeli deirmenler, en ok kullanlan tiptir) c. Deirmenin sonunda evresel d. Deirmenin ortasnda evresel, 3. tme srecine gre; a. Ya tme, (ak devre) b. Kuru tme (ak devre, separatrl (hava yardm ile taneleri boyutlarna gre snflandrr), en ok kullanlan) tme Sresi:

37

Ak devre: >= 12 dk; Kapal devre: >= 5 dk

Kamaral bilyal deirmen genel grnm. Tp deirmende tme elemanlarnn hareketi: Deirmenin dnmesi ykn bir blmnn nce yukar doru kaldrlmasn, sonra da ana ktle zerine dmesini salar. Bilyalar zerine etki eden kuvvetler; dnemden kaynaklanan merkezka kuvvet ve yerekimi. Deirmen yknn kritik hzda dnd varsaym gerekte doru deildir. Deirmen her zaman kritik hzn altnda bir hzda dner, en uygun tme etkisi kritik hzn %68-75 blgesinde salanr. Blmenin iindeki bilyalar i hacmin %20-35ini kaplar. En iyi tme ierdeki malzemenin bilya yzeyinin zerini rtecek kadar dolu olmas durumunda salanr. Deirmenin ykleme yzdesi Doluluk Oran olarak tanmlanr. Genellikle 8 < B/M < 12 (tlecek malzemenin arl bilyalarn arlndan 8-12 kez daha azdr, B: Bilya yk arl, M: Malzeme arl). Katarakt hareketi, iri taneleri krmakta daha etkilidir. Kaskat hareketi, boyut kltme iin daha az enerji harcar, ince tme iin daha etkilidir. Bu iki u hareket arasndaki bilya hareketlerini belirleyen nedenler, 1. astar plakalarnn biimleri ve yzey yaplar, 2. bilya yknn (arjnn) tane boyut dalm, 3. doluluk oran, 4. malzemenin zgl direnci, 5. beslenen malzemenin nemi, ilk neden iletme deikenleri olduu iin izlenebilir ve denetlenebilir. tmeyi olumsuz etkileyen malzeme nemini azaltmak iin alnabilecek nlemler vardr, rnein a. Malzeme ile birlikte onun ak ile e ynde deirmene scak gaz verilmesi, b. Nemli malzemeye bir miktar kuru ve ince malzeme eklenmesi.

38

Malzemenin deirmen iindeki hareketi: Deirmenin giriinden kna doru srekli hareket eden malzemenin kuru tlmesi srecinde gzlenen temel fiziksel deiimler: Taneler ufaldka malzeme ynnn hacmi artar (%50ye varan art) Taneler ufaldka malzemenin ak kolaylar, nk yn younluu %30 kadar azalr. Deirmen boyunca, ak ynnde, ince paralar irilerin yerini alr, Deirmenden geirilen hava malzemenin tanmasna yardmc olur, ince (daha hafif) taneler daha telere doru tanr.

Deirmende tmenin ilerlemesi: Gnmzde deirmenlerin ounun bir ara blme (diyafram) ile ayrlan iki blmleri vardr. tme bilyalarnn deirmenden kn engellemek iin kta bir zgaral diyafram vardr. Deirmen giriinden ara blmeye kadar olan ksma 1. Blme, ara blmeden k diyaframna kadar olan blmeye 2. Blme denir. Blmelerin her biri belirli incelie dek tme yapan bir deirmen gibi ilev yaparlar. Bilya ykleri istene tme derecesine gre ayarlanr, birbirinden farkldr.

39

Birinci blmenin fonksiyonu, a. Malzemeyi krmak, ve b. Kurutmaktr. Kurutmak iin scak gaz bu blme, boyun yata iinden, verilebilir, bilya yk (arj) iri bilyalrdan oluur (60-90 mm), kinci blme malzemeyi istenen son incelie tr, bilya yk (arj) daha ince bilyalardan oluur (15-50 mm), stenen rn inceliine gre blme boylar ayarlanabilir. Genellikle 1. Blme 2. Blmeden daha ksadr. 1. Blmenin boyu genellikle, o Hammadde deirmeleri iin toplam boyun %35-45i, o imento deirmeleri iin toplam boyun %30-35i. Blme zgaralar bilyalarn blmeler aras geiini engeller yeterinde incelie ulam olan tanelerin geiine izin verir. Kullanlacak en kk bilya boyutu zgara aklklarnn 2 kat olmaldr.

Deirmende soutma: Bilyal deirmenlerde malzemenin kurutulmas amaland gibi kan rnn, zellikle tlen imento ise, k scaklnn denetimi de ok nemlidir. Klinkere katlan alnn bozunmasna yol amamak iin deirmen k scakl 100 Cnin altnda tutulur. Sprme havas soutma ortam olarak da grev yapar, separatre hava gndererek soutma yaplabilir; bir baka seenek de imento deirmenin iine, aada gsterildii gibi, su pskrtlmesidir. Bilyal deirmenlerin avantajlar 1. Bilyal deirmenlerin altrlmas basit, gvenli ve bakm kolaydr, 2. eitli amalar iin deiik tesislerde kullanlabilen deirmenler olup, hammadde, kmr, imento tlmesi iin elverilidirler, 3. Andrc zellii yksek malzemeler iin kullanlabilir, 4. ok ince rn elde edilebilir, 5. Daha homojen bir kt elde edilebilir Bilyal deirmenlerin dezavantajlar: 1. Enerji tketimleri dier deirmenlerden daha fazladr. 2. Kapal devre tme sistemlerinde, rnn nakil ve ayrmas iin ilave tesislere ihtiya bulunmaktadr. 3. Seilen kapasiteye gre malzeme debisinde %15lik bir deiim olabilir, 4. zellikle imento deirmenlerinde deirmeni soutmak iin zel dzenlemelere gerek vardr. Dik deirmenler Dik deirmeler ayn kapasitedeki bilyal deirmelere gre daha az yer kaplayan, daha az enerji tketen deirmen trleridir. Yksek kapasitelerde retim yapabildiklerinden rleli dik deirmenlerin tp deirmenlere gre nemli maliyet avantaj vardr. Hava sprmeli olarak alrlar, gvdeleri iindeki separatr ile de alp etkin olarak malzeme kurutma ilevi de yaparlar. Dik deirmen= tc + Kurutucu + Snflandrc / Ayrc

40

41

2-6 tane dik / al tme rlesi yatay, dnen bir tme tablas zerine beslenen malzemeyi ezerler. Kk deirmelerde tme basnc yaylarla, byklerinde ise hidrolik olarak salanr. Besleme dnen tme masasnn stne dklr, merkezka kuvvetle tme rlelerinin altna srklenir. evredeki bir halka malzeme yatann kalnln belirler. tlen malzeme bu halkann stnden tatnda hava ile sprlerek stte yer alan snflandrc / ayrcya (separatre) gider. Gerekirse malzemeyi kurutmak iin hava yerine scak gaz (genellikle 300-400 Cde) verilir. Kurutma malzeme havada asl iken gerekleir. Rlelerin srtnmesinden kan s da kurutmaya yardm eder; tketilen her 1000 kW karlnda yaklak 1 t su buharlatrlabilir. Separatrden gelen iri taneler tekrar tme masasna dklr, ince taneler rn olarak dar alnr. Devreden yk %800 kadardr. rn incelii separatr motorunun hzn deitirerek denetlenir. Tanecik boyut dalm tp deirmenlere gre ok az deiim gsterdii iin kalite beklentilerinde bir deiim olmaz. Hammadde tme kapasiteleri ve deirmen tahrikleri iin klavuz bilgilerdir. G (kW) 355 600 900 1600 rn ncelii (tlebilirlik) nce (tmesi zor) Kaba (tmesi kolay) nce (tmesi zor) Kaba (tmesi kolay) nce (tmesi zor) Kaba (tmesi kolay) nce (tmesi zor) Kaba (tmesi kolay) retim (t/h) 35 68 60 130 90 180 160 320

Hammaddede allabilecek en yksek nem oran %20dir. Genellikle rn incelii 170 mesh elekten geenler %80-94 olacak gibi ayarlanabilir. 500 t/he varan kapasiteli deirmenler mevcuttur. Tm tesisin farin iin zgl g tketimi 10-15 kwh/t dolayndadr, bunun % 40 dik deirmenin kendisi iindir. Bilyal ve Dik Deirmenin Karlatrmas Toplam g tketimleri karlatrldnda farin ten dik deirmenler bilyal deirmenlere nazaran %10-15 daha az enerji tketirler. Bu fark imento iin daha fazladr. Bilyal deirmende malzeme kal sresi 5-10 dk iken, dik deirmelerde bu sre 1 dk kadardr. Dnyada alan bilyal deirmenlerin says halen dik deirmenlerden fazladr. Ancak, yeni kurulan farin deirmenlerinin %80i dik deirmenlerdir. Bilyal deirmenler daha ok imento deirmeni olarak kullanlmaktadr.

Avantajlar: 1. Enerji tketimleri bilyal deirmenlere gre %20-25 daha azdr, 2. Daha yksek nem ieren malzemeler tlebilir, 3. Beslenen rn miktarnda % 50lik bir deiime imkan vardr. Dolays ile kapasite deiimine uygunluu ve daha az enerji tketimi bunlarn seiminde ana tercihtir, (rnein test sonularna gre 23-25 t/h kmr ten bir deirmende 15-16 t/h petrokok tlebilmektedir. Buda kapasite deiiminin nemini gstermektedir.) 4. stenen incelikte rn alma imkan mevcuttur, 42

5. Deirmen gvdesine ilave edilen seperatr nedeniyle daha az yer kaplar, 6. Fazla miktarda hava kullanlmas ile malzemenin daha iyi kurutulmas imkan vardr, 7. Bilyal deirmenlere gre daha az grltldr, 8. kinci bir krma ilemine gerek kalmadan 200 mm'ye kadar malzeme beslenebilmekte, 9. Malzemenin deirmen iinde kalma zaman ok ksa olup, rn kontrol sratle ve iyi bir ekilde yaplabilir, 10. Tam otomatik iletmeye msaittir, 11. Tek bir deirmende yksek kapasiteye eriilebilir (650 t/h farin) Dezavantajlar: 1. Anma problemleri fazladr, 2. Tane bykl dalm dzensizdir (malzemenin deirmen iinde kal sresini arttrmak suretiyle belli lde nlenebilir), 3. Bilyal deirmenlere gre %40 daha fazla hava gereklidir (kg kmr veya malzeme bana), 4. Hava szdrmazlnn iletme asndan olumsuz etkisi byktr (zellikle malzeme besleyicisinin bulunduu noktada sorun kmaktadr.) 5. Bakm gereksinimleri fazladr, 6. lk yatrm maliyetleri yksektir, 7. Sisteme kaan aa, metal v.b. malzemelere kar duyarll fazladr. Roller Pres (Yksek Basnl Merdaneli Deirmen (YBMD) Yn halindeki malzemeyi ezerek ufalama fikri 1985ten bu yana endstride kullanlmaktadr. Yksek basnl merdaneli (rleli) deirmenler ters ynde dnen iki merdaneye sahip olup merdanelerden birisi sabit bir yataa oturtulmuken dieri hidrolik bir sistem araclyla sabit merdaneye doru itilmektedir. Hidrolik basn birimleri, merdaneler arasndan geen malzeme yata zerinden 50-120 MPa basn yaratabilmektedir. Malzeme, deirmeni sktrlm bir kek olarak terk etmekte ve ou tme devresinde bu kek datlp snflandrlmaktadr. Kekin datlmas iin harcanan enerji gz nne alndnda bile zgl tme enerjisi bilyal deirmenlerde harcanann yars kadar olmaktadr. Deirmen rnnde yksek oranda mikro atlaklarn olumas standart Bond i endeksinin de azalmasna neden olduundan bir sonraki tme ilemi iin de nemli avantaj salamaktadr. Bu nedenle imento sanayinde roller pres bir n tc olarak yaygn olarak kullanlmaktadr. Merdane yzeylerindeki anmay azaltmak amacyla przl veya przsz metal astarlar kullanlmakta, bu sayede malzemenin merdaneler arasndaki kavrama as da arttrlmaktadr. Roller presler yalnzca bir malzemeyi (rn. Klinkeri) ezmek iin bir ak devre deirmen gibi kullanlrsa da gnmzde daha ok melez kullanm denen dzende, kendine zg bir separatr ile birlikte kullanlmaktadr. Bu durumda iki ayr tme devresi birbirine seri olarak balanm olmaktadr. Gncel uygulamada hem farin hem de imento bu biimde tlmektedir. Roller presi n-tc olarak kullanan biri basit, dieri daha karmak (hibrid, stma/soutma yaplabilen) iki tme devresi aada gsterilmitir.

43

Roller pres bir tc olarak kullanldnda deirmenin toplam kapasitesi %40-50 orannda artar, toplam enerji tketimi de %20 kadar azalr. Besleme nemi ok olduunda sisteme, aada gsterildii gibi, scak gaz beslenebilir. imento k scakln azaltmak iin de dorudan taze hava soutma ortam olarak kullanlr. Son yllarda imento tmede YBMD kullanm ile elektrik enerjisi tketimi, bilyal deirmen tmesi ile karlatrldnda %50ye varan oranlarda azalmtr. Kapal devrede bilyal deirmen ile birlikte n tme amacyla kullanldnda %20ye kadar kapasite art, %7-15 orannda enerji kazanm salad belirtilmektedir. Valsli (Rleli) Deirmenler (Horomil) tmede kullanlan roller preslerdeki gelimelerin esas ilgi oda enerji tketimi asndan sktrma (kompresyon) ile tmenin bilyal deirmenlere olan stnl olmutur. FCB firmas almalarn sktrmann imento tmesinde kullanlmas zerine younlatrp yeni bir tme deirmeni yaparak Horomil ad ile pazara sunmutur. Temel zellikler zetle; Enerji tketimi kabaca Blaine deerinin karekkyle orantl olarak, incelik miktar arttka artar. Devreden yk ise incelikle orantl olarak artar. Devreden yk artka son rn tanecik bykl dalm erisinde de nemli deiimler meydana gelir. Sktrma dinamiklerine bal olarak tme hz snrldr. Bu hz max. Hza yaklatka sklkla titreim problemleri gzkr.

44

Tek bir geile max. tme ii elde etmek ve devreden yk snrlamak yksek tme basnc gerektirir, bu her zaman en uygun deildir. Genelde basn azaldka tme verimi de der. Daha yksek basnlarn kullanm da donatlarn mrnden ve gvenilirlikten gtrr.

ncl almalar sktrmal tme ileminin enerji performansndan yararlanrken daha yksek devir yk (~10:1) ve tme basnc salanabilecek birka aamal tme iin sktrma esasl yepyeni bir tme ileminin tasarmna yn vermitir. Tasarm olarak iinde tek bir rle bulunan ve kendi yatay ekseni zerinde dnen silindirik kovan ilkesi uygulanmtr. letmedeki en nemli zorluk ise merkezka kuvvetin nemli bir rol oynad malzeme geri dnmnn denetlenmesidir. FCBnin 1992den bu yana TSV separatrle birlikte pazarlad bu tr deirmenlerin kapasiteleri 100-300 t/s arasnda deimektedir. Belirgin zellikleri olarak; Bilyal deirmelere gre daha az enerji tketmeleri (CEM I ve CEM II tip imentolar iin %30-50; cruf iin %50-60 daha az), rnler aras geite esneklik, Dk grlt dzeyi, Daha ak renkli imento retebilme, Farin ve imento yapmnda cruf, kireta ve dier benzer mineraller iin uygunluk gze arpmaktadr.

45

46

DMK: Dey milli oklu krc.

CKP: separatr olmayan bir tr dik deirmen. tme Yardmclar: zelikle bilyal deirmelerde yaplan tmelerde malzemenin akn kolaylatrmak, topaklanmalar nleyerek ve bilyalarla astar plakalarn zerinde yapmay/sarmay nleyerek tmeye yardmc olan kimyasal maddeler kullanlr. Sonuta, Deirmenin kapasitesi artar ya da, rnn dayanm artar ya da, rnn priz sresi artar.

Ancak bunlarn birden olmaz! ~ 3000 cm2/g zgl yzey inceliklerinde tme yaparken deirmen kapasitesi bu yardmc maddelerle %10dan ok artmaz, ancak incelik arttka (~4000-5000 cm2/g) kapasite art %50lere dek artabilir. Monoetanolamin, trietanolamin, etilen glikol ve polipropinelglikol esasl sv rnler imento deirmenine, 60-800 g/t klinler oranlarnda sv pompalarla verilir. Bu yardmclar kullanmak zorunlu deildir. Fiyatlar maliyeti etkileyebilecek kadar yksek olabileceinden tesis koullarna gre deerlendirilmelidir. Kuru tmede, salkmlaan tlm malzeme tme hzn olumsuz ynde etkilemektedir. Bunun nedenleri, tlm malzemenin Van der Waals kuvvetlerinin etkisi ile tekrar bir araya gelmesi, tme ortamnda topaklamaya yada tc yzeylerini

47

kaplamas eklinde sonulanr. Bunu nlemek iin etilen glikol, propilen glikol, trietanolamin, oleik asit, aminoasetatlar imento ve kire ta tlmesinde uzun yllardr kullanlmaktadr. imentonun kuru olarak tlmesinde deirmen ierisinde malzeme salkmlamas ve bilyalar zerinde malzeme ylmalar meydana gelir. Bu olayn birka nedeni vard; Statik elektrik, Yzey enerjisi, Adsorpsiyon, Mekanik kuvvetler.

imento tlmesi srasnda oluan malzeme ylmasn bu nedenlerden sadece birine balayarak aklamak mmkn deildir. tmede yaplan gzlemlerde; Ylmann yksek sda artt, Al ile Klinker, tlrken, alnn ylmay nledii, ancak hidrate olmu alnn ylmaya neden olduu, Beklemi klinkerin, yeni retilmi klinkere oranla bilya zerinde topaklanmaya daha yatkn olduu, Beklemi klinkerin serbest kirecin gevemesi nedeniyle kolay tld, Dzgn bilya yzeyine gre, dzgn olmayan yzeylerin ylmaya daha yatkn olduu belirlenmitir. imento tlmesinde, ortama malzeme arlnn %0.006-0.08i orannda kat veya sv olarak ilave edilebilen kimyasal maddeler ortamdaki malzemenin salkmlamasn ve bilya etrafna ylmasn nlemektedir. Bu kimyasal maddeler imentonun dayanmn etkilememekte, tmeyi olumlu ynde etkilemekte, enerji tasarrufu salamakta, imentonun kuru akkanln arttrarak paketlemeyi kolaylatrmaktadr. tmede kullanlan katk maddelerinden bazlar tablo 8de verilmitir. Tablo 1.tmede kullanlan baz katk maddeleri Katk Maddesi Su zopentanol Fenol ve polifenoller Aseton Flotigan, Hindistan Cev. Ya Arilalkil slfanik asit Ya asitleri Na oleat Na Stearet Karboksilik asitler Karbon blok Na hidroksit Na klorit Na karbonat Miktar (%) 0.04 0.01-0.25 0.2 0.02 0.06 0.003 0.1 0.15 0.1 0.08 0.008 0.08 0.02 tlen Malzeme Klinker Kuvars imento Klinker Kireta imento Kireta Kireta Klinker Klinker imento Kireta Kuvarsit Kireta Etki Faktr 1,3 1,29 1,37 1,7 1.3 1.1 2.0 1.2 1.33 1.3 1.5 1.2 2.0

48

Etki faktr katk ilavesi olmadan elde edilen yeni yzeylerin, katk ilavesiyle elde edilen yeni yzeylere oran olarak tanmlanabilir. Deirmen rn Snflandrma ve Ayrma: Deirmen tme sonunda elde edilen rnn tane boylar birbirlerinden farkldr, rn kalitesi bakmndan rn iindeki tane boyut dalmnn dar bir alanda kalmas istenir. Bu nedenle tme sistemlerinde deirmenden kan malzeme bir tane boyu ayrma ve snflandrma ilemine gnderilip ince ve iri iki ana ksma ayrlr. nce ksm rn olarak bir sonraki aamaya gnderilirken iri ksm tekrar tlmek zere deirmene geri gnderilir, bu ksma devreden yk denir. Taneleri hava akm yardm ile boyutlarna gre farkl hzlara sahip olaca prensibiyle, belli bir kesme boyutundan daha ince ve iri fraksiyonlara ayran aygta snflandrc ya da ayrc denir. Haval separatrler kapal devre tme sisteminin bir paras olup deirmen k rnn ince ve iri fraksiyonlara ayrr, iri boyutlu malzemeyi tekrar tmeye gnderip, inceyi devreden ekerek ar tmeyi azaltr. Bu ekilde hem tme enerjisi etkin kullanlmakta, hem de tane boyut dalm kontrol ile rn kalitesi arttrlmaktadr. Separatrn ayrma verimi Tromp Erisi tarafndan gsterilir. Snflandrc Tipleri Statik Separatrler: Tane zerinde yalnzca yerekimi etki eder, hareketli paras yoktur, ayrm; hava hz ve ynne, besleme hzna ve kanat asna baldr. Ayrma etkinlii olduka dktr, kaba ayrma yapar. ri tanelerin (90-200 m) sadece %60-65i iri akma giderken, incelerin (<10 m) sadece %55i ince fraksiyona ayrlabilmektedir. Dinamik Separatrler: Tane zerine yerekimi, merkezka ve kaldrma kuvvetleri etki eder, bylece ksa srede daha etkin bir ayrma yaplr, rnn tane boyu dalm daha dar bir blgededir (rn daha homojendir)

Statik Separatrler Taneler siklon iindeki ayrmna benzer ekilde tozlu gaz aknn iindeki taneleri ayrrlar, ayrma verimleri dktr, hareketli paralar olmadndan kurulum ve bakm maliyetleri dktr. Son yllarda farkl yap biimlerinde statik separatrler (V-Separatr, Hurriclon) yaplm, daha sonra bunlara tek bir donat iinde daha iyi ayrma salamak iin dinamik ayrma yapan rotorlar eklenerek melez separatrler gelitirilmitir.

49

Bu tip seperatrlerde haraketli hi bir eleman bulunmaz. Hava ile birlikte srklenen mal seperatrn altndan verilir. siklon altnda bulunan ynlendirici, deflektr, hava ve mal seperatr cidarna ynlendirir. Ykselen karm kesit daralmas neticesi hz kazanr ve siklon i konisi zerideki ynlendiricilerle tanjantyal olarak cidara frlatlr. Srtnme ile hz dmesi sonucu iri taneler gravitasyon etkisi ile ker ince taneler hava ile srklenir. Ynlendiricilerin ayar imkan vardr. ncelik, ynlendiricilere verilen a ile ayarlanr. nceliin ayarlanmas iin dier bir yol da vantilatr devri veya bir klepe ile hava miktarnn ayarlanmasdr. Hava azaltlarak daha ince tane elde edilir. Ancak, bu husus ayr bir sirklasyon vantilatr varsa geerlidir. Aksi halde deirmenin sprme havas nedeniyle hava miktar daha fazla azaltlamaz. Statik separatrlerde, deirmen sprme havasn tozsuzlatrmak iin bir filtre ile birlikte kullanlr, rn elde etmek iin kullanlmazlar, hareketli paralar yoktur, ayrm ynlendirici kanatklarn oluturduu girdapl hava ak ile gereklemektedir, kanatklarn radyal yerleimi gereken incelik iin ayarlanmaldr. V-tipi statik separatrler; En nemli statik separatr tipidir. zellikle YBMD ile birlikte kullanldnda, deirmenden kan kek halindeki rnn datlmas ve n ayrmaya tabi tutulmas separatrde gerekletirilir. Ayrm prensibine gre plakalara arpan malzeme dalr, iriler YBMDe geri dnerken, inceler bilyal deirmen ile kapal devre alan yksek verimli separatre gider. V-separatr kullanm ile dk enerji tketimi, kek halindeki malzemenin datlmas ve n snflandrma yaplmas ve bunu takiben yksek ayrm verimlilii gibi faydalar salamaktadr. a. malzeme ve havann hem apraz, hem de ayn ynde aklarnn salad geni temas yzeyi ve bunun salad etkin s aktarm (malzemeyi kurutmak/soutmak iin), b. Hava ak ile incelik kontrol, c. 100 mdan 1.5 mmye kadar ayrma ayar, d. Hareket eden paralar yoktur, e. Taze malzeme ile geri dnen malzeme iyi kartrlr.

VSK separatrler V tipi statik separatrler ile dinamik separatrn btnletirilmi halidir. ki ayrma blgesi vardr. Statik ayrmada ayrma ilemi (tane incelii) hava akyla kontrol edilir. Statik separatrden kan ince rnl hava daha sonra dinamik separatre geer, bu ksmda ayrma ilemi rotor tarafndan kontrol edilir.

50

Melez separatrlere baka bir rnek de Polysius firmasnn gelitirdii HR Separatrdr. Dinamik Separatrler Bu separatrler deirmen rnnn geleneksel snflandrcsdr. Malzeme dnen bir savurucu tabla zerine ynlendirilir, bu onu artan bir hava akmna maruz brakr. ri taneler ya dorudan yerekimi ile savurucu tabladan derler ya da yardmc fan kanatlar ile kontrol vanalar arasndan ayrlrlar. Genellikle kanatl bir rotor ile bu rotorun evresinde sabit kanatl ynlendiriciler bulunur. Rotorun dnmesi ile mala ve sirklasyon havasna hz kazandrlarak sabit rotor kanatlarna savrulur. Dinamik seperatrlerin genel prensipleri ayn olamakla birlikte yaplarna gre snflandrlrlar. 1- Kanatl Rotor Seperatrler: En basit tiptir. Hava mal karm seperatr altndan girer. Dnen deflektr hem ynlendirme hem de spiral hz kazandrr. Rotordaki kanatlar hz daha artrarak cidara savurur. Merkezka ve gravitasyon etkileri ile iri taneler ayrlr. 2- Sirklasyonlu seperatrler: Ayrma prensipleri ayn olmakla birlikte kanatl rotor seperatrlerden nemli farklar vardr. Mal, deirmenden alnarak, dzgn beslemeli ayr bir ekipman ile mekanik olarak beslenir. Gerekli olan hava, seperatrn iinde veya dnda ayr bir vantilatrle salanr. Mal datc bir disk ile hava akm iine beslenir. Sirklasyonlu seperatrler, ok ince fraksiyonlarn ayrlmasn salarlar ve tercih edilirler. Bu tip seperatrlerde rotor devri, hava miktar, ve sabit kanat alar ayarlanarak istenen incelik ve dalmda mal elde edilebilir. Gelitirilen tiplerde ana gvde etrafna ayrma siklonlar yerletirilmitir. Sirklasyon havas tm sistemi dolar ve mal ayrma siklonlarna gelmeden nce iyi bir tarzda snflandrlm olur. Bu seperatrlerde snflandrma ok iyidir ve yksek dayanm isteyen imentolar iin ok iyi performans gsterirler. Seperatrlerde, scak sirklasyon havas kullanlarak kurutma yaplmas da mmkndr. Dinamik seperatrlerde yksek hzlar vardr ve dolaysyla da anmalar daha fazladr. Bu, dayankl malzemeler kullanlarak nispeten giderilebilir. Dier taraftan rotor tahriki iin de ilave bir enerjiye (2-3 kWh/t) ihtiya vardr. Fakat kapasiteyi % 15-25 artrmalar ve ok

51

homogen mal verme avantajlar tercihte arlk kazandrmaktadr. Seperatr gn getike gelitirilmektedir. nce toz gaz ile beraber ana fana doru hareket eder, geri dn kanatklarna doru hzn dmesi ile gazn aaya doru ak katlarn gazdan ayrlmalarn salar. letme ayarlar ise yardmc kanatlarn says, kontrol vanalar ile yardmc kanatlar arasndaki aklk ve ana fan kanatlarnn radyal pozisyonlardr. Bu ayarlar snflandrcnn ayrma blgesindeki malzeme ykn belirler ve ayrma verimi iin kritiktirler. yi bir ayrma iin her rn inceliinde birim hacim hava bana den en uygun malzeme ak salanmaldr (kg besleme/m3 hava). Besleme iindeki inceler toplamn %70i kadar olmaldr, Devreden yk ~ %200 Gvde ap max. D=10 m, (250 t/s ince=rn iin) zgl hava kullanm=1.06 Nm3/kg imento=1.36 kg/kg zgl elektrik tketimi =2-6 kWs/t Basn kayb=20-30 mm SS Gvdeye scak gaz ya da taze hava gndererek malzeme kurutulabilir/soultabilir.

1. Nesil Dinamik Separatrler olarak da tanmlanan mekanik separatrler ince malzeme kazanmn gelitirmek iin ksa zamanda gelitirilmitir, besleme, santrifj kuvveti yaratacak ekilde dnen bir datc tabla ile yaplmakta ve hava akm separatr iindeki fan yardmyla salanmaktadr. Bu separatrlerin en byk dezavantaj, separatr iindeki srekli dolaan hava akmndan incelerin uzaklatrlamamas ve bunlarn iri fraksiyonda birikmesidir. Dier bir sorun ise, dolaan havann ok scak olmas (>120 C) al formunun deimesine neden olmakta, bu da rn kalitesini olumsuz etkilemektedir. Bu nedenle 1. nesil separatrler genellikle hammadde tme devrelerinde daha ok tercih edilmektedir. rn dalm ve yzet alanna kolaylkla mdahale edilememesi, datc tabladan beslemeden dzenli yaplamamas gibi olumsuz artlar nedeniyle farkl tipte dinamik separatr tasarmlarna ihtiya duyulmutur,

Sturtevant Birinci nesil separatrlere en genel rnek Sturtevant separatrlerdir. Grld zere besleme datc bir plaka zerine dklmektedir. Bu plakann oluturduu santrifj kuvvet malzemeyi dsar dogru frlatmaktadr. Separatr fannn oluturduu yukar ynl hava akmna yakalanan ince taneler fan kanatlar arasndan geerek separatr gvdesi ve i koni arasndaki boslukta yollarna devam eder ve ince rn olarak separatr dna alnrlar. 52

Datma plakasnn frlatt iri taneler ise yksek merkezka kuvvetinin etkisiyle i koni duvarlarna arparak hzlarn kaybederler ve iri fraksiyon kanalna derler. Hz sabittir ve nitenin byklne gre belirlenmektedir. Ana fan havann siklonik hareketini yukar ynl hz bileeni ile oluturmaktadr ve bu iri taneleri ayrmaktadr. ikincil fan, ince taneleri ieren havada trblans oluturmaktadr ve bu ayrma prosesine yardmc olmaktadr. 2. Nesil Dinamik Separatrlerde hava dolamn salayan yardmc bir fan, inceleri toplayan d evre siklonlar ve separatr hz ile hava dolamnn bamsz kontrol edilebilmesi gibi yenilikler sunulmutur. Ayrma prensibi 1. nesil separatrler ile ayndr, 2. nesil separatrler 1. nesil separatrlere gre ince tanelerin hava akmndan daha iyi uzaklatrlmas, daha keskin ayrm, daha dk by pass, hava scaklnn ve inceliin srekli kontrol gibi avantajlara sahiptir. Byk boyutta olmalarnn yan sra, dolaan hava iindeki ince tanelerin tamamen uzaklatrlamamas nedeniyle hava tama kapasitesinin snrlanmas, beslemenin iyi datlamamas ve ayrm blgesinde durma zamann ok ksa olmas ve istikrarsz kesme boyu gibi dezavantajlar mevcuttur. Beslemenin, separatrde daha etki bir ekilde datlmas, by-pass miktarnn drlmesi, daha ince boydan kesme yaplabilmesi ve rn boyutunun daha kontrol edilebilir olmas gibi amalarla yksek verimli 3. Nesil Dinamik Separatrler tasarlanmtr. Bu nesle rnek bir tasarm olan SEPOLde separatrn merkezinde stte datc tablaya bal deiken hzl bir rotor, rehber kanatlar ve rotor etrafnda dnen kafes yaps bulunmaktadr. Dier nesillerden fark, hava separatre sabit hzda yatay olarak girer; tanelerin dnen kafesin ubuklarna arpmasyla irinin havayla ince akma tanmas engellenir. ncelik, hava ak hznn, rotor hznn ve rehber kanatlarn yerleiminin deitirilmesiyle ayarlanabilmektedir. Yksek verimli separatrle elde edilen keskin ayrm ve dk by-pass, deirmen-separatr kapal devresinde devreden yk azaltm, kapasitenin %20-40 orannda artmasna, enerji tketiminin %15-35 orannda azalmasna neden olmutur. Separatrn imento rn zerinde, dar tane boyut dalm oluturmas ve sisteme verilen temiz hava nedeniyle tme scakln drmesi gibi iki nemli etkisi mevcuttur.

Grld zere separatrn ana paras, halkalar zerine yerletirilmi dey ubuklardan oluan dairesel bir kafestir. Bu kafes hz deikenli bir motor tarafndan dndrlmektedir. Besleme malzemesi datma tablas zerine dklmektedir. Dnen tabla tanecikleri radyal olarak ivmelendirir ve taneler tablann d kenarna doru hareket ederler. Tablay terk eden taneler sabit giri kanatlar ve dnen kafes ubuklar arasndaki snflandrma zonuna derler. Temiz snflandrma havas separatre teet olarak girer ve rotor iinde radyal bir ak haline dner. Hava ile karlasan taneler yerekimi, aerodinamik 53

tasma kuvveti, santrifj kuvveti ve dnen kafes ubuklarnn arpma kuvvetinin etkisindedir. Bu kuvvetlerin bykl tane apna baldr. ri taneler en ok yerekimi ve santrifj kuvvetleri etkisinde kalacak, aerodinamik kuvvetlerin etkisi kk olacaktr ve sonu olarak iri fraksiyon kanalna dklecektir. nce ve orta byklkteki taneler daha ok aerodinamik kuvvetin etkisinde kalarak rotor iine ynlendirileceklerdir. Yeterli incelikteki taneler havann byk bir ksm ile birlikte ubuklar arasndan geerek ince fraksiyon kanalna ynelebileceklerdir. Orta byklkteki taneler dnen ubuklara arparak iri fraksiyon kanalna ynlenebilirler Son yllarda yeni tasarmlar dikkati ekmektedir. rnein LV snflandrc olarak adlandrlan ekipman, dik deirmenlerde hava ve malzeme akn kolaylatrmak amac ile gelitirilmitir. Dier snflandrclardan farkl olarak rotor dndaki rehber kanatlar cep eklinde tasarlanmtr. nceler rotora doru sabit kanatlarn kademeli gei alan yaratan tasarmlar ve azalan trblans nedeniyle hava ile srklenirken, iriler kanatlar sayesinde hzlar kesildii iin yeni besleme ile karmadan iri akma kolaylkla ynlenmektedir. LV teknolojisi ile kapasitede %12-30 art, g tketiminde ise 1.5-5 kwh/t kadar azalma gzlemlenmitir.

Dier yeni bir tasarm, statik-dinamik separatr karm tasarma sahip, YBMD POLYCOM ile birlikte kullanlan SEPOL HRdir. Dier snflandrclardan farkl olarak rotor yatay konumdadr. Kek halinde kan malzeme, besleme giriinden arpma plakasna gelmekte ve bir miktar dalmaktadr. Malzeme yksek eimli, hava akl zeminden kaymakta, iriler tmeye geri dnerken, inceler hava akyla rotora doru hareket etmektedir. Hammadde ve imento uygulamalar mevcut olup basit, anmaya kar dayankl, ayrm etkinlii yksek ve by-pass oran %30un altndadr.

54

Yeni nesil ayrclarda rotorun verdii merkezka kuvvetle i hava ak birlikte bir yatay girdap oluur. ncelen taneler ykselen havayla beraber sonraki toz tutucuya doru ynlenirken iriler aaya doru derler, gvdenin alt ksmndan dar karlr. ncelik rotorun hz ile kontrol edilir, artan rotor hz incelii de arttrr. Hava ak separatr fan tarafndan denetlenir, malzemenin dalm datc tablann evresindeki datc plakalar tarafndan salanr. Havann dzgn dalm gelen hava borusunun ve klavuz kanatklarn uygun tasarm ile salanr. Rotorun yksekliinin apna oran malzemenin ayrma blmndeki kal zamann ayarlar. Tasarmlar farkl separatrlerin belirgin zellikleri; Tr Adlandrma 1. Nesil Ticari/Mekanik separatrer Verim % 50-60 Bypass % 30 ri tanelerin Taze havann azl yeniden ayrlmas sebebiyle ok verimli deil nce rn toplama Separatrn d yntemi koniinde Ticari rnekler 2. Nesil 3. Nesil Siklon-hava Yksek-verimli separatrler separatrler 60-75 80-90 10 2 Sirklasyon havas Taze hava taze hava da ierdii kullanld iin daha iin daha iyi etkin Separatrlere Deirmen sistemine ilitirilmi d ilitirilmi siklonlarda siklonlarda ya da torbal filtrede Sturtevant Turbopol Cyclopol (Polysius) O-sepa (Fuller) (Polysius) ZAB (KHD-Wedag) Sepax (FLS) Sepol (Polysius) Sepmaster (KHD)

55

PRME SREC
SP: Suspension Preheater kiln
Conventional single-string cyclone preheater kiln without precalciner.

ILC-E: In-Line Calciner using Excess air

Single-string cyclone preheater kiln with a small precalciner built into the kiln riser duct. Combustion air for the precalciner is drawn through the kiln.

ILC TM : In-Line Calciner

Single-string or double-string cyclone preheater kiln with precalciner built into the kiln riser duct. Combustion air for the precalciner is drawn through a separate tertiary air duct between the cooler and the calciner.

56

imento retiminin en nemli aamas farinin piirilmesidir. imento fabrikalarna karakteristik grnm veren kuleler ve dner frn bu aamada kullanlrlar. 1. Modern imento fabrikalarnda farin enerji tasarrufu amac ile frna girmeden nce bir n stmaya tabi tutulur. Ykseklikleri 60 metreyi geen n stma kulelerinde seri halindeki siklonlarda farin taneleri frndan gelen scak egsoz gazlar iinde savrularak snrlar ve ksmen kalsine olurlar. 2. Baz n stclarda kulenin altnda ve dner frndan hemen nce bir n kalsinasyon nitesi bulunur. Son siklon aamasndan buraya scak hava ve yaktla birlikte giren farin tanelerinde kalsinasyon, hammaddelerden CO2in ayrtrlmas, %95e varan lde tamamlanabilir. 3. Dner frn dnyada endstri tesislerinde bulunan en byk proses eleman olarak kabul edilir. ap 3-7 m, uzunluu 50-75 m kadar olup 50 mm kalnlnda elik satan yaplm, refrakter tula astarl dev bir borudur. Yaklak %3-4 eimli olarak monte edilen frn dakikada 1.5-4 devir yaparak dner. n stcdan gelen malzeme frna yukar utan girer ve frnla beraber dnerek, yuvarlanarak, kayarak daha scak blgelere, alt utaki aleve doru ilerler. Bu arada geri kalan CO2de malzemeden ayrlr ve ilerde zetlenecek bir dizi kimyasal reaksiyon meydana gelmeye balar. 4. Dner frnn alt ucunda toz kmr, doal gaz, fuel oil gibi yaktlarn yaklmas ile oluturulan alevin kt boru bulunur. Alev borusundan kan beyaz kor halindeki alevin scakl 1870C deerine (gne yzeyindeki scakln 1/3) ular. Bu en scak blgede scakl 1480Cye varan kalsine malzeme ksmen ergiyip svlamaya balar, ince taneler birbirlerine yapp daha byk boydaki klinker tanelerini olutururlar. Frnn alt ucundan kan klinler zerinde soutma ilemi uygulanr. Dner frnda imento hammaddeleri iindeki kire, silis ve almina scaklk arttka nce serbest hale gelirler, sonra da kendi aralarnda birleip yeni bileikler meydana getirirler. n stmada ve frnn en st blgesinde malzemedeki serbest ve kristal sular buharlar, kil ayrr ve CO2 kalkerden ayrlmaya balar. Aaya doru, daha scak blgelerde kalsinasyon tamamlanr, serbest kalan CaO kilden ayran SiO2 ve Al2O3 ile birleerek kalsiyum silikat ve kalsiyum alminatlar meydana getirir. Farinden klinkere geite imento hammaddelerindeki mineral faz deiimleri ekilde verilmitir. Balca reaksiyonlar aada zetlenmitir. 650-1050C: 57

I II III IV V

Al2O3. 2SiO2.2H2O + 5CaCO3 CA + 2C2S + 2H2O + 5CO2 Fe2O3 + 2CaCO3 C2F + 2CO2 C + O2 CO2 SiO2 + 2CaCO3 C2S + 2CO2 CaCO3 C + CO2

1250-1450C: VI VII VIII IX C2F + Ca + C C4AF CA + 2C C3A C2F + Ca + C C4AF C2S + C C3S

Tipik bir portland imentosu klinkerinde bileimin %90nndan fazlasn karma oksit formundaki drt ana bileen oluturur. Dner frndaki reaksiyon ifadelerinden de grlecei gibi bunlar, 4CaO.Al2O3. Fe2O3=(C4AF), 3CaO. Al2O3=(C3A), 2CaO.SiO2=(C2S), ve 3CaO. SiO2=(C3S) olmaktadr. Bu drt ana bileen gerek su ile reaksiyon hzlar ve kardklar s miktarlar, gerekse imentonun balayclk deerine katklar ynlerinden birbirlerinden farkl karakter gsterirler. C4AF: Su ile reaksiyonu fazla olmayp balayclk deeri azdr. C3A: Su ile ok hzl reaksiyona girip ok fazla s aa karr, imento hamurunun ok abuk katlamasna neden olur. Etkisini yavalatmak iin klinker alta ile tlr. Balayclk deeri azdr. Slfatlarn ypratc etkilerine kar imentonun direncini azaltr. C2S: Su ile reaksiyonu yavatr, az miktarda s aa karr. Yksek olan balayclk zellii kendini ileri yalarda gsterir. C3S: Su ile reaksiyonu ve ortaya kan s orta deerlerdedir. Yksek balayclk zellii ilk yalardan itibaren etkilidir.

58

Kalker ve kil gibi hammaddeleri orantlayp farini olutururken bu drt ana bileenin greceli miktarlarn deitirmek ve yeni bir hammadde veya katk kullanmadan elde edilecek imentoya baz zellikler kazandrmak mmkn olmaktadr. C3A miktarn azaltarak slfatlara dayankl imento, C2S miktarn arttrp C3S ve C3Ay azaltarak dk sl imento retmek mmkn olur. Klinker bileiminin geri kalan kk ksm (%10 civarndaki) serbest CaO, MgO ile alkali oksitler ve SO3 bulunur. lerde imento rnlerindeki hacim genleme ve atlamalara yol ama olaslklarndan dolay bu oksitlerin miktarlar snrlandrlr. Sonu olarak tipik portland imentolarnn kimyasal bileimleri % deerler olarak genellikle, CaO: 60-67; SiO2: 17-25; Al2O3: 3.0-8.0; Fe2O3: 0.5-6.0; SO3: 1.0-3.0; MgO: 0.14.0; Alkaliler: 0.2-1.3. Frnda olan Fiziksel ve Kimyasal Deiimler 1. Buharlama Blgesi 100-400C: H2O (l) + s H2O (g), H = + 44.2 kJ/mol 2. Kil Dehidrasyon Blgesi 350-650C: Kil kristal suyunu yitirmeye balar: 2SiO2Al2O3.2H2O + s 2SiO2Al2O3 + 2H2O, H = + 274 kJ/mol Kaolenin dehidrasyonu rneinde gsterildii gibi kimyasal olarak bal su bnyeden dar atlr (dehidrasyon). Al4[(OH)8Si4O10] 2(Al2O3.2SiO2) + 4H2O Kaolen Metakaolen Metakaolen yksek scaklklarda bozunarak Al2O3 ve SiO2 gibi ok etkin oksitlere dnr. 400C: Magnezyum karbonat bozunmaya balar, MgCO3 + s MgO + CO2, H = + 120 kJ/mol Organik bileikler ve slfitler buharlar ve ykseltgenir, 2FeS2 + 7/2O2 Fe2O3 + 4SO3 550C: imento hammaddelerinin %74-79unu oluturan CaCO3 bozunmaya balar (ayrmak, dekarbonize olmak, kalsinasyon). Asit ortam ve SiO2, Al2O3 gibi serbest kirele tepkimeye giren dier oksitlerin varl CaCO3n bozunmasna yardmc olur. R 3. Kalsinasyon (dekarbonizasyon) Blgesi 900C: Bu scaklkta ayrma basnc 1 bardan yksek olduu iin CaCO3 hzla CaO ve CO2ye ayrr: CaCO3 CaO + CO2, H = + 474 kJ/mol Serbest kire

59

Oluan serbest kire ortamda bulunan dier oksitlerle tepkimeye balar, 2CaO + SiO2 2CaO.SiO2, H = - 143 kJ/mol 2CaO + Al2O3 2CaO.Al2O3 2CaO + Fe2O3 2CaO.Fe2O3 CaO.Al2O3 + CaO 3CaO.Al2O3 (C3A olarak tanmlanr) CaO.SiO2 + CaO 2CaO.SiO2 (C2S olarak tanmlanr) Serbest CaO anhidrit oluturmak zere SO3 ile tepkir. CaO + SO3 CaSO4 Bu anhidrit kilden gelen alkalilerle tepkiyerek alkali slfatlar oluturur, CaSO4 + Na2O CaO + Na2SO4 CaSO4 + K2O CaO + K2SO4 ya da 3K2SO4.Na2SO4 ounlukla SO3 miktar alkalilerin tamam ile birlemek iin yetersizdir. Na2O + C3A NaC8A3, K2O + C2S KC23S12 4. Klinkerleme Blgesi 1200C: Belit (C2S) oluumu: 2CaO + SiO2 2CaO.SiO2, H = - 125 kJ/mol C12A7 kirele zenginleir ve C3Aya dnr. C2A ve C2F bir kat eriyik olutururlar: C4AF, H = - 50.4 kJ/mol 1250-1450C: (Sinterleme, klinkerleme tepkimeleri) C3A ve C4AF svlar ve balaycy olutururlar (sv evre). Bu ortamda C2S serbest kirele birleir ve C3S (Alit) oluur, CaO + C2S C3S, H = - 125 kJ/mol Trikalsiyumsilikat=Alit=C3S klinkerin ana ve en deerli bileenidir, imentonun dayanm kazanmasn salar. Alkali slfatlar alkali ve SO2 oluturarak bozunurlar, R2SO4 + s R2O + SO2 + (1/2)O2 Anhidrit CaO ve SO2ye ayrr, CaSO3 + s CaO + SO2 + (1/2)O2 ndirgen ortamda demir 3 oksit demir 2 oksite dnr, Fe2O3 2FeO + (1/2)O2 Sinter eriyii iinde C3S ve C2S kat evreler olarak bulunurlar. Scaklk > 1400 C olduunda dier oksitler (SiO2 ve Al2O3) sv evre iindedir. Eriyiin (balaycnn) yaklak bileimi, C=56, S=7, A=23, F=14 (A %) Aadaki koullar bu tepkimeleri hzlandrr, Sv evrenin orann arttrmak, Sv evrenin kvamn azaltmak (vizkozitesini drmek), Farin iindeki iri tanelerin, zellikle kuvarsn, orantsn drmek. 5. Soutma Blgesi 1450-1250C: 1 biimindeki C2S su ile daha kolay birleebilen C2S biimine dnr. C3A ve C4AF kristalleir, erimi bulunan slfatlar kristalleir.

60

Sinterleme tepkimelerinin tersinmesini nlemek iin klinker (KK) hzla soutulur, bylece oluan C3S miktar da olabildiince korunur, bir baka deyile klinkerleme scaklnda salanan denge dondurulur. Soutulan klinkerin bileimi frnda sinterleme scaklnda retilen klinker ile ayndr. Klinkeri 100-150Clere kadar hzla soutmak, - Alit miktarn korur, bylece reaktif=etkin bir klinker retilir. - imento yapmann son basamanda klinker alta ile birlikte tlrken daha iyi bir tlebilirlik salar, - Alminat ve ferrit evrelerinin dierleri arasnda dalp kristallemeleri imentonun daha yava sertlemesini salar, - Farin iindeki MgO > %2.5 olduunda genlemeyi nler. Alit (C3S), Bu yapay mineralin olumas iin sinterlemenin olmas gereklidir. Klinkerde olmas istenen en nemli maddedir. Klinker mineralleri iinde mekanik dayanm kazandrma zellii en fazla olan ve % 50-70 orannda bulunan kalsiyum silikattr. Dner frnda 1250Cden sonra klinker eriyiinin kristallemesi ile meydana gelir. Genelde saf halde bulunmaz, kristalleme srasnda Mg2+, Al3+, Fe3+ gibi yabanc iyonlar bnyesine alr. Eer kristalleme hzl gereklemise belitten alite dnm srasnda kk belit kristalleri alit iinde dmeler eklinde kalr. Hekzagonal kristal formunda olup alt farkl polimorfu mevcuttur. Alit kristallerinin bykl yaklak 8-60 mdir. Kristallerin bykl pime scakl ve sresine, eriyik miktar ve bileimine ve klinker soutma hzna bal olmaktadr. Basn dayanm art hzldr, su ile hzl tepkimeye girer, imentonun hem erken hem de ge dayanmnda etkindir, hidratasyon ss orta derecededir. Belit (C2S), hidrolik aktivitesi alit kadar yksek olmayan, fakat ge yataki dayanmn gelimesinde nemli bir rol stlenen kalsiyum silikattr. Klinker iinde bulunma oran % 15-30 arasnda belirtilse de ilem koullarna gre belit daha az miktarda da oluabilir. Dner frnda 800Cden sonra olumaya balar, 1250Cden sonra ortamdaki fazla CaO ile birleerek aliti meydana getirir. , H, L, ve gibi be farkl polimorfa sahiptir, genellikle endstriyel klinkerde formlarna gre daha stabil olan -C2S formu bulunmaktadr. Belit polimorflarnn birbirlerine gre alit polimorflarna oranla hidrolik aktiviteleri, dolaysyla dayanm deerleri daha deikendir. Alite oranla bnyesinde daha fazla yabanc iyon barndrabilir, K, Na, Fe, Ba, Mg, [PO3]3-, [SO4]2-, [FeO4]5- gibi birok iyon, Ca2+ ve [SiO4]4iyonlaryla yer deitirebilir. -C2S genellikle lamelli yapda olup ikizlenme gsterir. Kristaller yuvarlak ekilli, 20-40 m boyutundadr. Belit klinker iinde ounlukla kmeler halinde bulunur. Byle belit birikimleri hammadde karmnn iyi homojenize edilmemesinden ve iindeki iri tanelerden kaynaklanabilir. Bu iri taneler ve homojensizlik, CaO ve SiO2 tanelerinin yeteri miktarda tepkimeye girememesine, dolaysyla bir tarafta belit birikimlenmesine yol aarken serbest kire miktarnn da artmasna neden olur. Belit kmelenmesinin klinkerin tlebilirlii zerinde etkileri olduu bilinmekte, eer belit kresel ve homojen bir dalm gsteriyorsa klinkerin tlebilirlii daha kolay, kmelenme gsterdii durumda ise tlebilirliin daha zor olduu ifade edilmektedir. Hatta bu belit kmelerinin tlebilirlik zerinde klinkerdeki gzeneklerden daha nemli etkileri olduu belirtilmektedir. Basn dayanm art yavatr, ancak uzun dnemde (bir ylda) alit ile ayn dayanm deerine ular, su ile yava tepkimeye girer, hidratasyon ss dk derecededir.

61

Trikalsiyum aluminat (C3A), hidratasyon ss en yksek olan klinker mineralidir. Ferrit faz ile birlikte ara faz veya matris faz olarak adlandrlr. Kristal yaps kbik, ortorombik veya monoklinik olabilir. Klinkerde alkali bileenler bulunuyorsa saf C3A yerine alkali aluminat oluur. C3Ann % 8-12 arasnda olmas istenir; bu deerin zerinde C3A bulunmas imentonun dayanmn azaltmaktadr. Kristaller lamelli ve ince levha eklinde olduu iin, kesitte genellikle uzun talar halinde grlr. Su ile ok hzl tepkimeye girer, erken dayanm zerinde etkisi olumludur. Slfatlarla tepkiyerek hacim genlemesine neden olur, C3Ann suyla hzl tepkimesinin yarataca olumsuzluklar azaltmak iin btn imentolara az miktarda al ta eklenerek ilenebilirlik zellii arttrlr, bir baka deyile priz sresi kontrol altnda tutulur. Ferrit (C4AF), imentoya bilinen normal rengini veren bileiktir. Belirli bir kimyasal bileimi yoktur, Ca2(AlxFe1-x)2O5 kristal dizisinde ounlukla C4AF formunda rastlanr. Prizmatik ve dentritik kristal yapdadr. Mikroskop altnda yansmas ok kuvvetli olup, dalama ilemi yaplmadan dier klinker minerallerinden kolaylkla ayrt edilebilir. Optimum C4AF miktar %8-13tr, ancak bunu aan deerlerde imentonun dayanmn azaltt bilinir. Basn dayanmna katks azdr, suyla tepkimesi yavatr. Serbest kire, pime srasnda, silis, aluminyum ve demir oksite balanmam olan kiretir. Pime gl gsteren hammadde karm, farinin iri tlmesi, hammadde karmnda serbest silisin fazla bulunmas, fazla miktarda kalsiyumlu bileikler kullanlm olmas veya yava soutmada tersinir tepkime ile alitin belite ve CaOe dnmesiyle ortaya kabilir. Klinkerde % 2.5dan daha fazla miktarda bulunmas, beton yapmnda kullanlan imentonun katlama veya sertleme olayndan sonra hacim deiikliine sebep olabilecei iin istenmez (Altun, 1998; ney, 1998). te yandan serbest kirecin klinkerin tlebilirliini kolaylatrd belirtilmektedir (Hills, 1995). Periklas, klinkerdeki MgO konsantrasyonu % 2yi at durumda gzlenmektedir. Yksek yansmaya sahip karakteristik kbik kristaller halinde oluur. Periklasn sertliinden dolay parlatma srasnda kabartma oluur; mikroskop altnda evresinde beliren izgilerden dolay belirlenmesi kolaylar. Dier klinker fazlarna gre daha kararldr ve tek bir modifikasyonu vardr. Periklas kristalleri yaklak 1-16 m boyutunda olup byk kristaller ve kmeler halinde bulunduklarnda betonda uzun vadede ortaya kabilecek tehlikeli magnezya genlemesine sebep olabilirler (Kurdowski, 1991; Altun, 1998). Gzenekler (porozite), klinkerin sinterleme koullar hakknda bilgi verir. Parlak kesitte reine ile dolanlar beyaz ya da gri renkte, reine dolmayanlar ise siyah grnr. Byk, uzun ve birbirleriyle birleen gzenekler klinkerin ya ksa sreli ya da dk scaklkta sinterletiini ifade eder. Kk ve yuvarlak gzenekler iyi sinterlemenin iaretidir. Dayanm asndan gzeneklerin kk ve homojen dalm olmalar nemlidir, fakat klinkerin tlebilirlii asndan farkl yorumlar mevcuttur. Baz almalarda byk ve birbirleriyle birleen gzeneklerin iri tmede etkili olduu sylenirken, dierlerinde ise kk gzeneklerin tlebilirlii kolaylatrd ifade edilmektedir (Hills, 1995; Altun, 1998, Felekolu vd., 2005).

62

PRME SRECN ETKLEYEN FAKTRLER Kimyasal Bileim Farinin piirilebilirlii zerinde hammadde karmnn nemi byktr. Piebilme zelliinin belirlenebilmesi iin belirli incelikteki farinin (90 m elek bakiyesi %10-12) 1450C de piirildiinde klinker iinde %2den az (genelikle %1 kadar) serbest kire kald pime sresi llr. LSF arttka, piirme zorlar, yakt tketimi artar. SM arttka, piirme zorlar, yakt tketimi artar. Yksek alkali miktar (>%0.5) serbest kirecin birlemesini engeller. MgO<%2 ve SO3<%1 pimeyi hzlandrr. Fe2O3 ve Fluorit (CaF2) sv evre oluumuna (yakt tketiminin dmesine) yardmc olurlar.

Farinin ncelii Hazrlanan farin ne kadar ince ise yzey alan byr dolaysyla frn ii tepkimeler kolaylar, iyi bir piirme salanm olur. ounlukla bu durum, 90 m elek bakiyesi %10-15 aralnda salanr. Homojenlik yi bir piirme iin farinin iyi bir ekilde homojenlendirilmesi ve sabit bir hzla frna beslenmesi gerekir. Klinker iinde serbest kirecin birleip topaklamasn salayacak kk ceplerin olumasn (tepkimeye girmez, daha az C3S oluur, imento dayanm az olur) engellemek iin farin iyi homojenletirilmeli ve frna da deimeyen hzda gnderilmelidir. KLNKER RETMNDE TEMEL KURALLAR 63

1. KURAL Farin inceliinin 90 ve 200 m elek st bakiyelerinin drlmesi pime scakln drr ve imento deirmenlerinde tme enerjisini azaltr. nceliin drlmesi zelikle silisli kristallerce zengin olan farinler iin geerli bir durumdur. Bu zellikle dayanm deerleri asndan tercih edilir. Anahtar deerler; Farin 100 m elek st bakiyesinin %20den %10a azaltlmas toplam farin-imento enerji tketiminde 4 kWh/ton tasarruf salar, pime yakt enerjisinden ve imento tme enerjisinden tasarruf edilebilir. 2. KURAL Frnn yanma blgesinin ksa olmas tlebilirlik ve dayanm geliimini pozitif ynde etkiler. Scak ve ksa bir yanma blgesi ile elde edilen klinker tlmesi kolay bir klinkerdir. 3. KURAL Stabil retim koullar ykseltgen bir ortama gerek duyar. ndirgen bir yanma ortam uuculuunu arttrr, bu da dzensiz bir klinker retimine neden olur.

4. KURAL Klinlerin serbest kire ieriini arttrmak hem ilk, hem de son priz srelerini ayn oranda drr. Kalker eklemesi de ilk ve son priz srelerini hzlandrr. Anahtar deerler; Serbest kire %0.5den %1.5a arttnda ilk ve son priz srelerini 40-50 dk drr. ok az bir serbest kire art klinkerin priz sresini etkiler. 5. KURAL Klinker C3S orannn arttrlmas (C2Sin azaltlmas) 1, 2, ve 7 gnlk dayanmlar gelitirir. 28 gnden sonra, dayanm kazanc daha az olabilir. Anahtar deerler; +%10 C3S art erken dayanmlarda (2-5) MPa art salar. 6. KURAL C2Sin tlmesi zordur. C2S %10 artarsa imento tmede yaklak 4 kWh/t daha ok enerji tketilir. 7. KURAL Alkaliler hangi formda olursa olsunlar 28 gnlk dayanmlar pozitif ynde etkilemezler. Anahtar deerler; Edeer Na2O toplam %0.1 artarsa, 28 gnlk dayanm 1Mpa kadar azalr. 8. KURAL Erken dayanmda, optimum slfat ieriinde, znebilir alkaliler, zelikle alkali slfatlar, erken dayanmlar gelitirir. Anahtar deerler; znebilir edeer Na2O miktarndaki %0.1lik art 1 gnlk dayanmda 0.5-1.5 MPa art salar. Alkaliler slfat balar, 1 mol K2O + 1 mol SO3 1 mol K2SO4 bu znebilir alkaliler 1 ve 2 gnlk dayanmlar iin faydaldr. 9. KURAL Alkaliler ve C3A arasndaki ba, C3Ann kristal formunun deiimi Kbikten Ortorombike doru olmaldr, aksi halde kt piebilirlik ve 28 gn dayanmlarnda d

64

gzlenir. Alkalilerden fazla slfat olursa ne olur? Fazla alkaliler kristal yapya girer, bu alkaliler znebilir alkaliler ile balantl olarak 28 gnlk dayanmlar drr. Alkalilerin doymas imentonun su gereksinimini, akkanln olumsuz etkiler, erken yalanmaya yol aar. 10. KURAL Eer klinker SO3 miktar alkali molar doygunluk orann aar (slfatlama derecesi > %100) ise klinler tozlamasnda ve tme enerjisinde kayda deer bir art grlr. Anahtar deerler; %1 fazla SO3 iin tmede 4-5 kWh/t imento fazla enerji tketilir. Eer SO3 > Na2O, K2O olursa; tozlu klinker retilir ve imento deirmeninde enerji tketimi artar BOGUE FORMLLER Klinker evrelerinin miktarlar en iyi mikroskop analizi ya da XRD (X-n krnm) yntemleri ile hesap edilebilir, ancak bunlar yava ve pahaldr. letmede gnlk yaplacak deiiklikler ve dzeltici ilemler iin bunlarn sonularn beklemek olanakszdr. rnn klinkerin olas bileimini olduka yakn olarak hesaplamak iin fabrikalarda klinkerin kimyasal analiz sonularn kullanan Bogue Formlleri kullanlr. Bu formllerde hesaplanan alit miktar gerekten dk, belit miktar ise yksektir, dier evreler geree ok yakndr. BOGUE HESAPLAMALARI C3S = 4.0710CaO-7.6024SiO2-1.4297Fe2O3-6.7187Al2O3 C2S = 8.6024SiO2+1.0785Fe2O3+5.0683Al2O3-3.0710CaO C3A = 2.6504Al2O3-1.6920Fe2O3 C4AF = 3.0432Fe2O3 rnek Klinker Analizi SiO2 21.5 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 LOI IR 5.2 2.8 66.6 1.0 0.6 0.2 1.0 1.5 0.5 Toplam 98.9

Serbest kire = 1.0% CaO Yukardaki analiz sonularna gre hesaplamalar, CaO = (66.6% - 1.0% erbest kire) = 65.6% CaO=65.6%; SiO2=21.5%; Al2O3=5.2% ve Fe2O3=2.8% Bogue hesaplamas: C3S = 4.0710CaO-7.6024SiO2-1.4297Fe2O3-6.7187Al2O3 C2S = 8.6024SiO2+1.1Fe2O3+5.0683Al2O3-3.0710CaO

65

C3A = 2.6504Al2O3-1.6920Fe2O3 C4AF = 3.0432Fe2O3 Bylece: C3S = (4.0710 x 65.6)-(7.6024 x 21.5)-(1.4297 x 2.8)-(6.718 x 5.2) C3S = 64.7% C2S = (8.6024 x 21.5)+(1.0785 x 2.8)+(5.0683 x 5.2)-(3.0710 x 65.6) C2S = 12.9% C3A = (2.6504 x 5.2)-(1.6920 x 2.8) C3A = 9.0% C4AF = 3.0432 x 2.8 C4AF = 8.5% Yukarda da belirtildii gibi bu hesaplamalar drt ana klinker faznn gerek miktarlarn tam olarak vermemekle birlikte fikir vermesi asndan faydaldr. Gerek miktarlar vermesinin nedeni mineral bileimlerinin zellikle ferit faznn deiiklik gsterebilmesidir. Ayrca Bogue formllerini puzolan katkl imentolar iin kullanmak doru deildir. MENTO ETLER Avrupada Genel imentolar iin hazrlanm olan EN 197 standard lkemizde de Trk Standard TS EN 197 olarak aynen uygulanmaktadr. Bu standarda gre aadaki ana gruplar iinde CEM imentosu nun retimi mmkndr: CEM I (Portland imentosu) Grubunda klinkerin sadece kalsiyum slfat ve minr bileen olarak arlka en fazla %0-5 aras mineral katk ile tlmesi sonucu elde edilen Portland imentolar bulunur. CEM II, III, IV, V Gruplarnda minr bileene ilaveten daha fazla miktarlarda mineral katklar kullanlr. CEM II (Portland Kompoze imento) Grubunda mineral katk miktar %6-35 arasndadr. Katk trne bal olarak bu grupdaki imentolar Portland Cruflu, Portland Uucu kll, Portland Puzolanl, Portland Kalkerli gibi isimler almakta, Portland Kompoze imentoda ise birden fazla katk birlikte kullanlabilmektedir. CEM III (Portland Yksek Frn Cruflu imento) Grubunda Yksek Frn Cruflu imentolar bulunur. Cruf katks %36 95 aras deiir. CEM IV (Puzolanik imento) Grubunda Puzolanik imentolar yer alr. Bunlarda cruf veya kalker kullanlmaz. Puzolan ve uucu kl katklar birlikte %11-55 aras deiir. CEM V (Kompoze imento) Grubunda Kompoze imentolar bulunur. Bunlara hem cruf (%18-50) ve hem de puzolan ve uucu kl (%18-50) snrlar arasnda deitirilerek birlikte katlr, miktarlar klinker oran %20- 64 arasnda kalacak ekilde ayarlanr. CEM I Grubu dndaki CEM imentolar katk miktarlarna gre alt gruplara ayrlmtr. Grup standartlar iinde greceli olarak az katk ierenler A harfi, ok katk ierenler ise B

66

harfi ile belirlenmektedir. CEM III imentosunun bir de en yksek katkl C alt grubu vardr. Bylece ortaya balca 27 tip CEM imentosu kmaktadr. CEM imentolarnn retiminde lkemizde mineral katk olarak en ok kullanlan maddeler, standarttaki sembolleri ile birlikte, unlardr: K: Klinker, S: Yksek frn crufu, D: Silis duman, P: Doal puzolan (tras); Q: Doal kalsine puzolan, V: Silissi uucu kl; W: kalkersi uucu kl, T: Pimi ist, L: Kalker LL: Kalker, M: sttekilerden ikisi ya da daha ou, Uucu kl, kmrle alan termik elektrik santrallerinde ortaya kan baca tozudur. Yksek frn crufu da demir-elik endstrisinde elde edilen bir yan rndr. Endstriyel atk saylabilecek her iki rn imento retiminde kullanlarak deerlendirilmektedir. zellikle CEM I dndaki CEM imentolar yksek mineral katk ierikleri dolays ile daha ekonomik ve evre dostudurlar. imento retiminde kullanlan doal hammaddelerden, yakt ve elektrik enerjisinden tasarruf salarlar ve atk malzeme kullanmna imkan tanrlar. Ayrca, uygun ekilde kullanldklarnda mineral katklarn teknik yararlar da vardr ve betonda zararl evresel etkilere kar dayankll arttrrlar. Genel CEM imentolarnn dnda baz zel imentolar da retilmektedir. Portland imentosundaki ham madde karm oranlarn ayarlayarak kimyasal bileimde bulunan drt ana bileenin greli miktarlarn ve dolays ile imentonun baz zelliklerini istenilen ynde deitirmek mmkn olmaktadr. rnein, C3A ieriinin en fazla %5 olacak ekilde azaltlmas ve C3S ieriinin C2Sinkine yakn deere indirilmesi ile Slfatlara Dayankl imento elde edilmi olur. Ham maddelerin zel olarak seimi, beyaz kil ve baz katklar kullanlmas ile imentonun dier zellikleri deitirilmeden gri rengi beyazlatrlmakta ve Beyaz Portland imentosu elde edilmektedir. Har imentosu yksek kire ve puzolan katkl dayanm dk, ilenebilmesi yksek bir imentodur. lkemizde ayrca, Kalsiyum Aluminat ve Sorel imentolar gibi daha bir ka zel imento istek durumuna bal olarak az miktarlarda da olsa retilmektedir. imento tipleri dayanm snflarna gre de alt gruplara ayrlrlar. imentonun dayanm 32.5, 42.5 ve 52.5 saylarndan birisi ile belirtilir. Bu say, standard deneyde imento numunesinin 28 gn ierisinde ulamas gereken basn dayanmnn N/mm2 veya MPa olarak deeridir.

67

kinci bir snflandrma erken dayanma gredir. N harfi normal, R harfi ise yksek erken dayanm ifade eder. Yksek erken dayanml imentonun 2 gn iinde standarda belirtilen dayanma ulamas gerekmektedir. Baz rnekler yledir: CEM I 42.5 R: Dayanm snf 42.5 olan yksek erken dayanml portland imentosu. CEM II/A-P 32.5 N: Ktlece %6-20 arasnda tras ieren, dayanm snf 32.5 olan normal erken dayanml portland puzolanl imento. CEM III/B 32.5 N: Ktlece %66-80 arasnda granle yksek frn crufu ieren, 32.5 dayanm snfnda normal erken dayanml yksek frn cruflu imento. Ayrntl ilave bilgiler TS EN 197-1 standardnda bulunabilir. Ancak, kat zerinde alt gruplar ile birlikte ok fazla sayda CEM imentosu tanmlanabilmesine ramen herhangi bir imento fabrikasnda sadece 3-4 tip imentonun retildii grlmektedir. Bu tiplerin belirlenmesinde yredeki hammadde durumu ile imento tiplerine olan talep rol oynamaktadr.

68

69