Puzolan Nedir? Çimentoda Kullanılan Puzolanlar Nelerdir?

Puzolan çimentonun içerisinde yer alan malzemelerden biridir, kendi başına bağlayıcılık değeri yoktur ya da çok az bağlayıcılık gösterir. Fakat ince taneli durumlarda olduklarında ve sulu ortamlarda kalsiyum hidroksit ile birleştikleri zaman hidrolik bağlayıcılık gösteren silisli, silisli-alüminli malzemelerdir. Tarihin başlangıcından itibaren insanlar yaşamlarını sürdürebilmek adına yapılar inşa etmişler ve bu yapılarda toprak ya da kesme taş kullanmışlardır. Zamanla bunların arasında bağlayıcı cihetiyle sönmüş kireç ve alçı kullanmışlar; ancak zamanın ilerlemesi, teknik ve fenni gelişmelerle birlikte bağlayıcı maddeler de değişiklik göstermiştir. Son kertede sönmüş kireç ve puzolan kullanılan yapıların daha uzun ömürlü olduğu tespit edilmiştir.

Puzolanların yapılarında oksitli, alkali ve karbon malzemeler bulunmaktadır. Oransal miktarları elde edildikleri doğal kaynakların yerlerine göre değişiklik göstermektedir. Yapay puzolanlar endüstriyel malzeme üretimi sırasında yan ürünlerden elde edilen malzemelerdir.

Puzolan Çeşitleri

Puzolan çeşitleri

Puzolanlar üç gruba ayrılmaktadır. Bunlar; doğal, yapay ve ısıl işlem uygulanmış puzolanlardır.

Doğal puzolanlar

– Volkanik küller
– Volkanik tüfler
– Volkanik camlar

Yapay puzolanlar

– Silis dumanı
– Uçucu kül
– Yüksek fırın cürufu

Isıl işlem görmüş puzolanlar

– Diatomik topraklar
– Isıtılmış killer

Reaksiyon kapasiteleri açısından doğal ya da yapay bütün puzolanlar üç bileşenden meydana gelir, bunlar:

– Zararlı (istenmeyen) bileşenler: Organik maddeler, kalay ve karbon maddeleri

– Aktif tertip maddeleri: Çeşitli cam fazları, opal, silisli toprak, zeolitler

– Atıl bileşenler: Zeolitlerden farklı kristal fazları (augit, piroksen, saf çini)

Puzolanların Kullanım Amacı

Puzolan ince bir biçimde öğütülerek, betonun karışımında yer alan ince agrega veya çimento ile ikame olarak kullanılabilir. Kullanım amacını maddeler halinde sıralamak gerekirse:

– Betondeişlenebilirliği artırmak
– Segregasyon ve terlemeyi azaltmak
– Hidratasyon ısısını düşürmek
– Hacimsel değişimleri azaltmak
– Geçirimliliğin düşmesini sağlamak
– Dayanımı yükseltmek
– Sülfat dayanıklılığını sağlamak ve artırmak
– Ekonomik fayda sağlamak

Beton teknolojisinde puzolan kullanım yöntemleri kullanılan türe göre değişiklik gösterir. Doğal puzolanlar sıklıkla katkılı çimento üretiminde kullanılır. Küçük boyutlarda öğütülen puzolanların bağlayıcılık özelliklerinden şu şekillerde yararlanılır:

– Doğrudan kalsiyum hidroksitle karıştırma
– Katkılı çimento için değirmende klinker ile öğütme
– Beton karışımına ilave etme

Puzolanik malzemelerin bağlayıcılık gösterebilmesi için gerekli malzeme özellikleri aşağıdaki şekilde sıralanabilir;

– Amorf yapıya sahip olmalı
– Bileşiminde alümina ve silika miktarı yüksek olmalı
– Doğal haliyle çok ince taneli durumda ya da öğütülerek en az çimento inceliğinde olmalı

Puzolanik Reaksiyon Nedir?

Puzolan silis ve alüminden teşekkül etmektedir. İnce taneli durumda olan puzolanlar, söndürülmüş kireç ve suyla birleştiğinde kimyasal tepkimeye girer. Kalsiyum hidroksit, silis ve su birleşimindeki tepkimeler hidrolik bağlayıcılık özelliğine haiz kalsiyum – silika – hidrat (C – S – H) jellerinin oluşmasına sebep olur. Bu tepkime çok yavaş gerçekleşir.

Puzolan Özellikleri

Puzolanlar ideal miktarlarda betonlarda kullanılırsa aşağıdaki şekillerde faydalar elde edilir:
– Karışımın işlenebilirliğini artırır.
– Hidratasyon ısısını düşürür.
– Alkali – agrega reaksiyonun zararlı etkisini izale eder.
– Isıl büzülmeyi azaltır.

Fazla kullanıldıkları takdirde ise aşağıdaki gibi zararları olur:
– Beton karışımının su ihtiyacını artırır.
– Donma ve çözünmeye karşı direnci düşürür.
– Priz süresiyle dayanım kazanma hızını azaltır.
– Kuruma büzülmesini artırır.