Portland Çimentosu ve Tarihi

Portland çimentosu, kalker ve kil karışımı hammaddelerin pişirilmeleri ile ortaya çıkan ve “klinker” olarak adlandırılan malzemeni n çok az miktarda alçıtaşı ile birlikte öğütülmesi sonunda elde edilen bir üründür; su ile birleştirildiğinde hidrolik bağlayıcılık özeliği kazanmaktadır. (Su altında sertleşebilen ve suda erimeyen bağlayıcıya “hidrolik bağlayıcı” denilmektedir. Alçı ve kireç gibi bağlayıcılar hidrolik bağlayıcı özelik gösterememektedirler.)

Portland çimentosu olarak elde edilen ürün genellikle gri renktedir. Bu gri renk, çimento üretiminde kullanılan hammaddelerde çok küçük miktarda yer alan demir oksitten kaynaklanmaktadır. Pişirilmek üzere seçilen hammaddede demir oksit ve mangan oksit bulunmadığı takdirde, üretilen portland çimentosunun rengi beyaz veya beyaza yakın renkte olmaktadır.

Portland çimentosu toz gibi ince tanelidir; tanelerin boyutları 1 – 200 µm arasında değişmektedir.

Portland çimentosunun özgül ağırlığı 3.10-3.15 kadardır. Torbalanmış durumdaki çimentonun birim ağırlığı 1.5 t/m3 civarındadır. Çimento ve suyun birleştirildiği andan itibaren bu iki malzeme arasında “hidratasyon” olarak adlandırılan kimyasal reaksiyonlar başlamakta ve devam etmektedir. Önceleri, yumuşak plastik durumda olan çimento hamuru, zaman ilerledikçe daha az plastik duruma gelmekte ve katılaşıp, sertleşmektedir. Çimento hamurunun katılaşma göstererek şekil verilemez bir duruma gelmesine “priz alma” denilmektedir.

Çimento hamurunun katılaşma olayından sonraki safhadaki durumu “sertleşmiş çimento hamuru” olarak adlandırılmaktadır.

Çimento hamurunun içerisindeki su ve çimento arasındaki kimyasal reaksiyonlar uygun sıcaklık ve nemlilik ortamı mevcut olduğu sürece devam etmekte, kazanılan dayanım miktarında artma olmaktadır.

Çimento hamurunun ne hızla katılaşabileceği ve ne hızla dayanım kazanabileceği, çimentonun ana bileşenleri ile su arasındaki kimyasal reaksiyonların hangi hızla ve ne ölçüde gerçekleşmiş olmasına bağlıdır. Böyle bir durum ise, çimentoyu oluşturan ana bileşenlerin oranlarına, çimento tanelerinin inceliğine, reaksiyonların devam edebilmesi için yeterli nemlilik ve sıcaklık ortamının mevcut olup olmamasına bağlı olmaktadır.

Daha önce bahsedildiği gibi, beton, çimento hamuru ve agregalardan oluşmaktadır. Çimento hamuru, beton karışımının içerisinde yer alan agrega tanelerinin yüzeyini kaplamakta, aralarındaki boşlukları doldurmakta ve taneleri bağlayarak bu kompozit malzemenin tek bir malzeme gibi davranmasını sağlamaktadır.

Çimento, su ve agregaların birlikte karılmasıyla elde edilen beton ilk zamanlarda plastik bir yapıdadır ve birkaç saat içerisinde katılaşmakta, sertleşmektedir. Sertleşmeye başlayan beton, zaman ilerledikçe daha büyük dayanım kazanmaktadır. Betonun bu özelikleri, hidratasyon nedeniyle çimento hamurunun yapısında yer alan değişikliklerden ileri gelmektedir. Ayrıca, sertleşmiş betonda zamana bağlı olarak yer alabilecek büzülme veya sünme deformasyonları, aslında, çimento hamurunda yer alan hacim değişiklikleridir. Dolayısıyla çimentonun özelikleri ve betonun içerisinde ne miktarda çimento kullanıldığı, sadece taze betonun özeliklerini ve sertleşmiş betonun dayanımını değil, aynı zamanda, betonun dayanıklılığını da önemli ölçüde etkilemektedir.

Portland Çimentosunun Tarihteki İlk Üretimi ve Portland İsminin Alınması

1824 yılında, İngiltere’nin Leeds kentinde Joseph Aspdin isimli bir duvar ustası, hazırladığı ince taneli kalker ve kil karışımını pişirerek ve daha sonra  pişirilmiş durumdaki  malzemeyi  öğüterek  bir ürün elde etmiştir.  Bu ürüne su ve kum katıldığında ve zamanla  sertleşme olduğunda, elde edilen malzemenin renk ve diğer özelikler bakımından Leeds kentine yakın  olan Portland isimli küçük  bir adadan  getirilen yapı  taşlarını  andırdığı görülmüştür. Bunun üzerine, İngiltere’deki resmi otoriteye başvuruda bulunan J. Aspdin, elde etmiş olduğu ürün için “portland çimentosu” ismini taşıyan bir patent almıştır.

Aslında, J. Aspdin tarafından üretilen çimento, üretim esnasında malzemelerin yeterince yüksek sıcaklıklarda pişirilmediği ve öğütme işleminin çok iyi yapılmadığı için, bugün kullanılmakta olan portland çimentosunun özeliklerine tamamen sahip olamamıştır. Kil ve kalker karışımlı hammaddelerin yüksek sıcaklıklara kadar yeterince pişirilip öğütülmesi sonucu çimento elde edilebilmesi, ilk olarak 1845 yılında,

lsaac Johnson isimli bir İngiliz tarafından gerçekleştirilmiştir.

1824 yılında Joseph Aspdin’in “portland çimentosu” adı altında patent aldığı hidrolik bağlayıcı, daha sonraki yıllarda büyük gelişmeler göstermiş olmakla birlikte, “portland” ismini aynen korumuştur ve Türkiye dahil bütün ülkelerde bu isim kullanılmaktadır.

Alıntı: BETON – Prof. Dr. Turhan Y. Erdoğan – Ortadoğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

757 sayfalık kitapta beton hakkında çok yararlı bilgiler içermektedir. Eğer bulabilirseniz almanızı tavsiye ederiz. Bu güzel kaynağı bizlere bırakan hocamıza Allah’tan rahmet diliyoruz, mekanı cennet olsun.

Benzer İçerik