Portland çimentosu nedir? Portland çimentosunun özellikleri nelerdir, nasıl üretilir, içindekiler nelerdir, hakkında bilgi.
Portland Çimentosu ve Üretimi
Çimentonun faydası yüzeyleri bir birine yapıştırmak veya tanecikleri (kum, çakıl gibi) birleştirerek sert bir kütle haline getirmektir. Portland çimentosu, üretilen çimento türlerinden bir tanesidir; fakat sağlam ve dayanıklı olduğu için bina yapımında en önemli elan çimento türüdür. Portland çimentosu yapı endüstrisinde başlıca beton ve harç yapılmasında kullanılır. Çimento XIX. yüzyılda Leeds’li bir duvarcı ustası olan Joseph Aspdin tarafından keşfedilmiştir. J. Aspdin bu çimentonun Portland kayalarına çok benzediğini düşünerek portland çimentosu adını verdi. Portland çimentosu kireç taşı veya tebeşir ile kil karışımından elde edilir. Karışım «pişirilir» ve meydana gelen klinker ince toz halinde öğütülür. Çimento yapılmasında uygulanan işlemleri üç basamağa ayırmak mümkündür: Ham maddelerin hazırlanması, bunların çimento fırınında pişirilmesi, toz çimento elde etmek için, klinkerin öğütülmesi.
Taş ocağında kireç taşı parçalarının vagonlara yükletilmesi
Ham Maddelerin Hazırlanması
Çimento yapımında birinci adım, ham maddelerin kayalardan parçalanarak veya kazılarak çıkarılması; sonra da bunların öğütülerek ve su ile karıştırılarak çamur yapılmasıdır. Çamur kireç taşı ve kilden ya da tebeşir ve kilden yapılabilir (hangisinin daha kolay sağlandığına bağlı). Bu iki cins çamura ayrı işlemler uygulamak daha doğru olur. Kireç taşı ve tebeşir aynı kimyasal maddedir (kalsiyum karbonat), fakat fiziksel özellikleri biraz farklıdır. Bundan ötürü işlenme metodları biraz farklı olur. Eğer tebeşir kullanılmışsa, bu parçalanır kırılır. Kil ve su ile karıştırılarak çamur yapılır. Karışım tel süzgeçlerden geçirilir (süzülür). Süzgeç üzerinde iri taneler kalırsa, bunlar, içinde metal küreler bulunan değirmenlerde (bilyeli değirmen) öğütülür ve çamura ilâve edilir.
Kil çamuru dönen kepçelerle değirmene gönderilir. (Alttaki resim) Kazıyıcı tipte bir ekskavatör ile toprağın kazılması ve kil çıkarılması.
Eğer işlemde kireç taşı kullanılmışsa, taş ocağından çıkarılan kireç taşı parçalanır, kırılır, ince öğütülür, öğütülmüş kireç taşı kil ve su ile karıştırılır, çamur elde edilir. Çamur daha çok inceltilmek için bilyeli değirmenlere gönderilir. Kireç taşı veya tebeşir konarak elde edilen çamurlarda, bundan sonraki işlemler aynıdır. Çimento çamuru büyük havuzlara alınarak devamlı karıştırılır.
Çamurdan Klinkere
Çamur henüz ilk maddelerin basit bir karışımıdır. Fakat uzun döner fırınlarda bir takım değişikliğe uğrayarak çimento klinkerine dönüştür. İlk adımda çamur ısınır ve içindeki su buharlaşır. Sonra fırında ilerler (fırın 130 metre boyunda büyük bir çelik silindirdir.) ve daha çok ısınır. Bu arada, tamamen anlaşılamıyan, karışık kimyasal değişmeler olur. Belki önce sulu alüminyum silikat olan kil suyunu kaybeder, sonra kalsiyum karbonat (kireç taşı veya kil) karbon dioksit toybederek sönmemiş kirece dönüşür. Bu olay kireç fırınlarında görülen olayın aynıdır. Bu maddeler fırının diğer ucuna gelirken akkora kadar (yaklaşık olarak 2000°C) ısınır. ‘Bazı kimyasal birleşmeler sonucu çimento klinkeri meydana gelir. Klinker kalsiyum oksit ile alüminyum silikatın değişik oranda bileşiklerinden yapılmıştır. Örnek: Trikalsiyum silikat (
Döner fırın hafif eğimlidir, içindeki karışım kolaylıkla aşağı doğru ilerler. Çimento çamuru fırının yukarı ucundan girerken, gereken ısıyı sağlamak için, aşağı ucundan ince toz edilmiş kömür veya sıvı yakıt püskürtülür, ve yakılır. Bir döner fırında 24 saatte 500 ton klinker elde edilir. Bir ton çimentoya karşılık yaklaşık olarak 400 kg. kömür harcanır. Sıcak klinker fırından çıkmadan önce soğutulur. Bu işlem soğuk hava üfleyerek ve ısıyı absorbe eden metal zincirlerden yapılmış perdeler ile sağlanır. Elde edilen son ürün yani çimentonun kalitesinin yüksek olmasını sağlamak için, çimento üretiminin her basamağı devamlı olarak kontrol edilir, alınan örnekler incelenir.
İstenilen incelikte olan çimento çamuru geniş depo havuzlarına alınır ve mekanik karıştırıcılarla devamlı karıştırılır.
Klinkerden Çimentoya
Fırından çıkan klinker öğütülünceye kadar bir depoya konur. Belli bir miktar jips (alçı taşı, kalsiyum sülfat) önce veya öğütülürken klinkere karıştırılır. Bu su ile karıştırıldığı zaman çabucak katılaşan çimentonun, katılaşma hızını ayarlamaya yardım eder.
Değirmende klinker parçaları ince toz olacak şekilde öğütülür, istenildiği zaman alınmak üzere hava tulumbası ile silolara gönderilir. Oradan paketleme yerlerine akıtılır. Otomatik olarak paketlere doldurulur, tartılır ve satış için hazır olur.
