Morpa Genel Kültür Ansiklopedisi & MsXLabs
Çimento
Havada ve su altında sertleşebilen ve sertleştikten sonra yapısı, suya dayanıklı, karmaşık (kompleks) kalsiyum silikat ve kalsiyum alüminatlar karışımından oluşan bağlayıcı toz madde. Çimento, esas olarak kireç, silis (kum), kil ve demir oksit bileşiklerinden oluşur. Bileşiminde bulunan oksitler, kalsiyum oksit (kireç CaO), silisyum dioksit (SiO2), magnezyum oksit (MgO), demir oksit (Fe2O3) ve kükürt dioksit (SO2)tir. Çimento ilk kez 1824'te Aspdin tarafından elde edilmiştir. Bağlayıcı özelliği ya da betonun sağlamlığı, kireç ve kil oranına olduğu kadar pişirme sıcaklığına da bağlıdır. Çimento %70-78 kalsiyum karbonat (kireçtaşı,CaCO3) ve %22-24 kilden oluşmuş bir karışımın 1.400-1.500°C arasında ısıtılmasıyla meydana gelir. Önce kireçtaşı 1.000°C'a kadar ısıtılır. Ve karbondioksit (CO2) ayrılarak geride kireç (CaO) kalır. Kireç hammaddede bulunan öbür maddelerle tepkimeye girerek kalsiyum silikatlarla kalsiyum alüminatları meydana getirir. Bu arada renk sarıya döner. Sıcaklık 1.200°C'ın üstüne çıkınca yüzeysel erime (sinterleşme) başlar ve renk grileşir, madde tapaklaşır ve sertleşir. Bu durum 1.400-1.500°C arasında meydana gelen kalsiyum alüminat ferritlerle daha da kuvvetlenir. Bu şekilde klinker meydana gelir. Klinker, öğütülmüş CaCO3 ile kil karışımının 1.400-1.450°C arasında pişirilmesiyle oluşan topaklanmış kütleye denir. Klinker soğutulur, içine %2 oranında alçı tozu karıştırılarak öğütülür ve paketlenir.Alçı, çimentonun katılaşma süresini uzatır. Pişirme aşaması, üretimde oldukça önemlidir. Bunun nedeni yakıt tüketiminin çimento fiyatını etkilemesi ve çimentonun kalitesinin sıcaklık derecesine bağlı olmasıdır. Çimento sanayiinin ilk yıllarında kullanılan düşey fırınlar, bugün modernize edilmiş biçimde hala kullanılmaktadır. Yakıt tüketimi açısından elverişli olmakla birlikte düşey fırınların işlemleri uzun sürer ve kapasiteleri düşüktür. Modern eğik döner fırınlar, perçinlenmiş ya da kaynak yapılarak birleştirilmiş çelik silindirlerden meydana gelir. Eskiden genellikle 1,8 m çapında ve 18 m uzunluğunda olan silindirlerin yerine şimdi daha büyük silindirler kullanılmaktadır. Bu silindirler, saatte ortalama 50-90 devirle dönerler. Hammadde karışımı birkaç saatte çıkış ağzından sertleşmiş olarak çıkar. Çıkış ucunda kömür ya da mazot yakılarak ısı sağlanır. Döner fırından çıkan sıcak ve sert klinker soğutuculara gider ve soğutulur. Burada elde edilen ısı, fırınlarda yeniden kullanılır. Modern döner fırınlar oldukça karmaşık araçlarla donatılmıştır. Üretilen çimentolar içinde en yaygını Portland çimentosudur. Bu çimento, killi kireçtaşlarından elde edilir. İngiltere'deki Portland taşlarına benzediği için bu adı almıştır. Portland çimentosunun % bileşimi şöyledir: silis (19-24), alüminyum oksit (4-9), demir oksit (1,6-6), kalsiyum oksit (60-67), magnezyum oksit (5), sülfat (3). Portland klinkerinin %30 yüksek fırın cürufuyla birlikte öğütülmesiyle demirli Portland çimentosunun % bileşimi ise şöyledir: silis (21-27), alüminyum oksit (6-10), demir oksit (1-4), kalsiyum oksit (54-60), magnezyum oksit (4), sülfat (3). Portland çimentolarından başka, özel amaçlı çimentolar da üretilir. Daha çok yer altı inşaatlarında kullanılan yüksek fırın çimentosu (hava ya da su püskürterek ani olarak soğutulan yüksek fırın cürufunun kireçle birlikte öğütülmesiyle elde edilir); fayans ve cephe kaplamalarında vb. kullanılan beyaz çimento (demir oksit yüzdesi az olan hammaddelerle yapılır); filiz çimentosu (alüminyum oksit yüzdesi çok azdır, çok çabuk sertleşir) ve sıcağa dayanıklı sülfatlı çimentolar bunlardan bazılarıdır. Ayrıca uçucu küllü çimento, traslı çimento gibi katkılı çimentolar da vardır.
