PUZOLAN GENEL KULLANIM TARİHÇESİ
– 3 –
1 PUZOLANLARIN ÖZELLİKLERİ
– 22 –
1.1 Puzolanların Genel Kimyasal ve Mineralojik Özellikleri
– 22 –
1.2 Puzolanların Fiziksel Özellikleri
– 25 –
1.3 Puzolan Türleri
– 30 –
1.3.1 Doğal puzolanlar
– 31 –
1.3.1.1 Volkanik küller
– 33 –
1.3.1.2 Volkanik tüfler
– 34 –
1.3.1.3 Sünger taşı (Pomza, Ponza)
– 35 –
1.3.1.6 Diyatomeli topraklar
– 41 –
1.3.1.8 Pişmiş doğal killer ve şeyller
– 47 –
1.3.2 Puzolanik özellik üzerine sıcaklığın etkisi
– 48 –
1.3.2.1 Sıcaklığın kaolinit tipi killere etkisi, metakaolin
– 51 –
1.3.2.2 Sıcaklığın İllit ve Sepiyolit tip killer üzerine etkisi
– 52 –
1.3.2.3 Sıcaklığın montmorillonit tip kil üzerine etkisi
– 53 –
1.3.3 Yapay puzolanlar
– 54 –
1.3.3.1 Uçucu küller
– 55 –
1.3.3.2 Silis dumanı
– 58 –
1.3.3.3 Yüksek fırın cürufları
– 62 –
1.3.3.4 Kalsine edilmiş toprak ürünleri (Pişmiş toprak malzemeler)
– 66 –
1.3.3.4.1 Tuğla ve kiremitler
– 66 –
1.3.3.4.2 Diğer seramikler
– 69 –
1.3.3.4.3 Atık cam tozları
– 72 –
1.3.3.5 Kalsine edilmiş tarımsal ürünler
– 75 –
1.3.3.5.1 Pirinç Kapçığı külü
– 77 –
1.3.3.5.2 Şeker Kamışı Küspesi
– 80 –
1.3.3.5.3 Buğday ve arpa samanı külleri
– 82 –
1.3.3.5.4 Muz kabuğu külü
– 84 –
1.3.3.5.5 Bambu yaprağı külü
– 85 –
1.3.3.6 Diğer çeşitli atık sanayi maddeler (sentetik puzolanlar)
– 87 –
1.3.3.6.1 Boksit atıkları
– 88 –
1.3.3.6.2 Nano tanecikler, nano silis
– 89 –
1.3.3.6.3 Silika jel
– 92 –
1.3.3.6.4 Katalitik atıklar
– 94 –
1.3.3.6.5 Sanayi atığı çamurları
– 97 –
2. PUZOLANİK AKTİVİTE ve PUZOLANİK REAKSİYON
– 109 –
2.1 Reaksiyonla İlgili Teoriler ve Reaksiyonun Genel Çerçevesi
– 109 –
2.1.1. Silikat sistemleri
– 112 –
2.1.2.2 İyonların koordinasyonu
– 114 –
2.1.2 Puzolanik reaksiyonun genel mekanizması
– 115 –
2.1.2.3 Puzolanik reaksiyonun kinetiği
– 116 –
2.1.2.3.1 iyon değişimi ve ayrışma (reaksiyon başlangıcı)
– 116 –
2.1.2.3.2 yeni iyon bağların oluşumu, yoğunlaşma başlangıcı (indüksiyon aşaması)
– 118 –
2.1.2.3.3 kristalleşme ve jelleşme (ana reaksiyon aşaması)
– 118 –
2.1.3 Puzolan ile kireç ve çimento arasındaki reaksiyonlar
– 120 –
2.1.3.1 Hidratasyon reaksiyonları
– 120 –
2.1.3.2 Puzolanik reaksiyonlar
– 121 –
2.1.4 Puzolanik reaksiyon– Alkali Silis Reaksiyonu (ASR)
– 124 –
2.1.5 Puzolanik reaksiyon kinetiğinin analitik yöntemlerle yorumlanması
– 128 –
2.3. Puzolanik Reaksiyona Etki Eden Hususlar
– 132 –
2.2.1.1 Silisin çözünebilirliği üzerinde sıcaklığın etkisi
– 134 –
2.2.1.2 Kalsiyum hidroksitin çözünebilirliği üzerinde sıcaklığın etkisi
– 135 –
2.2.1.3 Puzolan katkılı sistemlere sıcaklığı etkisi
– 136 –
2.2.2 Ortamın hidrojen konstantrasyonu (pH)
– 140 –
2.2.2.1 Silisin pH ortamda davranışları
– 140 –
2.2.2.2 Alüminanın pH ortamında davranışı
– 141 –
2.2.3 Puzolanın ve ortamın nem içeriği
– 143 –
2.2.4 Puzolanın doğası ve yüzey alanı
– 144 –
2.2.5 Puzolanın alkali ve sülfat içeriği
– 146 –
2.2. 6 Alkali katkıların reaksiyon üzerine etkisi
– 147 –
2.2.6.1 Az kalsiyum içeren sistemlerde alkalilerin etkisi
– 149 –
2.2.6.2 Kalsiyumca zengin olan sistemlerde alkali etkisi
– 150 –
2.2.7 Sülfatlı katkıların reaksiyonun üzerine etkisi
– 152 –
2.2.8 Puzolanın değişebilir katyon kapasitesi
– 155 –
2.2.10 Karışım oranlarının etkisi
– 158 –
2.2.11 Kireç faktörü
– 159 –
2.3 Puzolanik Reaksiyon Ürünleri
– 165 –
2.3.1 Puzolan–kireç karışımlarının reaksiyon ürünleri
– 165 –
2.3.2 Puzolan–çimento karışımlarının reaksiyon ürünleri
– 170 –
2.3.3 Puzolanların klinkerle hidratasyon reaksiyonu
– 173 –
2.3.4 Puzolanik reaksiyon ürünleri üzerinde CaO/SiO2 oranının etkisi
– 173 –
2.3.5 Puzolanik reaksiyonda SiO2/Al2O3 oranının etkisi
– 175 –
Bölüm Kaynakları
– 177 –
3. PUZOLANİK AKTİVİTE TEST YÖNTEMLERİ
– 184 –
3.1 Puzolanik Aktivite Testlerine Genel Bakış
– 184 –
3.1.1 Doğrudan Uygulanan Deney Yöntemleri
– 187 –
3.1.2– Dolaylı Deney/Analiz Yöntemleri
– 187 –
3.2. Kimyasal Yöntemler ve Temel Karakteristik Özellikleri
– 188 –
3.2.1 Fratini Testi
– 188 –
3.2.2 Doygun Kireç test yöntemi
– 189 –
3.2.3 Chapelle Aktivite İndisi
– 190 –
3.2.4 Diğer kimyasal teknikler
– 194 –
3.2.5 Kimyasal tekniklerin değerlendirmesi
– 195 –
3.2.6 Puzolanın Katyon değişim kapasitesinin tespiti (KDK, CEC)
– 199 –
3.2.7 Kimyasal tekniklerle diğer yöntemler arasındaki ilişkiler
– 201 –
3.3. Fiziksel Ölçüm Teknikleri
– 204 –
3.3.1 Elektriksel ölçüm yöntemleri
– 205 –
3.3.1.1 İletkenlik (Kondüktometre) ölçümleri
– 205 –
3.3.1.2. Elektriksel öz direnç ölçümleri
– 211 –
3.3.2 Termal analizler (DTA/TGA/TG)
– 216 –
3.3.2.1 Kalorimetrik (Solüsyon ve İzotermal, DSC) teknikler
– 222 –
3.3.2.2 Hidratasyon ısısı üzerine puzolanın etkisi
– 223 –
3.3.3 Fiziksel tekniklerin genel değerlendirmesi
– 229 –
3.4. Mekanik Yöntemler
– 230 –
3.4.1 Puzolan içeren karışımların dayanımını etkileyen hususlar
– 233 –
3.4.2 Kalsiyum hidroksit tüketimi ile dayanım arasındaki ilişkiler
– 234 –
3.4.3 Puzolan katkılı karışımların mekanik özellikleri
– 235 –
3.4.4 Puzolanik aktivite ile Ultrases hızı arasındaki ilişkiler
– 242 –
3.5 İleri Analiz Teknikleri, Spektroskobik yöntemler
– 244 –
3.5.1 Mineralojik yöntemler (XRD ve kantitatif Rietveld)
– 245 –
3.5.2 X–ışını Floresans spektrometre (XRF) yöntemi
– 250 –
3.5.3 Plazma ve Emisyon Spektrometre yöntemleri (ICP/MS, ICP/OES)
– 251 –
3.5.4 Fourier Dönüşümlü Kızıl Ötesi Spektrometre yöntemi (FT–IR)
– 254 –
3.5.5 Raman Spektroskopisi yöntemi (RS)
– 257 –
3.5.6 Mikroskobik yöntemler (SEM/EDS, TEM)
– 262 –
Bölüm kaynakları
– 269 –
4. PUZOLANLARIN KULLANIM ŞEKİLLERİ
– 277 –
4.1 Sönmüş kireçle kullanımı (CH–puzolan)
– 277 –
4.2 Puzolanların bir bileşen şeklindeki kullanımı
– 279 –
4.2.1 Geleneksel puzolanik kireç harçları
– 280 –
4.2.2. Puzolanlı harç ve betonlar
– 284 –
4.2.2.1 Puzolan karışımlı inşaat ve yapı malzemeleri
– 286 –
4.2.2.1.1 Duvar harçları ve enjeksiyon malzemeler
– 286 –
4.2.2.1.2 Duvar birimleri (hafif tuğlalar, gaz beton)
– 287 –
4.2.2.1.3 Kütle ve normal betonlar
– 289 –
4.2.2.1.4 Yapay taşlar
– 292 –
4.3. Puzolanların çimento üretiminde kullanımı
– 293 –