-
2/26/2019
1
ÇİMENTO FİZİKSEL VE MEKANİK DENEYLERİ
1) Çimento yoğunluk/özgül ağırlık deneyi (TS EN 196-3):
• Özgül ağırlık, çimento ağırlığının dolu hacme oranıdır. •
Çimentoların yoğunluğu tiplerine göre değişir. Normal portland
çimentosunun yoğunluğu 3.10-3.15 gr/cm3 arasında, katkılı
(traslıve cüruflu) çimentolarda ise 2.90 gr/cm3 civarındadır.
• Çimentoda yoğunluk deneyi :� Le Chatelier yöntemi
� Piknometre yöntemi
olmak üzere iki şekilde yapılabilmektedir.
• Hata oranının az ve daha doğru sonuçlar verdiği için genelde
Le Chatelier yöntemi kullanılmaktadır.
Le Chatelier yöntemi: Bu yöntemde çimentonun yoğunluğu, Le
Chatelier balonu adı verilen özel bir cam kap (piknometre) ve
çimento ile reaksiyona girmeyen gazyağı, terebentin, neft v.b. sıvı
malzemeler kullanılarak belirlenir. 1
Le Chatelier balonu Le Chatelier balonu2
Deneyde kullanılan ekipmanlar:
Su banyosu Cam pipet
Desikatör Cam huni3
Deneyin yapılışı:
• Le Chatelier balonu alt haznesi üzerindeki 0-10mm arasında
taksimatlı bölümdeki bir seviyeye kadar gazyağı, mazot veya neft
ile doldurulur.
• Cam balon, 20±2°C olan ve sıcaklığı deney süresince 0.2°C’den
fazla değişmeyen bir su banyosuna daldırılır. Balon içindeki sıvı,
su banyo sıcaklığına gelene kadar beklenir. Bekleme süresi, balon
içindeki sıvı seviyesinin sabitlendiği zamana kadardır. Sabit
seviyeyi bulunca değişen hacim okunur. Hacim değişmesi sıfırın
altına düşerse pipet ile sıvı ilave edilir ve hacmi okunur.
(V1)
• Etüvde 105oC’de 2 saat sabit ağırlığa gelene kadar kurutulan
64 gr çimento numunesi, kuru bir cam huni yardımıyla yavaş yavaş ve
dikkatle balon içine aktarılır. Numune doldurulurken balon hafifçe
çalkalanarak ve döndürülerek balonun kenarlarına yapışması
önlenir.
4
-
2/26/2019
2
• Cam balonun kapağı kapatılarak balon kendi ekseni etrafında
döndürülerek hava kabarcıklarının sıvı yüzüne çıkması sağlanır. Cam
balon tekrar su banyosuna konarak aynı sıcaklığa gelmesine ve sıvı
seviyesinin sabitlenmesine kadar beklenir. Sabit seviyeyi bulana
kadar her 10 dakikada bir seviyeye bakarak değişim
gözlenmelidir.
• Sabit seviye elde edildikten sonra değişen hacim okunarak (V2)
kaydedilir.
• İlk ve son seviye ölçümleri arasındaki fark, çimento ile
yerdeğiştiren sıvının hacmini vermektedir. Buna göre:
γ = m / (v2-v1) γ = Çimentonun yoğunluğu, (gr/cm3)m = Çimento
kütlesi= 64 gr V1 = İlk okunan hacim (cm
3)V2 = Son okunan hacim (cm
3)
5
2) Özgül yüzey alanı (Blain) deneyi (TS EN 196-6):
• Bu deneyin amacı, sıkıştırılmış bir çimentodan geçen sabit
hava miktarının geçiş süresine bağlı olarak çimentonun özgül yüzey
alanının bulunmasıdır.
• Özgül yüzeyin tayini özellikle öğütme işleminin uygunluğunu
kontrol etmekte kullanılır.
• Bu deney metodunda özgül yüzeyi bilinen bir numune (ince
kuvars kumu) ile cihazın kalibre edilmesi gerektiği için mukayeseli
bir yöntemdir.
Manuel Blain cihazı6
Blain cihazının parçaları:
7
Özgül yüzey alanının belirlenmesi:
8
-
2/26/2019
3
3) Priz sürelerinin tayini (TS EN 196-3):
• Amaç: Çimentonun priz başlangıç ve bitiş sürelerini
belirlemektir. • Priz sürelerinin tayini, vicat adı verilen cihaz
kullanılarak normal
kıvamdaki çimento hamurunda yapılır. Bu nedenle çimento
hamurunda normal kıvamı sağlayan su miktarının önce normal kıvam
deneyi ile belirlenmesi gerekir.
• Normal kıvam; vicat aletinin sondasının serbest bırakıldığı
andan itibaren 30 saniyede çimento hamuru içerisine, cam levhaya
5-7 mm uzaklık kalıncaya kadar batabilmesini sağlayan kıvamdır.
• Normal kıvamdaki standart çimento hamuru, 500gr çimento ve
normal kıvam deneyinde belirlenen su oranı (%25-%30) kullanılarak
hazırlanır.
• Çimento hamurunun karıştırılmasına, çimentonun su ile
karıştırıldığı andan itibaren üç dakika devam edilir. Karıştırmadan
sonra en çok bir dakika içerisinde vicat halkası içerisine çimento
hamuru yerleştirilir.
9
• Çimentonun su ile karışım başlangıç zamanı kaydedilir.• Vicat
cihazındaki iğnenin vicat halkası alt yüzeyine göre okuma
göstergesinin sıfır kalibrasyonu yapılır.
10
• Hazırlanan karışım vicat halkasına serbest şekilde herhangi
bir sıkıştırma işlemi yapmadan düzgün bir şekilde
yerleştirilir.
• Vicat iğnesi denilen standart bir iğne kendi ağırlığı ile
hamur üzerine serbest düşürülerek göstergeden batma miktarı
ölçülür.
• Başlangıç zamanına göre yaklaşık 50 dakikadan sonra her 5
dakikada batma miktarları belirlenir.
• Her farklı ölçümde vicat iğnenin daha önce battığı yere bir
daha batmaması için halkasının konumu her defasında
değiştirilmelidir.
• Çimento hamuruna batan iğne cam levhaya 4±1 mm uzakta kaldığı
an priz başlamış demektir. Geçen süre en yakın 5 dakikaya
yuvarlatılarak priz başlangıç süresi olarak kabul edilir.
11
• Priz bitiş süresi için başlangıç zamanına göre yaklaşık 8 saat
sonra her 15 dakika batma miktarları ölçülür.
• Priz bitiş süresi, vicat iğnesinin numune üst yüzeyine göre
batma miktarına göre belirlenir.
• İğne, halkanın üst yüzeyine göre en çok 1 mm battığı zaman ise
priz sona ermiştir. Geçen zaman priz sona erme süresi olarak kabul
edilir.
12
-
2/26/2019
4
4) Çimento Tane büyüklüğü tayini (eleme metodu) deneyi (TS EN
196-6):
• Eleme metodu yalnız iri çimento taneciklerinin oranının
belirlenmesi için kullanılır.
• Isıya dayanıklı bir kap içinde alınan 150-200 gram çimento
105±5 ºC ayarlanmış etüv fırınında yaklaşık iki saat kurutulur.
Etüvden çıkartılan numune, soğuması için desikatör cihazı içinde
yaklaşık 30 dakika bekletilir.
• Kurutulan numuneden alınan 100 gr çimento 90 mikronluk elekten
15 dakika boyunca elenerek elek üstünde kalan miktar belirlenir
(m1).
• 90 mikron elek üstü malzeme (m1) göz açıklığı 200 mikron olan
elekte 5 dakika elenir. Elek üstünde kalan miktar belirlenir (m2).
Bu miktarlara göre:
• 90 mikron elek üstü malzeme miktarı (%) = (m1/100)x100200
mikron elek üstü malzeme miktarı (%) = (m2/100)x100 13
• Elde edilen değerlerin standarda göre:200 mikronluk eleğin
üstünde kalan malzeme miktarı toplam malzemenin % 1’ini
geçmemelidir.
90 mikronluk eleğin üstünde kalan malzeme miktarı toplam
malzemenin % 14’ünü geçmemelidir.
Otomatik elek sarsma cihazı 14
5) Çimento Hacim sabitliği (genleşmesi) deneyi (TS EN
196-3):
• Çimentolarda serbest MgO, CaO ve SO3’ün belirli bir değerin
üstünde bulunması zararlıdır. Çünkü bu bileşeneler su ile yaptığı
reaksiyon sonunda önemli derecede hacim artmasına neden olarak
betonda çatlamalara yol açabilir.
• Hacim genleşmesi deneyi, çimento hamurunun katılaştıktan sonra
hacminin bu gibi zararlı bileşenler nedeniyle sabit kalıp
kalmayacağını belirlemek için yapılır.
• Sönmemiş kireç (CaO) ve magnezinin (MgO) çimento içinde zarar
oluşturabilecek miktarda bulunup bulunmadığı, pratik bir deney olan
Le Chatelier (Genleşme) deneyi ile belirlenmektedir.
• Bu deneyde kullanılan Le Chatelier aleti, 30 mm çaplı yarık
bir silindir ve yarık kenarlara bağlı 150 mm uzunluğundaki çubuk
uçlardan oluşmaktadır.
15
Le Chatelier aleti:
Deneyin yapılışı:
• Standart kıvamda hazırlanan çimento hamuru (100gr çimento ve
%24-%35 su) altına cam konulan kalıbın içine doldurulur. Doldurma
sırasında çubuk uçları bağlanır.
16
-
2/26/2019
5
• Üst yüzey düzeltildikten sonra, cam levha ile kapatılır ve
üstüne bir ağırlık konur. 24±0.5 saat (20 ± 1)oC’de kalıpla
birlikte su banyosunda (veya 20°C, %98 bağıl nem ortamında)
tutulduktan sonra çubuk iki ucu arasındaki uzaklık ölçülür (a).
• Sonra kalıp (30 ± 5) dakika içinde kaynama sıcaklığına kadar
ısıtılır ve su banyosu kaynama sıcaklığında (3 saat ± 5 dakika)
bekletilir. Kaynama süresi sonunda gösterge uçları arasındaki
uzaklık ölçülür (b).
• Daha sonra kalıbın 20±2°C’a kadar soğuması sağlandıktan sonra
çubukların iki ucu arasındaki uzaklık tekrar ölçülür (c).
• Toplam hacim genleşmesi: c – a farkından belirlenir.• c - a ≤
10 mm olması istenir.
17
4) Çimento basınç ve eğilme dayanımı deneyi (TS EN 196-1):
• Çimentonun basınç ve eğilme dayanımlarının belirlenmesinde
deneyler çimento hamuru üzerinde gerçekleştirilmez. Bu amaçla
hazırlanmış çimentoya kum karıştırılarak hazırlanan harç üzerinde
basınç ve eğilme deneyleri uygulanır.
• Çimentoların basınç dayanımları standartlara uygun üretilen
harç numuneler üzerinde tayin edilmektedir.
• TS EN 196-1’de belirtilen Rilem yöntemine göre hazırlanan harç
karışımları prizmatik kalıplara yerleştirilmekte, önce eğilme daha
sonra da basınç deneyine tabi tutulmaktadır. Amerikan
standartlarında (ASTM) ise 5cm’lik küp numuneler üzerinde doğrudan
basınç dayanımı deneyi uygulanmaktadır.
• Bu yönteme göre standart çimento harcı ağırlıkça, � 1 kısım
çimento,
� 3 kısım kum
� 1/2 kısım sudan oluşmaktadır. Su/çimento oranı=0.5 olarak
alınmaktadır.
18
• Harcın hazırlanmasında özellikleri standartta belirtilen
Rilem(CEN) Standart Kumu kullanılmaktadır. CEN standard kumu,
yuvarlak tanecikli ve silisyum dioksit miktarı en az % 98 olan
doğal silis kumudur.
Çimento harcının hazırlanması:
• Üç adet prizma (4x4x16cm) boyutunda çimento harç numunesi için
karışım miktarları:
� 450gr çimento,
� 1350gr Rilem kumu
� 225gr su19
Harcın karıştırılması:
• Karıştırma kabına su konur ve çimento eklenir. • Karıştırıcıda
düşük hızda çimento ve su 30 sn karıştırılır. 30 sn
içinde kum sürekli olarak ilave edilir. Karıştırıcı yüksek hıza
ayarlanır ve karıştırmaya 30 sn daha devam edilir.
• Karıştırıcı 1 dakika 30 saniye sonra durdurulur. Kabın
çeperlerine ve alt kısmına yapışmış olan harç sıyırılır ve kabın
ortasına konur.
• Karıştırmaya yüksek hızda 60 saniye daha devam edildikten
sonra çimento harcı hazırlanmış olur.
Kalıpların doldurulması:
• Sarsma tablasına yerleştirilen kalıplar hazırlanan harç ile
iki tabaka halinde doldurulur.
• Her tabaka sarsma cihazı ile 60 düşü yapılmak suretiyle kalıba
yerleştirilir ve kalıpların yüzeyi düzeltilir.
• Kalıplar 24 saat sonra söküldükten sonra numuneler 20oC kür
havuzuna (su içine) dayanım kazanması için bırakılır.
20
-
2/26/2019
6
Harç üretiminde kullanılan cihazlar ve kalıplar:
21
Dayanım deneyleri için numune yaşları:
• Su içerisinde sertleşen çimento harç numunelerin yaşları,
çimento ve suyun karıştırıldığı andan itibaren hesaplanır. Farklı
yaşlarda dayanım deneyleri uygulanabilir.
• Çimento dayanım sınıfı, 28 günlük çimento harç numunelerinde
yapılan basınç deneyi sonucuna göre belirlenir.
� 24 saat ± 15 dakika
� 48 saat ± 30 dakika
� 72 saat ± 45 dakika
� 7 gün ± 2 saat
� ≥ 28 gün ± 8 saat
• Eğilme dayanımı deneyi (TS EN 196-1): • Belirli yaştaki (28
gün) harç numunelerde maksimum eğilme
yüküne göre eğilme dayanımı belirlemek amacıyla yapılır.
• Eğilme deneyi, tek (orta) noktadan yükleme yöntemi ile
yapılmaktadır. 22
Tek (orta) noktadan yükleme yöntemi:
23
• Eğilme deneyinde 4x4x16cm boyutlu numuneye 50N/mm2
hızında olacak şekilde yükleme yapılır. Deney sonunda numunenin
taşıyabileceği maksimum eğilme yükü belirlenir. Bu değere göre:
• Basınç dayanımı deneyi (TS EN 196-1):• Deneyde amaç maksimum
basınç dayanımının belirlenmesidir.• Eğilme deneyinde iki parçaya
ayrılan numuneler düzgün yan
yüzeylerinden yüklenmesi suretiyle deneye tabi tutulur.
• Yük (2400 ± 200) N/s hızında olmak üzere düzgün şekilde,
prizma kırılana kadar arttırılır. 24
-
2/26/2019
7
Harç numunelerde basınç deneyi uygulaması:
• Deney sonucunda harç numunenin taşıyabileceği maksimum basınç
yükü belirlenir. Bu değere göre:
25