Cimento Teknolojisi Ders Notlari

8/2/2019 Cimento Teknolojisi Ders Notlari

1/69

1. GR

imento ile har ve beton gibi imentolu rnler insanolunun gemite en fazlakulland ve gelecekte en fazla kullanaca yap malzemesi olmakla beraber ayn zamanda enfazla kmsenen ve zellikleri en az bilinen malzemelerdir. Belki de bunun nedeni ilk

baktaki basit grnmleri ve kolay sanlan retimleridir. Sonuta imento topraa benzeyengri renkli bir tozdur, beton da ta gibi bir ey. Bir ocuun da nne konulan imento, kum,akl ve suyu kartrp betona benzer bir ey yapmas zor deildir. Gerekte ise istenilenzelliklerde bir beton elde etmek teknik bilgi ve deneyim isteyen, itina ile yerine getirilmesigereken eitli ilemleri ieren bir olaydr. imentonun da gerek kimyasal yaps gerekse suile reaksiyonu son derece karmaktr. imento ve betonun iyi tannmamas can ve malkaybna neden olabilecek yanl uygulamalara yol aabilmektedir.

1.1. lk imentolar

Duvar bloklarn birletirmekte kullanlan ilk balayc malzemeler olarak al ve

kireten sz edilmektedir. Eski msr piramitlerinde (M 3000) hangisinin daha fazlakullanld zaman zaman tartma konusu olmutur. Altann 190-200 C da piirilmesi ileadi al elde edilirken hava kirecinin kalkerden daha yksek (900 C) scaklklarda elde edilii

belki de alnn daha nceleri kullanma girdiini kantlar. Her iki balaycnn da suya kardirensiz oluu ve hava kirecinin su iinde sertleememesi kullanmlarn ve dayankllklarnkstlayan faktrlerdi.

Eski Romallar (M 124) hava kirecini Vezv yanarda eteklerindeki Pozzuolikasabas civarndaki volkanik tflerle birlikte ince terek daha yksek dayanml ve suyakar direnli bir balayc elde ettiler. Benzer malzeme Santorin adasndaki tfleri kullanarakEski Yunanllar, pimi tula ve kiremit tozlarn kullanarak Orta Dou uygarlklar tarafndanda gelitirildi. Kendi balarna balayc olmasalar da kirele birletiklerinde sudasertleebilen ve suya direnli yani hidrolik bir balayc oluturan bu tr malzeme depuzolan (Pozzuoliden gelen) olarak anlmaya balad. O alarda kire, puzolan karm

balayclarla yaplan birok yap gnmze kadar ayakta kald.

Orta alarda balayc malzeme teknolojisi fazla gelime gstermedi. Volkanik tflerher yerde bulunmuyordu ve piirme scaklklarna zen gsterilmediinden yksekdayanmlara ulalamyordu. Bu arada kalker yerine killi kalkeri 1000 C da piirerek havakireci yerine hidrolik zellie sahip su kireci elde edilmeye baland.

1750 ylnda Cornwall, ngilterede Eddystone Deniz feneri binasnn yapmnstlenen John Smeaton eitli kalker, kil ve al bileimleri kullanarak elde ettii sukirelerinin deniz suyuna kar direnlerini puzolan da katarak inceledikten sonra en uygunhammaddeleri belirleyip, su kirecinin zelliklerin gelitirdi. Bu tr almalar Fransada LouisVicat tarafndan devam ettirildi. (1812). Killi kalkerlerin 1200 C scakla kadar piirilmesiile daha yksek dayanml bir su kirecinin elde edilmesi ve mineral katklarla priz srelerininayarlanmas mmkn oluyordu. Doal imento olarak da anlan bu balayc malzeme eitlilkelerde uzun sre, portland imentosu retimi baladktan sonra da kullanm buldu.

Portland imentosunun 1824 ylnda ngilterede bir duvarc ustas olan Joseph Aspdintarafndan kefedildii kabul edilir. Aspdin doal killi kalkerler yerine 3 ksm kalker 1 ksm

kili uygun bir bileim elde etmek zere kartrp yksek scaklkta piirerek stn dayanm vedayanklla sahip yeilimsi gri renkte bir imento elde etti. Rengi gney ngilterede

1


2/69

Portland yarmadasndaki killi kalkerleri andrdndan imentoyu Portland imentosu ismive 5022 sayl patent ile tescil ettirdi. 1843 ylnda, William Aspdin piirmeyi daha yksekscaklklarda yaparak birbiri iinde ksmen erimi (sinterlemi) minerallerden oluan gerekPortland imentosunu retti. Bu malzeme Londrada Meclis Binasnn yapmnda kullanld.1848 ylnda, ngilterede ilk imento fabrikas kuruldu. Ancak benzer ve daha gelimi

imentolar 19. yy ierisinde dier lkelerde de retilmeye baland. Temelde hammadde veretim prensipleri ayn olan btn bu imentolar da portland tr imentolar olarak anldlar.Bu gn dnyada kullanlan hidrolik imentolarn byk ounluu portland trndendir.

Gnmze kadar geen sre iinde portland imentosu zellik ve retim prosesleriynlerinden srekli geliti. Klasik hammaddelere ve doal puzolanlara ilaveten 19. yysonlarna doru yksek frn crufu kullanlmaya baland. Uucu kl ve silis duman gibidier endstriyel yan rnlere ilaveten eitli mineral ve sonralar baz kimyasal katklarnkullanm 20. yyda art gsterdi. retimde balangta kullanlan dey frnlarn yerini 1886ylndan itibaren dner frnlar almaya balad. Konu ile ilgilenen Thomas Edison da dnerfrnlarn gelimesine katkda bulundu. 1898 ylnda Almanyada ilk dner frn devreye

alnd. Bugnn imento fabrikalar yksek dzeyde elektronik otomasyonla almakta olup,enerji tasarrufu salayan ve evreye duyarl ileri teknolojilere sahiptirler. retilenimentolarn kaliteleri de ilk zamanlarla kyaslanamayacak kadar ykselmitir.

1.2. imentonun Tanm

Balayc maddeler agrega ad verilen mineral taneli malzemeleri birbirine balayarak,bir anlamda yaptrarak, yapay ta oluumuna imkan salayan malzemelere verilen addr.Balayc maddeler genelde toz halindedir. Asfalt yapmnda kullanlan hidrokarbon

balayclar ise svdr. Suyla kartrlan balayc maddeler nce viskoz bir hamur halinegeldikten sonra zamanla katlap sertleerek dayanm kazanrlar. Balayc maddelerin svhalden kat hale gemesi durumuna priz denir. Priz olayn sadece havada yapabilen

balayclara hava balayclar, su ile tepkimesinde havada veya su altnda sertleereketrafndaki maddeleri birbirine yaptrma zelliine sahip balayclara ise hidrolik balaycad verilmektedir. imentolar su ile reaksiyon sonucu hem havada hem de su altndakatlatklar ve sertletikleri iin hidrolik balayclar olarak snflandrlrlar.

imento balca silisyum, kalsiyum, alminyum ve demir oksitlerini ihtiva edenhammaddelerin kartrlarak sinterleme scaklna kadar piirilmesi ile elde edilen klinkerin

bir veya daha fazla cins katk maddesi ile tlmesi suretiyle elde edilen hidrolik

balayclar tarif etmektedir. 1 ton klinker retmek iin uygun kompozisyonda retilmi 1.65ton hammaddeye ihtiya duyulmaktadr. Klinker kimyasal bakmdan; Trikalsiyum silikat(Alit) ksaca C3S, dikalsiyum silikat (Belit) ksaca C2S, trikalsiyum alminat ksaca C3A vetetra kalsiyum alminoferrit ksaca C3AFden ibarettir. Bu bileenlerden her biri imentoyazel nitelikler verdii gibi klinker ierisinde miktarlar da imentonun cins ve tipini oluturur.imento retiminde kullanlan hammadde oran, deiik tip imento retimi iin kullanlankatk maddeleri de ilave edildiinde daha da artmaktadr.

imento ana hammaddeleri; kireta, kil ve marn Uluslararas Standart SanayiSnflamas (ISIS Rev 2)da Madencilik ve Ta Ocakl (Mining and Quarrying) grubundayer almaktadr.

2


3/69

imento ise, Uluslararas Standart Sanayi Tasnifinde (ISIC) 369 ana grup ve 3592 kodnumaras, Uluslararas Standard Anlama Tasnifinde (SITC) 661.2 kod numaras ile sanayidekullanlan esas kimyasal maddeler grubunda yer almaktadr.

2. MENTO RETMNDE KULLANILAN HAMMADDELER

imento retiminde kullanlan ana hammaddeler jeolojide sedimenter kayalar olarak bilinen kireta, kil ve marndr. Klinker retiminin ana bileenleri olan CaO iin kalker(kireta); SiO2, Al2O3, ve Fe2O3 iin de kil mineralleri temel kaynaklardr. Marn gibi bu drtoksiti bnyesinde bulunduran dier malzemeler de imento hammaddesi olarakkullanlmaktadr.

imento retiminde kullanlacak hammaddelerin uygunluk dereceleri onlarn kimyasal bileimleri ile orantldr. Kireta bileeni iin kire standard bir kriter olarakkullanlmaktadr.

Bu deer SiO2, Al2O3, Fe2O3 gibi bileenler hakknda bilgi verir ve ayn zamandaCaO ierii konusunda da aydnlatcdr. Kil minerali olarak kullanlacak kayalarda silikat vealumina oran dikkate alnarak deerlendirilmektedir. imento Sanayinde kullanlan veKUHL tarafndan CaCO3 oranna gre yaplan snflandrma Tablo 1de verilmitir.

Tablo 1. imento Ana Hammaddelerinin CaCO3 oranna gre snflandrlmas

Hammadde Ad % CaCO3Mermer 99-100Kireta (Kalker) 90-98Kalkerli Marn 75-90Marn 40-75Killi Marn 10-40Marnl Kil 2-10Kil 0-2

Ana hammadeler dnda, klinker retimi iin gerekli katk maddeleri ise, hamkarmn kimyasal bileimini dzeltici ynde etkiye sahip; Fe, SiO 2 ya da Al2O3 ieriklimateryallerdir. Bunlara rnek olarak frnlanm pirit, dk tenrl demir cevheri, laterit,kuvarsl kum ya da metamorfik kayalarn bozunmasyla oluan kuvarsl materyaller ve

boksitler verilebilir. lkemizde beyaz imento retimi iin byk miktarlarda kaolin

kullanlmaktadr. Sert ve alnitli kaolinler de bu amalarla kullanlabildii gibi nemli ldeimento kaolini de ihra edilmektedir.

Ayrca klinkerin tlmesi esnasnda al ta, yapay ve doal puzolonik maddeler,yksek frn curufu, silisli ve kalkerli uucu kller, silika fme ve son yllarda belirlioranlarda kalker de deiik tip imento retimlerinde katk maddesi olarak kullanlmaktadr.

2.1. Ana Hammaddeler

2.1.1. Kireta (Kalker)

Kimyasal bileiminde en az %90 CaCO3 (kalsiyum karbonat) bulunan kayalara kalkerya da kireta ad verilmektedir. Ayrca kireta terimi, kimyasal bileiminde %90a kadar

3


4/69

CaCO3, mineralojik bileiminde ise %90a kadar kalsit ieren kayalar iin de yerbilimcilertarafndan kullanlmaktadr.

Kalkerin mineralojik incelemesinde saf halde kalsit ve ok az miktarda aragonitkristallerinden olutuu grlr. Kalsit ve aragonit; kalsiyum karbonatn iki ayr kristal ekli

olup, teorik olarak %56 CaO ve %44 CO2 ierir. Kalker asitle muamele edildiindekprerek erir ve CO2 aa karr. Bu yol en kolay ve basit olarak dier kayalardan ayrtedilmesi ve tannmasna yarar. Kalker tamam ile (ou kez) kalsit kristal ve kristalciklerininard arda ve yan yana dizilip sralanmasndan olumutur. Bu adan kalsit kristallerininfiziksel ve kimyasal zelliklerini aynen korumaktadr. Kalsit kristalleri hegzagonal sisteminromboedri snfnda olup, daima bir zondaki yzey zerine dayanak yaparak bymesi ileyzey saylar oalarak deiik geometrik ekil alrlar. Kalker, gevrek yapl ve krlgan,sertlii Mohr leine gre 3, zgl arl 2.5-2.7 gr/cm3 olup genellikle ve ok defa safolduu zaman beyaz renktedir. Ancak doada hibir zaman saf olarak bulunmaz. kincilderecede deiik madde ve bileiklerin iinde yer almas nedeniyle sar, kahverengi, yeil vesiyah renklerde de grlebilmektedir. Kalker, kalsiyum karbonat kimyasal bileiminde ikinci

bir kristal ekline sahip olan aragonit kristallerinin yan yana ve st ste dizilmesi suretiyle demeydana gelebilir. Bu durumda; romboedrik kristal eklinde olup, kristaller dik eksendorultusunda uzayarak prizmatik ekil alrlar. Gevrek yapl, sertlii 3.5-4 ve zgl arlda 2.85-2.95 gr/cm3 civarndadr. Aragonit halinde kalsite gre ok daha az bulunur. Deiikrenklerde (beyaz, krmz, sar, mavi ve kahverengi) olabildii gibi 400 Cye kadar stldzaman aragonit kristal ve kristalcikleri kalsite dnr. Aragonit kristallerinden oluankalkerler, genellikle 40-60 C arasndaki scaklklarda bulunan kalsiyum bikarbonatl sularnyeryzne kt yerlerde traverten ile kerek birbirine paralel veya paralele yakn bandlarveya dolgu eklindeki durumlarda grlr. Yeralt sularnda travertenler eklinde, deniz ya datatl sularda ise kimyasal, organik veya mekanik kelme sonucu kalker yataklar oluur.Oluum srelerinden de anlalaca zere kalker iki ana grupta toplanabilmektedir. Organikve kimyasal kiretalar otokton, klastik kiretalar ise allokton olarak kabul edilmektedir.Yaygn olarak oluan kiretalarnn ou organik, detritik ve kimyasal materyaller ihtivaetmektedir.

Kalsit (hegzagonal CaCO3) ve aragonit (ortorombik CaCO3) kristallerinin her ikisi degen kireta oluumlarnda yer alabilmektedir. Aragonit kristallerinin kalsit kristallerinedaha kolay dnebilmesi nedeniyle eski kireta oluumlarnda aragonit kristalleri bulmakgtr.

Kalker doada kalsit ve aragonit kristallerinden olumu bir kaya olarak saf halde

bulunduu gibi ift karbonat Ca.Mg(CO3) (dolomit) olarak da bulunur. ift karbonat olduuzaman kristal ekli deiik olduu iin kaya ad da deierek dolomit denir.

Kalkerler hangi yolla oluurlarsa olusunlar, doada bulunduklar durumlar ilebileimlerinde kalsiyum karbonatn yan sra; magnezyum karbonat, kil mineralleri, demirsilikat-oksit ve slfrleri, silikat asidi (SiO2) gibi bileikler ierirler. Bu bileiklerin bir ksmkalker oluumu esnasnda ve oluum ortamnn koullarna bal olarak gelebildii gibidiyajenez esnasnda ve etkenleri ile de gelebilir. Bu durumda kkene bal olarak ierdikleri

primer safszlklar olutururlar. Kalker oluumunun tamamlanmasndan sonra gelensafszlklar ise daha ok orojenik-epirojenik hareketler metamorfizma, tektonizma,metazomatik ve atmosferik olaylar ile oluan sekonder safszlklar olmaktadr.

4


5/69

Btn bu safszlklar ile gerek mineralojik gerekse kimyasal bileim asndan grlendeiiklikler yannda yap ve dokularna ilikin kalkerlerin gsterdikleri ayrcalklarniteliklerini oluturur. erdikleri maddelere gre oluan kalkerlerin nitelikleri esas alnp pekok snflamalar yaplarak verilen adlandrmalarla eitlere ayrlmtr. Kalkerlerin en okierdikleri ve teknolojik zelliklerini imento Sanayinde yanstan kil, kalsiyum ve

magnezyum karbonat % miktarlarna gre yaplan ayrm ve snflama olarak birok lkede velkemizde de kullanlan bir adlandrma olarak aada verilmitir.

Tablo 2. Trkiyede Kullanlan Kalkerlerin Adlandrlmas

Toplam% CaCO3

AdlandrmaMgCO3 Miktar (%)

5-30 30dan fazla

90-100 Kalker Dolomitik kalker Dolomit85-90 Marnl kalker Dolomitik marn Marnl dolomit70-85 Kalkerli marn Dolomitik kalkerli marn Dolomitik marn

50-70 Marn Dolomitli marn Dolomitli marn30-50 Killi marn Dolomitik killi marn Dolomitik killi marn10-30 Marnl kil Dolomitik marn Dolomitik marnl kil0-10 Kil Kil Kil

Kalkerlerin ierdikleri CaCO3 ve CaO % miktarlar saflklarn gstermektedir. Bunagre kalkerleri Tablo 3deki gibi snflamak mmkndr.

Tablo 3. CaCO3 eriine Gre Kalkerlerin Snflandrlmas

Adlandrma % CaCO3 % CaOok fazla saf kalkerler > 98.5 > 55.2ok saf kalkerler 97-98.5 54.3-55.2Orta saf kalkerler 93.5-97.5 52.4-54.3Az saf kalkerler 85-93.5 47.6-52.4Saf olmayan kalkerler


6/69

imento Sanayi alannda hammadde veya dzenleyici (korrektr) olarak kullanlacakkalkerlerin kalitesinde, ierdikleri yabanc unsurlardan oluan safszlklarn durumu dorudanetkili olmaktadr. imento ierisindeki safszlklarn gerek klinker ve gerekse imentoda

bulunan miktarlarn snrlayan norm ve standartlar mevcuttur. Bu normlara bal kalnarakretilen imento tipi ve kalitesi her lkede genel olarak Kabul edilmekte ve uygulanmaktadr.

Hammadde ierisindeki safszlklarn klinkere yansma durumu genel olarak hesaplamalarladeerlendirilebilmektedir.

Almina: Kimyasal bileimi Al2O3 olan unsurlar oluturur. Bunlar kalkerlerde SiO2 (silisasidi) ile bileik olarak kil mineralleri halinde bulunabilecei gibi feldspat, mika v.s. gibikaya ve minerallerin kimyasal bileimindeki alminyum silikat olarak bulunur. Kilminerallerinden ileri gelen almina yksek olduu zaman (kil minerallerine gre) kaya addeierek killi kalker, kalkerli kil ve marn adn alr. Kil minerallerinden gelen alminannimentoda kullanlan kalkerler iin belirli bir miktarda (%25e kadar) yarar vardr. Fakatdier bileikler halinde bulunmas zararl olmaktadr.

Silis: Kimyasal bileimi SiO2 olup kilden baka kum, akmak ta (sileks), boynuz ta (rt),opal, kalsedon, kuvars para ve krntlar halinde serbest, amorf olarak bulunabilecei gibifeldspat, mika, talk, serpantin ve volkanik kayalarn bileimine bal olarak da bulunabilir.Kalker oluumu esnasnda karbonat reten organizmalarn bulunduu ortamda silis yapanorganizmalarn bulunmas sonucu silis miktar yksek kalkerler oluur. Bunlarda serbest silisyksek olduundan imento sanayinde istenmeyen hammaddelerdir. Ayrca kalkerlerinmetazomatik olaylar sonucu siliko-kalker durumuna getikleri hallerde gerek eklemzonlarnda gerekse stratifikasyon yzeylerinde kuvars gibi istenmeyen silisli (SiO2) kayalarnyer ald grlr. Baz durumlarda ise (bilhassa killi kalkerlerde) diyajenez esnasnda gerekkendi iinden gerekse ortamlardan gelen jel halindeki silis band halinde tabakalanmaya

paralel olarak veya tesbih dizilii ve yumrular halinde rtleri olutururlar. rtler silisinamorf olduu bir ekli olup, imento sanayiinde kullanlan hammaddelerde kesinlikleistenmez. Kalkerlerde serbest silis asidinin bulunmas gerek tme ve gerekse pimeesnasnda sorun yaratmaktadr.

Demirli Bileikler: Kalkerlerin; bnyelerine, oluumuna (fasiyeslere gre) ve diyajenezesnasnda veya sonradan atmosferik koullar, metamorfizma, metazomatoz ve infilittrasyona

bal olarak demirli bileikler girebilir. Demir bileikleri slfr halinde; pirit ve markasitolarak, slfat halinde; limonit, hematit speklarit, manyetit olarak, karbonat halinde ise sideritolarak bulunabildii gibi bilhassa lateritik oluum koullarnda boksitli demir olarakalminyum oksitle birlikte olmak zere deiik mineraller halinde bulunabilir.

Demiroksitlerin bulunmas belirli snra kadar yararl olup bu snr karm yaplacak kiliniindeki demir miktarna baldr. Demir slfr, slfat bileikleri halinde ise yine belirli birsnra kadar-bu snr klinker standartlar hesabnda belirlenmitir- istenmez.

Alkaliler: Bunlar sodyum ve potasyum elementinin bileikleri olup kalkerlerde genelliklesonradan kirlenme veya oluum esnasnda kile bal olarak az miktarda da olsa bulunabilir.

Karbonlu Maddeler: Kalker ierisinde genellikle bitm, kmr ve dier korbonlu bileiklerhalindedir. Oluum esnasnda organizma kalntlar olarak veya petrol oluumunda ana kayaniteliindeki kalkerlerde petrol gnden arta kalan artklar olarak bulunabilir.

6


7/69

Kalkerlerin poroziteli yaps petrol iin ok iyi bir hazne kaya olduundan bazen bitml lpetrol kalnts olarak bulunabilir. Bu durumda imento iin zararl saylmaz ancak organikslfr bileiklerin bulunmas zararldr.

Kkrt ve Fosfor: Kalkerlerde slfat halinde kkrt ve fosfor (fosforit, apatit, v.s.)

bulunabilir. Organizma bakiyesi olarak bulunan fosforlu bileikler kalkerlerin oluumfasiyeslerine baldr. Daha ok stabil elf koullarnda olumu kalkerlerde fosfor bileikleribeklenmelidir. Ayrca oluum esnasnda gerek temel kayalar ve gerekse havza evresinde bulunan kayalardan dentritik malzeme beslenmesi olduu durumlarda da fosforlukayalardan paralar ierebilir. Litoral ortamlara da oluan baz kalkerlerde de fosforlu

bileiklerin varl bilinmektedir. Kkrt ve fosfor bileikleri imento hammaddesi olarakkullanlacak kalkerlerde istenmeyen unsurlar oluturmaktadr.

Tuzlar: Kalkerlerin oluumuna ilikin olarak (Litoral ortamda veya kalker oluumundaevaporasyon) olduunda mutlak surette tuz bulunur.) veya sonradan sularn etkisi veinfilitrasyon ile bnyesine girmi halde klorr, florr ve bromrler bulunabilir. Sodyum klorr

tuz minerali, potasyum klorr, silvin ve kalsiyum florr ise florit minerali halindedir. Flordaha ok kalker evresindeki volkanizma faaliyetlerine bal olarak yeralr. imentosanayiinde klorr ve bromrler korozif etkileri sebebi iel istenmezler.

Magnezyum Bileikleri: Kalkerin oluumu ve olumadan sonraki bakalamann etkisi iledolomit (CaMgCO3) ve manyezit (MgCO3) in bulunmasndan ileri gelir. imento yapsndaistenmeyen bir unsuru tekil eder.

imento retiminde kullanlan kalker yataklarnn kimyasal zelliklerinin yan srafabrikaya yaknl, sklebilirlii, krlabilirlii, tlebilirlii ve piebilir nitelikte olmas,dk nem iermeleri ve homojen olmalar retim maliyetini etkileyen nemli faktrlerdir.

Trkiyedeki kalker oluumlarnn corafi blgeler itibar ile potansiyeli Tablo 4'deverilmitir.

Tablo 4. Trkiyedeki Kalker Oluumlarnn Dalm

BLGEREZERV (Milyon Ton)

Grnr Muhtemel + Mmkn PotansiyelMarmara 217 1.008 2.120

Ege 395 2.200 16.860

Akdeniz 323 1.335 7.810 Anadolu 606 2.112 5.135Karadeniz 260 1.405 3.940

Dou Anadolu 383 1.180 2.710Gney Dou Anadolu 147 530 910

TOPLAM 2.331 9.770 39.485

2.1.2. Kil

Kil terimi endstriyel alanda kesin snrlarla saptanarak tanmlanmasna ramenhammadde olarak eitli alanlarda ok geni kullanm vardr. Kil, yerbilimleri tarafndan killi

kaya ve killer olarak iki anlamda kullanlmaktadr. Bu adan kil minerallerinden olumukayalar olarak tanmland gibi baz kaynaklarda tane boyutlar 2 mikrondan daha kk

7


8/69

paracklardan olumu kayalar veya keller olarak da tanmlanmaktadr. Gerek anlamdakil tanm, mineralojik bileiminde %90a kadar kil mineralleri bulunan kaya olarakyaplmaktadr.

Kil minerallerinin temel zellii kimyasal bileimlerinde alminyum oksit (Al 2O3)

bulunmas ve sulu alminyum silikatlardan meydana gelmi olmasdr. Demir, alkaliler vealkali topraklarda deiik miktarlarda yer almaktadr.

Pek ok kil minerali hidrotermal kkenlidir. Baz hidrotermal kkenli yataklarmonomineralli olmasna karn, ou kil minerallerinin karmndan olumaktadr. Farkltipteki kayalarn bozunmas da kil minerallerinin oluumunda etkilidir. Kil minerallerininoluum ekilleri; ana kaya tipi, iklim, topografya, bitki rts ve zaman gibi faktrlerinetkisindedir. imento sektrnde hammadde olarak kullanlan killer alterasyon rn metaloksitlerin tanp depolanma havzasnda ymasndan veya yerinde alterasyon rts halinde

Neojen, Pliyo-Kuvaterner yal alvyonlarda, Neojen havzalarnn st dzeylerindeki karasalkoullarda olumu ou killi ve kireli topraklardr.

Killerin zellikleri en azndan 5 temel faktr tarafndan kontrol edilmekltedir. Bunlar,kil minerallerinin ve kil minerali olmayan bileenlerin bileimi, organik materyaller, eriyebilirtuzlar ve deiebilen iyonlar ile yap-dokudur. Bunlar ierisinde en nemlisi, kilminerallerinin bileimidir. Bir kil mineralinin ekonomik olarak kullanm kil mineral bileimiile ortaya kmaktadr. imento hammaddesi olarak kullanlacak killerde mineralojik vekimyasal zellikler yan sra homojenite de ok nemlidir. Killerin kimyasal analizinde Al2O3,SiO2, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, SO3 ve kzdrma kayb % miktarlarnn tespit edilmesigerekir.

Kil minerallerinin tamam Al2O3 ierdiklerinden, jeolojik oluumu genelliklealminyum silikatlarn deiik pH ortamnda erimesine bal olup jenetik bakmdan ayn

parajeneze dahildir. Yerkabuunda yaygn ve ok miktarda bulunan alkali feldspatlarn doakoullarndaki alterasyonu sonunda feldspatlar nce iyonlarna ayrrlar. Oluan bu kimyasaleriyiklerden, ortamn pH derecesine gre Al2O3/SiO2 oran deien alminyum hidro silikatlarolumaktadr. Kaolitin meydana gelebilmesi iin ortamn pH deeri 8-9, Al 2O3/SiO2 oran ise1/3-1/4 olmaldr. Eer silis asidi peptizasyon dolaysyla erir ve uzaklarsa, ortamdaalminyum hidroksit bakmndan bir zenginleme balar ve sonuta boksit mineralleri oluur.Bu ekildeki iyonize eriyiklerden kimyasal olarak kristalleen kaolinit grubu minerallerininkelmesi ile kil yataklar, montmorillonit grubu minerallerin tanp kelmesi sonucu

bentonit yataklar, alminyum hidroksit bakmndan zenginleme, minerallerin yataklanmas

ile de boksit ve geni alanlarda grdmz krmz renkli lateritler oluur. Killerin atekarsndaki davranlar oksitlerin zellikle humus asidi tarafndan uzaklatrlmas sonucuolup, bunlarn ileri derecede diyajenezi ile iferton, kil ta, eyl yataklar ortaya kar. Kil ve

boksit minerallerinin metamorfizmas halinde ise diaspor, korendon, sillimanit ve muhtelifalminyum silikatlar ve zmpara yataklar meydana gelir. Baz kil yataklar genellikle kristalyap gsterirlerse de alvyoner killi toprak oluumlarnda kolloit unsurlarn daha ok

bulunduu grlr.

Kil mineralleri kkenli hammaddeleri arasndaki jenetik ilikiyi douran ana kaya-yan kaya ilikisi ile volkanik faaliyetler srasndaki deiik pHl ortamlar ve kolloidal

partikllerin durumu olmaktadr. Kil yataklar kaolinlerin, kil ta, killi ist, grovak ve

feldspatl tm kayalarn bozumas ve alterasyon rtsndeki anma ve tanma sonucutatlsu ortamnda oluan killer daha ok karbonata fakir ve atee dayanakl killerdir. Denizel

8


9/69

ortamlarda ise az ok karbonat ieren kil-marn nitelikli dzgn tabakal killerdir. Kil oluumugenellikle tektonik ve epirojenik hareketlerin yavalad, iklimin yal ve scak olduu

jeolojik devirlerde yaygndr. Anma ve tanma sratli killemeyi hazrlayan kimyasalolaylarn sona ermesine imkan vermezse, oluan kil yataklarnda tane incelii, plastisite, ateekar dayankll ve homojenite dk olur. Kil yataklar genellikle kuvaterner ve ou kez

tersiyer yal olup jeolojik ya arttka diyajenez etkisinde kalarak kil ta, eyl, killi ist,boksit ve ifertona dnerek plastisite zelliklerini geni lde kaybederler. Fakat tektonikbasnlardan korunmu blgelerde eski jeolojik yata olanlarna ramen plastiklik zelliinikorumu kil yataklar da bulunmaktadr. Denizel oluumlu kil yataklar genellikle diyajenezile killi istlere dnm olduklarndan geni havzalarda homojen olarak bulunurlar ve azok kalker ierirler. Litoral kuak dnda, derin denizlerde ken killer ise genellikle serbestsilis ierirler ve volkanik faaliyetler sonucu olumulardr. Ayrca diyajenez esnasnda gerek

jel halinde silis asidinin (SiO2) ayrlmas ve gerekse tabakalanmaya uygun veya eklem zonlararasnda ret, sileks ve kalsedon gibi amorf silisli kayalar bulundururlar. Almina (Al2O3)

bakmndan zengin kil yataklarnn oluumunda humus asitli sularn byk rol oynadklarlinyit-kil, kmr-kil parajenezinden anlalmaktadr. Humus asitleri alminyum silikat

(feldspat v.s.) artklarn kil minerallerine dnmesini hzlandrarak metal oksitleriuzaklatrrlar.

Mineralojik analizlerinde ise kil minerallerinin dnda bulunan safszlklar oluturanunsurlar ve bunlarn % miktarlar saptanr. imento yapmnda kullanlacak kilin kimyasal

bileiminde Al2O3/Fe2O3 oran 2/1 civarnda olmas, SiO2 % miktarnn belirli bir st snrdakalmas ve alkali oksitlerin miktarnn %1in altnda olmas istenir. Bu miktardan fazlas kilierisinde; anorit, montmorillonit,a mika, feldspat, alkali tuzu olduunu gsterir.

Beyaz imento yapmnda kullanlan kaolin kil minerali olarak imento sanayinde ayr bir nem tamaktadr. Alkali feldspatlarca zengin granit, riyolit ve riyolit tfleri gibikayalarn asit ortamda ayrp bozumasndan olumu alminyum hidrosilikattr. Kaolenin

balca ana kaya minerali ortoklaz olup %64.63 SiO2, %18.49 Al2O3 ve %16.88 K2O ihtivaeder. Yeralt ve yerst sularnn veya asit nitelikli termal eriyiklerin etkisi ile feldspatlarierdikleri K2Onun tamamn ve SiO2nin bir ksmn kaybedip bunlarn yerine bir miktar sualarak kaolinit mineraline dnrler ki buna da hammadde jeolojisinde nemli olankaolinleme denir. Bu olay ayn zamanda alminyum hidro silikatlarn meydana gelmesidir.Kaolenin kimyasal bileimi; %39.56 Al2O3, %46.50 SiO2 ve %13.94 H2Odur.

Killer genellikle mineralojik bakmdan plastik olan ve olmayan unsurlar ierirler.Killerin plastisite zellikleri, mineraller ierisindeki ayrt edici en nemli zelliklerden birisi

olup, su ile ekillendirilme zelliini tanmlamaktadr. Bu zellik kil minerallerinin yapsnda bulunan kolloid yzdesine, killerin tane inceliine dorudan baldr. Bu durum iletmeesnasnda ok nemli olup, kurutulmu kilin zerine parmakla basld zaman parmak iziniaka gsteren, fakat ele yapmayan durumuna gelinceye kadar ald su miktarna kilin

plastisite says denir. Killerde plastisite suyu genellikle %15-40 arasndadr. Kaolinitik killeraz plastik, balayc killer ile bentonit ve montmorillonit killer ok plastiktir. imentosanayinde kullanlan killerin plastisite saylar %15-20 arasnda olmaldr. Ayrca imentosanayinde kullanlacak killerde 900-1050 C de sinterleme olmas tercih edilir.

Kil minerallerinin kesin bir snflandrmas yaplmamakla birlikte kimyasal vemineralojik zelliklerine gre aadaki gibi snflandrlabilmektedir:

9


10/69

1. Kaolinit Grubu Kil Mineralleri (ki Tabakal Kil Mineralleri):a) Kaolinit: Al2O3.2SiO2.2H2O veya Al2(OH)4(SiO2O5)

b) Dikit ve Nakrit: Al2SiO5(OH)4 veya Al2O3.SiO2.H2Oc) Halloysit: Al2O3.2SiO2.4H2O veya Al2Si2O5(OH)4.nH2Od) Metahalloysit: Al2O3.2SiO2.2H2O

2. Montmorillonit Grubu Kil Mineralleri ( Tabakal Kil Mineralleri):a) Montmorillonit: Al2O3.4SiO2.H2O + n.H2O

b) Beiderit: Al2O3.4SiO2.nH2Oc) Montronit: (Al, Fe)2O3.3SiO2.nH2Od) Saponit (Hektorit): 2MgO.3SiO2.nH2Oe) Sautonit: 2ZnO.3SiO2.nH2Of) Atapulgit, Sepiolit, v. s.: (Mg, Al)2(OH) (Si4O10).2H2O + 2H2O

3. Kil Mineralleri Grubu:a) Hidrofillit

b)Vermiklitc) Hidromuskovitd) Hidrobiyotite) llit

4. Amorf Killer Grubu:Allofonit: X.Al2O3.Y.SiO2.ZH2OTrkiyedeki kil oluumlarnn blgeler itibar ile dalm Tablo 5de verilmitir.

Tablo 5. Trkiyedeki Kil Oluumlarnn Blgelere Gre Dalm

BLGE REZERV (Milyon Ton)Grnr Muhtemel + Mmkn Potansiyel

Marmara 54 201 580Ege 123 364 1.980

Akdeniz 235 1.175 2.165 Anadolu 88 408 1.106Karadeniz 32 264 483

Dou Anadolu 92 300 452Gney Dou Anadolu 124 212 334

TOPLAM 748 2.924 7.100

2.1.3. Marn

Kalker ve kilin doada, %50-70 orannda kalker ve %30-50 orannda kil karmndanolumu kayaca marn denilmektedir. Oluum bakmndan tamam ile sedimanter olup,diyajenez geirmi genellikle dzenli tabakal olarak bulunur. Marn oluumu iin, daha oktektonik ve orojenik hareketlerin durulduu, sakin ortamlar daha uygundur. Marn oluumudaha ok tektonik ve orojenik hareketlerin durulduu sakin ortam koullarnda ve genelliklekydan uzak fasiyeslerde meydana gelir. Kydan olduka uzak deniz ortamnn tabanndakaradan gelen silt niteliinde ve kolloidal partikller halindeki kil minerallerinin paralar

kelirken yzeydeki planktonik ve pelajik kalker yapan organizmalar ile dipte yaayankalker kabuklu organizma artklarndan oluan kalker amuru kil amuru ile kararak marn

10


11/69

kellerini oluturur. Marn kelleri genellikle ok geni ve devaml keller olup, kelhavzasnn evresindeki ortam ve kaya yapsnn etkisi bulunmaktadr. Karada hkm sreniddetli bir ayrma ve tanma ile ortamn beslendii durumlarda marn kellerinin kalntabakal yapda olduklar grlr. Orojenik hareketler balayp ykselme meydana geldiizaman ise marn kelmesi yerini kumta kelmesine brakr. Tekrar sakin koullar

baladnda ortamn durumuna gre marn kelmesi devam ederek tekrarland zaman marnkumta ardalanmalar meydana gelir. Ayrca marn kelmesi olan bir ortamda dentritikmalzeme etkisinden uzakta slama olduunda, evaporasyon artarak kalker-marn-jipskelmesi meydana gelir. Bu tr fasiyes snrl sr dolamas olan ve ok tuzlu sular ieren s,ak denizden ayrlm birikintiler ve lagnlerden oluan ounlukla ince kelleri ierir.Corafik olarak lagnler, set resifleri aras ve set resifleri arkas, kydaki ince uzantlarnarkasnda veya atoller iinde oluan lagnler halindedir. Bu ortam ayn zamanda iyi gelimive bilinen gelgit aras ortam da ierir. Bu ortamda en belirgin kelme kire amuru ile kilamurunun karmasndan oluan marndr. Kire ve kil amuru karm gelgit dzlklerindekk havuzlarda, bataklk ve gelgit kanallarnda ve yersel plaj dzlklerinde vardr.Deiken koullar sonucu tatl, tuzlu, ok tuzlu sular, su yzne kan kel alanlar, hem

indirgen, hem ykseltgen koullar ve tatls ile tuzlu su bitkilerinin egemen olduklar bataklkalanlar oluarak marn katmanlar arasnda izeoine rastlanr. Baz yerlerde rzgarlarla tanankrntlar kel miktarna yardm eder. Diyajenez de oluan marn kellerine byk ldeetki eder. Tane tr ve kelme dokusu ok deiken olup ou keller kire ve kilamurundan olumu iyice peletlemitir. Katmanlanma kk lekte derecelenme gsterir.Gelgit kanallarnda oluan kumlar ise apraz tabakalanma gsterir.

imento klinkeri ortalama %70 kalker ve %30 kil ieren hammadde karmnntldkten sonra yksek scaklklarda piirilmesi ile elde edilmektedir. Marn doal olarak

bu bileimi tadndan veya bu bileime ok yakn zellikte bulunduundan ideal imentohammaddesidir. Ayrca kalkere gre daha yumuak olmas nedeniyle kolay tlebilmekte,krma-tme ilemleri srasnda enerji tketimi dk olmaktadr.

Kalker ve kilin karm miktar ve durumlar kimyasal ve mineralojik bileim esaslarnagre henz bir standartla balanmamtr. lkemizde genellikle kalkerlerinadlandrlmasnda deinilen ve Tablo 2de Kil-kalker karmlarnda belirtilen oranlardakimiktarlarla adlandrlmann yaplarak kullanlmasna ramen, bazen kalker-kil sistemiSchmassamanna gre kalker:kil oranlar ile Tablo 6da verilen adlandrma dakullanlmaktadr.

Tablo 6. Kalker:Kil Oranlarna Gre Marnlarn Adlandrlmas

Kaya Ad Kalker:Kil Oran (Max)Kalker 9:1Marnl Kalker 7:3Kalkerli Marn 1:1Marn 1:4Marnl Kil 1:9Kil 1:9, 1:10

imento yapmnda genellikle % 70 kalker ve % 30 kil ieren Marnl Kalkerkullanlmas klinkerin kimyasal bileimine en yakn doal kaya olduu iin tercih

edilmektedir. Hatta marnl kalkere Amerikan Rock ve Doal imento Kayas denilmeside bu yzdendir. Uygun kimyasal ve litolojik bileimdeki kalkerli marnn hammadde olarak

11


12/69

kullanlma avantajlar, kolay sklebilir niteliklerde yumuak olmas, iletme ve tmedeekonomi salamas, karm ve yakmada da yakttan tasarruf salamasdr. Marnoluumlarnda srekli bir devamllk vardr. Yatay ve dey dorultularda homojen litolojikyap ve kimyasal bileim gstermesi marnn en nemli imento hammaddesi olmas avantajnoluturur.

Marn oluumlarnda da, kalker ve kil oluumlarnda deinilen zellik ve saflklarnbenzerleri aranmaktadr. Marn yataklarnda genellikle istenmeyen unsurlardan serbest silisieren sileks; rtlerin nodl, yumru ve bantlar kelme koullarna bal olarak bulunabilir.Bunlarn marnlar ierisinde olmamas istenir.

2.2. imento Sanayinde Kullanlan Katk Maddeleri

2.2.1. Puzzolonik (Tras) Maddeler

Puzzolonik maddeler, kendi balarna hidrolik balayc zelliine sahip olmadklar

halde ince olarak tldklerinde nemli ortamda ve normal scaklkta kalsiyum hidroksitletepkimeye girerek balayc zellikte bileikler oluturan doal veya yapay maddelerdir.Puzolonik maddelerin zellii; yksek miktarda SiO2 ve Al2O3 iermeleridir. Bu nedenleCa(OH)2 ile tepkimeleri kolaydr ve bu zellikleri nedeniyle balayc zellik gsterirler.

ou doal puzolonik maddeler volkanik kkenli olup, en ok bilineni tflerdir.Puzolan terimi, Napoli Krfezindeki Vezv Da yaknndaki Puzzuolidenkaynaklanmaktadr. Almanyada Rhenish tras ve Bavarlan tras olarak bilinen benzer trdekimateryal imento retiminde katk maddesi olarak kullanlmaktadr. Dier lkelerde volkanikkayalar yannda, deiik silisli sedimanter yataklar bu kapsam ierisindedir. Doal

puzolanlarn, puzolonik aktivite ve kimyasal zelliklerinde baz norm deerler aranmaktadr.

Kimyasal zellikler asndan; SiO2 (en az %25) + Al2O3 + Fe2O3 toplamnn en az %70olmas, MgO miktarnn %5, SO3 miktarnn %3 ve rutubet orannn %10dan az olmasistenir.

lkemizde imento sanayinde doal puzolonik katk maddesi olarak, tras ve baziknitelikli volkanik ilevlerin bir rn olarak oluan doal cruflar yaygn olarakkullanlmaktadr.

Puzolanlarn kullanlmas ile portland imentolar betonunda salanacak yararlarnbazlar unlardr:

1. Piriz sresi azaltlarak sertlik ve elastikiyetin ayarlanmas salanr.2. Rtre (Bzlme,klcal atlak. Taze veya prizini almam betonun su kaybederek veya

ortam ile scaklk farklarndan dolay bzlerek atlak olumas) sonucu artan koruma,dklme ve hacim klmesinin dzenlenmesi temin edilir.

3. Artan su talebinin giderilmesi salanr.4. Donmaya ve erimeye kar mukavemet temin edilmi olur.

Bugn portland imentosu ve puzolanlarn yksek miktarlarda kartrlmas ileyaplan katkl portland imentosunun betonlarda kalite ve kymeti artrd ispatlanmtr. Budurumun salad balca avantajlar ise unlardr:

1. Beton ve harcn ilenebilme kabiliyetini dzenler.2. Daha dk hidrasyon ve termal fire ss verir.

12


13/69

3. Su geirmezliini artrr.4. zellikle I. tip imentolarda, deniz suyu ve slfat reaksiyonlarna kar dirensalar.5. Hacim bymesini dzenler ve atlama ile krlmalara kar diren temin eder.6. Plastiklik ve basn-darbe-i mukavemet zelliklerinin ayarlanmasn salar.

7. Alkali agrega arasndaki reaksiyonlarn tepkisini azaltr.8. Ykanma ve ayrlma ile erimeye kar daha fazla mukavemet temin eder.9. Daha dk fiyat ve retimde enerji ile yakt tasarrufu salar.

Doal olarak teekkl eden puzolanik maddeler aada belirtilen tipleri ihtiva ederler:

1. Killer ve eller a) Montmorillonit tipleri

b) Kaolenit tipleric) llit tipleri

2. Opal ve benzeri malzemeler

a) Opal ve benzeri eyllerb) Diyatome toprac) rtler

3. Volkanik tfler ve snger talara) Riyolit tipi

b) Andezit tipic) Fonolit tipid) Bazalt tipi

Doal puzolanlarn pek ou, gsterdikleri puzolanik aktivite zelliklerini bir veya bemadde halindeki materyallerin kombinasyonuna borludur. Bu materyaller:

1. Volkanik cam,2. Opal,3. Kil mineralleri,4. Zeolitler,5. Alminyum hidroksitlerdir

Killer ve eyllerin aktif puzolanlar haline getirilebilmesi iin genellikle 430 ile 1100C arasnda kalsinasyon ilemine tabi tutulmas gerekir.

Opal ve benzeri malzemeler, kalsinasyon sonucu hasl olan puzolanik aktiviteyenazaran daha elverili olabilir veya ierdikleri minerallere gre bu durumun aksi demmkndr. Durum puzolanik aktivite testi ile saptanr.

Volkanik tfler ve snger talar kalsinasyon ile nadiren istifadeli hale gelirler. Normalolarak dorudan kullanlrlar.

Doal puzolanlarn pek ounun beton imalinde elverili olarak kullanlabilmesi iinok ince tmeye tabi tutulmas gerekir. Doal puzolanlara kalsinasyon prosesleri esnasndakimyasal maddeler (rnein alkaliler gibi) ilavesi ile daha elverili duruma getirilebilir.

Yaplan birok deneylerde yksek oranlarda %50 SiO2 ieren puzolanlar istenilenzellikleri ortaya kmasna daha da yardmc olmaktadr. Bununla beraber bilinen baz iyi

13


14/69

kalite puzolanlar %40 civarnda SiO2 ierirler. Baz puzolanlar ise farkl olarak %10 alkaliler,%20 kalsit, %30 almina, %20 demiroksit, %15 karbon ve dier mineralleri ierirler.

Puzolanlarn petrografik tayinleri, imento malzemesi olarak kullanlabilmelerindegvenilir bir iaret saylmaz. nk; ayn petrografik snflandrmaya ait olan puzolanlardaki

farkl kimyasal bileimlerde aktif maddeler ierebilirler. rnein; snger talar normal olarakkendilerine zg puzolanik aktivitelerini volkanik cam yaplarna borludurlar. Fakat bazeitleri ise opal ve killeri ierirler. Hidrotermal olarak altere olmu ve ayrm riyolit tfler,normal olarak volkanik tflerde bulunan cam yerine yksek miktarda zeolitleri veya kilminerallerini de ierebilirler. Dier yandan aktif bileim tipleri sadece gvenilir bir kriterdeildir, nk % miktarlar ok geni limitler ierisinde deimektedir.

Puzolanik maddelerde fiziksel nitelikler; zgl arlk, tane ekli, porozite ve incelikok yakndan puzolanik aktivite ile ilgidir. Puzolanik maddelerin zgl arlklar 2.3-2.8gr/cm3 arasnda deiir. Portland imentosunda ise zgl arlk 3.1-3.2. gr/cm3 arasndadr.Puzolanik maddeler olduka yksek gzenekli, sivri keli ve olduka da ince tanecik

yapsna sahip olup fazla miktarda su tutma yeteneine sahiptirler. Btn bu fiziksel vekimyasal nitelikler uygulama olanaklarna ve taze betonun su talebine tesir eder ki bunlarphesiz sertlemi betonun deiik zelliklerine etki eden en nemli faktrlerdir.

Yapay puzolanlar, endstride tali rnler veya artklar olarak elde edilirler ve uucukl ierirler. rnein, toz haline getirilmi kmr yakan enerji retim tesislerinde SiO2dumanla ykselerek bacalarda tutulup uucu klleri meydana getirirler. Yksek SiO2 ierenkilli toprak ve eyllerin piirilmesi (kalsinasyonu) ile oluan tulalar da uucu klzelliklerinde olmaktadr. Ayrca yanm petrol tabakalar ve baz cruflar da yapay puzolanolarak kullanlabilirler. Ayrca yapay olarak elde edilen yksek frn crufu ve uucu kller de

puzolonik zellie sahip olup katk maddesi olarak kullanlmaktadr. imento maliyetlerinindrlmesi asndan katk maddelerinin yksek oranda katlabilir kalitede olmalarnemlidir. Puzolonik aktivite deerleri ile znm kalnt oranlar, katlabilirlik orann

belirleyen faktrler olup, katlm oran genellikle %10-40 arasnda deimektedir.

2.2.2. Uucu Kller

Uucu kller ya da pulverize yakt klleri, zellikle elektrik retim tesislerinin pulverize kmr ile ileyen frnlarnn toz tutma nitelerinden salanan materyallerdir.Kzdrma kayplar 1 saatte %5i gememelidir. Kzdrma kayb %5-7 arasnda ise kl koulluolarak imentoda kullanlabilir. Kalkersi ve silissi olmak zere iki trl uucu kl mevcuttur.

Kalkersi uucu klde reaktif CaO % 10dan fazladr. Silissi uucu klde reaktif SiO2% 25den fazla olmaldr. Kresel biimde olup, SiO2, Al2O3 ve Fe2O3 ierirler. Dierpuzolonik maddeler gibi, Ca(OH)2 ile tepkimelerinde hidrolik balayc nitelik kazanrlar.Dier taraftan yanm karbon kalntlarn da iermesi olasdr. Bu da imento ve betonmukavemetlerine olumsuz ynde etki yapar. Uucu kllerin spesifik yzeyi ne kadar byksereaktivitesi de o kadar yksektir.

Yksek frnda pik demir elde edilirken demir cevheri iindeki SiO 2 ve Al2O3 ierensafszlklar yumuatc olarak katlan kalkerdeki CaO tarafndan balanr. Bu ekilde oluancrufun bileimi portland imentosuna byk benzerlik gsterir. Frn knda hzlasoutulmas ve en az 2/3 orannda cams faz iermesi gerekir. Ayrca iindeki CaO, MgO, ve

SiO2 miktarlar toplam gene en az 2/3 orannda olmaldr. (CaO + MgO)/SiO2 orantsnn ise1den fazla olmas istenmektedir.

14


15/69

Uucu kllerin spesifik yzey alan deerleri 1.000-4.000 cm2/gr arasndadeimektedir. Kl partikllerinin tane boyu ise 0.5-200 mikron arasndadr. ri taneli uucukllerden istenen imentoyu retmek iin jips ve klinker ile tmeye tabi tutulmasgerekmektedir. Kl kalitesi ve zelliklerine bal olarak Uucu Kll imento retiminde%10-30 orannda, Katkl imento retiminde de dier katk maddeleri ile birlikte toplam

%19 orannda katlabilmektedir.

2.2.3. Alta

Alta, kimyasal bileimi kalsiyum slfat olan bir mineraldir. Bileiminde ikimolekl kristalizasyon suyu bulunan trne jips (CaSO42H2O) ve susuz kalsiyum slfatmineraline de anhidrit (CaSO4) denir. Susuz kalsiyum slfat ise anhidrit (CaSO4) olarakadlandrlr. Kalsiyum slfat mineralleri evoporit oluumlu yataklarn tipik mineralleri olup;her birinin ayr ayr bulunduu yataklar olmasna ramen genellikle bu iki hammadde birlikte

bulunur. Dnyada bilinen ve iletilen al ta yataklar ok yaygn olmakla beraber, toplamrezervin byk bir blm, pek ok lkede anhidritten olumaktadr. Fakat buna karlk

anhidrit jipse oranla daha az ekonomik nemi olan bir mineraldir ve daha az kullanma alanvardr. imento sanayi alannda genellikle jips kullanlmaktadr. Alta terimi al yapmnauygun kaya-mineral olarak kullanld zamanda jips ve anhidrit iin de ekonomik olarakkullanlmaktadr. Gerek jips gerekse anhidrit hibir zaman saf halde bulunmazlar. Bu ikimineralden her biri yar dengeli olup biri dierine dnebilmektedir. Ayrca altayataklarna oluum srasnda veya sonradan yabanc maddeler karm olabilir. Bu yabancmaddelerin balcalar; kalker, dolomit, manyezit, tuzlar, kil mineralleri, dier slfatlar, metaloksitli bileikler ve silis asitli bileikler olabilir. Alta imento sanayinde genellikle madenocandan kt kalitesi ile hibir ileme tabi tutmakszn kullanlmaktadr. Bunun sonucuolarak alta ancak %85-95 saflkta bulunmaktadr. imento sanayinde genellikle madenocandan kt kalitesi ile hibir ileme tabi tutulmakszn kullanlmaktadr.

Anhidrit: CaSO4 kimyasal bileiminde, susuz kalsiyum slfat olup, yapsna kristalizasyonsuyunu kolayca alarak CaSO4.2H2O kimyasal bileiminde olan jipse dnr. Anhidrit, sudakolay znen bir mineral olup 100 gr suda 0.3 gr erir. Bu zelliin sebebi ile anhidrityataklar kurak olmayan blgelerde mostra vermez. Ancak olduka dik eimli yamalarlaanmann fazla olduu yerlerde anhidrit rastlanr. Bitkilerin bulunduu kesimlerde suyuntutulmas sonucu anhidrit jipse dnr. Anhidrit, ounlukla ak gri ve mavimsi grirenktedir. Mikroskop altnda taneli veya kristal kmesi yahut da keemsi bir doku gsterir.

Jips: Sulu kalsiyum slfat kimyasal bileiminde olup monoklinal sistemde kristallenir.

Sertlii mohr leine gre 2 (trnakla izilebilir) olup, anhidritin ise sertlii 3-3.5 arasndaolmas ile kolayca ayrt edilebilir. Jipsin zgl arl 2.5-2.4 gr/cm3 anhidritin ise 2.7-3.0gr/cm3dr. Jipsin kristalleri ounlukla byk ve zel grnl, parlak yzeyli olduu gibimzrak ve krlang kuyruu eklinde ikizleri de bulunmaktadr. Jipsin rengi genellikle beyazve beyazms gridir. erisinde tali olarak bulunan yabanc maddeler jipse deiik renk verir.rnein, bitm siyah rengi, demir oksitli bileikler krmzms rengi vermektedirler.Petrografik bakmdan jips kayalarnn ou tanelidir. Ekonomik deer bakmndan taneaplar ile kalsiyum slfat ierii arasnda bir bant bulunmaktadr. Yabanc madde etrafndaoluan kristalleri iri taneli olurlar. Halbuki saf olarak oluan kristalleri daha kktr. Bazyataklarda da jips lifli kristaller kee gibi birbirine gemi ktleler halindedir.

Alta 100 C kadar stld zaman kristal suyunun bir ksmnn kaybederek yarhidrat (CaSO4.1/2 H2O) a dnr. Buna yanm jips veya al denir. Yar hidratl alnn

15


16/69

kristalleri benzer olan alfa ve beta olarak bilinen iki eidi vardr. Beta alnn enerjisi ve sudaznrl daha yksek olmasna karlk alfa al daha youn ve dayankl rnlerretiminde kullanlr. Alfa al 970 C scaklkta doygun bir ortamda, beta al ise 1000 Cscaklkta ve atmosferik basnta doygun olmayan bir ortamda oluur. Yar hidrat halindekial toz halinde ince tlm olarak su ile kartrldnda bir bulama haline getirildiinde

abuk katlaarak ince lifli birbirine grift olmu jips kristalciklerinden ibaret bir ktle halinialr. Bu zellik inaat vb. alanlarda kullanlmasn salar. Alta teknikte 120-1800 Cdesudan kurtarlr. Elde edilen ve stukjips adn alan rn yar hidrat aldan daha az su ierir.190-2000 Cde stukjipsten geriye kalan su da karak susuz stukjips meydana gelir. Susuzstukjips su ile ok abuk birletii iin pratik olarak kullanlmasna imkan yoktur. Stukjips5000 Cye kadar stld zaman sertleme kabiliyetini kaybeder, daha yksek scaklktakifrnlarda 800-9000 Cde yaklma sonucu estrikjips oluur ki ince toz halinde su ilekartrlmasnda 24 saat veya daha uzun sre sonra yava yava sertleir. 1000-1200 0 Cdeyaklan jips ksmen CaO ve SO2ya ayrr ve bu suretle bazik kalsiyum slfat (CaO CaSO4)elde edilir. Bazik kalsiyum slfat su ile muamelede yine sertleme kabiliyetini kazanr. Buzelliinden yararlanlarak al tandan kkrt, slfat asidi ve imento reten tesisler

kurulmaya balanmtr.

ngiltere ve Avusturyada uygulanan The Mller-Khne prosesinde kavrulmu vetlm al ta, kil, kum ve kok kmr dner frnda 1200-14000 Cde stlarakkalsiyum slfat, kalkere indirgenir ve geri kalan yk ile birleerek klinkeri oluturur. Bu aradaoluan ve yaklak %9a kadar SO2 ieren gazlar slfrik aside dnmeden nce tozlardantemizlenmek zere siklonlardan ve daha sonra da saflatrma sisteminden geirilir. Bu prosesile 1.7 ton al tandan 1 ton slfirik asit ve yaklak 0.95 ton klinker retilmektedir.

Jips yada jibs-anhidrid karmn ieren hammaddeler son tme prosesinde %3-5orannda klinker ve/veya dier katk maddeleriyle birlikte tlerek deiik tr imentolarretilmektedir. Alta gibi slfat ierikli maddelerin katlmas imentonun donma sresininayarlanmasnda (piriz sresini geciktirir) etkili rol oynamaktadr. Al tann jips olmas vemmkn olduu kadar saf, mineralojik ve kimyasal adan homojen ve ucuz olmas istenir.imento sanayi dalnda kullanlacak al tandaki safszlklarn imentoya zararl olmamasistenir.

Al talarnda genellikle grlen ve istenmeyen safszlklar unlardr:

1. Al tann bnyesinde serbest silis asidi ve bilhassa kalsedon, opal, rt, sileks gibimaddelerin bulunmamas gerekir. Bu maddeler, tme srasnda sorun yaratt gibi

imento ierisinde kalnt miktarnn da artmasna neden olurlar.

2. Al tann oluumu esnasnda evaporit kel ortamnda bulunan MgCl, NaCl, KClgibi tuzlarn bulunmamas gerekir. Bu gibi tuzlar suda kolayca eriyerek harcnyapsnn bozulmasna sebep olmaktadr.

3. Al tanda, alkali bakmdan yksek ve hidratlama zelliine sahip serpantin, talkgibi kayalar ile su aldnda hacim deimesi gsteren bentonitik kil minerallerininolmamas gerekir.

4. Serbest kkrt ve slfrl bileikler ile organik asitlerin bulunmas imento

harcnda zararl olduu iin istenmez.

16


17/69

Trkiyedeki al ta oluumlarnn blgeler itibar ile dalm Tablo 7de verilmitir.

Tablo 7. Trkiyedeki Al Ta Oluumlarnn Blgelere Gre Dalm

BLGE REZERV (Milyon Ton)Grnr PotansiyelMarmara 1 2

Ege 2 6Akdeniz

Anadolu 349 3.042Karadeniz 137 562

Dou Anadolu 65 206Gney Dou Anadolu 12 104

TOPLAM 566 3.922

2.2.4. Silis Duman

Silis duman silisli metal ve ferro-silisyum alamlarnn retiminin yan rndr.Eskiden atlan bu madde imdi inaat malzemelerinin yapmnda kullanlmaktadr. Rengigridir, yn younluu 0.15-0.4 t/m3 tr. CEM II ve IV tip imentolarda katk olarakkullanlr. ok ince taneli olduundan imentonun hidratasyonu srasnda iri imentotanelerinin arasna girerek burada skan suyu dar iter. imento harcndaki CH iletepkimeye girerek puzolanik C-S-H jeli oluturur. Bu olumlu etkiye karn silis dumantanelerinin oluturduu byk yzey alan su ihtiyacn arttrr, bu da harcn kvamn olumsuzetkilemektedir. Sper akkanlatrc kimyasal katklardaki gelimelerle yksek dayanml ve

yksek performansl betonlarda kullanm artmtr. SiO2 = %85 ile %98 aras, tane bykl(ortalama): 0,1 ile 0,5 m aras, kresel tanecikler, genellikle topaklam, cams yapda.

2.2.5. Demir Cevheri

Sanayinin en nemli hammaddelerinden birini oluturan demir, saf halde gm parlaklnda olup kolayca oksitlendiinden doada nabit (serbest) halde ender olarakbulunur. Demir cevherleri oksitler, slfrler, slfatlar ve karbonatlar olmak zere drt gruptatoplanrlar.

1. Oksitli Demir Cevherleri

a) Manyetit (FeO.Fe2O3 veya Fe3O4)b) Hematit-Olijist (Fe2O3)c) Gtit (Fe2O3.H2O)d) Limonit (H2F2O4.(H2O)X veya 2Fe2O3.3H2O)

2. Slfrl Demir Cevherleria) Pirotin (FeS.(S) veya Fe5S7 ile Fe16S17 aras)

b) Pirit (FeS2) Kbik kristallic) Markasit (FeS2) Rombik kristalli

3. Slfatl Demir Cevherleri

a) Melenterit (FeSO4)

17


18/69

4. Karbonatl Demir Cevherleria) Siderit (FeCO3)

Demir cevherleri iinde demir elik sanayinde en ok kullanlanlar; manyetit, hematit,limonit ve siderittir. imento sanayinde kullanlanlar ise; Hematit-olijist, gtit ve limonittir.

Demir yannda almina kayna olarak da imento sanayinde amozit((Mg,Fe)4Al4Si2O12.10H2O) ve tringit (3FeO.Al2O32SiO2.3H2O) kullanlabilir. imentosanayinde kullanlan hematit ve limonitin mineralojik zelliklerine aada deinilmitir.

Hematit: Kristalleri kaln veya ince levhams ekillerde olur. Yaprams eklinde olannademirgl denir. Jel durumdan kristallenmi duruma geen hematit, nl, klms, bbreimsiolur ve st yumrulu yapda bulunur. Hematit metal parltl ve donuk olabilir. Rengi kristaldurumda demir siyah ve bazen de alaca, agrega halindeyken de krmzdr. izgi rengikrmzmsdr. Kolay krlr, krlma yzeyi midye kabuu eklindedir. Sertlii 6.5, zglarl 5.2 gr/cm3dr. Hematitin bileiminde % 70 Fe ve % 30 oksijen vardr. ounluklaFeTiO3 (lmenit) ve MgTiO3 ile izomorf olarak bulunur. Toz halinde iken asitlerde znr.

Hematit, hidrotermal, pnmatolitik, metazomatik ve metamorfik olarak bulunur ve magnetitindeimesinden de oluur. Hematitin deimesinden limonit oluur.

Limonit: Ksmen amorf ve ksmen de rombosal sistemde kristallenmi olan limonitteeitliyapda demir hidroksitler bulunur. Bununla beraber kriptokristalli demirhidroksitler devardr. st yzeyi yumrulu, salkmms olup, nl, klms, sert olduu gibi, sk, oolitligevrek ve toprams olarak da bulunur. Rengi sarms kahverengi, krmzms kahverengi vesiyahmsdr. izgi rengi ise daima kahverengidir. Salkmms veya yumrulu olann stounlukla parlatlm gibi dz ve siyah olur. Sertlii 5-5.3 arasnda deiir. zgl arl3.34-4.30 gr/cm3dr. Kzdrldnda bileimindeki su azalr ve rengi krmzlar. Limonitok yaygn ve her yerde bulunduu gibi arasra byk yataklar yapan bir mineraldir. Talarnve topraklarn kahverengi ve krmzms renkleri limonitten ileri gelir. Siderit, pirit, hematit,magnetit ve baka btn demirli minerallerin ve demirli talarn deimesi ve su almasndanoluur. Bundan dolay demirli minerallerin deiim zonu iin karakteristik bir mineral saylr.Demiri ok olan kaynak, gl ve baka sularn zeltisi olarak da olutuu grlr.

Limonit, oluumu ve grnne gre eitli trlere ayrlr. Yumrulu limonit, styzeyi yumrulu, parltl, siyahms olur ve ii ise krmzms kahverengidir. izgi rengi daimakahverengi olup jel olarak kelir. Oolitli limonit, uzak limonit oolitlerinin bir aradatoplanmas ve kalker, kil, sileks gibi maddelerin, imento roln oynayarak yaptrmas ileoluur. Bat Avrupa lkelerinden bazlarnda ok bulunan ve minette denilen demir madeni

de oolitli limonittir. Toprams limonit, okker, ounlukla bataklk ve akmayan gllerdeoluan toprak yapl limonittir. Baya limonit, sk ktle olarak bulunan limonit olup, balcademirli minerallerin deimesinden oluur. Saf limonitte % 82 Fe2O3 ve % 14 H2O vardr.

imento sanayinde kullanlacak olan demir cevherinin mineralojik ve kimyasalbileiminde imentoya zarar verecek maddelerin, zararl imprutelerin bulunmamas gerekir.Demir cevherinden gelebilecek yabanc ve zararl maddelerin imento iin genel dzeydekisnrlar aada verilmitir:

Kkrt: Demir cevherinin ierisinde pirit, markasit veya dier bileikler halinde bulunur.Istld zaman SO2 ve H2S verdii ve zararl olduundan demir cevherinde mmkn olduu

kadar az bulunmas istenir. Snr deer: % 0.25-1.00.

18


19/69

Arsenik: Arsenopirit (FeAsS), realgar (AsS) ve orpiment (As2S3) mineralleri olarakbulunabilir. Istld zaman kkrt gaz ve arseniin korozif, istenmeyen bileikleri meydanagelir. Snr deer: % 0.5.

Serbest Silis Asidi: Demir cevherinin oluumu esnasnda gang olarak kuvars ok defa

bulunduu gibi sedimanter oluumlu yataklarda parajener olarak da silis asidinin (SiO2)meydana getirdii; sileks, kalsedon, rt bulunur. Bunlar serbest silisi oluturduklar iinklinkerizasyon esnasnda sorun yarattklar gibi krma-tme ilemlerinde de ypratcolurlar. Snr deer: %1.

Fosfor: Bilhassa sedimanter demir yataklarnda organizmalarn bakiyesi olarak fosforluminerallere ok rastlanr. Apatit (Ca5F.(PO4)3), vivianit (Fe3.(PO4)2.8H2O) ve fosforitolarak bulunur. Istld zaman fosforik asid ve istenmeyen dier iddetli korozyon yapan

bileikler oluur. Snr deer: % 0.5. Klinkerde %0.5ten az P2O5in olumsuz etkisigzlemlenmemitir. %0.5ten ok P2O5 ise piirmeyi olumsuz etkiler, dolays ile serbestkireci arttrr, rnn erken dayanmn azaltr, priz sresini geciktirir. Atklarn yakt ya da

ikincil hammaddeler olarak kullanm arttka fosfordan kaynaklanan rn sorunlar (koyurenk noktalarn belirmesi gibi) da artmtr.

Klor: Sedimanter demir yataklarnda ve baz hidrotermal oluumlarda klorr, iyodr, bromrgibi halojenlerin alkali tuzlar veya demirin halojenler ile bileikleri halinde bulunabilirler.iddetli korozif olduklar iin gerek demir cevheri ve gerekse imento hammaddesi ierisindeistenmezler. rnn erken dayanmn arttrsa da frn n-stcda sarma, buharlama, kemeroluumu gibi sorunlara yol aar, su buhar ile birleerek donatlarn korozyona uramasnaneden olur. Son yllarda atklarn ikincil yakt olarak kullanmnn artmas ile klor sorunu

bymtr. Baz fabrikalar bu nedenle frn-kule arasndan aldklar gazn %5-10 kadarntozundan temizledikten sonra dar atarak (baypas ederek) iletme sorunlarn azaltma yolunagitmektedirler.

Demir cevherinin iinde demirle birlikte ayn parajeneze giren metalik cevherler iletali derecede krom, bakr, nikel, kurun, manganez ve kobalt elementlerinin eitli bileiklerive bu bileiklerin mineralleri de bulunabilir. Bunlarn varlklar imento rengine etki eder ve% 1i gememeleri istenir.

Trkiyedeki demir oluumlarnn blgeler itibar ile dalm Tablo 8de verilmitir.

Tablo 8. Trkiyedeki Demir Oluumlarnn Blgelere Gre Dalm

BLGEREZERV (Milyon Ton)

Grnr PotansiyelMarmara 98.2 2.0

Ege 11.0 17.0Akdeniz 30.9 51.2

Anadolu 170.6 56.5Karadeniz 0.2 9.9

Dou Anadolu 129.8 119.9Gney Dou Anadolu

TOPLAM 440.7 256.5

19


20/69


21/69

salar. 6 numara fueloil 120-130 Cye kadar stlabilir. 120-130 Cnin zerinde ful-oilkaynamaya baladndan pompann verimi der ve frna yeterli yakt basmaz. Fuel-oilin120-130 Cye kadar stlmas pompa sonras olur. Pompa ncesi gnlk yakt tanknda smaksimum 80 Cye kadar karlmaldr. Yakt scakl 80Cnin zerine kt zaman yakt

pompalarnn zellii gerei hava yapar ve frna yakt basmaz.

Bu nedenle hem gnlk yakt tanknn hem de pompa sonras fuel-oil stclarnn buhar hatt zerine termostatla kumanda edilir, elektrikli vanalar konmaldr. (Yenisistemlerin hepsinde vardr.)

Gaz Yaktlar

Bu gazlar genellikle petrol kuyularndan veya gaz kuyularndan kan doal gazlardr.Issal deerleri 8000-9000 kcal/Nm3dr ve genellikle parafin ihtiva ederler.

Takriben 200 Aklk bir basnla yeryzne kan gazlarn dner frnlarda

yaklabilmesi iin nce parafinden temizlenmesi gerekir. Bilahare basn reglatrlerindebasnc 6 Akye drlerek dner frna verilirler.

Kazan dairelerinde suyun stlmas ile elde edilen buhar, imento fabrikalarndabirinci planda fueloili stmak iin kullanlr. Buhar basnc ne kadar yksek olursa buharnscakl da o kadar yksek olur. Dner frnda yaklan fueloilin randmanl yanmas iin120-130 C civarnda bir scakla kadar stmak gerekir. ayet buhar basnc dk olursa buscakla erimek mmkn deildir. Byle hallerde kazanc ikaz edilerek buhar basncnnykseltilmesi salanlmaldr.

2.2.7. Dier kincil (Minr) Oksitler

Magnezyum oksit: Toplamda %5 ile snrlandrlr, % 2-3 de allr, daha yksek olursabetonda, harta serbest kirecin yapt gibi genlemelere, atlak oluumuna yol aar.

Alkaliler: Sodyum ve potasyum znen ve znmeyen oksit ve tuzlarnn toplamdr.znen alkaliler ounlukla slfatlardr, ham maddede ve yakttaki kkrtle birleerekoluurlar. deal durum her bir mol alkaliye karlk bir mol slfatn bulunmasdr. imentonunerken dayanmna olumlu katklar vardr. znmeyen alkaliler ortamdaki SO2 iledoyurulamad iin slfatlamam, silikat ve alminat kristalleri iinde kalanlardr.

inko: Klinkerde %0.5ten az ZnOun olumsuz etkisi yoktur. Artarsa priz sresini geciktirir,dayanm art hzn olumsuz etkiler.

Son yllarda atk maddelerin ikincil hammadde ve yakt olarak kullanm artmaktadr.Bu znde iyidir, maliyetleri azaltr, evre korunmasna olumlu bir katkdr, ancak fabrikayaher yeni giren malzeme potansiyel bir sorun kaynadr. Detayl almalar yaplmadan bualanda yaplacak atlmlar iletmede ve rn kalitesinde sorunlar yaratabilir.

Kire Tanmlar

21


22/69

Sndrlmemi Kalker Kireci (CaO): Sndrlmemi kalker kireci paralar haline getirilmidoal kiretann zel frnlarda 900 1000C scaklkta kzdrlmas suretiyle elde edilen vesu ile muamele edilmesi sonucu s kararak sndrlm kalker kireci (kalsiyum hidroksit,Ca(OH)2 ) haline gelebilen balayc bir malzemedir.

Sndrlmemi Dolomit Kireci (CaO + MgO): Sndrlmemi dolomit kireci paralar halinegetirilmi dolomitik kire tann, zel frnlarda 900 1000C scaklkta kzdrlmassuretiyle elde edilen ve su ile muamelesi sonucu s kararak sndrlm dolomit kireci(Kalsiyum hidroksit + Magnezyum hidroksit, 2 Ca(OH)2 + 2 Mg(OH)2) haline gelebilen

balayc bir malzemedir.Sndrlmemi Toz Kalker Kireci: Sndrlmemi toz kalker kireci, sndrlmemi kalkerkirecinin tlerek belirli incelie getirilmi halidir.Sndrlmemi Toz Dolomit Kireci: Sndrlmemi toz dolomit kireci, sndrlmemidolomit kirecinin tlerek belirli incelie getirilmi halidir.Sndrlm Kalker Kireci Hamuru: Kalker kireci hamuru, sndrlmemi para kalkerkirecinin sndrlerek hamur kvamna getirilmi halidir.

Sndrlm Dolomit Kireci Hamuru: Dolomit kireci hamuru, sndrlmemi para dolomitkirecinin, sndrlerek hamur kvamna getirilmesidir.Sndrlm Toz Kalker Kireci: Sndrlm toz kalker kireci, sndrlmemi kalkerkirecinin sndrlmesi ve toz haline getirilmesi ile elde edilen sndrlm kiretir.Sndrlm Toz Dolomit Kireci: Sndrlm toz dolomit kireci, sndrlmemi dolomitkirecinin sndrlmesi ve toz haline getirilmesi ile elde edilen sndrlm kiretir.

imentoyu oluturan drt temel oksit ve kaynaklar

CaO Kalker / Kireta %63-67SiO2 Kil / ist /Kum %20-24Al2O3 Kil / ist / Boksit %3-6Fe2O3 Kil / ist / Demir cevheri / Pirit Kl %1-3

imentoda istenmeyen safszlklar, kaynaklar ve snr deerleri

Alkaliler: Na2O ve K2O, Kil ve eyl, < 1 %,Kkrt: Pirit (FeS2), Yakt, < 1 %,Klor: Kil ve eyl, tuzlu sular, < 0.015 %MgO: Dolomit CaMg(CO3)2, 2.5 to 3.0 %.

Hammadde bileiminin piebilirlik zerine etkisiG PEN FARN: Kire yada SiO2 Silis miktarnn yksek, demir, almina, magnezyumve alkali gibi kolay eriyen maddelerin dk olmas ile karakterize edilir. Bu durumda hamkarmn pimesi gleir yksek S.M. sv faz azaltr ve pime scakln artrr ve yksekserbest kireli imento retimine yol aar. Byle bir karm frndaki kabuk / Anzastoluumunun ortadan kaldrlmasna ve frn tulalarnn abuk ypranmasna yol aarakklinker maliyetlerini ykseltir.

KOLAY PEN FARN: Olduka dk kire yzdesi ve kolay ergiyen komponentlerin fazlamiktarda bulunmas ile karakterize edilir. Byle bir hammadde oluumu kolay anzast oluumusalar frn mantosundan radyasyonla s kaybn azaltr, tula mrn uzatr ve klinker

maliyetlerini drr.2.3. imento Modlleri

22


23/69

2.3.1. Kire Doygunluk Katsays (LSF)

Ham karmdaki yksek kire oran klinker minerallerinin olumas iin gereklidir; bukirecin dier nemli oksit ile birlemesi de zorunludur. Oranlama formlleri (modlleri)

asit oksitlerin kirele en uygun hangi oranlarda birleebileceini gsterir. Kirecin doymamasdier oksitlerle yeterince birleemeyip bir miktarnn serbest kalmasn belirtir, Cfr (:s.CaO) ilegsterilen serbest kire imento ve harta olumsuz etki yapar.

FAS

CLSF

65.018.18.2

100

++

=

CaO=C; SiO2=S; Al2O3=A; Fe2O3=F

LSF=100 en uygun C miktarn gsterir. Klinker iin uygun LSF blgesi = 90-102dir;>97 deerleri iyidir. Yksek erken dayanml imentolar 95-98 aralnda elde edilir. Yksek

LSF deerlerinin piirme sresini uzattn da unutmamak gerekir.

2.3.2. Silis Modl (SM)

Bu modl klinkerleme evresinde tepkimeye giren maddelerin Kat/Sv oranngsterir. Klinkerleme scaklnda Sin ou kat evrededir (Alit ve Belit); dier oksitler (Ave F) erimilerdir, katlar arasnda balayc sv olarak ilev yaparlar. letme iin uygun SMdeerleri 2.5-3.5 aralndadr. Pek ok fabrika 2.3-2.8 blgesinde almay tercihetmektedir. Yksek SM deerlerinin piirme sresini uzattn da unutmamak gerekir.

)( FA

S

SM +=

2.3.3. Almina Modl (AM)

Klinkerleme scaklnda bu iki oksit (A ve F) sv evrededir. Bu nedenle AMtepkime karmnn sv evresinin bileimini belirler. F yksek olursa (dk AM) eriyiinkvam azalr. AM < 0.638 olduunda C3A minerali oluamaz. C3A max %5 olan imentolarslfata dayankldrlar. ou imento iin AM=1.8-2.8dir, ancak son zamanlarda iletmelerAM deerlerini 1.3-1.5 aralnda tutmaktadrlar.

F

AAM =

2.3.4. Kzdrma Kayb

Kireta stldnda oluan kalsinasyon = dekarbonizasyon tepkimesi sonucundaCO2 aa kar, buna kzdrma kayb denir. Bir anlamda kzdrma kayb ham karmdan nekadar klinker retilebileceini gsterir.

CaCO3 CaO + CO2 Kalsinasyon tepkimesi100 56 44

Kil stldnda kristal suyu dahil yapsndaki tm H2O dar kar, bylece kansuyun kilin arlnn %7si olduu belirlenmitir.

23


24/69

rnein iinde %76 CaCO3 (kireta), kalan kil olan bir karm kzdrldndakzdrma kayb yaklak olarak:

Kiretandan CaCO3 = 0.76 x 44 = 33.44 + Kilden = 0.24 x 7 = 1.68 olmak zere

toplam % 35.12 kadar olacaktr.

Ham karmdaki deiik CaCO3 oranlar iin elde edilebilecek klinker oranlar buyaklamla hesaplanabilir.

Ham Karmdaki(:Farindeki) %CaCO3

74 76 78

kg Farin / kg klinker 1.524 1.541 1.558Klinkerdeki %CaO 63.2 65.6 68.1

(74x56)/100x1.524=63.2

Bu oranlarn nemi sadece ulalacak komponentlerin kompozisyonlar ile snrlkalmayp; ylelikle retilecek imentonun potansiyel olarak kalitesini de gstermektedir.Klinkerleme ve linkeri oluturan fazlarn oranlar (Tri-kalsiyum silikat (C3S), Di-kalsiyumsilikat (C2S), Trikalsiyum alminat (C3A), Di-kalsiyum ferrit (C2F), Tetra-kalsiyum alminaferrit (C4AF)) annda Pime indeksi, Pime Faktr, Serbest kire miktar gibi dier proseskarakteristikleri ile de yakndan ilikilidir.

3. HAMMADDE RETM YNTEM VE TEKNOLOJ

24


25/69

imento retimi jeoloji, kimya, fizik, termodinamik, fiziksel kimya gibi ok saydabilim dallarndaki bilgilerin birlikte kullanlmasn gerektirir. Ana hatlar ile retim aamalar;hammadde retim ve hazrlama prosesi, piirme prosesi ve imento tme ve

paketleme prosesi olarak incelenebilir.

Gnmzde artan enerji fiyatlar ve imento kalitesinde giderek artan kalitegereksinimleri, retim aamalarnda optimizasyon almalarnn yaplmasn zorunlu halegetirmitir. Ulusal ve uluslararas alanda rekabet yapabilmek iin; imento fabrikalar enerjive iilik masraflarn minimize ederken yksek kaliteli ve uniform imento retmekdurumundadr. Bu durum, hammadde sahalarnn deerlendirilmesi ve retim planlamasndayeni bilgisayar tekniklerin kullanlmas, retim aamalarnda enerji tasarrufu salayacak yenimakinelerin gelitirilmesi yannda mevcut makinelerin da optimum artlarda iletilmelerininnemini artrmtr.

imento sanayinde hammadde ocaklar, iletme teknii geliim sreci iinde ok serideimeler gstermitir. nceleri insan gcnn etkin olduu ocaklarda, teknolojik

gelimelerle birlikte i makinelerinin yaygn olarak kullanlmaya balanmasyla hzl ve periyodik bir retim art salanm ve hammadde retim maliyetlerinde nemli ldeazalma olmutur.

lkemiz imento hammaddeleri, zellikle kalker rezervi asndan zengin kaynaklarasahip olduundan, ekonomik adan genel olarak ak maden iletme yntemi, uygulanmasgereken tek yntem olmutur. Ayrca byk lde dekapaj gerektirecek rt tabakalarnasahip hammadde sahalar yksek maliyet gerektirdiinden iletmeye uygun deillerdir.Sahalardaki hammadde rezervinin tamamndan en az maliyette ve dzenli bir ekildehammadde kalitesi bozulmakszn yararlanlabilmesi, ak iletmecilik ynteminin ocaklardamadencilik bilim ve tekniine uygun olarak yrtlmesine bal bulunmaktadr. Ocaklardaretim ileminin dzenli yaplmamas, fabrikalarn eitli nitelerinde sorunlarn kmasna(krma, tme, dner frn ve enerji tketiminde artma) neden olmaktadr. Bu nedenle;hammadde sahalarnn deerlendirmelerin ve retim planlarnn ada tekniklerle yaplmasyannda uygulanacak iletme yntemlerinin de ok hassas bir ekilde etdnn yaplmasndansonra iletmeye geilmesi gerekmektedir.

ekil 1'de Tipik bir imento fabrikasnn malzeme ak diyagram grlmektedir.

imento retirken ama; mevcut hammaddenin beraberinde getirdii kstlamalararamen, retim prosesinin ekonomik olmasnn salanmas, imento dayanmlar,

alabilirlik ve donma karakteristikleri gibi pazarlanaca lkenin kalite standartlarndakitestlerde yeteri performans alayacak imentoyu retmektir. imento endstrisindehammadde karmlar yaygn olarak kalite kontrol parametreleri olarak tanmlananhammadde ve/veya klinker ierisindeki deiik oksitlerin oranlar ile belirlenir. Bunlararasnda farin kompozisyonunun belirlenmesinde en ok kullanlan oranlar;Kire Doygunluk

Katsays (LSF), Silis Modl (SM), Almina Modl (AM)'dr.

25


26/69

ekil 1. imento Fabrikas retim Ak emas

26

Ana ve TaliHammadeler

HAMMADDERETMVEHAZIRLAMA

PRMEPROSES

MENTOTME(Klinker+Y.Hammaddeler)

YardmcHammaddeler(Al, Puzolonik M.Y.Frn Curufu,U.Kl)


27/69

Bilindii gibi, klinker baznda silikat modlndeki geni dalgalanmalar farine beslenen hammadde ve/veya kmrn niform olmamasndan kaynaklanmaktadr. Kuralolarak da, yksek silikat modl piirmenin zor olmasnn ve koating zelliklerinin zayfolmasnn gstergesidir. Dk silikat modlleri de ring oluumu ve imentoda erkendayanmn dk olmasnn gstergesidir.

Yksek Alminyum-Demir Oran, retilen imentonun yksek erken dayanma sahipolmasna ramen, piirme esnasnda silikat ve kalsiyum oksit reaksiyonunu zorlatrc bir roloynar.

Kire Standard 1e yaklatkca klinker zor piirilir ve yksek miktarda serbest kireortaya kar. Piirme Index ve Faktr, klinkerin piirilme zelliklerinin belirlenmesindekullanlmaktadr. Modern imento teknolojisinde Hidrolik Modl ve Likit Faz' da farineyaplan beslemenin kontrolnde seyrek olarak kullanlmaktadr.

Bununla birlikte, klinkerdeki magnezyum konsantrasyonlar tm dnyada

snrlandrlmtr. ksek magnezyum konsantrasyonlar harta ve betonda genleerektahribata sebep olurlar. eitli lkelerde imentoda izin verilen max MgO miktarlar % 3-5arasnda snrlandrlmtr.

imento retiminin optimizasyonu iin; hammadde retiminden - imentotlmesine kadar tn retim aamalarnda kimyasal kompozisyonun kontrol edilerekistenilen seviyede kalmas alanmaldr. imento retiminde hammadde komposizyonu vehomojenlii retim prosesinin ekonomisini ve imentonun kullanm aamasnda kalitesinietkileyen nemli bir faktrdr. Bu edenle, imento hammaddelerinin istenilen kimyasalkomposizyonda ve homojen olarak retilmesi, retim aamalarnda retilen imento trne

bal olarak, bu zelliklerin retim amalarnda da korunmas salanmaldr. Son yllardakiteknolojik gelimeler bu amaca ulamada iki yeni sistemin kullanlmasn mmkn klmtr.Bunlardan ilkinde; gelien bilgisayar teknolojisi ve madencilik paket programlar kullanlarak,hammadde retiminin planlama ve retim srasnda optimizasyonuna imkan verecek blok,solid ve jeoistatistik modelleme tekniklerinin kullanlmasdr. kinci teknolojik gelime ise,on-line analizrlerin imento endstrisinde kullanlmasdr. Bu analizrler, Gamma NtronAktivasyonu teknii ile hammadde kimyasal kompozisyonunu derhal belirlemektedir.imento endstrisinde hammadde retiminde ak iletme yntemi kullanlmaktadr.Teknolojik gelimelerle birlikte i makinelerinin yaygn olarak kullanlmaya balanlmasylahzl ve periyodik bir retim art salanmtr.

imento retiminde ana hammadde olan kalker sahalarnda uygulanacak ak iletmeynteminde kullanlacak i makinelerinin saptanmas ncelikle sertlik ve sklebilirlikzelliklerinin kesin olarak belirlenmesine baldr. Srekli olmayan sistemler (Riperli Dozerliretim, Delme- patlatma sistemi) yaygn olarak kullanlmakla birlikte; srekli mekanizesistemlerde, sreklilik arz eden yumuak hammadde yataklarnda kullanlmaktadr.

Sklebilirlik faktr kalkerin oluum durumlarna, nem miktarna, tabaka ve krksistemlerine gre deimektedir. Madencilik i makinelerinin patlayc maddekullanlmakszn bir kayac skebilme durumu deneysel yntemlerle belirlenebilmektedir.Jeofiziksel bir yntem olan sismik refleksiyon yntemi kullanlarak skme ilemlerinde hangitip ve kapasitede bir i makinesinin kullanlmas gerektii saptanabilmektedir. Bu konuda

yaplan bir dizi deneyler sonucunda standart olarak byk kapasiteli riperli dozerin patlayc

27


28/69

madde kullanmakszn bir kayac skebilme durumu dalga hzlarna gre aadasunulmutur:

Tipi Dalga

Hzlar

Sklebilirlik

Derecesi350-670 ok kolay

670-1000 Kolay1000-1700 Orta1700-2300 Zor 2300-2700 ok zor 2700-3000 Son derece zor

Ayrca son yllarda gelitirilen tam boyutlu kaya kesme test makinalarnda hammaddesahasndan alnan blok numunelerde kesme deneyleri yaplarak makina seimi ve optimum

kullanm parametrelerin tesbiti mmkn olmaktadr.

3.1. Riperli Dozerle retim

Dozerle skme ilemi dozerin arkasndaki pupaya skc olarak bir ya da bir ka taneriper taklarak gerekletirilir. Riperin skme ilemi hidrolik olarak ayarlanmaktadr. Ocansert blgelerinde skm srasnda tek riper kullanlmas ve dozerin btn gcnn bu kolaverilmesi gerekmektedir. Yumuak ve kolay sklebilen blgelerde ise bir ka riper dii

birden taklabilir.

Riperli dozerler genellikle skme ve sklen malzemeyi ykleme platformuna krmeilemlerini birlikte yrtr. Skme ilemi yaplan uzakln 50-100 m arasnda olmasgerekmektedir. Uzakln daha fazla olmas dozerin krme ilemini yapmasn byk ldezorlatracandan dnm uzunluklarnn ksa tutulmas zorunluluu vardr. Riperin etkinderinlii formasyon yapsna gre deimekte olup, 40-70 cm arasnda olmaktadr.

Skc olarak kullanlan dozerlerin kapasiteleri glerine gre deimekte ve 250-500ton/saat arasnda olmaktadr. Skme ve krme ilemi birlikte gerekletirildii iinkapasitelerinde % 50ye varan bir azalma olmas doaldr.

28


29/69

3.2. Galeri Patlatmas Yntemiyle retim

Galeri srlmesi yoluyla patlatma yaplmas yntemi ilk olarak askeri amalar iin I.

Dnya Savandan nce kullanlm, daha sonra da geni ktlelerin alnmas amacylakullanlmtr. Taocaklarnda retim yntemi olarak da uygulanan bu yntem, teknolojiningeliimi ile birlikte yerini delme yoluyla yaplan patlatmalara brakmtr.

Bu yntemin uygunluu, delici i makinalar iin yatrma gerek olmamas ve ksavadede greceli olarak dk maliyetle byk miktarlarda hammadde kartlmasnsalamasdr. Ancak uzun vadede ocaklarda yksek ayna olumasna neden olmas, iddetlisarsntlar oluturmas, i kaza olaslklarnn yksek olmas retim srasnda yan ve tabankayalarn hammadde iine karmasna yol amas yznden kalitenin bozulmas, buyntemin olumsuzluklarn oluturmaktadr.

3.3. Delme-Patlatma Yntemi

Bu yntemde bir veya birden fazla delikler alarak patlayclarla doldurulur veateleme yaplr. Delinen deliklerin aplar aralarndaki uzaklk, derinlik ve delik saysna,formasyonun niteliine ve retilecek malzemenin miktarna gre deimektedir.

Delik delme ilemi iin vagon drill kompresr ya da truck drill tipi i makinelarkullanlmaktadr. Delik delme ileminin tabakalar zerinde yaplmas gerektiinden ocaklarda

bu yntemin uygulanabilmesi iin ncelikle iletme kademelerinin oluturulmasgerekmektedir. Ayrca krkl arazilerde patlayclarn doldurulmas byk sorunlaryaratmaktadr.

29


30/69

ekil 2. Delme Patlatma retim Yntemindeki Parametreler

30


31/69

3.4. Srekli Mekanize Sistemlerle retim

Hammadde retiminin ve nakliyatnn kesintisiz olarak tam mekanize olarak yapldretim yntemi aada ekil 4'de verilmitir.

ekil 3. Srekli Mekanize retim Yntemi

31


32/69

4. HAMMADDENN HAZIRLANMASI

4.1. Krma

Krma ilemi, tmeden nceki aamada stoklama ve harmanlama ilemlerinin

yaplabilmesi iin gereken boyut kltme ilemidir. Krlacak malzemenin indirilecei boyutkullanlacak deirmenin tipine baldr.

Krma ilemi iin kullanlan krclar, alma prensipleri, kapasiteleri, boyut kltmeoranlar, kullanldklar hammaddenin yapsal zellikleri gibi birok faktrdenetkilenmektedirler. Gnmzde kullanlan krclardan balcalar; eneli krclar, konikkrclar, merdaneli krclar, darbeli krclar ve ekili krclardr. Krclar hakknda

bilinmesi gereken bir nokta, uygun krc tipi seiminin ve krc devresinin bir klasifikatrlebirlikte altrlmasnn imento retim prosesinin devamll ve verimi asndan nemtaddr.

Krma ilemi patlatma ilemleriyle balar, gncel patlatma teknikleri ile tane boyutlarmax. 50 cm dolaynda tutulmaktadr. Bunu izleyen krma ilemi ocakta yaplabilecei gibifabrikada da yaplabiliri kireta, kil, tras gibi malzemeler ayr ayr bir iki aamada krlarak

boyutlar cm dzeyine indirilir, tane boyu dalm daha dar bir alana ekilerek malzemeninhomojenlii gelitirilir. Malzemenin sertlii (pek ok imento hammaddesi iin Mohr sertlii4 dolayndadr) ve nemi krc seimini belirler. Orta-sert-sert kireta ve marl iin ekili vedarbeli krclar daha uygundur. ok sert ve andrc malzemeler iin eneli krclar tercihedilir. Orta sertlikteki malzemeler iin ekili krclarn elektrik tketimi yaklak 1kWh/tdur.

Hammaddelerdeki nem sorunu her tr boyut kltme iinin en byk engeldir. Krmaya da tme aamasnda malzemeyi scak gazlarla kurutmak srecin verimliliini artrr,fabrikann kesiksiz almasn salar. Scak gaz kaynaklar frn gaz, soutma k gaz yada krcnn/deirmenin hemen yanna kurulan Scak Gaz Ocadr. ou krc %15 malzemenemine kadar sorunsuz alabilir. ok nemli, plastik, yapkan zelliklere sahip malzemelersorunludur. Krc rn iin uygun olan tane boyut dalm 0-35 mm araldr.

Eer formasyon masif ve byk bloklardan oluuyor, sert ve andrc zellikte ise,basn kuvvetinin etkin olduu eneli veya konili krclar birincil krc olarak seilmelidir.Birincil krc boyutunun belirlenmesinde, krlacak malzeme miktar ve krcya beslenecekmaksimum malzeme boyutu dikkate alnmaldr. Bu krclarda rnde %80'in getii elek

boyutu 100-250 mm arasnda deimektedir. Eer hammadde svanma zelliine sahipse,eneli ve konili krclarn seilmesi uygun deildir. ekili krclar svanma durumu olanmalzemelerde nispeten iyi zmler verirken, hammaddenin her seviyede svanma

problemine kar merdaneli krclarn kullanlmas en iyi sonucu vermektedir.

Yumuak ve orta sert hammaddelerde ise darbe kuvveti ile krma yapan ekilikrclar daha iyi zm sunmaktadr. Bu krc makineler, andrc olmayan veyaandrcl az olan malzemeler iin tasarlanm olup, yksek boyut kltme oranlarnda veyksek tonajlarda iletilebilmekte ve ayn zamanda rn ierisinde yksek oranlarda incemalzeme bulunmaktadr. Keza spesifik enerji tketimleri de, ayn boyuttaki eneli krc vekonili krc ile kyaslandnda daha dktr. Ekonomik boyut kltme oranlar, basn

kuvveti ile alan krclarda 1:3-1:7 arasnda iken, bu oran darbe kuvveti ile alan ekilikrclarda 1:50 oranlarna kadar kmaktadr. Krc kapasitesi ocaktan gelen malzemede

32


33/69

kesiklik olmas ve muhtemelen krcda oluacak tkanma ve arzalarn cereyan etmesidurumunda fabrikaya kesintisiz malzeme beslenmesine uygun byklkte seilmesigerekmektedir. Bu oran, normal artlarda %25 rezerv kapasiteli olup kritik durumlarda burezerv kapasite %50'ler orannda seilmelidir. rndeki en byk para boyutu nemli ise,krc kna zgara veya elek konulmaldr. Krc ilk yatrm ve iletme maliyetleri seim

aamasnda mutlaka dikkate alnmaldr.

4.2. Hammaddeyi Homojen Yapma Yntemleri

33


34/69

Hammaddeyi homojen yapma yntemlerini iki balk altnda toplamak olasdr:

1. Hammadde bileenlerini kartrma esasna dayanan yntem: Bu yntemde; iki veya dahafazla hammadde bileeni kendi aralarnda hedeflenen oranlarda kartrlm olarak

stoklanrlar. Stokholde hammaddenin ylmas, istiflenmesi olayndan nce, her birhammaddenin kimyasal kompozisyonu birbirlerine kar doru oranlarda olmak zere krcdaayarlanrlar. Bu yntem ile elde edilen karm genelde dk kire standardna sahip olup,farin deirmenine besleme yaplmadan nce son LSF deerine eriebilmek iin, yksekLSFli hammadde katks salanr. Bu yntem dk ilk yatrm nedeniyle tercih edilen biryntemdir. Ancak yararl olmas hammaddenin zelliklerinin ok iyi bilinebilmesi ileorantldr.

2. Hammadde bileenlerinin ayr ayr kmeler olarak ele alnd yntem: Bu yntemde;hammadde bileenleri ayr ayr ynlar halinde ele alnrlar. Farin deirmenine beslemeyaplrken doru hammadde terkibine eriilmesini garantileme asndan olduka elverili bir

yntemdir. Hammadde karmnn hedeflenen deerine gre, tek tek homojenlenmihammadde bileenleri besleme bunkerleri ve tartl besleyiciler kanalyla doru olarakoranlandktan sonra farin deirmenine beslenir. Bununla beraber daha fazla makina veekipman demek olduu iin yatrm maliyeti dier yntem ile karlatrldnda ok yksekolarak kendini gsterir.

4.3. n Homojenizasyon ve Stoklama

Farinin iyi bir ekilde sinterlemesini salayan en nemli faktr frna girenmalzemenin homojenliidir. Homojen olmayan bir karmn frna verilmesi durumundafrnn performansn kontrol altnda tutmak ok zordur. Enerji tketimini azaltmak, homojenkalitede bir imento retmek ve yakttan yksek lde yaralanabilmek iin hammaddetmeden aamasndan nce ve sonra iyi bir kartrma ve harmanlama yaplmaldr.

Gnmzde imento fabrikalarnn ok yksek kapasitelere ulamas ve nkalsinasyon ilemi uygulanan prosesin giderek yaygnlamas sonucu, bylesine yksekkapasitelere eriebilmek iin frnlarn homojen bir hammadde ile beslenmesi nkoulu,zellikle nkalsinasyonlu frn iletmelerini bir hammadde n homojenizasyon ve stoklamasistemi olmadan alamaz hale getirmitir. Bunlara ek olarak imento iletmeciliinde kuru

prosesin giderek n plana kp dnyann her yannda uygulamaya girmesi ile beraber dahadikkatli bir hammadde hazrlama ve seimi konusu da gndeme gelmitir.

n homojenizasyonda iki eit yma metodu vardr, bunlar Chevron ve Windrowmetodlardr.

Chevron metodu: Besleme konveyr en dk yksekliinde iken belli bir uzunlukta ynoluturmak iin tek bir eksende ileri geri giderken hammaddeyi boaltmaktadr, bir sonrakiturda konveyr ykseklii artmakta ve yn boyunca tekrar ileri geri giderek hammaddeyi

boaltmaktadr.

Windrow metodu: Besleme konveyr en dk yksekliinde iken belli bir uzunlukta ynoluturmak iin tek bir eksende ileri giderken geri dnte ynn yanna ayn ykseklikte

baka bir yn oluturmaktadr.

34


35/69


36/69


37/69


38/69


39/69

Malzemenin deirmen iindeki hareketi:

Deirmenin giriinden kna doru srekli hareket eden malzemenin kurutlmesi srecinde gzlenen temel fiziksel deiimler:

- Taneler ufaldka malzeme ynnn hacmi artar (%50ye varan art)- Taneler ufaldka malzemenin ak kolaylar, nk yn younluu %30 kadar

azalr.- Deirmen boyunca, ak ynnde, ince paralar irilerin yerini alr,

- Deirmenden geirilen hava malzemenin tanmasna yardmc olur, ince (daha hafif)taneler daha telere doru tanr.

Deirmende tmenin ilerlemesi:

Gnmzde deirmenlerin ounun bir ara blme (diyafram) ile ayrlan iki blmlerivardr. tme bilyalarnn deirmenden kn engellemek iin kta bir zgaral diyaframvardr. Deirmen giriinden ara blmeye kadar olan ksma 1. Blme, ara blmeden kdiyaframna kadar olan blmeye 2. Blme denir.

- Blmelerin her biri belirli incelie dek tme yapan bir deirmen gibi ilev yaparlar.

Bilya ykleri istene tme derecesine gre ayarlanr, birbirinden farkldr.

39


40/69


41/69


42/69


43/69

5. Deirmen gvdesine ilave edilen seperatr nedeniyle daha az yer kaplar,6. Fazla miktarda hava kullanlmas ile malzemenin daha iyi kurutulmas imkan vardr,7. Bilyal deirmenlere gre daha az grltldr,8. kinci bir krma ilemine gerek kalmadan 200 mm'ye kadar malzeme beslenebilmekte,9. Malzemenin deirmen iinde kalma zaman ok ksa olup, rn kontrol sratle ve iyi bir

ekilde yaplabilir,10. Tam otomatik iletmeye msaittir,11. Tek bir deirmende yksek kapasiteye eriilebilir (650 t/h farin)

Dezavantajlar:

1. Anma problemleri fazladr,2. Tane bykl dalm dzensizdir (malzemenin deirmen iinde kal sresini arttrmaksuretiyle belli lde nlenebilir),3. Bilyal deirmenlere gre %40 daha fazla hava gereklidir (kg kmr veya malzeme

bana),

4. Hava szdrmazlnn iletme asndan olumsuz etkisi byktr (zellikle malzemebesleyicisinin bulunduu noktada sorun kmaktadr.)5. Bakm gereksinimleri fazladr,6. lk yatrm maliyetleri yksektir,7. Sisteme kaan aa, metal v.b. malzemelere kar duyarll fazladr.

Roller Pres (Yksek Basnl Merdaneli Deirmen (YBMD)

Yn halindeki malzemeyi ezerek ufalama fikri 1985ten bu yana endstridekullanlmaktadr. Yksek basnl merdaneli (rleli) deirmenler ters ynde dnen ikimerdaneye sahip olup merdanelerden birisi sabit bir yataa oturtulmuken dieri hidrolik birsistem araclyla sabit merdaneye doru itilmektedir. Hidrolik basn birimleri, merdanelerarasndan geen malzeme yata zerinden 50-120 MPa basn yaratabilmektedir. Malzeme,deirmeni sktrlm bir kek olarak terk etmekte ve ou tme devresinde bu kek datlpsnflandrlmaktadr. Kekin datlmas iin harcanan enerji gz nne alndnda bile zgltme enerjisi bilyal deirmenlerde harcanann yars kadar olmaktadr. Deirmen rnndeyksek oranda mikro atlaklarn olumas standart Bond i endeksinin de azalmasna nedenolduundan bir sonraki tme ilemi iin de nemli avantaj salamaktadr. Bu nedenleimento sanayinde roller pres bir n tc olarak yaygn olarak kullanlmaktadr. Merdaneyzeylerindeki anmay azaltmak amacyla przl veya przsz metal astarlar

kullanlmakta, bu sayede malzemenin merdaneler arasndaki kavrama as da arttrlmaktadr.

Roller presler yalnzca bir malzemeyi (rn. Klinkeri) ezmek iin bir ak devredeirmen gibi kullanlrsa da gnmzde daha ok melez kullanm denen dzende, kendinezg bir separatr ile birlikte kullanlmaktadr. Bu durumda iki ayr tme devresi birbirineseri olarak balanm olmaktadr. Gncel uygulamada hem farin hem de imento bu biimdetlmektedir. Roller presi n-tc olarak kullanan biri basit, dieri daha karmak(hibrid, stma/soutma yaplabilen) iki tme devresi aada gsterilmitir.

43


44/69


45/69

- Tek bir geile max. tme ii elde etmek ve devreden yk snrlamak yksektme basnc gerektirir, bu her zaman en uygun deildir. Genelde basn azaldkatme verimi de der. Daha yksek basnlarn kullanm da donatlarn mrndenve gvenilirlikten gtrr.

ncl almalar sktrmal tme ileminin enerji performansndan yararlanrkendaha yksek devir yk (~10:1) ve tme basnc salanabilecek birka aamal tme iinsktrma esasl yepyeni bir tme ileminin tasarmna yn vermitir. Tasarm olarak iindetek bir rle bulunan ve kendi yatay ekseni zerinde dnen silindirik kovan ilkesiuygulanmtr. letmedeki en nemli zorluk ise merkezka kuvvetin nemli bir rol oynadmalzeme geri dnmnn denetlenmesidir. FCBnin 1992den bu yana TSV separatrle

birlikte pazarlad bu tr deirmenlerin kapasiteleri 100-300 t/s arasnda deimektedir.Belirgin zellikleri olarak;

- Bilyal deirmelere gre daha az enerji tketmeleri (CEM I ve CEM II tip imentolariin %30-50; cruf iin %50-60 daha az),

- rnler aras geite esneklik,- Dk grlt dzeyi,- Daha ak renkli imento retebilme,- Farin ve imento yapmnda cruf, kireta ve dier benzer mineraller iin uygunluk

gze arpmaktadr.

45


46/69

46


47/69


48/69

kaplamas eklinde sonulanr. Bunu nlemek iin etilen glikol, propilen glikol, trietanolamin,oleik asit, aminoasetatlar imento ve kire ta tlmesinde uzun yllardr kullanlmaktadr.

imentonun kuru olarak tlmesinde deirmen ierisinde malzeme salkmlamasve bilyalar zerinde malzeme ylmalar meydana gelir. Bu olayn birka nedeni vard;

Statik elektrik, Yzey enerjisi, Adsorpsiyon, Mekanik kuvvetler.

imento tlmesi srasnda oluan malzeme ylmasn bu nedenlerden sadecebirine balayarak aklamak mmkn deildir.

tmede yaplan gzlemlerde;

Ylmann yksek sda artt, Al ile Klinker, tlrken, alnn ylmay nledii, ancak hidrate olmualnn ylmaya neden olduu, Beklemi klinkerin, yeni retilmi klinkere oranla bilya zerinde topaklanmayadaha yatkn olduu, Beklemi klinkerin serbest kirecin gevemesi nedeniyle kolay tld, Dzgn bilya yzeyine gre, dzgn olmayan yzeylerin ylmaya dahayatkn olduu belirlenmitir.

imento tlmesinde, ortama malzeme arlnn %0.006-0.08i orannda kat veya

sv olarak ilave edilebilen kimyasal maddeler ortamdaki malzemenin salkmlamasn ve bilya etrafna ylmasn nlemektedir. Bu kimyasal maddeler imentonun dayanmnetkilememekte, tmeyi olumlu ynde etkilemekte, enerji tasarrufu salamakta, imentonunkuru akkanln arttrarak paketlemeyi kolaylatrmaktadr. tmede kullanlan katkmaddelerinden bazlar tablo 8de verilmitir.

Tablo 1.tmede kullanlan baz katk maddeleri

Katk Maddesi Miktar (%) tlen Malzeme Etki FaktrSu 0.04 Klinker 1,3zopentanol - Kuvars 1,29Fenol ve polifenoller 0.01-0.25 imento -Aseton 0.2 Klinker 1,37Flotigan, Hindistan Cev. Ya 0.02 Kireta 1,7Arilalkil slfanik asit 0.06 imento 1.3Ya asitleri 0.003 Kireta 1.1

Na oleat 0.1 Kireta 2.0Na Stearet 0.15 Klinker 1.2Karboksilik asitler 0.1 Klinker 1.33Karbon blok 0.08 imento 1.3

Na hidroksit 0.008 Kireta 1.5

Na klorit 0.08 Kuvarsit 1.2Na karbonat 0.02 Kireta 2.0

48


49/69


50/69


51/69

Melez separatrlere baka bir rnek de Polysius firmasnn gelitirdii HRSeparatrdr.

Dinamik Separatrler

Bu separatrler deirmen rnnn geleneksel snflandrcsdr. Malzeme dnen birsavurucu tabla zerine ynlendirilir, bu onu artan bir hava akmna maruz brakr. ri tanelerya dorudan yerekimi ile savurucu tabladan derler ya da yardmc fan kanatlar ile kontrolvanalar arasndan ayrlrlar.

Genellikle kanatl bir rotor ile bu rotorun evresinde sabit kanatl ynlendiricilerbulunur. Rotorun dnmesi ile mala ve sirklasyon havasna hz kazandrlarak sabit rotor

kanatlarna savrulur. Dinamik seperatrlerin genel prensipleri ayn olamakla birlikteyaplarna gre snflandrlrlar.

1- Kanatl Rotor Seperatrler: En basit tiptir. Hava mal karm seperatr altndan girer.Dnen deflektr hem ynlendirme hem de spiral hz kazandrr. Rotordaki kanatlar hz dahaartrarak cidara savurur. Merkezka ve gravitasyon etkileri ile iri taneler ayrlr.2- Sirklasyonlu

Documents

Cimento Teknolojisi Ders Notlari