BÖLÜM 1. GENEL BİLGİLER 1. 1. Çimentonun Tanımı ve Tarihçesi Çimento, başlıca silisyum, kalsiyum, alüminyum ve demir oksitleri içeren hammaddelerin sinterleşme derecelerine kadar pişirilmesi ile elde edilen yarı mamul madde olan klinkerin, tek veya daha fazla katkı maddesi katılarak öğütülmesi ile üretilen hidrolik bağlayıcı maddelere denir. Genel anlamda ise havada ve suda sertleşen bağlayıcı özellikte maddelerdir. Sertleştikten sonra suya karşı dayanıklı olup, esas kısmı silisyum, kalsiyum, alüminyum ve demir oksitlerin bileşiklerinden meydana gelerek dayanım ve hacim sabitliği bakımından belirtilmiş normlara uygun değerlerdedir. Kelime olarak ise çimentonun Türkçe’ye İtalyanca’daki bağlamak veya bağ anlamına gelen “çimento” kelimesinden geldiği tahmin edilmektedir. Çeşitli agregaları birbirine bağlayarak belirli bir süre sonunda masif bir kütle oluşturan malzemelere bağlayıcı malzeme denir. Bağlayıcıların biçimlendirilmesini sağlayan süre içinde kimyasal reaksiyon sonunda yeni bir bileşim meydana gelerek çözücü maddenin ortamdan ayrılması veya sıcaklık değişimi ile faz değiştirilmesi sonucunda bir kitle oluşur. Su ile karıştırıldıklarında havada veya su altında sertleşebilen ve sertleştikten sonra suda çözünmeyen bağlayıcı maddelere de hidrolik bağlayıcı denir. Çimento, kireç ve alçı birer hidrolik bağlayıcıdır. %65-85 CaCO3 (kalker) içeren killi kalkerlerin sinterleşme derecesinin altında pişirilerek söndürülüp ince öğütülmesi ile elde edilen hidrolik kireçler (su kireçleri) alçı ve kirece göre daha çok hidrolik bağlayıcı özelliktedir. Eskiden su ile temasta olmayan yerlerde harç, genellikle kum, su ve kireç karıştırılarak su teması olan yerlerde ise kireç harcı dayanıklı olmadığından kireç harcına doğal puzolanlar (puzolanik topraklar santorin toprağı, thera toprağı, tras vs.) gibi hidrolik aktiviteli maddeler katılarak veya kireç kullanılarak yapılırdı. Çimentolar üretim esnasında kullanılan hammaddelerin bileşim, nitelik ve uygulanan teknoloji ile pişme durumları ve katkı maddelerine göre kendilerine has özellikleri olan çeşitli gruplara ayrılırlar. Bunların büyük bir kısmı özel belirli amaçlar için üretilmektedirler ve Portland çimentosuna kıyasla üretimleri çok azdır. Klinker kimyasal bakımdan; Trikalsiyum silikat (Alit) kısaca C3S, dikalsiyum silikat (Belit) kısaca C2S, trikalsiyum alüminat kısaca C3A ve tetra kalsiyum alüminoferrit kısaca C3AF’den ibarettir. Bu bileşenlerden her biri çimentoya özel nitelikler verdiği gibi klinker içerisinde miktarları da çimentonun cins ve tipini oluşturur. 1776 yılında, İngiltere’de, parlamento tarafından, Cornwall sahiline yakın olan Eddystone deniz fenerinin tekrar inşasıyla görevlendirilen bir İngiliz mühendisi olan John Smeaton bir çok fırtınaya dayanmaya gereken bir yapı için bir miktar kireç ve puzolanik malzeme ile deneysel çalışmalar yaptı. Her iki maddeyi tuzlu su içinde deneyen Smeaton’un en önemli buluşu, yumuşak, saf olmayan kalker ve killi materyallerden oluşan iyi kaliteli hidrolik çimento idi. Smeaton’dan 40 yıl sonra İngiltere’de Joseph Parker kaliteli hidrolik çimento elde etmede kullanılacak kalker modülleri veya “Septeria”yı keşfetti. 1802 yılı Fransa’da çimento sanayiinin başlangıcı olarak bilinir. Septeriayı oluşturan kalker modüllerinden çimento yapıldı. 1810 yılında İngiltere Sontwick’te Edgar Dobbs kalker ve kilden bir çimento imal etti. 1813 yılında Fransa’da Vicat adlı bir araştırmacı, buna paralel olarak 1882 yılında İngiltere’de James Frost kalker ve kil dışındaki materyallerden çimento imal ettiler. Bu arada Le Chatelier, G. A. Rankin ve F. E. Wright gibi araştırmacıların katkıları da büyük olmuştur. Daha sonraki ilerlemeler doğal çimentoyu doğurdu. 1850 yılında David O. Saylor Pennsylvania’da Coplay yakınlarında yakıldığı zaman çimentonun materyalini oluşturan çimento kayacını keşfetti. Doğal çimentonun kompozisyonu taş ocağından çıkan kayaçların kompozisyona bağlıydı. Kayaçlar eski kireç ocaklarında yakıldığı gibi ocakta da