Uçucu Kül Nedir? Uçucu Külün Betonda Kullanılması

Uçucu kül, enerji üretmek için kurulmuş termik santrallerde yakılan taşkömürü veya linyit kömürünün yanması sonucu ortaya çıkan ve bacalar da elektro-filtreler aracılığıyla tutulan atık maddelerdir. Uçucu küller, kendi başlarına bağlayıcılık özellikleri hemen hemen olmayıp sönmüş kireç ile kimyasal reaksiyona girerek hidrolik bağlayıcılık özelliği kazanan bir katkı malzemesidir.

Birçok faktör, uçucu küllerin fiziksel, kimyasal ve mineralojik özelliklerinin değişiklik göstermesinde rol oynar. Bu faktörleri kısaca özetleyecek olursak; kömürün yanma şartları, bileşimi, emisyon kontrol cihazının tipi, verimliliği ve son olarak da atma yöntemleridir. Bu sebeplerden ötürü uçucu küllerin bileşimi ve çevreye verdikleri etkileri değişiklik gösterebilir. Fakat uçucu küllerin bazı ortak özellikleri mevcuttur. Bunlar; uçucu küller camsı, küçük, oyuk yapılı, tane boyutu 0,01-200 μm aralığında ve yoğunluğu 2,1 ile 2,6 g/cm3 arasında değişkenlik gösteren, yuvarlak şekilli, gri renkli ve çimento inceliğinde malzemeler olmalarıdır. Uçucu küllerin yüzey alanı çok yüksektir. Ayrıca, uçucu küller boş küresel mikro yapılarından ötürü ısısal ve elektriksel iletkenlikleri çok düşüktür. Bundan dolayı uçucu küller iyi bir yalıtıcıdırlar.

Uçucu Küllerin Kullanım Alanları

İnşaat alanında birçok yerde uçucu kül kullanılması ile termik santrallerde atık malzeme olarak elde edilen ve çevre için sorun oluşturan bu atık malzemenin oluşturacağı sorunlar ortadan kaldırılmış oldu. Uçucu küller, yol yapımında, zemin stabilizasyonunda, dolgu ve enjeksiyon işlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. (Çimento türleri)

Uçucu Kül İçeren Betondan-Harçlardan Beklenen Özellikler

Uçucu külün betonda kullanılması betonunun birçok özelliğini iyileştirmektedir. Bunlar;

• Uçucu kül taneciklerinin ince ve küresel şekilde olmalarından dolayı betonda kusma ve segregasyonu azaltan etki yapar.
• Uçucu külün beton karışımında çimento miktarı kısmi olarak azaltılarak yerine kullanılması sonucunda betonda kullanılan suyun uçucu kül kullanılmayan beton su ihtiyacına göre aynı slump değeri için betonda kullanılacak su miktarını azaltmaktadır. Suyun azalmasında ki en önemli sebep uçucu külün taneciklerinin inceliğidir. Normalde taneciklerin inceliğinin artması karışımın su ihtiyacını yükseltirken, uçucu küllerin küresel şekillerinden dolayı içsel sürtünme azalacak ve dolasıyla su ihtiyacında azalma olmaktadır. Ayrıca, bu özelliklerinden dolayı betonun işlenebilirliğini de olumlu yönde etkilemektedir.
• Puzolanik malzeme (Puzolan Nedir?) içeren betonlar için priz süreleri uzundur. Bundan dolayı, uçucu kül içeren betonlarında priz süreleri normalden daha uzundur.
• Portland çimentosunun hidratasyonu sonunda meydana gelen kalsiyum hidroksit ile uçucu kül arasında kimyasal reaksiyonlar meydana gelir. Bu reaksiyonlar çimentonun hidratasyon işleminden daha uzun bir sürede meydana gelir. Bundan dolayı uçucu kül içeren betonların hidratasyonunun gerçekleşmesi geç olur. Bu özelliğinden dolayı uçucu küller kütle betonlarında yaygın olarak kullanılır.
• Yapılan bilimsel araştırmalara göre uçucu kül içeren betonun ileriki yaş dayanımının yüksek olduğu ve su emme özelliğinin daha az olduğu anlaşılmıştır. Aşağıda uçucu kül içeren betonun, taze ve sertleşmiş haldeki beton özelliklerine etkisi özetlenmiştir.
  • • • Taze Beton Özellikleri——Etkisi
        Su İhtiyacı                           Azaltır
        Segregasyon                        Azaltır
        İşlenebilirlik                       Artırır
        Priz Süresi                           Artırır
        Terleme                               Azaltır
      • Sertleşmiş Beton Özellikleri——Etkisi
        Erken Yaş Dayanımı                      Azaltır
        Permeabilite                                    Azaltır
        Alkali Agrega Reaksiyonu             Azaltır
        Sülfat Direnci                                  Artırır

Kaynak: Kenan TOKLU-NANO BOYUTTA MODİFİYE EDİLMİŞ YÜKSEK HACİMDE UÇUCU KÜL İÇEREN ÇİMENTO ESASLI KOMPOZİTLERİN BETON ONARIM MALZEMESİ OLARAK KULLANILMASI