Uçucu Kül Nedir? Uçucu Külün Kullanım Alanları…

Uçucu kül en yaygın puzolandır. Bu malzeme, termik enerji santralleri içinde öğütülmüş kömürün yanmasıyla ortaya çıkan bir üründür. Baca gazları atmosfere bırakılmadan önce bu gazlar içindeki ince tanelerin toz toplama sistemi tarafından toplanmasıyla elde edilir. Uçucu kül rutubetli ortamlarda kalsiyum iyonları ile reaksiyona girerek silikat hidrate oluşturan yarı kararlı alümin silikatlar içerir. Dünyadaki uçucu kül üretimi yılda yaklaşık 450 milyon tondur ancak toplam uçucu kül miktarının sadece %6 sı çimento ve beton karışımlarında puzolan olarak kullanılmaktadır. Türkiye’ de kömür yakan 11 enerji santrali bulunmaktadır. Ülkemizde yıllık uçucu kül üretimi yaklaşık 15 milyon ton civarındadır.

Betonda uçucu kül kullanımının iki ana nedeni vardır:
1-Beton maliyetlerini düşürmek,
2-Taze ve sertleşmiş betonun özelliklerini iyileştirmek.

 Uçucu küllerin ekonomik olarak değerlendirilmesi, kullanılabilir miktarda, gerekli nakliye miktarına ve istenilen tasarıma bağlıdır.Uçucu kül hidratasyon ısısını düşürür ve tanelerin küreselliği sayesinde taze betonun kararlılığını, kolay yerleşmesini ve kolay sıkıştırılmasını sağlar.Uçucu külün kimyasal bileşimi ,tane boyut dağılımı, inceliği, puzolanik aktivitesi ve betonun kür koşulları, uçucu küllü betonun mekanik özelliklerini etkileyen önemli etkenlerdir. ASTM-C 618’e göre uçucu kül,iki ana kategoriye ayrılmaktadır; bunlar F ve C tipidir. F tipi uçucu kül genellikle %10 dan daha az CaO içerir.Buna karşın C tipi uçucu kül, %15 ten %35′ e kadar CaO içerir.Diğer yandan F tipi uçucu kül antrasit ve bitümlü kömürün yanmasından üretilir, bu da düşük kireçli uçucu kül olarak sınıflandırılır.C tipi uçucu kül ise diğer linyit ve bitümlü olmayan kömürün yanmasından elde edilir.Yüksek kalsiyum içeriğine bağlı olarak C tipi uçucu küller puzolanik özelliklerinin yanında bağlayıcı özelliğe de sahiptir.Betonda uçucu kül kullanımının erken yaşlarda yavaş dayanım kazanmasına yol açtığı iyi bilinmektedir.Beton teknolojisindeki son gelişmelerden, kalsiyum içeriği ve tane boyut dağılımının dayanım kazanma hızını belirleyen en önemli parametreler olduğu anlaşılmaktadır.

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.

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 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.