Çimentoda Cr (VI) iyonunun indirgenmesi ve çimento özellikleri üzerine etkilerinin araştırılması

Öz

Çimento suyla temas ettiğinde içeriğindeki Cr(VI) suda çözünmekte ve deriye teması sonucunda kontakt dermatite neden olabilmektedir. Çimentodaki Cr(VI) varlığı nedeniyle oluşabilecek sağlık sorunlarını kontrol altına alabilmek ve azaltmak için yasal tedbirler alınmaktadır. Avrupa Parlementosunca hazırlanan 2003/53/EC direktifinde, hidratasyon sonrası çimentoda Cr(VI) içeriği üst limiti 2 ppm olarak belirlenmiş ve bu değerin üzerinde Cr(VI) içeren çimentonun AB satışı 17 Ocak 2005 tarihinden itibaren yasaklanmıştır. Ülkemizde ise elleçleme esas torbalı çimentolarda Kimyasalların Kaydı, Değerlendirilmesi, İzni ve Kısıtlaması yönetmeliği Ek 17, 47. maddesinde çimentoda bulunan çözülebilir kromun 2 ppm’den küçük olması gerektiği belirtilmektedir. Bu çalışmada, indirgen kimyasallar kullanılarak çimentodaki Cr(VI)’yı indirgeme etkinlikleri belirlenmiştir. Çimentodaki Cr(VI) miktarını yasal sınır olan 2 ppm değeri altına indirgemek için kimyasal indirgen olarak demir sülfat monohidrat (FeSO4.H2O), demir sülfat tetrahidrat (FeSO4.4H2O), demir sülfat heptahidrat (FeSO4.7H2O), çimento olarak da 40.26 ppm krom içeriği olan CEM I 42.5 R portland tip çimento kullanılmıştır. İndirgeme sonrasında çimentonun fiziksel ve kimyasal özelliklerine yönelik değişiklikler incelenmiştir. Yapılan çalışmada sonuç olarak kullanılan indirgenlerin hepsinin çimentoda Cr(VI)’yı indirgeme etkinliğinin olduğu görülmüştür. Kütlece % 0.2 kullanıldığında Cr(VI) miktarının 0.34 ppm değerlerine kadar düşmesi, diğer kimyasallara göre indirgemek için daha az miktarda kullanılması ve çimento özellikleri üzerindeki değişikliklerin makul seviyelerde görülmesi nedeniyle demir sülfat heptahidratın daha etkili indirgen olduğu belirlenmiştir

Anahtar Kelimeler

• Çimento
• Dermatit
• İndirgeme
• Krom (VI).

Ionic Cr(VI) reduction in production of cement and investigation of its effects on cement properties

Abstract

When cement comes into contact with water, the Cr(VI) it contains dissolves in water and may cause contact dermatitis as a result of skin contact. Legal measures are taken to control and reduce health problems that may occur due to the presence of Cr (VI) in cement. In the 2003/53/EC directive prepared by the European Parliament, the upper limit of Cr(VI) content in cement after hydration was determined as 2 ppm and EU sales of cement containing Cr(VI) above this value were prohibited as of 17 January 2005. In our country, it is stated that the soluble chromium contained in the cement should be less than 2 ppm in the Article 47 of Annex 17 of the Regulation on Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals in bagged cements for handling. In this study, reducing activities of Cr(VI) in cement were determined by using reducing chemicals. In order to reduce the amount of Cr(VI) in cement below the legal limit of 2 ppm, iron sulfate monohydrate (FeSO4.H2O), iron sulfate tetrahydrate (FeSO4.4H2O), ferrous sulfate heptahydrate (FeSO4.7H2O), and 40.26 ppm cement as cement. CEM I 42.5 R portland type cement with chromium content was used. Changes in the physical and chemical properties of cement after reduction were investigated. As a result, it was observed that all of the reducers used in the study had a reducing efficiency of Cr(VI) in cement. It has been determined that ferrous sulfate heptahydrate is a more effective reducing agent, since the amount of Cr(VI) is reduced to 0.34 ppm when 0.2% by mass is used, less amount is used for reduction compared to other chemicals, and changes on cement properties are observed at reasonable levels.

Keywords

• Cement
• Dermatitis
• Reduction
• Chromium (VI).

Kaynakça

1. [1] N. Kıyık, (2015). Çimento Üretimi El Kitabı. Eskişehir. 171.
2. [2] Türkiye Çimento Sanayicileri Birliği Verileri, (2021).
3. [3] M. Yazıcıoğlu, (2021). Krom VI. CemenTürk Çimento ve Beton Bileşenleri Dergisi, 77: 70.
4. [4] L. Hills, V.C. Johansen, (2007). Hexavalent Chromium in Cement Manufacturing. Portland Cement Association PCA R&D, 2983.
5. [5] H.Güngörmüş, (2015). Çimentodaki Suda Çözünen Cr(VI)’nın Farklı İndirgenler Yardımıyla İndirgenmesi (yüksek lisans tezi). Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli.
6. [6] E. Khodaeıanı, M. Amırnıa, S. Babaınejad, (2006). Survey of Dermatıtıs Cases Due to Cement In Suffıan Cement Factory. Ege Tıp Dergisi, 45(3) : 179-183.
7. [7] D. Oruç, (2009). Çimentoda Cr(VI) Muhteviyatı, (Yüksek Lisans Tezi), Kafkas Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kars.
8. [8] B. Şen, (2006). Çimento Süspansiyonlarında Cr + Bileşiklerinin Zeolitle Adsorbsiyonunun Araştırılması, (Yüksek Lisans Tezi), Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kütahya.

9. [9] T. Tunç, (2007). Çimentolarda Çözünebilen Cr(VI) Giderimi, (Yüksek Lisans Tezi), Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli.
10. [10] B. Yılmaz, T. Ertün, F. Yalçın, (2007). Çimento Süspansiyonlarında Cr VI’nın Farklı İndirgenler Karşısında İndirgenme Özellikleri. 2.Yapılarda Kimyasal Katkılar Sempozyumu. 12-13 Nisan 2007, Ankara. 366-373.
11. [11] F. Yalçın,(2006). Çimentolu Sistemlerde Cr(VI)’nın Farklı İndirgenler Kullanarak İndirgenmesinin Araştırılması (yüksek lisans tezi). Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kütahya.
12. [12] R. Haerdtl, M. Dietermann, G. Bolte, (2008). Chromate Reduction of Cement-Effect on Concrete Properties. Çimento ve Beton Dünyası Dergisi, 13 : 61-69.
13. [13] B. Yılmaz, T. Ertün, F.Yalçın, (2007). Çimento Süspansiyonlarında Cr VI’nın Farklı İndirgenler Karşısında İndirgenme Özellikleri. 2.Yapılarda Kimyasal Katkılar Sempozyumu. 12-13 Nisan 2007, Ankara. 366-373.
14. [14] TS EN 197-1, 2012. Çimento-Bölüm:1 Genel Çimentolar - Bileşim, Özellikler ve Uygunluk Kriterleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
15. [15] TS EN 196-10, 2011. Çimento-Bölüm:10 Çimentonun Suda Çözünebilir Krom (VI) Muhtevasının Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
16. [16] TS EN 196-3, 2013. Çimento Deney Yöntemleri-Bölüm:3 Piriz Süreleri ve Genleşme Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
17. [17] TS EN 196-1, 2009. Çimento Deney Metotları-Bölüm:1 Dayanım Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
18. [18] TS EN 196-2, 2013. Çimento Deney Yöntemleri-Bölüm:2 Çimentonun Kimyasal Analizi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.