همه انچه که از پوزولان بتن باید دانست استوارسازان

شناخت انواع پوزولان بتن

پوزولان بتن چیست؟

پوزولان بتن شامل گدازه‌های آتشفشانی طبیعی و خاک‌های کلسینه است که با آهک، در دمای معمولی و در حضور آب واکنش نشان می‌دهد.

پوزولان یک ماده سیلیسی یا سیلیسی-‌آلومیناتی است.

به طور کلی پوزولان‌ها موادی هستند که به خودی خود خاصیت چسبندگی ندارند.

آنها در کنار سیمان و آب، با آهک موجود در دمای معمولی ترکیب شده و خاصیت چسبندگی از خود نشان می‌دهند.

مواد پوزولانی موادی طبیعی یا مصنوعی هستند.

از خاکستر آتشفشانی غیربلورین (پوزولان اصلی)، پودر سنگ، سنگ‌های رسی و چرت‌های اوپالینی، خاک دیاتومه‌ای کلسینه شده، خاک رس پخته شده، خاکستر بادی و دوده سیلیسی و غیره بدست می‌آیند.

پوزولان‌های طبيعی مواد معدنی با تركيبات شيشه‌ای يا آمورف هستند كه به خودي خود خواص هيدروليكی و چسبندگی ندارند.

آنها در مجاورت سيمان و رطوبت با دانه‌بندی ريز و با گذشت زمان منجر به رشد و استحكام می‌شوند.

در حال حاضر از این عبارت برای اطلاق به همه مواد سیلیکاتی آلومینیومی با خرد‌شدگی مطلوب اطلاق می‌شود.

در حضور آب با هیدروکسید‌کلسیم (CH) واکنش شیمیایی داده تا مخلوطی را که دارای خواص سیمانی است، به وجود آورند.

استفاده از رس کلسینه به شکل متاکائولن نیز به عنوان یک افزودنی پوزولانی به مخلوط‌های سیمان و بتن در سال‌های اخیر مورد توجه فراوانی قرار گرفته است.

پودر نرم و همگن شده پوزولان در حضور رطوبت و در درجه حرارت معمولی با هیدرکسید‌کلسیم وارد واکنش شیمیایی شده و ترکیباتی مشابه ترکیبات ملات‌های سیمان به وجود می‌آورد.

از نظر زمین‌شناسی، پوزولان‌ها حاصل انفجارات آتشفشانی با ساختار سیلیسی و آلومینیومی است که میل ترکیبی زیادی با آهک و قلیایی‌ها دارند.

تعریفی کامل از پوزولان بتن استوارسازان

سوپر پوزولان چیست؟

میکروسیلیس یک سوپر پوزولان است که در صورت کاربرد درست، تاثیر قابل توجهی در افزایش مقاومت و دوام ‌سازه‌های بتنی دارد.

میکروسیلیس در حرارت‌زایی بتن تا حد زیادی ناشی از همان مکانیسم‌هایی است که باعث افزایش دوام و مقاومت بتن می‌شود.

در حقیقت خواص پرکنندگی و واکنش پوزولانی میکروسیلیس می‌تواند باعث کاهش میزان حرارت‌زایی بتن شود.

حرارت‌زایی یک گرم میکروسیلیس بیشتر از یک گرم سیمان پرتلند معمولی است و در مواردی بیشتر از ۲ برابر آن خواهد بود.

اما مقاومت‌زایی بالاتر میکروسیلیس (۲ تا ۴ برابر سیمان)، امکان کاهش مقدار کل مواد سیمانی بتن برای دستیابی به مقاومت مشخص را فراهم کرده و به این شکل، استفاده از میکروسیلیس می‌تواند باعث کاهش حرارت‌زایی بتن شود.

واكنش بين تركيبات اسيدی چون سيليس و آلومينای فعال و شيشه‌ای در پوزولان با عناصر بازی چون آهک (هيدروكسيد كلسيم) حاصل از واكنش‌های هيدراسيون سيمان منجر به تشكيل تركيبات مفيدی چون كلسيم سيليكات و كلسيم آلومينات هيدراته می‌شوند.

هر چقدر اين واكنش بيشتر رخ دهد نشان دهنده بالا بودن فعاليت پوزولانی و مرغوبيت پوزولان است.

فعاليت پوزولانی با اندازه‌گيری مقاومت فشاری سيمان پوزولانی در دوره عمل آوری خاص و مقايسه آن با سيمان شاهد اندازه‌گيری می‌شود.

اقدام جهت شناسایی خاصیت پوزولان‌ها در بتن و ملات سال‌هاست که به طور وسیعی در کشورهای مختلف آمریکایی، اروپایی و ایران صورت گرفته است.

به نحوی که به کارگیری این مواد به عنوان ماده جایگزین ایمن در بتن در آیین‌نامه‌ها آورده شده است.

پوزولان طبیعی و کاربرد آن استوارسازان

تاریخچه پیدایش پوزولان بتن

پوزولان‌‎های طبیعی از گذشته دور همراه با آهک در بناهای قدیمی کشورهای ایتالیا، یونان، مصر و غیره مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

مشخصه اصلی ملات پوزولان – آهک دوام بسیار بالای آن می‌باشد.

پس از کشف سیمان توسط یک بنای انگلیسی، تولید سیمان‌های مخلوط (از اختلاط پوزولان و سیمان پرتلند) با استقبال بسیاری روبرو شد.

امروزه نیز سیمان‌های پوزولانی به دلیل اقتصادی بودن و بهای تمام شده و مصرف انرژی کمتر از یک سو و خواص ویژه آنها از سوی دیگر در کشورهایی که دارای منابع پوزولانی می‌باشند به مقدار قابل توجهی تولید و عرضه می‌شود.

بررسی مکانیزم حمله سولفات‌‎ها و تاثیر پوزولان‌ها بر افزایش مقاومت بتن در برابر حمله سولفات‌ها، از طریق کاهش میزان C3A در سیمان که منجر به بالا بردن دوام بتن مورد تهاجم آب دریا می‌شود، صورت می‌گیرد.

لازم به ذکر است که واژه پوزولان از پوزولی (منطقه‌ای در ایتالیا) گرفته شده که حدود ۲۰۰۰ سال پیش برای اولین بار پوزولان در آنجا پیدا شده است.

پوزولان در ایران در سال ۱۳۲۰ کشف شد.

از پوزولان‌های طبیعی ایران می‌توان تراس جاجرود، خاک سرخ لومار، پوکه بستان آباد را نام برد.

دامنه کوه‌های سهند، دماوند، تفتان و استان کرمان نیز از جمله مکان‌های پوزولان‌های طبیعی ایران می‌باشند.

امروزه پوزولان‌های مصنوعی در کشورهای صنعتی که تولیدات زیادی دارند کاربرد وسیعی پیدا کرده است.

اجزاء پوزولان بتن

اجزاء فعال پوزولان‌ها شامل فازهای دگرگون شده آمورف و بی‌شکل بوده که از پختن یا سوختن رس‌ها و شیل‌ها بدست می‌آیند (از جمله زئولیت‌‎ها، پامیس‌ها و غیره).

اجزاء غیرفعال پوزولان‌ها شامل کانی‌های بلوری و کریستالی بوده که کم و بیش در کلیه پوزولان‌ها یافت می‌شوند از جمله:

کانی‌های معمولی چون کوارتز، فلدسپار، پیروکسیت و سنگ آهن در شرایط عادی با آهک ترکیب نمی‌شوند.

در مدت زمان طولانی و با پودر کردن بیش از حد بعضی از آنها تا حدی فعال می‌شوند. 

اجزاء مضر در پوزولان‌ها شامل کانی‌های رسی می‌باشند که بر مقاومت و گیرش سیمان پوزولانی یا مخلوط پوزولان – آهک اثر منفی می‌گذارد.

حضور این کانی‌ها در مواد پوزولانی از ويژگی‌های منفی پوزولان محسوب می‌گردد.

خواص مکانیکی و حتی رئولوژی بتن و ملات را تضعیف می‌کند.

اجزای پوزولان خاکستر بادی استوارسازان

انواع پوزولان

استاندارد آمریکا، ASTM-C-618 نیز ضمن تعریف و مشخص نمودن خواص پوزولان‌ها، آنها را مطابق جدول زیر طبقه‌بندی می‌نماید.

این استاندارد برای پوزولان‌های طبیعی حداقل هفتاد ‌درصد از سه اکسید اصلی یعنی Fe2O3، Al2O3،SiO2 را لازم می‌داند.

محدودیت حداکثر ده‌ درصد را برای افت اشتعال و سه درصد را برای رطوبت موجود در نظر می‌گیرد.

  • پوزولان رده N

پوزولان‌های طبیعی خام یا کلسینه، شامل:

  1. خاک‌های دیاتومه
  2. چرت‌های اپالین و شیل‌ها
  3. توف‌ها و خاکسترهای آتشفشانی یا پومیس‌ها
  4. بعضی شیل‌ها و رس‌های کلسینه شده
  • پوزولان رده F

خاکستر بادی با منشأ زغال سنگ قیر

  • پوزولان رده C

خاکستر بادی، خاکستر لیگنیت با منشأ زغال سنگ قیری

  • پوزولان رده S

هر نوع مواد دیگری شامل پومیس‌های عمل‌آوری شده و بعضی دیاتومه‌ها، رس‌ها و شیل‌های کلسینه شده

انواع پوزولان بتن و کاربرد آن استوارسازان

خصوصیات و مزایای پوزولان بتن

  • داشتن خصوصیات سیمانی
  • صرفه اقتصادی بالا
  • بالا بردن مقاومت در برابر حمله اسیدها و قلیایی سنگدانه‌ها
  • جلوگیری از ترک خوردن سطحی گسترده بتن
  • کاهش بتن‌ریزی
  • آب‌بند بودن سازه‌های نگهدارنده آب
  • جلوگیری از حملات شیمیایی 
  • کاهش یا حذف مشکلات ذاتی بتن استاندارد
  • پوزولان پومیز طبیعی باعث افزایش قابل توجه عملکرد در شرایط ظاهر، نفوذ پذیری، طول عمر، ترک خوردگی حرارتی، مقاومت به حملات شیمیایی و مقاومت فشاری می‌شود
  • کنترل واکنش‌های قلیایی-سیلیسی در بتن و ملات حاوی سیمان با قلیایی زیاد و سنگدانه‌های فعال
  • افزایش مقاومت‌های شیمیایی در مقابل حمله سولفات‌ها در طول زمان (نفوذ پذیری)
  • کم بودن حرارت هیدراتاسیون و انبساط ناشی از حرارت مفید در بتن‌ریزی‌های حجیم
  • افزایش مقاومت‌های فیزیکی درازمدت (تشکیل سیلیکات‌ کلسیم)
  • جذب آهک آزاد و آهک‌های آزاد شده در طول زمان (تشکیل سیلیکات ‌کلسیم و پر شدن خلل و فرج و لوله‌های موئین)
  • داشتن پلاستیسیته زیاد و قابلیت کشش و خمش مناسب
  • کاربرد ساده
  • کم بودن قیمت تمام شده تولید
  • افزایش میزان تولید بتن بدون سرمایه‌گذاری زیاد
  • تولید قطعات پیش ساخته سبک بتنی
  • بهبود در دوام، خصوصیات مکانیکی و رئولوژیکی بتن و ملات 
  • انقباض ملات‌های حاوی مواد پوزولانی بیشتر از ملات‌های معمولی است
  • توانایی بالا در کاهش حفره‌ها و کاهش نفوذپذیری ملات 
  • صرفه جویی در سوخت و انرژی لازم برای تولید
  • تولید ارزان‌تر سیمان
  • مصرف مواد زائد و تولیدات فرعی کارخانه‌ها و آلاینده‌های محیط زیست
  • کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای مانند (CO۲)
  • تاخیر در زمان گیرش بتن مانند استفاده در سدها
  • کاهش نفوذپذیری
  • بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی
  • افزایش عمر مفید سازه‌ها
  • ارزان‌ قیمت
  • آسیاب ساده‌تر به دلیل سختی کمتر آن
  • ماده‌ای پایدار و موجب بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی خمیر سیمان می‌شود
  • بهبود توزیع اندازه حفرات در بتن و ملات
  • کاهش نفوذ‌پذیری و افزایش پایایی بتن و ملات
  • بهبود منطقه انتقالی بین خمیر و سنگدانه
  • ساده کردن بتن‌ریزی‌های حجیم

خصوصیات پوزولان بتن استوارسازان

کاری از گروه آموزشی استوارسازان

مقاله‌ای کامل در مورد انواع افزودنی‌های بتن

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دانلود PDF

لطفا برای دریافت لینک دانلود اطلاعات خواسته شده را وارد نمایید