فایل مارکت

مقاله پوزولان به عنوان ماده ي جايگزين سيمان

چكيده:

پوزولان ها مواد سيليسي و آلوميني هستند كه در مجاورت آب در حرارت معمولي با آهك تركيب شده و تشكيل مواد پايدار و نامحلول (ژل) داده و خاصيت سيماني شدن دارند. اقدام جهت شناسايي خاصيت پوزولان ها در بتن و ملات سال هاست كه به طور وسيعي در كشورهاي مختلف آمريكايي، اروپايي و ايران صورت گرفته است به نحوي كه به كارگيري اين مواد به عنوان ماده جايگزين سيمن در بتن در آيين نامه ها آورده شده است. در اين نوشتار به معرفي پوزولان ها از ديدگاه ASTM، حدود تركيبات شيميايي و طبقه بندي آن ها پرداخته شده است. همچنين معرفي مواد اصلي، چگونگي پيدايش و نيز بررسي مزاياي استفاده از پوزولان ها صورت گرفته است. از جمله مزاياي استفاده از پوزولانها، داشتن خصوصيات سيماني و در نتيجه صرفه ي اقتصادي، بالابردن مقاومت در برابر حمله اسيدها و قليايي سنگدانه ها و جلوگيري از ترك خوردن سطحي گسترده بتن، كاهش بتن ذيري، خاصيتي كه در ارتباط با آب بند بودن سازه هاي نگهدارنده آب و همچنين در ارتباط با حملات شيميايي مورد توجه مي باشد. بررسي مكانيزم حمله سولفات ها و تاثير پوزولان ها بر افزايش مقاومت بتن در برابر حمله سولفات ها، از طريق كاهش ميزان C3A در سيمان كه منجر به بالا بردن دوام بتن مورد تهاجم آب دريا مي شود، صورت مي گيرد.

مواد مكمل سيمان سازي

مقدمه

خاكستر پرندگان، تفاله هاي خرد شده كوره هاي بلند روي زمين، دود سيليكا و پوزولان هاي طبيعي مانند متاكالين، سنگ رسي و خاك رسي سوزانده موادي هستند كه – زماني كه با سيمان پُرتلند يا سيمان مخلوط استفاده مي شدند – از طريق اين مواد به عنوان مواد مكمل سيمان سازي (SCM’S) يا مواد مكمل سيمان سازي براي بهبود ويژگي هاي خاص مانند سيمان مانند كاهش فعل و انفعال زيان آور تراكم قليايي استفاده مي شوند.

از قديم، خاكستر پرندگان، تفاله، دود سيليكا و پوزولان  هاي طبيعي مانند خاك رس و سنگ رسي سوزانده در بتون استفاده مي شدند. امروزه، به خاطر دسترسي ساده به اين مواد، توليدكنندگان بتون مي توانند دو يا چند تا از اين مواد را براي بهينه سازي ويژگي هاي بتون به كار برند. تركيبات با استفاده از اين سه مواد سيمان سازي – كه تركيبات سه تايي ناميده مي شوند متداول تر مي شوند.

زغالسنگ، روباره كوره بلند، خاكستر سبوس برنج يا دوده سيليس. به همين منظور كارهاي كمي در خصوص توليد، بهينه سازي و مهندسي كردن مصالح پوزولاني كه به طور خاص در طرح هاي اختلاط سيمان هاي پرتلند استفاده مي شوند، انجام شده است. متاكائولين يك پيشرو در ميان نسل جديد چنين مصالحي مي باشد.

استفاده از دوده سيليس و ديگر افزودني هاي شيميايي براي بتن هايي با مقاومت هاي طراحي بيش از MP50 و يا مواردي كه شرايط بهره برداري، شرايط جوي و يا ملاحظات هزينه هاي طول عمر سازه، استفاده از بتن هاي توانمند (HPC) را ديكته مي كند، متداول مي باشد.

توليد HRM به عنوان جايگزيني براي دوده سيليس مي باشد. معادل بودن در افزايش مقاومت و خصوصيات مربوط به دوام به اضافه چند ويژگي و مشخصه ديگر HRM شامل رنگ و كارپذيري، به طور مؤثرتري مرزبندي هاي طراحي مصالح HPC را توسعه داده و وسيع كرده است. مزايايي كه از نظر خواص مهندسي در صورت استفاده از HRM حاصل مي شود با عوارض جانبي اندكي همراه است. در صورتي كه متاكائولين به طور مناسب تنظيم شود، بافت مخلوط بتن تازه، كارپذيري و قابليت پرداخت در صورت جايگزيني HRM با 15- 5 % سيمان بهبود مي يابد. ضمناً متاكائولين سفيد رنگ است و محصولات سيماني و بتني سفيد يا خاكستري را تيره نخواهد كرد.

متاكائولين يك سيليكات آلومينيم آمورف سفيد رنگ مي باشد كه داراي خواص پوزولاني مي باشد و براساس استاندارد ASTM C 618 در رده پوزولان هاي كلاس (N پوزولان  هاي طبيعي خام يا كلسينه شده) قرار مي گيرد. پيشوند متا (meta) در ادبيات براي نشان دادن “تغيير” به كار مي رود. از لحاظ علمي اين پيشوند به اين منظور استفاده شده است تا عبارت “كمترين ميزان هيدراته شده از يك گونه يا سري” را نشان دهد.

متاكالئولين به طور كامل قابل جايگزيني با پوزولان  توانمند (نظير دوده سيليس/ ميكروسيليس) است. درباره مقاومت فشاري، كاهش درصد افزودن متاكائولين براي ايجاد كارايي معادل با پوزولان  هاي قبلي ممكن خواهد بود. در ضمن امكان كاهش درصد فوق روانساز مورد نياز براي طرح اختلاط حاوي متاكائولين در مقايسه با طرح اختلاط حاوي دوده سيليس وجود دارد.

متاكائولن نيز همانند پوزولان  هاي ديگر با هيدروكسيد كليسم ايجاد شده بر اثر هيدراته شدن سيمان واكنش داده و سيليكات كلسيم هيدراته (C-S-H) توليد مي كند SiO₂ و Al₂O₃ بيشترين مواد شيميايي تشكيل دهنده متاكائولن هستند. همان طور كه در نمودار 2 مشخص شده در هرم پوزولان ها متاكائولن در ناحيه مياني هرم قرار مي گيرند.

مقاله پوزولان به عنوان ماده ي جايگزين سيمان