پوزولان چیست؟

پوزولان چیست ؟ پوزولان‌ها موادی بر پایه سیلیکات هستند که به طور طبیعی در پوسته زمین قرار دارند و به عنوان محصولات جانبی فرآیندهای مختلف صنعتی، چون: خاکستر بادی، دوده سیلیس، پوسته برنج و برخی سرباره‌های غیرآهنی تولید می‌شوند. این مواد بسته به ترکیبات شیمیایی، مقدار مصرف، اندازه ذرات و…، تأثیرات متفاوتی روی ویژگی‌های اولیه و نهایی بتن دارند. پوزولان‌ها موادی بر پایه سیلیکات هستند که به خودی خود فاقد خاصیت چسبندگی‌اند، اما در واکنش با هیدروکسید کلسیم تولید شده طی فرآیند هیدراتاسیون سیمان، دارای خاصیت چسبندگی از نوع سیمان می‌شوند. این مواد اغلب به صورت مخلوط در بتن به کار رفته و ویژگی‌ها و کاربردهای متنوعی دارند.

واکنش و تاثیر پوزولان در بتن

هیدروکسید کلسیم یا آهک با فرمول (Ca(OH)₂) تا ۲۵% سیمان پرتلند هیدراته شده را تشکیل می‌دهد. این ماده به تنهایی تأثیری بر مقاومت یا دوام بتن ندارد، اما زمانی که پوزولان به مخلوط اضافه می‌شود، در ترکیب با آهک، طی واکنش پوزولانی، هیدرات سیلیکات کلسیم (CaH₂SiO₄ · ۲ H₂O) اضافی تولید می‌کند. این ماده تازه تولید شده عامل چسبندگی بتن است. بنابراین با مصرف مقدار کمی آهک در سیمان کنار پوزولان به دستاوردهای ذیل دست خواهید یافت:

• افزایش مقاومت بتن
• افزایش تراکم
• کاهش میزان مصرف سیمان
• کاهش یا از بین رفتن مقدار تمایل سیمان به واکنش قلیایی – سیلیس (واکنش با شیشه)

پوزولان به عنوان جایگزین سیمان

پوزولان‌ها معمولاً به عنوان جایگزین سیمان و به منظور افزایش مقدار خمیر سیمان و کاهش نسبت آب به سیمان استفاده می‌شوند. در واقع به جای افزودن سیمان به بتن از پوزولان در مخلوط بتنی استفاده می‌شود. علت این امر آن است که پوزولان دارای ویژگی‌هایی مانند سیمان است. بنابراین با افزودن آن به مخلوط بتن بدون حذف سیمان، نسبت طرح اختلاط در بتن تغییر می‌کند و به همین دلیل مقدار معینی از این ماده جایگزین مقدار مشخصی از سیمان می‌شود.

انواع پوزولان و تاثیر آن در بتن

پوزولان‌ها به طور کلی در دو دسته‌ی پوزولان‌های طبیعی و پوزولان‌های صنعتی قرار می‌گیرند. پوزولان‌های طبیعی سنگ‌هایی با منشأ آتشفشانی (مانند ریولیت‌های شیشه‌ای)، برخی رس‌های رسوبی و شیل‌ها هستند. بعضی از اعضای این دسته از پوزولان‌ها معمولاً به همان صورتی که در طبیعت تشکیل می‌شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ در حالی که برخی از آن‌ها برای استفاده در فرآیند تولید بتن لازم است تحت فرآیند فعال‌سازی حرارتی قرار گرفته تا بتوانند کارایی لازم را داشته باشند. برای نمونه می‌توان به خاک رس کلسینه اشاره نمود.

در مقابل این دسته از پوزولان‌ها، پوزولان‌های صنعتی مانند متاکائولن، دوده سیلیسی، خاکستر بادی، سرباره، VCAS (آلومینو سیلیکات کلسیم منجمد شده) و… وجود دارند که در نتیجه فعالیت‌های صنعتی تولید می‌شوند. در تصویر زیر می‌توانید انواع پوزولان‌های صنعتی را مشاهده کنید.

مزایای پوزولان‌ها

پوزولان‌ها مزایای زیادی دارند که از جمله آن می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:

1. افزایش دوام و انعطاف‌پذیری
2. افزایش عمر مفید ساختمان‌های بتنی
3. کاهش مراقبت‌های عمل‌ آوری بتن
4. افزایش مقاومت فشاری نهایی
5. بهبود مقاومت بتن در برابر محیط‌های تهاجمی شیمیایی
6. کاهش و مهار واکنش قلیایی-سیلیسی در بتن

معایب مصرف پوزولان در بتن

1. کاهش مقاومت اولیه بتن
2. افزایش زمان ساخت بتن
3. کاهش مقاومت بتن در برابر کربناته شدن، به دلیل افزایش تقاضای آب در طول تولید بتن
4. افزایش خطر خوردگی آرماتور فولاد کربنی (سیاه)

واکنش‌پذیری انواع پوزولان

در میان پوزولان‌ها، دوده سیلیسی واکنش‌پذیرترین پوزولان است. متاکائولن نیز از نظر واکنش‌پذیری تا حدودی مشابه دوده سیلیسی عمل می‌کند. این در حالی است که خاکستر بادی که یکی از پوزولان‌های رایج در فرآیند تولید بتن است، واکنش‌پذیری کمتری نسبت به دوده سیلیسی دارد، بخصوص در روزهای اولیه عمل‌آوری بتن که فرآیند تولید هیدروکسید کلسیم به کندی انجام می‌شود.

توجه داشته باشید در مقدار تاثیر پوزولان در بتن و واکنش‌پذیری پوزولان‌ها، علاوه بر نوع پوزولان، اندازه ذرات پوزولان نیز بسیار حائز اهمیت است. بر این اساس پوزولان‌ها به ترتیب دارای بیشترین مقدار واکنش‌پذیری هستند.

1. 1. دوده سیلیسی با ذراتی به قطر ۰٫۳ میکرومتر (میکرون)
   2. متاکائولن با قطر حدود ۴ میکرومتر
   3. سیمان پرتلند با قطر ذرات حدود ۱۵ میکرومتر
   4. خاکستر بادی با قطر متوسط حدود ۷۰ میکرومتر

پوزولان‌ها چگونه تولید می‌شوند؟

پوزولان‌های صنعتی در دو حالت هدفمند و غیرهدفمند تولید می‌شوند. پوزولان‌های غیرهدفمند، پوزولان‌هایی هستند که طی فرآیندهای صنعتی به عنوان مواد زائد ساخته می‌شوند. همین امر باعث می‌شود در چرخه تولید مواد صنعتی، پوزولان‌های تولید شده از نظر ویژگی‌هایی مانند رنگ، کیفیت، درجه‌بندی و خواص عملکردی تا حدی با هم متفاوت باشند. از مهم‌ترین این نوع پوزولان‌ها می‌توان به خاکستر بادی که حاصل فرآیند نیروگاه‌های زغال‌سنگ است و دوده سیلیسی و سرباره که از برخی پالایشگاه‌های فولاد به دست می‌آید، اشاره نمود.

اما دسته دوم، پوزولان‌های هدفمند هستند. این دسته از پوزولان‌ها مانند VCAS و متاکائولن به طور هدفمند تولید می‌شوند. بنابراین از نظر کیفیت، رنگ و سایر ویژگی‌ها قابل کنترلند؛ به طوری که حتی ممکن است درجات مختلفی از کیفیت را بتوان تولید نمود و در دسترس قرار داد.

ترکیب پوزولان‌ها

در ادامه مقاله « تاثیر پوزولان در بتن » بهتر است به این مطلب اشاره شود که پوزولان‌ها معمولاً به صورت جداگانه در مخلوط بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما گاهی برای افزایش میزان خصوصیات مخلوط بتنی از ترکیب دو یا چند پوزولان مختلف استفاده می‌شود تا به این ترتیب از ویژگی‌هایی که هر پوزولان ارائه می‌دهد، بهتر استفاده شود؛ برای مثال یکی از نمونه‌های معمولی، ترکیب پوزولان‌های خاکستر بادی و پودر میکروسیلیس است. در این ترکیب، خاکستر بادی باعث افزایش مقدار کارایی ذرات شده و دوده سیلیسی باعث افزایش مقاومت اولیه و مقاومت نهایی بتن می‌گردد.

مقدار مصرف پوزولان در طرح اختلاط بتن

استفاده از پوزولان‌ها در مخلوط‌های بتنی نیز دارای محدودیت است و باید طبق استانداردهای ساخت بتن مورد نظر تهیه شود. در جدول ذیل شما می‌توانید محدوده مقدار مصرف انواع پوزولان و تأثیر هر یک از انواع پوزولان در بتن را مشاهده کنید. البته توجه داشته باشید مقدار مصرف هر پورولان به نوع بتن و کاربرد آن وابسته است.

این مواد بر اساس فرآیند تولید، اندازه ذرات تشکیل‌دهنده و ترکیب شیمیایی به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که هر یک بر فرآیند تولید بتن و عمل‌آوری تأثیر متفاوتی خواهند داشت. از اینکه تا انتهای این مطلب ما را همراهی کردید، سپاسگزاریم. امیدواریم اطلاعات کاملی پیرامون تاثیر پوزولان در بتن و انواع و ویژگی‌های آن به دست آورده باشید.

شرکت دژ شیمی سازه با تولید انواع افزودنی های مواد با کیفیت بالا در سطح بین الملل رسالت خود می داند که محصولات خود را با کیفیت بالا در اختیار همراهان گرامی قرار دهد.

ما را در اینستاگرام دنبال کنید .