پوزولان به عنوان ماده ی جایگزین سیمان

پوزولان ها مواد سیلیسی و آلومینی هستند كه در مجاورت آب در حرارت معمولی با آهك تركیب شده و تشكیل مواد پایدار و نامحلول (ژل) داده و خاصیت سیمانی شدن دارند اقدام جهت شناسایی خاصیت پوزولان ها در بتن و ملات سال هاست كه به طور وسیعی در كشورهای مختلف آمریكایی، اروپایی و ایران صورت گرفته است به نحوی كه به كارگیری این مواد به عنوان ماده جایگزین سیمن در بتن

پوزولان به عنوان ماده ی جایگزین سیمان

چكیده: 

پوزولان ها مواد سیلیسی و آلومینی هستند كه در مجاورت آب در حرارت معمولی با آهك تركیب شده و تشكیل مواد پایدار و نامحلول (ژل) داده و خاصیت سیمانی شدن دارند. اقدام جهت شناسایی خاصیت پوزولان ها در بتن و ملات سال هاست كه به طور وسیعی در كشورهای مختلف آمریكایی، اروپایی و ایران صورت گرفته است به نحوی كه به كارگیری این مواد به عنوان ماده جایگزین سیمن در بتن در آیین نامه ها آورده شده است. در این نوشتار به معرفی پوزولان ها از دیدگاه ASTM، حدود تركیبات شیمیایی و طبقه بندی آن ها پرداخته شده است. همچنین معرفی مواد اصلی، چگونگی پیدایش و نیز بررسی مزایای استفاده از پوزولان ها صورت گرفته است.

از جمله مزایای استفاده از پوزولانها، داشتن خصوصیات سیمانی و در نتیجه صرفه ی اقتصادی، بالابردن مقاومت در برابر حمله اسیدها و قلیایی سنگدانه ها و جلوگیری از ترك خوردن سطحی گسترده بتن، كاهش بتن ذیری، خاصیتی كه در ارتباط با آب بند بودن سازه های نگهدارنده آب و همچنین در ارتباط با حملات شیمیایی مورد توجه می باشد. بررسی مكانیزم حمله سولفات ها و تاثیر پوزولان ها بر افزایش مقاومت بتن در برابر حمله سولفات ها، از طریق كاهش میزان C3A در سیمان كه منجر به بالا بردن دوام بتن مورد تهاجم آب دریا می شود، صورت می گیرد.

مواد مكمل سیمان سازی

مقدمه

خاكستر پرندگان، تفاله های خرد شده كوره های بلند روی زمین، دود سیلیكا و پوزولان های طبیعی مانند متاكالین، سنگ رسی و خاك رسی سوزانده موادی هستند كه – زمانی كه با سیمان پُرتلند یا سیمان مخلوط استفاده می شدند – از طریق این مواد به عنوان مواد مكمل سیمان سازی (SCM'S) یا مواد مكمل سیمان سازی برای بهبود ویژگی های خاص مانند سیمان مانند كاهش فعل و انفعال زیان آور تراكم قلیایی استفاده می شوند.

از قدیم، خاكستر پرندگان، تفاله، دود سیلیكا و پوزولان  های طبیعی مانند خاك رس و سنگ رسی سوزانده در بتون استفاده می شدند. امروزه، به خاطر دسترسی ساده به این مواد، تولیدكنندگان بتون می توانند دو یا چند تا از این مواد را برای بهینه سازی ویژگی های بتون به كار برند. تركیبات با استفاده از این سه مواد سیمان سازی – كه تركیبات سه تایی نامیده می شوند متداول تر می شوند.

زغالسنگ، روباره كوره بلند، خاكستر سبوس برنج یا دوده سیلیس. به همین منظور كارهای كمی در خصوص تولید، بهینه سازی و مهندسی كردن مصالح پوزولانی كه به طور خاص در طرح های اختلاط سیمان های پرتلند استفاده می شوند، انجام شده است. متاكائولین یك پیشرو در میان نسل جدید چنین مصالحی می باشد.

استفاده از دوده سیلیس و دیگر افزودنی های شیمیایی برای بتن هایی با مقاومت های طراحی بیش از MP50 و یا مواردی كه شرایط بهره برداری، شرایط جوی و یا ملاحظات هزینه های طول عمر سازه، استفاده از بتن های توانمند (HPC) را دیكته می كند، متداول می باشد.

تولید HRM به عنوان جایگزینی برای دوده سیلیس می باشد. معادل بودن در افزایش مقاومت و خصوصیات مربوط به دوام به اضافه چند ویژگی و مشخصه دیگر HRM شامل رنگ و كارپذیری، به طور مؤثرتری مرزبندی های طراحی مصالح HPC را توسعه داده و وسیع كرده است. مزایایی كه از نظر خواص مهندسی در صورت استفاده از HRM حاصل می شود با عوارض جانبی اندكی همراه است. در صورتی كه متاكائولین به طور مناسب تنظیم شود، بافت مخلوط بتن تازه، كارپذیری و قابلیت پرداخت در صورت جایگزینی HRM با 15- 5 % سیمان بهبود می یابد. ضمناً متاكائولین سفید رنگ است و محصولات سیمانی و بتنی سفید یا خاكستری را تیره نخواهد كرد.

متاكائولین یك سیلیكات آلومینیم آمورف سفید رنگ می باشد كه دارای خواص پوزولانی می باشد و براساس استاندارد ASTM C 618 در رده پوزولان های كلاس (N پوزولان  های طبیعی خام یا كلسینه شده) قرار می گیرد. پیشوند متا (meta) در ادبیات برای نشان دادن "تغییر" به كار می رود. از لحاظ علمی این پیشوند به این منظور استفاده شده است تا عبارت "كمترین میزان هیدراته شده از یك گونه یا سری" را نشان دهد.

متاكالئولین به طور كامل قابل جایگزینی با پوزولان  توانمند (نظیر دوده سیلیس/ میكروسیلیس) است. درباره مقاومت فشاری، كاهش درصد افزودن متاكائولین برای ایجاد كارایی معادل با پوزولان  های قبلی ممكن خواهد بود. در ضمن امكان كاهش درصد فوق روانساز مورد نیاز برای طرح اختلاط حاوی متاكائولین در مقایسه با طرح اختلاط حاوی دوده سیلیس وجود دارد.

متاكائولن نیز همانند پوزولان  های دیگر با هیدروكسید كلیسم ایجاد شده بر اثر هیدراته شدن سیمان واكنش داده و سیلیكات كلسیم هیدراته (C-S-H) تولید می كند SiO2 و Al2O3 بیشترین مواد شیمیایی تشكیل دهنده متاكائولن هستند. همان طور كه در نمودار 2 مشخص شده در هرم پوزولان ها متاكائولن در ناحیه میانی هرم قرار می گیرند.

سیمان های آمیخته پوزولانی بنا به ضرورت هایی از جمله مصرف انرژی كمتر، حفظ محیط زیست و كاهش قیمت سیمان در دنیا تولید شدند سیمان های آمیخته ای سرباره ای نیز به همین دلیل سال هاست كه به بازار عرضه شده اند. كاهش در مصرف انرژی برای تولید كلینگر سیمان و كاهش تولید گازهای آلاینده ای كه از سوختن مواد سوختنی حاصل می شود را از دلایل تولید و مصرف سیمان های آمیخته است و می توان با مصرف پوزولان های طبیعی یا مصنوعی از مصرف سوخت زیاد و تولید مواد آلاینده و گازهای نامطلوب جلوگیری كرد.

سیمان پورتلند پوزولانی

سیمان پرتلند پوزولانی حاوی حداكثر 15% پوزولان  طبیعی مرغوب از دامنه كوه سبلان می باشند كه از خواص ویژه كاربردی به شرح ذیل برخوردار است:

1-مقاومت در مقابل مواد شیمیایی و فاضلاب

2-مقاومت نهایی بالاتر

3-قابلیت نفوذ و كارپذیری بهتر برای ویبره شدن

4-حفاظت مصالح و آرماتور درون بتون در مقابل نفوذ مواد خورنده

5-خارج كردن املاح قلیایی از بتن 

6-انبساط كمتر و قابل استفاده در بتن ریزی های حجیم

7-حرارت هیدراتاسیون كمتر در بتن ریزی های حجیم

8-بتن تشكیل شده از سیمان پوزولانی به علت نفوذ پذیری بهتر پوزولان و روانی آن دچار ترك خوردگی نمی شود.

9-جلوگیری از واكنش قلیائی – سیلیكا در سنگدانه های بتن مخصوصاً در سد سازی (سرطان بتن)

10-حفظ منابع طبیعی به علت كاهش مصرف در سوخت و مواد اولیه سیمان 

11-كاهش آلودگی هوا به علت جایگزین شدن به جای كلینگر و كاهش مصرف سوخت های فسیلی

12-كاهش میزان سایش تجهیزات در آسیاب های سیمان

13-كاهش مصرف انرژی الكتریكی به علت كم سایش بودن در آسیاب های سیمان 

14-كاهش قیمت تمام شده در تولید سیمان

مصرف این سیمان در هوای گرم مخصوصاً معتدل و مرطوب بسیار مطلوب می باشد. در آب و هوای سرد به علت ویژگی هیدراسیون كمتر باید بتن تازه در مقابل یخ زدن محافظت می شود. این سیمان به دلیل ویژگی فوق و همچنین ماهیت پوزولان می بایست مدت زمان بیشتری بعد از بتن ریزی نگهدای شود تا آماده بارگزاری گردد. با رعایت این موارد می توان نتیجه ایده آل تری از مصرف سیمان پرتلند پوزولانی به دست می آورد.

نوع فایل: word

سایز:4.25 MB 

تعداد صفحه: 36

برچسب ها : پوزولان به عنوان ماده ی جایگزین سیمان , پوزولان به عنوان ماده ی جایگزین سیمان , پوزولان , ماده ی جایگزین سیمان , سیمان , مواد سیلیسی , مواد آلومینی , مكمل سیمان سازی , خاكستر پرندگان , اختلاط سیمان , تولید HRM , متاكالئولین , سیمان پورتلند , تحقیق , جزوه , مقاله , پایان نامه , پروژه , دانلود تحقیق , دانلود جزوه , دانلود مقاله , دانلود پایان نامه , دانلود پروژه