تأثیر پوزولان بر بتن

تأثیر پوزولان بر بتن به گونه ای است که شاهد تغییراتی در بتن شامل کاهش نفوذپذیری، افزایش مقاومت، پیشگیری از انقباض و بهبود پایداری هستیم.

پوزولان ها، یکی از اصلی ترین افزودنی های بتن و سیمان هستند. این ماده می تواند تغییر قابل توجهی در خواص بتن ایجاد کند. استفاده از این محصول در بتن با مزایای ارزشمندی همراه است که در ادامه به آنها اشاره می کنیم.

پوزولان چیست و چه کاربردی دارد؟

این ماده، نوعی ترکیب معدنی یا آلی می باشد که در زمان مخلوط شدن با آب و کلسیم هیدروکسید در بتن یا ملات، سبب شکل گیری واکنش شیمیایی می شود. این واکنش شیمیایی سبب ایجاد مواد نرم و پایداری در بتن می شود.

پوزولان در اغلب مواقع با هدف کاهش مصرف سیمان و افزایش مقاومت بتن در فضاهای مستعد خوردگی مورد استفاده قرار می گیرد. بررسی ها گواه این است که استفاده از پوزولان سبب کاهش تولید گازهای گلخانه ای و کاهش مصرف انرژی در زمان ساخت بتن می شود.

واکنش و تأثیر پوزولان بر بتن

هیدروکسید کلسیم یا آهک با فرمول خاص تا یک چهارم سیمان پرتلند هیدراته شده را درست می کنند. این ماده نمی تواند اثر مستقیمی بر مقاومت یا دوام بتن داشته باشد. ولی هنگامی که پوزولان ها به ترکیب افزوده شوند، در ادغام با آهک در حین واکنش پوزولانی موجب تشکیل هیدرات سیلیکات کلسیم می شود.

این ماده، فاکتور چسبندگی بتن می باشد. لذا با مصرف میزان اندکی آهک در سیمان در کنار پوزولان می توان به چندین نتیجه حائزاهمیت مانند افزایش مقاومت بتن، افزایش تراکم، کاهش مقدار سیمان و به حداقل رساندن میزان تمایل سیمان به واکنش قلیایی – سیلیس دست پیدا کرد.

انواع پوزولان

تأثیر پوزولان بر بتن بسیار چشمگیر است. اصل واژه پوزولان به صورت pozzolana  است که برگرفته از نام منطقه ای در ایتالیا می باشد. این ماده حاصل سنگ های آذرین آتشفشانی است که نزدیک به بیست قرن پیش، ابداع گردید. انواع پوزولان ها شامل موارد زیر است:

پوزولان های طبیعی

این دسته از پوزولان ها از منابع طبیعی درست می شوند. متریالی مثل خاک های سیمانی، خاک رس و زمین دیاتومه و … که طی پروسه های طبیعی مثل فعالیت های آتشفشانی یا فرسایش سنگ بدست می آیند، برای تولید این پوزولان به کار می رود. پوزولان های طبیعی در سه نوع شامل پوزولان های آتشفشانی، پوزولان های رسوبی و پوزولان های آلی یا زیستی وجود دارند.

پوزولان های آتشفشانی، پوزولان هایی هستند که حاصل فعالیت های آتش فشانی می باشند. تأثیر پوزولان بر بتن در هر یک از انواع بتن تقریباً مشابه است. پوزولان های رسوبی، حاصل تجزیه و فرسایش سنگ های قدیمی هستند.

این نوع پوزولان بسیار نرم است و از پوزولان آتش فشانی ضعیف تر است. پوزولان های آلی یا زیستی، متریالی هستند که برگرفته از منابع آبی مثل چوب، سویا و زائدات کشاورزی می باشد. میزان مقاومت هر یک از انواع پوزولان ها در مقابل فشار، حرارت و برودت و … متفاوت می باشد. مقاومتی که پوزولان های آتشفشانی در برابر فشار و حرارت دارند، بسیار چشمگیر می باشد.

پوزولان های مصنوعی ( بررسی تأثیر پوزولان بر بتن )

از جمله این پوزولان ها می توان به شیشه، سیمان، فولاد و … اشاره نمود. این پوزولان ها به صورت طبیعی در طبیعت وجود ندارند. در واقع باید فعل و انفعالاتی در پوزولان های طبیعی رخ دهد که پوزولان های مصنوعی حاصل شوند.

این پوزولان ها دارای کاربردهای متنوعی مثل ساختمان سازی، مهندسی، صنعت، کشاورزی، حمل و نقل و … می باشند. از آنجاییکه این پوزولان ها طی پروسه های صنعتی و تولید انبوه ساخته می شوند، بسیار مقرون به صرفه و ارزان قیمت هستند. بنابراین برای کاربردهای موردنظر خود می توانید از این پوزولان های به صرفه استفاده کنید.

پوزولان به عنوان جایگزین سیمان

این مواد، جایگزین بسیار خوبی برای سیمان هستند و با هدف زیاد کردن میزان خمیر سیمان و کم کردن نسبت آب به سیمان به کار می روند. بنابراین می توان به جای اضافه کردن سیمان به بتن، از این ماده استفاده نمود.

پوزولان ها از خصوصیات سیمان برخوردار هستند. لذا با اضافه کردن آن به ترکیب بتن بدون کنار گذاشتن سیمان، تحولاتی در طرح اختلاط بتن ایجاد می شود و به همین علت، میزان مشخصی از این ماده جایگزین میزان معینی از سیمان می گردد. بنابراین پوزولان را می توان جایگزین مناسبی برای سیمان در مواقعی دانست.

بررسی تأثیر پوزولان بر بتن

دستاوردهای استفاده از پوزولان ها در بتن بسیار مهم می باشد. از جمله مزایای استفاده از این مواد در بتن می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• مقاومت بتن در مقابل محیط های تهاجمی و شیمیایی به شدت افزایش پیدا می کند.
• کاهش و کنترل واکنش قلیایی – سیلیسی در بتن، نتیجه بسیار مهمی است.
• مقاومت فشاری نهایی به صورت چشمگیری افزایش پیدا می کند.
• دوام و میزان انعطاف پذیری بتن بسیار افزایش پیدا می کند.
• سازه هایی که با این بتن احداث می شوند، طول عمر بسیار خوبی دارند.
• نیاز به مراقبت های عمل آوری بتن به صورت چشمگیری کاهش پیدا می کند.

معایب بکارگیری پوزولان ها در بتن

با تأثیر پوزولان بر بتن آشنا شدیم و متوجه شدیم که استفاده از پوزولان ها در بتن با مزایای زیادی همراه است. اما باید معایب و ایراداتی که ممکن است در اثر استفاده از پوزولان ها در بتن ایجاد شوند را درنظر گرفت.

معایب مصرف پوزولان‌ها در بتن شامل کاهش مقاومت اولیه بتن، به حداکثر رسیدن زمان تولید بتن، احتمال بیشتر خوردگی آرماتور فولاد کربنی و کاهش مقاومت بتن در مقابل کربناته شدن می باشند. لذا باید معایب کار را درنظر گرفت و سپس از این مواد استفاده نمود.

میزان مصرف پوزولان ها در طرح اختلاط بتن

تأثیر پوزولان بر بتن بسیار چشمگیر است. اما باید توجه داشت که استفاده از پوزولان ها در ترکیب های بتنی با محدودیت هایی همراه است و بایستی بر اساس استانداردهای تولید بتن ساخته شود.

میزان مصرف هر پوزولان با توجه به نوع بتن و کاربرد آن فرق می کند. پوزولان ها با توجه به پروسه تولید، میزان ذرات تشکیل دهنده و ترکیبات شیمیایی به چندین نوع طبقه بندی می شوند که هر یک بر پروسه تولید بتن و عمل آوری آن، اثر مختلفی می گذارند.