جایگزین سیمان در بتن باید با وسواس زیادی انتخاب شود تا بتواند خواص سیمان را ارائه دهد و از کیفیت بتن نکاهد.
بتن، یکی از پرکاربردترین انواع مصالح ساختمانی است که با استفاده از ترکیب خاصی تولید می شود. کیفیت هر سازه ای به شدت به بتن مورداستفاده در آن بستگی دارد. بتن های جدید در چندین نوع شامل بتن پیش تنیده، بتن معمولی، بتن خود متراکم، بتن سبک و … تولید می شوند.
بتن سنتی چه ویژگی هایی دارد؟
جایگزین سیمان در بتن می تواند به خواص بتن، هیچ خللی وارد نکند. با ترکیب سیمان، سنگریزه، سنگدانه و افزودنی های شیمیایی و معدنی با کمی آب، بتن تولید می شود. این ماده می تواند دقیقاً مطابق با شکل قالب در بیاید و بعد آن سفت می شود و فرم مشخصی را به خود می گیرد.
وزن بالای بتن به دلیل وجود سنگدانه ها و تراکم آنها می باشد. سنگدانه ها، سه چهارم وزن بتن را تشکیل می دهند. بتن سنتی، بسیاری از خواص بتن جدید را ندارد اما هنوز هم مورد توجه صنعت ساخت و ساز می باشد.
مواد تشکیل دهنده بتن سنتی و جدید چیست؟
سیمان: پودر سیمان، یکی از اصلی ترین مواد برای تولید بتن است.
آب: آب، هیچ جایگزینی ندارد و برای تولید بتن مورد نیاز می باشد. میزان آبی که هر تولیدکننده ای برای تولید بتن استفاده می کند، اندکی فرق می کند. کم یا زیاد بودن میزان آب، تغییراتی را در بتن ایجاد می کند. بهتر است از آب به اندازه استفاده شود.
سنگدانه: سنگدانه ها، خرده سنگ هایی می باشند که حجم اغلب بتن را تشکیل می دهند. برای تولید بتن حتماً باید از سنگدانه های باکیفیت و مستحکم استفاده نمود.
این مواد در هر نوع بتنی وجود دارند. اما بتن سنتی صرفاً با این سه ماده تولید می شود. دیگر بتن ها دارای مواد دیگری هستند. به طور مثال بتن پیش تنیده دارای فولاد پیش تنیده است. افزودنی هایی که به هر یک از بتن ها اضافه می شود، متفاوت می باشد.
جهت کسب اطلاعات بیشتر کلیک کنید
معایب استفاده از بتن های سیمانی چیست؟
پیشرفت صنایع سبب ترک سنت ها و یافتن جایگزین ایده آل تر شده است. جایگزین سیمان در بتن می تواند برخی از ضعف های بتن را پوشش دهد. تولید سیمان با مصرف بالای منابع طبیعی زیاد به محیط زیست همراه می باشد و پس از آن، فولاد و آلومینیوم مصرف انرژی بسیار زیادی دارند.
متخصصان با تغییر در ترکیب بتن و کاهش و افزایش مواد موجود در آن به دنبال آن هستند که کیفیت و مقاومت بتن را افزایش دهند. با توجه به نواقص موجود در سیمان پرتلند، از ابزارهای جدیدی مانند اسپیسرهای پلاستیکی استفاده می شود. اسپیسرها می توانند در افزایش مقاومت بتن اثر داشته باشند.
بررسی جایگزین سیمان در بتن و تولید بتن بدون سیمان
متخصصان بر این باورند که می توان به جای سیمان در بتن از مواد دیگری استفاده نمود تا تغییرات مطلوبی را در بتن ایجاد نمود. متخصصان با مطالعات و بررسی های صورت گرفته توانستند سیمانی از جنس خاکستر ذغال سنگ که قبلاً از ضایعات کارخانه تولید برق به حساب می آمد را به عنوان سیمان ژئوپلیمری به بازار ارائه کنند و به تولید بتن بدون سیمان اقدام کنند.
این سیمان سبزرنگ، مناسب لوله های فشاری و تونل های آبرسان می باشد و به ویژه در سازه های دریایی به سبب آنکه نمک بر آن اثر زیان بار نداشت، به کار می رود. این سیمان به واقع جایگزین خوبی برای سیمان معمولی موجود در بتن می باشد.
ساختار ژئوپلیمر
جایگزین سیمان در بتن، سیمان ژئوپلیمر می باشد که ترکیبی از متریال ژئولوژی طبیعی سیلیکات و آلومینا می باشد و به همین دلیل ژئوپلیمر نام دارد. این سیمان به گونه ای تولید می شود که نخست حلال قلیایی هیدروکسید سدیم و هیدروکسید پتاسیم را به صورت مستقل از هم تولید می کنند.
پس از آن، مایع سیلیکات سدیم را به آن می افزایند. این حلال با پودر خاکستر ذغال سنگ به مانند ترکیب آب با سیمان مخلوط می شود. اتم های سیلسیوم و آلومینیوم با همدیگر واکنش می دهند و مولکول هایی را بوجود می آورند که از نظر شیمیایی و ساختاری مانند مواد چسبنده در سنگ است.
مزایای استفاده از جایگزین سیمان در بتن
جایگزین کردن این سیمان نسبت به سیمان معمولی، با مزایای بسیار زیادی همراه است. زیرا امتیازات این سیمان، نسبت به سیمان معمولی یا سیمان پرتلند بسیار بیشتر می باشد. برخی از امتیازاتی از این سیمان که بایستی موردتوجه آن قرار بگیرد، گزینه های زیر می باشند:
- این سیمان با یک فناوری ساده تولید می شود و تولید آن با هیچ پیچیدگی همراه نمی باشد.
- مقاومت کششی و فشاری آن بسیار بالا می باشد.
- این سیمان به سرعت سخت می شود.
- میزان تخلخل و نفوذپذیری آن بسیار کم می باشد.
- این سیمان سبب صرفه جویی در انرژی می شود.
- این سیمان زیست سازگاری بیشتری نسبت به سیمان معمولی دارد.
- مقاومت خمشی این سیمان بسیار بالا است.
- مقاومت این سیمان در مقابل آتش سوزی و مواد شیمیایی بسیار بالا است.
بررسی ترکیب سازنده سیمان ژئو پلیمر
جایگزین سیمان در بتن از مواد زیر تشکیل شده است:
خاکستر بادی: این خاکستر، پودری ریز می باشد که از سوختن ذغال سنگ حاصل می شود.
سرباره کوره بلند دانه بندی شده: این مواد با خاموش نمودن سرباره مذاب آهن از کوره بلند در آب یا بخار حاصل می شود ترکیبی شیشه ای و دانه ای بوجود بیاید.
دود سیلیس: دوده سیلیس، پودر ریزی می باشد که جایگزین خوبی برای سیلیکون و آلیاژ فروسیلیکون می باشد. مواد اولیه ذغال سنگ شامل خرده چوب و کوارتز می باشند.
ریز سنگ آهک: این ماده پودری می باشد که از فرآوری سنگ آهک در معدن حاصل می شود. این ریزسنگ ها ممکن است در چندین نوع باشند.
خاکستر پوسته برنج: در مواد جایگزین سیمان در بتن از خاکستر پوسته برنج استفاده می شود. این خاکستر، مواد پوزولانی است که قادر به ترکیب با بتن با دوام می باشد.
خاکستر سوخت روغن پالم: خاکستر سوخت روغن پالم، در سوختن مواد زائد مثل پوسته هسته خرما، فیبر روغن تخل و پوسته روغن پالم حاصل می شود.
خاکستر باگاس نیشکر: این ماده از ضایعات کشاورزی می باشد که پس از بازیافت در این کاربرد استفاده می شود.
