سیمان پرتلند پوزولانی : تعریف، ویژگی ها و کاربردها - مجله پزشکی

بهبود خصوصیات شیمیایی و مکانیکی سیمان پرتلند معمولی، مهمترین هدفِ ساخت سیمان پوزولانی است. اما به معنای واقعی، این نوع سیمان چیست؟ و چه ویژگی هایی از آن باعث شده است که این چنین در پروژه های عمرانی به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد؟ با ویکی ساختمون همراه باشید.

سیمان پرتلند پوزولانی چیست؟

سیمان پرتلند پوزولانی (Portland Pozzolana Cement) یا به اختصار PPC با خرد کردن و ترکیب سیمان کلینکر پرتلند و پوزولان های مصنوعی (خاکستر آتشفشانی، دوده سیلیس و مواد دیگر) با افزودن گچ یا سولفات کلسیم فراوری می گردد.

خاکستر آتشفشانی ماده ای بسیار ریز است که از بقایای الکتروشیمیایی یا مکانیکی از گازهای خروجی نیروگاه حرارتی ذغال سنگ ایجاد می گردد.

به طورکلی، 15-25٪ خاکستر آتشفشانی و در کنار 65-75٪ سیمان کلینکر پرتلند و 3 تا 6٪ گچ برای ساخت بهترین سیمان PPC مورد استفاده قرار می گیرد.

سیمان پوزولانی به صورت زیست محیطی و از ضایعات بازیافت مواد ساخته می گردد. بنابراین، این سیمان تا حد زیادی به عنوان ماده ای کارآمد از نظر پسماند طبیعی در ساخت مصالح ساختمانیِ باکیفیت مورد استفاده قرار می گیرد.

مهمترین خصیصه سیمان پوزولانی، مقاومت شیمیایی نسبتاً بالای آن است. به همین دلیل برای محیط ها با خطر حمله سولفات و کلر استفاده از این سیمان توصیه می گردد. ناگفته نماند، در طرح اختلاط سیمان پوزولانی، نسبت آب به سیمان نباید به اندازه ای باشد که باعث افزایش کارایی بتن گردد.

مشخصات کلی

• زمان گیرش اولیه= 30 دقیقه (حداقل)
• زمان گیرش نهایی= 600 دقیقه (حداکثر)
• مقاومت فشاری در 3 روز= 13MPa (حداقل)
• مقاومت فشاری در 7 روز= 22 مگاپاسکال (حداقل)
• مقاومت فشاری در 28 روز= 33 مگاپاسکال (حداقل)
• جمع شدگی (انقباض) نباید بیشتر از 0.15٪ باشد.
• عیار سیمان نباید از 300 متر مربع در کیلوگرم باشد.

ویژگی های سیمان پرتلند پوزولانی

• سیمان پوزولانی از مقاومت بسیار بالایی در برابر حمله سولفات ها برخوردار است.
• پوزولان ها موادی هستند که بدون تغییر در خصوصیات سیمان به کاهش هزینه های عملیاتی یاری می نمایند.
• این سیمان از مقاومت اولیه بسیار پایینی برخوردار است، ولی در بلند مدت حتی نسبت به سیمان تیپ 1 و 2 مقاومت بالاتری را از خود نشان می دهد.
• سیمان پرتلند پوزولانی در فرآیند هیدراتاسیون، گرمای کمتری فراوری می نماید.
• باعث تخلیه هیدروکسید کلسیم آزاد شده هنگام تنظیم و هیدراتاسیون سیمان می گردد.
• شکل گرد خاکستر آتشفشانی به طور قابل توجهی به کارآیی بتن می افزاید. این امر باعث می گردد مقدار ماسه کمتری نسبت به مخلوط های بتن معمولی استفاده گردد. با کاهش نسبت ماسه، کلیه جنبه های عملکرد بتن افزایش می یابد.
• به دلیل شکل ذرات مواد پوزولانی، جهت دستیابی به بتن قوی به آب کمتری احتیاج است. مخلوط های بتونی ساخته شده از PPC به طور معمول آب مورد احتیاج را تا میزان 5٪ تا 10٪ بیش از بتن های ساخته شده از سیمان پرتلند معمولی (OPC) کاهش می دهند.
• مخلوط کردن مواد پوزولانی با کلینکر و گچ، پتانسیل پوزولانی خاکستر را به حداکثر می رساند که منجر به عملکرد بهتر بتن می گردد.
• نتایج آنالیز ها حاکی از آن است که عملکرد بتن با استفاده از مواد پوزولانی بهتر از بتن با سیمان معمولی است، خصوصاً با توجه به شاخص دوام، عملکرد پوزولان ها که منجر به متراکم شدن بتن می شوند.
• سیمان پرتلند معمولی از پایه کلسیم بالایی برخوردار است که بر میکروکلسیم بتن و ملات تأثیر می گذارد. پیوند رابط بین خمیر سیمان و مصالح با ساختار منافذ بهتر و ترک های میکرو با استفاده از همین پوزولان ها به حداقل می رسد.
• وزن مخصوص PPC بسیار پایین تر از OPC است، در نتیجه به کاهش وزن سازه یاری می نماید.
• مخلوط کردن مواد پوزولانی با کلینکر و گچ، ترکیبی کاملاً همگن با سطح بالای تماس بین ذرات بین سیمان و دانه های پوزولانی را ایجاد می نمایند.
• آسیاب نمودن اولیه مواد پوزولانی، باعث نرم تر شدن آنها می گردد. این ویژگی سطوح واکنش اضافی را برای هیدراتاسیون فراهم می نماید و توزیع کلی ذرات سیمان حاصل را بهبود می بخشد.
• مقادیر نفوذپذیری آب به دلیل پالایش منافذ برای بتن ساخته شده با سیمان پرتلند پوزولانی کمتر است، بنابراین توزیع اندازه ذرات در بتن به شکلی مطلوب انجام می گیرد.
• علاوه بر این، پوزولان ها می توانند محتوای آلومینات کلسیم را در مواد سیمانی کاهش دهند و منجر به افزایش مقاومت بتن نسبت به سولفات ها شوند.
• یک کیسه 50 کیلوگرمی از سیمان پرتلند پوزولانی، حجم بیشتری از ملات را نسبت به سیمان پرتلند معمولی فراهم می نماید، زیرا مواد پوزولانی دارای چگالی کمتری هستند.

کاربردهای سیمان پوزولانی

این نوع سیمان به دلیل داشتن گرمای هیدراتاسیون کمتر نسبت به سیمان نوع 1 و 2 برای مصارف عمومی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین کاربردهای بسیار دیگری همانند موارد نیز دارد:

• سازه های دریایی
• سازه های نزدیک به ساحل همانند اسکله های پل
• ساخت سد
• سازه های هیدرولیکی
• کارهای بتن ریزی گسترده و حجیم
• در شرایط بتن ریزی سخت
• در کارهای تزئینی و هنری به دلیل ایجاد سطح و نمای بهتر
• ملات سنگ تراشی و گچ کاری
• در شرایط آب و هوایی گرم
• در ساخت لوله های فاضلاب از پیش ساخته شده
• موقعیت هایی که در معرض شدید سولفات ها هستند.
• هر نوع کاربرد دیگری که در آن از سیمان پرتلند معمولی استفاده می گردد.

اهمیت استفاده از سیمان پرتلند پوزولانی چیست؟

امروزه به دلیل تغییر در شیوه های ساخت، برخورداری از متریال های جدید که از هر لحاظ به بهینه شدن موقعیت پروژه های عمرانی یاری کند، اجتناب ناپذیر شده است. به دلیل آنکه نقش سیمان و بتن در بسیاری از صنایع انکارناپذیر است، پس تغییر در خصوصیات شیمیایی و مکانیکی این مواد، لازمه توسعه و پیشرفت روزافزون صنعت در آینده می باشد.