آشنایی با خواص و ویژگی های سیمان پرتلند پوزولانی

در این بخش از خانه معماری، قصد داریم به معرفی خواص و ویژگی های سیمان پرتلند پوزولانی بپردازیم. ولی ابتدا باید بدانیم پوزولان چیست. پوزولان ماده ای است که به صورت طبیعی یا مصنوعی یافت می شود. این ماده حاوی سیلیس فعال یا سیلیس آلومینات است و به تنهایی خاصیت چسبندگی ندارد. تنها پودر آن در مجاورت رطوبت، در دمای معمولی و در نتیجه واکنش شیمیایی با هیدروکسید کلسیم، ترکیباتی را به وجود می آورد که خواص چسبندگی دارد. ماده پوزولانی حتماً باید به صورت پودر و آسیاب شده باشد تا بتواند در کنار آب و آهک، سیلیکات های کلسیم پایدار با خواص چسبندگی به وجود آورد. مواد پوزولانی طبیعی از خاکستر آتشفشانی غیربلورین به دست می آید. نوع مصنوعی آن از پودر سنگ، سنگ های رسی و چرتهای اوپالینی، خاک دیاتومه ای کلسینه شده، خاک رس پخته شده، خاکستر بادی ودوده سیلیسی تولید شده و بدست می آید.

سیمان پرتلند پوزولانی چیست؟

همان طور که گفته شد، پوزولان در دو نوع طبیعی و مصنوعی وجود دارد. نوع طبیعی آن در دو نوع خام یا تکلیس شده وجود دارد که معمولاً شامل خاکسترهای آتشفشانی غیر بلورین است. پوزولان مصنوعی یا صنعتی نیز معمولاً شامل دوده سیلیس، خاکستر بادی و خاکستر پوسته برنج می باشد. سیمان پرتلند پوزولانی معمولی یکی از مصالح ساختمانی است که متشکل از حداقل ۵ و حداکثر ۱۵ درصد پوزولان طبیعی و حداقل ۸۵ درصد کلینکر یا سیمان پرتلند می باشد.

این سیمان نرمی مشخصی دارد که در مجاورت آب خاصیت چسبندگی پیدا کرده و در صنعت ساختمان به کار گرفته می شود. نماد سیمان پرتلند پوزولانی ” پ پ ” می باشد. آئین نامه ASTM.C- 618-78 جهت ارزیابی درجه فعالیت واکنش زائی مواد پوزولانی با سیمان، سنجش ضریب فعالیت پوزولانی را توصیه می کند. لازم است بدانید، از تعیین مقاومت مخلوط ها با جایگزین کردن مقدار معینی از سیمان با مواد پوزولانی، این ضریب به دست می آید.

ویژگی ها و خواص سیمان پرتلند پوزولانی

از ویژگی های سیمان پرتلند پوزولانی می توان به: مقاومت بالا در برابر عوامل شیمیایی و حرارت زایی کمتر، کندگیر شونده و نسبتا ارزان، قابل استفاده در کارهای عمومی ساختمان و بتن ریزی حجیم اشاره کرد. این سیمان نیازی به هوا برای سخت شدن ندارد و نوعی سیمان آبی به حساب می آید.

طبق آیین نامه ASTM C595-79 ، سیمان پرتلند پوزولانی به عنوان نوع IP برای کاربردهای عمومی ساختمان های بتنی و نوع P را برای مصرف در مواردی که مقاومت اولیه زیاد مواد نیاز نباشد، توصیه می شود. در ساخت پایه های پل، سدها و شالوده های تکی می توان از این نوع سیمان استفاده کرد. خوب است بدانید، چگالی سیمان پرتلند در حدود 15.3 و چگالی سیمان های پرتلند پوزولانی در حدود 9.2 است. شاید می دانید که چگالی سیمان با روش ASTM . C188 تعیین می شود. این را هم بدانید که چگالی سیمان نشان دهنده کیفیت سیمان نیست و در محاسبات مربوط به تعیین نسبت اجزای مخلوط بتن کاربرد دارد.

امروزه در بسیاری از کارخانجات سیمان ایران، سیمان پرتلند پوزولانی معمولی با کیفیتی مطلوب و خواص مناسب، به صورت انبوه و با مشخصات برتر از شاخص های مطرح در استاندارد ملی ایران به شماره ۳۴۳۲ تولید می شود. این سیمان حاوی حداکثر ۱۵% پوزولان طبیعی است و دارای خواص ویژه و کاربردی متنوعی می باشد.

خواص ویژه

بتن ساخته شده با سیمان پوزولانی از دوام و پایایی بیشتری در برابر محیط های خورنده و آب های شور در مقایسه با سیمان های معمولی برخوردار است. میزان حرارت هیدراتاسیون این نوع سیمان در مقایسه با سیمان های معمولی پایین تر است و برای بتن ریزی های نسبتا حجیم گزینه ای مناسب خواهد بود. وجود پوزولان در سیمان در طول زمان منجر به جذب Ca(OH)2 آزاد شده از فازهای سیمان شده می شود و در نتیجه منجر به کاهش افزایش پوکی و تخلخل تدریجی بتن خواهد شد. زمانی که شن و ماسه مصرفی پتانسیل واکنش خطرناک قلیایی ـ سیلیکاتی را دارند، از تشکیل این واکنش خطرناک بین سنگدانه و قلیایی های سیمان تا حد زیادی جلوگیری می کند .

این نوع سیمان، ضد سولفات اصلاح شده هستند و آب بیشتری را در خود نگه می دارند. در نتیجه آب انداختگی کمتری از آن ها مشاهده می شود. این نوع سیمان برای اقلیم گرم و مرطوب بسیار مناسب است. حرارت هیدراتاسیون پایین و ماهیت پوزولان باعث می شود تا این نوع سیمان دیرگیر باشد. از این رو برای دستیابی به نتیجه ایده آل، بعد از بتن ریزی باید مدت زمان بیشتری مورد مراقبت قرار گیرد. به دلیل ویژگی هیدراتاسیون کمتر، در بتن ریزی در شرایط آب و هوای سرد، بتن تازه باید در برابر یخ زدن محافظت شود و قالب برداری باید دیرتر صورت گیرد. مدت نگهداری سیمان به علت دیرگیر بودن در مواقعی که برای ساخت قطعات پیش ساخته مانند موزاییک و بلوک استفاده می شود، باید طولانی تر باشد .عملیات بتن ریزی در دمای کمتر از شش درجه سانتیگراد باید با استفاده از مواد افزودنی مناسب انجام شود.

مقاومت سیمان پرتلند پوزولانی

روند توسعه مقاومت سیمان پرتلند پوزولانی بسته به درجه فعال بودن پوزولان و نسبت سیمان پرتلند در مخلوط متفاوت است. هیدراسیون در این سیمان به کندی صورت می گیرد و حرارت هیدراسیون کمتری دارد، از این رو گزینه ای مناسب برای بتن های حجیم می باشد. بتن حاوی سیمانی که بخشی از آن با مواد پوزولانی جایگزین شده است، مقاومت اولیه کمتری در مقایسه با بتن حاوی سیمان خالص است. از این رو باید عمل آوری شده و بسیار مورد مراقبت قرار گیرد. ولی به طور کلی، مقاومت نهایی آن معادل با مقاومت سیمان پرتلند خالص و در برخی موارد نیز بیشتر است.