سیمان پوزولانی یا Portland Pozzolana cement (ppc) از انواع سیمان‌های آمیخته‌هستند و از مخلوط کامل و یکنواخت نوع پرتلند و پوزولان بدست می آیند. مواد پوزولانی موادی هستند که وقتی با آهک مخلوط می شوند (هیدروکسید کلسیم، Ca(OH)2)، ترکیبی را تشکیل می دهند که خاصیت سیمانی دارد، به این معنی که می تواند مواد دیگر را به هم متصل کند.
مطالعه بیشتر در مورد سیمان: ویکی پدیا
پوزولان چیست؟
پوزولان ها مواد سیلیسی یا سیلیسی آلومینی هستند که به تنهایی خاصیت چسبندگی‌نداشته یا چسبندگی کمی دارند. اما با قرارگیری در معرض رطوبت به صورت ذرات ریز و پودر‌شده، در دمای معمولی با هیدروکسید کلسیم واکنش شیمیایی‌داده و ترکیباتی با خواص سیمانی شدن تشکیل می‌دهند.
پوزولان‌ها یک ماده محبوب هستند که بیشتر در صنعت ساختمان کاربرد دارند. مواد پوزولانی در دو دسته طبیعی و مصنوعی شامل خاکستر آتشفشانی، خاکستر بادی (Fly ash)، پوسته برنج و غیره هستند که در ادامه آن‌ها را بررسی خواهیم کرد.
به عبارتی این مواد باعث کاهش مصرف سیمان پرتلند معمولی‌شده و در نتیجه میزان کربن دی اکسید آزاد شده به علت تولید این متریال در جو را کاهش می‌دهد.
تاریخچه پوزولان
واژه پوزولان از نام شهر پوزولی در نزدیکی ناپل ایتالیا گرفته‌شده‌است که حدود 2000 سال پیش برای اولین بار در آن مکان پوزولان پیدا شد. البته هنوز هم بسترهای زیادی از این مواد در آن منطقه وجود دارد.
از طرفی رومیان دوران باستان، با ترکیب آهک و خاکی که دارای پوزولان طبیعی یعنی خاکستر آتشفشانی است، نوعی چسب تولید می‌کردند که در اتصال اجزای مختلف سازه به کار گرفته‌می‌شد. در زمان‌های گذشته نیز برای افزایش خواص آهک و بتن از پوزولان استفاده می‌شد.
به طور کلی پوزولان‌ها از گذشته به عنوان مواد مکمل سیمان باعث صرفه جویی در سوخت برای تولید سیمان و همینطور کاهش آلودگی محیط زیست می‌شدند، از طرفی در خواص بتن تاثیر گذار بوده و سبب افزایش دوام آن در معرض خوردگی می‌شوند.
این مواد در سال 1910 در آمریکا رواج پیدا کرده و سپس در کشورهای چین، مکزیک، هند و ژاپن مورد استفاده قرار گرفته‌است. در ایران نیز پوزولان طبیعی در سال 1320 کشف شده‌‌است.
ترکیب اصلی سیمان پوزولانی
سیمان پوزولانی از اختلاط مواد پوزولانی مانند خاکستر آتشفشانی، پوکه، یا دوده سیلیس با کلینکر سیمان پرتلند، که جزء اصلی سیمان پرتلند معمولی است، ساخته‌می‌شود. ماده پوزولانی با آهک موجود در کلینکر سیمان پرتلند واکنش‌داده و ترکیبی به نام هیدرات سیلیکات کلسیم (CSH) تشکیل می دهد که چسب اصلی در سیمان پوزولانی است. ترکیب CSH مسئول استحکام و دوام سیمان است.
مزایای استفاده از سیمان پوزولانی
سیمان پوزولانی نسبت به سیمان پرتلند معمولی چندین مزیت دارد. گرمای هیدراتاسیون کمتری دارد، به این معنی که در طول فرآیند پخت، گرمای کمتری تولید می‌کند که می‌تواند به جلوگیری از ترک‌خوردن و سایر مشکلات مربوط به استرس حرارتی کمک کند. همچنین مقاومت آن در برابر حمله سولفات و خوردگی اسیدی بهبود‌یافته‌است و می توان از آن در طیف وسیع تری از کاربردها از جمله محیط های دریایی و بتن با کارایی بالا استفاده کرد. بعلاوه سایر مزایای استفاده از این نوع سیمان عبارتند از:
- افزایش مقاومت بتن
- مقرون به صرفه و اقتصادی
- بدلیل وجود میکروسیلیس در منافذ موئینه نفوذ می کنند و یک بتن متراکم نفوذناپذیر
- مقاوم در برابر یخ زدگی و سرما
- سیمان دارای پوزولان سرعت تولید حرارت ناشی از هیدراتاسیون را در سیمان کاهش می دهد.
- احتمال ترک خوردگی سطح بتن به دلیل خصوصیات ممتاز فیزیکی و شیمیایی سیمان وجود ندارد.
- در صورت استفاده از سیمان پرتلند پوزولانی در بتن ریزی، حجم بتن ریزی به میزان قابل توجه کاهش می یابد.
- مصرف پوزولانی تا حد زیادی استفاده از سیمان در بتن را کاهش می دهد.
- استفاده از پوزولان به مقدار چشمگیری منجر به کاهش هزینه های تولید سیمان می شود.
- سیمان پوزولانی مصالح ساختمانی و میلگرد های موجود در بتن را در برابر مواد خورنده محافظت می نماید.
- این سیمان مقاومت بالایی در برابر فاضلاب و مواد شیمیایی دارد.
کاربرد های سیمان پوزولانی
سیمان پوزولانی معمولا در انواع پروژه های ساختمانی از جمله پل ها، ساختمان ها، جاده ها و تصفیه خانه ها استفاده می شود. همچنین در تولید بتن با کارایی بالا که در سازه هایی که نیاز به استحکام و دوام بالایی دارند مانند ساختمان های بلند، نیروگاه های هسته ای و باند هواپیما استفاده می شود.
کاربرد های اصلی این نوع سیمان عبارتند از :
- تهیه بتن معمولی
- پروژه های سد سازی
- ساخت اسکله و بنادر
- بتن ریزی حجیم
کلام آخر در مورد معرفی سیمان پوزولانی
به طور کلی، سیمان پوزولانی یک مصالح ساختمانی همه کاره و بسیار بادوام است که می تواند در طیف وسیعی از کاربردها استفاده شود و مزایای متعددی نسبت به سیمان پرتلند معمولی دارد.