مواد پوزولانی
واژه پوزولان از نام روستایی به نام پوزولیا در نزدیکی ناپل ایتالیا گرفته شده است. این دهکده در نزدیکی آتشفشان وِزو قرار دارد و از زمانهای کهن سنگ آتشفشانی آن به صورت آسیاب شده با مصالح بنایی مورد استفاده قرار میگرفته است.
مطابق تعریفی که استاندارد ASTM ز پوزولان میکند و در آییننامه بتن ایران نیز پذیرفته شده است:
پوزولانها عبارتند از مواد سیلیسی یا سیلیسی و آلومینیومی که خود به تنهائی ارزش چسبانندگی نداشته یا کم دارند، اما به شکل ذرات بسیار ریز در مجاورت رطوبت طی واکنش شیمیایی با هیدروکسید کلسیم در درجات حرارت معمولی ترکیبهایی با خاصیت سیمانی به وجود میآورند.
لازم است که ماده پوزولانی به شکل پودر شده باشد زیرا فقط در این صورت سیلیس میتواند در حضور آب با آهک حاصل از هیدراسیون سیمان، سیلیکاتهای کلسیم پایدار که دارای خاصیت چسبندگی میباشند تشکیل دهد.
در بررسی کلی پوزولانها باید متذکر شد که سیلیس آنها باید به صورت بیشکل ( آمورف) بوده و کریستالی نباشد زیرا قابلیت ایجاد واکنش سیلیس متبلور بسیار کم است. بعضی از مواد پوزولانی به علت خواص فیزیکی خود مسائلی به وجود میآورند مثلاً خاک دیاتمه به آب زیادی نیاز دارد و یا خاکستر پوسته برنج باعث میشود جمعشدگی بتن افزایش یابد.
بسیاری از خواص بتن با استفاده از مواد پوزولانی بهبود مییابد. افزایش مقاومت نهائی و نفوذناپذیری بتن سخت شده، کاهش واکنش قلیایی سنگدانه و جلوگیری از خرابی ناشی از وجود سولفاتها از خواص بسیار مهمی هستند که در اثر فعل و انفعالات شیمیایی پوزولانها با سیمان حاصل میشود.
تأثیر پوزولانها بر خواص بتن تازه به صورت یک اثر پایدار کننده ظاهر میشود بدان معنا که افزودن ذرات خیلی ریز به مخلوط بتن باعث کاهش تمایل مخلوط به آب انداختن میگردد. افزودن مواد پوزولانی به سیمان معمولی چسبندگی مخلوط را افزایش میدهد و در نتیجه جدایی مخلوط به مقدار زیادی کاهش مییابد.
بررسیها نشان داده است که مخلوطهای سیمان پرتلند و پوزولانی طبیعی نسبت به بتنهای با سیمان پرتلند معمولی جهت حصول کارآیی ثابت، آب بیشتری را طلب میکند و مقدار آب لازم با افزایش مقدار پوزولان جایگزین شده به جای سیمان به دلیل ریزی بیشتر دانهها و سطح ویژه زیادتر، بیشتر خواهد شد.
زمان گیرش اولیه و نهایی بتنهای با سیمان پرتلند پوزولانی به مقدار پوزولان جایگزین شده به جای سیمان و درجه فعال بودن و نرمی پوزولان بستگی دارد.
مطابق آییننامه بتن ایران کاربرد مواد پوزولانی به قرار زیر است:
مواد پوزولانی گاهی به منظور کاهش آهنگ بروز حرارت آبگیری سیمان مورد استفاده قرار میگیرند. برخی پوزولانها هم به منظور کاستن یا از بین بردن قابلیت انبساط ناشی از واکنش قلیائی سنگدانهها به کار میروند.
پوزولانها را میتوان بر اساس منشأ تشکیل آنها به پوزولانهای طبیعی و پوزولانهای مصنوعی تقسیم کرد.