Download
1 / 29
300 likes | 567 Views
Natural pozzolans. پوزولان های طبیعی. محمدامین اکبری (دانشجوی کارشناسی مهندسی عمران دانشگاه صنعتی امیرکبیر ) استاد: دکتر رمضانیانپور بهار1392. پوزولان چیست؟ تاریخچه گستردگی پوزولان ها در سطح آسیا چگونگی واکنش هیدراتاسیون پوزولان ها سيمانهاي آهك- پوزولانها سيمانهاي پورتلند و پوزولان
E N D
Natural pozzolans پوزولان های طبیعی
محمدامین اکبری(دانشجوی کارشناسی مهندسی عمران دانشگاه صنعتیامیرکبیر)استاد: دکتر رمضانیانپوربهار1392
پوزولان چیست؟ تاریخچه گستردگی پوزولان ها در سطح آسیا چگونگی واکنش هیدراتاسیون پوزولان ها سيمانهاي آهك- پوزولانها سيمانهاي پورتلند و پوزولان دو کاربرد خاص عوامل موثر بر كاربرد پوزولانها در كشورهاي در حال توسعه توصيه‌ها براي پژوهش‌هاي آينده فهرست
پوزولانها مواد سيليسي يا سيليسي و آلومنيومي هستند كه خودشان داراي ارزش سيماني پاييني بوده و يا اصلاً فاقد ارزش هستند.اما در اشكال ريز دانه و يا در حضور رطوبت ودر دماي معمول مي‌توانند با هيدروكسيد كلسيم واكنش نشان داده و (ASTM co18-89)موادي توليد كنند كه ويژگي‌هاي سيماني از خود نشان مي‌دهند. پوزولان چیست؟
روم ،مصرو یونان • ریشه واژه پوزولان واژه پوزولان از يك ساده‌سازي آمريكايي واژه پوزولانا رواج يافته كه از مكاني به نام پوزولي در ايتاليا ريشه گرفته بود تاریخچه
هندوستان • ژاپن:خاك رس سفيد بپو، توف هيگاشي ماتسوياما داراي شيشه، فيوريو شيراسو • ایران:از پوزولان های طبیعی ایران می توان تراس جاجرود ، خاك سرخ لومار ، پوكه بستان آباد ، را نام برد . دامنه كوه های سهند ، دماوند ، تفتان و استان كرمان نیز از جمله مكان های پوزولان های طبیعی ایران می باشند گستردگی پوزولان ها در سطح آسیا
محصولات واكنش • واکنش پذیری • تاثير دما بر واكنش‌پذيري • تاثير اندازه ذره و مساحت سطح بر واكنش پذيری چگونگی واکنش هیدراتاسیون پوزولان ها
مهمترين واكنش پوزولان سيليسي بين سيليس واكنش‌پذير آهك و آب است كه هيدرات سيليكات كلسيم توليد مي كند. Ca(OH)2 + H4SiO4 → Ca2+ + H2SiO42- + 2 H2O → CaH2SiO4 · 2 H2O به صورت خلاصه: CH + SH → CSH محصولات واكنش
ژئولیت ها • واکنش بین آهک ،شیشه های طبیعی، ژئوليتها و توف‌هاي آتشفشاني • روند واکنش و گیرش واکنش پذیری
يك مشاهده كلي حاكي از آن است كه دماي بالا واكنش شيميايي را بين يك پوزولان و آهك سرعت مي‌بخشد تاثير دما بر واكنش‌پذيري
براي كسب واكنش‌پذيري مناسب پودر كردن يك پوزولان طبيعي ضروري است. به دلايل اقتصادي التبه شناسايي يك ماده پوزولاني كه در حالت طبيعي خود به اندازه كافي ريز باشد مطلوب است. چون مساحت سطح كافي براي واكنش وجود دارد تا تمضين كند كه واكنش پوزولاني در مراحل اوليه چشمگير تر مي‌باشد. تاثير اندازه ذره و مساحت سطح بر واكنش پذيری
استحکام • دوام • اقتصاد سيمانهاي آهك- پوزولان
مقاومت در برابر حملات سولفاتی • مقاوت کم در برابر انجماد یخگشاد دوام
صرفهجويي در سرمايه • صرفهجويي در ارزهاي خارجي • صرفهجويي در هزينه كارشناسي فني (معمولاً خارجي) • ايجاد كار به خصوص در سطوح پايين وغير تخصصي • کاهش مصرف انرژی اقتصاد
قدرت و استحكام • دوام • اقتصاد سيمانهاي پورتلند و پوزولان
يك پژوهش كوچك در مورد كاربرد پوزولانهاي طبيعي سنتي كه معمولاً در سيمانهاي پوزولايم همراه opc به كار مي‌روند انجام شده است. براي مثال خمير با آب عمل‌آوري شده مخلوط‌هاي خاك سنتورين. Opc از نظر مقاومت فشاري در زمانهاي مختلف 365 روزه مورد آزمايش قرار گرفت.افزايش قدرت در خميرهاي مخلوط در مقايسه با كنترل كندتر است اما بعد از 28 روز ارقام برابر مي‌شوند. قدرت و استحكام
جلوگیری از واكنش توده- قليا • مقاومت در برابر حملات سولفاتی • مقاومت بالا در برابرحمله انجماد- يخ گشاد • نفوذپذيري ويژگي است كه اندازه‌گيري دقيق آن در آزمايشگاه بسيار سخت است به همين دليل پژوهش كمي روي نفوذپذيري بتن‌هاي پوزولان- opc ساخته شده با پوزولان طبيعي انجام شده است. دوام
كاربرد اوليه پوزولان در ايالات متحده به دليل صرفه‌جويي‌هاي اقتصادي بود. براي مثال، ساخت سد آروراك در ايالات متحده در 1915، نخستين سد پوزولاني مخلوطي از opc و پوزولان گرانيت استفاده كرد. سيمان به هزينه 10/19 دلار در هر متر مكعب آماده شد كه با قيمت opc كه در آن زمان 14./75 دلار در هر مترمكعب بود مقايسه مي‌شود. اقتصاد
توف آتشفشانی در منطقه کارامورسل – کایتازدر هنگام مخلوط شدن با آهک شکفته فعالیت پوزولانی بالایی را نشان می دهد. ملاتهای هیدرولیک با آهک شکفته + پوزولان طبیعی و مصنوعی در روشهای سنتی ساخت و سازی استفاده شده که در بناهای تاریخی دوران سلجوقی، بیزانتین و عثمانی دیده می شود. . در نتیجه پژوهش های انجام شده در این منطقه، مقاله های علمی مختلف بر این عقیده اند که آنها فعالیت پوزولانی دارند چون این توف های دارای مقادیر زیادی نوع هیوهاندیت – کلینوپتیتولیت، ژئولیت ها هستند. با این مطالعه، ویژگی هیدرولیک به آهک کشته اضافه شد، که یک ماده چسبنده معمول در ساختارهای تاریخی است، با ویژگی پوزولانی توف آتشفشانی نوع سنگی به طور طبیعی بدون نیاز به مواد که با فن آوری امروز تولید می شوند. پژوهش در مورد توف آتشفشانی منطقه کارامورسل به عنوان افزون پوزولانی در ملات های تعمیر استفاده شده برای بناهای تاریخی
ساختمان ها عموماً از بتن آرمه ساخته شده اند که وزن سنگینی دارد. اگر ساختار اصلی دارای وزن سبک و استحکام بالایی باشد، می تواند مشکلات ساختمانها را کاهش دهد. پوزولان طبیعی یکی از مصالح دانه ای سبک وزن است که می تواند استحکام و دوام بتن را افزایش دهد. پوزولان ای طبیعی استفاده شده در این مطالعه از تایلند استخراج شده اند و ترکیبی از خاک دیاتومه و پرلیت هستند که مواد معدنی دارای کمیت بالای و با ذرات کوچک، تخلخل بالا و وزن سبک هستند، بنابراین می تواند با واکنش انجام داده و روزنه سبک بتن سهمی داشته باشد. نتیجه گیری این مطالعه می تواند به شرح زیر فهرست شود : استفاده از پوزولان در ساخت بتن سبک
هر دو پوزولانهای طبیعی دارای تأثیر منفی روی مقاومت فشاری هستند وقتی در یک مقدار بالا استفده شوند، مقاومت فشاری کاهش می یابد اگر کمیت دیاتومه و پرلیت افزایش یابد، اما واکنش پوزولانی در زمانی اتفاق افتاد که مدت عمل آوری افزایش یافت. شبیه مواد پوزولانی عمومی، افزایش مقدار هر دو پوزولان در مقدار آب مؤثر بود که در مخلوط نقش مهمی در کسب استحکام بتن سبک بازی می کند. چگالی بتن سبک هر دو پوزولان طبیعی چگالی پایین نشان داد. مقدار مطلوب می تواند برای ساخت بتن را استحکام اولیه پایین استفاده شود. یک مقدار مطلوب پوزولان وجود دارد که می تواند با بهره وری و کارآیی مطلوب برای کسب مقاومت حداکثر استفده شود. مقدار مطلوب دیاتومه و پرلیت برای کسب استحکام حداکثر حدود 10% مخلوط بود. روش بهینه سازی می تواند برای تولید سیمانهای مخلوط استفاده شود. از این رو دیاتومه و پرلیت دارای ویژگی پوزولانی، تخلخل بالا و وزن سبک هستند که سود اقتصادی را در ساخت و ساز تضمین می کند.
اگربتوان يك مانع عمده براي افزايش در كاربرد پوزولان را بررسي كرد اين باور است كه سيمان پورتلند معالجه تمام بيماريهايي است كه وجود دارد. بي اطلاعي مهندسان، سازندگان، پيمانكاران دولت درباره ويژگي‌هاي مواد جايگزين است. در نتيجه اين بي‌اطلاعي، طبيعي است كه همه بسيار محافظه كار بوده و اين رويكرد محافظه‌كارانه منجر به عدم كاربرد يك ماده فوق‌العاده سودمند شود. ديگر عامل موثر براي كاربرد بيش از اندازه سيمان پورتلند هزينه بالاي آهك است. به دليل عدم كارآمدي توليد آهك محلي هزينه آهك به اندازه opc و يا بالاتر است. براي افزايش كاربرد پوزولان رشد روشهاي توليد آهك كم هزينه و كارآمدتر مي‌تواند اولويتي مهم باشد. عوامل موثر بر كاربرد پوزولانها در كشورهاي در حال توسعه
براي بهبود توليد آهك و سيمان جايگزين، سازمان‌هاي كوچك دولتي بايد بر توليد نظارت كرده و مسئول رشد، فن‌آوري و بهبود استفاده از فن‌آوري باشند. پژوهش‌هاي بيشتري روي مواد خام بايد انجام شود تا تمام نهشت‌هاي مناسب براي بهره‌برداري را كشف كند. روشهايي براي تشويق افراد شايسته براي نظارت بر صنايع در مناطق روستايي بايد پيدا شود، و ويژگي‌هاي سيمانهاي جايگزين بايد بخشي از برنامه درسي كالج‌ها و دانشگاه‌ها باشد. پیشنهاد
تعيين مقاومت و استحكام مورد نياز و بهبود متعاقب ويژگي‌هاي مناسب • بررسي دقيق‌تر تاثير دماي عمل‌آوري در واكنش‌پذيري و افزايش مقاومت در موارد پوزولاني • بررسي دقيق‌تر كاربرد سيمان پورتلند در نسبت‌هاي كمتر در سيمانهاي آهك- پوزولان • بهبود روشهاي توليد آهك • مقرر كردن يك آزمايش واكنش‌پذيري مناسب براي پوزولانها • بررسي مصالح سراميكي ساخته شده از پوزولانهاي طبيعي توصيه‌ها براي پژوهش‌هاي آينده
