فرآیندکاران شیمیایی پارس

021-91006190

info@megachem.org

دفتر مرکزی:

تهران، شهرک غرب، بلوار فرحزادی، خیابان تربیت معلم، پلاک34، واحد1

مواد پودری

نمایش 1–16 از 27 نتیجه

مرتب سازی براساس: پیش فرض محبوبیت میانگین رتبه جدیدترین هزینه: کم به زیاد هزینه: زیاد به کم

مواد پودری بتن:

مواد پودری بتن، که اغلب به عنوان “افزودنی‌های معدنی” یا “مواد سیمانی مکمل (Supplementary Cementitious Materials – SCMs)” شناخته می‌شوند، مواد ریزدانه‌ای هستند که به منظور بهبود خواص بتن، کاهش هزینه و مصرف سیمان، و ارتقای دوام آن به مخلوط بتن اضافه می‌شوند. این مواد می‌توانند طبیعی یا مصنوعی باشند و از نظر شیمیایی فعال یا غیرفعال باشند.

مشخصات مواد پودری بتن

مشخصات فیزیکی:

اندازه ذرات و توزیع اندازه ذرات:
- اهمیت: اندازه ذرات و توزیع آن‌ها تأثیر زیادی بر واکنش‌پذیری، پرکنندگی، روانی و تراکم بتن دارد.
- توضیحات: مواد پودری معمولاً ریزتر از سیمان هستند. مواد ریزتر سطح ویژه بیشتری دارند و واکنش‌پذیری آن‌ها بیشتر است. توزیع اندازه ذرات نیز مهم است؛ یک توزیع مناسب می‌تواند باعث پر شدن بهتر فضاهای خالی بین ذرات سیمان شود.
- روش اندازه‌گیری: از روش‌های پراش لیزر (Laser Diffraction)، الک کردن مرطوب و میکروسکوپ الکترونی (SEM) برای تعیین اندازه ذرات و توزیع آن‌ها استفاده می‌شود.
شکل ذرات:
- اهمیت: شکل ذرات بر روانی مخلوط بتن، میزان آب مورد نیاز، تراکم و مقاومت بتن تأثیر می‌گذارد.
- توضیحات: ذرات کروی (مانند دوده سیلیس) معمولاً روانی بهتری ایجاد می‌کنند، در حالی که ذرات نامنظم یا پولکی ممکن است آب بیشتری نیاز داشته باشند.
- روش تعیین: میکروسکوپ الکترونی (SEM) و آنالیز تصویر.
سطح ویژه (Specific Surface Area):
- اهمیت: سطح ویژه نشان‌دهنده کل سطح ذرات در واحد جرم است. سطح ویژه بالاتر به معنای واکنش‌پذیری بیشتر است.
- توضیحات: سطح ویژه بالا باعث افزایش سرعت واکنش پوزولانی یا سیمانی می‌شود.
- روش اندازه‌گیری: روش جذب گاز (BET).
وزن مخصوص (Specific Gravity):
- اهمیت: وزن مخصوص برای تعیین مقدار بهینه مصرف ماده پودری و محاسبه نسبت‌های اختلاط بتن مهم است.
- توضیحات: وزن مخصوص مواد پودری معمولاً کمتر از سیمان است.
- روش اندازه‌گیری: روش پیکنومتر.
رنگ:
- اهمیت: رنگ ماده پودری می‌تواند بر رنگ نهایی بتن تأثیر بگذارد.
- توضیحات: برخی مواد پودری (مانند متاکائولن) می‌توانند رنگ روشن‌تری به بتن بدهند.
- روش تعیین: مشاهده بصری و مقایسه با استانداردهای رنگی.

مشخصات شیمیایی:

ترکیب شیمیایی (Chemical Composition):
- اهمیت: ترکیبات شیمیایی اصلی (SiO2، Al2O3، Fe2O3، CaO، MgO، SO3، K2O، Na2O) تأثیر زیادی بر فعالیت پوزولانی یا سیمانی ماده پودری دارند.
- توضیحات: نسبت این ترکیبات تعیین‌کننده نوع و شدت واکنش‌های شیمیایی در بتن است.
- روش تعیین: آنالیز XRF (X-ray Fluorescence) و ICP (Inductively Coupled Plasma).
مقدار اکسید سیلیسیم (SiO2):
- اهمیت: مقدار SiO2 نشان‌دهنده پتانسیل واکنش پوزولانی ماده است.
- توضیحات: مواد پودری با SiO2 بالا معمولاً فعالیت پوزولانی بیشتری دارند.
مقدار اکسید کلسیم (CaO):
- اهمیت: مقدار CaO می‌تواند نشان‌دهنده خاصیت سیمانی ماده پودری باشد.
- توضیحات: مواد پودری با CaO بالا ممکن است خود به تنهایی خاصیت هیدراسیون داشته باشند.
مقدار قلیایی‌ها (Na2Oeq):
- اهمیت: مقدار قلیایی‌ها (اکسید سدیم معادل) می‌تواند بر واکنش قلیایی-سیلیسی (ASR) تأثیر بگذارد.
- توضیحات: مواد پودری با مقدار قلیایی پایین‌تر معمولاً خطر ASR را کاهش می‌دهند.
مقدار سولفات (SO3):
- اهمیت: مقدار سولفات می‌تواند بر زمان گیرش و مقاومت بتن تأثیر بگذارد.
- توضیحات: مقدار مناسب SO3 می‌تواند به تنظیم زمان گیرش کمک کند.
از دست دادن در اثر حرارت (Loss on Ignition – LOI):
- اهمیت: LOI نشان‌دهنده مقدار مواد آلی یا کربنات‌ها در ماده پودری است.
- توضیحات: LOI بالا ممکن است نشان‌دهنده وجود مواد نامطلوب باشد که بر خواص بتن تأثیر می‌گذارند.
- روش اندازه‌گیری: حرارت دادن نمونه در دمای بالا و اندازه‌گیری کاهش وزن.

مشخصات عملکردی:

فعالیت پوزولانی (Pozzolanic Activity):
- اهمیت: نشان‌دهنده توانایی ماده پودری در واکنش با هیدروکسید کلسیم (Ca(OH)2) و تولید سیلیکات کلسیم هیدراته (C-S-H).
- توضیحات: فعالیت پوزولانی بالا باعث بهبود مقاومت و دوام بتن می‌شود.
- روش اندازه‌گیری:
  - روش شیمیایی: اندازه‌گیری مقدار Ca(OH)2 مصرف شده در واکنش با ماده پودری.
  - روش فیزیکی: اندازه‌گیری مقاومت فشاری ملات حاوی ماده پودری پس از مدت زمان معین.
شاخص فعالیت (Activity Index):
- اهمیت: مقایسه مقاومت ملات حاوی ماده پودری با ملات سیمانی خالص.
- توضیحات: شاخص فعالیت بالاتر نشان‌دهنده عملکرد بهتر ماده پودری است.
- محاسبه: نسبت مقاومت فشاری ملات حاوی ماده پودری به مقاومت فشاری ملات سیمانی خالص، ضربدر 100.
زمان گیرش (Setting Time):
- اهمیت: برخی مواد پودری می‌توانند زمان گیرش بتن را تسریع یا کند کنند.
- توضیحات: تأثیر بر زمان گیرش بستگی به نوع و مقدار ماده پودری دارد.
- روش اندازه‌گیری: روش‌های استاندارد تعیین زمان گیرش سیمان (ویکات یا سوزن گیل‌مور).
مقاومت در برابر حملات شیمیایی:
- اهمیت: مواد پودری می‌توانند مقاومت بتن را در برابر حملات سولفاتی، اسیدی و کلریدی بهبود بخشند.
- توضیحات: این بهبود ناشی از کاهش نفوذپذیری و واکنش با مواد مخرب است.
- روش اندازه‌گیری: قرار دادن نمونه‌های بتن در معرض محلول‌های شیمیایی و اندازه‌گیری تغییرات وزن و مقاومت.
کاهش واکنش قلیایی-سیلیسی (ASR Mitigation):
- اهمیت: برخی مواد پودری می‌توانند از وقوع ASR جلوگیری کنند.
- توضیحات: این مواد با کاهش قلیایی‌های موجود در بتن یا واکنش با سیلیس فعال، از گسترش ASR جلوگیری می‌کنند.
- روش اندازه‌گیری: آزمایش انبساط ملات یا بتن در شرایط تسریع ASR.

سایر مشخصات:

مقدار رطوبت:
- اهمیت: مقدار رطوبت باید کنترل شود تا از کلوخه شدن ماده پودری جلوگیری شود و مقدار آب اختلاط بتن به درستی تعیین شود.
مواد مضر:
- اهمیت: اطمینان از عدم وجود مواد مضر (مانند فلزات سنگین یا مواد آلی) در ماده پودری.

برهمکنش مواد پودری با بتن

مواد پودری (افزودنی‌های معدنی یا SCMs) نقش بسیار مهمی در بهبود خواص بتن دارند. برهمکنش این مواد با بتن پیچیده است و شامل واکنش‌های شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی می‌شود. درک این برهمکنش‌ها برای استفاده بهینه از مواد پودری و تولید بتن با کیفیت بالا ضروری است.

واکنش‌های شیمیایی (واکنش پوزولانی و سیمانی):

واکنش پوزولانی:
- مکانیسم: مواد پوزولانی خود به تنهایی خاصیت سیمانی ندارند، اما در حضور آب و هیدروکسید کلسیم (Ca(OH)2) که از هیدراسیونسیمان پرتلند آزاد می‌شود، وارد واکنش می‌شوند و سیلیکات کلسیم هیدراته (C-S-H) تولید می‌کنند. این C-S-H اضافی به عنوان فاز اصلی استحکام‌بخش در بتن عمل می‌کند.
- معادله کلی:

پوزولان + Ca(OH)2 + H2O → C-S-H

- تأثیرات:
  - افزایش مقاومت در درازمدت (بعد از 28 روز).
  - کاهش مقدار Ca(OH)2 در بتن که باعث افزایش دوام در برابر حملات سولفاتی و واکنش قلیایی-سیلیسی (ASR) می‌شود.
  - بهبود ریزساختار بتن و کاهش اندازه حفرات مویینه.
- مثال‌ها: دوده سیلیس، خاکستر بادی، متاکائولن، پوزولان‌های طبیعی.
واکنش سیمانی:
- مکانیسم: برخی مواد پودری (مانند سرباره آهن گداخته آسیاب شده) خود به تنهایی قابلیت هیدراسیون دارند و می‌توانند به عنوان جایگزین بخشی از سیمان استفاده شوند. این مواد با آب واکنش داده و ترکیبات سیمانی (مانند C-S-H و سایر هیدرات‌ها) تولید می‌کنند.
- معادله کلی:

سرباره آهن گداخته + H2O → C-S-H + سایر هیدرات‌ها

- تأثیرات:
  - افزایش مقاومت در سنین اولیه و دیررس.
  - کاهش حرارت هیدراتاسیون.
  - بهبود دوام در برابر حملات سولفاتی.
- مثال: سرباره آهن گداخته آسیاب شده (GGBS).

اثرات فیزیکی:

پرکنندگی (Filler Effect):
- مکانیسم: ذرات ریز مواد پودری فضاهای خالی بین ذرات سیمان را پر می‌کنند. این امر باعث افزایش تراکم بتن، کاهش نفوذپذیری و بهبود مقاومت آن می‌شود.
- تأثیرات:
  - کاهش نفوذپذیری آب، یون‌های کلرید و سایر مواد مخرب.
  - افزایش مقاومت فشاری و دوام بتن.
  - بهبود ریزساختار بتن.
- مثال‌ها: دوده سیلیس، سنگ آهک آسیاب شده.
هسته‌زایی (Nucleation Effect):
- مکانیسم: سطح ذرات مواد پودری می‌توانند به عنوان هسته‌هایی برای تشکیل فازهای هیدراسیون (به ویژه C-S-H) عمل کنند. این امر باعث تسریع هیدراسیونسیمان و بهبود توزیع فازهای هیدراته می‌شود.
- تأثیرات:
  - تسریع هیدراسیون سیمان در سنین اولیه.
  - بهبود ریزساختار بتن و افزایش مقاومت اولیه.
- مثال‌ها: دوده سیلیس، متاکائولن.
بهبود مورفولوژی C-S-H:
- مکانیسم: مواد پودری می‌توانند مورفولوژی C-S-H را تغییر دهند. به عنوان مثال، برخی مواد (مانند دوده سیلیس) می‌توانند باعث تشکیل C-S-H با چگالی و یکنواختی بیشتر شوند.
- تأثیرات:
  - افزایش مقاومت و دوام بتن.
  - بهبود خواص مکانیکی.

اثرات مکانیکی:

بهبود پیوند بین خمیر سیمان و سنگدانه‌ها:
- مکانیسم: برخی مواد پودری می‌توانند باعث بهبود پیوند بین خمیر سیمان و سنگدانه‌ها شوند. این امر به ویژه در بتن‌های با مقاومت بالا اهمیت دارد.
- تأثیرات:
  - افزایش مقاومت خمشی و کششی بتن.
  - بهبود دوام بتن در برابر ترک خوردگی.
کاهش ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی:
- مکانیسم: برخی مواد پودری می‌توانند جمع شدگی بتن را کاهش دهند. این امر به ویژه در بتن‌هایی که در معرض شرایط خشک‌شدگی شدید قرار دارند، اهمیت دارد.
- تأثیرات:
  - کاهش خطر ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی.
  - افزایش دوام بتن.

طبقه بندی و انواع مواد پودری بتن

مواد پودری بتن را می‌توان بر اساس منشأ، فعالیت شیمیایی و نوع ماده به دسته‌های مختلفی تقسیم کرد:

بر اساس منشأ:
- طبیعی: شامل پوزولان‌های طبیعی مانند خاکستر آتشفشانی، دیاتومیت و شیل‌های کلسی‌نه شده.
- صنعتی: شامل مواد فرعی صنعتی مانند دوده سیلیس، خاکستر بادی، سرباره آهن گداخته آسیاب شده و متاکائولن.
بر اساس فعالیت شیمیایی:
- پوزولانی: موادی که خود به تنهایی خاصیت سیمانی ندارند اما در حضور آب و هیدروکسید کلسیم واکنش داده و ترکیبات سیمانی تولید می‌کنند.
- سیمانی: موادی که خود به تنهایی قابلیت هیدراسیوندارند و می‌توانند به عنوان جایگزین بخشی از سیمان استفاده شوند.
- خنثی: موادی که فعالیت شیمیایی چندانی ندارند اما به عنوان پرکننده در بتن عمل می‌کنند (مانند سنگ آهک آسیاب شده).
بر اساس نوع ماده:
- دوده سیلیس (Silica Fume):
  - محصول فرعی تولید آلیاژهای فروسیلیسیم و سیلیسیم فلزی.
  - بسیار ریزدانه و دارای سطح ویژه بسیار بالا.
  - افزایش شدید مقاومت بتن و کاهش نفوذپذیری.
  - بهبود دوام بتن در برابر خوردگی و حملات شیمیایی.
- خاکستر بادی (Fly Ash):
  - محصول فرعی نیروگاه‌های زغال‌سنگ سوز.
  - به دو نوع F و C تقسیم می‌شود.
  - نوع F دارای خاصیت پوزولانی و نوع C خاصیت سیمانی دارد.
  - بهبود کارایی بتن، کاهش حرارت هیدراسیون و افزایش مقاومت در درازمدت.
- سرباره آهن گداخته آسیاب شده (Ground Granulated Blast Furnace Slag – GGBS):
  - محصول فرعی تولید آهن در کوره بلند.
  - دارای خاصیت سیمانی و پوزولانی.
  - بهبود مقاومت بتن، کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام در برابر حملات سولفاتی.
  - کاهش حرارت هیدراسیون و جلوگیری از ترک خوردگی حرارتی.
- متاکائولن (Metakaolin):
  - از تکلیس کائولن (خاک رس) در دمای بالا به دست می‌آید.
  - دارای خاصیت پوزولانی بسیار بالا.
  - بهبود مقاومت بتن، کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام در برابر حملات شیمیایی.
  - بهبود رنگ و ظاهر بتن.
- پوزولان‌های طبیعی (Natural Pozzolans):
  - شامل خاکستر آتشفشانی، دیاتومیت، توف‌های رسی و شیل‌های کلسی‌نه شده.
  - دارای خاصیت پوزولانی.
  - بهبود مقاومت بتن در درازمدت و افزایش دوام آن.
  - کاهش واکنش قلیایی-سیلیسی (ASR).
- سنگ آهک آسیاب شده (Limestone Powder):
  - به عنوان یک ماده پرکننده در بتن عمل می‌کند.
  - بهبود کارایی بتن و کاهش جداشدگی.
  - می‌تواند به عنوان جایگزین بخشی از سیمان استفاده شود (به شرط رعایت استانداردها).

کارکرد مواد پودری بتن

بهبود خواص مکانیکی:
- افزایش مقاومت فشاری، خمشی و کششی بتن.
- بهبود مدول الاستیسیته و مقاومت در برابر خستگی.
افزایش دوام:
- کاهش نفوذپذیری بتن و مقاومت در برابر نفوذ یون‌های کلرید، سولفات‌ها و سایر مواد مخرب.
- کاهش واکنش قلیایی-سیلیسی (ASR) و جلوگیری از ترک خوردگی ناشی از آن.
- بهبود مقاومت در برابر یخ‌زدگی و آب‌شدگی.
بهبود کارایی:
- افزایش روانی و کارایی مخلوط بتن.
- کاهش جداشدگی و آب انداختن.
- بهبود قابلیت پمپ‌پذیری بتن.
کاهش حرارت هیدراتاسیون:
- کاهش حرارت تولید شده در اثر هیدراسیون سیمان.
- کاهش خطر ترک خوردگی حرارتی در بتن‌های حجیم.
کاهش هزینه و مصرف انرژی:
- جایگزینی بخشی از سیمان با مواد پودری ارزان‌تر.
- کاهش مصرف انرژی در تولید سیمان و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای.

علل و مزایای استفاده از مواد پودری بتن

بهبود خواص بتن:
- افزایش مقاومت و دوام بتن.
- بهبود کارایی و روانی مخلوط بتن.
- کاهش ترک خوردگی و افزایش عمر مفید سازه.
حفاظت از محیط زیست:
- کاهش مصرف سیمان و انرژی در تولید آن.
- استفاده از مواد فرعی صنعتی و کاهش دفن زباله‌ها.
- کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و حفظ منابع طبیعی.
اقتصادی:
- کاهش هزینه تولید بتن با جایگزینی بخشی از سیمان با مواد ارزان‌تر.
- افزایش عمر مفید سازه و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری.
پایداری:
- تولید بتن پایدارتر و سازگارتر با محیط زیست.
- کاهش اثرات منفی صنعت ساختمان بر محیط زیست.
اجرای آسان تر:
- بهبود روانی و کارایی مخلوط بتن، سهولت اجرا و کاهش زمان ساخت.