در ساخت بتن، علاوه بر ترکیب سیمان، سنگدانهها و آب مواد شیمایی و معدنی دیگری نیز افزوده میشود که خاصیت بتن را برای مصارف ساخت و ساز با توجه به نیازهای موردنظر تقویت میکنند. مواد افزودنی در جهت بالا بردن کارآیی بتن و افزایش استحکام و عمر آن، افزایش زمان تنظیم و همچنین کاهش نسبت سیمان و آب، مهم و ضروری هستند.
مواد افزودنی پودری معدنی یکی از افزودنیهای بتن بوده که جهت اصلاح خواص بتن، در فرآیند اختلاط به آن افزوده میشود. همچنین مواد افزودنی معدنی علاوه بر کاهش هزینههای تولید بتن، در آلودگی محیط زیست و آسیب به آن تاثیرگذار نیز است. عمده دلیل آن را میتوان استفاده از مواد بازیافتی به عنوان ماده اصلی مواد افزودنی معدنی عنوان کرد.
مواد افزودنی پودری معدنی، مواد سیلیسی بهینه تفکیک شدهای هستند که به طورکلی حدود 10 تا 20 درصد وزن سیمان پرتلند را در بتن نهای افزایش میدهند و در تقویت دوام و مقاومت بتن نقش بسزایی دارند.
به طور عمده مصالح شامل سیلیس یا سیلیکاتهای فعال به دو صورت طبیعی و مصنوعی موجود هستند که خصوصیت سیمانی ویژهای از خود نشان میدهند، که در اصطلاح به آنها پوزولانها میگویند. پوزولانها نیز به دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیمبندی میشوند. میکروسیلیس یا دوده سیلیسی یکی از معروفترین پوزولانهای مصنوعی است.
همچنین مواد افزودنی معدنی در مخلوط بتن را میتوان با خاصیتهای آن تقسیمبندی کرد، که عبارتند مواد افزودنی پودری معدنی با خاصیت پوزولانی مانند خاکستر بادی، خاصیت سیمانی مانند روباره آهنگدازی دانهای، ترکیب خاصیت سیمانی و پوزلانی مانند خاکستر بادی پرکلسیم
انواع افزودنیهای پودری معدنی
همانطور که گفتیم افزودنیهای معدنی (پوزولانها) در دو نوع طبیعی و مصنوعی در صنعت ساخت و ساز موجود هستند. نوع طبیعی مواد افزودنی پودری معدنی در چند مرحله تولید و فرآوری شده که شامل خرد و آسیاب کردن، جداسازی اندازهها و در مواردی کم فعالسازی حرارت نیز میشوند. مواد افزودنی پودر معدنی بر پایه طبیعی عبارتند از :
- خاکستر آتشفشانی Volcanic Ash؛ ذرات ساییده شده سنگ، کانی و شیشه را که در هنگام فوران آتشفشان پدید میآید و قطر آن کمتر از 2 میلیمتر بوده، خاکستر آتشفشانی میگویند. این مواد پوزولانی در ایران در فاز شیشهای سرد و Amoroph (فازهای شیشهای با ساختمان نامنظم) بسیار است. به غیر از خاک دیاتومه، کلیه پوزولانهای طبیعی از آتشفشان استخراج میشود.
- شیلها و چرتهای اُپالینی؛ شیل نوعی سنگ دانهریز رسوبی- آواری بوده که از ترکیب کانی رس و دیگر کانی و ذراتها به ویژه کوارتز و کلیست درست شده است. قیمت سیمان پاکتی 50 کیلویی امروز شیلها را براساس ساختار کانیهای سیلیسی آن دستهبندی میکنند.
رسوبات سیلسی دانهریز که منشا شیمیایی، بیوشیمیایی یا بیوژنیکی دارند را چرت میگویند، بیشتر چرتها بسیار سخت و متراکم و ناخالصی کمی دارند که براساس رنگ و نوع ناخالصی نامگذاری میشوند. چرتهای اُپالینی به طور معمول آبدار و ساختمان بلوری و نامنظم دارند.
- خاک دیاتومهای کلسینه شده؛ خاک حاصله از انباشته شدن فسیلهای سیلیسی که به طور عمده از بقایای جانداران تکسلولی ریز به نام دیاتومه، به وجود میآیند را خاک دیاتومین، دیاتومه یا دیاتومید مینامند. ذرات این خاک از 5 تا 1000 میکرومتر متغییر بوده ولی به طورعمده بین 50 تا 100 میکرومتر رایج است. خاک دیاتومهای میتواند بیش از 2 برابر وزن خود آب جذب کند. نخستین مورد استفاده از خاک دیاتومهای کلسینه شده در آمریکا و در سال 1884 صورت گرفت.
