خاکستر بادی فوق العاده ریز(UFFA)- مشاوره بتن
خاکستر بادی فوق العاده ریز (UFFA) کماکان در صنعت بتن به عنوان یک ماده نوپا درنظر گرفته میشود، امّا نوآورانه بودن تکنولوژی این ماده، دلیل اصلی شمول آن در این مقاله است. شاید توجیه عمدۀ آن که UFFA در بخش خاکستر بادی نیامده است، تمایز قابل توجه آن با خاکستر بادی باشد. از این رو میبایست بهصورت جداگانه، پیرامون آن بحث نمود.
توزیع ذرات خاکستر بادی متعارف به طور معمول از ۱۵۰ میکرومتر تا کمتر از یک میکرومتر تغییر میکند. اکثر ذرات واکنشی در خاکستر بادی در واقع قطری کمتر از mµ۱۰ دارند (۱۹۸۵،Mehta ). 25 درصد (حجم) ذرات خاکستر بادی کم کلسیم، قطری برابر با mµ۱۰ و یا کمتر دارند (۲۰۰۳، Obla و همکاران). پژوهشی که توسط Popovics (1993) و Bouzoubaã و همکاران (۱۹۹۷) انجام شد، نشان داد که با افزایش نرمی خاکستر بادی (توسط آسیاب) واکنش پذیری نیز تا حدی افزایش مییابد، امّا در نهایت منجر به افزایش تقاضای آب میشود.
UFFA فرآوردۀ بسیار واکنشپذیری است، این فرآوردۀ دارای کلسیم کم تا متوسط به گونهای طراحی شده که افزایش مقاومت و کاهش نفوذپذیری آن شبیه به میکروسیلیس و متاکائولن است. هدف از فرآوری خاکستر بادی به UFFA آن است که بتوان ماده ای را فرآوری نمود که ضمن داشتن ذرات کروی شکل و پتانسیل کاهش مولفۀ تقاضای آب و مواد افزودنی فوق کاهنده، اندازۀ ذرات نیز به گونه ای توزیع شود که کارایی و واکنش پذیری پوزولانی بهبود یابد. متوسط اندازه ذرات UFFA که بهطور تجاری تولید میشود در حدوده mµ ۳ است (شکل) و حدود ۹۰ درصد ذرات این ماده کمتر از mµ ۷ (۲۰۰۳، Obla و همکاران). همانطور که در شـکل مشاهده میشود، اندازه ذرات UFFA به طور قابل توجهی کوچکتر از خاکستر بادی معمولی است.
از طریق کاهش تقاضای آب، بیش از دیگر پوزولانهای فرا واکنشی با ویژگی های خمیری مشابه میتواند بیشتر از ۱۰ درصد از میزان مواد افزودنی فوق کاهندۀ متناظر با آنها را کاهش دهد. حاصل این کاهش، خصوصیات سخت شدۀ همسان با دیگر پوزولانهای فرا واکنشی است (). خاکستر بادی فوق العاده ریز از طریق کاهش نفوذ پذیری، افزایش پایداری در مقابل حملۀ سولفات و پایداری قلیایی موجب بهبود دوام میشود ().

با ادامۀ عملآوری بتن، نفوذپذیری بهوسیلۀ واکنش پوزولانی همچنان کاهش مییابد. کاهش نفوذپذیری ورود یونها و مواد شیمیایی مضر در سنگدانه های مستعد واکنش و فولاد تقویتی را کُند میکند. اگر بتن ترک خورده باشد حتّی اگر نفوذپذیری آن نیز کم باشد، مواد مضر تا انتهای ترک نفوذ میکنند. در بتن های حاوی UFFA به علت تخفیف در جمع شدگی پلاستیک و جمع شدگی ذاتی به نسبت دیگر پوزولان های فرا واکنشی دیگر، پتانسیل ترک خوردگی نیز کاهش مییابد (۲۰۰۷، و همکاران). مقدار مصرفی خاکستر بادی فوقالعاده ریز از طریق خصوصیات خمیری و سخت شدۀ بتن تعیین میشود. بهطور نوعی مقدار استعمال آن در محدودۀ ۹ درصد تا ۱۲ درصد کل مقدار مواد چسبنده میباشد.

عملکرد خاکستر بادی فوق العاده ریز در چندین پروژۀ بتن با مقاومت بالا در آمریکای شمالی و آفریقا اثبات شده است. در سازههای دریایی که از بتن آماده استفاده میشود و نیازمند مقاومت بالا، نفوذپذیری کم و افزایش قابلیت بتن ریزی میباشند از خاکستر بادی فوق العاده ریز (UFFA) استفاده شده است.