نیازمندی های صنعت بتن
نیازمندی های صنعت بتن

سیمان سرباره-راهنمای مصرف و ویژگی ها-نشریه 02

سربارۀ سرد شدۀ کوره آهن­گدازی،  یا سیمان سرباره کوره آهنگدازی محصول دانه ­ای و شیشه ­ای است که خشکانده و آسیاب می­شود. این محصول بشکل پودر کرم رنگ بوده و از نظر اندازه مشابه با سیمان پرتلند است. این سیمان به آهستگی واکنش نهفته می­دهد که با داشتن فعالیت پوزولانی ناچیز به عنوان سیمان هیدرولیکی درنظر گرفته می­شود. ­هنگامی که ذرات سرباره آسیاب می­شوند، بسیار گوشه ­دار هستند.

کلمات اختصاری و اصطلاحات زیادی برای توصیف این مواد استفاده می‌شود که عبارتند از: GGBFS، سرباره-GGBF، GGBS، GGBFS و سیمان سرباره. در این کتاب، از واژۀ سیمان سرباره و GGBFS استفاده خواهد شد. مشخصات GGBFS مطابق با موارد تشریح شده در استانداردهای ASTM C 989 [1]و BS 6699 [2] می­باشد.


[1]. مشخصات استاندارد GGBS برای استفاده در بتن­ ها و ملات­ ها.

[2]. مشخصات GGBS برای استفاده با سیمان پرتلند.

سیمان سرباره

سیمان سرباره-سیمان روباره

 

در بتن‌های دو پارامتری که با سیمان سرباره ساخته می­شوند، معمولاً به مقدار 30 الی 50 درصد جرم مواد سیمانی دارای سیمان سرباره می‌باشند. روند کسب مقاومت سیمان سرباره در مدت 28 روزه قدری کندتر از سیمان پرتلند می‌باشد. این سیمان نسبت به سیمان پرتلند به درجه حرارت حساسیت بیشتر دارد. مشخصاً کاهش دما تأثیر بیشتری بر روی سیمان سرباره دارد.

در دمای کم، جایگزینی سیمان پرتلند با سیمان سرباره منجر به از دست رفتن قابل توجهی از توسعه مقاومت اولیه می­شود (1984، Dubovoy و همکاران). در عناصر بزرگ مقیاس که در معرض ترک خوردگی ناشی از گرادیان حرارتی بالا قرار دارند، این ویژگی­ های حرارتی می­تواند بسیار مفید باشد. در عناصر بزرگ جرم، بتن حاوی سیمان سرباره با محتوای بیش از 60 درصد ‌به‌طور‌ فزآینده­ای استفاده می‌شود.

 

سرباره برای بتن یک سیمان بسیار مطلوب است. در بتنی که حاوی سیمان سرباره است به نسبت بتنی که فقط سیمان پرتلند با نسبت W/B ثابت استفاده شده است، مقاومت فشاری بلند مدت بیشتری انتظار می­رود. مادامی که دسترسی به این سیمان وجود داشته باشد، برای بتن با مقاومت بالا به عنوان یک مؤلفه استوار محسوب می­شود. گرچه پودر سرباره در حالت کلی ریز تر از سیمان پرتلند معمولی است امّا تقاضای آب سیمان سرباره عمدتاً به اندازۀ سیمان پرتلند و یا مقداری کمتر از آن می‌باشد.

سیمان سرباره در بتن تازه کارایی و قابلیت پمپاژ بتن را بهبود می بخشد. زمانی که این سیمان در مقادیر بالا استفاده شود خطر ناشی از واکنش قلیایی سنگ دانه‌ها ()، حملۀ سولفات‌ها و خوردگی ناشی از کلرید را کاهش می دهد. در حالت کلی، مقاومت مخلوط سیمان پرتلند-سرباره با افزایش نرمی سیمان سرباره افزایش می­یابد.

سیمان سرباره-راهنمای مصرف و ویژگی ها

زمان گیرش و میزان حرارت آزاد شدۀ خمیری که شامل 100 درصد سیمان سرباره است ‌به‌طور‌ قابل توجهی کندتر و کمتر از خمیری است که حاوی 100 درصد سیمان پرتلند باشد. عملکرد بتن­ های ساخته شده از ترکیب سیمان پرتلند و سیمان سرباره، به شدت تحت تاثیر نرمی سیمان سرباره و مقدار قلیایی موجود سیمان پرتلند است. ‌به‌طور‌ کلی با افزایش مقدار محلول قلیایی در سیمان پرتلند، علاوه بر سایر خصوصیات مکانیکی، مقاومت نیز به میزان سریع­تری افزایش پیدا می­کند. در اروپا و روسیه، بتن ­های قلیا- فعال شده[1] که فقط دارای سیمان سرباره می­باشند با موفقیت تولید شده است (1989، Talling و Brandstetr). سرباره­هایی که حاوی مقادیر بالایی از آلومینات واکنشی (شیشه ­ای) هستند، می­توانند بر روی سطح بهینه SO3 تأثیر­گذار باشد.

سیمان سرباره

SO3 به‌واسطۀ ASTM C 989 به 4 درصد محدود می­شود که ‌به‌طور‌ کلی اگر مقدار آلومینات واکنشی در سیمان سرباره بیشتر از حدود 8 درصد نباشد کارآمد تلقی نمی­شود. با این حال، آلومینات واکنشی برخی سرباره‌ها بیشتر از 15 درصد می‌باشند.[2] دور از ذهن نیست که روزی مقدار فعلی SO3  (4درصد) در آیین نامۀ ASTM C 989 تغییر کند.


[1] .Alkali-activated concretes

[2]. گفتگوی خصوصی Peter Hawkins (بازنشسته شرکت سیمان پرتلند کالیفرنیا).

عمل ­آوری تسریع شده، کسب مقاومت اوّلیه مخلوط حاوی سیمان سرباره را افزایش می­دهد. با این حال، در دمای عادی کسب مقاومت اوّلیه با سیمان سرباره تاخیر می­یابد. معادل بودن دورۀ زمانی که مقاومت یک بتن حاوی سیمان پرتلند- سرباره با بتنی که فقط دارای سیمان پرتلند است، تابع خواص شیمیایی و فیزیکی هر دو مواد می‌باشد (1984، Dubovoy و همکاران).

اندازۀ مقاومت 7 تا 28 روزۀ بتنی که دارای ترکیبی از سیمان سرباره است می­تواند بیشتر از مخلوط مرجعی باشد، که فقط دارای سیمان پرتلند است. ‌به‌طور‌ کلی، سطح جایگزینی 35 تا 40 درصد برای کنترل ASR توصیه می‌شود. برای مقابله با حملۀ سولفات­ها معمولاً سطح جایگزینی 35 درصد و بیشتر توصیه می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر به ACI 233R-03[1] مراجعه کنید.

توجه داشته باشید که در برخی از نقاط جهان، اصطلاح ˮسیمان سرباره“ به معنی سیمان هیدرولیکی آمیخته (دو پارامتری) است که حاوی سربارۀ کوره آهن‌گدازی می­باشد. بنابراین، در صورت مواجه با این اصطلاح می­بایست احتیاط لازم مبذول شود.


[1]. سیمان سرباره در ملات­ و بتن.

اشتراک گذاری Telegram Facebook WhatsApp Twitter