سیمان سرباره-راهنمای مصرف و ویژگی ها-نشریه ۰۲
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.
سیمان سرباره-سیمان روباره
در بتن‌های دو پارامتری که با سیمان سرباره ساخته میشوند، معمولاً به مقدار ۳۰ الی ۵۰ درصد جرم مواد سیمانی دارای سیمان سرباره میباشند. روند کسب مقاومت سیمان سرباره در مدت ۲۸ 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 (۱۹۸۴، 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 ۶۰ 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 ۱۰۰ درصد سیمان سرباره است به‌طور قابل توجهی کندتر و کمتر از خمیری است که حاوی ۱۰۰ 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[۱] که فقط دارای سیمان سرباره میباشند با موفقیت تولید شده است (۱۹۸۹، 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 ۴ درصد محدود میشود که به‌طور کلی اگر مقدار آلومینات واکنشی در سیمان سرباره بیشتر از حدود ۸ درصد نباشد کارآمد تلقی نمیشود. با این حال، آلومینات واکنشی برخی سرباره‌ها بیشتر از ۱۵ درصد میباشند.[۲] دور از ذهن نیست که روزی مقدار فعلی SO3 (۴درصد) در آیین نامۀ ASTM C 989 تغییر کند.
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 (۱۹۸۴، Dubovoy و همکاران).
اندازۀ مقاومت ۷ تا ۲۸ 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 ۳۵ تا ۴۰ درصد برای کنترل ASR توصیه میشود. برای مقابله با حملۀ سولفاتها معمولاً سطح جایگزینی ۳۵ 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.
[۱]. سیمان سرباره در ملات و بتن.
