معماری

كليات

سال ها قبل، انسان به اين كشف مهم و ارزنده نائل آمد و دريافت كه وقتي مواد سيليسي بسيار ريز با آهك مخلوط مي شود، سيمان هاي داراي خواص هيدروليكي توليد مي‌نمايد. يك نوع از اين مواد، خاكستر آتشفشاني تحكيم يافته يا توف بود كه در حوالي پوزولي ايتاليا پيدا شد. پس از آن، واژه پوزولان به هر نوع ماده اي با خاصيت مشابه فوق صرف نظر از منشأ زمين شناسي آن، اطلاق گرديد.

ASTM-C618 پوزولان را به اين صورت تعريف مي كند: «ماده سيليسي يا سيليسي آلوميناتي كه به خودي خود ارزش چسبندگي ندارد، اما به شكل ذرات بسيار ريز و در مجاورت رطوبت با درجات حرارت معمولي با هيدروكسيد كلسيم واكنش شيميايي داشته و تركيباتي را به وجود مي آورد كه خاصيت سيماني و چسبندگي دارد.» بنابراين، پوزولان يك ماده طبيعي يا مصنوعي است كه حاوي سيليس فعال است. لازم است كه ماده پوزولاني به شكل پودر شده باشد، زيرا فقط در اين صورت سيليس مي تواند در حضور آب با آهك (كه بر اثر هيدراتاسيون سيمان پرتلند ايجاد مي گردد) سيليكات هاي كلسيم پايدار را كه داراي خواص چسبندگي اند، تشكيل دهند. ضمناً در بررسي كلي پوزولون ها بايد متذكر شد كه سيليس آنها بايد بي شكل (آمورف) باشد، زيرا قابليت ايجاد واكنش سيليس متبلور بسيار كم است.

سيمان پرتلند پوزولاني به مخلوط هاي توأم آسياب شده يا مخلوط شده سيمان پرتلند و مواد پوزولاني اطلاق مي گردد. غالباً مواد پوزولاني از سيمان پرتلندي كه جايگزين آن مي شوند ارزانترند.

ولي امتياز عمده آنها در هيدراتاسيون كند و بنابراين، روند توسعه حرارت كم نهفته است. در ساختمان هاي انبوه بتني اين امر اهميت زيادي دارد و دقيقاً در اين نوع ساختمان هاست كه غالباً سيمان پرتلند پوزولاني با جايگزيني بخشي از سيمان پرتلند با مواد پوزولاني مصرف مي شود. همچنين سيمان هاي پرتلند پوزولاني در برابر حمله سولفات ها و بعضي ديگر از عوامل مخرب مقاومت خوبي از خود نشان مي دهند. اين امر به دليل واكنش پوزولاني است كه مقدار كمتري آهك به جا مي گذارد تا به خارج راه يابد و نيز نفوذپذيري بتن را كاهش مي دهد. ليكن مقاومت در برابر يخ زدن و آب شدن تا سنين بعدي كه واكنش عمده پوزولاني تخلخل خمير سيمان را كاهش داده است، نمي تواند ايجاد شود. بايد به خاطر داشت كه آثار خوب و بد مواد پوزولاني بسيار متغيرند و بدين جهت توصيه مي شود كه هر ماده پوزولاني آزمايش نشده اي در تركيب با سيمان و سنگدانه هايي كه در ساختمان واقعي مصرف خواهند شد، مورد آزمايش قرار گيرد. به علت كنش آهسته پوزولان ها بايد عمل آوردن پيوسته مرطوب و دماي عمل آوردن مناسب براي مدتي بيشتر از آنچه به طور معمول لازم است، فراهم شود.

طبقه بندي و مشخصات استاندارد براي پوزولان ها

پوزولان ها را از لحاظ منشأ وجودي به پوزولان هاي طبيعي و مصنوعي تقسيم مي كنند. پوزولان هاي طبيعي شامل خاك هاي دياتمه، چرت هاي اپاليني و شيل ها، توف ها و خاكستر آتشفشاني است. منابع اصلي پوزولان هاي مصنوعي عبارتند از كوره هاي استخراج فلزات توليده كننده آهن خام، فولاد، مس، نيكل، سرب، سيليس و آلياژهاي فروسيليس، و نيروگاه هايي كه از زغال سنگ به عنوان سوخت استفاده مي كنند. امروزه اين مواد مصنوعي كه با قيمت كم عمدتاً قابل دسترس اند، به عنوان جايگزين بخشي از سيمان پرتلند مصرفي در بتن مورد استفاده وسيعي قرار گرفته است. به علاوه، بديهي است كه بيشتر اين مصنوعات قادرند مقاومت نهايي و دوام بتن با سيمان پرتلند را بهبود بخشند.

يكي از اولين طبقه بندي ها براي پوزولان هاي طبيعي توسط ميلنز پيشنهاد گرديد. در اين سيستم طبقه بندي، پوزولان هاي طبيعي بر اساس شش نوع فعاليت دسته بندي شدند. جديدترين طبقه بندي كه توسط ماسازا پيشنهاد گرديد، پوزولان هاي طبيعي را به سه دسته تقسيم مي نمايد. گروه اول، شامل سنگ هاي پيروكلاستيك كه مواد با منشأ آتشفشاني اند. توف هاي پوزولاني و تراس از اين دسته محسوب مي شوند. گروه دوم، مواد تغيير يافته با درصد سيليس زياد است كه طي يك روند شامل ته نشين ساختن مواد با منشأهاي متفاوت، شكل داده شده اند. گروه سوم، موادي با منشأ كلاستيك، شامل رس‌ها و خاك هاي دياتمه است.

ASTM-C618 طبقه بندي زير را براي پوزولان ها ارائه مي دهد:

- پوزولان ردهN: پوزولان هاي طبيعي خام يا كلسينه شده شامل خاك هاي دياتمه، چرت هاي اپالين و شيل ها، توف ها و خاكسترهاي آتشفشاني يا پوميسيت ها، بعضي شيل ها و رس هاي كلسينه شده.

- پوزولان ردهF: خاكستر بادي با منشأ زغال سنگ قيري.

- پوزولان ردهC: خاكستر بادي، خاكستر ليگنيت با منشأ زغال سنگ قيري.

- پوزولان ردهS: هر نوع مواد ديگر شامل پوميسيت هاي عمل شده، بعضي دياتمه ها، رس ها و شيل هاي كلسينه شده و آسياب شده.

مشخصات استاندارد و روش هاي آزمايش براي انواع مختلف پوزولان ها توسط آيين نامه هاي مختلف بيان شده است. تمام كدهاي استاندارد مشخصات فيزيكي و شيميايي پوزولان ها را جهت تشخصي مناسب يا نامناسب بودن آنها مورد بحث قرار مي دهند. براساس مطالعات و تحقيقات انجام گرفته در زمينه مواد افزودني مصنوعي اين نتيجه حاصل شده است كه تركيبات كاني شناسي و مختصات ذرات مواد، تعيين كننده خاصيت پوزولاني و سيماني بودن يك پوزولان اند. اخيراً نامبرده برخي از كدهاي استاندارد در خصوص خاكستر بادي(PFA) گرد سيليس، سرباره كوره آهنگدازي و پوزولان هاي طبيعي را نيز مورد بررسي قرار داده است.

برخي از كدهاي استاندارد از جملهASTM-C618,BS3892 ضوابط خاصي را براي خواص شيميايي و فيزيكي خاكستر بادي(PFA) جهت مصرف در بتن ارائه داده اند. اما براي گرد سيليس (دود سيليس) كه يك ماده پوزولاني نسبتاً جديد است، تنها در آيين نامه كاناداييCSA² محدوديت هايي براي مقدارSO₂، مقدارSO₃ افت سرخ شدن، ميزان ذرات باقي مانده روي الك45 ميكرون، انديس فعاليت پوزولاني مقدار آب لازم جهت مصرف در بتن بيان شده است.

بيشتر استانداردها از جملهASTM-C618 براي پوزولان هاي طبيعي يك حداقل70 درصد را براي مجموعسه اكسيد اصلي شاملFe₂O₃,SiO₂ مقرر داشته است. همچنين يك حداكثر برابر با 10 درصد براي افت سرخ شدن و3 درصد براي درصد رطوبت دو محدوديت مفيد براي خواص شيميايي هستند كه توسط استانداردها بيان شده اند. از ديدگاه خواص فيزيكي نيز براي استفاده از پوزولان هاي طبيعي در بتن، بيشتر كدهاي استاندارد محدوديت هايي در مورد ميزان ذرات مانده روي الك45 ميكرون، انديس فعاليت پوزولاني و مقدار آب را توصيه كرده اند.

خواص بتن با مواد پوزولاني

بسياري از خواص بتن، بر اثر استفاده از مواد پوزولاني بهبود مي يابد. بعضي آثار ناشي از خواص فيزيكي ذرات شامل ريزبودن و شكل ذرات، و بقيه ناشي از فعل و انفعال شيميايي با سيمان است.

رفتار بتن تازه و درجه هيدراتاسيون سيمان پرتلند را مي توان از خواص فيزيكي دانست كه به اندازه ذرات پوزولان وابسته اند. مقاومت و نفوذپذيري بتن سخت شده، مقاومت در مقابل بروز ترك هاي حرارتي، واكنش قليايي دانه ها و خرابي سولفاتي از خواص بسيار مهمي هستند كه از فعل و انفعال شيميايي پوزولان با سيمان ناشي مي شوند. در اين بخش بعضي از آثار مواد پوزولاني بر روي خواص بتن به طور خيلي كلي بيان مي‌گردد و در بخش هاي بعدي به تفضيل آثار مهم چند ماده پوزولاني كه در انجام دادن تحقيقات مورد استفاده قرار گرفته اند، جداگانه تشريح خواهند شد.

الف) تأثير پوزولان ها بر روي خواص بتن تازه عموماً به صورت يك اثر پايدار كننده ظاهر مي شود. اين بدان معناست كه افزودن ذرات خيلي ريز به مخلوط بتن باعث كاهش اساسي در ابعاد لوله هاي مويينه در بتن، تمايل مخلوط به جدايي را كاهش داده و مشخصات پرداخت پذيري بتن را بهبود مي بخشد. كارآيي يكي ديگر از خواص بسيار مهم بتن تازه است و اساساً به ميزان چسبندگي مخلوط بستگي دارد. بر طبق گزارش‌هاي داده شده، افزودن پوزولان ها به مخلوط بتن با سيمان معمولي اساساً چسبندگي مخلوط را افزايش مي دهد، به جز بعضي از انواع خاكستر بادي(PFA) با درصد كربن كم كه كارآيي بتن را افزايش مي دهد. اضافه نمودن دوده سيليس به بتن سبب افزايش چسبندگي و پايداري مخلوط مي گردد. به علاوه آب انداختن و جدايي مخلوط به مقدار زيادي كاهش مي يابد. افزايش چسبندگي مخلوط بدين معناست كه جهت رسيدن به كارآيي معمول در بتن هاي با دوده سيليس اسلامپ بالاتري لازم است. با افزودن مقادير خيلي كم دوده سيليس به بتن معمولي، به آب بيشتر با استفاده از مواد مضاف كاهش دهنده آب به منظور تثبيت كارآيي نيازي نيست ولي با افزودن مقادير بيشتر، معمولاً آب بيشتري جهت تأمين اسلامپ معين مورد نياز است.

گزارش هاي منتشر شده در خصوص اثر پروزولان هاي طبيعي بر روي كارآيي ملات ها و بتن ها بسيار اندك است. بررسي هاي مختلف نشان داده است كه مخلوط هاي با سيمان پرتلند و پوزولان هاي طبيعي نسبت به بتن هاي با سيمان پرتلند معمولي هت حصول كارآيي ثابت، آب بيشتري را طلب مي كند و مقدار آب لازم با افزايش ميزان پوزولان جايگزين شده به جاي سيمان به دليل ريزي بيشتر دانه ها و سطح مخصوص زيادتر بيشتر خواهد شد. زمان گيرش اوليه و نهايي بتن هاي با سيمان پرتلند و پوزولاني به مقدار پوزولان جايگزين شده به جاي سيمان و ريزي و درجه فعال بودن پوزولان بستگي دارد.

ب) حرارت هيدراتاسيون مخلوط هاي حاوي سيمان پرتلند عموماً بيشتر از مخلوط هاي داراي سيمان پرتلند به اضافه پوزولان است. اولين گزارش ها از كاهش حرارت هيدراتاسيون توسط ديويس ارائه گرديد و پس از آن محققان بسيار اين يافته را مورد تأييد قرار دادند. كاهش حرارت هيدراتاسيون به كند شدن هيدراتاسيون تري كلسيم آلوميناتC₃A و تتراكلسيم آلومينوفريتC₄AF مربوط است.

ج) اثر پوزولان ها بر روي مقاومت بتن طي مقالات بسيار زيادي مورد بررسي قررا گرفته است. هم سرعت افزايش مقاومت و هم ميزان مقاومت نهايي توسط هيدراتاسيون سيمان و مواد پوزولاني كنترل مي گردد، زيرا ميزان مقاومت تابعي از روند پر شدن منافذ توسط محصولات ايجاد شده بر اثر هيدراتاسيون است. بنابراين به دليل كندي واكنش‌هاي بيشتر پوزولان ها، مقاومت بتن با مواد پوزولاني در سنين كم معمولاً از مقاومت بتن معمولي كمتر است.

مطالعات انجام شده در مورد تأثير پوزولان هاي طبيعي بر روي مقاومت ملات ها و بتن‌ها نشان مي دهد كه مقاومت بتن هاي حاوي مقدار پوزولان زياد، در سنين كم يك كاهش جزيي دارد، اما مقاومت نهايي اين بتن ها ممكن است از بتن معمولي بيشتر باشد.

ماسازا تأثير بعضي از پوزولان هاي طبيعي ايتاليا بر روي مقاومت فشاري ملات ها را بررسي كرده است و ي دريافته است كه افزودن بيش از20 درصد از بعضي پوزولان ها، مقاومت ملات را كاهش خواهد داد. علاوه بر اين، مقاومت ملات هاي حاوي سيمان پرتلند و مواد پوزولاني تا28 روز، از مقاومت ملات هاي معمولي كمتر و اين نتيجه براي تمامي درصدهاي پوزولان جايگزين سيمان صادق بوده است. در فاصله 28-90 روز فعاليت پوزولاني بسيار مهم است زيرا مقاومت سيمان با20 درصد پوزولان بيشتر از بتن كنترل در سن90 روزه است.

د) مدول الاستيسيته و خزش بتن اساساً بستگي به مقاومت بتن و سختي دانه ها دارد. در بتن هاي حاوي سيمان پرتلند و پوزولان طبيعي با مقاومت اوليه پايين، به طور كلي مدول الاستيسيته به مقدار خيلي جزيي كمتر و خزش به مقدار خيلي جزيي بيشتر از بتن بدون پوزولان است. اطلاعات زيادي در مورد خواص مربوط به مدول الاستيسيته و خزش بتن با دوده سيليس وجود ندارد، اما با توجه به توانايي دوده سيليس در افزايش مقاومت اوليه بتن واضح است كه مدول الاستيسيته را افزايش داده و خزش را كم مي‌كند. با آزمايش هاي انجام شده بر روي بتن با25 درصد دوده سيليس جايگزين شده به جاي بخشي از سيمان پرتلند اين نظريه تأييد شده است.

هـ) يكي از مهمترين خواص پوزولان ها وقتي به عنوان جايگزين بخشي از سيمان پرتلند استفاده مي شوند، عبارت از توانايي قابل ملاحظه آنها در كاهش منافذ بزرگ و نفوذ پذير بتن است. بررسي هاي مختلف نشان داده است كه پوزولان ها مؤثرترين كاهش دهنده نفوذپذيري در مخلوط هاي كم مايه اند. از يك بررسي بر روي مقاومت و نفوذپذيري (به روش آب) سيمان پرتلند به اضافه مواد پوزولاني، اين نتيجه حاصل شده كه در مراحل مختلف روند عمل آوردن بتن، حجم منافذ بزرگ با قطر بيشتر از1000 آنگستروم (و نه كل تخلخل خمير هيدراته شده) به طور معكوس با مقاومت و نفوذپذيري بتن ارتباط دارد. نتايج برخي تحقيقات حاكي از آن است كه افزودن پوزولان‌هايي چون PFA و سرباره كوره ذوب آهن دانه اي به سيمان پرتلند باعث ايجاد منافذ خيلي ريز با تبديل منافذ بزرگ به منافذ ريز مي گردد.

پوزولان هاي مصنوعي

دوده سيليس

دوده سيليس يك محصول مصنوعي حاصل از كوره هاي قوسي الكتريكي در جريان توليد فلز سيليسيم يا آلياژهاي سيليسيم به خصوص آلياژهاي فروسيليس است. اين ماده با داشتن بيش از80 درصد سيليس با حالت غير كريستالي و به شكل ذرات بي نهايت ريز با قطر متوسط1/0 ميكرون يك ماده پوزولاني قوي است. اين محصول براي استفاده به عنوان يك ماده سيماني در بتن بسيار مناسب است. به علاوه از نظر اقتصادي و پتانسيل انرژي مصرفي، استفاده از يك پوزولاني در بتن داراي فوايد تكنيكي زيادي از جمله كاهش ترك هاي حرارتي ناشي از هيدراتاسيون سيمان، دوام بهتر در مقابل آسيب‌هاي سولفات ها و آب‌هاي اسيدي و حصول مقاومت هاي نهايي بالاست.

گرچه اولين گزارش هاي استفاده از اين ماده به عنوان پوزولان به اوايل1950 برمي‌گردد، تحقيقات اساسي پيرامون استفاده از آن، در مخلوط بتن با سيمان پرتلند در دهه 1970 آغاز شده است. علت انجام دادن تحقيقات و بررسي ها آن است كه سيمان پرتلند ماده‌اي است كه جهت توليد آن، انرژي زيادي صرف مي گردد و لذا صرف هزينه براي اين انرژي در مقياس غيرمعمول در1970 انگيزه اي براي استفاده از يك محصول صنعتي مصنوعي كه به عنوان جايگزين بخشي از سيمان پرتلند استفاده شود و در جريان توليد آن، انرژي خيلي كم يا هيچ مورد نياز باشد، به وجود آمده بود. البته بايد توجه داشت همان گونه كه قبلاً ذكر شد علاوه بر صرفه جويي در انرژي، از مواد پوزولاني مثل دوده سيليس بهره هاي تكنيكي و اقتصادي بسيار مهمي در صنعت بتن به دست مي آيد.

اين ماده بي شكل با ذرات بسيار ريز به نام هاي مختلفي از قبيل:

Silica dust, Aerosol, Microsilica, Silica flour, Pyrogenic Silica, Condensed Silica fume, Silica fume.

ناميده مي شود. اما از آنجا كه فرايند توليد شامل اكسيداسيون بخارSiO و تراكم گرد SiO₂ است، بيشتر مقالات در زمينه هاي سيمان و بتن، از تعبير دوده سيليس(Silicafume) يا دوده سيليس متراكم(Condensed silica fume) استفاده مي‌كنند.

سيليسيم، فروسيليس و ساير آلياژهاي سيليسيم در كوره هاي الكتريكي از نوع قوسي غوطه ور كه در دماهاي بسيار زياد كوارتز را به كربن تبديل مي كنند، توليد مي شود. بنابراين، كارخانه هاي سازنده عموماً در مناطقي كه قدرت هيدروالكتريك ارزان قابل دسترس است، مستقرند. واكنش هاي شيميايي كه در كوره اتفاق مي افتد، پيچيده بوده ولي يكي از اين واكنش ها اكسيداسيونSio و تراكم آن در شكل ذرات كروي بسيار ريز و غيركريستالي سيليس است. بنابراين دوده سيليس يك محصول از فرآيند توليد است كه توسط گازهاي خروجي از كوره به خارج انتقال مي يابد. نمودار ساده جريان توليد در شكل5-1 و مواد اوليه و تغييرات در انرژي در جريان توليد سيليس و آلياژهاي سيليسيم در شكل5-2 نشان داده شده است. كارخانه هاي داراي كوره قوسي غوطه ور به انواع مختلف طراحي مي شوند، اما آنچه از ديدگاه توليد دوده سيليس اهميت دارد، تشخيص بين دو نوع كوره شامل كوره هاي با سيستم بازيابي حرارتي و بدون سيستم بازيابي حرارتي است، زيرا مقدار كربن و رنگ دوده سيليس حاصل از اين دو نوع كوره تفاوت‌هاي مهمي دارد. اگر كوره مجهز به سيستم ياد شده باشد، گازهاي خروجي حدود c800 حرارت دارند و در اين دما بيشتر كربن سوخته مي شود و دوده سيليس حاصل، رنگ روشن خواهد داشت. در حالي كه اگر كوره مجهز به اين سيستم نباشد، گازهاي با حرارت حدودc200 خارج شده و مقداري كربن سوخته نشده باقي مي ماند و نتيجتاً اين افت گرمايي باعث مي شود كه دوده سيليس با رنگ خاكستري حاصل شود. به علت ريزي بيش از حد ذرات، وزن مخصوص ظاهري دوده سيليس عموماً بين200 تاkg/m³ 250 است و پايين بودن اين مقدار مشكلات زيادي را در حمل و مصرف آن ايجاد مي‌نمايد.

خاكستر بادي

خاكستر بادي ماده اي است كه از سوختن زغال سنگ به خصوص در نيروگاه ها و در فيلترها به صورت غبار تهيه مي شود. ذرات ريز خاكستر بادي از گاز حاصل از سوختن قبل از اينكه وارد هوا شود جدا مي گردند. اين ذرات ريز با قطرهاي بين1/0 تا150 ميكرون به صورت كروي قابل تشخيص اند. حدود85 درصد ذرات اين ماده از اكسيدهاي سيليسيم. آلومينيوم، آهن، كلسيم و منيزيم تشكيل شده و عموماً بافت شيشه‌اي دارند. از آنجايي كه زغال سنگ هاي مختلف در توليد خاكستر بادي مصرف مي شوند لذا در پاره اي از آنها، گاه ذرات كربن نسوخته نيز مشاهده مي گردد.

در سال هاي اخير به علت تغييرات در خواص خاكستر بادي توليد شده در جهان، دسته بندي هاي مختلفي براي اين ماده صورت پذيرفته است. بر اساس استاندارد كاناداASTM,(CSA) به طور كلي دو نوع خاكستر بادي طبقه بندي شده است: خاكستر بادي گروهC كه اغلب از زغال سنگ هاي ليگنيتي توليد مي شود و داراي ميزان كلسيم بالايي بوده و خاصيت سخت شدگي بدون حضور سيمان را نيز داراست. خاكستر بادي نوع دوم به نام گروهF است كه از زغال سنگ هاي قيري به دست مي آيد و كلسيم كمتري نسبت به گروهC دارد.

خواص فيزيكي و شيميايي

به منظور اندازه گيري و مشخص كردن شكل ذرات خاكستر بادي، آزمايش هاي متعددي توسط پژوهشگران كشورهاي مختلف صورت گرفته و اين نتيجه به دست آمده است كه اندازه ذرات بين1/0 تا150 ميكرون و غالباً به شكل كروي اند. سطح مخصوص اين ماده بينm²/kg130 در خاكستر بادي با زغال هاي قيري وm²/kg580 براي خاكستر بادي با زغال هاي ليگنيتي اندازه گيري شده است. توده ويژه اين ماده نيز بر اساس ماده اوليه توليد كننده آن بسيار متغير و بين90/1 تا96/2 گزارش شده كه به طور متوسط توده ويژه معادل5/2 را مي توان به آن نسبت داد.

از نظر شيميايي، خاكسترهاي بادي به دست آمده از سوختن زغال سنگ هاي مختلف، از لحاظ نوع اكسيدها و تركيبات تشكيل دهنده آن متفاوت اند. آزمايش هاي انجام شده توسط دستگاه هاي اشعه ايكس(X) نشان داده اند كه اجزاي اصلي تشكيل دهنده انواع خاكستر بادي شاملCaO,Fe₂O₃, AL₂O₃,SiO₂ و اجزاي فرعي آن شامل C,Tio₂,MnO,SO₃,K2O,Na₂O,MgO هستند.

در اثر عمل سرد شدن خاكستر بادي كه خيلي سريع انجام مي گيرد، ذرات با بافت غيركريستالي و شيشه اي به دست مي آيد و ذرات كمي به صورت كريستالي ظاهر مي‌شود. به علت بافت غيركريستالي و شيشه اي خاكستر بادي، اين ماده فعاليت پوزولاني بالايي داشته و با آهك و سيمان واكنش هاي شيميايي ايجاد مي كند.

سرباره كوره ذوب آهن

سرباره ها محصولات مصنوعي از صنعت متالوژي اند. به هنگام توليد آهن خام در كوره بلند آهنگدازي، ناخالصي هاي موجود در سنگ آهن و سوخت را به كمك يك ماده گدازآور از آهن خام جدا مي كنند. سرباره محصولي فرعي از فرآيند ذوب آهن است. كاني هاي آهن و تركيبات اكسيدي آهن با زغال كك مخلوط مي گردند و تا درجه حرارتي حدود1600 درجه سانتيگراد حرارت داده مي شوند. تحت اين شرايط اكسيدهاي آهن با كربن كك تركيب مي شوند و دي اكسيد كربنCO₂ و منواكسيد كربن CO ايجاد مي نمايند. در اين فرآيند پس از عمل احياء آهن خام به صورت مذاب در قسمت تحتاني كوره جمع مي شود. عمدتاً اين چنين ناخالصي هايي كه خاصيت رسي نيز دارند، از جنس سيليس و آلومين اند. درجه ذوب سيليس و آلومين بسيار بالاتر از نقطه ذوب آهن است. به دليل اينكه از نظر فني جداكردن اين ناخالصي از آهن در حالت جامد مشكل است، بنابراين ضروري است كه به بار كوره متشكل از آهن و كك، مقداري سنگ آهك اضافه شود تا مخلوطي از آهك، سيليس و آلومين كه درجه ذوب آنها پايين است، به دست آيد. لذا علاوه بر ذوب شدن آهن، يك لايه سطحي از سرباره ذوب شده تشكيل مي گردد كه به دليل سبكتر بودن به صورت مذاب و كف بر روي آهن خام قرار مي گيرد. بنابراين، سرباره كوره ذوب آهن يك محصول گداخته است كه در پايين كوره بلند و بر روي آهن خام ظاهر مي شود. دماي آن نزديك به دماي آهن يعني بين1400 تا 1600 درجه سانتيگراد است. شكل5-17 تشكيلات يك كوره بلند آهن گدازي را نشان مي دهد. تركيبات شيميايي سرباره را مي توان توسط نمودار چهار وجهيCaO-SiO₂-Al₂o₃-MgO يا به طور ساده تر در سيستم سه وجهيC-S-A با يك مقدار ثابتMgO نشان داد. (شكل5-18)

سرباره مذاب را كه بدين طريق به دست مي آيد، از كوره خارج نموده و پس از سرد كردن به مصارف گوناگوني مي رسانند كه اهم آنها عبارتند از: توليد سيمان هاي سرباره‌اي، مواد نسوز، پشم سرباره، بالاست راه آهن، مصالح زيرسازي جاده، مصالح سنگي آسفالت و بتن و… جدول (5-6) مقدار توليد و مصرف سرباره در صنعت سيمان و بتن در دنيا طي سال1983 را ارائه مي دهد.

ساخت سيمان هاي سرباره اي

همانطور كه قبلاً اشاره شد سرباره دانه دانه را جهت ساخت سيمان هاي سرباره اي استفاده مي كنند، براي انجام شدن اين امر سه روش وجود دارد:

1- گرد سرباره را به مواد اوليه سيمان پرتلند اضافه مي كنند.

2- به همراه كلينكر سيمان پرتلند و قدري سنگ گچ، آن را آسياب مي كنند كه به سيمان آهنگدازي معروف است.

3- از آسياب كردن آن با سنگ گچ و قدري كلينگر، سيمان سوپر سولفات مي سازند.

زمان زيادي طول كشيده است تا سيمان هاي سرباره اي جاي خود را به عنوان يك سيمان پرتلند استاندارد بيابند. كاربرد و مصرف اين سيمان ها اثر نامطلوب در مقاومت و دوام بتن هاي ساخته شده ندارد و كلاً هدف از ساخت سيمان هاي پرتلند آهنگدازي با استفاده از ضايعات ذوب آهن، كاهش قيمت تمام شده آهن خام و صرفه جويي در هزينه توليد سيمان پرتلند است. شكل (5-20) نمودار شماتيك جريان توليد سيمان هاي سرباره اي را نشان مي دهد.

سيمان هاي پرتلند آهنگدازي كه از آسياب كردن كلينكر سيمان پرتلند به همراه سرباره دانه دانه و قدري سنگ گچ توليد مي شود. داراي نسبت هاي اختلاف گوناگون در كشورهاي مختلف است. در اكثر كشورها با توجه به موارد استفاده از سيمان پرتلند سرباره اي و خواص شيميايي سرابره از درصدهاي مختلف سرباره در توليد سيمان فوق استفاده مي كنند.

ASTM-C565 انواع سيمان هاي هيدروليكي از جمله دو نوع سيمان سرباره اي را ذكر نموده است، كه در نوع1S نسبت به سرباره از25تا65 درصد و در نوعS ميزان سرباره حداقل60 درصد است كه در اين نوع بقيه اجزا تشكيل دهنده، كلينكر سيمان پرتلند يا آهك هيدراته است.

در آلمان غربي دو نوع سيمان پرتلند سرباره اي وجود دارد كه يكي به نامEPZ يا سيمان پرتلند آهني كه داراي حداكثر30 درصد سرابهر و نوع دوم به نامHOZ يا سيمان سراباره‌اي كه حاوي 36 تا85 درصد سرباره است. در كشورهاي بلژيك، آلمان شرقي، هلند، شوروي و انگليس و… نيز دسته بندي هاي مختلفي براي سيمان هاي سرباره اي وجود دارد.

در ارتباط با روش ساخت سيمان هاي سرباره اي بايد توجه داشت كه سختي سرباره دانه اي از كلينكر سيمان پرتلند بيشتر است. چون آسياب كردن توأم سرباره و كلينكر، سبب ريزتر شدن ذرات كلينكر سيمان پرتلند مي شود، در نتيجه ناهمگني در درشتي و اندازه ذرات سيمان ايجاد مي گردد. بعضي ها ترجيح مي دهند كه سرباره دانه دانه و كلينكر سيمان پرتلند را به طور جداگانه آسياب كرده و بعد با هم مخلوط كنند. همچنين كاربرد سرباره دانه دانه را نمي توان فقط محدود به ساخت سيمان سرباره اي در كارخانه‌هاي سيمان دانست، بلكه مي توان سرباره نرم شده را به همراه مقدراي گچ به مخلوط بتن حاوي سيمان پرتلند و سنگدانه افزود و بتن با سيمان سرباره اي ساخت. آزمايش هاي گسترده نشان داده است كه مخلوطي كه بدين طريق از سرباره و سيمان پرتلند به دست مي آيد به همان كيفيت است كه از آسياب كردن توأم اين دو جزء حاصل مي شود.

يك روش مناسب ديگر براي استفاده در كارگاه هاي بزرگ ساختماني نظير سدسازي يا در كارخانه هاي ساخت قطعات پيش ساخته پيشنهاد شده است، بدين صورت كه سرباره دانه اي را به شكلي كه از كارخانه ذوب آهن تحويل مي شود، در آسياب گلوله اي به روش تر، آسياب مي كنند تا تبديل به دوغاب رقيق شود. سپس اين دوغاب به همراه سيمان پرتلند و مصالح سنگي مستقيماً به داخل مخلوط كن بتن ريخته مي شود. امتياز روش تر اين است كه نياز به قدرت و انرژي كمتري دارد و محصول آن داراي نرمي بيشتري نسبت به آسياب كردن به روش خشك است.

5-6-4-4 دوام بتن هاي ساخته شده با خاكستر پوسته برنج

تحقيقات و بررسي هاي انجام شده نشان مي دهد كه بتن و ملات ساخته شده با سيمان داراي خاكستر پوسته برنج در مقايسه با بتن ساخته شده با سيمان پرتلند معمولي و ديگر سيمان هاي پوزولاني، مقاومت بالايي در محيط اسيدي دارد. براي روشن شدن عملكرد مناسب خاكستر پوسته برنج در محيط هاي خورنده، نمونه هاي استوانه اي شكل بتني با مخلوط35 درصد خاكستر پوسته برنج و 65 درصد سيمان پرتلند نوع(II) ساخته شده و به مدت1500 ساعت در محلول اسيدي (5 درصد اسيد سولفوريك يا اسيد كلريدريك) قرار داده شدند. در محلول اسيد كلريدريك، نمونه سيمان پرتلند كنترل35 درصد و نمونه داراي خاكستر پوسته برنج8 درصد افت وزن داشته است. اين افت ها در محلول اسيد سولفوريك به ترتيب27 و13 درصد بوده است.

همچنين مخلوط هاي آهك- خاكستر پوسته برنج قرار داده شده در محلول يك درصد اسيد استيك به مدت بيش از5 سال داراي شرايط بسيار خوبي بوده، در حالي كه در ملات هاي سيمان پرتلند، در يك سال، تردشدگي سطحي و افت وزن قابل توجه بوده است. همچنين گزارش شده كه مقاومت ملات هاي داراي خاكستر پوسته برنج در برابر اسيد بيشتر بوده است. در اين آزمايش ها نمونه هاي ملات ساخته شده از مخلوط (50-50) سيمان پرتلند و خاكستر در محلول 97/1 نرمال اسيد كلريدريك قرار داده شدند. بعد از 72 روز محلول اسيدي روي سطح ملات هاي داراي خاكستر پوسته برنج تأثيري نداشته است در حالي كه نمونه هاي ساخته شده با سيمان پرتلند معمولي بر اثر اسيد كلريدريك خورده و حفره دار شدند.

احتمال دارد كه دوام سيمان هاي پرتلند داراي خاكستر پوسته برنج به علت ساختار فيزيكي سيمان هاي هيدراته شده و كاهش در مقدار هيدروكسيدكلسيم باشد. برخي محققين نشان داده اند كه افزودن خاكستر پوسته برنج به سيمان پرتلند، باعث مسدود شدن سوراخ هاي ريز و يا تبديل آنها به سوراخ هاي بسيار كوچكتر با نفوذپذيري كمتر مي شود.

دوام ملات هاي آهك- خاكستر پوسته برنج نيز با قرار دادن نمونه هاي ملات منشوري شكل در چرخ هاي تر و خشك و بررسي شده است. در چرخه تر، نمونه ها در آبي با دماي18 درجه سانتيگراد براي مدت25 دقيقه غوطه ور مي شوند. سپس آب موجود در محفظه تخليه و براي رسيدن دماي آن به 45 درجه سانتي گراد لامپ هاي حرارتي روشن مي شود، سپس بعد از25 دقيقه لامپ ها خاموش و آب براي تكرار چرخه به درون محفظه فرستاده مي شود، نمونه ها در پايان چرخه خشك، وزن مي شوند. نتايجي كه در شكل5-31 آورده شده، نشان مي دهد كه افت وزن به تعداد چرخه ها بستگي دارد. (هر هفته معادل168 چرخه است)

با توجه به نتايج به دست آمده ملاحظه مي شود كه در اين واكنش عمل جدا شدن آهك از محيط به وقوع مي پيوندد. در مخلوط هاي با آهك كم (20 درصد آهك)، درصد كمي از آهك آزاد باقي مي ماند. در طول چرخه تر، آهك از سيليكات هيدراته شده جدا شده و بيرون رانده مي شود و طبق نظر برخي محققين، سيليس هيدراته باقي مي ماند. اين نوع خوردگي يك پديده سطحي است كه به وسيله عمل شستشو در چرخه تر تشديد مي شود، زيرا سطح جديد در معرض جداشدن آهك قرار مي گيرد. براي مخلوط هاي با آهك زياد، گرچه عمل جدا شدن آهك صورت مي گيرد، آهك آزاد به مقدار كافي براي توليد سيليكات كلسيم هيدراته وجود دارد. همچنين سطح مخلوط هاي داراي آهك زياد، كربناته شده و از جدا شدن آهك تا حدي كاسته مي شود.

تأثير جدا شدن آهك بر دوام مخلوط هاي با آهك كم، باعث مي شود كه بهينه نسبت به خاكستر1:2 در نظر گرفته مي شود. همچنين يادآوري مي شود كه از ديدگاه مقاومت فشاري ملات، بهينه آهك به خاكستر1:2 است.

براي استفاده از خاكستر پوسته برنج در بتن مسلح محدوديت هايي وجود دارد. برخي در تحقيقات خود به اين نتيجه رسيده اند كه مي توان در ساخت خانه هاي ارزان قيمت از مخلوط هاي آهك- خاكستر پوسته برنج در بتن مسلح مورد استفاده در تيرهاي سردر (نعل درگاهي) و ستون هاي مربوط به بام استفاده كرد.

بررسي هايي نيز در مورد بتن ساخته شده با سيمان پرتلند پوزولاني شامل مخلوط50:50 سيمان پرتلند و خاكستر پوسته برنج انجام شده كه حاكي از رضايت بخش بودن استفاده از خاكستر پوسته برنج به عنوان پوزولان در ساختن بتن مسلح بوده است. نكته مهم اين است كه چنانچه بتن هاي ساخته شده با اين نوع سيمان به طور مناسبي به عمل آورده شوند، هيچگونه خرابي قابل توجهي در آرماتورهاي آن ديده نخواهد شد.

پوزولان هاي طبيعي

منشأ پيدايش پوزولان هاي طبيعي

در بخش هاي پيشين ذكر شد كه پوزولان ها به لحاظ منشأ وجودي به دو گروه تقسيم مي شوند:

پوزولان هاي طبيعي و مصنوعي. مقصود از طبيعي بودن پوزولان اين است كه نياز به عملياتي كه خصوصيات شيميايي و كاني هاي آن را اصلاح نمايد، نباشد و مستقيماً به كار رود. در صورتي كه مواد مصنوعي توسط عمليات شيميايي بر روي موادي كه داراي خواص پوزولاني ضعيف اند، حاصل مي گردد.

پوزولان هاي طبيعي در حقيقت پوكه سنگ ها و خاكسترهاي باقي مانده از فعاليت هاي آتشفشاني غيربلوري اند. سنگ هاي آذري آواري كه از فوران انفجارات آتشفشاني حاصل مي گردند، بعد از خروج از دهانه اتفشان روي زمين يا در آب ته نشين مي‌گردند. رسوبات روي زمين را غالباً سنگدانه هاي نامتجانس تشكيل داده كه تركيبي هستند از خاكسترهاي حاوي ذرات سنگ هاي آتشفشاني مخلوط شده با ذرات حمل شده كه از ديواره دودكش آتشفشان يا انتهاي آن بيرون مي آيند. ذرات غير چسبنده رسوبات با منشأ آواري با قرار گرفتن تحت پديده دياژنز يا سنگ شدگي به سنگ هاي متراكم كه به توف ها موسومند، تبديل مي گردند. اين پديده كه با اصلاحات كاني- شيميايي هماره است، مي تواند اثر مساعد يا نامناسب بر روي رفتار پوزولاني بگذارد. تمام رسوبات آذري آواري از خود فعاليت پوزولاني نشان نمي دهند، بلكه فقط آنهايي كه اسيدي هستند و حالت شيشه اي دارند و حاوي كاني هاي زئوليتي اند. اين خاصيت را دارا خواهند بود برخي در اين باره چنين نظريه اي ارائه مي دهند: پوزولان هاي طبيعي با منشأ آتشفشاني در بردارنده مواد شيشه اي غيرچسبنده يا توف هاي متراكم به دست آمده از رسوبات خاكستر و خاك هاي آتشفشاني اند. آنها يا مانند پوزولان هاي منطقه راين آلمان لايه هاي زيرين رسوبات جديدند و به حالت شبه سنگ تحكيم يافته وجود دارند و يا به صورت ناقص و غير تحكيم يافته، مانند پوزولان هاي ايتاليا يافت مي شوند. پوزولان هاي آتشفشاني تركيبي از مخلوط سيليكات ها و حاوي ذرات شيشه‌اي و كريستالي، خاكستر و خاك آتشفشاني هستند كه تحت سردشدن سريع تشكيل شده اند. در بعضي حالت ها به طور اساسي اصلاح شيميايي قابل ملاحظه اي را تحمل كرده كه به هر صورت منجر به تشكيل تركيبات زئوليتي مي گردند. اين اصلاح را معمولاً به عمل بخار آب با دماي بالا و دي اكسيد كربن در زيرزمين نسبت مي دهند. اثر چنين اصلاحي را بايد بهبود در رفتار شيميايي پوزولان ها دانست كه طي آن، عناصر اصلي به طور جزيي تحت تأثير واكنش بادي اكسيدكربن و آب قرار مي گيرند. اين مطلب در تراس و بعضي پوزولان هاي قديمي ايتاليا بيشتر به چشم مي خورد. فعاليت پوزولاني كمي حتي گدازه هاي حجيم و همچنين در بعضي از سنگ هاي آذرين تجزيه شده مثل پساميت و آرن كه اهميت كاربردي ندارند، مشاهده گرديده است. در بيان منشأ فعاليت پوزولان هاي آتشفشاني نظرات گوناگوني بيان گرديده است.

تركيبات شيميايي پوزولان هاي غيرچسبنده آتشفشاني در طيف وسيعي متغيرند. با اين حال تمام آنها سيليس و آلومين نسبت به ديگر اجزاء ميزان بالاتري دارند. جدول 5-15 خصوصيات شيميايي پوزولان هاي كشورهاي مختلف را نشان مي دهد.

پوزولان هاي ايران

شناسايي كلي

با توجه به آتشفشان هاي مختلفي كه در نقاط مختلف ايران وجود دارد، اساساً پوزولان‌هاي طبيعي زيادي را مي توان يافت. وجود گسترده مواد پوزولاني در ايران با فعاليت نسبتاً خوبي كه دارند، مي تواند كمك شايان توجهي به صنعت سيمان و بتن كشور نموده و همچنين به عنوان راه حل هاي اساسي در حل مشكلات مربوط به خرابي‌هاي شيميايي بتن در مناطق حاشيه خليج فارس، به كار گرفته شوند. شرح خصوصيات برخي از پوزولان هاي ايران در جدول5-16 و خصوصيات شيميايي آنها در جدول5-17 ارائه شده است.

حد ريزدانگي براي پوزولان هاي ايران و مقدار سطح مخصوص براي دوده سيليس جهت مقايسه در جدول5-18 ذكر شده است. روش يافتن، آسياب نمودن پوزولان به مدت تقربي4 ساعت و گذرندن آنها از الك نمره200 است كه بعداً با روش بلين ميزان سطح مخصوص آنها اندازه گيري مي شود.

5-7-2-2 ارزيابي خاصيت پوزولاني دياتمه

نتايج جذب آهك نسبت به زمان كه با روش ترموگراويمتري به دست آمده در جدول5-19 نشان داده شده است. اگر نتايج را مورد برسي دقيق قرار دهيم، درمي يابيم كه نمونه‌هاي دياتمه به قدري قوي بوده كه ظرف مدت 3 روز تمام آهك محيط را جذب كرد، در صورتي كه دوده سيليس هنوز موفق به اين عمل نگرديده است. بقيه خاك ها داراي خاصيت جذب آهك يكساني بوده و با آهنگ تقريباً همانند، آهك جذب كرده اند، خاك هاي دياتمه فعاليت تقريباً يكساني را در طول مدت آزمايش از خود نشان مي‌دهند، اما وقتي ريزدانگي آن نسبت به دوده سيليس كه تقريباً نصف آن است در نظر گرفته شود خود دليل ديگري بر مرغوبيت اين خاك است. به عبارت ديگر، اگر اينخاك را تا اندازه‌‌اي آسياب نماييم كه به اندازه دوده سيليس برسد، بايد عملكرد بسيار قابل ملاحظه‌اي را انتظار داشت.

ارزيابي خاصيت پوزولاني تراس

ماده پوزولاني تراس كه در ايران نيز مورد استفاده قرار گرفته از توف هاي آتشفشاني است. به طور كلي توف ها، سنگ هاي پيروكلاستيك هستند كه از خروج مواد آتشفشاني ناشي مي شوند.

ذخاير بزرگي از تراس همانگونه كه در جداول بخش قبلي مشاهده شد در نقاط مختلف جهان وجود دارد. با توجه به نقشه زمين شناسي منطقه دماوند مشاهده مي گردد كه ناحيه وسيعي از اين منطقه توسط توف سبز پوشيده شده كه ضخامت آن در جنوب به 1500 متر مي رسد ولي هر چه به سمت شمال مي رويم از ضخامت آن كاسته مي شود. خصوصيات شيميايي و سطح مخصوص ذرات تراس در جداول قبلي تشريح شده است.

شكل هاي5-32و5-33 نشان دهنده تصاوير ساختماني ذرات تراس در حالت طبيعي و پس از عمل آوردن حرارتي در دماي 600 درجه سانتي گراد و در حالت متراكم اند. همان گونه كه مشاهده مي گردد، اين عكس ها محدوده وسيعي از ابعاد ذرات را تحت پوشش دارند. شكل متخلخل و گوشه دار ذرات، خود دليلي بر كاربرد بيشتر آب جهت دستيابي به يك كارآيي معين است.

خاصيت پوزولاني تراس با استفاده از روش هاي شيميايي و اصلاح شده توسط مؤلف اندازه گيري شده است. شكل5-34 ميزان آهك مصرفي در مخلوط آهك و تراس را كه توسط روش ترموگراويمتري(TG) اندازه گيري شده است، نشان مي دهد. منحني ها در اين شكل نشان مي دهند كه به مرور زمان ميزان آهك در مخلوط تقليل مي يابد. اين كم شدن در ساعات و روزهاي اويه سريع تر است. مقايسه دو منحني مربوط به تراس طبيعي و تراس بعد از حرارت تا600 درجه سانتيگراد نشان مي دهد كه بعد از دو روز 7/27 درصد آهك با تراس طبيعي و 38 درصد با تراس حرارت داده شده تركيب مي‌شود، اين نتيجه مبين آن است كه بالا رفتن و اصلاح شدن خاصيت پوزولاني تراس بر اثر حرارت است. با توجه به نتايج آزمايش اشعه ايكس در شناخته كريستال هاي تراس، اين تغير ناشي از دگرگوني در ساختمان كريستالي تراس پيش بيني مي شود.

تأثير تراس بر مقاومت بتن

مقاومت بتن هاي ساخته شده از سيمان تراس كمتر از سيمان معمولي است ولي اين نقصان با كم كردن آب بتن و استفاده از مواد تقليل دهنده آب برطرف مي گردد. شكل‌هاي 5-35 و5-36 دو حالت ياد شده را نشان مي دهند. همچنين شيب منحني ها نشان مي دهد كه بتن ساخته شده با تراس در دراز مدت شروع به ازدياد مقاومت مي‌نمايد و اين مقاومت حتي فراتر از بتن معمولي نيز هست. در نمونه هاي ساخته شده از تراس، نگاهداري بتن در محيط مرطوب نقش به سزايي در افزايش مقاومت دارد. شكل5-37 به خوبي نشان مي دهد كه نگاهداري بتن، در محيط با 100 درصد رطوبت نسبي و 20 درجه سانتيگراد باعث ايجاد مقاومت بالا در بتن ها، نسبت به شرايط ديگر عمل آوري شده است.

تأثير تراس بر تخلخل و نفوذپذيري بتن

از آنجا كه استفاده از تراس جهت ساختن بت با كارآيي و اسلامپ ثابت باعث افزايش آب مورد نياز بتن نسبت به بتن معمولي با همان اسلامپ مي گردد، لذا بدون استفاده از ماده روان كننده، تخلخل بتن افزايش مي يابد. اين نتيجه در شكل هاي5-38 و5-39 نمايش داده شده است. قابل ذكر است كه آزمايش به روش نفوذ جيوه انجام گرديده است.

جهت ارتباط ميزان نفوذپذيري ملات ها و تخلخل آنها آزمايش نفوذ گاز در بتن انجام شده است كه نتايج اندازه گيري ميزان نفوذ اكسيژن در نمونه ها در جدول5-20 ذكر شده است. قابل توجه است كه نفوذپذيري در ملات هاي ساخته شده از تراس با به كار بردن مواد تقليل دهنده آب بتن، تقليل يافته است. در ارتباط نفوذپذيري با تخلخل، حفره هاي با قطرهاي مشخص در تغيير نفوذپذيري دخالت دارند. لذا عامل مهم تر از تخلخل كل بتن در تغييرات نفوذپذيري، نحوه پخش فضاهاي خالي و منحني توزيع اين حفره هاست. در آزمايش هاي انجام شده ارتباط نزديكي بين نفوذپذيري حفره هاي با قطر بزرگتر از1/0 ميكرون به دست آمده است. بدين معني كه افزايش حجم حفره هاي با قطر بزرگتر از1/0 ميكرون باعث افزايش نفوذپذيري در ملات شده است.

تأثير تراس بر دوام بتن

به منظور بررسي و مقايسه ملات هاي ساخته شده از سيمان معمولي و سيمان تراس در مقابل آب هاي سولفات دار، نمونه هاي مكعبي به ابعاد 50 ميليمتر و نمونه هاي منشوري جهت آزمايش انبساط در محلول4 درصد سولفات سديم در آب و نمونه هايي در خارج از محلول سولفات قرار داده شدند.PH خنثي با استفاده از اسيد سولفوريك 1/0 نرمال ثابت نگهداشته شده است. نتيجه آزمايش مقاومت فشاري نمونه هاي مكعبي در شكل هاي 5-40 و5-41 ديده مي شود. مقاومت فشاري تمامي ملات هاي نگه داشته شده در محلول سولفات به مرور زمان همانند نمونه هاي خارج از محلول افزايش مي يابد، ليكن در حدي متوقف و شورع به كاهش مي كند. علت اين امر، فعل و انفعال تركيب سولفات و سيمان هيدراته است كه ابتدا بدون اضافه حجم است و مقاومت را بالا مي برد ولي پس از تشكيل اترينگايت با انبساط زياد و كاهش مقاومت همراه است. اما نكته مهم نقطه شروع نقصان مقاومت است كه در ملات هاي منشوري شكل داخلو  خارج محلول سولفات نيزنشان دهنده مقاومت بيشتر آنها در موقعي است كه با منشوري شكل داخل و خارج محلول سولفات نيز نشان دهنده مقاومت بيشتر آنها در موقعي است كه با سيمان تراس ساخته شده باشند (شكل5-42). ميزان سولفات نفوذ كرده در ملات‌ها نيز با روش اشعه ايكس تعيين و در شكل5-43 نمايش داده شده است. در اين شكل مشاهده مي شود كه مقدار سولفات در ملات هاي معمولي و تراس از مقدار كمي در سطح به طرف داخل نمونه زياد و بيشترين مقدار در چند ميليمتري سطح نمونه تشكيل مي شود. همچنين منحني فوق نشان مي دهد كه ميزان نفوذ سولفات، بعد از يكسال در ملات معمولي6 ميليمتر و در ملات تراس 4 ميليمتر است.

آزمايش ميزان نفوذ كلر نيز بر روي نمونه هاي ملات معمولي و ملات با تراس انجام داده شده، در جدول5-21 درج گرديده است. نتايج نشان دهنده آن است كه با استفاده از مواد روان كننده و تقليل ملات و پس از فعل و انفعالات تراس و سيمان و پركردن فضاهاي خالي ملات، ميزان نفوذ يون كلر كم شده است.