العوامل المؤثرة على نشاط الرماد المتطاير

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على نشاط الرماد المتطاير، وهي عوامل معقدة للغاية. تشمل العوامل الرئيسية المتحكمة ما يلي: التركيب الكيميائي (وخاصة الطور الزجاجي)؛ بنية الزجاج؛ العيوب الكيميائية والفيزيائية في نقطة التنشيط داخل الزجاج (بما في ذلك تلك الناتجة عن الطحن)؛ دور الماء كوسيط للتفاعل الكيميائي؛ وتوزيع حجم الجسيمات. كلما زادت العمليات في خط إنتاج الرماد المتطاير، كلما كان الرماد الناتج أدق، وارتفع سعره. ولكن بشكل عام، يمكن تقسيم هذه العوامل إلى فئتين: الأولى كيميائية، وتتعلق بشكل أساسي بعدد وتركيب المواد الفعالة التي تشارك في التفاعلات البوزولانية وتعززها؛ والثانية فيزيائية، وتؤثر بشكل أساسي على عملية التميؤ وتصلب الأسمنت، وعلى بنية حجر الأسمنت المتكونة لاحقًا.

1. العوامل الكيميائية

بما أن طور زجاج السيليكا والألومينا هو المصدر الرئيسي لنشاط الرماد المتطايرإن العوامل التي تقلل من عدد الأجسام الزجاجية، مثل الفقد الكبير عند الاشتعال وكثرة الأطوار البلورية، تُعدّ غير مواتية للنشاط. إضافةً إلى ذلك، تختلف أدوار العناصر المختلفة في تركيب الطور الزجاجي. وتُعدّ الأكاسيد المكونات الأكثر شيوعًا في الرماد المتطايروتُعدّ هذه المكونات الرئيسية لمنتجات التميؤ. مع ذلك، يختلف مدى وأهمية الأكاسيد المشاركة في تفاعلات التميؤ باختلاف العمر ودرجة الحرارة. على سبيل المثال، يُمكن للحديد أن يُخفّض درجة انصهار الرماد، مما يُساعد على تكوين حبيبات زجاجية دقيقة. ولكن، نظرًا لضعف قدرة أكسيد الحديد على المشاركة في تفاعلات التميؤ، يُعتقد عمومًا أن زيادة محتواه تُؤثر سلبًا على النشاط؛ بينما يُمكن لكمية صغيرة من أكاسيد المعادن القلوية أن تُعزز التميؤ. يحدث التفاعل، ولكن عند استخدام الركام النشط، فإن المحتوى العالي من أكاسيد البوتاسيوم والصوديوم في الرماد المتطاير يُعزز تفاعل الركام القلوي، مما يُؤدي إلى تدمير استقرار الخرسانة. إن وجود كمية صغيرة من ثالث أكسيد الكبريت في الرماد المتطاير مفيد لتكوين سيليكات الكالسيوم المائية وتكوين كبريتات ألومينات الكالسيوم المائية (الإترينجيت) التي تساهم في القوة المبكرة، ولكن التمدد المفرط للإترينجيت سيؤدي إلى مشاكل في استقرار الحجم، لذلك يجب ألا يكون محتوى ثالث أكسيد الكبريت مرتفعًا عند 3٪.

2. العوامل الفيزيائية

العوامل الرئيسية المؤثرة على نشاط الرماد المتطاير هي شكل الجسيمات، والبنية المجهرية، وعوامل فيزيائية أخرى. بالنسبة لأنواع الرماد المتطاير المختلفة، كلما قلّت كمية الماء المطلوبة للوصول إلى القوام القياسي، زاد النشاط؛ وكلما انخفض محتوى الكربون، زاد النشاط؛ وكلما صغرت درجة النعومة، زاد النشاط؛ أما من حيث شكل الجسيمات، فكلما زاد وجود الجسيمات الزجاجية الكروية في الرماد المتطاير، زاد نشاطه. ومن خلال خاصية البنية المجهرية E، الرماد المتطاير تتمتع البنية رباعية الأوجه من السيليكون والأكسجين ذات السلسلة القصيرة بنشاط أعلى.

يمكن أن تعكس المساحة السطحية النوعية للرماد المتطاير إلى حد ما تركيب جزيئاته وبنيته. فالجزيئات الدقيقة من الرماد المتطاير لها مساحة سطحية نوعية أكبر؛ أما الأجسام الزجاجية الغنية بالكالسيوم فلها بنية كثيفة ومساحة سطحية نوعية صغيرة؛ بينما توجد أجسام زجاجية مسامية ذات ثقوب، وتكون مساحتها السطحية النوعية كبيرة.