أسمنت بورتلاند من الرماد المتطاير

أسمنت بورتلاند
الرماد المتطاير يشير مصطلح أسمنت بورتلاند إلى مزيج من كلنكر أسمنت بورتلاند والرماد المتطاير، ممزوج بكمية مناسبة من الجبس ثم يُطحن، ويُرمز له بالرمز PF. أي مادة أسمنتية هيدروليكية مصنوعة من كلنكر أسمنت بورتلاند والرماد المتطاير وكمية مناسبة من الجبس المطحون تُسمى أسمنت بورتلاند بالرماد المتطاير، ويُرمز له بالرمز PF. تبلغ كمية الرماد المتطاير المضافة إلى الأسمنت 20% إلى 40% من الكتلة، وتكون درجة قوته ومتطلبات قوته في كل عمر مماثلة لتلك الخاصة بأسمنت بورتلاند الخبثي.

المواد الخام
وهو مصنوع من الكلنكر الإسمنتي البورتلاندي و الرماد المتطايريُخلط مع كمية مناسبة من الجبس ثم يُطحن. الرمز PF
أي مادة إسمنتية هيدروليكية مصنوعة من كلنكر إسمنت بورتلاند، ورماد متطاير، وكمية مناسبة من الجبس المطحون، تُسمى إسمنت بورتلاند بالرماد المتطاير، ويُرمز لها بالرمز PF. تتراوح نسبة الرماد المتطاير المضاف إلى الإسمنت بين 20% و40% من كتلته. يُسمح بإضافة خبث الفرن العالي المحبب بنسبة لا تتجاوز ثلث إجمالي كمية المواد المخلوطة. في هذه الحالة، يمكن أن تصل كمية المواد المخلوطة إلى 50%، ولكن يجب ألا تقل نسبة الرماد المتطاير عن 20% ولا تزيد عن 40%.
سمات
يتميز إسمنت الرماد المتطاير ببنية كثيفة نسبيًا، ومساحة سطحية داخلية صغيرة، وقدرة امتصاص منخفضة للماء، واحتياجه للماء اللازم لعملية الإماهة، مما يجعله أقل عرضة للانكماش الجاف، وأقل مقاومة للتشقق. إضافةً إلى ذلك، وكما هو الحال في الإسمنت العادي المضاف إليه مواد فعالة، يتميز إسمنت الرماد المتطاير بانخفاض حرارة الإماهة ومقاومة عالية للتآكل.
أداء
الخصائص الفريدة لأسمنت بورتلاند المصنوع من الرماد المتطاير هي كما يلي:
(1) انخفاض المقاومة المبكرة، وارتفاع معدل زيادة المقاومة المتأخرة: تتميز مقاومة أسمنت الرماد المتطاير المبكرة بانخفاضها، وتنخفض هذه المقاومة بشكل ملحوظ مع زيادة محتوى الرماد المتطاير. ونظرًا لاستقرار الجسم الزجاجي في الرماد المتطاير، فإن جزيئات الرماد تتآكل وتتلف ببطء شديد بفعل هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2) أثناء عملية إماهة أسمنت الرماد المتطاير، لذا فإن تطور مقاومة هذا الأسمنت ينعكس بشكل رئيسي في المرحلة المتأخرة. وبالتالي، فإن معدل زيادة مقاومته المتأخرة يكون مرتفعًا، وقد يتجاوز مقاومة أسمنت بورتلاند المقابل.
(2) سهولة التشغيل وانكماش جاف منخفض: نظرًا لأن معظم جزيئات الرماد المتطاير كروية الشكل وصلبة، ومساحة سطحها الداخلية ومياهها الممتصة قليلة، فإن أسمنت الرماد المتطاير يتميز بسهولة التشغيل وانكماش جاف منخفض، بالإضافة إلى قوة شد عالية ومقاومة جيدة للتشقق. وهذه ميزة واضحة لأسمنت الرماد المتطاير.
(3) مقاومة جيدة للتآكل: يتميز أسمنت الرماد المتطاير بمقاومة عالية للتآكل في الماء العذب والكبريتات. فبفضل تفاعل ثاني أكسيد السيليكون النشط في الرماد المتطاير مع هيدروكسيد الكالسيوم، يتكون هيدرات سيليكات الكالسيوم عند التوازن. ويكون تركيز الحد الأدنى المطلوب (أي قلوية الطور السائل) أقل بكثير من التركيز المطلوب لتحقيق توازن هيدرات سيليكات الكالسيوم في أسمنت بورتلاند العادي، مما يقلل بشكل ملحوظ من معدل الترشيح في الماء العذب، وبالتالي يحسن مقاومة الأسمنت للتآكل في الماء العذب ومقاومته لأضرار الكبريتات.
(4) انخفاض حرارة الترطيب: سرعة ترطيب أسمنت الرماد المتطاير بطيئة وحرارة الترطيب منخفضة، خاصة عندما تكون كمية الرماد المتطاير المضافة كبيرة، يكون انخفاض حرارة الترطيب واضحًا جدًا.

أسمنت بورتلاند
يُشار إلى جميع أنواع الكلنكر الإسمنتي البورتلاندي، التي تتكون أساسًا من سيليكات الكالسيوم أو الحجر الجيري أو خبث الأفران العالية المحبب بنسبة أقل من 5%، بالإضافة إلى المواد الإسمنتية الهيدروليكية المصنوعة من الجبس المطحون ناعمًا، مجتمعةً باسم الإسمنت البورتلاندي. ويُعرف هذا النوع دوليًا باسم الإسمنت البورتلاندي.
تصنيف
ينقسم الأسمنت البورتلاندي إلى نوعين، النوع الأول من الأسمنت البورتلاندي بدون مواد مختلطة يسمى الأسمنت البورتلاندي، رمزه P·I؛ أما المواد المختلطة مع الحجر الجيري أو خبث الفرن العالي المحبب الذي لا يتجاوز 5٪ من كتلة الأسمنت فتسمى النوع الثاني من الأسمنت البورتلاندي، رمزه P·Ⅱ.
التركيب المعدني
يتكون الإسمنت البورتلاندي بشكل أساسي من المعادن التالية: سيليكات ثلاثي الكالسيوم، سيليكات ثنائي الكالسيوم، ألومينات ثلاثي الكالسيوم، وألومينات حديد رباعي الكالسيوم. يُحدد سيليكات ثلاثي الكالسيوم قوة الإسمنت البورتلاندي خلال أربعة أسابيع؛ بينما لا يُظهر سيليكات ثنائي الكالسيوم قوته إلا بعد أربعة أسابيع، ويصل إلى قوة سيليكات ثلاثي الكالسيوم خلال عام تقريبًا؛ أما ألومينات ثلاثي الكالسيوم فتُظهر قوتها بشكل أسرع، ولكن قوتها أقل، وتؤثر بشكل طفيف على قوة الإسمنت البورتلاندي خلال يوم إلى ثلاثة أيام أو أكثر بقليل؛ أما مساهمة الإسمنت الملحي الحمضي في القوة فهي ضئيلة.