Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Pozzuolana )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Пуццолан или пуццолан ( / ˌ р ɒ т ы ( ш ) ə л ɑː п ə / ПОТ -s (ш) ə- АГЛ -nə , итальянский:  [Потс (ш) Olana] ), также известный как пуццолановая зола ( латинский : pulvis puteolanus ), представляет собой природный кремнистый или кремнеземно- глиноземный материал, который реагирует с гидроксидом кальция в присутствии воды при комнатной температуре (см. пуццолановую реакцию). В этой реакции образуются нерастворимые соединения гидрата силиката кальция и гидрата алюмината кальция, обладающие вяжущими свойствами. Название пуццолана происходит от одного из основных месторождений вулканического пепла, использовавшегося римлянами в Италии , в Поццуоли . Современное определение пуццоланы включает любой вулканический материал ( пемза или вулканический пепел ), преимущественно состоящий из тонкого вулканического стекла , который используется в качестве пуццолана.. Обратите внимание на разницу с термином пуццолан, который не имеет отношения к конкретному происхождению материала, в отличие от пуццолана, который может использоваться только для пуццоланов вулканического происхождения, в основном состоящих из вулканического стекла .

Историческое использование [ править ]

Пуццолана из вулкана Везувий , Италия

Пуццоланы, такие как земля Санторина, использовались в Восточном Средиземноморье с 500–400 до н.э. Хотя первопроходцами этого процесса были древние греки, именно римляне в конечном итоге полностью раскрыли потенциал известково-пуццолановой пасты в качестве связующей фазы в римском бетоне, используемом для зданий и подводного строительства. Витрувий говорит о четырех типах пуццоланы: черном, белом, сером и красном, которые можно найти в вулканических районах Италии, таких как Неаполь . Обычно перед смешиванием с водой его очень тщательно перемешивали в соотношении два к одному с известью . Римский порт в Козабыл построен из пуццоланово-известкового бетона, который заливался под водой, по-видимому, с использованием длинной трубы, чтобы аккуратно укладывать его, не позволяя морской воде смешиваться с ним. Три пирса все еще видны сегодня, а подводные части в целом находятся в отличном состоянии даже спустя более 2100 лет.

Геохимия и минералогия [ править ]

Основным пуццоланическим активным компонентом вулканической пемзы и золы является высокопористое стекло . [1] Легко изменяемая или высокореактивная природа этого пепла и пемзы ограничивает их распространение в основном недавно активными вулканическими областями. К этой группе относится большинство традиционно используемых природных пуццоланов , то есть вулканическая пемза из Поццуоли , земли Санторина и несвязных частей немецкого трасса .

Химический состав пуццолана изменчив и отражает региональный тип вулканизма . SiO 2 является основным химическим компонентом, большинство неизмененных пемз и золы попадают в диапазон составов от промежуточного (52–66 мас.% SiO 2 ) до кислого (> 66 мас.% SiO 2 ) для стекловидных пород, указанных в IUGS . В качестве пуццоланов реже используются основные (45–52 мас.% SiO 2 ) и ультраосновные (<45 мас.% SiO 2 ) пирокластики . Al 2 O 3 присутствует в значительных количествах в большинстве пуццоланов, Fe 2 O 3и MgO присутствуют только в незначительных количествах, что характерно для обычных или более кислых пород . Содержание CaO и щелочей обычно невелико, но может существенно варьироваться от пуццолана до пуццолана.

Минералогический состав из неизмененных пирокластических пород в основном определяется наличием вкрапленников и химическим составом исходной магмы . Основным компонентом является вулканическое стекло, обычно присутствующее в количестве более 50 мас.%. Пуццоланы, содержащие значительно меньше вулканического стекла , такие как трахиандезит от Volvic (Франция) только с 25 мас.%, Обладают меньшей реакционной способностью . [2] Помимо содержания стекла и его морфологии, связанной с удельной площадью поверхности , дефекты и степень деформации стекла, по-видимому, влияют напуццолановая активность . [3] Типичные ассоциированные минералы, представленные в виде крупных вкрапленников, являются членами серии твердых растворов полевого шпата плагиоклаза . В пирокластических породах, в которых щелочи преобладают над Ca, встречаются калиевые полевые шпаты, такие как санидин или альбит Na-полевой шпат [4] . Лейцит присутствует в богатых калием и бедных кремнеземом пуццоланах Latium . Кварц обычно присутствует в небольших количествах в кислых пуццоланах, в то время как пироксены и / или вкрапленники оливина часто встречаются в более простых материалах. Также встречаются ксенокристы или фрагменты горных пород, включенные во время сильных извержений и отложений. Цеолит , опал CT и глинистые минералы часто присутствуют в незначительных количествах как продукты изменения вулканического стекла. В то время как цеолитизация или образование опалового CT в целом благоприятно сказывается на пуццолановой активности , образование глины отрицательно сказывается на характеристиках известково-пуццолановых смесей или смешанных цементов.

Современное использование [ править ]

Пуццолана широко распространена в определенных местах и ​​широко используется в качестве добавки к портландцементу в таких странах, как Италия, Германия, Кения, Турция, Китай и Греция. По сравнению с пуццоланами, являющимися промышленными побочными продуктами, они характеризуются более широким диапазоном состава и большим разнообразием физических свойств. Применение пуццолана в портландцементев основном контролируется наличием подходящих месторождений на местном уровне и конкуренцией с доступными дополнительными вяжущими материалами в качестве побочных промышленных продуктов. Отчасти из-за исчерпания последних источников и обширных доступных запасов пуццолана, отчасти из-за доказанных технических преимуществ разумного использования пуццолана, их использование, как ожидается, значительно расширится в будущем. [5]

Пуццолановая реакция [ править ]

Основная статья: Пуццолановая реакция

Пуццолановая реакция - это химическая реакция, которая происходит в портландцементе, содержащем пуццоланы . Это основная реакция на римский бетон, изобретенный в Древнем Риме . В основе пуццолановой реакции лежит простая кислотно-основная реакция между гидроксидом кальция (в виде портландита ) и кремниевой кислотой .

См. Также [ править ]

  • Гидрат силиката кальция (CSH)
  • Цемент
  • Обозначение химика цемента
  • Конкретный
  • Энергетически модифицированный цемент (ЭМС)
  • Летающий пепел
  • Метакаолин
  • портландцемент
  • Пуццолан
  • Пуццолановая реакция (главная)
  • Пемза
  • Зола рисовой шелухи
  • Римский бетон
  • Дым кремнезема

Ссылки [ править ]

  1. ^ Ludwig, U .; Schwiete HE (1963). «Комбинация извести и новообразования в реакциях трассы-извести». Земент-Кальк-Гипс . 10 : 421–431.
  2. ^ Mortureux, B .; Hornain H .; Gautier E .; Регурд М. "Сравнение реакционной способности различных пуццоланов". Материалы 7-го Международного конгресса по химии цемента . IV : 110–115.
  3. Перейти ↑ Mehta, PK (1981). «Исследования смешанных портландцементов, содержащих санторинскую землю». Цемент и бетонные исследования . 11 (4): 507–518. DOI : 10.1016 / 0008-8846 (81) 90080-6 .
  4. ^ https://digitalfire.com/4sight/mineral/ceramic_mineral_na-feldspar_11.html
  5. ^ Дамтофт, JS; Лукасик Дж .; Herfort D .; Соррентино Д .; Gartner EM (2008 г.). «Инициативы в области устойчивого развития и изменения климата». Цемент и бетонные исследования . 38 (2): 115–127. DOI : 10.1016 / j.cemconres.2007.09.008 .
  • Cook DJ (1986) Натуральные пуццоланы. В: Swamy RN, Editor (1986) Cement Replacement Materials , Surrey University Press, p. 200.
  • Макканн AM (1994) «Римский порт Коза» (273 г. до н.э.), журнал « Scientific American», «Древние города» , стр. 92–99, автор - Анна Маргерит Макканн. Покрытия из гидробетона из «Пуццоланового раствора» и 5 опор гавани Коза , маяк на причале 5, схемы и фотографии. Высота портового города: 100 г. до н.э.
  • Снеллингс Р., Мертенс Г., Элсен Дж. (2012) Дополнительные вяжущие материалы. Обзоры по минералогии и геохимии 74: 211–278.