Поцолан

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене

Поцолан, известен също като поцоланена пепел (pulvis puteolanus на латински), представлява фина, пясъкообразна вулканична пепел. Поцоланената пепел първоначално е открита и добивана в Италия, около град Поцуоли. По-късно е открита съшо така и на други места. Витрувий съобщава за четири типа поцолан: черен, бял, сив и червен, като всички тези видове могат да бъдат открити във вулканичните области на Италия, например в Неапол.

Химия[редактиране | edit source]

Поцоланът е смес от силициев оксид и алуминиев оксид, която влиза в реакция с калциевия хидроксид при наличие на вода. Тази смес придобива циментови свойства при стайна температура и има свойството да се втвърдява под вода. Това променило възможностите за направа на бетонни структури, въпреки че разкриването на пълния потенциал отнело на римляните известно време. Обикновено бил смесван в съотношение две към едно с вар преди добавянето на вода. Пристанището на Коза (Анседония) било изградено от поцолан излят под вода, най-вероятно използвайки дълга тръба, за внимателно изливане и непозволяване на проникването на солена морска вода. В днешни дни трите колони се виждат все още, с подводни части в много добро състояние, дори след повече от 2100 години.

Съвременна употреба[редактиране | edit source]

Съвременните поцоланови цименти са смес от естествен или промишлен поцолан и портланд цимент. Освен за подводна употреба, високата алкалност на поцолана го прави устойчив на основните форми на корозия от сулфати. Веднъж втвърдена напълно, сместа портланд цимент - поцолан може да бъде по-здрава от портланд цимента. По-ниската порьозност води до устойчивост на просмукване на вода и раздробяване.

Някои промишлени източници на материали с поцоланени характеристики са: клас F (силициева) пепелина от ТЕЦ на твърдо гориво въглища, микросилиций от производството на силиций, пепелта от оризови люспи от оризищата и метакаолин от преработката на битумни пясъци. Метакаолинът като мощен поцолан, може да бъде произвеждан и е ценен при производството на бял бетон.

Други отпадни продукти използвани в композитните портланд цименти включват клас C (варова) пепелина и гранулиран шлак.

Поцоланена реакция[редактиране | edit source]

В основата на поцоланената реакция стои, проста, киселинно базирана реакция между калциев хидроксид, известен също като Портландит, или (Ca(OH)2), и силициева киселина (H4SiO4). Тази реакция може да бъде представена така:

Ca(OH)2 + H4SiO4 → Ca2+ + H2SiO42- + 2 H2O → CaH2SiO4 · 2 H2O

или сумарно в съкратения вариант на циментните химици:

CH + SH → CSH

Полученото вещество с обща формула (CaH2SiO4 · 2 H2O ) е калциево-силициев хидрат, съкратено CSH в нотацията на циментните химици. Отношението Ca/Si, или C/S, и броя на водните молекули може да се променя и горепосочената стехиометрия може да е различна.


Вижте също[редактиране | edit source]

Отпратки[редактиране | edit source]

  • Cook D.J. (1986) Natural pozzolanas. In: Swamy R.N., Editor (1986) Cement Replacement Materials, Surrey University Press, p. 200.
  • McCann A.M. (1994) "The Roman Port of Cosa" (273 BC), Scientific American, Ancient Cities, pp. 92–99, by Anna Marguerite McCann. Covers, hydraulic concrete, of "Pozzolana mortar" and the 5 piers, of the Cosa harbor, the Lighthouse on pier 5, diagrams, and photographs. Height of Port city: 100 BC.