خواص گوگرد به منظور تهیه سیمان گوگردی

خواص گوگرد به منظور تهیه سیمان گوگردی

گوگرد را می توان به عنوان ماده چسباننده مصالح (سیمان) در ساختمان بتن به کار برد. گوگرد در دمای معمولی به شکل پایدار رومبیک است که در آن اتمهای گوگرد به صورت حلقه S__۸ می باشد. گوگرد مذاب در دمای حدود ۱۶۰ درجه سانتیگراد به شکل آمورف تغییر می یابد و حلقه S__۸ به زنجیرهایی با طولهای متفاوت تبدیل می شود و پس از سرد شدن دوباره به شکل آلفا باز می گردد.تفاوت اندازه گوگرد در حالت پودری و مذاب، منجر به ایجاد خلل و فرج در ساختمان بتن پس از سرد شدن می شود که بتن را ترد و شکننده می کند. برای جلوگیری از این امر، گوگرد مذاب با افزودنی های خاصی واکنش داده می شود و خواص آن بهبود می یابد. گوگرد اصلاح شده، گوگردی است که درصد قابل توجهی از آن بعد از سرد شدن به شکل آلفا باز نمی گردد. فراورده واکنش گوگرد مذاب و افزودنی، سیمان گوگردی است. در این پژوهش ۷ افزودنی قابل تهیه در داخل کشور، شناسایی و با انجام آزمایشهای لازم، تاثیر آنها بر خواص گوگرد بررسی شد که دوتا از این افزودنی ها خواص گوگرد را تا حد قابل قبولی اصلاح نمود. نمونه ملات ساخته شده دارای مقاومت فشاری قابل مقایسه ای با نمونه های ساخته شده، از افزودنی DCPD است و همچنین، آزمونهای خوردگی در محیطهای نمکی و اسیدی نتایج رضایت بخشی داشته است.

بتن گوگردی اصلاح شده

بتن گوگردی محصولی است كه با وجود اين كه ظاهری نهایی آن مانند بتن معمولی است، اما طرز توليد، نگهداری و استفاده از آن متفاوت است. بتن‌های گوگردی يك عنوان كلی برای مجموعه‌ای از محصولات استفاده می‌شود كه از نظر نوع و نسبت تركيبات استفاده شده متفاوت است. اين مواد كلاً جزء دسته مواد ترمو پلاستيك بوده كه از تركيبات گرمايی نوع خاصی از گوگرد، تركيبات معدنی و افزودنی‌های مورد نياز بدست می‌آيد.

بتن گوگردی سریعاً در اثر خنك شدن سخت می‌شود و كسب مقاومت می‌كند. اگر سنگدانه‌های مقاوم در برابر اسیدها و نمك‌ها به كار رود بتن گوگردی پر مقاومت و بادوام می‌تواند تولید ‌شود و در مواردی كه سایر بتن‌ها سریعاً از بین می‌روند بخوبی مصرف شود. بتن گوگردی در محیط‌های قلیائی و اكسید كننده‌ها پایدار نیست اما در محیط‌های اسیدی و نمك‌ها عملكرد عالی دارد.

‌بتن‌های گوگردی اولیه كه با گوگردهای اصلاح نشده ساخته شده‌اند از نظر دوام مشكل داشته و ‌وقتی از مصالح مقاوم و بادوام برای تولید این بتن استفاده ‌شده، این بتن‌ها در زمان نسبتاً كوتاهی از بین ‌رفته و خراب شده است. به هر حال با مصرف سیمان‌های گوگردی اصلاح شده دوام بتن‌های گوگردی افزایش یافته و كاربرد آن را به عنوان مصالح ساختمانی امكان پذیر نموده است. در این حالت این نوع بتن برخی خواص منحصر بفرد را به اثبات رسانده است.

‌اصلاح بتن مبتنی بر اصلاح ساختار سیمان بوده به نحوی كه با استفاده از مواد افزودنی خاص در حین اختلاط بتوان خواص مورد نظر را در محصول نهایی ارتقاء بخشید. بتن‌های گوگردی به تنهایی و بدون افزودنی‌هایی كه به منظور بهبود خواص آن در فرمولاسیون منظور میشود از كارایی چندانی خصوصاً به عنوان ماده مقاوم در محیط‌های اسیدی و نمك‌های شیمیایی برخوردار نبوده لذا در فرمولاسیون نهایی انواع افزودنی وجود دارد كه عمدتاً در راستای پایداری آن در سیستم‌های فرساینده اضافه می‌شود. افزودنی دیگری در راستای كاهش انباشتگی حین فشار انقباض حرارتی كه در اثنای سفت شدن بتن وجود دارد، در فرمولاسیون منظور میشود. همچنین در راستای حفاظت بتن حین سیكل‌های متوالی انجماد-ذوب‌، استفاده از ماده افرودنی مناسب از جمله تمهیدات خاصی است كه در ساخت بتن‌های گوگردی اعمال می‌شود. بتن‌های گوگردی از قابلیت تقویت‌ با استفاده از تكنولوژی آرمه‌های الیافی ویژه به منظور ارتقاء سختی و بهبود قابلیت جلوگیری از پیشرفت شكاف در بدنه بتنی برخوردار است. در بسیاری از كاربردها تقویت با آرمه‌های الیافی استفاده شده و از شبكه‌های فلزی كه خوردگی سیستم بتنی در محیط‌های سولفوره را تسریع می‌نمایند بی نیاز می‌سازد.

موارد استفاده از بتن گوگردی

بتن گوگردی اصلاح شده دارای خواص مناسبی همچون مقاومت زیادی در برابر خوردگی در محیط‌های نمکی و اسیدی عدم استفاده از آب در ساخت، مقاومت بالا، سرعت گیرش فوق العاده، کسب مقاومت سریع، امکان بازیافت، نفوذ پذیری کم، چسبندگی بسیار بالا به فلزات و دوام بالا در شرایط یخبندان است که متناسب با آنها می‌توان موارد کاربرد فراوانی برای آن یافت. این نوع بتن از بهترین مصالح مورد استفاده در ساخت منابع ذخیره اسید لوله و مخازن فاضلاب، ساخت اسکله‌ها، ساخت و ترمیم سازه‌های آبی، روکش پل‌های فلزی و هوایی، سازه‌های دریایی، سد و دیوار ساحلی به شمار می‌رود. به کارگیری این بتن در بنای یک سازه علاوه بر موارد یاد شده از مزایایی همچون عایق بودن سازه در برابر رطوبت و سرعت بالای اجرا تیز برخوردار است.