Ποζολάνη

Η φυσική ποζολάνη είναι ένα από τα βασικά συστατικά των ιστορικών κονιαμάτων μαζί με την άσβεστο και το κεραμάλευρο. Χρησιμοποιήθηκε σε μνημεία της αρχαίας Ελλάδας, στο Πάνθεον της Ρώμης, σε Βυζαντινά μνημεία, αλλά και σε νεοκλασικά κτίρια του 19ου αιώνα τα οποία έδωσαν αξιοσημείωτη αντοχή στη φθορά από το χρόνο και τους σεισμούς και διατηρήθηκαν από το πέρασμα των αιώνων μέχρι σήμερα.

Σήμερα η φυσική ποζολάνη χρησιμοποιείται στον ελληνικό χώρο κυρίως από τη τσιμεντοβιομηχανία ως κύριο συστατικό για την παραγωγή του τσιμέντου αλλά και ως πρώτη ύλη από τις αρχαιολογικές υπηρεσίες για την αναπαλαίωση σημαντικών κατασκευών του παρελθόντος όπως είναι ο Αρχαιολογικός χώρος της Νικόπολης, η Εθνική Βιβλιοθήκη Αθηνών, πολλές μονές του Αγίου Όρους, το Μουσείο Μπενάκη, το Παναθηναϊκό Στάδιο κ.α.

Επίσης χρησιμοποιείται στον εξωτερικό και εσωτερικό διάκοσμο σύγχρονων κατασκευών, αλλά και ως υλικό τοιχοποιίας παρέχοντας στις κατασκευές ανθεκτικότητα στο χρόνο και ένα αισθητικό αποτέλεσμα ιδιαίτερα αρμονικό με το φυσικό περιβάλλον.

Το  αδειοδοτημένο λατομείο ποζολάνης που ελέγχεται από την εταιρεία Όλυμπος στο Ν. Πέλλας έχει εξαιρετικής και σταθερής ποιότητας ποζολάνη. Σημειώνεται ότι το λατομείο ποζολάνης στο Ν. Πέλλας λειτουργεί ανελλιπώς από το 1971 έως σήμερα καλύπτοντας πλήρως τις ανάγκες της Α.Ε. τσιμέντων ΤΙΤΑΝ στη Θεσσαλονίκη.

Από αυτά εξορύσσεται το υλικό και μεταφέρεται στην μονάδα επεξεργασίας της εταιρείας στην Άσσηρο Θεσσαλονίκης που αποτελείται από δύο τμήματα.

Το πρώτο τμήμα γινεται η αρχικη θραυση του υλικού.

Στο δεύτερο τμήμα, το υλικό ξηραίνεται, κοσκινίζεται και λειοτριβείται σε iron-free πετρόμυλο με πρόσθετο πλεονέκτημα να μη λερώνεται το υλικό με οξείδια του σιδήρου και κυρίως του χρωμίου τα οποία διαφοροποιούν το χρώμα και τις ιδιότητες του.

Πλεονεκτήματα χρήσης ποζολάνης

  • Σε νωπή μορφή: Στα νωπά κονιάματα που έχουν τάση για εξίδρωση ή απόμιξη, είναι γνωστό ότι η εισαγωγή λεπτών σωματιδίων βελτιώνει την εργασιμότητα, μειώνοντας το μέγεθος και τον όγκο των κενών. Όσο λεπτότερο κοκκομετρικά είναι το προστιθέμενο υλικό, τόσο λιγότερο ποσοστό απαιτείται για τη βελτίωση της συνεκτικότητας και της εργασιμότητας του νωπού κονιάματος.
  • Σε σκληρυμένη μορφή: Η χρήση της ποζολάνης σαν συστατικό ασβεστοκονιαμάτων ή και τσιμέντο-ασβεστοκονιαμάτων, συμβάλει στη δέσμευση του εκλυόμενου οξειδίου του ασβεστίου κατά την ενυδάτωση του τσιμέντου, στη μείωση του πορώδους, στην αποφυγή της έκλυσης νερού και την καταστροφή του κονιάματος από παγετό συντελώντας έτσι στη μεγάλη διάρκεια ζωής των κονιαμάτων, πράγμα που επιβεβαιώνεται από τα διασωζόμενα τεχνικά έργα της αρχαιότητας.
    Η βραδεία ποζολανική αντίδραση δίνει τη δυνατότητα να μειωθεί ο ρυθμός αύξησης της θερμοκρασίας του σκληρυμένου κονιάματος (η μέγιστη θερμοκρασία μίας μαζικής κατασκευής επιτυγχάνεται σε 3 μέρες από τη χύτευσή της) σε ποσοστό ανάλογο της προσθήκης της ποζολάνης και το καθιστά ιδιαίτερα ανθεκτικό σε ρηγμάτωση (λόγω θερμικής διαστολής).
    Επιπλέον όπως αναφέρθηκε η ποζολανική αντίδραση οδηγεί σε μείωση του πορώδους, με σημαντική βελτίωση της χημικής ανθεκτικότητας. Η διαπερατότητα παίζει βασικό ρόλο στο να καθορίσει το ρυθμό καταστροφής του λόγω χημικών δράσεων, όπως η διαστολή λόγω αλκαλοπυριτικής αντίδρασης και προσβολή από όξινα και θειικά περιβάλλοντα.

Ποζολάνη – 45μ

Η ποζολάνη της εταιρείας Όλυμπος είναι ηφαιστειακός τόφφος, δηλαδή ένα άμορφο αργιλοπυριτικό υλικό.

Σύμφωνα με μετρήσεις του Α.Π.Θ. η ποζολάνη-45μm έχει ειδική επιφάνεια 8920cm2/g (με το μέγιστο ποσοστό των κόκκων να κυμαίνεται μεταξύ 2-40μm) και δραστικό πυρίτιο μεγαλύτερο από 50%. Αυτά τα δύο χαρακτηριστικά της δίνουν εξαιρετικές ποζολανικές ιδιότητες, δηλαδή η αντίδραση του ενεργού τμήματος του SiO2 με την άσβεστο και η δημιουργία σκληρών και ανθεκτικών ασβεστοπυριτικών ενώσεων.

Οι εξαιρετικές ποζολανικές ιδιότητες της ποζολάνης Όλυμπος επιβεβαιώνονται περαιτέρω από τις μετρήσεις της καθηγήτριας Παπαγιάννη Ι. στο εργαστήριο Δομικών Υλικών του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ. βάσει του προτύπου ΑSTM C593-06 (Έλεγχος ποζολανικότητας υλικού):

Αντοχή σε κάμψη Αντοχή σε θλίψη Ενεργό πορώδες Ειδικό βάρος
4,21 MPa 12,58 MPa 21,88 % 1,842

 

Η ορυκτολογική δομή της ποζολάνης Όλυμπος είναι άμορφη σε ποσοστό μεγαλύτερο του 95% (XRD ανάλυση από εργαστήριο Mineral Lab Inc. Colorado, USA).

Η χημική της σύσταση καλύπτει πλήρως τις απαιτήσεις του ASTM 618-05 για φυσικές ποζολάνες για τη χρήση τους στο σκυρόδεμα όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα στην ανάλυση XRF η οποία έχει πραγματοποιηθεί από τα γνωστά εξειδικευμένα στον έλεγχο των τσιμέντων και των κονιαμάτων εργαστήρια CTL Illinois, USA.

Ποζολάνη-45μ
Ανάλυση XRF Απαιτήσεις ASTM 618-5
SiO2 70,20%
Al2O3 14,40% SiO2+Al2O3 +Fe2O3>70%
Fe2O3 1,99%
CaO 1,09%
MgO 0,52%
SO3 0,04% SO3 <4%
Na2O 2,71%
K2O 4,82%
TiO2 0,21%
P2O5 0,11%
Mn2O3 0,10%
SrO 0,05%
Cr2O3 0,01%
ZnO 0,02%
L.O.I 3,72% L.O.I < 10%
Υγρασία <1% Υγρασία <3%

Τα διαθέσιμα αλκάλια της ποζολάνης βάσει του ASTM C311 εκφρασμένα σε Na2O είναι 0,94%.

Η αποτελεσματικότητα στον έλεγχο της αλκαλοπυριτικής αντίδρασης μετρούμενη με το ποσοστό διαστολής δοκιμίων στις 14 ημέρες βάσει του προτύπου ASTM C311 είναι 38%, σημαντικά χαμηλότερη από το μέγιστο επιτρεπόμενο 100% (CTL Illinois, USA).

Η συρρίκνωση κατά τη ξήρανση κατά ASTM C618-05/C311 είναι μηδενική (CTL Illinois, USA).

Υπέρλεπτη Ποζολάνη – 10μm

Η υπερλειοτριβημένη – Superfine ποζολάνη -10 μικρά ως και -20 μικρά της ΌΛΥΜΠΟΣ (βλ. κοκκομετρικές αναλύσεις με LASERσύγκριση με το γνωστό Super-pozz) είναι κατάλληλη για εξειδικευμένες χρήσεις όπως είναι ειδικοί τσιμεντόστοκοι για σφραγίσματα ακριβείας και επισκευές σε φράγματα, υπόγειες σήραγγες, αποχετευτικά συστήματα και γενικά για σφραγίσματα μικρορωγμών για στεγανοποίηση εδαφών (www.usgrout.com). Όπως είναι γνωστό η ποζολανικότητα (η ικανότητα δέσμευσης του Ca(OH)2) αυξάνεται ανάλογα με την ειδική επιφάνεια και αντιστρόφως ανάλογα με το μέγεθος κόκκου.

Η χρήση των υπέρλεπτων ποζολανών ενδείκνυται για αποφυγή ρωγμών στις τσιμεντοκονίες που οφείλονται στη μη δέσμευση του απελευθερωμένου Ca(OH)2 κατά την ενυδάτωση του τσιμέντου και τη συστολή. Επίσης, η χρήση των υπέρλεπτων ποζολανών ενδείκνυται στα αυτοεπιπεδοποιούμενα κονιάματα (self-leveling floor screeds) και στα αυτοσυμπυκνούμενα σκυροδέματα (self-compacting concrete).

Η παρακολούθηση της κοκκομετρίας των υπέρλεπτων προϊόντων με LASER γίνεται από το ΕΚΕΤΑ (Εθνικό Κέντρο Τεχνολογίας και Ανάπτυξης) στη Θέρμη Θεσσαλονίκης.

Σημειώνεται ότι ενώ υπάρχουν στη χώρα αρκετές μονάδες παραγωγής υπέρλεπτων μαλακών ορυκτών (ανθρακικό ασβέστιο κ.λπ.) η μονάδα της ΟΛΥΜΠΟΣ είναι η μόνη με δυνατότητα παραγωγής υπέρλεπτων σκληρών ορυκτών ( >6 Μohs).

Γεωργική Εφαρμογή της ποζολάνης

Η χρήση των ορυκτών κώνεων για ενίσχυση των ιχνοστοιχείων από τα καλλιεργούμενα εδάφη αναπτύσσεται συνεχώς ιδιαίτερα στην Β. Αμερική.

Οι εντατικές καλλιέργειες κατεβάζουν συνεχώς την περιεκτικότητα ων εδαφών στα εντελώς απαραίτητα ιχνοστοιχεία.

Η αναπλήρωση γίνεται με τεχνητά σκευάσματα που περιείχαν ιχνοστοιχεία, πράγμα που δεν επιβλήθηκε παρά μόνο σε πολύ μικρή έκταση λόγω υψηλού κόστους.

Σήμερα γίνεται εξόρυξη πετρωμάτων -κυρίως πυριγενών- που έχουν επαρκείς περιεκτικότητες ιχνοστοιχείων κατά περίπτωση αναλόγως τις συστάσεις των προς βελτίωση εδαφών.

Τα εξορυσσόμενα πετρώματα λειοτριβούνται σε 50-100 μικρά μεταφέρονται in bulk και αναμιγνύονται με τα επιφανειακά χώματα των αγρών.

Μεταξύ των προβαλλόμενων για την χρήση αυτή είναι και οι ποζολάνες με δυνητικά χαρακτηριστικά:

κατακράτηση νερού 100%

  • Βιο-λίπανση των εδαφών με αύξηση των αποδόσεων
  • Αερισμός των εδαφών
  • Εξουδετέρωση των αποτελεσμάτων ξηρασίας και παγετού
  • Εξουδετέρωση της περίσσειας του αζώτου στα εδάφη για να μην μολύνονται τα νερά

Πολλές σχετικές πληροφορίες μπορεί να αντληθούν από Google  με χρήση των λέξεων rock dust agriculture.