خاکستر بادی که همچنین به نام پودر خاکستر سوخت شناخته شده است، عبارت است از خاکستری که با روش الکتریسیته ساکن یا به صورت مکانیکی، از گازهای خروجی نیروگاه های با سوخت ذغال سنگ، جمع آوری می گردد و متداول ترین نوع پوزولان مصنوعی است. ذرات خاکستر بادی کروی شکل می باشند که از نظر نیاز به آب دارای مزیت است و دارای درجه نرمی زیادی هستند: اکثریت عمده ذرات دارای قطری بین کمتر از 1μm تا 100μm می باشند و سطح مخصوص خاکستر بادی (اندازه گیری شده با روش Blaine) معمولا بین ۲۵۰ تا ۶۰۰m²/kg است. سطح مخصوص زیاد خاکستر بادی به این معنی است که این ماده برای واکنش با هیدروکسید کلسیم به آسانی در دسترس می باشد.

تعیین سطح مخصوص خاکستر بادی آسان نمی باشد، زیرا در آزمایش نفوذپذیری هوا ذرات کروی خاکستر بادی، در مقایسه با ذرات سیمان با شکل نامنظم، بیشتر متراکم می شوند و لذا مقاومت ذرات خاکستر بادی در مقابل جریان هوا زیادتر می گردد. از طرف دیگر، ذرات متخلخل کربن در خاکستر اجازه می دهند که هوا از میان آنها بگذرد و در نتیجه جریان هوای زیاد گمراه کننده ای را به وجود می آورند ^62-2. به علاوه، تعیین وزن مخصوص خاکستر بادی (که در محاسبه سطح مخصوص به کار برده می شود، تحت تاثیر وجود کره های تو خالی (که وزن مخصوص آنها می تواند کمتر از ۱ باشد)^62-2 قرار می گیرد. در کرانه دیگر، برخی از ذرات کوچک حاوی مگنتیت یا هماتیت دارای وزن مخصوص زیاد می باشند. نمونه ای از مقدار کلی وزن مخصوص 35/2 است. کاربرد مهم سنجش سطح مخصوص خاکستر بادی، پی بردن به دامنه تغییرات آن است ^۱۴-۲.

طبقه بندی آمریکایی خاکستر بادی که توسط آیین نامه ASTM C 618-94a داده شده است، بر اساس نوع ذغال سنگی است که خاکستر از آن به وجود می آید. متداول ترین نوع خاکستر بادی از ذغال قیری که عمدتا سیلیسی می باشد و به نام خاکستر بادی طبقه F مشهور است، به دست می آید.

ذغال های با قیر کم و لیگنیت، خاکستر با آهک زیاد را تولید می نمایند که به نام خاکستر بادی طبقه C شناخته می شوند. این موضوع بعد در همین بخش بررسی خواهد شد.

در مورد درجه فعالیت پوزولانی خاکستر بادی طبقه F تردیدی وجود ندارد ولیكن لازم است که درجه نرمی و میزان کربن آن ثابت باشد. این دو عامل به یکدیگر وابسته اند؛ زیرا ذرات کربن قدری درشت تراند. خاکستر بادی تولید شده در نیروگاه های جدید حدود ۳ درصد کربن دارد که این مقدار بسیار کمتر از مقدار کربن موجود در خاکستر بادی حاصل از نیروگاه های قدیمی است. چنین فرض می شود که میزان کربن در خاکستر بادی برابر افت حرارتی آن باشد، گو اینکه پارامتر اخیر در برگیرنده آب یا CO₂ ترکیب شده با آن نیز می گردد^64-2. بخش اول آیین نامه بریتانیایی BS 3892:1993 حداکثر ۱۲ درصد مواد باقی مانده روی الک ۴۵μm (که مبنای آسانی برای طبقه بندی اندازه ای می باشد) را تجویز می نماید.

الزامات عمده ASTM C 618 - 94a عبارت اند از: حداقل مجموع مقدار سیلیس، آلومین و اکسید فریک ۷۰ درصد، حداکثر SO₃۵ درصد، حداکثر افت حرارتی ۶ درصد (اگرچه این مقدار به ۱۲ درصد نیز می تواند برسد) و حداکثر مقدار قلیایی (بر حسب Na₂O) 1.5 درصد باشد. محدودیت اخیر فقط در موارد به کار بردن خاکستر بادی با سنگدانه های واکنش زا اعمال می شود. بخش اول آیین نامه بریتانیایی BS 3892:1993 حداکثر مقدار SO₃ را 2.5 درصد و الزامات دیگری را نیز تجویز می نماید. از آنجایی که MgO به صورت غیرواکنش زا وجود دارد، از این رو محدودیتی برای مقدار MgO تجویز نشده است.

باید توجه داشت که خاکستر بادی در رنگ بتن حاصل تاثیر می گذارد، کربن موجود در خاکستر موجب تیره تر شدن رنگ آن می گردد. این موضوع از نظر شکل ظاهری، به ویژه در مواردی که بتن های حاوی یا بدون خاکستر بادی در کنار یکدیگر قرار می گیرند، حائز اهمیت است.

حال خاکستر بادی طبقه C مورد بررسی قرار می گیرد، یعنی خاکستر پر آهکی که از ذغال سنگ لیگنیتی به وجود می آید. چنین خاکستری گاهی دارای مقدار آهک تا حد زیاد ۲۴ درصد می باشد ^63-2.

خاکستر با آهک زیاد دارای برخی از خواص سیمانی (هیدرولیکی) بالقوه می باشد، ولی از آنجا که آهک آن با بخش های سیلیس و آلومین خاکستر ترکیب می شود، مقدار کمتری از این ترکیبات برای واکنش با آهک آزاد شده در اثر هیدراتاسیون سیمان وجود خواهند داشت. مقدار کربن این نوع خاکستر کم و نرمی آن زیاد و رنگ آن روشن است. ولیکن مقدار MgO آن می تواند زیاد باشد و بخشی از MgO و همچنین قسمتی از آهک آن می تواند موجب انبساط مخرب گردد^63-2.

رفتار خاکسترهای پرآهک، نسبت به دما حساس است: به ویژه در بتن حجیم وقتی که افزایش دما حادث می شود، ممکن است محصولات واکنش، مقاومت زیادی نداشته باشند. ولیکن توسعه مقاومت به سادگی وابسته به دما نمی باشد، تا دمای در حدود ۱۲۰^oC تا ۱۵۰ مقاومت آن رضایت بخش است ولی در دماهای حدود ۲۰۰^oC ، وقتی که محصولات واکنش به میزان چشمگیری تغییر می نمایند، مقاومت رضایت بخش نمی باشد^55-2.

بازگشت به فهرست