पॉज़ोलन

पॉज़्ज़ोलाना या पॉज़ुओलाना, जिसे पॉज़ोलैनिक राख (पुल्विस पुटेओलेनस) के रूप में भी जाना जाता है, प्राकृतिक सिलिका या सिलिसियस-अल्यूमिनियम ऑक्साइड पदार्थ है जो कमरे के तापमान पर पानी की उपस्थिति में कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करती है (cf. पॉज़ोलानिक प्रतिक्रिया)। इस प्रतिक्रिया में अघुलनशील कैल्शियम सिलिकेट हाइड्रेट और कैल्शियम एल्युमिनेट हाइड्रेट यौगिक बनते हैं, जिनमें सीमेंट गुण होते हैं। पॉज़ोलाना पदनाम इटली में पॉज़्ज़ुओली में प्राचीन रोम द्वारा उपयोग किए जाने वाले ज्वालामुखीय राख के प्राथमिक भंडारों में से लिया गया है। पॉज़ोलाना की आधुनिक परिभाषा में कोई भी ज्वालामुखीय पदार्थ (प्युमिस या ज्वालामुखीय राख) सम्मिलित है, जो मुख्य रूप से सूक्ष्म ज्वालामुखीय कांच से बना होता है, जिसका उपयोग पॉज़ोलन के रूप में किया जाता है। पॉज़ोलन शब्द के अंतर पर ध्यान दें, जिसका सामग्री की विशिष्ट उत्पत्ति पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, पॉज़ोलाना के विपरीत, जिसका उपयोग केवल ज्वालामुखीय मूल के पॉज़ोलन के लिए किया जा सकता है, जो मुख्य रूप से ज्वालामुखीय कांच से बना होता है।

ऐतिहासिक उपयोग
सेंटोरिन अर्थ जैसे पॉज़ोलाना का उपयोग 500-400 ईसा पूर्व से पूर्वी भूमध्य सागर में किया जाता था। चूँकि इसका प्रारम्भ प्राचीन यूनानियों ने किया था, किन्तु यह रोमन ही थे जिन्होंने अंततः इमारतों और पानी के नीचे निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले रोमन कंक्रीट में बाइंडर चरण के रूप में नींबू-पोज़ोलन पेस्ट की क्षमता को पूर्ण रूप से विकसित किया। विट्रूवियस चार प्रकार के पॉज़ोलाना की बात करता है: काला, सफेद, भूरा और लाल, ये सभी इटली के ज्वालामुखीय क्षेत्रों जैसे नेपल्स में पाए जा सकते हैं। सामान्यतः पानी में मिलाने से ठीक पूर्व इसे चूने के साथ दो-एक करके उचित प्रकार से मिलाया जाता था। कोसा में रोमन बंदरगाह पॉज़ोलाना-चूने के कंक्रीट से बनाया गया था जिसे पानी के नीचे डाला गया था, सामान्यतः इसे समुद्र के पानी के साथ मिश्रण किए बिना सावधानीपूर्वक रखने के लिए लंबी ट्यूब का उपयोग किया गया था। तीन घाट आज भी दिखाई देते हैं, पानी के नीचे के भाग 2100 से अधिक वर्षों के पश्चात भी सामान्यतः उत्कृष्ट स्थिति में हैं।

भू-रसायन और खनिज विज्ञान
ज्वालामुखीय प्यूमिस और ज्वालामुखीय राख का प्रमुख पॉज़ोलानिक रूप से सक्रिय घटक अत्यधिक छिद्रपूर्ण कांच है। इन राख और प्यूमिस को सरलता से परिवर्तन खनिज जलयोजन, या अत्यधिक प्रतिक्रियाशील प्रकृति, उनकी घटना को बड़े स्तर पर वर्तमान में सक्रिय ज्वालामुखीय क्षेत्रों तक सीमित करती है। परंपरागत रूप से उपयोग किए जाने वाले अधिकांश प्राकृतिक पॉज़ोलन इसी समूह से संबंधित हैं, अर्थात, पॉज़ुओली से ज्वालामुखीय प्यूमिस, सैंटोरिन पृथ्वी और जर्मन ट्रैस के असंगत  भाग हैं।

पॉज़ोलाना की रासायनिक संरचना परिवर्तनशील है और क्षेत्रीय प्रकार के ज्वालामुखी को दर्शाती है। SiO2 प्रमुख रासायनिक घटक होने के कारण, अधिकांश अपरिवर्तित प्यूमिस और राख आईयूजीएस द्वारा उल्लिखित ग्लासी रॉक प्रकारों के लिए मध्यवर्ती (52-66 wt% SiO) से अम्ल (>66 wt% SiO2) संरचना सीमा में आते हैं। बेसिक (45-52 wt% SiO2) और अल्ट्राबेसिक (<45 wt% SiO2) पायरोक्लास्टिक का उपयोग सामान्यतः पॉज़ोलन के रूप में कम किया जाता है। अधिकांश पॉज़ोलाना में Al2O3 पर्याप्त मात्रा में उपस्थित है, Fe2O3 और MgO केवल सामान्य अनुपात में उपस्थित हैं, जैसा कि विशिष्ट या अधिक अम्ल रॉक प्रकार में होता है। CaO और क्षार सामग्री सामान्यतः सामान्य होती है किन्तु पोज़ोलाना से पोज़ोलाना तक अधिक भिन्न हो सकती है।

अपरिवर्तित पाइरोक्लास्टिक चट्टानों की खनिज संरचना मुख्य रूप से फेनोक्रिस्ट्स की उपस्थिति और मूल मैग्मा की रासायनिक संरचना से निर्धारित होती है। मुख्य घटक ज्वालामुखीय ग्लास है जो सामान्यतः 50 wt% से अधिक मात्रा में उपस्थित होता है। पॉज़ोलाना में अधिक अल्प ज्वालामुखीय ग्लास होता है, जैसे कि वोल्विक (फ्रांस) से ट्रेकिएन्डेसाइट केवल 25 wt% के साथ अल्प प्रतिक्रियाशील होते हैं। कांच की सामग्री और विशिष्ट सतह क्षेत्र से जुड़ी इसकी आकृति विज्ञान के अतिरिक्त, कांच में दोष और तनाव की डिग्री भी पॉज़ोलानिक गतिविधि को प्रभावित करती है। बड़े फेनोक्रिस्ट के रूप में उपस्थित विशिष्ट संबद्ध खनिज प्लाजियोक्लेज़ फेल्डस्पार ठोस समाधान श्रृंखला के सदस्य हैं। पायरोक्लास्टिक चट्टानों में जिनमें Ca, पर क्षार की प्रधानता होती है K-फेल्डस्पार जैसे सैनिडाइन या ऐल्बाइट Na-फेल्डस्पार पाए जाते हैं। ल्यूसाइट K-रिच, सिलिका-पुअर लैटियम पॉज़ोलानास में उपस्थित है। क्वार्ट्ज सामान्यतः अम्लीय पॉज़ोलाना में अल्प मात्रा में उपस्थित होता है, जबकि पाइरॉक्सीन और ओलिविन फेनोक्रिस्ट प्रायः अधिक मूलभूत सामग्रियों में पाए जाते हैं। हिंसक विस्फोट और निक्षेपण की घटनाओं के समय सम्मिलित ज़ेनोक्रिस्ट या चट्टान के खंड भी सामने आए हैं। ज़ीइलाइट, ओपल सीटी और मिट्टी के खनिज प्रायः ज्वालामुखीय कांच के परिवर्तन उत्पादों के रूप में सामान्य मात्रा में उपस्थित होते हैं। जबकि जिओलिटिसेशन या ओपल सीटी का निर्माण सामान्यतः पॉज़ोलैनिक गतिविधि के लिए लाभदायक होता है, मिट्टी के निर्माण से चूने-पॉज़ोलन मिश्रण या मिश्रित सीमेंट के प्रदर्शन पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है।

आधुनिक उपयोग
पॉज़ोलाना कुछ स्थानों पर प्रचुर मात्रा में है और इटली, जर्मनी, केन्या, युगांडा, तुर्की, चीन और ग्रीस जैसे देशों में पोर्टलैंड सीमेंट के अतिरिक्त इसका बड़े स्तर पर उपयोग किया जाता है। औद्योगिक उप-उत्पाद पॉज़ोलन की तुलना में उनकी संरचना में बड़ी श्रेणी और भौतिक गुणों में बड़ी परिवर्तनशीलता होती है। पोर्टलैंड सीमेंट में पॉज़ोलाना का अनुप्रयोग मुख्य रूप से उपयुक्त एकत्र स्थानीय उपलब्धता और सुलभ औद्योगिक उप-उत्पाद पूरक सीमेंट सामग्री के साथ प्रतिस्पर्धा द्वारा नियंत्रित किया जाता है। आंशिक रूप से अंत के स्रोतों की समाप्ति और पोज़ोलाना के व्यापक भंडार उपलब्ध होने के कारण, आंशिक रूप से पोज़ोलाना के बुद्धिमान उपयोग के सिद्ध प्रौद्योगिकी लाभों के कारण, भविष्य में उनके उपयोग का दृढ़ता से विस्तारित होने की अपेक्षा है।

पोज़ोलानिक प्रतिक्रिया
पॉज़ोलैनिक प्रतिक्रिया वह रासायनिक प्रतिक्रिया है जो पॉज़ोलन युक्त पोर्टलैंड सीमेंट में होती है। यह प्राचीन रोम में आविष्कृत रोमन कंक्रीट में सम्मिलित मुख्य प्रतिक्रिया है। पॉज़ोलानिक प्रतिक्रिया के आधार पर कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड (पोर्टलैंडाइट्स के रूप में) और सिलिकिक अम्ल के मध्य सरल अम्ल-क्षार प्रतिक्रिया होती है।

यह भी देखें

 * कैल्शियम सिलिकेट हाइड्रेट (सीएसएच)
 * सीमेंट
 * सीमेंट रसायनज्ञ संकेतन
 * ठोस
 * ऊर्जावान रूप से संशोधित सीमेंट (ईएमसी)
 * फ्लाई ऐश
 * मेटाकॉलिन
 * पोर्टलैंड सीमेंट
 * पॉज़ोलन
 * पॉज़ोलानिक प्रतिक्रिया (मुख्य पृष्ठ)
 * प्युमिस
 * चावल के छिलके की राख
 * रोमन कंक्रीट
 * सिलिका गंध

संदर्भ

 * 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.
 * Snellings R., Mertens G., Elsen J. (2012) Supplementary cementitious materials. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 74:211–278.