مدت هاست که در سازه های بتنی به منظور افزایش کیفیت بتن، کاهش نارسایی و یا تغییر بعضی از مشخصه های بتن، موادی افزودنی به آن اضافه می نمایند. از مرسوم ترین این افزودنی ها مواد روان کننده و فوق روان کننده ها هستند. عملکرد اصلی این مواد، افزایش کارایی بتن یا ملات (از طریق کاهش آب لازم برای اختلاط تا ۳۵ درصد) و در نتیجه افزایش مقاومت بتن بوده است. این مواد ضمن صرفه جویی در مصرف سیمان در بتن، باعث تسهیل عمل تراکم بتن گردیده، از آب انداختن بتن جلوگیری می کنند.
امروزه با ورود فن آوری های نوین به صنعت ساختمان، متخصصین بتن از مواد پوزولانی همراه با مواد افزودنی شیمیایی، بتن هایی خاص برای شرایط مختلف طراحی می نمایند. در میان مواد افزودنی پوزولانی، میکروسلیس، بخاطر ذرات بسیار ریز و جدا شده آن و همچنین درصد بسیار زیادی سیلیس آمورف (غیر بلوری) برای تولید بتن با مقاومت زیاد و دوام بالا استفاده بیشتری دارد. این افزودنی بعلت حالتی که در دمای محیط دارد به نام ژل میکروسیلیس (یا میکروسیلیکا) شناخته می شود، با اضافه شدن به بتن باعث افزایش مقاومت و استحکام آن می گردد و در انواع مختلفی (مثلا با الیاف یا بدون آن) تولید می شود که هر کدام از این نوع از محصولات مزیت مجزا و منحصر به فردی دارند.
باید در نظر داشت که ژل های میکروسلیس علاوه بر استحکام بخشیدن به سازه های بتنی باعث آب بندی و نفوذناپذیری آن ها در مقابل آب و کاهش اثر مواد شمیایی بر روی بتن نیز می شود. و تاثیر مثبت میکروسلیس در بتن عموماً در دو مکانیزم نمو پیدا می کند. یکی به جهت فعالیت پوزولانی بسیار زیاد میکروسلیس که کاهش هیدرواکسید کلسیم حاصل از هیدراسیون سیمان پرتلند با آب را باعث شده و با افزایش ژل تولیدی در خمیر سیمان همراه است و دیگری به علت نرمی زیاد میکروسلیس، خلل و فرج بین ذررات ژل و سیمان پر می گردد.
عواملی که سهم میکروسلیس را در بهبود مقاومت بتن افزایش می دهد کاملاً برجسته نیست. اگرچه تحقیقات نشان می دهند که افزودن میکروسلیس به بتن باعث افزایش دوام بتن در اثر کاهش نفوذ پذیری (که منجر به کاهش نفوذ یون های مضر می گردند) و کاهش مقدار هیدرواکسید کلسیم (که باعث مقاومت بیشتر در مقابل حمله سولفاتی می گردد) می شود. افزایش دوام بتن خود باعث افزایش قدرت بتن حاوی میکروسلیس در محافظت از خوردگی فولاد مدفون شده در بتن نیز می گردد.
کاربرد
کاربرد ژل میکروسیلیس در بتن علاوه بر استفاده در ساخت بتن های با مقاومت بالا، دوام بالا، آب بند، با نفوذپذیری کم، و همچنین ملات های ویژه، در بتن هایی که کاهش ترک های پلاستیک، ارتقاء نسبی مقاومت های کششی و خمشی بتن مد نظر می باشد کاربرد دارد . همچنین در شرایطی که بتن در معرض ضربه و بارهای متناوب دینامیکی است استفاده از آن توصیه می شود.
کاربردهای ژل میکروسیلیس به اختصار عبارتند از :
- بتن سازه های دریایی، کانال های انتقال آب و تصفیه خانه ها
- سازه های بتنی در معرض سیکل های شدید ذوب و انجماد
- سازه های در معرض بارهای دینامیکی، ضربه و خستگی
- بتن هایی که به حداقل هدایت الکتریکی نیاز دارند
- بتن های پرمقاومت، نفوذناپذیر، بادوام و پایا
- روسازی های بتنی و مقاطع نازک
- بتن های نظامی و پدافندی
خواص شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی
میکروسیلیس یک سوپر پوزولان است که در صورت کاربرد صحیح تاثیر بسیار قابل ملاحظه ای در افزایش مقاومت و دوام بتن دارد، میکروسیلیس محصولی فرعی در جریان تولید سیلیسیم و آلیاژهای سیلیسیم، بخصوص آلیاژ فروسیلیس است و برای استفاده به عنوان یک ماده سیمانی در بتن بسیار مناسب است. مقاومت زایی بالای میکروسیلیس (تا حدود 2 تا 4 برابر سیمان)، امکان کاهش مقدار کل مواد سیمانی بتن جهت دستیابی به یک مقاومت مشخص را فراهم ساخته و بدین شکل استفاده از میکروسیلیس میتواند منجر به کاهش حرارت زایی بتن گردد.
استفاده از میکروسلیس بصورت ژل با درصدهای مختلف جایگزینی در بتن باعث بهبود خواص مکانیکی آن می گردد. بطور کلی استفاده از ژل میکروسلیس در بتن باعث افزایش مقاومتهای مکانیکی آن می گردد و بر اساس مطالعات انجام شده مقدار 10 درصد جایگزینی میکروسلیس با سیمان پرتلند بیشترین مقاومت را حاصل می نماید. همچنین روند کسب مقاومت برای بتن های حاوی میکروسلیس بیشتر از بتن های معمولی می باشد و افزایش مقاومت فشاری بلند مدت در مخلوط های حاوی 10 درصد میکروسلیس داخلی نسبت به بتن های بدون میکروسلیس برای مخلوط های دارای عیار 350 kg/m3 به مرتب بیشتر از مخلوط های با عیار 400 kg/m3 بدست آمده است.
خواص عمومی ژل میکروسیلیس عبارت است از :
- حالت فیزیکی : دوغاب غلیظ
- وزن مخصوص : g/cm3 0.05 ± 1.42
- رنگ : خاکستری تیره
- یون کلر : ندارد (کمتر از استاندارد ISIRI 2930)
- آلایندگی محیط زیست : ندارد
- نیترات : ندارد
- نقطه انجماد : صفر درجه سانتیگراد
- نقطه اشتعال : ندارد
مزایا
- ژل میکروسیلیس با مخلوط شدن با بتن باعث بالا رفتن مقاومت در مقابل فشار و کشش و ضربه همچنین باعث آب بندی و درنتیجه عدم نفوذپذیری آب به سازه می شود.
- بدلیل مواد بکار رفته در آن باعث بالارفتن روانی بتن و در نتیجه افزایش اسلامپ می شود که منجر به عدم نیاز به روان کننده ها شده، علاوه بر آن باعث افزایش کارامدی دستگاه ها و بالارفتن عمر مفید آن ها خواهد گردید.
- به جهت نداشتن یون کلر، ویژگی استفاده در هر نوع از بتن های مسلح یا غیر مسلح را دارا است.
- از سایش بتن و خوردگی آرماتورهای بکار رفته آن جلوگیری می کند و طول عمر آن را افزایش می دهد.
- افزایش میزان چسبندگی بتن به آرماتور و سازه را به همراه دارد.
- رسیدن به مقاومتی مورد نیاز با استفاده سیمانی کمتر به نسبت بتن های معمولی.
مزایای کلی ژل میکروسیلیس از این قرارند :
- افزایش دوام ناشی از افزایش مقاومت الکتریکی و در نتیجه افزایش مقاومت در برابر خوردگی
- جلوگیری از نفوذ یون کلر و سایر یون های مخرب شیمیایی به داخل بتن
- قابلیت استفاده همزمان با انواع روان سازها و سازگار با انواع سیمان ها
- سهولت پمپاژ و کاهش استهلاک تجهیزات بتن ریزی
- کاهش نسبت آب به سیمان و عیار سیمان در بتن
- افزایش دوام ناشی از کاهش نفوذ پذیری
- افزایش مقاومت سایشی و مکانیکی بتن
روش مصرف
بسته به شرایط محیطی محل ساخت و بتن ریزی و مقاومت های مورد نیاز، مقدار مصرف ژل میکروسیلیس را با آزمایش های کارگاهی مشخص می کنند. اما به عنوان توصیه میزان آن به مقدار حدود 6 تا 10 درصد وزن سیمان مصرفی خواهد بود و مصرف بیشتر از محدوده مجاز این ماده افزودنی بهتر است با مجوز کارشناسان تکنولوژی بتن انجام پذیرد. لازم است بدانید مصرف کمتر از 6 درصد باعث عدم ظهور کیفیت و عملکرد مناسب، افت سریع اسلامپ، کاهش قدرت جذب آهک آزاد، و پایین آمدن نسبی کلیه خواص برای بتن می گردد .
این ژل را می تـوان با کل آب اختلاط بتن یا بخشی از آن مخلوط نموده و یا پس از اختلاط کامل تمام اجزاء سازنده بتن، به بتن اضافه نمود. و در صورت اضافه نمودن ژل در تراک میکسر باید از اختلاط آن در بتن اطمینان حاصل نمود. بدین منظور می بایست پس از افزودن میکروسیلیس بین 3 تا 5 دقیقه اختلاط ادامه یابد.
مدت نگهداری آن یک سال در بسته بندی اولیه در شرایط دور از سرما و یخبندان و تابش مستقیم نور خورشید و بهترین دمای نگهداری از آن10+ تا 30 + درجه سانتی گراد می باشد. ژل میکروسیلیس غیر سمی و غیر قابل اشتعال است و فقط باید به این نکته توجه کرد که حتما هنگام مخلوط کردن با بتن از عینک و دستکش جهت جلوگیری از تماس ژل میکروسیلیس با پوست بدن و چشم جلوگیری گردد.
-
-
-
-
-
-
-
