مطابق تعریف ACI (موسسه بتن آمریکا)، میکروسیلیس ماده ای تحت عنوان سیلیس غیربلوری بسیار ریز می باشد که در واقع حاصل محصول جانبی تولیدی در کوره های قوس الکتریکی کارخانجات تولید فروسیلیس، آلیاژهای سیلیسیم یا سیلیسیم فلزی است. میکروسیلیس، پودری خاکستری رنگ، تا حدی شبیه سیمان پرتلند یا است که غالبا دارای اندازه ی ذرات آن زیر 40 میکرون می باشد .
امروزه بتن به‌عنوان يكي از پرمصرف‌ترين مصالح ساختماني در جهان شناخته شده است. ژل میکروسیلیس و فرآورده‌هاي آن در حال‌حاضر به‌عنوان يكي از بهترين مواد افزودني معدني بتن شناخته مي‌شوند. میکروسیلیس عمدتاً براي بهبود خواص بتن سخت‌شده استفاده میشود.
در سال‌های اخیر استفاده از میکروسیلیس و محصولات ارائه شده آن توسط شرکت‌های تولید کننده مواد شیمیایی ساختمان، پیشرفت روز افزونی در پروژه‌های عمرانی داشتند. در هر پروژه با توجه به اهداف مورد نیاز نظیر مقاومت فشاری بالا و یا دستیابی به بتن نفوذناپذیر و مقاوم در برابر یخ‌زدگی، همچنین روانی و دمای بتن تازه، از مقادیر متفاوتی از میکروسیلیس استفاده میشود.
میکروسیلیس موجود در بتن استحکام و دوام بتن را بهبود می‌بخشد زیرا توزیع یکنواخت‌تر و حجم بیشتری از محصولات هیدراتاسیون را فراهم می‌کند و اندازه متوسط منافذ در خمیر سیمان را کاهش میدهد.
میکروسیلیکا که به نام میکروسیلیس یا دوده سیلیس تغلیظ شده نیز شناخته میشود، یک ترکیب معدنی است که از کره‌های شیشه‌ای جامد بسیار ریز دی‌اکسید سیلیکون تشکیل شده است. معمولاً به‌عنوان یک محصول جانبی در تولید صنعتی فروسیلیکون و سیلیکون فلزی در کوره‌های قوس الکتریکی با دمای بالا ایجاد میشود.
علاوه‌براین، میکروسیلیس سرعت کربناته شدن و نفوذپذیری کلرید را کاهش میدهد. در نتیجه، بتن میکروسیلیسی قادر است به شدت از آرماتورهای موجود در بتن مسلح در برابر عوامل خورنده محافظت کند.
گام اوّل: حرارت دادن کوارتز با خلوص بالا، معمولاً تا ۲۰۰۰ درجه سانتی‌گراد در یک کوره قوس الکتریکی
گام دوم: افزودن زغال سنگ، کک و خرده‌های چوب به کوره، جهت حذف اکسیژن از دی اکسید کربن
گام سوم: جمع شدن آلیاژ در پایین کوره الکتریکی
گام چهارم: تغلیظ بخار دی اکسید سیلیسیم خارج شده از کوارتز، به صورت کره‌های ریز در بخش‌های بالایی کوره
گام پنجم: بیرون راندن دوده از کوره، با باد شدید حاصل از پروانه‌های قدرتمند
گام ششم: راندن دوده‌ها به داخل کیسه‌های فیلتری ویژه در محفظه کیسه‌ها
در این فرآیند، ذرات درشت‌تر چوب یا کربن نسوخته حذف میشود. گرد و غبار حاصل از این خردایش بوسیله کانال ها و فیلترهای تعبیه شده به سیلوهای ذخیره سیلیکافیوم منتقل شده و سپس جهت ارائه به بازار درون جانبو بگ های مخصوص بسته بندی می شود.
سوالات متداول: سوالات متداول درباره میکروسیلیس
میکروسیلیس ماده ای کریستالی نیست و در واقع بصورت بی شکل یا آمورف (Amorphous) است .مواد کریستالی در آب حل نمی شوند. به عنوان مثال، ماسه سیلیسی مادهی کریستالی است.
حداقل خلوص سیلیس (2Sio) مطابق استاندارد ملی به شماره 17231 باید 85 درصد باشد. به دلیل وجود مقادیر فراوان این ماده، میکروسیلیس ماده، پوزولانی بسیارواکنش پذیری است. با شروع واکنشهای شیمیایی در سیمان، کلسیم هیدروکسید یا آهک آزاد تولید شده با میکروسیلیس واکنش داده و به تولید کلسیم سیلیکات هیدراته میپردازد.
بیش از 90 درصد اندازه ذرات میکروسیلیس مطابق استاندارد ملی باید کوچک تر از 45 میکرون باشد. طبق استاندارد ACI 234R با جایگزینی 15 درصد از سیمان با میکروسیلیس به ازای هر یک ذره سیمان دو میلیون ذره میکروسیلیس وجود دارد. در عمل معمولا اندازه ی بیش از 95 درصد ذرات میکرو سیلیس کمتر از یک میکرومتر است.
چگالی تودهای بستگی به فلزات موجود در کوره و نحوهی عملکرد آن دارد. چگالی توده ای بسیار پایین، حمل به مقاصد دورتر را غیراقتصادی می کند. به همین دلیل معمولا کارخانجات تولیدی دو نوع چگالی سبک یا غیرمتراکم و سنگین یا متراک شده ارائه می دهند.
چگالی توده ای میکروسیلیس در هنگام تولید 200 تا 400 کیلوگرم بر مترمکعب بوده و چگالی تحکیم شده آن بین 400 تا 700کیلوگرم بر متر مکعب است.
چگالی ویژه عددی نسبی است که چگالی را نسبت به چگالی آب بیان میدارد. چگالی ویژه این ماده 2.2 و چگالی ویژه سیمان 3.15 گرم بر سانتی مترمکعب است.
برای مشاهده محصولات پایه میکروسیلیس بسته به نوع آن به بخش محصولات پارسمان شیمی مراجعه کنید.
سطح ویژه جمع تمامی مساحت سطوح ذرات این ماده است و با واحد مترمربع بر گرم یا سانتی متر مربع بر گرم مطرح میشود. همان طور که ماسه در مخلوط بتن موجب بالا رفتن تقاضای آب می شود در مورد میکروسیلیس نیز همین گونه است.
مطابق استاندارد حداقل سطح ویژه این ماده باید 15باشد که معمولا بین 15 تا 30 متر مربع بر گرم است.
رطوبت موجود میکروسیلیس نباید از 3 درصد تجاوز کند. افزایش رطوبت باعث بهم پیوستن ذرات ریز میکروسیلس شده و کارایی آن را کاهش میدهد.
شاخص پوزولانی یا اندیس هیدرولیکی از فاکتورهای مهم یک میکروسیلیس است. مطابق استاندارد ملی 13278 میانگین مقاومت 7 روزه ی ملات سیمان با جایگزینی 10 درصد سیمان با میکروسیلیس نسبت به نمونه شاهد بعنوان شاخص پوزولانی میکروسیلس محاسبه می گردد. این شاخص برای سیمان های مختلف اعداد متفاوتی خواهد بود ولی طبق استاندارد این شاخص باید حداقل 105 درصد باشد.
حداکثر کاهش وزن در دمای بالا مطابق استانداردASTM C311 تعیین می شود. این عدد نباید از 6 درصد تجاوز کند.
میکروسیلیس به سه شکل وجود دارد که عبارتند از:
ویدئوی مربوط به این پست را ببینید.1-اثرات میکروسیلیس بر بتن تازه
2- اثرات میکروسیلیس بر بتن سخت‌شده
افزودن میکروسیلیس در جنبه‌های مختلف باعث بهبود بتن سخت‌شده، میشود که عبارتند از:
مقاله مرتبط: استفاده از میکروسیلیس به عنوان افزودنی سیمان چاه نفت
1- میکروسیلیس خاکستری رنگ است. پودر میکروسیلیس رنگ آن مابین رنگ سفید و سیاه می‌باشد.
2- ذرات میکروسیلیس کروی شکل با قطر کمتر از 1 میلی‌متر است.
3- دانسیته ظاهری میکروسیلیس بر اساس درجه چگالش بوده و از 130 تا 600 کیلوگرم بر متر مکعب متغیر است.
4- وزن مخصوص میکروسیلیس بین 2/2 تا 3/2 گرم بر سانتی‌متر مکعب است.
شکل 2: پیوند میکروسیلیس با سیمان
1- ترک‌های حرارتی ناشی از گرمای هیدراتاسیون سیمان را کاهش میدهد.
2- مقاومت بتن را در برابر حمله آب‌های سولفاته و اسیدی افزایش میدهد.
3- افزایش دما در سنین پایین بتن را کاهش میدهد.
4- دوده سیلیس ماده‌ای ارزان است، بنابراین، مقرون به‌صرفه است.
5- وزن و هزینه کلی دال را کاهش میدهد.
– باتوجه به آزمایش‌های انجام شده ژل میکروسیلیس بیشتر از پودر میکروسیلیس باعث افزایش مقاومت فشاری بتن میشود.
میکروسیلیس برای چه مواردی استفاده می شود و چگونه بتن را بهبود می بخشد ؟
میکروسیلیس یا دوده سیلیس یک افزودنی عالی برای بتن است زیرا منجر به ایجاد خواص مهندسی بهتری میشود. میکروسیلیس ترک‌های حرارتی را کاهش، دوام را بهبود و استحکام را افزایش میدهد. بتن میکروسیلیسی کاربردهای مختلفی در ساخت‌و‌ساز دارد.
تفاوت بین دوده سیلیس و میکروسیلیس چیست؟
تنها تفاوت بین دوده سیلیس و میکروسیلیس در نام آن است. هر دو اصطلاح به یک چیز اشاره دارد. دوده سیلیس با نام میکروسیلیس نیز شناخته میشود و یک چند شکلی غیرمتبلور از دی‌اکسید سیلیکون است. به‌غیر از میکروسیلیس، دوده سیلیس را میکرو سیلیس، دود سیلیس متراکم/تغلیظ شده و گرد سیلیس نیز می‌نامند.
میکروسیلیس از چه چیزی ساخته شده است؟
SF دوده سیلیس که با نام میکروسیلیس نیز شناخته می شود، یک چندشکلی غیرمتبلور از دی‌اکسید‌سیلیکون، سیلیس است. این محصول فرعی از حرارت دادن کربوترمی کوارتز با خلوص بالا در کوره های قوس الکتریکی از تولید سیلیکون و آلیاژهای فروسیلیس به‌دست می‌آید.
تاثیر میکروسیلیس در بتن چگونه است؟
ریزی فوق‌العاده میکروسیلیس باعث میشود که فضای خالی میکروسکوپی بین ذرات سیمان توسط میکروسیلیس پر شود. اثر میکرو فیلر باعث کاهش بسیار زیاد نفوذپذیری و بهبود چسبندگی سنگدانه‌ها در بتن میکروسیلیسی در مقایسه با بتن معمولی میشود.
عوامل تعیین کننده قیمت روز میکروسیلیس (میکروسیلیکا) چیست؟
میکروسیلیس بر اساس میزان مورد نیاز، نوع آن (پودر یا ژل) و سایر موارد قیمت‌گذاری میشود. همچنین هر چقدر کیفیت درخواستی میکروسیلیس بالاتر باشد، طبیعتاً هزینه پرداختی برای خرید میکروسیلیس و محصولات پایه میکروسیلیس بتن نیز بیشتر خواهد شد.
اندازه ذرات میکروسیلیس چقدر است؟
اندازه ذرات: اندازه ذرات میکروسیلیس کمتر از 1μm و اندازه متوسط ذرات 1/0-3/0 میکرومتر و سطح ویژه 20-28 m2/g (مساحت کل یک ماده در واحد جرم) است. اندازه ذرات و سطح ویژه حدود 80-100 برابر سیمان و 50-70 برابر خاکستر بادی/ فلای اش است.
چگالی میکروسیلیس چیست؟
چگالی حجمی دوده سیلیسی / میکروسیلیس (Microsilica) 150 تا 300 کیلوگرم بر متر مکعب، به شکل طبیعی (یعنی: متراکم نشده) است. به‌منظور حمل‌و‌نقل آسان، چگالی حجمی میکروسیلیس را می‌توان از طریق فرآیند تراکم به 600-700 کیلوگرم بر متر مکعب افزایش داد. بنابراین، میکروسیلیس (Microsilica) بیشتر به‌عنوان پرکننده و افزودنی‌های اصلاح شده استفاده میشود.
چه مقدار میکروسیلیس می‌توان در بتن استفاده کرد؟
میکروسیلیس به‌عنوان افزودنی، تا 15 درصد وزن سیمان، در بتن استفاده میشود، اگرچه نسبت نرمال آن 7 تا 10 درصد است. با افزودن بیشتر از 15 درصد میکروسیلیس، پتانسیل برای ایجاد بتن بسیار قوی امّا شکننده وجود دارد. برای مشاهده میزان مصرف افزودنی میکروسیلیس بسته به نوع محصول کلیک کنید.
چرا از میکروسیلیس در بتن استفاده میشود؟
استفاده از میکروسیلیس در بتن:
دوده سیلیس تغلیظ شده / میکروسیلیس یک ترکیب معدنی بسیار ریز، آمورف (غیرمتبلور) و واکنش‌پذیر است. به‌راحتی با هیدروکسید کلسیم که در طی هیدراتاسیون سیمان پرتلند تولید میشود، واکنش نشان میدهد. افزودن میکروسیلیس ساختار منافذ را اصلاح و بتن با مقاومت مکانیکی بهبود یافته‌ای تولید می‌کند.
چرا از میکروسیلیس در بتن با مقاومت بالا استفاده می شود؟
دوده سیلیس (SF) / میکروسیلیس متداول‌ترین ماده افزودنی معدنی است که برای تولید بتن با مقاومت بالا (HSC) به‌دلیل ویژگی‌های شیمیایی واکنش‌پذیری پوزولانی و اثر پرکننده فیزیکی آن استفاده میشود.
میکروسیلیس چگونه ساخته میشود؟
میکروسیلیس یک محصول جانبی است که از تولیدات صنایع فروسیلیسیم یا آلیاژهای حاوی سیلیکون از کوره‌های قوس الکتریکی جمع‌آوری میشود. طی فرآیند تبدیل کوارتز خلوص بالا به سیلیکون در دمای تقریباً 2000 درجه سانتی‌گراد، بخار دی‌اکسید سیلیکون تولید شده و در دماهای پایین اکسید میشود. این غبار پس از متراکم‌سازی جمع‌آوری شده و تحت عنوان میکروسیلیس عرضه می‌گردد.
تفاوت های مهم بین میکروسیلیس و خاکستر بادی / فلای اش کلاس C چیست؟
میکروسیلیس نسبت به خاکستر بادی / فلای اش مقاومت فشاری بالاتری دارد. به‌عنوان مثال، استحکام طولانی مدت با افزودن 30 درصد مخلوط خاکستر بادی / فلای اش کلاس C، تا 25 درصد افزایش می‌یابد، در حالی که با افزودن 15 درصد میکروسیلیس به مخلوط، استحکام را 30 درصد افزایش میدهد. همچنین میکروسیلیس به‌دلیل نفوذپذیری مزیت قابل توجهی نسبت به خاکستر بادی / فلای اش دارد.
برای مطالعه مقاله مرتبط با خاکستر بادی / Fly Ash کلیک کنید.
آیا میکروسیلیس آمورف (غیرمتبلور) است؟
سیلیس، آمورف پودری ریز و سفید رنگ است. در هنگام تولید عنصر سیلیسیم / سیلیکون یا آلیاژهای حاوی سیلیسیم /سیلیکون تشکیل میشود.
آیا می‌توان سیمان را با سیلیکون مخلوط کرد؟
بهترین ماده برای قالب بتن چیزی است که بتن به آن نچسبد. بتن به سیلیکون، لاستیک یا پلاستیک نمی‌چسبد.
آیا می‌توان سیلیکون را به بتن اضافه کرد؟
گزارش‌های اخیر از راه‌های عمومی و جاده‌ها نشان میدهد که مقادیر معینی از یک سیلیکون خاص به‌عنوان یک ماده افزودنی برای بتن در جلوگیری از پوسته پوسته شدن ناشی از مواد ضدیخ، بسیار موثر است.
چگونه میکروسیلیس به بتن اضافه میشود؟
دو راه برای اضافه کردن میکروسیلیس وجود دارد:
(1) ابتدا سنگدانه‌ها، سپس میکروسیلیس و مخلوط خشک سیمان، سپس آب و سایر مواد افزودنی اضافه میشود.
(2) سنگدانه درشت (شن) + 75 درصد آب + میکروسیلیس + 50 درصد سنگدانه ریز (ماسه) اضافه، 30-15 ثانیه مخلوط میشود، سپس سیمان + مخلوط + 50 درصد سنگدانه ریز (ماسه) + 25 درصد آب اضافه شود، سپس دوباره میکس و هم‌زده تا مخلوط یکدست شود.
آیا سیلیس استحکام را افزایش می دهد؟
میکروسیلیس دو تاثیر عمده دارد که باعث افزایش مقاومت کششی، فشاری و برشی بتن میشود.
آیا میکروسیلیس، همان سیمان است؟
بتن میکروسیلیسی از سیمان، میکروسیلیس، سنگدانه ریز(شن)، سنگدانه درشت (ماسه) و آب تشکیل شده است. خواص بتن میکروسیلیسی تازه و سخت شده نسبت به بتن معمولی برتری دارد.
سیلیس چگونه بر سیمان تأثیر می گذارد؟
30 درصد سیمان جایگزین شده با میکروسیلیس دارای استحکام بالاتری نسبت به خمیر سیمان-سیلیس با همان نسبت آب به سیمان است. درنتیجه افزودن دوده سیلیس به ملات منجر به بهبود پیوند بین ماتریس سیمان هیدراته و ماسه در مخلوط میشود و در نتیجه میکروسیلیس استحکام را افزایش میدهد.
تفاوت بین سیلیس دودی و دود سیلیس چیست؟
سیلیس دودی و دود سیلیس دو اصطلاح متفاوت برای دو ماده هستند. هر دو دی‌اکسید سیلیس هستند. در برخی موارد مردم آن دو را با هم اشتباه می‌گیرند. آنها مشتقات، مشخصات فنی و کاربردهای متفاوتی دارند، همچنین قیمت‌های متفاوتی نیز دارند.
سیلیس کجا یافت می شود؟
یک ماده طبیعی فراوان است، سیلیس کریستالی در سنگ، خاک و ماسه همچنین در بتن، آجر، ملات و سایر مصالح ساختمانی نیز یافت میشود. سیلیس کریستالی به اشکال مختلفی وجود دارد که کوارتز رایج‌ترین آن است.
چرا دود سیلیس / میکروسیلیس گران است؟
دوده سیلیس چگال نشده به دلیل اندازه بزرگتر و هزینه حمل و نقل بالاتر، گران‌تر است.
چند درصد از بتن میکروسیلیسی، سیلیس است؟
هر سازنده فرمول اختصاصی خود را دارد، امّا به‌طور کلی مواد تشکیل‌دهنده بتن میکروسیلیسی عبارتند از:
70 تا 80 درصد ماسه سیلیس، 10 تا 20 درصد سیمان پرتلند، 3 تا 10 درصد رنگدانه‌ها و 1 تا 5 درصد سایر پرکننده‌ها و مواد شیمیایی.
درصد سیلیس در سیمان چقدر است؟
درصد تقریبی سیلیس در سیمان 17-25 درصد است.
چه زمانی از سیلیس در بتن استفاده شد؟
اولین آزمایش میکروسیلیس در بتن مبتنی بر سیمان پرتلند در سال 1952 انجام شد.
مضرات میکروسیلیس برای سلامتی انسان‌ها چیست؟
استنشاق گرد و غبار دوده سیلیسی برای ریه‌ها بسیار مضر است. حتی ممکن است این ذرات از راه پوست و چشم وارد بدن شوند و باعث بیماری افراد در معرض میکروسیلیس شود. تخمین زده شده است سالانه ۲۳۰ نفر به‌دلیل قرار گرفتن در معرض گرد و غبار میکروسیلیس در محل کار به اقتضای شغل خود ، به بیماری مبتلا می‌شوند.
بسته‌بندی‌های محصولات پایه میکروسیلیس پارسمان شیمی چگونه است؟
محصولات پایه میکروسیلیس در سطل‌های 25 لیتری ارائه میشود.
محصولات پایه میکروسیلیس پارسمان شیمی:
مقاله مرتبط: