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.
سوالات متداول: سوالات متداول درباره میکروسیلیسمیکروسیلیس به سه شکل وجود دارد که عبارتند از:
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 2/3 گرم بر سانتی‌متر مکعب است.2
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.
مقاله مرتبط: مزایای میکروسیلیس و کاربردهای استفاده آن در بتن– باتوجه به آزمایش‌های انجام شده ژل میکروسیلیس بیشتر از پودر میکروسیلیس باعث افزایش مقاومت فشاری بتن می‌شود.
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.
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.
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.
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: اندازه ذرات میکروسیلیس کمتر از 1μm و اندازه متوسط ذرات 0/1-0/3 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 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.
مقاله مرتبط: رفتار میکروسیلیس بعنوان یک تثبیت کننده حرارتی
میکروسیلیس به بتن سیمان پرتلند اضافه می‌شود تا خواص آن، به‌ویژه مقاومت فشاری، استحکام یا مقاومت اتصالی و چسبانندگی ذرات و مقاومت در برابر سایش را بهبود بخشد.
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 آن به بخش محصولات پارسمان شیمی مراجعه کنید.
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.
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 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.
سیلیس یک پودر افزودنی سیمان است که از سنگ معدنی طبیعی آتشفشانی ساخته شده است. این ماده معدنی غیرمتبلور طبیعی است و در کارخانه فرآوری می‌شود، کیفیت و اندازه دانه آن بسیار همگن است.
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.
سیلیس، آمورف پودری ریز و سفید رنگ است. در هنگام تولید عنصر سیلیسیم / سیلیکون یا آلیاژهای حاوی سیلیسیم /سیلیکون تشکیل می‌شود.
بهترین ماده برای قالب بتن چیزی است که بتن به آن نچسبد. بتن به سیلیکون، لاستیک یا پلاستیک نمی‌چسبد.
سیلیس، آمورف پودری ریز و سفید رنگ است. در هنگام تولید عنصر سیلیسیم / سیلیکون یا آلیاژهای حاوی سیلیسیم /سیلیکون تشکیل می‌شود.
میکروسیلیس دو تاثیر عمده دارد که باعث افزایش مقاومت کششی، فشاری و برشی بتن 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.
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.
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.
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.
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.
دوده سیلیس چگال نشده به دلیل اندازه بزرگتر و هزینه حمل و نقل بالاتر، گران‌تر 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 تقریبی سیلیس در سیمان 17-25 درصد است.
اولین آزمایش میکروسیلیس در بتن مبتنی بر سیمان پرتلند در سال 1952 انجام شد.
افزودن میکروسیلیس به بتن می‌تواند مقاومت سایشی، مقاومت فشاری و استحکام کششی محصولات عمل‌آوری شده را بهبود بخشد. علاوه بر این، مقاومت در برابر سایش را می‌تواند 0/5-2/5 برابر افزایش دهد. میکروسیلیس پودر سیلیکون خالص را با مقدار کمی ناخالصی ارائه می‌کند.
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.
محصولات پایه میکروسیلیس در سطل‌های 25 لیتری ارائه می‌شود.
M.Gh.
