میکروسیلیس؛ افزایش‌دهنده کیفیت و مقاومت بتن
یکی از پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی در سراسر دنیا بتن است که در صنعت ساختمان‌سازی کاربردهای زیادی دارد. صنعت ساختمان‌سازی به دلیل پیشرفت تکنولوژی، بسیار متحول شده است؛ به‌طوری‌که توسط برخی افزودنی‌ها، مصالح ساختمانی مانند بتن با کیفیت بسیار بالاتر تولید می‌شوند. یکی از این افزودنی‌ها ماده‌ای با نام میکروسیلیس است که کیفیت بتن و مقاومت آن را تا اندازه زیادی افزایش می‌دهد. با توجه به امکان رفع مشکلات بتن‌های معمولی مانند نفوذپذیری و یخ‌زدگی توسط میکروسیلیس، استفاده از این ماده افزودنی در تولید بتن بسیار رایج شده است. با ما همراه باشید تا در این مطلب با ماهیت و کاربردهای میکروسیلیس در بتن آشنا شویم.
میکروسیلیس چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟
میکروسیلیس یا میکروسیلیکا، در واقع یک محصول جانبی از کوره‌های قوس الکتریکی القایی است که در صنایع فلز سیلیس و آلیاژ فرو سیلیس تولید می‌شود. بیشترین کاربرد این ماده در صنعت بتن‌سازی است. زمانی که کوارتز در دمای 2000 درجه سانتی‌گراد به سیلیس کاهش می‌یابید، گاز SiO2 تولید می‌کند. این گاز در محیطی با دمای پایین به ذرات ریز کروی تبدیل می‌شود که از سیلیس غیر کریستالی اکسیدی و متراکم تشکیل شده است.
میکروسیلیس یکی از مواد پوزولانی بسیار فعال به شمار می‌رود که ذرات کروی آن کمتر از یک نانومتر قطر دارند. تقریبا می‌توان گفت که ذرات این ماده نسبت به ذرات سیمان حدود 100 برابر کوچک‌تر هستند. باید بدانید که معمولا 85 درصد ساختار میکروسیلیس از SiO2 تشکیل شده است. میکروسیلیس نام‌های دیگری مانند دوده سیلیس (Silica Fume) نیز دارد. خاصیت پوزولانی این ماده به دلیل وجود SiO2 بسیار زیاد است. باید اشاره کرد میکروسیلیس نسبت به سیمان میزان چگالی کمتری دارد. به طور کلی میکروسیلیس به چند شکل مختلف در بازار وجود دارد که در تولید بتن‌ها به کار برده می‌شوند.
اشکال مختلف میکروسیلیس مورد استفاده در تولید بتن‌ها عبارتند از:
- ژل میکروسیلیس
- پودر میکروسیلیس
- دوغاب میکروسیلیس
پودر میکروسیلیس
تاثیر میکروسیلیس در کیفیت بتن
یکی از مهم‌ترین تاثیرات میکروسیلیس در بتن و کیفیت آن، کاهش نفوذپذیری این مصالح است. به این صورت که میکروسیلیس با کلسیم هیدروکسید که یکی از مواد هیدراسیون سیمان به شمار می‌رود، واکنش نشان می‌دهد. در نتیجه این واکنش ژل کلسیم سیلیکات آلومینات تولید می‌شود که خلل و فرج در بتن را پر می‌کند و در نهایت باعث کاهش نفوذپذیری این مصالح خواهد شد. از سوی دیگر میکروسیلیس در بتن‌ها باعث افزایش مقاومت این مصالح در برابر محیط سولفاتی می‌شود. به همین دلیل ماندگاری و دوام بتن‌ها در چنین محیط‌هایی بسیار بالا خواهد بود.
از جمله سایر تاثیرات و کاربردهای میکروسیلیس در بتن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- افزایش مقاومت فشاری بتن
- کاهش درجه حرارت بتن
- افزایش مقاومت بتن در برابر سیکل‌های ذوب و یخ
- افزایش مقاومت بدت در برابر حمله یون‌های کلراید
- کاهش سرطان بتن
میکروسیلیس؛ عامل افزایش مقاومت فشاری بتن
به طور معمول استفاده از پوزولان‌ها باعث می‌شود که مقاومت بتن در سنین اولیه کاهش پیدا کند. اما با استفاده از میکروسیلیس در بتن کاهش مقاومت این مصالح در سنین اولیه کمتر خواهد بود. چرا که در میکروسیلیس مقدار زیادی SiO2 وجود دارد. باید بدانید که اگر به جای سیمان از میکروسیلیس در بتن استفاده شود، مقاومت فشاری بتن در سنین اولیه افزایش پیدا می‌کند. حتی در سنین نهایی بتن مقاومت فشاری خود را حفظ خواهد کرد. از همین رو میکروسیلیس در ساخت بتن‌های با مقاومت بالا کاربرد بسیار زیادی دارد.
کاهش درجه حرارت بتن با استفاده از میکروسیلیس
در هنگام بتن‌ریزی با حجم بالا میزان سیمان و نسبت حجم به سطح بتن معمولا زیاد است و فرایند هیدراسیون حرارت زیادی را تولید می‌کند. در نتیجه این فرایند، ترک‌های حرارتی روی بتن شکل می‌گیرد. استفاده از میکروسیلیس در ساخت بتن باعث کاهش حرارت ناشی از فرانید هیدراسیون می‌شود. چرا که میکروسیلیس نوعی ماده پوزولانی است و این‌گونه مواد مدت بسیار دیر تحت حرارت واکنش نشان می‌دهند. از همین رو استفاده از میکروسیلیس در ساخت بتن باعث می‌شود تا ترک‌های حرارتی بتن کاهش پیدا کنند.
تولید بتن‌های مقاوم در برابر سیکل‌های ذوب و یخ‌زدگی با اضافه کردن میکروسیلیس
در صورت استفاده از میکروسیلیس در بتن به جای 10 درصد از سیمان موجود، مقاومت بتن را در برابر سیکل‌های ذوب و یخ به شکل چشمگیری افزایش می‌دهد. به عبارتی می‌توان گفت که کاهش نفوذپذیری بتن به دلیل استفاده از میکروسیلیس باعث جلوگیری از نفوذ آب به داخل خلل و فرج بتن می‌شود. برای اینکه بتن به میزان مقاومت مطلوبی در برابر سیکل‌های ذوب و یخ برسد، باید نسبت آب به سیمان، الیاف و مواد حباب‌ساز کمتر باشد.
بتن همراه با افزودنی میکروسیلیس
مقاومت بالای بتن‌های تولید شده با میکروسیلیس در برابر حمله یون‌های کلراید
هر چه میزان آب نسبت به سیمان در بتن دارای 7.5 درصد میکروسیلیس کمتر باشد، میزان نفوذپذیری یون‌های کلراید به بتن تا حد زیادی کاهش می‌یابد. از سوی دیگر اگر در ساخت بتن‌ها، 10 درصد جرم سیمان با میکروسیلیس جایگزین شود، مقاومت فشاری بتن‌ها به حدود 70 مگاپاسکال خواهد رسید. در نتیجه خوردگی و پتانسیل نیم‌پیل بتن کاهش پیدا می‌کند. جالب است بدانید حتی اگر بتن‌ها پس از مدت طولانی در معرض یون‌های کلراید قرار بگیرند، بازهم میزان خوردگی آن‌ها بسیار کم خواهد بود. به طور کلی میزان بهینه استفاده از میکروسیلیس در ساخت بتن برای کاهش حملات یون‌های کلراید 7.5 درصد است.
سرطان بتن؛ مشکلی که با اضافه کردن میکروسیلیس بهبود می‌یابد
واکنش قلیایی سنگ‌دانه در بتن به سرطان بتن معروف است که در اثر واکنش سنگ‌دانه‌های سیلیس دار فعال با قلیایی‌های سیمان به وجود می‌آید. سرطان بتن به شکل ترک‌های نقشه‌ای بر روی سطح بتن دیده می‌شود. با جایگزین کردن مقداری از سیمان با میکروسیلیس، میزان قلیایی‌های سیمان و نفوذپذیری بتن کاهش پیدا می‌کند. در نتیجه سرطان بتن کنترل شده و احتمال بروز آن کاهش می‌یابد.
با میکروسیلیس استحکام و ماندگاری بتن افزایش پیدا می‌کند
کاربردهای میکروسیلیس در بتن بسیار زیاد است که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به کنترل سرطان بتن و افزایش مقاومت در برابر سیکل‌های ذوب و یخ اشاره کرد. میکروسیلیس ذرات ریزتری نسبت به سیمان دارد و با جایگزین کردن مقداری از سیمان مورد استفاده در تولید بتن با این ماده می‌توان کیفیت و مقاومت بتن را افزایش داد. همچنین میکروسیلیس به دو صورت ژل و پودر در بازار موجود است.
ثبت ديدگاه