ژل میکروسیلیس چیست؟

امروزه با پیشرفت سریع و همه جانبه علم و صنعت، انسان بیش از گذشته نیاز به شناخت دقیق مواد و مصالح اطراف خود و درنتیجه استفاده صحیح، درست و بهینه از آن را احساس می‌کند و حتی الامکان می‌کوشد تا با تغییراتی در بعضی از پارامترهای مواد، کارآیی و اثرگذاری آن را بالا ببرد در این بین، بتن به دلیل خواص ویژه ای از جمله کار پذیری، حمل و نقل راحت،انعطاف پذیری قابل قبول، ارزان و در دسترس بودن و قابلیت دامنه تغییرات گسترده متناسب با نیاز و به عنوان پر مصرفترین مصالح در دنیا به حساب می‌آید.

انتخاب مناسب اجزاء، ساخت صحیح و کنترل کیفیت از عوامل موثر در کاربرد بتن بوده که بدیهی است اگر انتخاب مصالح، اختلاط ، حمل، اجرا و نگهداری بتن بطور صحیح انجام نشود و بتن برای شرایط محیطی مشخص طراحی نشده باشدهرگز ویژگی‌های اصلی آن بدست نخواهد آمد.

در ساخت و سازهای معمولی، غالبا تنها معیار پذیرش بتن، مقاومت فشاری آن است شاید این مسئله از آنجا ناشی می‌شود که بتنی با مقاومت فشاری رضایت بخش، غالبا دیگر فقط ویژگی‌ها را در حد متوسط خواهد داشت . در سال‌های اخیر کارشناسان با بررسی سازه‌های بتنی به ویژه در محیط‌های خورنده، متوجه شدند که مقاومت فشاری بتن نمی‌تواند به تنهایی پاسخگوی کلیه انتظارات از بتن باشد و لازم است در طراحی بتن برای اهداف مختلف علاوه بر مسئله مقاومت و تحمل بارها، بر خواص دیگر بتن به ویژه پایایی و دوام آن نیز توجه کافی شود.

میکروسیلیس :

میکروسیلیس یا دوده سیلیسى ماده پوزولانی بسیار ریزی است که ذرات آن 50 تا 100 برابر از ذرات سیمان کوچکتر و چسبندگى بین سیمان و سنگدانه را تا حد قابل قبولى افزایش مى دهد. میکروسیلیس ماده ای بسیار نرم و به شکل پودر مى باشد و حاوی مواد غیربلوری با قطرهای بین 2.0 تا 5.0 میکرون است همچنین میزان سیلیس در این ماده بستگى به نوع محصول کوره و کارخانه سیلیس دارد.

میکروسیلیس در ساخت بتن با مقاومت بالا کاربرد دارد، میکروسیلیس از فلز سیلیس به میزان 80 تا 85 درصد و سایر آلیاژها مانند آلومینیوم اکسید، کلسیم اکسید و منیزیم اکسید تشکیل شده و معمولا به رنگ سفید یا خاکسترى می‌باشد بیش از 95 درصد ذرات میکروسیلیس از 1μm کوچک‌ترند که این ریزى ذرات و درصد سیلیس بالا از میکروسیلیس یک ماده پوزولانى بسیار موثر ساخته است. میکروسیلیس سبب بهبود خواص مکانیکى بتن مى گردد.

ژل میکروسیلیس :

استنشاق پودر میکروسیلیس توسط نیروهای انسانی که در فرآیند ساخت بتن فعالیت می‌کنند همواره از دغدغه‌های زیست محیطی و ایمنی کارخانه‌های ساخت بتن بوده، مضاف بر اینکه تعدد مواد افزودنی بتن و حفظ نسبت و زمان صحیح افزودن آن‌ها به بتن نیز باید تحت کنترل نگه‌داشته شود همچنین عدم اطمینان از اختلاط یکنواخت و واکنش میکروسیلیس به این گزینه‌ها افزوده می‌شود.

 موارد یاد شده عموماً طراحان و سازندگان بتن را با مشکلات متعددی مواجه ساخته است. لذا برای رفع نقایص یاد شده، ایده ساخت ترکیبات دوغابی و ارتقاء سطح کیفی آن‌ها با بهره‌گیری از دانش شیمی‌مطرح گشت در نتیجه جهت تحقق بخشیدن به خواص کیفی مد نظر طراحان و سازندگان مبنی بر افزایش کارایی و مدت زمان کارپذیری موثر بتن، همچنین کاهش مقادیر جذب آب و نفوذپذیری بتن محصولاتی تحت عنوان ژل میکروسیلیس طراحی و تولید گردید.

اجزای اصلی تشکیل دهنده ژل‌های میکروسیلیس عبارتند از:

• نسل جدید کاهنده‌های قوی آب بتن

• دوده سیلیسی (میکروسیلیس)

• كاتاليزور

• بهبود دهنده‌های رئولوژی

که تمامی‌موارد در قالب یک محصول قابل استفاده در بتن می‌باشد.

نحوه اثرگذاری ژل میکروسیلیس در مقاومت بتن :

مقاومت بتن معمولا مهمترین معیار برای ارزیابى کیفیت بتن به کار برده مى شود افزایش مقاومت به مرور زمان بر اساس تداوم آبگیری سیمان و کاهش درصد تخلخل و فضای خالى بین مواد متشکله در مرحله ایجاد چسبندگى مى باشد. میکروسیلیس موجود در بتن که یک ماده پوزولانى محسوب مى شود، با هیدروکسیدکلسیم ناشى از هیدراسیون سیمان ترکیب شده و ترکیبى ژل مانند مى سازد. این ترکیب ، عامل اصلى افزایش مقاومت بتن و کاهش تخلخل ذرات تشکیل دهنده در بتن مى باشد کریستال‌های بزرگ هیدروکسیدکلسیم در فصل مشترک سنگدانه و خمیر، مانع افزایش مقاومت مى شود که میکروسیلیس تحت واکنش پوزولانى با هیدروکسید کلسیم آن را به اجزاء مقاومى به نام سیلیکات کلسیم هیدراته تبدیل مى کند و بدین ترتیب باعث افزایش مقاومت فشاری بتن مى شود همچنین به واسطه افزایش چگالی و کم شدن بسیار زیاد تخلخل بتن و در نتیجه کاهش محسوس نفوذپذیری بتن سطح دوام و پایایی بتن نیز ارتقا خواهد یافت.

دلایل فنی و اقتصادی استفاده از ژل‌های میکروسیلیس:

شاید این سوال پیش بیاید که به چه دلیل باید از ژل میکروسیلیس استفاده نمود و جایگزین آن می‌توان تمام افزودنی‌ها را به صورت مجزا در بتن استفاده نمود.

در پاسخ به این سوال می‌توان به چند مورد اشاره نمود. اولین گزینه که در تمام پروژه‌ها همواره مد نظر بوده است بحث اقتصاد پروژه می‌باشد حتی طراحان نیز به این مورد توجه زیادی دارند. با توجه به هزینه‌های حمل و نقل، نفرساعت مصرفی و قیمت تمام شده مواد به صورت استفاده مجزا، مصرف ژل میکروسیلیس به عنوان یک ماده ترکیبی و تک محصول که تمام نیازهای مقاومت و دوام بتن را تامین میکند عاقلانه تر به نظر می‌رسد.

در خصوص مباحث فنی در قسمت قبل صحبت شد اما شایان ذکر است که استفاده چند ماده افزودنی فارغ از مباحث اقتصادی ضریب اشتباه اپراتور را افزایش داده که این امر موجب آسیب در کیفیت بتن خواهد شد.

میزان مصرف ژل‌های میکروسیلیس :

با توجه به متفاوت بودن شرایط بتن و همچنین تنوع ژل‌های میکروسیلیس به واسطه نسبت ترکیب مواد، میزان دقیق مصرف فقط از طریق آزمایشات کارگاهی قابل ارزیابی می‌باشد ولی به صورت حدودی بین 1 تا 10 درصد وزن سیمان متغیر می‌باشد. این میزان مصرف بسته به نیازهای خاص و کنترل دقیق شرایط و انجام آزمون‌های کیفی بتن قابل تغییر می‌باشد.

معرفی و کاربرد انواع ژل‌های میکروسیلیس:

4 گونه توانمند ژل میکروسیلیس و مواد کاهنده آب و روان‌ساز بتن که بر حسب شرایط محیطی محل ساخت و بتن‌ریزی، نوع مصالح مصرفی و مشخصات بتن تازه و سخت شده مورد مصرف قرار می‌گیرند.

1- پاورژل

2- میکروژل

3- مزوکریت

4- سوپرژل

موارد مصرفی و شرایط اجرایی برای این ژل‌ها با اشاره به نکات فنی در قالب جدول به صورت ذیل ارائه شده است:

-دسترسی به حداکثر مدت زمان کارپذیری بتن صرفاً بر اساس حداکثر مقدار مصرف هر ماده افزودنی در نظر گرفته شده است.

-به‎‌صورت پیش فرض مقدار سیمان در محدوده 320 تا 400 کیلوگرم در متر مکعب در نظر گرفته شده است.

-با حداقل مقدار مصرف مواد افزودنی و حداقل آب اختلاط مقدار کارپذیری محدوده بین 12 تا 18 سانتی‌متر خواهد بود.