تاثیر ژل میکروسیلیس بر بتن + دلایل استفاده از آن
بتن ماده و مخلوطی ناهمگن است که امروزه به وفور در صنعت ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گیرد و میزان تقاضای آن در سراسر جهان بالا می‌باشد. بتن از اجزای مختلفی تشکیل شده است که مهم‌ترین آن‌ها به جهت ارتباط مستقیم آن بر مقاومت نهایی بتن سیمان است که در مقداری مشخص بر حسب کاربرد و نسبت به آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما استفاده زیاد از آن یک نگرانی بزرگ زیست محیطی به شمار می‌رود. از این رو و برای حل این مشکل و غلبه بر آن در کنار کاهش هزینه‌ها بدون آن‌که میزان مقاومت و دوام بتن آسیب ببیند، محققان به جستجوی موادی جایگزین برای سیمان پرداختند.
آن‌ها تلاش کردند موادی را بسازند که علاوه بر دارا بودن خواص مورد نیاز برای افزایش دوام و استحکام بتن در کم شدن میزان انتشار کربن دی اکسید موثر باشد.
میکروسیلیس به عنوان یک ماده پوزولانی با خواص سیمانی، یکی از گزینه‌های انتخابی بود. اما به جهت بالا رفتن قیمت تمام شده برای بتن، استفاده از آن به عنوان جایگزینی برای سیمان مقرون به صرفه نبود. به همین دلیل به صورت یک ماده افزودنی بتن در جهت به دست آوردن ویژگی‌های مد نظر بتن، نظیر مقاومت بیشتر به کار گرفته شد .
البته علاوه بر شکل دوده سیلیسی یا همان میکروسیلیس به همراه روان کننده (به جهت کاهندگی در میزان آب می‌بایست با فوق روان کننده استفاده شود)، از ژل میکروسیلیس که ترکیبی از میکروسیلیس، فوق روان کننده بتن، فیبر پلی پروپیلن و فیلر کاتالیست می‌باشد و به عنوان افزودنی اصلاح شده پیشرفته برای بالا بردن مقاومت‌های مکانیکی و شیمیایی بتن شناخته می‌شود برای ساخت انواع گوناگون بتن استفاده کرد. در ادامه پس از معرفی مختصر میکروسیلیس و ژل میکروسیلیس تاثیر آن بر مقاومت‌های بتن مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
میکروسیلیس محصول فرعی فروسیلیکون و سیلیکون است. این ماده، سیلیس بسیار ریز غیر کریستالی است که در کوره‌های قوس الکتریکی به عنوان محصول جانبی تولید می‌گردد. میکروسیلیس پودری است و رنگ آن خاکستری روشن می‌باشد. این ماده عمدتا در ساخت بتن با مواد خشک آن مخلوط شده و سپس به آن آب و فوق روان کننده اضافه می‌شود. با افزودن این ماده به مخلوط دی اکسید سیلیکون آن با هیدروکسید کلسیم ترکیب می‌شود و کلسیم سیلیکات به شکل کریستالی ایجاد می‌شود. به طور کلی میکروسیلیس خواص مکانیکی بتن را به میزان زیاد بالا می‌برد و موجب کاهش نفوذ پذیری بتن می‌گردد.
و اما ژل میکروسیلیس همانطور که پیش‌تر بیان شد ماده‌ای است که از ترکیب میکروسیلیس، فوق روان‌کننده، فیبر بتن و فیلر کاتالیست به وجود می‌آید. این ماده در صورت استفاده به عنوان افزودنی بتن، موجب کاهش نسبت آب به سیمان، افزایش مقاومت بتن، کاهش میزان نفوذ پذیری، بالا بردن میزان آب بندی تا 95 درصد می‌گردد. همچنین به جهت غیر سمی بودن سلامت کارگران را نیز به دنبال دارد. میزان استفاده از آن به عنوان افزودنی را برای داشتن بهترین کارایی بین 7 تا 10 درصد وزن سیمان بیان شده است.
تاثیر میکروسیلیس بر مقاومت بتن
مقاومت بتن به میزان توانایی بتن در تحمل بار به صورت‌های مختلف فشاری، کششی، خمشی، سایشی و … اطلاق می‌گردد. این ویژگی یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های بتن و معیاری برای تعیین میزان کیفیت آن برای کاربردهای مختلف است. با ترکیب کردن میکروسیلیس در اندازه مشخص با دیگر مواد بتن، مقاومت بتن تا حد زیادی افزایش می‌یابد، زیرا به دلیل واکنش مولکول‌های این ماده با هیدروکسید کلسیم، کلسیم سیلیکات کریستالی تولید می‌گردد و وجود آن به عنوان عامل عمده مقاومت بتن، باعث افزایش استحکام پیوند میان خمیر سیمان و ذرات سنگدانه (چسبندگی میان سیمان و سنگدانه) می‌شود. همچنین با نفوذ دانه‌های کریستالی به خلل و فرج موجود در بتن، نفوذ پذیری آب کاهش خواهد یافت که این امر نیز بر استحکام و دوام بتن تاثیر مثبتی می‌گذارد.
در حقیقت علاوه بر میکروسیلیس عواملی چون نسبت آب به سیمان، طرح اختلاط، مواد افزودنی، نحوه عمل آوری بتن، خواص سیمان و سنگدانه‌ها و مقدار آن‌ها همه بر میزان مقاومت فشاری تاثیرگذار هستند. از این رو محققان با ترکیب نسبت‌های مختلف آب به سیمان و استفاده از مقادیر مختلف میکروسیلیس در کنار بهره‌گیری از طرح‌های اختلاط گوناگون نمونه‌های مختلفی از بتن را تولید و در جهت مطالعه تاثیر میکروسیلیس بر مقاومت فشاری مورد بررسی قرار دادند تا توانستند به نتایجی که بیان شد، دست پیدا کنند.
تاثیر میکروسیلیس بر مقاومت‌های کششی و خمشی بتن
پیش از بررسی تاثیر این ماده، تعریفی از هر یک از دو مقاومت کششی و خمشی بتن ارائه می‌شود. مقاومت کششی بتن حداکثر میزان تنشی که یک جسم می‌تواند در زمان کشیده شدن از دو سو، تا پیش از آن‌که مقطع به میزان قابل توجهی نازک گردد، تحمل نماید را مقاومت کششی بتن گویند. مقاومت خمشی اما به مقدار مقاومت بتن در مقابل خم شدن پیش از شکستن و یا ترک برداشتن، اطلاق می‌گردد.
میزان این دو مقاومت از مقاومت‌های مکانیکی نیز در اثر افزایش میزان میکروسیلیس در مخلوط بتن، بالا خواهد رفت. البته میزان میکروسیلیس استفاده شده، نسبت آب به سیمان و اضافه کردن افزودنی‌هایی چون پلی پروپیلن تماما بر مقاومت کششی موثر می‌باشند. ناگفته نماند که روابط میان مقاومت فشاری، خمشی و کششی در بتن‌هایی که میکروسیلیس به آن‌ها افزوده شده است همچون بتن‌های معمولی است یعنی افزایش یا کاهش هر یک از این مقاومت‌ها متناظرا در انواع دیگر منعکس می‌گردد اما میزان تغییرات یکسان نخواهد بود (به یک اندازه افزایش یا کاهش نمی‌یابند). به عنوان مثال عمدتا مقاومت کششی به طور میانگین 10 درصد (بین 8 تا 12 درصد آن) مقاومت فشاری خواهد بود.
تاثیر میکروسیلیس در مقاومت سایشی بتن
مقاومت سایشی بتن، ویژگی سخت و سفت شدن بتن سازه‌های گوناگون در برابر نیروها و عواملی نظیر عبور و مرور انسان‌ها، وسایل نقلیه سبک و سنگین، لغزیدن اشیاء، برخورد مواد ساینده (عموما برای سازه‌های زیر آب رخ می‌دهد) است که موجب سایش و فرسایش سطح آن می‌گردند. این ویژگی بتن می‌تواند در اثر اضافه شدن برخی از افزودنی‌ها کم یا زیاد شود. با بررسی تاثیر میکروسیلیس بر مقاومت سایشی می‌توان بیان کرد که تاثیر این افزودنی معدنی بر مقاومت سایشی همچون مقاومت فشاری و خمشی مثبت است. به این معنا که هر اندازه میزان میکروسیلیس مصرف شده به عنوان افزودنی در بتن بیشتر باشد، مقدار مقاومت سایشی آن بالا می‌رود زیرا در بتنی که دارای میکروسیلیس است کلسیم سیلیکات به عنوان سخت کننده بتن تشکیل می‌شود. همچنین ابعاد خلل و فرجی که در بتن وجود دارد به سبب وجود این افزودنی و متراکم شدن، کاهش می‌یابند. ناگفته نماند که پرداخت سطح بتن، نسبت آب به سیمان به کار رفته و مقاومت فشاری بر میزان مقاومت سایشی بتن موثر هستند.
و در آخر باید گفت که افزودن میکروسیلیس یا ژل میکروسیلیس به بتن نه تنها بر مقاومت‌های مکانیکی بتن تاثیر می‌گذارد بلکه بر کارایی بتن به سبب افزایش چسبندگی موثر است و به جهت وجود اثر تثبیت کنندگی بر خواص جریانی، آب انداختن و جداشدگی بتن را کاهش می‌دهد.
0 دیدگاه