استفاده از میکرو سیلیس در بتن

میکروسیلیس چیست؟
استفاده از پودر میکروسیلیس به عنوان یک پوزولان مؤثر در بتن امروزه در دنیا بسیار رایج می باشد. ساختار بتن سخت شده از سنگدانه، خمیر سیمان سخت شده، و منافذ و حفرات خالی تشکیل شده است. منافذ که به شکل کانالهای میکروسکوپی تمام ماتریس بتن را فراگرفته است، محل عبور انواع سیالات به شکل گاز یا مایع می باشد. از طرفی بخش سخت شده خمیر سیمان که محیط سنگدانه ها را فرا گرفته و کانالهای موئینه داخل این خمیر گسترده شده اند، به دو فاز شیمیایی مجزا تقسیم می شوند. یک بخش اصلی بوده که فاز کلسیم سیلیکات هیدرات می باشد و عامل استحکام بخشی به بتن است و فاز دیگر ترکیب شیمیایی آهک آزادی می باشد که ناشی از واکنش هیدراتاسیون سیمان است. این بخش اخیر یک محصول جانبی ناخواسته فرآیند هیدراتاسیون می باشد که از لحاظ استحکام ضعیف بوده و از نظر شیمیایی نیز واکنش پذیری کمی بالائی بخصوص در محیطهای اسیدی دارد. همین عامل باعث می شود که در محیطهای با خورندگی بالا و بخصوص مرطوب دوام و عمر بتن کم می باشد.

استفاده از مواد پوزولانی به منظور حذف آهک آزاد در فرآیند هیدراتاسیون در مناطق خورنده بسیار رایج می باشد. خاکستر بادی، میکروسیلیس، سرباره، پوزولانهای طبیعی و زئولیت ها مواد افزودنی شناخته شده در صنعت بتن می باشند. شیمی پوزولانها، به حضور ترکیب سیلیسی مربوط است که ساختار آمورف دارد. سیلیس آمورف ناپایدار بوده و در مجاورت آهک حاصل هیدارتاسیون سیمان، وارد واکنش شده و محصول کلسیم سیلیکات هیدرات می دهد که اتفاقاً محصول اصلی واکنش هیدراتاسیون سیمان است. پس پوزولان ها زمانی وارد واکنش می شوند که مرحله اول هیدراتاسیون سیمان انجام شود و آهک آزاد در دسترس پوزولانها برای واکنش شیمیایی قرار گیرد.

یکی از مهمترین پوزولانها که در کشور ما به مصرف می رسد میکروسیلیس می باشد. این ماده در مقادیر بین 3 تا 10 درصد با سیمان جایگزین می شود و در این بازه نقش پوزولانی دارد. مقادیر بیشتر باعث اختلال در سرعت واکنش هیدراتاسیون شده و گیرش بتن را به تاخیر می اندازد و از طرفی چسبندگی در بتن را نیز بالا می برد. پائین بودن از این گستره نیز باعث می شود اثر بخشی خاصیت پوزولانی کم باشد. بسته به میزان خورندگی محیط و حساسیت سازه مقدار میکروسیلیس افزایش می یابد.

میکروسیلیس پوزولانی علاوه بر داشتن ساختار آمورف یک خصوصیت ممتاز دیگر نیز دارد که ریز بودن ذرات آن می باشد. این مسئله محاسن و معایبی دارد. از محاسن آن اینست که توان پر کنندگی بسیار بالایی در حفرات میکروسکوپی بتن داشته و هر چه بیشتر تراکم بتن را بالا می برد و استحکام را بتن را افزایش می دهد. یکی از مهمترین معایب میکروسیلیس، عدم پخش شدگی مناسب آن در ماتریس بتن یا ملات می باشد. از آنجا که ذرات میکروسیلیس کمتر از یک درصد اندازه ذرات سیمان می باشند، جاذبه سطحی بالائی داشته و شدیداً تمایل دارند که در بتن به یکدیگر بچسبند و ایجاد کلوخه کنند. کلوخه شدن میکروسیلیس باعث می شود که بخش زیادی از میکروسیلیس در معرض واکنش پوزولانی قرار نگیرد و از اثربخشی آن بکاهد. دوم اینکه این مراکز تجمیع میکروسیلیس فاقد استحکام بوده و لذا از مقاومت بتن می کاهند. مسئله دیگر مربوط به ایجاد واکنشهای قلیایی در بلند مدت در این مراکز تجمیع بوده که باعث ایجاد ترکهائی در این نواحی می کنند.

برای غلبه بر این مشکل راهکارهای متنوعی استفاده می شود. یک راه اختلاط با سرعت بالاتر و زمان بیشتر پودر در داخل بتن می باشد. این کار بسیار پر هزینه بوده و زمان را از ما می گیرد. دوم راه استفاده از دوغاب میکروسیلیس می باشد که در یک فرآیند اختلاط اولیه میکروسیلیس در آب مخلوط شده و پایدار می شود و سپس به مصرف می رسد. به غلط در کشور ما استفاده از ژل میکروسیلیس رایج می باشد که این ماده بر خلاف فلسفه دوغاب که همان پخش شدگی مؤثر است می باشد. ترکیبات شیمیایی که بعنوان روان کننده و فوق روان کننده در بتن مصرف می شوند مناسب اندازه ذرات سیمان بوده و برای میکروسیلیس با اندازه تقریباً 1% سیمان مناسب نمی باشند و ترکیبات دیگری به این منظور در دنیا به مصرف می رسند. روان کننده های رایج بتن توان پایدارسازی ذرات میکروسیلیس در آب را نداشته و لذا در مقادیر کم میکروسیلیس به مرور زمان تشکیل ژل می دهند. لذا دقت به این مسئله حائز اهمیت است که خود ژل توان پخش شدگی مؤثر در بتن را ندارد.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *