ژل میکروسیلیس چیست؟

ژل میکروسیلیس یا میکروسیلیس ژل شده یا مکمل بتن نوعی افزودنی بتن اصلاح شده پیشرفته بر پایه روانسازهای بتن، ‌میکروسیلیس، سیلیس و الیاف پلی پروپیلن می باشد. ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن برای ساخت انواع بتن توانمند،‌ بتن آب بند، ‌بتن نفوذ ناپذیر و بتن با دوام مورد استفاده قرار میگیرد.

در شرایط آب و هوایی مهاجم نظیر مناطق ساحلی و مناطق کویری نیاز به مواد افزودنی وجود دارد که بتن را نفوذ ناپذیر کند و جذب آب بتن را کاهش دهند که استفاده از ماده افزودنی ژل میکروسیلیکا یا مکمل بتن راهکار ایده آلی است. که علاوه بر وجود دوده سیلیس و الیاف پلی پروپیلن در ساختار خود که به تنهایی موجب بهبود خواص بتن خواهند شد، ‌دارای روان کننده در فرمولاسیون خود می باشد که در نتیجه علاوه بر روانی بتن موجب کاهش آب مصرفی بتن نیز خواهد شد که به این ترتیب موجب افزایش مقاومت های بتن و خواص ویژه آن خواهند شد.

کاربرد ژل میکروسیلیس :

شاید ایده تولید ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن خمیری زمانی به ذهن رسید که استفاده از دوده سیلیسی، یا پودر میکروسیلیس وسوسه بود ولی روش مصرف سخت آن،‌ عدم ترکیب مناسب با بتن و آلودگیهای ایجاد شده از آن برای نیروی انسانی مشکلات عمده ای را برای مجریان محترم ایجاد کرد.

با تولید ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن علاوه بر حل مشکل روش های مصرفی پودر میکروسیلیس یا دوده سیلیسی بهبود و کارایی بهتری با تولید ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن حاصل شد.

پودر میکروسیلیس یا دوده سیلیسی با توجه به داشتن ذرات بسیار ریز و به دلیل پراکندگی آسان در فضا از نظر زیست محیطی مشکلی جدی تلقی می شود که تولید ژل های پوزولانی یا ژل میکروسیلیس به این معضلات پایان داد. از جمله خصوصیات ویژه ای که ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن برای بتن ایجاد می کند نفوذ ناپذیر نمودن بتن است این خاصیت به دلایل موادی که برای تولید ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن فرموله شده اند می باشند.

ژل میکروسیلیس

برای تولید ژل میکروسیلیس از مواد روانساز و مواد آب بند کننده و دوده سیلیسی و الیاف پلی پروپیلن استفاده شده است که همگی به نحوی در آب بندی و نفوذ ناپذیر شدن بتن نقش دارند. با ایجاد روانی بیشتر بتن توسط روان کننده به کار برده شده در تولید ژل میکروسیلیس، ذرات ریز دوده سیلیسی یا پودر میکروسیلیس و ذرات زیر بتن حرکت کرده و به سوی فضاهای خالی بین سنگدانه های درشت تر حرکت می کنند و موجب پر شدن فضای خالی بین آنها شده و به این ترتیب موجب نفوذ ناپذیرتر شدن و همچنین حصول مقاومت بیشتر در بتن می شوند.

نفوذ ناپذیر نمودن بتن توسط ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن تا حدود زیادی می تواند مانع خوردگی فولاد با آرماتور داخل بتن مسلح شود به این ترتیب که خوردگی فولاد مسلح کننده بتن مهم ترین پر هزینه ترین نوع خرابی بتن است که این خرابی عموماً‌ به دلیل نفوذ مواد مخرب کلرایدها و غیره می باشد. خواه کلرایدها ازآب اقیانوس و چه از نمک های یخ زدا وارد بتن شده باشند نتیجه یکسان است.

استفاده از بتن های میکروسیلیسی با بتن های سیلیسی یا بتن میکروسیلیسی در برابر حملات سولفاتی نیز از خود مقاومت نشان خواهند داد چنانچه ساختار شیمیایی سیمان پرتلند مصرفی،‌ در حمله سولفاتی نقش دارد، ‌اما تحقیقات نشان داده است که نسبت آب به سیمان مواد سیمانی نیز ( w/cm ) یک فاکتور بحرانی به حساب می آید. کاهش w/cm به طور موثر، نفوذپذیری بتن را کاهش می دهد. افزودن ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن نفوذ پذیری را تا حد زیادی کاهش می دهد و سبب به تاخیر انداختن بیشتر هرگونه واکنش مضر می گردد.

تاثیرات مصرف ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن در کفسازی :

عملیات بتن در کفسازی نیز تاثیرات عالی به دنبال خواهد داشت. در عملیات کفسازی به دلیل عدم آب انداختگی بتن و میکروسیلیس،‌ پرداخت کاری کف در یک عملیات یک مرتبه ای پیوسته به پایان می رسد. در نتیجه کارفرما کف سازی مطلوب تری خواهد داشت و پیمانکار عملیات کفسازی را با افزودن ژل میکروسیلیس در زمان کوتاه تر و با نیروی انسانی کمتر به پایان خواهد برد.

علاوه بر موارد مذکور در کفسازی بتنی که با ترکیب ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن اجرا شده است شاهد بتنی صاف تر و با مقاومت حداقل ۳۰٪‌ بالاتر از بتن معمولی خواهیم بود که برای کف بتنی بسیار حائز اهمیت است. مصرف ژل میکروسیلیکا یا مکمل بتن نتیجه خاصی روی افزایش سرعت هیدراتاسیون ندارد. اگر چه میزان حرارت هیدراسیون میکروسیلیس شبیه حرارت هیدراسیون سیمان پرتلند است،‌ اما کسب مقاومت آن بسیار سریعتر می باشد.

ژل میکروسیلیس یا مکمل -بتن در کفسازی

بنابراین با ایجاد توازن بین مقدار سیمان پرتلند و میکروسیلیس در یک مخلوط بتنی می توان حرارت هیدراسیون را با ثابت نگه داشتن نرخ کسب مقاومت کاهش داد. ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن را می توان با افزودن مواد دیرگیر کننده یا زودگیر کننده در انواع شرایط آب و هوایی سرد و گرم مورد استفاده قرار داد و شاهد نتایج عالی و چشمگیر شد.

خصوصیات ژل میکروسیلیس :

از خصوصیات ویژه ژل میکروسیلیس این است که با افزودن آن به بتن می توان ۵ الی ۱۰ درصد از عیار سیمان مصرفی بتن کاهش داد.

به لحاظ روان کنندگی و نفوذناپذیر نمودن، ‌ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن گزینه مناسب برای استفاده در بتن استخرها، مخازن و سیلوها می باشد و علاوه بر افزایش مقاومت این گونه سازه های بتنی نفوذ ناپذیری و افزایش عمر آنها را به دنبال خواهد داشت. میزان مصرف دقیق ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن باید با توجه به شرایط آب و هوایی و نوع مصالح مصرفی با آزمایشات دقیق کارگاهی تعیین شود.

ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن را می توان در آب اختلاط بتن ترکیب نموده و سپس به اجزاء خشک بتن افزود و یا پس از ترکیب کامل بتن به مخلوط اضافه شود. بهترین روش افزودن ژل میکروسیلیس با بتن به این ترتیب است که یک حجم ژل میکروسیلیس با یک حجم آب اختلاط بتن میکس شده و سپس به بتن افزوده شوند تا راحت تر با بتن ترکیب شوند.

پیشنهاد می شود در مواردی که فاصله زمانی ساخت و بتن ریزی زیاد است در دومرحله ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن مورد استفاده قرار گیرد. ( یک قسمت در بچینگ و قسمت بعدی ۲ دقیقه قبل از بتن ریزی به تراک میکسر اضافه شود ) با افزودن ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن و حمل تا پروژه هیچ تغییری در ساختار بتن ایجاد نخواهد شد. اما باید توجه شود چنانچه مسافت کارخانه ساخت بتن تا محل پروژه طولانی می باشد بهتر است از ژل میکروسیلیس دیرگیر یا مکمل بتن دیرگیر استفاده شود تا سرعت روند واکنش هیدراسیون بتن را کاهش دهد.

ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن

در مصرف ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن باید توجه شود که چنانچه علاوه بر آب بندی بتن افزایش مقاومت مدنظر است باید با توجه به بروشور فنی شرکت شیمیایی بتن پلاست از آب بتن کاسته شود و عملیات اختلاط به طور مناسب انجام شود.

چنانچه کلیه مراحل طبق دستورالعمل های ارائه شده توسط دفتر فنی و بروشور فنی شرکت شیمیایی بتن پلاست انجام شود افزایش مقاومت ۳۰ الی ۷۰ درصدی نسبت به بتن شاهد خواهیم داشت.

ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن برای تولید بتن سقف های C.D.S یا سقف های بدون میلگرد نیز کارائی مطلوب دارد چون ژل میکروسیلیس به لحاظ دارا بودن الیاف پلی پروپیلن در ساختار خود می تواند باعث مسلح شدن بتن دقت C.D.S شود.

استفاده از ژل میکروسیلیس برای بتن ریزی های حجیم برای آب بندی گزینه مناسب است و نتایج ایده آلی در برخواهد داشت نکته قابل توجه این است که چون در بتن ریزی های حجیم،‌ کیورینگ و عمل آوری مغز بتن سخت می باشد، ‌باید از مکمل بتن دیرگیر استفاده شود تا علاوه بر آب بندی و نفوذ ناپذیر شدن و افزایش مقاومت بتن ،‌گیرش بتن نیز کنترل شود.

باید توجه داشت که حداکثر نفوذ ناپذیری قابل بتن برای یک بتن آب بند ۳۰mm است که این خواسته با مصرف ژل میکروسیلیس در ساختار جسم بتن محقق خواهد شد. به شرطی که علاوه بر افزودن مواد افزودنی کلیه عملیات بتن ریزی از مرحله ساخت بتن،‌ حمل، اجرا و کیورینگ به درستی انجام شود.

تاثیر ژل میکروسیلیس در ضریب نفوذپذیری آب در بتن :

از جمله عواملی که می‌تواند منجر به خوردگی بتن و آرماتورهای فولادی شده و در سرمای شدید موجب ترک خوردن بتن شود، نفوذ آب به داخل بتن است. بتن هر چند از ترکیب دانه‌های سنگی‌، سیمان و آب است ولی اغلب مستعد خرابی با نفوذ آب و ترکیبات شیمیایی است. از این رو ضریب تروایی بتن فاکتور مهم در پیش بینی دوام بتن است.

یکی از راه‌حل‌هایی که به منظور کاهش نفوذ پذیری و افزایش دوام بتن به کار می‌رود، استفاده از مواد پوزولانی به عنوان مواد متشکله بتن، که میکروسیلیس یکی از مواد پوزولانی است که در ترکیب با مواد فوق روان کننده به صورت ژل به  کار می‌رود. یکی از فاکتورهای دوام بتن تعیین ضریب نفوذ‌پذیری بتن در مقابل آب است.

ژل میکروسیلیس

دستگاه آزمایش نفوذ‌پذیری پس از اعمال فشار سلولی مناسب به جداره یک نمونه، فشاری کمتر از آن را به عنوان فشار آب داخلی اعمال کرده که از منافذ بتن عبور کرده و بطور مستمر میزان آب ورودی توسط سسنسور، اندازه‌گیری و حجم آب ورودی و آب خروجی از سطح انتهایی نمونه با استوانه مدرج اندازه‌گیری و ثبت می‌شود. پس از اشباع کامل نمونه که با تثبیت وضعیت دبی مشخص می‌شود، می‌توان مقدار آب عبور‌ از نمونه را بر زمان مربوطه تقسیم و دبی عبوری را محاسبه کرد.

ترکیب ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن در ساختار جسم بتن

  • تولید بتن های پر مقاومت
  • تولید بتن های نفوذ ناپذیر
  • تولید بتن های با دوام و پایا
  • مناسب برای بتن ریزی های حجیم
  • مناسب برای بتن ریزی در معرض سیکل های ذوب و انجماد
  • مناسب برای تولید بتن آب بند تونل ها،‌ راه و آب،‌ کانال های انتقال آب،‌ تصفیه خانه ها و مخازن
  • مناسب برای بتن های کف سخت صنعتی
  • مناسب برای تولید بتن هایی که نیازمند حداقل هدایت الکتریکی باشد .
  • مناسب برای ساخت بتن های اسکله، پل، عرشه پل،‌ مخازن و سدها
  • مناسب برای بتن ریزی در مناطقی که تحت حمله مواد شیمیایی و خورند قرار خواهد گرفت.
  • مشخصات فیزیکی و شیمیایی

ترکیب ژل میکروسیلیس در ساختار بتن

خصوصیات و ویژگیهای منحصر به فرد بتن

  • کاهش عیار سیمان به میزان ۵ الی ۱۰ درصد
  • کاهش آب انداختگی و جداشدگی سنگدانه های بتن
  • افزایش مقاومت مکانیکی بتن
  • سهولت پمپاژ بتن و کاهش استهلاک در تجهیزات بتن ریزی
  • افزایش دوام و پایایی بتن در سیکل های ذوب و انجماد
  • سازگاری ژل میکروسیلیس با انواع سیمان ها
  • افزایش مقاومت الکتریکی بتن
  • افزایش مقاومت سایشی بتن
  • کاهش نفوذ پذیری در برابر آب،‌ یون کلر و هجوم سولفات ها
  • کاهش ترک های ایجاد شده در بتن
  • قابلیت استفاده همزمان با انواع روانسازهای بتن
  • ساخت بتن کاملاً خمیری
  • ایجاد سطحی صاف و اکسپوز
  • افزایش روانی بتن بدون نیاز به افزودن فوق روان کننده