موسسه بتن آمریکا (ACI) میکروسیلیس را به عنوان سیلیس غیربلوری بسیارریز تولیدی در کوره های قوس الکتریکی که محصول جانبی تولید آلیاژهای سیلیسیم یا سیلیسیم فلزی است، تعریف می کند (ACI116R). میکروسیلیس پودری خاکستری رنگ، تا حدی شبیه سیمان پرتلند یا خاکسترهای بادی است.
معایب و مزایای استفاده از میکروسیلیس در بتن
- هر ماده اي كه در بتن مصرف مي كنيم بايد علاوه بر توجيه فني از نظر مقاومت و دوام، توجيه اقتصادي نيز داشته باشد و گرنه مصرف آن غير منطقي خواهد بود.
- ميكروسيليس در بتن، داراي مزايا و معايبي است مشروط بر اينكه بتوان آن را بخوبي در بتن مخلوط نمود و از ماده فوق روان كننده نيز بهره گرفت و گرنه هيچگونه مزيتي را در بر نخواهد داشت زيرا اولاً نسبت آب به سيمان را بشدت بالا مي برد و مقاومت و دوام را كم مي كند. ثانياً بتن را از نظر كارآئي با مشكل همراه مي كند و آن را چسبنده مي سازد و پمپ كردن را عملاً غير مقدور مي كند.
- از مزاياي ميكروسيليس، افزايش مقاومت بتن با نسبت آب به سيمان ثابت است و مي تواند مقاومت 28 روزه را حداكثر در حدود 20درصد(به ازاء مصرف 10درصد ميكروسيليس) بالاتر ببرد. براي اينكه بتوان به رواني ثابتي دست يافت با مصرف 10 درصد ميكروسيليس جايگزين سيمان احتمالاً به فوق روان كننده اي به ميزان حدود 8/0تا 5/1 درصد سيمان بسته به نوع فوق روان كننده نياز است.در اين حالت اگر مجموع مواد سيماني 350 تا 450 كيلو گرم منظور شود، مقدار ميكروسيليس بين 35تا 45 كيلوگرم خواهد شد و با فوق روان كننده نفتاليني در حدود 5 تا 7 كيلو گرم نياز است و اگر از مواد پلي كربوكسيلاتي استفاده شود بين 5/2 تا 5/3 كيلو كيلوگرم از آن بايد مصرف شود. در شرايط موجود از نظر قيمت ها، مابه التفاوت مصرف ميكروسيليس بجاي سيمان هر كيلو در حدود 3000 ريال خواهد بود. بنابراين افزايش قيمت بتن با مصرف اين مقدار ميكروسيليس براي هر متر مكعب حدود 000/100 تا 000/130 ريال مي شود و اگر قيمت فوق روان كننده را به اضافه نمائيم اين رقم بين 000/170 تا 000/230 ريال مي شود.
- اگر بخواهيم درحد 20درصد افزايش مقاومت ايجاد كنيم و مثلاً مقاومت 30 مگاپاسكال را به 36 مگاپاسكال برسانيم نسبت آب به سيمان در حدود 05/0 ـ6 0/0 بايد كم شود و نياز به كاهش مقدار آب يا افزايش مقدار سيمان داريم. راه حل بهتر، همواره كاهش آب با مصرف فوق روان كننده مي باشد و به نظر ميرسد و بسته به نوع فوق روان كننده، نياز به 5/0 تا 1 درصد فوق روان كننده باشد.
- بنابراين در اين حالت به 5/3 تا 5/4 كيلو فوق روان كننده نفتاليني و يا 75/1تا25/2 كيلو گرم فوق روان كننده پلي كربوكسيلاتي نيازمنديم كه قيمت آنها در حدود 000/50 تا 000/70 ريال خواهد بود.
- در مقايسه موارد فوق، پرواضح است كه براي دستيابي به مقاومت بيشتر در يك بتن با رده C25 تا C35، مصرف ميكروسيليس افزايش هزينه اي در حدود 000/120 تا 000/160 ريال در بر دارد و توجيهي براي آن نداريم. همه اينها وقتي حاصل مي شود كه بتوانيم در ابتدا دوغاب ميكروسيليس را بسازيم و سپس آن را به بتن اضافه كنيم. اگر اختلاط و پخش ميكروسيليس در بتن بخوبي انجام نشود نتيجه فوق حاصل نمي شود.
- اگر هدف از مصرف ميكروسيليس در بتن، افزايش دوام باشد بايد مشخص شود در چه جهتي قرار است دوام بتن بيشتر شود. افزايش مقاومت سايشي، افزايش دوام در برابر خوردگي از جمله مواردي است كه مصرف ميكروسيليس را موجه مي سازد. همچنين افزايش هزينه مورد نظر با مصرف 6 تا 8 درصد ميكروسيليس جايگزين سيمان به ميزان 000/100 تا 000/150 ريال در هر متر مكعب نيز ممكن است توجيه پذير باشد.در ساختمانهاي معمولي و براي شالوده، تير، ستون، ديوار و دال بتني، عملاً در استاني همچون استان البرز و استانهاي مشابه مصرف ميكروسيليس به منظورهاي فوق توجيهي ندارد. در ارتباط با افزايش دوام بتن ميكروسيليس دار، هنگامي كه سنگدانه هاي واكنش زا وجود دارد مي توان مصرفي ميكروسيليس را موجه دانست مشروط بر اينكه بتن در محيط مرطوب باشد اما افزايش دوام بتن ميكروسيليس دار در برابر يخ بندان و آبشدگي پي در پي ترديد جدي وجود دارد. در مورد افزايش دوام بتن حاوي ميكروسيليس در محيط سولفاتي نيز اتفاق نظر وجود ندارد. بنابراين در بسياري از موارد، استفاده از ميكروسيليس در بتن هاي ساختمانهاي معمولي در خيلي از مناطق و استانهاي كشور توجيهي ندارد.
- توصيه مي شود دست اندركاران بتن با شناخت عميق تر از افزودني هاي پودري معدني نظير ميكروسيليس (دوده سيليسي) و افزودنيهاي شيميائي در صدد تامين خواسته هاي خود در ارتباط با مقاومت و دوام بتن برآيند و سرمايه هاي خود را بي جهت تلف نكنند. ضمناً در بسياري از موارد بجاي ميكروسيليس از پودر يا گرد سيليس ريز آسياب شده استفاده مي شود كه عملاً خواص ميكروسيليس را نيز در برندارد هر چند بعنوان يك پودر سنگ مي تواند داراي منافع محدودي باشد.
کاربردهای ژل میکروسیلیس بتن
ژل میکروسیلیس در موارد زیر قابل استفاده است
- در ملات های سیمانی که برای استفاده در مکان هایی مانند کانال های راه و آب، تونل های انتقال آب، تصفیه خانه ها استفاده می شود.
- بالابردن توان مقاومتی بتن و مناسب نمودن ملات های سیمانی برای ملات ریزی هایی با حجم بالا
- بالا بردن ضریب اطمینان و ایمنی در سازه هایی که در مجاورت تحلیل و خورندگی هستند.
- افزایش توان پایداری و مقاومت ساختمان در برابر بارهای دینامیکی و ضربه
- ساخت بناهایی با آب بندی و عایق در برابر آب، مناسب برای ساخت مخازن مخصوص نگهداری آب و بناهایی که در مجاورت ساحل ساخته می شود.
- بسیار مناسب و کاربردی برای مخلوط نمودن با بتن هایی که در مجاورت دوره های یخبندان یا ذوب شدید هستند به عبارتی مناسب برای آب و هواهایی بسیار سرد و یا گرم.
- به کار بردن در عملیات روسازی بتنی
- به کاربردن در مقاطع و لایه های نازک بتنی
- ژل میکروسیلیس قابل استفاده در بتن های نظامی و پدافند می باشد.
- برای استفاده در سازه های بتنی مربوط به پل ها، عرشه پل، مخزن ها و سد ها
- بسیار کارامد و مناسب در ساخت و سازهای بتنی که در معرض انفجار، تنش و
- بتن ریزی هایی که در مجاورت مواد شیمیایی و تحلیل کننده هستند این فراورده، محصولی بسیار کمک کننده است.
ایمنی ژل میکروسیلیکا
- این ماده جزء مواد سمی و خطرناک برای محیط زیست نمی باشد .
- درصورت بلعیده شدن فوراً به پزشک مراجعه شود.
- در صورت برخورد اتفاقی با پوست یا چشم باید فوراً با آب شیرین فراوان شسته شود.
- هنگام کار با هرگونه ماده شیمیایی از ماسک، دستکش و عینک ایمنی استفاده شود.
میزان مصرف ژل میکروسیلیکا
میزان مصرف ژل میکروسیلیکا با انجام مطالعات دقیق آزمایشگاهی، نوع مصالح مصرفی، نوع سیمان، شرایط آب و هوایی و ... مشخص می شود . به طور معمول میزان استفاده از ژل میکروسیلیکا 5 تا 7 درصد وزن سیمان مصرفی است . توجه نمایید که برای حصول مقاومت فشاری بالا و دستیابی به بتنی توانمند باید قبل از افزودن ژل میکروسیلیکا 10 تا 15 درصد از آب طرح اختلاط را کاهش داد.
ژل میکروسیلیس و طرز استفاده از آن
