میکروسیلیس-مشاوره خرید و فروش
هیچ مادۀ واحدی بهتر از میکروسیلیس عهده دار گشودن دروازۀ دستیابی به مقاومت و دوام فوق العاده بالا نبوده است. میکروسیلیس پسماند یک مواد معدنی فوق العاده ریز متشکل از آمورفوس[1] شیشه ای دی اکسید سیلیکون است که از گاز تولید شده کوره های قوس الکتریکی- زیر شارژی در جریان تقلیل کوارتز بسیار خالص در ساخت آلیاژهای سیلیکون و فرو سیلیکون ایجاد میشود. آلیاژ سیلیکون برای کاربری های متعددی پردازش میشود. در نتیجه، انواع مختلفی از میکروسیلیس تولید میشود. بسته به خصوصیات مواد خام و فرآیند درگیر، خواص فیزیکی و شیمیایی میکروسیلیس میتواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد (1987، Malhotra و همکاران).
میکروسیلیس به‌طور کلی به رنگ خاکستری تیره تا سیاه و سفید است. بسیاری از میکرو سیلیس ها که در بتن استفاده میشود حاوی 85 تا 95 درصد آمورفوس (SiO2) ذرات شیشه ای می‌باشند. اندازۀ متوسط ذرات میکرو سیلیس در محدودۀ 0/1 تا mµ 0/3 است که در حدود 100 برابر کوچکتر از دانه های سیمان پرتلند میباشد. سطح مخصوص (سطح کل ذرات در واحد جرم) میکروسیلیس در محدودۀ 15 تا m2/g30 قرار دارد. میکروسیلیس با عنوان سیلیکا فوم و یا میکروسیلیس غلیظ شده نیز بیان میشود.
سیلیکا فوم
سلیکا فیوم فرآورده فوق العاده ریز و غیر بلورین است که در کوره های قوس الکتریکی به عنوان یک محصول فرعی از ساخت آلیاژ فروسیلیس و سیلیکون تولید میشود. میکرو سیلیس کاملاً پوزولانی درنظر گرفته میشود و به دلیل نرمی خارق العادهاش، تقاضای آب را به‌طور چشمگیری افزایش میدهد. به همین دلیل، به هنگام استفاده از میکروسیلیس در مخلوط بتن، مصرف مواد افزودنی فوقِ کاهنده آب یک امر ضروری به شمار میآید. اگر تقاضای آب با استفاده از مواد افزودنی فوق کاهنده آب جبران نشود، دوده سیلیس میتواند خواص مورد نظر را از بین ببرد. محصولات اختصاصی حاوی میکروسیلیس ممکن است دارای مواد افزودنی شیمیایی متعادل شده نیز باشد.
مقدار مصرفی دوده سلیس در مخلوط بتن با مقاومت بالا معمولاً بین 5 الی 10 درصد جرم مواد سیمانی است. هنگامی که این ماده در مقادیر مؤثر استفاده شود، تأثیر چشمگیری بر روی افزایش مقاومت و کاهش نفوذپذیری دارد. این ماده به دلیل ترکیبات شیمیایی و فیزیکی برای دستیابی به مقاومت بسیار بالا در سنین اوّلیه و ثانویه بسیار مؤثر است (2004، Mazlom و همکاران). الزامات میکروسیلیس تحت ASTM C 1240 [1] و EN13263 [2] تعیین میشود.
خواص و ویژگی های دوده سیلیس
به دلیل ماهیت فیزیکی سیلیکافیوم، خواص تازه و رفتار بتن به طور قابل توجهی تحت تأثیر این ماده است. میکروسیلیس، همچسبی ذرات ریز را افزایش میدهد و آب آزاد را حفظ کرده و از جداشدگی و آب انداختگی جلوگیری میکند. از دیدگاه نظری، کاهش آب اندختگی برای سیستم بسیار مطلوب است، چون از جداشدگی ذرات پیرامون آرماتورهای تقویتی ممانعت کرده و سبب انسداد شریان های حرکتی آب در بتن میشود. بدلیل اندازه فوق العاده ریز سیلیکافیوم، قابلیت پمپاژ و روانسازی بتن افزایش یافته و بتن ریزی در عناصر پر تقویت آسان تر خواهد شد.
میکروسیلیس در ترکیبات سیمانی دارای دو سطح از عملکرد است. میکروسیلیس افزوده شده در بتن تازه از نظر شیمیایی با CH واکنش نشان میدهد و منجر به تولید CSH مضاعف میشود. این واکنش دو مزیت دارد: افزایش مقاومت فشاری و پایداری شیمیایی. اتصال خمیر بتن و سنگدانه های درشت دانه در ناحیه گذار تا حد زیادی ترقّی میکند و مقاومت فشاری میتواند از MPa 105 نیز بیشتر رود. CSH مضاعف تولید شده بواسطۀ میکروسیلیس در مقایسه با CH ضعیف تر، پایداری بیشتری در مقابله با حمله مواد شیمیایی مضر دارد. ثانیاً، میکروسیلیس در ترکیبات سیمانی یک نقش فیزیکی نیز ایفا می کند.
نظر به اینکه ذرات میکروسیلیس بسیار کوچکتر از ذرات سیمان هستند، می توانند حفره هایی که توسط آب آزاد در خمیر ایجاد شده، را پر کنند. این عمل را اصطلاحاً انباشتگی ذرات گویند که به تصحیح ریز ساختار بتن از طریق ایجاد ساختار منفذی چگال تر اشاره دارد. میکروسیلیس با کاهش اندازه و تعداد مویرگ های موجود در بتن، عملاً نفوذ عوامل خطرزا را مختل میکند. به این ترتیب، نفوذپذیری به نحو مطلوبی کاهش می‌یابد. بنابراین، میکروسیلیس نه تنها سبب افزایش مقاومت بتن میشود، بلکه باعث افزایش دوام بتن در برابر عوامل مضر محیطی نیز خواهد شد. میکروسیلیس به عنوان یک مواد پر کننده و پوزولانی، کنش دوگانه ای در ترکیبات سیمانی دارد و این در سراسر فرآیند هیدراسیون مشهود است (1987، Malhotra و همکاران).
ضریب بهره وری k برای میکروسیلیس
مشارکت میکروسیلیس در مقاومت بتن را می‌توان از بُعد ضریب بهره وری K بیان نمود. این ضریب، کمیت میکروسیلیسِ سیمان است که قادر به جایگزینی میباشد، درحالی که بتوان مقاومت معادل حفظ نمود. این ضریب برای مقاومت فشاری در محدوده 2 تا 5 قرار دارد. بدان معنا که یک کیلوگرم دوده سیلیس در یک بتن معین ممکن است جایگزین 2 تا 5 کیلوگرم سیمان شود. ضریب بهرهوری برای مقاومت فشاری معادل بهشرطی معتبر است که مقدار آب ثابت و مقدار مکروسیلیس کمتر از 20 درصد جرم سیمان باشد. در واقع مفهوم ضریب بهرهوری مقاومت برای تمامی مواد مکمل سیمانی مفید است، به ویژه برای مواد مکمل سیمانی بسیار ریز مانند میکروسیلیس (سیلیکا فیوم)، متاکائولن و خاکستر بادی فوقالعاده ریز که بواسطۀ کاستن از مقدار مواد سیمانی لازم به نحو محسوسی میتوانند از حرارت اوّلیه هیدراسیون بکاهند.
میکروسیلیس سبب توسعۀ ویژگی های مقاومت بتن میشود. فارغ از شیوۀ عمل آوری، بتن پر مقاومت دارای میکروسیلیس، در مقایسه با مخلوط مشابه امّا بدون میکرو سیلیس، کسب مقاومت بیشتری در طول 28 روز دارد. مقاومت فشاری بتن پرمقاومت به همراه میکرو سیلیس به مقدار 5 الی 20 درصد جرم مواد سیمانی بعد از 7 روز عمل آوری مرطوب، 34 الی 57 درصد بیشتر از بتن پر مقاومت فاقد میکروسیلیس بود (1993، Hooton).
در حالتی که مقدار میکروسیلیس بیشتر باشد (بیشتر از 20 درصد) پس از 7 روز مقاومت فشاری بالایی مشاهده میشود. امّا بعد از 28 روز، کسب مقاومت بتن دارای میکروسیلیس قدری کندتر از بتن فاقد میکروسیلیس است. فراتر از 56 روز، کسب مقاومت بتن حاوی میکرو بسیار آهسته است که احتمالاً بدلیل اثرات خود خشکیدن میباشد. این توافق عمومی میان پژوهشگران وجود دارد که تأثیر مثبت میکرو در کسب مقاومت بتن پرمقاومت اساساً در سنین اوّلیه بتن رخ میدهد.