فوق روان کننده میکرو سیلیس

۱۱ مرداد ۱۳۹۶ اشتراک گذاری
فوق روان کننده میکرو سیلیس

مقدمه

یکی از مواد جایگزین سیمان که همواره مورد توجه محققان بوده است دوده سیلیس (میکرو سیلیس) می باشد. این ماده یکی از مواد بازیافتی در صنعت فروآلیاژ است که در کشور نیز منابع مناسب و قابل ملاحظه ای برای آن وجود دارد. تحقیقات نشان داده است که استفاده از این ماده در بتن باعث بهبود کیفیت و افزایش مقاومت و دوام آن در برخی از شرایط محیطی مهاجم می گردد.

نویسنده: آرش یوسفی

دانشجوی دکتری عمران – سازه – دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد


تعریف میکرو سیلیس

میکروسیلیس ماده ای با واکنش پذیری بالاست که در مقادیر نسبتاً کم برای افزایش خواص بتن به کار میرود. این ماده محصول جانبی تولید فلزات خاص درکوره های قوس الکتریکی است. موسسه ی بتن آمریکا ( ACI ) میکروسیلیس را به عنوان " سیلیس غیر بلوری بسیار ریز تولیدی در کوره های قوس الکتریکی که محصول جانبی تولید آلیاژهای سیلیسیم یا سیلیسیم فلزی است" تعریف می کند ( ACI 116R ) میکروسیلیس پودری خاکستری رنگ، تا حدی شبیه سیمان پرتلند یا خاکستری بادی است. معمولاً، میکروسیلیس در ردة مواد مکمل سیمانی رده بندی می شود. این اصطلاح به موادی اطلاق می شود که همراه سیمان پرتلند در بتن مصرف می شوند.

نحوه تولید و اجزای تشکیل دهنده

میکروسیلیس محصول جانبی فلز سیلیسیم یا آلیاژهای فروسیلیسم در گدازه خانه های کوره های قوس الکتریکی است. این فلزات در بسیاری از صنایع از قبیل تولید آلومینیوم و آهن، ساخت چیپ های کامپیوتری، و تولید سیلیسیم ها که به طور گسترده در روغن ها و درزگیرها مصرف می شوند، کاربرد دارند. اگر چه این مواد بسیار مفیدند، اما کاربرد محصول جانبی میکروسیلیس بیشتر در صنعت بتن است. طرح شماتیک تولید میکروسیلیس درشکل نشان داده شده است. به طور کلی میکروسیلیس در فیلترخانه های کیسه ای بسیار بزرگ جمع آوری شده و سپس به طور مستقیم یاپس از فرآوری های بیشتر ، برای مصرف در بتن توزیع می شود.

طرح شماتیک تولید میکرو سیلیس

مزايای ميکروسيليس 

آب بندی بهتر، سایش کمتر و پایداری بیشتر در برابر خلاء زدایی و همچنین کاهش شدت خوردگی میلگرد ها و افزایش جدی مقاومت ویژه الکتریکی بتن از جمله خواص ایجاد شده توسط میکروسیلیس در بتن است.

افزایش مقاومت بتن با نسبت آب به سیمان ثابت است و می تواند مقاومت 28 روزه را حداکثر در حدود 20 درصد به ازاء مصرف 10 درصد میکرو سیلیس بالاتر رود.

جایگزینی 6 تا 8 درصد میکروسیلیس در بتن به جای سیمان باعث افزایش شدید مقاومت ویژه الکتریکی بتن به میزان 3 تا 5 برابر خواهد شد.

افزايش مقاومت هاى ديناميكى بتن (فشاری،خمشی،کششی و برشی)

افزايش تراکم بتن و بدنبال آن کاهش نفوذپذيرى بتن

جلوگيری از خوردگی بتن در مقابل عوامل خورنده

مقاومت در مقابل آسيب آرماتور در بتن هاى مسلح

معایب میکروسیلیس

کاهش آب انداختن بتن هرچند یک حسن است اما در صورت وجود تبخیر زیاد به خشک شدگی و جمع شدگی بتن منجر می شود که ترک خوردگی را به دنبال خواهد داشت.

میکروسلیس کلوحه شده باعث کاهش مقاومت فشاری ، مقاومت الکتریکی و دوام بتن می شود و خطر واکنش قلیائی های سیمان با این کلوخه ها و ترک خوردگی بتن در طول زمان به ویژه در منطقه گرم و مرطوب به وجود می آورد.

مشخصات فنی  و بسته بندی 

حالت فیزیکی: پودر پوزولان

رنگ: خاکستری روشن

وزن مخصوص: 250 گرم در سانتیمتر مکعب

شکل ذرات: کروی و غیرکریستاله (آمورف)

در کیسه های 25 و 40 کیلوگرمی و یا به صورت جامبوبک 1 تنی .

نکات ایمنی

همانند تمامی محصولات شیمیایی دقت شود تا از تماس با چشم ها، دهان، پوست و مواد غذایی پرهیز گردد. در صورت تماس با پوست و چشم ها بلافاصله آن را به مدت 15 دقیقه با آب شستشو داده و به پزشک مراجعه نماید. اگر به طور اتفاقی بلعیده شد، می بایست اقدامات پزشکی انجام شود. در ظرف ها را پس از استفاده ببندید و برای اطلاع از انبارداری ویژه یا انهدام باقیمانده مواد به بروشور ایمنی محصول مراجعه نمایید.

روش اجرای کار

میکروسیلیس مانند سیمان هنگام ساخت بتن به آن اضافه می شود. میزان مصرف بهینه آن 10 الى 15 درصد وزن سیمان مصرفى است که به همان میزان میتوان از مقدار سیمان مصرفى کم کرد . امروزه توصیه اکثریت قریب به اتفاق مهندسین مشاور صنعت ساختمان استفاده از دوده سیلیسی (Silica Fume) به همراه فوق روان کننده (Super Plasticizer) در زمان ساخت بتن می باشد. زیرا آزمایشات علمی نشان داده اند که وجود دوده سیلیس بمیران 7% وزن سیمان در بتن به نحو چشمگیری از نفوذ یون کلر جلوگیری می کند. استفاده از دوده سیلیس به همراه فوق روان کننده در بتن که بصورت پودر بسیار ریز (کمتر از 1/0 میکرون) با جرم حجمی پایین می باشد، مضراتی از قبیل عدم اختلاط کامل با بتن، مشکلات انبار داری، حمل و نقل، پرت مصرف و همچنین مشکلات زیست محیطی و خطرات بهداشتی برای پرسنل محیط کار را به همراه دارد. مسایل و مشکلات فوق الذکر و پژوهش های متعاقب منجر به فرآوری و تولید ژل میکروسیلیس گردید و درسال 1380 در ایران عرضه گردید.

شرایط نگهداری پس از اجرا

محافظت و عمل آوری یکی از مهمترین مراحل بتن همراه با دوده سیلیس است. بتن همچنان که نرم است باید از خشک شدن محافظت شود تا مقاومت کافی برای پایداری در برابر ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی کسب کند . این محافظت را می توان با مه پاشی ، استفاده از کند گیر کننده تبخیر ، یا مصرف ترکیبات عمل آوری انجام داد. این عمل آوری باید بلافاصله پس از  مرحله پرداخت انجام شود . اصلاح بلافاصله در آیین نامه های مختلف معانی متفاوتی داشته اند . انجمن میکروسیلیس توصیه می کند که عمل آوری طی 10 تا 15 دقیقه پس از بتن ریزی شروع شود.

منابع

[1] حیدری،علی.توکلی،داود."افزودنی های شیمیایی بتن بر اساس آیین نامه ACI212.3R".نگارنده دانش.تهران.1392

[2] Terence C , H, "Silica fume user's manual",federal highway administration,2005.

[3] Neville,A.brooks, J. " concrete technology ", personal  education limited, ISBN-13: 978-0273732198, 2nd Revised edition Edition, 2010.