پودر میکروسیلیس به دلیل ریزی ذرات و پراکندگی راحت در محیط از لحاظ مسائل محیط زیستی مشکل ساز میباشد. با تولید ژل میکروسیلیس این معضل خاتمه یافت هاست. ژل میکروسیلیس یکی از افزودنی‌های محبوب بتن است که برپایه میکروسیلیس، سیلیس، الیاف پروپیلن و روانساز‌های بتن میباشد. ژل میکروسیلیس حالت خمیری پودر میکروسیلیس است. برای استفاده از پودر میکروسیلیس نیاز به فوق روانکننده مخصوص میباشد در حالیکه با بکارگیری ژل میکروسیلیس این نیاز نیز حل میشود.
اجزای تشکیل دهنده ی ژل میکروسیلیس
۱. میکروسیلیس: حدودا ۵۰ درصد ژل میکروسیلیس از دوده سیلیسی تشکیل میشود.
۲. روانکننده: این روانکننده ممکن است از انواع مختلفی نظیر، لیگنوسولفونات ها، نفتالنسولفونات‌ها و پلیکربوکسیالت‌ها باشند.
۳. مواد پلیمری آببند: این مواد منجر به ظهور خواص نفوذ ناپذیری و آببندی ژل میکروسیلیس میشوند.
۴. الیاف: این ماده در زمانی استفاده میشود که حذف ترکهای ریز در بتن مورد توجه باشد. در غیر این صورت در ساخت ژل میکروسیلیس بکارگرفته نمیشود. الیاف پلیپروپیلن در ژل میکروسیلیس کاربرد بیشتری دارند.
۵. آب: جزء جدا ناپذیر اکثر مصالح ساختمانی میباشد که در تولید ژل میکروسیلیس نیز حضور آن ضروری است.
۶. مواد آنتی باکتریال: این مواد که نوعی نگهدارنده هستند، از فاسد شدن ژل میکروسیلیس جلوگیری میکنند.
خصوصیات مهم ژل میکروسیلیس
استفاده از مکمل بتن در شرایط آب و هوای ساحلی یا کویری اهمیت بیشتری پیدا میکند. چون در این شرابط باید اقداماتی انجام داد که نفوذ پذیری بتن کاهش یافته و جذب آب بتن کم شود.
در بتن ریزی های ساخت اسکله‌های دریایی، ستون‌ها و به دیگر سازه‌های بتنی، باید از ژل میکروسیلیس استفاده شود. به این دلیل که در این شرایط سازه‌ها تحت حمله‌های شیمیایی مانند کلروسولفات قرار دارد. بدیهی است که استفاده از این ژل باعث کاهش نفوذ پذیری بتن شده و همچنین دوام آن را نیز افزایش میدهد.
یکی از مهم ترن ویژگی‌های ژل میکرو سیلیس ، نفوذ ناپذیری بالای آن بوده که درون بتن ایجاد میشود. همچنین ویژگی نفود ناپذیری، مانع خوردگی فولاد درون بتن شود. این مورد از آن جهت اهمیت دارد که خوردگی فولاد را میتوان یکی از عوامل تخریب کننده بتن دانست.
از مهم‌ترین خصوصیاتی که این ژل به عنوان بتن ایجاد میکند نفوذناپذیری بتن است. این خاصیت به دلیل موادی است که در ساخت ژل میکرو سیلیس یا مکمل بتن استفاده میشود. در تولید این نوع ژل از مواد روان‌ساز و مواد آببند کننده و دوده سیلیسی و الیاف پلی پروپیلن استفاده‌شده. که می‌تواند تا حدود زیادی از نفوذناپذیری بتن حمایت کرده و آن را ارتقاء دهد و در نحوه آببندی موجب کاهش جذب آب در بتن شود.
استفاده از بتن هایی که دارای ژل میکرو سیلیس هستند. باعث مقاومت بالا در برابر حملات سولفاتها میشوند. زیرا ساختار شیمیایی سیمان پرتلند در حمله سولفاتها نقش بسیار بالایی داشته.اما طبق این تحقیقات با استفاده از این نوع ژل‌ها این حملات تا حدودی دفن می‌گردد.
عملکرد مصرف ژل میکروسیلیس
در مصرف ژل میکرو سیلیس و یا باید به این نکته توجه کنید. که علاوه‌بر آببندی بتن افزایش مقاومت نیز مدنظر بوده و باید توجه داشته باشید که حتما عملیات اختلال به شکل کاملاً مناسب صورت گردد.
چنانچه تمامی مراحل طبق دستورات مندرج در بروشور فنی انجام شود. افزایش مقاومت بتن از ۳۰ تا ۷۰ درصد حتمی است. اما اگر این مراحل به‌طور کامل صورت نگیرد یا دقیق انجام نشود. مقاومت کاهش پیدا کرده و بتن به شکل خوردشده عمل میکند. این ژل ها در سقف‌های بدون میل‌گرد کاربرد کاملاً خوبی داشته‌است. زیرا علاوه‌بر دارا بودن الیاف پلی پروپیلن در بافت خود باعث مسلح شدن بتن میشود.
کاربرد و ویژگی پایه ژل میکروسیلیس
ژل میکروسیلیس کاهش عیار سیمان به میزان ۵ تا ده درصد را به‌همراه داشته و می‌تواند. موجب آب انداخته گی و جدا شدگی سنگدانه‌های بتن شود. افزایش مقاومت مکانیکی و سهولت پمپاژ بتن و کاهش استهلاک آن در تجهیزات بتن‌ریزی ازجمله کاربردهای این ژل بوده. که موجب میشود تا حدودی در روند پروژه صرفه‌جویی زمانی و هزینه به‌صورت محسوس مشاهده شود. از دیگر کاربردهای اصلی. این ژل سازگار بودن آن با انواع سیمان هاست که موجب افزایش مقاومت الکتریکی و مقاومت سایشی در بتن شده. و کاهش نفوذ پذیری در برابر آب و یون کلر و هجوم سوبسیدها را در پی دارد.
بتن هایی که درون خود از این نوع ژل استفاده میکنند. کمتر موجب ترک شده و قابلیت استفاده همزمان با انواع روان‌ساز های بتنی را در اختیار سازنده می‌گذارد. به‌طور کاملاً خمیری و ایجاد سطحی صاف و پوست و افزایش روانی بتن بدون داشتن افزونه‌ی فوق روانکننده از جمله کاربردهای اصلی این نوع ژل‌ها است.
ژل میکروسیلیس موجب میشود. تا بتن‌ها پر مقام و غیره نفوذپذیر و با دوان بوده و مناسب بتن‌ریزی های حجیم و بتن‌ریزی در معرض سیرک‌های ذوب و انجماد باشند. ژل میکرو سیلیس در ساخت بتن الیافی شات کریت تر و نمای دکوراتیو سیلوهای سیمان کاربرد اساسی داشته و برای پارامترهای مختلف فنی کاملاً اقتصادی است.
کاربرد و ویژگی های ژل میکروسیلیس
کاهش عیار سیمان به میزان ۵ الی ۱۰ درصد
کاهش آب انداختگی و جداشدگی سنگدانه‌های بتن
افزایش مقاومت مکانیکی بتن
سهولت پمپاژ بتن و کاهش استهلاک در تجهیزات بتن ریزی
افزایش دوام و پایایی بتن در سیکلهای ذوب و انجماد
سازگاری ژل میکروسیلیس با انواع سیمان‌ها
افزایش مقاومت الکتریکی بتن
کاهش نفوذپذیری در برابر آب، یون کلر و هجوم سولفاتها
قابلیت استفاده همزمان با انواع روانساز‌های بتن
ساخت بتن کاملا خمیری
ایجاد سطحی صاف و اکسپوز
ترکیب ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن در ساختار جسم بتن موارد کاربرد ویژه‌ای به شرح زیر برای بتن ایجاد میکند:
تولید بتن‌های پرمقاومت
تولید بتن‌های نفوذ ناپذیر
مناسب برای بتن ریزیهای حجیم
مناسب برای بتن ریزی در معرض سیکلهای ذوب و انجماد
مزایا و معایب ژل میکرو سیلیس
ژل میکرو سیلیس در بتن مزایا و معایب زیادی دارد. باید توجه داشته باشید که استفاده از این ژل باید طبق دستورات اساسی انجام‌شده. و بخوبی در بتن مخلوط شود تا بتواند بهترین عملکرد خود را ارائه دهد.
زیرا اگر این عمل انجام نشود اولاً نسبت‌به آب سیمان کاملاً مقاومت کمتری داشته. و از نظر کارایی با مشکل چسبندگی و پمپ کردن مواجه میشوند. مهم‌ترین مزایای این نوع ژل افزایش چشمگیر مقاومت مکانیکی بتن و کاهش نفوذپذیری آن است. که می‌تواند کاهش تحرک یون کلر و از خوردگی آرماتور در بتن‌های مسلح را ایجاد کند.
طریقه مصرف ژل میکروسیلیس
ژل میکروسیلیس در ابعاد و مقادیر دلخواه بستهبندی میشوند. اطالعات مصرفی بر روی بسته‌ها موجود میباشد. با توجه به شرکت تولیدی این میزان متفاوت میباشد. با این حال مقدار استاندارد استفاده از ژل میکروسیلیس، ۵ تا ۸ درصد وزن سیمان مصرفی میباشد.
ژل میکروسیلیس با توجه به نوع بتن تولیدی در مرحلهی خاصی به مواد اولیه افزوده میشود. برای بعضی از انواع بتن نظیر بتن نفوذناپذیر، ژل میکروسیلیس در بچینگ به مواد در حال اختالط افزوده میشود. در نوعی دیگر از بتن‌ها مانند بتن الیافی در تراک میکسر این اختالط صورت میگیرد.
توجه به این نکته الزامی است که در هنگام افزودن ژل میکروسیلیس در تراک میکسر احتمال همگنی و رسیدن ژل میکروسیلیس به تمامی قسمت‌های مالت کمتر میباشد. در این حالت بهتر است بخشی از ژل میکروسیلیس در مرحله بچینگ به مواد اضافه شود و بخشی دیگر ۵ دقیقه قبل از مصرف در تراک میکسر افزوده شود.
نکته قابل توجه در مصرف ژل میکروسیلیس
بازهی استفاده ژل میکروسیلیس ۵ تا ۸ درصد وزن سیمان اعالم شدهاست. توجه شود که میزان مصرف کمتر از ۵ درصد وزن سیمان نهتن‌ها کارایی الزم را به ارمغان نمیآورد بلکه آثار مخربی به همراه دارد. این معضالت عبارتند از: کاهش اثر فوق روانکنندگی ژل میکروسیلیس و در نتیجه کاهش سریع اسالمپ. عالوه بر این توانایی جذب آهک آزاد موجود در بتن را کاهش میدهد و همچنین منجر به مقاومت فشاری، خمشی و کششی پایین در بتن حاوی ژل میکروسیلیس میشود.
ویژگی های بتن تولیدی با ژل میکروسیلیس
با استفاده از ژل میکرو سیلیس بتن هایی پرمقاومت، نفوذ ناپذیر و بادوام تولید میشود. ژل میکروسیلیس در بتن ریزیهای عظیم به کارکرد مطلوبتر بتن کمک میکند. بتنهایی که در معرض مداوم سیکلهای ذوب و انجماد هستند با ژل میکروسیلیس مقاومت بیشتری در برابر عوامل جوی پیدا میکنند. در مواردی که نیاز است بتن کمترین هدایت الکتریکی را دارا باشد، استفاده از ژل میکروسیلیس این خواسته را برآورده میکند.
اثرات مثبت ژل میکروسیلیس
۱. پمپاژ بتن را راحتتر نموده و از استهالک سیستم بتن ریزی جلوگیری میکند.
۲. منجر به کاهش ترکهای بتن میشود.
۳. اسالمپ بتن را بدون نیاز به روانکننده‌ها افزایش میدهد. البته استفاده روانساز‌های دیگر با ژل میکروسیلیس مشکلی را بوجود نمیآورد.
۴. آب انداختگی و جداشدگی سنگدانه‌ها را در پی ندارد.
۵. ژل میکروسیلیس با انواع سیمان‌ها سازگار میباشد و در صورت لزوم با بکارگیری آن میتوان عیار سیمان را حدودا ۲۰ درصد کاهش داد.
کاربرد ژل میکروسیلیس در بتن
۱. در سازه‌هایی که در معرض بار‌های دینامیکی و بار ضرب‌های میباشند.
۲. در سازه‌هایی که نیازمند مدول االستیسیته باال میباشند.
۳. در سازه‌هایی که دارای مقاطع نازک بتنی میباشند.
۴. پدیده کاویتاسیون و ضربه قوچ را کاهش میدهند.
۵. خطر انفجار و آتش سوزی سازه‌های مستعد را کاهش میدهند.
۶. در مناطق خشک به دلیل تاخیر در عملآوری اولیه استفاده از ژل میکروسیلیس بهبود چشمگیری را نتیجه میدهد.
تاثیرات ژل میکروسیلیس در بتن تازه
این ماده خاصیت پوزولانی دارد و در حین اختلاط فرایند پلیمریزاسیون به وقوع میپیوند که در نتیجه گرمای کمتری تولید میشود و همین امر موجب کاهش دمای بتن میشود. همچنین به دلیل نفوذ ناپذیری و خاصیت آببندی، ترکهای حرارتی را کاهش میدهد. بتن حاوی ژل میکروسیلیس، مدت زمان حفظ اسالمپ بیشتری را دارا میباشد و به همین علت کارایی این نوع بتن بیشتر است.
تاثیرات ژل میکروسیلیس در بتن سخت شده
بتن حاوی ژل میکروسیلیس مقاومت فشاری، خمشی، کششی باالتری نسبت به بتن معمولی دارد. همچنین این ماده مقاومت چسبندگی و مقاومت سایشی بتن را افزایش میدهد. چنین بتنی در برابر آتش سوزی، حمله سولفاتها مقاوم است. الزم بهذکر است که بدلیل نفوذناپذیری بتن خوردگی فلزات را در بتن مسلح به حداقل میرساند.
معایب ژل میکروسیلیس
ژل میکروسیلیس زمان گیرش بتن را در فصول سرد سال افزایش میدهد. همین امر باعث عدم بازکردن زود هنگام قالب میشود. اگر ژل میکروسیلیس به درستی عملآوری نشود، رطوبت موضعی بتن را کاهش میدهد و موجب ایجاد ترک های انقباضی میشود.
تولید ژل میکروسیلیس
دستگاه های تولید ژل میکروسیلیس به صورت اتوماتیک کار میکنند. یکی از بخشهای این دستگاه میکسر آن میباشد که دارای بازوهای خاص ضد سایش است. مصالح به وسیلهی مکانیزمی به صورت دقیق اندازهگیری میشوند. همچنین مواد داخل میکسر به وسیله مکانیزم خاص آن، تخلیه میشوند.
تشخیص ژل میکروسیلیس با کیفیت
فرمولاسیون ژل میکروسیلیس متشکل از اجزای مختلفی میباشد. هر کدام از این مواد بر کیفیت نهایی ژل میکروسیلیس تاثیر گذار هستند. نوع و پایهی شیمیایی فوق روانکننده، نوع و کیفیت دوده سیلیس و همچنین استفاده از نوع درجه یک و با جذب
آب حداقل الیاف مورد استفاده در ژل میکروسیلیس و نوع مواد پلیمری آببند موجود در آن در کیفیت نهایی آن موثر است.
توصیه میشود که بدلیل ترکیبی بود ژل میکروسیلیس از شرکت های معتبر خریداری صورت گیرد و در صورت مقدور بودن تست های آزمایشگاهی صورت گیرد تا از مقاومت الزم اطمینان حاصل شود.
نکات ایمنی مرتبط با ژل میکروسیلیس
ژل میکروسیلیس در بستههای دریافتی از شرکت نگه داری شود. دمای محیط کمتر از 5 درجه سانتی گراد نشود. با این وجود در صورت یخ زدگی ژل میکروسیلیس میتوان آن را گرم کرد تا به حالت اولیه خود بازگردد. بهتر است به میزان نیاز ژل میکروسیلیس خریداری شود و نهایت ظرف مدت 6 ماه مصرف شود. با وجود خطر زا نبودن این ماده در هنگام استفاده از ژل میکروسیلیس از عینک، ماسک و دستکش مناسب استفاده شود.
سخن پایانی
با وجود تنوع افزودنی های موجود بتن، داشتن آگاهی کامل راجع به هر ماده و دانستن مزایا و معایب بکارگیری آن در کاهش هزینه، زمان و مهمتر از همه کیفیت ساخت و ساز تاثیر بسزایی دارد. به وضوح مشخص است که افزودن ژل میکروسیلیس به جای حالت پودر آن، عالوه بر بهبود خواص مکانیکی در کاهش آلودگی محیط زیست نیز موثر است.