ژل میکروسیلیس چیست ؟ انواع آن + کاربرد ها متنوع
ژل میکروسیلیس یکی از مهم ترین افزودنی های بتنی می باشد که در چند دهه اخیر توجه بسیاری از متخصصان صنعت ساخت و ساز را به خود جلب کرده است. این ماده، با داشتن ذرات فوق ریز سیلیکاتی، قابلیت های منحصر به فردی را در بهبود خواص مکانیکی، دوام و پایداری بتن ایجاد می کند. در این مقاله، به بررسی انواع مختلف ژل میکروسیلیس و همچنین خواص و کاربرد های این ماده در صنعت بتن پرداخته خواهد شد.
فهرست مطالب
ژل میکروسیلیس چیست؟
ژل های میکروسیلیس یا ترکیبات مکمل بتن از جمله مواد افزودنی بسیار مهم در صنعت بتن هستند. این ماده به صورت ذرات بسیار ریز (حدود 0.1 میکرون) عمل می کند و به عنوان یک ماده سیمانی اضافی در ترکیب بتن به کار می رود. افزودن ژل میکروسیلیس به بتن باعث بهبود فوق العاده خواص مکانیکی و دوام بتن می شود. ریزساختار ویژه ژل میکروسیلیس به این ماده این توانایی را می دهد که در مقایسه با سایر مواد افزودنی بتن، نفوذ پذیری بتن را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. این امر باعث می شود که بتن در برابر نفوذ آب، مواد شیمیایی خورنده و حتی نفوذ گاز ها مقاومت بیشتری داشته باشد. در نتیجه، دوام و طول عمر سازه های بتنی که از این ماده استفاده می کنند به شدت افزایش می یابد.
انواع ژل میکروسیلیس
انواع مختلفی از ژل های میکروسیلیس وجود دارد که هر کدام ویژگی های خاص خود را دارند و برای کاربرد های متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرند. در ادامه ی مطلب قصد داریم به بررسی هر یک از انواع ژل میکروسیلیس به طور جامع و کامل بپردازیم.
ژل میکروسیلیس بر پایه مواد شیمیایی
ژل میکروسیلیس بر اساس ترکیبات شیمیایی اولیه مورد استفاده در تولید آن طبقه بندی و نام گذاری می شود. در حال حاضر، پر مصرف ترین انواع ژل میکروسیلیس آن هایی هستند که بر پایه نفتالین، کربوکسیلات و لیگنو هستند. این گونه های مختلف ژل میکروسیلیس خواص فیزیکی و شیمیایی متمایزی از خود نشان می دهند که آن ها را برای کاربرد های مختلف مناسب می کند.
ژل میکروسیلیس الیاف دار
ژل میکروسیلیس الیاف دار، ترکیبی از چندین ماده است که هر یک نقشی مهم در بهبود خواص بتن ایفا می کنند. این ترکیبات شامل دوده سیلیسی یا میکروسیلیس آمورف میکرونایزد، سوپر روان کننده پلیمری، فیلر معدنی و الیاف های پلی پروپیلن می باشند. ژل میکروسیلیس الیاف دار به عنوان ماده پر کننده ریز و فوق ریز، موجب پر شدن خلا ها و فضا های خالی بین سنگدانه ها و ذرات سیمان می شود. این امر منجر به افزایش چگالی و استحکام بتن می گردد. سوپر روان کننده پلیمری نیز سبب بهبود روان پذیری و کارایی بتن می شود.
همچنین الیاف های پلی پروپیلن به طور موثری به افزایش مقاومت در برابر ترک خوردگی و کشش کمک می کنند. فیلر های معدنی نیز باعث افزایش پایداری و بهبود کیفیت نهایی بتن می شوند. در کل، این ترکیبات با ایفای نقش های تکمیلی، موجب بهبود و تقویت عالی خواص بتن سخت شده از جمله استحکام، دوام، روان پذیری و پایداری آن می گردند.
ژل میکروسیلیس بر اساس گیرش
ژل میکروسیلیس بر اساس گیرش به دسته ی زیر تقسیم بندی می گردد:
1. ژل دیرگیر: این نوع ژل میکروسیلیس معمولاً برای کار های بتنی در دما های متعارف مناسب است. سرعت گیرش و سخت شدن آن به آرامی اتفاق می افتد.
2. ژل زودگیر: این ژل میکروسیلیس حاوی افزودنی های زودگیر کننده است و در شرایط سرد و یخبندان کاربرد دارد. سرعت گیرش و سخت شدن آن سریع تر از نوع دیرگیر است.
3. ژل نرمال: این ژل میکروسیلیس سرعت گیرش و سخت شدن متعادلی دارد و در شرایط آب و هوایی معمولی مناسب است.
ژل میکروسیلیس زودگیر، حاوی روانساز های کربوکسیلاتی، دوده سیلیسی، فیلر ها، الیاف پلی پروپیلن و افزودنی های زودگیر کننده است. این ترکیبات به افزایش سرعت گیرش و سخت شدن این ژل کمک می کنند و در شرایط سرد آب و هوایی مناسب می باشند.
ویژگی های فیزیکی و شیمیایی ژل میکروسیلیس
ژل میکروسیلیس، نوعی افزودنی بتن با خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد است که استفاده از آن در بتن موجب بهبود خواص آن می شود. برخی از ویژگی های اصلی ژل میکروسیلیس به شرح زیر است:
1. کاهش آب انداختگی و جدا شدگی سنگدانه های بتن: ژل میکروسیلیس با پر کردن خلل و فرج بتن و بهبود اتصال بین سیمان و سنگدانه ها، موجب کاهش آب انداختگی و جدا شدگی سنگدانه ها می شود.
2. افزایش دوام و پایداری در برابر سیکل های ذوب و انجماد: ژل میکروسیلیس با بهبود ریزساختار بتن و کاهش تخلخل، موجب افزایش مقاومت بتن در برابر سیکل های ذوب و انجماد می شود.
3. کاهش نفوذپذیری در برابر آب، یون های کلر و سولفات: ریزساختار بهبود یافته بتن در اثر افزودن ژل میکروسیلیس، موجب کاهش نفوذپذیری و افزایش مقاومت در برابر تهاجم آب، یون های کلر و سولفات می شود.
4. صرفه جویی اقتصادی: با توجه به دوز مصرف پایین ژل میکروسیلیس در بتن، استفاده از آن در مقایسه با سایر مواد افزودنی، مقرون به صرفه است.
5. بهبود پمپ پذیری و کاهش استهلاک تجهیزات: ژل میکروسیلیس با بهبود روانی بتن، سبب سهولت پمپ پذیری و کاهش استهلاک تجهیزات بتن ریزی می شود.
6. کاهش آسیب های ناشی از عدم کیورینگ: ژل میکروسیلیس با افزایش سرعت هیدراتاسیون سیمان و بهبود مراقبت از بتن در ساعات اولیه، می تواند آسیب های ناشی از عدم کیورینگ را کاهش دهد.
7. افزایش مقاومت های مکانیکی و سایشی: به دلیل بهبود ریزساختار بتن، ژل میکروسیلیس موجب افزایش مقاومت های فشاری، کششی و خمشی بتن و همچنین مقاومت سایشی آن می شود.
8. کاهش عیار سیمان و نسبت آب به سیمان: استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن، امکان کاهش عیار سیمان تا 25 درصد و نسبت آب به سیمان تا 25 درصد را فراهم می کند.
کاربرد ژل میکروسیلیس در صنعت
ژل میکروسیلیس یکی از پر کاربرد ترین افزودنی های بتن است که در صنعت ساخت و ساز نقش بسیار مهمی ایفا می کند. این ماده افزودنی به طور گسترده ای در تولید بتن های آب بند مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله کاربرد های ژل MICROSILICA می توان به موارد زیر اشاره نمود:
یکی از کاربرد های اصلی ژل میکروسیلیس در تولید بتن آب بند برای تونل ها، راه ها، کانال های آب و تصفیه خانه ها است. این بتن ها باید دارای خصوصیات ویژه ای باشند تا بتوانند در برابر نفوذ آب و رطوبت مقاوم باشند. ژل میکروسیلیس با بهبود ساختار بتن و افزایش چگالی آن، این ویژگی را به بتن می بخشد.
همچنین، ژل میکروسیلیس در تولید بتن مورد استفاده در اسکله ها، پل ها، مخازن، سد ها و پارکینگ ها نیز کاربرد دارد. این سازه ها اغلب در معرض بار های دینامیکی، ضربه و خستگی قرار دارند و بتن مورد استفاده در آن ها باید دارای استحکام و دوام بالایی باشد. ژل میکروسیلیس با بهبود مقاومت فشاری و کشسانی بتن، این ویژگی ها را به آن می بخشد.
علاوه بر بر این، ژل میکروسیلیس در تولید بتن مورد استفاده در سازه های ساحلی و نگهدارنده نیز کاربرد دارد. این سازه ها در معرض حمله مواد شیمیایی و خورنده قرار دارند و بتن مورد استفاده در آن ها باید دارای مقاومت در برابر خوردگی باشد. ژل میکروسیلیس با افزایش چگالی بتن و کاهش نفوذپذیری آن، این ویژگی را به بتن می بخشد.
علاوه بر این کاربرد های اصلی، ژل میکروسیلیس در تولید بتن پیش ساخته با دوام و نفوذ ناپذیر و همچنین بتن هایی که به حداقل هدایت الکتریکی نیاز دارند، نیز کاربرد دارد. همچنین می توان از این ماده برای محافظت بتن در مقابل کوران باد یا اشعه خورشید نیز استفاده کرد.
در کل، ژل میکروسیلیس یک افزودنی بسیار کارآمد و پر کاربرد در صنعت ساخت و ساز است که باعث بهبود ویژگی های مکانیکی و دوام بتن می شود و کاربرد های متنوعی در انواع پروژه های ساختمانی دارد.
مزایای ژل میکروسیلیس چیست؟
ژل میکروسیلیس یکی از مهم ترین افزودنی های بتنی می باشد که با توجه به ویژگی های بسیاری که دارد از مزایا و معایب خاصی نیز برخوردار است. تاثیر ژل میکروسیلیس در بتن می تواند مثبت و یا منفی باشد که در این بخش از مقاله قصد داریم به بررسی مزایا و معایت MICROSILICA بپردازیم. از جمله مزایای این محصول می توان به موارد زیر اشاره کرد:
افزایش مقاومت فشاری بتن: استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن، یکی از مهم ترین مزایای آن محسوب می شود. این افزودنی با واکنش پوزولانی خود، موجب تشکیل ترکیبات سیمانی جدید و متراکم تر در ماتریس بتن می شود. این امر منجر به افزایش چشمگیر مقاومت فشاری بتن، می گردد. مطالعات نشان داده‌اند که افزودن 5 تا 15 درصد ژل میکروسیلیس به بتن، می تواند مقاومت فشاری آن را تا 30 درصد افزایش دهد.
کاهش نفوذپذیری بتن: یکی دیگر از مزایای استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن، کاهش نفوذپذیری آن است. ذرات ریز این افزودنی، همچون مواد پوزولانی دیگر، در واکنش با هیدروکسید کلسیم موجود در ماتریس سیمانی، ترکیبات ژل جدیدی را تشکیل می دهند. این ترکیبات پر کننده، خلل و فرج موجود در بتن شده و در نتیجه، نفوذپذیری آب و مواد شیمیایی به داخل بتن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
بهبود دوام بتن در برابر عوامل محیطی: کاهش نفوذپذیری بتن حاوی ژل میکروسیلیس، باعث افزایش مقاومت آن در برابر عوامل مخرب محیطی می شود. نفوذ کمتر آب و مواد شیمیایی به بتن، از بروز پدیده های تخریبی نظیر یخ زدگی، واکنش های شیمیایی و خوردگی میلگرد ها جلوگیری می کند. این امر موجب افزایش چشمگیر دوام و طول عمر سازه های بتنی می گردد.
افزایش چسبندگی بتن به میلگرد ها: ژل میکروسیلیس با ایجاد ترکیبات متراکم تر در اطراف میلگرد ها، موجب بهبود چسبندگی بتن به آرماتور ها می شود. این امر، علاوه بر افزایش مقاومت کششی بتن مسلح، از لغزش میلگرد ها در هنگام اعمال بار نیز جلوگیری می‌ک ند. در نتیجه، ظرفیت باربری سازه های بتنی مسلح افزایش می یابد.
معایب ژل میکروسیلیس چیست؟
اگر چه مزایای استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن قابل توجه می باشد، اما این افزودنی دارای برخی معایب نیز می باشد. افزایش نیاز به روان کننده برای جبران افت کارایی بتن، نیاز به عمل آوری مناسب پس از ریختن و افزایش هزینه ساخت بتن از جمله این معایب محسوب می شوند. با این حال، بسیاری از مهندسان و پیمانکاران، این معایب را قابل قبول و قابل کنترل می دانند، زیرا مزایای آن در بهبود خواص مکانیکی و دوام بتن بسیار چشمگیر است.
به طور کلی، ژل میکروسیلیس به عنوان یک افزودنی کارآمد در صنعت ساخت و ساز شناخته شده است. با مدیریت صحیح چالش های موجود، این ماده می‌ت واند نقش مؤثری در ساخت سازه های بتنی مقاوم، پایدار و با دوام ایفا نماید.
بررسی میزان مصرف ژل میکروسیلیس در بتن
محدوده معمول استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن معمولی بین 4 تا 8 درصد وزن سیمان می باشد. البته این مقدار بسته به ویژگی های مورد نظر بتن می تواند متفاوت باشد. به طور کلی، محدوده استفاده توسط شرکت های سازنده ارائه می شود و دوز دقیق توسط مهندس طراح سازه و بتن برای پروژه های خاص تعیین می شود. مقدار دقیق میکروسیلیس ژل مورد استفاده در بتن باید از طریق آزمایش تعیین شود. با توجه به دستور العمل کلی، محدوده 1 تا 3 درصد وزن سیمان، محدوده استفاده معمولی برای ژل میکروسیلیس در نظر گرفته می شود. توجه به این نکته مهم است که وجود یک نرم کننده در ساختار میکروسیلیس ژل می تواند استفاده از آن در بتن را برای جلوگیری از سیال شدن بیش از حد محدود کند.
نحوه استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن
استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن فرآیند نسبتاً پیچیده ای می باشد که باید با دقت و توجه کافی انجام شود تا نتایج مطلوب حاصل گردد. در ابتدا، مواد اولیه بتن شامل سنگدانه ها و سیمان به صورت خشک با یکدیگر مخلوط می شوند. این مخلوط خشک باید به طور یکنواخت و کامل با هم ترکیب شود تا پایه و اساس مناسبی برای بتن فراهم آید. پس از آن، ژل میکروسیلیس به این مخلوط اضافه شده و چند دقیقه اختلاط انجام می گیرد. ژل میکروسیلیس به صورت پودر ریز می باشد که به خوبی با مخلوط خشک بتن ترکیب می شود. بعد از اضافه کردن ژل میکروسیلیس، باقی مانده آب به مخلوط افزوده شده و عمل اختلاط ادامه می یابد تا بتن با مشخصات مورد نظر به دست آید. مقدار آب اضافه شده به مخلوط باید به گونه ای باشد که بتن قابلیت کارایی و استفاده داشته باشد. بیش از حد آب در بتن باعث کاهش مقاومت و دوام آن می شود.
پس از اختلاط کامل مواد، بتن تهیه شده باید به طور یکنواخت در قالب یا سازه مورد نظر ریخته شود. در این مرحله باید دقت کرد که بتن به طور کامل در قالب فشرده و تراکم شده و هیچ گونه حباب هوا در آن وجود نداشته باشد. این امر از طریق تراکم مناسب بتن در قالب حاصل می شود. بتن باید به طور کامل و یکنواخت در قالب پر شود تا ساختار یکپارچه و مقاوم ایجاد گردد. پس از ریختن بتن در قالب، لازم است که آن را برای مدت زمان مناسبی جهت خشک شدن قرار داد. زمان مورد نیاز برای خشک شدن بتن بسته به شرایط محیطی و نوع بتن متفاوت می باشد. معمولاً بتن های حاوی ژل میکروسیلیس به دلیل ذرات ریز این ماده، نیاز به زمان بیشتری برای خشک شدن کامل دارند. در این مرحله، بتن باید به طور مداوم مرطوب نگه داشته شود.
