ژل میکروسیلیس

ژل میکروسیلیس یکی از مواد افزودنی بتن است که برای تولید بتن با دوام، پایدار وغیر قابل نفوذ استفاده می شود. ژل میکروسیلیس بر پایه ی روان ساز بتن، میکروسیلیس و الیاف پلی پروپیلن PP هستند. یکی از کاربردهای مهم ژل میکروسیلیس در ایجاد بتن های نفوذ ناپذیر است که کاهش جذب آب بتن در سازه های ساحلی یا مجاور آب است. عملکرد ژل های میکروسیلیس شباهت زیادی با سیستم دوده سیلیسی و فوق روان کننده دارد با این تفاوت که فاقد مشکلات موجود در این سیستم است. به بیان دیگر ژل میکروسیلیس علاوه بر دارا بودن دوده سیلیس و الیاف پلی پروپیلن در ساختار خود، بدلیل داشتن روان کننده به طرز چشمگیری قابلیت کاهش آب مصرفی بتن را نیز خواهد داشت. بنابراین ژل میکروسیلیس سبب افزایش مقاومت بتن و ویژگی های آن خواهد شد. ژل میکروسیلیس بصورت پودر نیز تولید می شود، البته پودرهای میکروسیلیس بدلیل پراکندگی در هوا از حیث محیط زیست مشکل دارند به همین دلیل ژل های میکروسیلیس جایگزین آنها شدند و به معضلات آن پایان دادند. بطور کلی ژل میکروسیلیس یا پودر میکروسیلیس از طریق کاهش نفوذ پذیری بتن مقاومت آنرا به طرز چشمگیری افزایش می دهد.

ویژگی ژل میکروسیلیس

ترکیبات بکار رفته در ژل میکروسیلیس به گونه ای است که نفوذناپذیری را یکی از اصلی ترین ویژگی های این ماده کرده است. نفوذناپذیری ژل میکروسیلیس بدلیل وجود مواد آب بندی بتن، روانساز و الیاف پلی پروپیلن PP ایجاد می شوند و سبب آب بندی سطوح بتنی می شوند. در فرآیندی آب بندی بتن بوسیله ی ژل میکروسیلیس، ذرات ریز بتن با حرکت به سمت نواحی خالی موجود بین سنگدانه ها سبب ایجاد خاصیت نفوذ ناپذیری در بتن می شوند که همین مسئله سبب ایجاد مقاومت بیشتر در بتن می شود. یکی از آسیب های پر هزینه ناشی از نفوذ عوامل مخرب و کلرایدها به بتن، خوردگی میلگرد و فولاد در بتن است که به طرز چشمگیری مقاومت سازه را کاهش می دهد. استفاده از ژل میکروسیلیس تا حد زیادی مانع از مشکل خوردگی میلگرد فولادی در بتن می شود. استفاده از بتن های حاوی ژل میکروسیلیس سبب افزایش مقاومت اجزای بتنی سازه در برابر حملات سولفاتی خواهد شد و علاوه بر این نفوذپذیری بتن را به طرز چشمگیری کاهش خواهد داد و دوام سازه را افزایش خواهد داد.

مصرف ژل میکروسیلیس

یکی از موارد مصرف ژل میکروسیلیس در عملیات کف سازی صنعتی می باشد چرا که ژل میکروسیلیس و بتن دچار آب انداختگی نمی شوند به همین دلیل می توان عملیات کفسازی را بطور پیوسته انجام داد و به پایان رساند. علاوه بر این اجرای کفسازی صنعتی با استفاده از ژل میکروسیلیس در مدت زمان کوتاه تر و با نیروی انسانی کمتری انجام می گیرد. بتن اجرا شده با استفاده از ژل میکروسیلیس یا میکروسیلیکا از سطح صاف تری برخوردار خواهد بود و مقدار مقاومت آن حداقل ۳۰ درصد بیشتر از بتن معمولی خواهد بود که این مسئله بسیار مهم است. علی رغم شباهت سرعت هیدراتاسیون هنگام مصرف ژل میکروسیلیس با سیمان پرتلند، سرعت رسیدن به مقاومت حین مصرف ژل میکروسیلیس بیشتر خواهد بود. برای دستیابی به نتایج بهتر در مصرف ژل میکروسیلیس می توان همزمان با آن از مواد افزودنی دیگرگیر بتن و افزودنی زودگیر بتن استفاده کرد.

از مزایای مصرف ژل میکروسیلیس، قابلیت استفاده از آنها به عنوان روان کننده و آب بند کننده در بتن استخر، مخازن آب و سیلوها است. مصرف ژل میکروسیلیس منجر به ایجاد خاصیت نفوذناپذیری در بتن می شود و افزایش طول عمر مفید سازه را بدنبال خواهد داشت. از ویژگی های مفید مصرف ژل میکروسیلیس کاهش ۵ تا ۱۰ درصد عیار سیمان مصرفی خواهد بود. بطور کلی مقدار مصرف ژل میکروسیلیس بستگی به وضعیت آب و هوا و هدف از مصرف ژل میکروسیلیکا دارد. با این وجود مقدار مصرف ژل میکروسیلیس ۵ الی ۸ درصد وزن سیمان موجود است. نحوه ی مصرف ژل میکروسیلیس به دو صورت انجام می گیرد. در روش اول که محبوبیت بیشتری دارد، می توان حجم مشخصی از ژل میکروسیلیس یا ژل میکروسیلیکا را در حجم مشخصی از آب اختلاط بتن مخلوط کرد و بعد آنرا به مواد خشک بتن اضافه کرد. در روش بعدی می توان پس از اختلاط کامل بتن ژل میکروسیلیس یا میکروسیلیکا را به ترکیبات موجود افزود. در صورتی که تولید و بتن ریزی با فاصله ی زمانی زیادی انجام می گیرد بهتر است ژل میکروسیلیس در دو مرحله مصرف شود. علی رغم عدم ایجاد هیچگونه تغییر در ساختار بتن با مصرف ژل میکروسیلیس توصیه می شود در صورتی که محل ساخت بتن تا پروژه فاصله ی زیادی دارد، برای تاخیر در فرآيند هیدراتاسیون از ژل میکروسیلیس دیرگیر یا مواد افزودنی دیرگیر بتن استفاده شود. ژل میکروسیلیس قادر است علاوه بر آب بندی بتن، مقاومت آنرا نیز افزایش دهد بدین منظور می توان با توجه به دستورات فنی محصول از مقدار آب مصرفی بتن کم کرد که این کار مقاومت بتن را ۳۰ الی ۷۰ درصد افزایش خواهد داد. بدلیل وجود الیاف پلی پروپیلن PPدر ساختار ژل میکروسیلیس می توان از این محصول برای تولید سقف های فاقد میلگرد نیز استفاده کرد.

یکی از موارد مهم مصرف ژل های میکروسیلیس مربوط به ایجاد خاصیت آب بندی در بتن های حجیم است. در چنین شرایطی بدلیل مشکل بودن کیورینگ و عمل آوری مغز بتن می توان برای افزایش مقاومت بتن، گیرش و ایجاد خاصیت نفوذ ناپذیری از مواد افزودنی دیرگیر بتن استفاده کرد.

مشخصات ژل میکروسیلیس (ژل میکروسیلیکا)

• مشخصات و موارد استفاده از ژل میکروسیلیس یا ژل میکروسیلیکا عبارتند از :
• افزایش مقاومت مکانیکی بتن با کمک ژل میکروسیلیس
• بهبود پایایی و دوام بتن طی تغییرات شدید دمایی
• قابلیت کاهش ۵ الی ۱۰ درصد از عیار سیمان بوسیله ی ژل میکروسیلیس
• کم کردن پدیده ی آب انداختگی بتن
• پیشگیری از جدا شدن سنگدانه های بتن با مصرف ژل میکروسیلیس
• پمپاژ آسان تر بتن و پیشگیری از استهلاک تجهیزات بتن ریزی
• افزایش مقاومت سایشی و الکتریکی بتن با ژل میکروسیلیس
• ایجاد خاصیت آب بند در بتن و کاهش نفوذپذیری بتن نسبت به آب و عوامل مخرب
• تولید بتن اکسپوز صاف و یکنواخت
• افزایش میزان روانی بتن بدون مصرف مواد افزودنی روان کننده ی بتن
• تولید بتن های خمیری با استفاده از ژل میکروسیلیس
• سازگاری بالا در صورت مصرف همزمان با روان سازهای بتن
• سازگاری مناسب ژل های میکروسیلیس با انواع سیمان

کاربرد ژل میکروسیلیس (ژل میکروسیلیسکا)

• تولید بتن غیرقابل نفوذ و آب بند
• ساخت بتن های مقاومت بالا و با دوام
• قابل استفاده در حجم بالای بتن ریزی
• تولید بتن های هادی الکتریسیته
• قابل استفاده در بتن ریزی مناطق در معرض عوامل آسیب زا و خورنده ی شیمیایی
• تولید بتن های عرشه، پل، اسکله، سد
• تولید بتن های تونل، کانال های انتقال آب، مخازن آب
• تولید بتن های کف سازی

روش استفاده از ژل میکروسیلیس

ژل میکروسیلیس حین تولید بتن به آن افزوده می گردد. مقدار مصرف ژل میکروسیلیس ۱۰ تا ۱۵ درصد وزن سیمان مصرفی در نظر گرفته می شود که به همان میزان از مقدار سیمان مورد استفاده کاسته می شود. براساس تجریبات موجود توصیه می شود هنگام تولید بتن از توده ی سیلیسی و فوق روان کننده به منظور تولید با خاصیت نفوذناپذیر استفاده شود.

مشخصات ظاهری ژل میکروسیلیس

از نظر ظاهری ژل میکروسیلیس دارای حالت ژله ای است که بعد از تکان دادن حالت مایع به خود می گیرد. ژل میکروسیلیس براساس نیاز مشتریان در بسته بندی های مختلف قابل تولید است. از نظر ظاهری زنگ ژل های میکروسیلیس خاکستری رنگ است و وزن حدودی ژل های میکروسیلیس ۱/۴ کیلوگرم در نظر گرفته می شود. مقدار کلراید بکار رفته در ژل میکروسیلیس از حد مجاز بسیار کمتر بوده و فاقد نیترات است. ژل میکروسیلیس در دمای صفر درجه شروع به انجماد می کند و از طرفی فاقد نقطه ی اشتعال است.

مزایا و معایب ژل میکروسیلیس

ژل میکروسیلیس همانند تمام محصولات دارای مزایا و معایبی است. در صورت اختلال مناسب ژل میکروسیلیس با بتن و استفاده از فوق روان کننده ی بتن به عنوان ماده ی افزودنی، می توان از سطح بالایی از مزایای ژل میکروسیلیس یا ژل میکروسیلیکا بهره برد. بطور خلاصه برخی از مزایای این محصول عبارتند از :

• بهبود مناسب در مقاومت مکانیکی بتن
• پیشگیری از خوردگی فولاد در بتن
• افزایش خاصیت نفوذناپذیری در بتن
• کاهش تحرک یون های کلر

کارایی ژل میکروسیلیس

استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن کارایی های گسترده ای دارد که باعث کاهش ترک های بتن و تا حدودی افزایش مقاومت های فشاری، کششی و خمشی در بتن می شود. یکی از کارایی های مهم ژل های میکروسیلیس یا ژل میکروسیلیکا در شرایطی است ک بتن در معرض بارهای دینامیکی یا حملات عوامل خورنده ی شیمیایی قرار می گیرد. علاوه بر این ژل میکروسیلیس کارایی زیادی در پیشگیری از آسیب بتن طی چرخه ی ذوب و یخ دارد. از طرفی ژل میکروسیلیس تاثیر زیادی در کاهش ترک های پلاستیک و افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن دارد. ژل میکروسیلیس می تواند آسیب های بوجود آمده از عدم اجرای صحیح کیورینگ بتن را تا حد زیادی کاهش دهد ضمن اینکه نسبت آب به سیمان نیز با بکار گیری ژل های میکروسیلیکا بطور چشمگیری کم می شود. با وجود تمام کارایی های ژل میکروسیلیس این محصول از نظر اقتصادی قیمت مناسبی دارد.

موارد استفاده از ژل میکروسیلیس

• در مناطق خشک و فاقد رطوبت برای کاهش آسیب های ناشی از تاخیر در عملیات کیورینگ بتن می توان از ژل میکروسیلیس یا میکروسیلیکا استفاده کرد.
• رای سازه هایی که در معرض سیکل های ذوب و یخ شدید قرار دارند می توان از ژل میکروسیلیس استفاده کرد.
• جهت حفاظت از بتن حین بتن ریزی در برابر اشعه خورشید و باد و بوران می توان ژل میکروسیلیس را به کار برد.
• جهت کاهش احتمال ترک خوردگی در بتن می توان از ژل میکروسیلیس استفاده کرد.
• ژل میکروسیلیس قابل حمایت از سازه هایی که در معرض کاویتاسیون قرار دارند را نیز دارد.
• برای افزایش مدول الاستیسیته ی سازه می توان از ژل میکروسیلیس استفاده کرد.
• استفاده از ژل میکروسیلیس می تواند خواص موجود در سازه های بتنی را با هزینه ی کم به حداکثر مقدار ممکن برساند.
• یکی از موارد استفاده از ژل مکیروسیلیکا در سازه های نظامی و پدافندی است.