دلایل استفاده از ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن چیست ؟

ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن نوعی افزودنی بتن اصلاح شده پیشرفته بر پایه روانسازهای بتن و الیاف پلی پروپیلن است . از ژل میکروسیلیس برای ساخت انواع بتن مانند بتن توانمند، بتن آب بند، بتن نفوذ ناپذیر و بتن بادوام استفاده می شود . اگر بخواهیم ژل میکروسیلیس را در یک جمله توضیح دهیم می توانیم بگوییم ژل میکروسیلیس در واقع همان سیستم دوده سیسیلی و فوق روان کننده بتن MTOCRETE N-510 بصورت خمیری شکل و آماده مصرف می باشد . در شرایط آب و هوایی مهاجم نظیر مناطق ساحلی و مناطق کویری نیاز به مواد افزودنی وجود دارد که بتن را نفوذ ناپذیر کند و جذب آب بتن را کاهش دهند که استفاده از ماده افزودنی ژل میکروسیلیکا یا مکمل بتن راهکار ایده آلی است . میکروسیلیس در حال حاضر به عنوان یکی از بهترین مواد افزودنی های بتن معدنی شناخته می شود و با اضافه کردن بهترین ژل میکروسیلیس به مخلوط باعث کاهش نفوذ پذیری و در نتیجه باعث افزایش دوام بتن می شود.  پودر میکروسیلیس یا دوده سیلیسی یا پاور ژل با توجه به داشتن ذرات بسیار ریز و به دلیل پراکندگی آسان در فضا از نظر زیست محیطی مشکلی جدی تلقی می شود که تولید ژل های پوزولانی یا ژل میکروسیلیس به این معظلات پایان داد .

 

مشخصات ظاهری ژل میکروسیلیکا :

ژل میکروسیلیکا در حالت سکون ژله ای است ولی بعد از تکان دادن به صورت مایع است. رنگ ژل میکروسیلیس خاکستری رنگ است. وزن ژل میکروسیلیکا4/1کیلوگرم است. ژل میکروسیلیکا بسیار کمتر از حد مجاز استاندارد کلراید دارد. ژل میکروسیلیکا نیترات ندارد. نقطه انجماد ژل میکروسیلیکا صفر درجه سانتیگراد است. ژل میکروسیلیکا نقطه اشتعال ندارد.

از جمله خصوصیات ویژه ای که ژل میکروسیلیس MTOMIX 4500  یا مکمل بتن برای بتن ایجاد می کند نفوذناپذیر نمودن بتن است . این خاصیت به دلایل موادی که برای تولید ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن فرموله شده اند می باشند . برای تولید ژل میکروسیلیس از مواد روانساز و مواد آب بند کننده و دوده سیلیسی و الیاف پلی پروپیلن استفاده شده است که همگی به نحوی در آب بندی، مواد آب بندی بتن و نفوذناپذیر شدن بتن نقش دارند . 

مزایا  و معایب ژل میکروسیلیس :

میکروسیلیس در بتن، دارای مزایا و معایبی است اما مشروط بر اینکه بتوان آن را بخوبی در بتن مخلوط نمود و از ماده فوق روان کننده نیز بهره گرفت و گرنه هیچ گونه مزیتی را در بر نخواهد داشت زیرا اولا نسبت آب به سیمان را به شدت بالا می برد و مقاومت و دوام را کم می کند . ثانیا بتن را از نظر کارایی با مشکل همراه می کند و آن را چسبنده می سازد و پمپ کردن را عملا غیر مقدور می سازد .

1.افزایش چشمگیر مقاومت هاى مکانیکى بتن

2. کاهش نفوذپذیرى بتن

3. کاهش تحرک یون کلر

4. جلوگیرى از خوردگى آرماتور در بتن هاى مسلح

ویژگی های ژل میکروسیلیس :

از جمله خصوصیات ویژه ای که ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن برای بتن ایجاد می کند نفوذناپذیر نمودن بتن است . این خاصیت به دلایل موادی که برای تولید ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن فرموله شده اند می باشند . برای تولید ژل میکروسیلیس از مواد روانساز و مواد آب بند کننده و دوده سیلیسی و الیاف پلی پروپیلن استفاده شده است که همگی به نحوی در آب بندی، مواد آب بندی بتن و نفوذناپذیر شدن بتن نقش دارند . با ایجاد روانی بیشتر بتن توسط روان کننده به کار برده شده در تولید ژل میکروسیلیس ذرات ریز دوده سیلیسی یا پودر میکروسیلیس و ذرات ریز بتن حرکت کرده و به سوی فضاهای خالی بین سنگدانه های درشت تر حرکت می کنند و موجب پر شدن فضای خالی بین آنها شده و به این ترتیب موجب نفوذناپذیرتر شدن و همچنین حصول مقاومت بیشتر در بتن می شوند . نفوذناپذیر نمودن بتن توسط ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن تا حدود زیادی می تواند مانع خوردگی فولاد با آرماتور داخل بتن مسلح شود به این ترتیب که خوردگی فولاد مسلح کننده بتن مهم ترین پر هزینه ترین نوع خرابی بتن است که این خرابی عموماً‌ به دلیل نفوذ مواد مخرب کلرایدها و غیره می باشد . خواه کلرایدها از آب اقیانوس و چه از نمک های یخ زدا وارد بتن شده باشند نتیجه یکسان است . استفاده از بتن های میکروسیلیسی با بتن های سیلیسی یا بتن میکروسیلیسی در برابر حملات سولفاتی نیز از خود مقاومت نشان خواهند داد چنانچه ساختار شیمیایی سیمان پرتلند مصرفی ،‌ در حمله سولفاتی نقش دارد ، ‌اما تحقیقات نشان داده است که نسبت آب به سیمان مواد سیمانی نیز ( w/cm )  یک فاکتور بحرانی به حساب می آید . کاهش w/cm به طور موثر، نفوذپذیری بتن را کاهش می دهد . افزودن ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن نفوذپذیری را تا حد زیادی کاهش می دهد و سبب به تاخیر انداختن بیشتر هرگونه واکنش مضر می گردد .

 جهت اطلاع از قیمت و نحوه خرید و اطلاع از انواع ژل میکروسیلیس می توانید به وب سایت کلینیک بتن ایران مراجعه نمایید و یا با شماره های زیر تماس حاصل نمایید .

www.clinicbeton.ir

021-45872

021-44604438

021-44464877

021-44549511

بتن سبک و اثر میکروسیلیس ها در افزایش مقاومت آن

بتن سبک و اثر میکروسیلیس ها در افزایش مقاومت آن

تولید سیمان که ماده اصلی چسبندگی در بتن است در سال 1756 میلادی در کشور انگلستان توسط «John smeaton » که مسئولیت ساخت پایه برج دریایی

«Eddystone » را بر عهده داشت آغاز شد و درنهایت سیمان پرتلند در سال 1824 میلادی در جزیره ای به همین نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسید

مردم کشور ما نیز از سال 1312 با احداث کارخانه سیمان ری با مصرف سیمان آشنا شدند و با پیشرفت صنایع کشور ، امروزه در حدود 26 الی 30 میلیون تن سیمان در سال تولید می گردد . با آگاهی مهندسان از نحوه استفاده سیمان در کارهای عمرانی ، این ماده جایگاه خودش را در کشورمان پیدا کرد.

یکی از روشهای ساختمان سازی که امروزه در جهان به سرعت توسعه می یابد ساختمانهای بتنی است . بعد از انقلاب اسلامی به علت کمبود تیر آهن در نتیجه تحریمها و نیز گسترش ساخت و سازهای عمرانی در کشور ، کاربرد بتن بسیار رشد نمود . علاوه بر این موضوع ساختمانهای بتنی نسبت به ساختمانهای فولادی دارای مزایایی از قبیل مقاومت بیشتر در مقابل آتش سوزی و عوامل جوی ( خورندگی ) آسان بودن امکان تهیه بتن به علت فراوانی مواد متشکله بتون و عایق بودن در مقابل حرارت و صوت می باشند که توسعه روز افزون این نوع ساختمانها را فراهم می سازد .
یکی از معایب مهم ساختمانهای بتنی وزن بسیار زیاد ساختمان می باشد که با میزان تخریب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقیم دارد . اگر بتوانیم تیغه های جدا کننده و پانل ها را از بتن سبک بسازیم وزن ساختمان و در نتیجه آن تخریب ساختمان توسط زلزله مقدار زیادی کاهش می یابد . ولی کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است . استفاده از میکروسیلیس در ساخت بتن سبک سبب شده است که مقاومت بتن سبک بالا رود و این محدودیت کاهش یابد . در این تحقیق ضمن توضیحاتی در مورد بتن و تاثیر آب بر روی مقاومت بتن ، بیشتر در باره بتن سبک و روشهای افزایش مقاومت آن با استفاده از میکروسیلس ، خواص مکانیکی و همچنین موارد کاربرد آن بحث می شود .

1- سیمان 
- سیمان تولید شده در کشور ما با سیمان تولید شده در کشورهای صنعتی متفاوت است که لازم است تفاوت آن تا حد ممکن بررسی شود .
- طبقه بندی سیمانها شناسایی شود .-  عدم تنوع در کیفیت سیمان نشانه ضعفهایی از سیستم ساخت و ساز می باشد .
-  عدم استفاده از سیمان با کیفیت بالا از عوامل اولیه عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد .
2 – شن و ماسه 
- معیارها و آئین نامه های تولید کلان شن و ماسه بررسی شود . 
- تولید کلان  شن و ماسه در کشور ما از نظر معیار و رعایت آئین نامه های تولید بررسی شود.
-  معایب شن و ماسه تولیدی در کشور در حد کلان بدلائل زیر آنرا در درجه دوم و یا سوم کیفیت قرار می دهد .

الف : وجود گرد و غبار 
ب : عدم شستشو 
ج : دانه بندی نا صحیح 
د : استفاده از شن و ماسه رودخانه ای بجای شن و ماسه شکسته .
- استفاده از شن و ماسه درجه 2 و یا 3 از عوامل ثانوی عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد . 
افزایش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندرکاران صنعت تولید بتن می باشد . 
ساختار بتن :
- بتن دارای چهار رکن اصلی می باشد که به صورت مناسبی مخلوط شده اند ، این چهار رکن عبارتند از: 
الف : شن 
ب : ماسه 
ج : سیمان 
د : آب 
- در برخی شرایط برای رسیدن به هدفی خاص مواد مضاف به آن اضافه می شود که جزﺀ ارکان اصلی بتن به شمار نمی آید . 
- توده اصلی بتن مصالح سنگی درشت و ریز ( شن و ماسه ) می باشد .
-  فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و آب موجب می شود شیرابه ای بوجود آید و اطراف مصالح سنگی را بپوشاند و مصالح سنگی را بصورت یکپارچه بهم بچسباند .
-  استفاده از آب برای ایجاد واکنش شیمیایی است . 
-  برای ایجاد کار پذیری لازم بتن مقداری آب اضافی استفاده می شود تا بتن با پر کردن کامل زوایای قالب بتواند دور کلیه میلگرد های مسلح کننده را بگیرد . 
-  جایگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هیدراتاسیون دارای حساسیت بسیار زیادی است . 
ویژگیهای آب مصرفی بتن : 
- آب های مناسب برای ساختن بتن 
1- آب باران 
2- آب چاه 
3- آب برکه 
4- آب رودخانه در صورتی که به پسابهای  شیمیایی کارخانجات آلوده نباشد و غیره … 
بطور کلی آبی که برای نوشیدن مناسب باشد برای بتن نیز مناسب است باستثناﺀ مواردی که متعاقبا توضیح داده خواهد شد .
- آبهای نا مناسب برای ساختن بتن 
1- آبهای دارای کلر ( موجب زنگ زدگی آرماتور می شود ) 
2-  آبهایی که بیش از حد به روغن و چربی آلوده می باشند .
3-  وجود باقیمانده نباتات در آب . 
4-  آب گل آلود ( موجب پایین آوردن مقاومت بتن می شود ) 
5-  آب باتلاقها و مردابها 
6-  آبهای دارای رنگ تیره و بدبو 
7-  آبهای گازدار مانند2 co و… 
8- آبهای دارای گچ و سولفات و یا کلرید موجب اثر گذاری نا مطلوب روی بتن می شوند .
نکته : 1- آبی که مثلا شکر در آن حل شده است برای نوشیدن مناسب است ولی برای ساخت بتن مناسب نیست .
نکته : 2- مزه بو و یا منبع تهیه آب نباید به تنهایی دلیل رد استفاده از آب باشد .
نکته : 3- ناخالصیهای موجود در آب چنانچه از حد معین بیشتر گردد ممکن است بشدت روی زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پایداری حجمی آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگی فولاد شود .
نکته : 4- استفاده از آب مغناطیسی بعنوان یکی از چهار رکن اصلی مخلوط بتن می تواند بعنوان تاثیرگذار بر روی یارامترهای مقاومت بتن انتخاب گردد .
تمایز بتن از نظر چگالی :
الف : بتن معمولی : چگالی بتن معمولی در دامنه باریک 2200 تا 2600 kg/m3 قرار دارد زیرا اکثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندکی دارند ( ادامه این مبحث از بحث ما خارج است ) 
ب : بتن سنگین : از این بتنها در ساختمان محافظهای بیولوژیکی بیشتر استفاده می شود مانند ساختار ، آکتورهای هسته ای و پناهگاههای ضد هسته ای که مورد بحث ما نمی باشد که چگالی آن معمولا بیشتر از 2200 تا 2600 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد . 
ج : بتن سبک : مصرف بتن سبک اصولا تابعی از ملاحظات اقتصادی است ضمن اینکه استفاده از این بتن بعنوان مصالح ساختمانی دارای اهمیت بسیار زیادی است این بتن دارای چگالی کمتر از 2200 تا 2600 کیلوگرم در متر مکعب می باشد . بدلیل اینکه دارای چگالی کمتر از بتن سنگین است دارای امتیاز قابل توجهی از نظر ایجاد بار وارده بر سازه می باشد چگالی بتن سبک تقریبا بین 300 و 1850 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد یکی از امتیازات مهم امکان استفاده از مقاطع کوچکتر و کاهش مربوطه در اندازه پی ها می باشد ضمن اینکه قالبها فشار کمتری را از حالت بتن معمولی تحمل می کنند و همچنین در کاهش جابجایی کل وزن مصالح بدلیل افزایش تولید جایگاه ویژه ای دارد .
روش های کلی تولید بتن سبک :
- روش اول : از مصالح متخلخل سبک با وزن مخصوص ظاهری کم بجای سنگدانه معمولی که تقریبا دارای چگالی 6/2 می باشد استفاده می کنند .
-  روش دوم : بتن سبک تولید شده در این روش بر اساس ایجاد منافذ متعدد در داخل بتن یا ملات می باشد که این منافذ باید به وضوح از منافذ بسیار ریز بتن با حباب هوا متمایز باشد که بنام بتن اسفنجی ، بتن منفذ دار و یا بتن گازی یا بتن هوادار می شناسند .
- روش سوم : در این روش تولید ، سنگدانه ها ی ریز از مخلوط بتن حذف می شوند . بطوریکه منافذ متعددی بین ذرات بوجود می آید و عموما از سنگدانه های درشت با وزن معمولی استفاده می شود . این نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ریز می نامند .
نکته : کاهش در وزن مخصوص در هر حالت به واسطه  و جود منافذ یا در مصالح یا در ملات و یا در فضای بین ذرات درشت موجب کاهش مقاومت بتن می شود .
طبقه بندی بتن های سبک بر حسب نوع کاربرد آنها :
- بتن سبک بار بر ساختمان 
-  بتن مصرفی در دیوارهای غیر بار بر 
-  بتن عایق حرارتی 
نکته 1- طبقه بندی بتن سبک بار بر طبق حداقل مقاومت فشاری انجام می گیرد .
مثال : طبق استاندارد 77 – 330 ASTM C در بتن سبک ---- مقاومت فشاری بر مبنای نمونه های استوانه ای استاندارد از    شده پس از 28 روز نباید کمتر از Mpa 17 باشد . و وزن مخصوص آن نباید از 1850 کیلوگرم بر متر مکعب تجاوز نماید که معمولا بین 1400 او 1800 کیلوگرم بر متر مکعب است .
نکته : 2- بتن مخصوص عایق کاری معمولا دارای وزن مخصوص کمتر از 800 کیلوگرم بر متر مکعب و مقاومت بین 7/0 و Mpa 7 می باشد .
انواع سبک دانه هایی که به عنوان مصالح در ساختار بتن سبک استفاده می شود :
الف -  سبک دانه های طبیعی : مانند دیاتومه ها ، سنگ پا ، پوکه سنگ ، خاکستر ، توف که بجز دیاتومه ها بقیه آنها منشاﺀ آتشفشانی دارند .
نکته :1- این نوع سبک دانه ها معمولا بدلیل اینکه فقط در بعضی از جاها یافت می شوند به میزان  زیاد مصرف نمی شوند ، معمولا از ایتالیا و آلمان اینگونه مصالح صادر می شود .
نکته : 2- از انواعی پوکه معدنی سنگی که ساختمان داخلی آن ضعیف نباشد بتن رضایت بخشی با وزن مخصوص 700 تا 1400 کیلو گرم بر متر مکعب تولید می شود که خاصیت عایق بودن آن خوب می باشد اما جذب آب و جمع شدگی آن زیاد است . سنگ پا نیز دارای خاصیت مشابه است .
ب -  سبک دانه های مصنوعی : این سبک دانه ها به چهار گروه تقسیم می شوند . 
- گروه اول : که با حرارت دادن و منبسط شدن خاک رس ، سنگ رسی ، سنگ لوح ، سنگ رسی دیاتومه ای ، پرلیت ، اسیدین، ورمیکولیت بدست می آیند .
- گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره کوره آهن گدازی به طریقی مخصوص بدست می آید .
- گروه سوم : جوشهای صنعتی ( سبکدانه های کلینکری) می باشند .
- گروه چهارم : مخلوطی از خاک رس با زباله خانگی و لجن فاضلاب پردازش شده را می توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در کوره تبدیل به سبک دانه شود ولی این روش هنوز به صورت تولید منظم در نیامده است .
در جدول ( 1 ) خواص انواع بتن های سبک که با این سنگدانه ها ساخته می شوند نشان داده شده اند:
الزامات سبکدانه ها بتن سازه ای :
الزامات سبکدانه ها در آیین نامه های ASTM C330-89 ( مشخصات سبکدانه ها برای بتن سازه ای در آمریکا ) و BS 3797:1990 ( مشخصات سبکدانه ها برای قطعات بنایی و بتن سازه ای در بریتانیا ) داده شده اند . در استاندارد بریتانیایی مشخصات واحدهای بنایی نیز مورد بحث قرار گرفته است . این آیین نامه ها محدودیتهایی برای افت حرارتی ( 5% درASTM و4% در BS)و همچنین در BS برای مقدار سولفات  1% 3 so  (به صورت جرمی ) را مشخص نموده اند . برخی الزامات دانه بندی این آیین نامه ها در جداول 2 ، 3 و 4 نشان داده شده اند .
ذکر این نکات برای فهم بهتر این جداول مفید است :
1- آیین نامه BS 1047:7983 مشخصات دوباره در هوای سرد شده ، که منبسط نشده است را در بر می گیرد .
2- سبکدانه های به کار رفته در بتن سازه ای ، صرفنظر از منشأ آنها تولیداتی مصنوعی می باشند و در نتیجه معمولا یکنواخت تر از سبکدانه طبیعی می باشند . بنابراین سبکدانه را می توان برای تولید بتن سازه ای با کیفیت ثابت مورد استفاده قرار داد . 
نکته : سبکدانه ها دارای خصوصیت ویژه ای هستند که سنگدانه های معمولی فاقد آن می باشند و در رابطه با انتخاب نسبتهای  مخلوط و خواص مربوط به بتن حاصل دارای اهمیت ویژه ای می باشند .این ویژگی عبارتست از توانایی سبکدانه ها در جذب مقادیر زیاد آب و همچنین امکان نفوذ مقداری از خمیر تازه سیمان به درون منافذ باز ( سطحی ) ذرات سبکدانه (مخصوصا ذرات درشت تر ) در نتیجه این جذب آب توسط سبکدانه ، وزن مخصوص آنها زیادتر از وزن مخصوص ذراتی می شود که در گرمچال خشک شده اند .
روشهای افزایش مقاومت بتن سبک :
کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است برای بدست آوردن بتن سبک با مقاومت زیاد روشهای زیادی مورد توجه قرار گرفته است .
نکته : عامل موثر و مشترک در کلیه این پژوهشها مصرف میکروسیلیس در بتن می باشد . در اینجا اجمالا به چند روش اشاره می گردد :
1- تحقیقات مشترک V.Novokshchenov و W.Whitcomb جهت افزایش مقاومت بتن سبک و بهبود دیگر خواص آن با استفاده از سبکدانه های سیلیسی منبسط شده ، به اعتقاد آنان مقاومت بتن سبک تابعی از مقاومت سبکدانه ها و ملات است که این رابطه به صورت ذیل ارائه گردید .
fc = fm (vm)+fa (1-vm)
fc = مقاومت بتن    fa = مقاومت سبکدانه
fm = مقاومت ملات  vm = حجم نسبی ملات
بدین ترتیب مشاهده می شود که می توان با افزایش مقاومت سبکدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبک را افزایش داد

میکروسیلیس

نفوذ پذیری کم ، دوام بالا و ملات های ویژه ، در بتنهایی که کاهش ترکهای پلاستیک ، ارتقاء نسبی مقاومتهای کششی و خمشی بتن مد نظر می باشد کاربرد دارد.همچنین استفاده از ژل  میکروسیلیس در شرایطی که بتن در معرض ضربه و بارهای متناوب دینامیکی است  توصیه می شود .