دوده سیلیسی (میکرو سیلیس)
امروزه بزرگترین علت تخریب بتن در ایالات متحده خوردگی ناشی از نمک‌زدایی است. در حالی که بتن‌های ترکیب شده با دوده سیلیسی با محتوای آب کم بتن‌ها را در برابر نفوذ یون‌های کلرید بسیار مقاوم می‌سازند. به همین خاطر صنعت ساختمان هر روز بیشتر به سمت استفاده از دوده سیلیسی برای سازه‌های جدید به خصوص پل‌ها میروند، اما دوده سیلیسی چیست؟
دوده سیلیسی Silica Fume، میکروسیلیس (Silica Dume) و پودر میکروسیلیکا (Microsilica)، همگی محصول مشترک حاصل از تولید فلز سیلیکون یا فروسیلیسیم که عبارت است از سیلیس غیر بلوری (آمورف) و دی اکسید سیلیکون. این مواد افزودنی معدنی پودری در کوره‌های قوس الکتریکی تولید و به عنوان یک محصول جانبی عنصر سیلیسیم یا آلیاژهای حاوی سیلیسیم تهیه می‌شود. دوده سیلیسی با سوپر پوزولان جهت بهبود خاصیت بتنی نیز معروف است.
دوده سیلیس به عنوان پودر بسیار ریز با ذرات کروی به قطر 1/0 تا 3/0 میکرون و با وزن 17 تا 30 گرم در فیلتر کیسه‌ای متراکم می‌شوند. از دوده سیلیس برای بتن، دوغاب و ملات‌سازی استفاده می‌شود. دوده سیلیسی یا میکرو سیلیس‌ها ذرات بسیار ریز، غیربلوری و با قدرت واکنش‌پذیری بالا هستند که از طریق کوره های دوار الکتریکی و عنصر پایه سیلیسم و آلیاژهای حاوی سیلیسم تولید می‌شوند. میکرو سیلیس‌ها در مقادیر بسیار کم، برای پر کردن فضاهای خالی بتن و جهت افزایش مقاومت آن کاربرد دارند.دوده سیلیسی به شکل پودر و معمولا به رنگ خاکستری است که نسبت به سیمان ریزتر و نرم‌تر هستند، این دانه‌های ریز باعث بالا رفتن سطح واکنش مخلوط بتن و در نتیجه افزایش خواص و ویژگی‌های آن خواهند شد.
آنچه در ادامه خواهید خواند:
- نقش میکروسیلیس در خمیر سیمان و بتن
- مزایای استفاده از دوده سیلیسی
- موارد استفاده از میکروسیلیس
- مقدار مصرف دوده سیلیس
- انواع مختلف دوده سیلیس
نقش میکروسیلیس در خمیر سیمان و بتن
مواد افزودنی معدنی پودری در افزایش خواص سیمان و بتن نهایی تاثیر چشمگیری دارند، که نه تنها راندمان کاری را افزایش می‌دهد بلکه در هزینه‌ها صرفه‌جویی و همچنین باعث بهبود دوام، استحکام و ماندگاری بتن نیز می‌شود. نقش دوده‌های سیلیسی در خمیر سیمان و بتن عبارتند از:
- به دلیل داشتن خاصیت سیمانی و پوزولانی، ترکیبات جدیدی از C-S-H تولید کرده که در نتیجه باعث بافت مستحکم و مقاومت بالاتر خواهد شد.
- به دلیل نرمی زیاد، تمام حفره‌های میکروسکوچی خمیر سیمان پر و در نتیجه باعث توپری بتن را در پی خواهد داشت که این ویژگی دوام و ماندگاری بتن نهایی را منجر خواهد شد.
- اضافه کردن دوده سیلیسی به مخلوط بتن باعث ترکیب دی‌اکسید سیلیسوم با محلول هیدروکسید کلسیم شده که موجب آزاد شدن منافذ موینه و افزایش دانسیته خواهد شد، که در نتیجه بالا رفتن کیفیت چسبندگی و دوام بتن را به همراه خواهد داشت.
مزایای استفاده از دوده سیلیسی
افزودن پودر میکروسیلیس در مخلوط بتن، باعث تراکم ساختار خمیر سیمان، کاهش نفوذپذیری، افزایش مقاومت فشاری، خمشی و کششی بتن و جلوگیری از نفوذ یون و کلر خواهد شد. از دیگر مزایایی استفاده از دوده سیلیسی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- افزایش دوام و پایایی بتن
- کاهش حرارت هیدراسیون
- تاخیر در واکنش قلیایی دانه‌ها
- تاثیر کمتر سیکل یخ و ذوب آب
- افزایش مقاومت در برابر سولفات
- افزایش انسجام و کاهش نفوذپذیری بتن
- مقاومت بهتر در برابر یون کلرید
- افزایش پیوستگی
- جداشدگی کمتر
- بتن پاششی بهتر
- کاهش یا حذف آب انداختگی
- کم کردن آب انداختگی داخلی
- سطح بتن نهایی با کیفیت و بهتر خواهد بود
- کاهش میزان سیمان مصرفی
- محافظت از بتن در برابر حمله اسیدی و سولفات‌ها
- جلوگیری از احتمال بروز پدیده سرطان در بتن
موارد استفاده از میکروسیلیس
ساخت بتن با افزودنی معدنی پودری دوده سیلیسی باعث بالا رفتن مقاومت فشاری خواهد شد. به همین خاطر از بتن ساخته شده با میکروسیلیس جهت تقویق خواص آب‌بندی و دوام سازه‌های بتنی و همچنین سازه‌هایی که در معرض حمله شدید سولفات‌ها و خورندگی هستند، استفاده می‌شود. از دیگر کاربردهای بتن ترکیب شده با میکروسیلیس می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ساخت بتن سازه‌های آبی مانند اسکله‌ها، کانال‌های آب، تونل و سدسازی
- صنعت قطعات پیش ساخته بتنی
- ساخت بتن های در معرض خوردگی
- کف نماسازی به خصوص در سالن و سوله‌های بزرگ
- ساخت مخازن و منبع‌های بتنی
- برای بتن‌ها در معرض خوردگی
- کلیه المان‌های سازهای
- ساخت بتن متراکم، نفوذناپذیر و تواتمند با خواص مکانیکی
مقدار مصرف دوده سیلیسی
E. M. MICROSILICA را مي توان در حدود 7 تا 12 درصد وزن سيمان به بتن افزود (با توجه به اينكه باعث افزايش مقاومت بتن مي گردد مي تـــوان جايگزين همان مقدار سيمان گردد) توجه: پودر ميكروسيليس خاصيت جذب آب دارد بنابراين بايد به همراه مواد کاهنده آب مورد استفاده قرار گیرد. درغير اين صورت باعث ترك خوردن بتن و كاهش كارایی و عدم تراكم بتن مي گردد.
روش مصرف دوده سیلیسی
برای این‌که بتن نهایی با کیفیت و خاصیت باشد بهتر است که در زمان ساخت بتن پودر دوده سیلیسی با اجزای خشک مخلوط و پس از اختلال کامل بتن‌ریزی انجام شود. البته می‌توانید پودر میکروسیلیس را با بخشی از آب بتن مخلوط و به صورت دوغاب به آن اضافه کنید.
انواع مختلف دوده سیلیس
میکروسیلیس‌ها به شکل متفاوتی تهیه و تولید می‌شوند که عبارتند از:
- میکروسیلیس غیرمتراکم؛ حجم این ماده غیرمتراکم در حدود 200 تا 300 کیلوگرم بوده و برای صنعت بتن سنگین استفاده می‌شود.
- میکروسیلیس متراکم؛ حجم این میکروسیس بیشتر از 500 کیلوگرم بوده که نسبت به غیرمتراکم ارزان‌تر است.
- میکروسیلیس گلوله شده؛ چگالی حجمی دوده سیلیسی در این نوع بیشتر از 600 کیلوگرم و به صورت گلوله شده است که برای ساخت بتن مناسب نیست.
- دوغاب میکروسیلیس؛ چگالی حجمی دوده سیلیسی در این نوع 1400 کیلوگرم است و از طریق اختلاط این ماده غیرمتراکم با مقدار آب یکسان از نظر وزنی تولید می‌شود.
- ژل میکروسیلیس؛ این نوع مکمل بتن بر پایه روان‌سازهای بتن است که برای ساخت بتن نفوذناپذیر و بادوام مورد استفاده قرار می‌گیرد. ژل میکروسیلیس شبیه به پودر دوده سیلیسی است که شکل آن خمیری و آماده مصرف خواهد بود. ژل میکروسیلیس دارای ویژگی‌هایی مانند افزایش مقاومت‌های مکانیکی بتن، کاهش نفوذپذیری و جلوگیری از خوردگی آرماتور در بتن‌های مسلح می‌شود.