میکروسیلیکا یا سلیکافیوم چیست؟ اگر به سواحل و جزایر خلیج فارس سفر نمایید بعضی سازه های بتنی را مشاهده خواهید کرد که علیرغم گذشت زمان نه چندان دور از احداث آنها در مقابله با خوردگی فولاد ناشی از نفوذ یون کلر موجود در آب و هوای ساحل ناتوان و اغلب آسیب دیده و در حال فرسایش هستند. در حالی که در ساخت اکثر این سازه های بتنی مقررات آیین نامه ای رعایت شده است.

در ساخت بتن با آب شیرین و عمل آوری آن در محیط خارج از شرایط اقلیمی ( پیش ساخته ) ، اعمال روش های حفاظت کاتدیک وموانع نفوذ یون کلر ، خوردگی فولاد همچنان به عنوان معضلی اساسی پابرجا مانده است. در زمینه حفظ حاشیه ایمنی نیز طراحان و مهندسین محاسب با افزایش ابعاد ستونها و تیرها رغبت مهندسین معمار به سازه های بتنی را کاهش داده و به لحاظ اقتصادی نیز سازندگان برجها و ساختمانهای بزرگ را با تردید مواجه ساخته اند . امروز استفاده صحیح از میکروسیلیکا در بتن با دستاوردهای اساسی افزایش مقاومت ، نفوذ ناپذیری و دوام سازه بتنی جایگاه مناسبی در جهان یافته و همه روزه مشاوران و مجریان بیشتری را به جمع مصرف کنندگان میکروسیلیکا می افزاید.

silicafume fly ash

تاریخچه میکروسیلیکا:

میکروسیلیکا محصول جنبی در فرآیند تولید فروسیلیس است که خود از مواد اولیه مورد نیاز در زنجیره تولید فولاد و چدن بوده و خوشبختانه هم اینک در داخل کشور تولید و بخشی از نیازهای صنایع مرتبط را تامین می سازد. این ماده که در واقع غبار حاصل از فرآیند تولید می باشد تا اواخر دهه 60 میلادی به عنوان ضایعات تلقی و نهایتاً با صرف هزینه اضافی و اختلاط آن با آب و سیمان به صورت گندله از محیط کاری خارج و یا در سنگفرش های پارکها و پیاده روها بعنوان نوعی سنگ ریز مصرف می گردید. امروزه با توجه به دست یابی به نتایج تحقیقات ، خواص فیزیکی و شیمیایی آن شناسایی و بدانجا رسید که استفاده از میکروسیلیکا در بتن تنها یکی از دهها مورد مصرف آن در صنعت است. صنایعی همچون تولید پودرهای پوششی، پودرهای عایقی ، نساجی ، لنت ترمز ، لوازم آرایشی و …. از این ماده سود می برند.

میکروسیلیکا یا سلیکافیوم چیست؟

میکروسیلیکا حاوی 85 تا 95 درصد دی اکسید سیلیسم می باشد. این ماده با ساختاری غیر کریستالی و ذرات کروی شکل دارای میانگین ابعادی حدوداً 15/0 میکرون و به عبارت دیگر این ماده تا اندازه ای مشابه ذرات خاکستر سیگار و تقریباً یکصد برابر کوچکتر از دانه های سیمان بوده و دارای سطح مخصوص 20m2/g و به تبع آن سطح واکنشی بسیار بالا در فرآیند هیدراتاسیون دارد.

میکروسیلیکا جایگزین بخشی از سیمان در مخلوط خشک بتن یا ملات می شود و SiO2 فعال آن در بتن سخت شده با هیدروکسید کلسیم  Ca (OH)2 آزاد محلول موجود در منافذ مویینه ساختار بتن ترکیب شده و تولید کریستالهای سیلیکات نامحلول می کند و موجب تراکم ساختار خمیر سیمان و افزایش مقاومت می گردد از طرفی میکروسیلیکا به خاطر میکرونی بودن ذرات آن به صورت یک فیلر همگن عمل کرده و با پر کردن خلل و فرج اطراف دانه های خمیر سیمان موجب انسداد منافذ نفوذ پذیر شده و از طرفی چسبندگی بتن به فولاد را افزایش می دهد.

باید توجه داشت که بر خلاف تصور مصرف کنندگان میکروسیلیکا این ماده به تنهایی در بتن قابل مصرف نمی باشد زیرا که سطح ویژه بالای پودر میکروسیلیکا 20m2/g  موجب جذب آب بتن می گردد و موجب می شود که برای حفظ کارایی بتن نسبت آب به سیمان را به اندازه قابل توجهی افزایش داد که خود موجب کاهش مقاومت و دوام بتن می گردد.

برای رفع این معضل استفاده از یک روان کننده ( با توجه به توصیه متخصصین ) در کنار استفاده از پودر میکروسیلیکا توصیه می گردد.

استفاده از پودر میکروسیلیکا علاوه بر مشکل اشاره شده به علت وزن حجمی و ریزی ذرات مشکلات دیگری در حمل و نقل، نگهداری، دپو و مصرف آن ایجاد می کند که همگی اثرات سویی بر کارگران و محیط زیست دارد.
جهت رفع مشکلات اشاره شده و تسهیل در استفاده از پودر میکروسیلیکا شرکت های تولید کننده افزودنیهای شیمیایی بتن پس از مطالعات و بررسی های کامل با توجه به اینکه پودر میکروسیلیکا با آب واکنش شیمیایی از خود نشان نمی هد و اینکه استفاده از پودر میکروسیلیکا مستلزم استفاده از روان کننده یا فوق روان کننده ها می باشد محصول جدیدی را به نام ژل میکروسیلیکا به بازار ارائه دادند این محصول جدید جایگزین سیستم پیشین استفاده از پودر میکروسیلیکا و فوق روان کننده ها در کنار یکدیگر شده است.

silicafumeمیکروسیلیکا یا سلیکافیوم چیست؟

مصرف ژل میکرو سیلیکا علاوه بر برطرف کردن مشکلات فوق الذکر خصوصیات بتن رانیز بهبود می بخشد.
استفاده از ژل میکروسیلیکا علاوه بر افزایش مقاومت مکانیکی و شیمیایی بتن، کارایی بتن را هم صرف نظر از روان کننده موجود در آن افزایش می دهد.

مزایای استفاده از ژل میکروسیلیکا عبارتند از:

– افزایش کارآیی و قوام بتن

– افزایش مقاومت های شیمیایی و مکانیکی

– کاهش نفوذ پذیری

– جابجایی ، نگهداری و مصرف آسان

– حفظ سلامتی کارگران و دوستدار محیط زیست

شایان ذکر است با توجه به طیف گسترده کاربرد ژل میکروسیلیکا در صنعت ساختمان و پروژه های مختلف سازه ای این محصول در انواع مختلف با کلیه روان کننده ها ، آب بند کننده ها و فوق روان کننده ها قابل تولید می باشد تا در زمینه های مختلف گره از مشکل مهندسین طراح و مجری باز نماید.

برای کسب اطلاعات بیش تر پیشنهاد می کنیم منبع ذیل را مطالعه فرمایید:

Silica Fume User’s Manual

The Silica Fume User’s Manual is intended to provide practical information for individuals actually working with silica fume and silica-fume concrete. Different chapters of the Manual may be of interest to concrete specifiers, concrete producers, concrete contractors, or concrete inspectors.

Copies of the bound soft cover edition of the Silica Fume User’s Manual are available at no charge by filling out the online order form, or an electronic version can be downloaded as a PDF searchable file.

http://www.silicafume.org/concrete-manual.html