شیمیایی بتن پلاست | فناوری های نوین بتن و ساختمان
شیمیایی بتن پلاست
فناوری های نوین بتن و ساختمان
فرآورده های میکروسیلیس
ژل میکروسیلیس، که به عنوان مکمل بتن شناخته می‌شود، یکی از مواد کلیدی در بهبود خواص بتن است و بیشترین کاربرد آن در آب‌بندی و تقویت بتن می‌باشد.
به همین دلیل، این ماده در بسیاری از سازه‌های بتنی که در نزدیکی سواحل جنوبی قرار دارند و در معرض خطر خوردگی محیطی هستند، به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد و محبوبیت زیادی دارد.
امروزه، انواع مختلفی از افزودنی‌های پیشرفته برای کاربردهای گوناگون در دسترس است که می‌تواند به بهبود استحکام و افزایش طول عمر بتن کمک کند.
ژل میکروسیلیس یکی از این افزودنی‌های مهم است که در تمامی پروژه‌های عمرانی که نیاز به ساخت و ساز مقاوم در برابر تأثیرات جوی دارند، به کار می‌رود.
میکروسیلیس انواع مختلفی برای استفاده در بتن دارد که یکی از آن‌ها ژل میکروسیلیس است.
در سال‌های اخیر، استفاده از این ماده افزودنی صنعتی در صنعت ساخت و ساز به طور چشمگیری افزایش یافته و نقش مهمی ایفا کرده است.
فهرست مطالب
- ژل میکروسیلیس یا ژل میکروسیلیکا چیست؟
- مواد تشکیل دهنده ژل میکروسیلیس
- انواع ژل میکروسیلیس
- کاربردها و موارد استفاده از ژل میکروسیلیس
- مزایای ژل میکروسیلیس
- نحوه استفاده از ژل میکروسیلیس
- چگونه ژل میکروسیلیس مانع نفوذ آب در بتن می‌شود؟
- طرح اختلاط بتن پرمقاومت با ژل میکروسیلیس
- طرح اختلاط بتن خودمتراکم با ژل میکروسیلیس
- طرح اختلاط بتن آب‌بند با ژل میکروسیلیس
- قیمت ژل میکروسیلیس
- سوالات متداول
ژل میکروسیلیس یا ژل میکروسیلیکا چیست؟
ژل میکروسیلیس، که به عنوان مکمل بتن شناخته می‌شود، یکی از افزودنی‌های کلیدی در صنعت بتن‌سازی به شمار می‌آید.این ماده به صورت ذرات ریز با قطر حدود 0.1 میکرون تولید می‌شود و به عنوان یک ماده سیمانی در ترکیب بتن به کار می‌رود.استفاده از ژل میکروسیلیس به کاهش نفوذپذیری بتن کمک می‌کند و به این ترتیب، کیفیت و دوام سازه‌های بتنی را بهبود می‌بخشد.این ترکیبات به عنوان محصول جانبی (پوزولان) در فرآیند تولید آلیاژهای فروسیلیس در کوره‌های قوس الکتریکی به دست می‌آیند و به دلیل سازگاری کامل با محیط زیست، گزینه‌ای مناسب برای استفاده در پروژه‌های ساختمانی به شمار می‌روند.استفاده از ژل میکروسیلیس نه تنها به بهبود خواص فیزیکی بتن کمک می‌کند، بلکه به حفظ محیط زیست نیز توجه دارد.
ژل میکروسیلیس یا ژل میکروسیلیکا یک افزودنی بتن بسیار پرکاربرد است که به منظور بهبود خواص بتن، به ویژه افزایش مقاومت و دوام آن، به مخلوط بتن اضافه می‌شود. این ژل حاوی ذرات بسیار ریز سیلیس است که با پر کردن منافذ میکروسکوپی بتن، باعث ایجاد یک ساختار بسیار متراکم و مقاوم می‌شود.ژل میکروسیلیس به عنوان یک افزودنی بتن، ترکیبی از چندین ماده است که هر کدام نقش مهمی در بهبود خواص بتن ایفا می‌کنند. مواد تشکیل‌دهنده اصلی ژل میکروسیلیس عبارتند از:
مواد تشکیل دهنده ژل میکروسیلیس
- دوده سیلیسی (میکروسیلیس): این ماده اصلی‌ترین جزء ژل میکروسیلیس است. دوده سیلیسی ذرات بسیار ریز سیلیس است که از فرایند تولید فروسیلیس یا سیلیس متالورژیکی به دست می‌آید. این ذرات به دلیل اندازه بسیار کوچک و سطح ویژه بالا، باعث افزایش چشمگیر مقاومت و دوام بتن می‌شوند.
- آب: آب به عنوان حلال عمل کرده و سایر مواد را در خود حل می‌کند تا مخلوطی یکنواخت ایجاد شود.
- روان‌کننده بتن: روان‌کننده‌ها به بهبود کارایی بتن کمک می‌کنند و باعث افزایش روانی و کاهش مقدار آب مورد نیاز برای اختلاط می‌شوند.
- کاهنده آب: کاهنده‌های آب به کاهش مقدار آب مورد نیاز برای اختلاط بتن کمک می‌کنند و در نتیجه باعث افزایش مقاومت و دوام بتن می‌شوند.
- افزودنی‌های پلیمری: برخی از تولیدکنندگان از افزودنی‌های پلیمری برای بهبود خواص خاص ژل میکروسیلیس استفاده می‌کنند. این افزودنی‌ها می‌توانند به افزایش چسبندگی، کاهش جمع‌شدگی و بهبود کارایی بتن کمک کنند.
انواع ژل میکروسیلیس
ژل میکروسیلیس در انواع مختلفی تولید می‌شود که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی دارند. این تنوع به مهندسان و سازندگان امکان می‌دهد تا با توجه به نیاز پروژه، بهترین نوع ژل میکروسیلیس را انتخاب کنند.
انواع ژل میکروسیلیس عبارتند از :
ژل میکروسیلیس الیاف‌دار:
در این نوع ژل، الیاف بسیار ریزی به ژل میکروسیلیس اضافه می‌شود که باعث افزایش مقاومت کششی و خمشی بتن می‌شود.
ژل میکروسیلیس الیاف دار یکی از مواد افزودنی پیشرفته در صنعت ساخت و ساز است که به‌طور خاص برای تقویت خواص مکانیکی بتن به کار می‌رود. این ماده ترکیبی از میکروسیلیس و الیاف‌های نانو می‌باشد که باعث بهبود مقاومت فشاری، کششی و خمشی بتن می‌شود. استفاده از ژل میکروسیلیس الیاف دار موجب افزایش دوام و عمر سازه‌ها، کاهش نفوذپذیری آب، و کاهش احتمال ترک‌خوردگی بتن می‌شود. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که این ماده برای پروژه‌های حساس به رطوبت و تنش‌های محیطی مانند سدها، پل‌ها و سازه‌های زیرزمینی بسیار مناسب باشد.
در نتیجه، استفاده از ژل میکروسیلیس الیاف دار در بتن، به‌ویژه در پروژه‌های نیازمند استحکام و پایداری بالا، نقش کلیدی ایفا می‌کند. این ماده با افزایش چسبندگی و ایجاد پیوند قوی‌تر بین ذرات بتن، می‌تواند به‌طور مؤثر مقاومت سازه‌ها را در برابر تغییرات دما و فشارهای مختلف بهبود بخشد. به همین دلیل، ژل میکروسیلیس الیاف دار به‌عنوان یکی از راهکارهای نوآورانه و اقتصادی در ارتقاء کیفیت و دوام بتن‌های صنعتی و عمرانی شناخته می‌شود.
ژل میکروسیلیس با خاصیت زودگیری:
این نوع ژل باعث می‌شود تا بتن در زمان کمتری سخت شود و برای پروژه‌هایی که نیاز به زمان گیرش سریع دارند، مناسب است.
ژل میکروسیلیس با خاصیت دیرگیری:
این نوع ژل زمان گیرش بتن را به تأخیر می‌اندازد و برای بتن‌ریزی در هوای گرم یا بتن‌های حجیم مناسب است.
ژل میکروسیلیس بر پایه لیگنو، نفتالین یا کربوکسیلات:
این نوع ژل میکروسیلیس خاصیت روان‌کنندگی بتن را دارد و برای افزایش روانی بتن استفاده می‌شود.
علاوه بر انواع ذکر شده، ژل میکروسیلیس در فرمولاسیون‌های مختلفی نیز تولید می‌شود که هر کدام ویژگی‌های خاصی دارند. برای مثال، برخی از ژل‌های میکروسیلیس حاوی افزودنی‌های دیگری مانند پوزولان‌ها هستند که باعث بهبود بیشتر خواص بتن می‌شوند.
کاربردها و موارد استفاده از ژل میکروسیلیس
ژل میکروسیلیس، که به نام‌های چسب بتن و ژل آب‌بند نیز شناخته می‌شود، دارای کاربردهای متنوعی در صنعت بتن و ساخت و ساز است. یکی از دلایل اصلی استفاده از این افزودنی، افزایش مقاومت سازه‌ها می‌باشد.
به طور کلی میتوان گفت :
ژل میکروسیلیکا به عنوان یک افزودنی مؤثر در ساخت بتن الیافی شاتکریت تر و نمای دکوراتیو سیلوهای سیمان شناخته می‌شود.این ماده به دلیل ویژگی‌های فنی و اقتصادی متنوع، انتخاب مناسبی برای مصرف‌کنندگان در پروژه‌های بتنی به شمار می‌آید. استفاده از ژل میکروسیلیکا به بتن کمک می‌کند تا در برابر شرایط جوی مانند باد و تابش مستقیم خورشید محافظت شود.همچنین، در مناطق خشک، این ماده می‌تواند به جبران خسارات ناشی از تأخیر در کیورینگ اولیه کمک کند.این افزودنی در سازه‌هایی که تحت بارهای دینامیکی و ضربه‌ای قرار دارند، بسیار کارآمد است و به ویژه در مقاطع نازک بتنی کاربرد دارد. در سازه‌هایی که در معرض چرخه‌های شدید ذوب و انجماد قرار دارند، ژل میکروسیلیکا به عنوان بهترین گزینه شناخته می‌شود.
این ماده می‌تواند ریسک ترک خوردن در سازه‌هایی که احتمال آب‌بندی و بروز ترک در آن‌ها وجود دارد را به حداقل برساند.همچنین، ژل میکروسیلیکا از سازه‌های بتنی در برابر کاویتاسیون حمایت می‌کند و خطر تلاشی‌پذیری در سازه‌هایی که در معرض انفجار و آتش‌سوزی هستند را کاهش می‌دهد. این افزودنی در پروژه‌های نظامی و پدافندی نیز کاربرد دارد و برای بهبود خواص سازه‌های بتنی با حداقل هزینه و حداکثر بازدهی توصیه می‌شود. سازه‌هایی که در معرض سایش، مانند عرشه پل‌ها و پارکینگ‌ها هستند، نیز از ژل میکروسیلیکا بهره‌مند می‌شوند. به علاوه، این ماده در سازه‌هایی که نیاز به مدول الاستیسیته بالا دارند، به کار می‌رود.
- استفاده در بتن‌های پرمقاومت:
ترکیب دوده سیلیسی با سیمان منجر به تشکیل سیلیکات کلسیم سخت می‌شود که به تولید بتن با مقاومت بالا کمک می‌کند.
- استفاده در بتن‌های بادوام:
در سازه‌هایی که نیاز به بتن بادوام دارند، مانند سازه‌های ساحلی و نگهدارنده آب، از این ژل برای آب‌بندی و افزایش دوام استفاده می‌شود.
- استفاده در بتن‌های آب بند:
ژل میکروسیلیس به دلیل وجود مواد روان‌کننده در ترکیب خود، به راحتی می‌تواند بتن را آب‌بند کند. این ماده تمامی حفرات میکروسکوپی بتن را پر کرده و از نفوذ آب در فرآیند تولید بتن جلوگیری می‌کند.
- استفاده در بتن‌های خودمتراکم:
بتن‌های خودمتراکم در پروژه‌هایی که نیاز به قوام بالایی دارند، مانند پل‌ها با دهانه‌های بزرگ، تونل‌های شهری و آبی، و سازه‌های زیرآبی، به کار می‌روند. این افزودنی به افزایش کیفیت و عملکرد این نوع بتن‌ها کمک می‌کند.
- استفاده در سازه‌های مختلف:
این افزودنی برای تمامی سازه‌هایی که نیاز به افزایش مقاومت بتن و جلوگیری از تخریب آن توسط عوامل جوی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مکان‌های رایج استفاده از ژل میکروسیلیس
- سازه‌های ساحلی
- مقاطع نازک بتنی
- سازه‌های بتنی در معرض سیکل‌های شدید ذوب و انجماد
- بتن نظامی و پدافندی
- سازه‌های نگهدارنده آب
- سازه‌های در معرض بارهای دینامیکی و ضربه
- روسازی‌های بتنی
- بتن‌های پرمقاومت برای ساخت انواع سازه بتنی با مقاومت بالا
- در برج‌ها و ساختمان‌های مرتفع
مزایای ژل میکروسیلیس
ژل میکروسیلیس به عنوان یک افزودنی بتن، مزایای متعددی را برای بتن به همراه دارد که باعث شده است در بسیاری از پروژه‌های ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. برخی از مهم‌ترین مزایای ژل میکروسیلیس عبارتند از:
- افزایش مقاومت بتن: ژل میکروسیلیس به طور قابل توجهی مقاومت فشاری، کششی و خمشی بتن را افزایش می‌دهد. این امر به ویژه در سازه‌هایی که تحت بارهای سنگین قرار دارند، اهمیت دارد.
- کاهش نفوذپذیری بتن: با پر کردن منافذ میکروسکوپی بتن، از نفوذ آب و سایر مواد مضر به داخل بتن جلوگیری می‌کند. این ویژگی باعث افزایش دوام بتن در برابر عوامل مخرب محیطی مانند یخ‌زدگی، آب‌شدگی و حملات شیمیایی می‌شود.
- افزایش دوام بتن: بتن حاوی ژل میکروسیلیس در برابر سیکل‌های یخ‌زدگی و آب‌شدگی، سولفات‌ها، کلریدها و سایر عوامل مخرب مقاومت بیشتری دارد.
- کاهش جمع‌شدگی بتن: ژل میکروسیلیس باعث کاهش جمع‌شدگی بتن می‌شود و در نتیجه احتمال ترک‌خوردگی بتن را کاهش می‌دهد.
- بهبود کارایی بتن: ژل میکروسیلیس باعث افزایش روانی بتن و کاهش آب انداختگی می‌شود و در نتیجه کارایی بتن را بهبود می‌بخشد.
- افزایش مقاومت بتن در برابر سایش: ژل میکروسیلیس مقاومت بتن در برابر سایش را افزایش می‌دهد و در نتیجه عمر مفید سازه‌های بتنی را افزایش می‌دهد.
- کاهش حرارت هیدراتاسیون: ژل میکروسیلیس باعث کاهش حرارت هیدراتاسیون بتن می‌شود و در نتیجه احتمال ترک‌خوردگی بتن به دلیل تنش‌های حرارتی را کاهش می‌دهد.
به طور خلاصه، ژل میکروسیلیس یک افزودنی بسیار مفید برای بتن است که باعث بهبود خواص مکانیکی، دوام و پایداری بتن می‌شود و در نتیجه عمر مفید سازه‌های بتنی را افزایش می‌دهد.
نحوه استفاده از ژل میکروسیلیس
نحوه استفاده از ژل میکروسیلیس به روش اختلاط بتن و نوع پروژه بستگی دارد. به طور کلی، روش‌های زیر برای استفاده از ژل میکروسیلیس رایج هستند:
- اضافه کردن به آب اختلاط: ژل میکروسیلیس را میتوان قبل از اضافه کردن به مخلوط بتن، با بخشی از آب اختلاط مخلوط کرد. این روش باعث می‌شود که ژل میکروسیلیس به طور یکنواخت در مخلوط بتن پخش شود.
- اضافه کردن به بتن آماده: ژل میکروسیلیس را میتوان به بتن آماده در تراک میکسر یا در محل بتن‌ریزی اضافه کرد. در این روش باید اطمینان حاصل شود که ژل میکروسیلیس به طور کامل با بتن مخلوط شود.
- استفاده از دستگاه‌های دوغاب‌ساز: در پروژه‌های بزرگ، از دستگاه‌های دوغاب‌ساز برای تهیه دوغاب ژل میکروسیلیس استفاده می‌شود. سپس دوغاب حاصل شده به بتن اضافه می‌شود.
نکات مهم در استفاده از ژل میکروسیلیس:
- میزان مصرف: میزان مصرف ژل میکروسیلیس به نوع بتن، شرایط محیطی و خواص مورد نظر بستگی دارد. به طور معمول، میزان مصرف ژل میکروسیلیس بین 1 تا 3 درصد وزن سیمان است.
- زمان اختلاط: پس از اضافه کردن ژل میکروسیلیس به بتن، باید حداقل 3 تا 5 دقیقه زمان برای اختلاط کامل در نظر گرفته شود.
- تجهیزات اختلاط: برای اختلاط ژل میکروسیلیس با بتن، باید از تجهیزات اختلاط مناسب استفاده شود تا از اختلاط کامل و یکنواخت اطمینان حاصل شود.
- شرایط محیطی: دمای محیط، رطوبت و سایر شرایط محیطی بر عملکرد ژل میکروسیلیس تأثیرگذار است. بنابراین، باید به شرایط محیطی توجه شود.
چگونه ژل میکروسیلیس مانع نفوذ آب در بتن می‌شود؟
ژل میکروسیلیس با پر کردن منافذ میکروسکوپی بتن، مانع از نفوذ آب به داخل آن می‌شود. این اتفاق از طریق دو مکانیزم اصلی رخ می‌دهد:
- واکنش پوزولانی:
ذرات بسیار ریز ژل میکروسیلیس با هیدروکسید کلسیم آزاد شده در فرآیند هیدراتاسیون سیمان واکنش می‌دهند.
این واکنش منجر به تشکیل محصولات هیدراتاسیون اضافی می‌شود که منافذ موجود در بتن را پر کرده و ساختاری متراکم‌تر ایجاد می‌کنند.
این ساختار متراکم مانع از حرکت آزادانه مولکول‌های آب در داخل بتن شده و نفوذپذیری آن را کاهش می‌دهد.
- پر کردن منافذ:
ذرات ژل میکروسیلیس بسیار ریز هستند و به راحتی می‌توانند در منافذ میکروسکوپی بتن نفوذ کنند.
با پر شدن این منافذ، مسیر حرکت آب مسدود شده و نفوذپذیری بتن کاهش می‌یابد.
طرح اختلاط بتن پرمقاومت با ژل میکروسیلیس
برای دستیابی به مقاومت‌های بالا در بتن، باید حداقل 25% از وزن سیمان به ژل اختصاص یابد.
ترکیبات مورد نیاز:
| نام مصالح | مقدار (کیلوگرم بر متر مکعب) | توضیحات |
| شن | 650 | حداکثر اندازه سنگدانه 12 میلی‌متر |
| ماسه | 1150 | مدول نرمی کمتر از 3 |
| سیمان | 550 | تیپ 2 |
| ژل میکروسیلیس | 140 | با خلوص 50% بر پایه کربوکسیلات |
| الیاف PVA | 2 |
طرح اختلاط بتن خودمتراکم با ژل میکروسیلیس
برای تولید بتن خودمتراکم، استفاده از ژل بر پایه پلی کربوکسیلات ضروری است. همچنین، ترکیبات طرح اختلاط باید به گونه‌ای تنظیم شوند که مقدار پودر لازم برای تهیه بتن خودمتراکم تأمین گردد.
ترکیبات مورد نیاز:
| نام مصالح | مقدار (کیلوگرم بر متر مکعب) | توضیحات |
| شن | 650 | حداکثر اندازه سنگدانه 12 میلی‌متر |
| ماسه | 1150 | مدول نرمی کمتر از 3 |
| سیمان | 400 | تیپ 2 |
| ژل میکروسیلیس | 40 | با خلوص 50% بر پایه کربوکسیلات |
| فوق روان‌کننده | 2 | بر پایه کربوکسیلات اتر |
طرح اختلاط بتن آب‌بند با ژل میکروسیلیس
برای دستیابی به بتن آب‌بند مناسب، لازم است حداقل 14% از وزن سیمان به ژل اختصاص یابد.
ترکیبات مورد نیاز:
| نام مصالح | مقدار (کیلوگرم بر متر مکعب) | توضیحات |
| شن | 700 | حداکثر اندازه سنگدانه 19 میلی‌متر |
| ماسه | 1100 | مدول نرمی کمتر از 3 |
| سیمان | 370 | تیپ 2 |
| ژل میکروسیلیس | 50 | با خلوص 50% بر پایه کربوکسیلات |
| الیاف پلی‌پروپیلن | 1 | الیاف 12 یا 18 میلی‌متر |
قیمت ژل میکروسیلیس:
عوامل موثر در قیمت ژل میکروسیلیس عبارتند از :
- نوع و کیفیت محصول: ژل میکروسیلیس در انواع مختلفی تولید می‌شود که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند. گریدهای با کیفیت بالاتر معمولاً قیمت بیشتری دارند.
- ترکیبات شیمیایی: ترکیبات موجود در ژل میکروسیلیس، از جمله پوزولان‌ها و افزودنی‌های دیگر، می‌توانند بر قیمت نهایی تاثیر بگذارند. کیفیت این ترکیبات نقش مهمی در تعیین قیمت دارد.
- حجم خرید: خرید عمده معمولاً با تخفیف‌هایی همراه است که می‌تواند به کاهش هزینه‌ها کمک کند. بنابراین، خرید در مقادیر بالا می‌تواند به صرفه‌تر باشد.
- برند تولیدکننده: نام و شهرت برند تولیدکننده نیز می‌تواند بر قیمت تاثیر بگذارد. برندهای معتبر معمولاً به دلیل کیفیت بالای محصولات خود، قیمت‌های بالاتری دارند.
- نوسانات بازار: شرایط اقتصادی و نوسانات بازار نیز می‌توانند بر قیمت‌ها تاثیر بگذارند. تغییرات در عرضه و تقاضا می‌تواند منجر به افزایش یا کاهش قیمت‌ها شود.
سوالات متداول
ژل میکروسیلیس چیست و چه مزایایی دارد؟
ژل میکروسیلیس یک افزودنی بتن است که به منظور بهبود خواص مکانیکی و دوام بتن به کار می‌رود. این ماده به ویژه در پروژه‌های ساختمانی که نیاز به بتن با کیفیت بالا دارند، بسیار مفید است.
روش استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن چگونه است؟
برای استفاده از ژل میکروسیلیس، معمولاً باید آن را به میزان ۳ تا ۱۵ درصد از وزن سیمان به مخلوط بتن اضافه کنید. این مقدار بسته به نوع پروژه و نیازهای خاص آن ممکن است متفاوت باشد.
آیا میتوان ژل میکروسیلیس را با دیگر افزودنی‌ها ترکیب کرد؟
بله، ژل میکروسیلیس به راحتی با انواع مختلفی از افزودنی‌های بتن، از جمله روان‌کننده‌ها و دیگر مواد شیمیایی، ترکیب می‌شود تا ویژگی‌های بتن را بهبود بخشد.
تفاوت‌های اصلی بین ژل میکروسیلیس و پاورژل چیست؟
پاورژل و ژل میکروسیلیس هر دو به عنوان افزودنی‌های بتن استفاده می‌شوند، اما پاورژل معمولاً بر پایه کربوکسیلات است و ویژگی‌های خاصی را به بتن اضافه می‌کند که ممکن است با ژل میکروسیلیس متفاوت باشد.
آیا استفاده از ژل میکروسیلیس در پروژه‌های ساختمانی ضروری است؟
استفاده از ژل میکروسیلیس الزامی نیست، اما در پروژه‌هایی که نیاز به بتن با کیفیت و مقاومت بالا دارند، به شدت توصیه می‌شود. این ماده می‌تواند به افزایش عمر مفید بتن کمک کند.
