دوده سیلیسی چیست ؟

مقدمه
دوده سیلیس یکی از مهم‌ترین افزودنی‌های معدنی در صنعت بتن و مصالح ساختمانی است. این ماده به دلیل ذرات بسیار ریز و خاصیت پوزولانی بالا، نقش مهمی در افزایش مقاومت، دوام و چسبندگی بتن ایفا می‌کند. دوده سیلیس یکی از مهم‌ترین افزودنی‌های معدنی در صنعت بتن و مصالح ساختمانی است. این ماده به دلیل ذرات بسیار ریز و خاصیت پوزولانی بالا، نقش مهمی در افزایش مقاومت، دوام و چسبندگی بتن ایفا می‌کند. 

دوده سیلیس چیست

دوده سیلیس (Silica Fume) یک محصول جانبی از فرآیند تولید سیلیکون و فروسیلیکون است. این ماده به صورت پودر بسیار ریز با ذرات نانو و فوق‌ریز تولید می‌شود. دوده سیلیس تقریبا ۱۰۰ برابر ریزتر از ذرات سیمان است و سطح ویژه بسیار بالایی دارد که موجب واکنش پوزولانی شدید با هیدروکسید کلسیم در بتن می‌شود.

دوده سیلیس به عنوان یک ماده پوزولانی قوی، علاوه بر افزایش مقاومت، باعث کاهش ترک‌های ناشی از انقباض و جمع‌شدگی بتن می‌شود. 

دوده سیلیس از فرآیند تولید فلزات سیلیکونی به دست می‌آید. در کوره‌های قوس الکتریکی، بخارات سیلیس تولید شده و با جمع‌آوری آن‌ها به صورت پودر بسیار ریز، دوده سیلیس حاصل می‌شود. این پودر به شکل گرانول یا فله‌ای به بازار عرضه می‌شود.

کاربرد های دوده سیلیسی

دوده سیلیسی در ساخت انواع بتن‌ های با عملکرد بالا، از جمله بتن‌ های:

• مقاوم در برابر سایش: مانند بتن‌ های کف کارخانه‌ها و تونل‌ ها
  
• مقاوم در برابر مواد شیمیایی: مانند بتن‌ های مخازن و کانال‌ های انتقال مواد شیمیایی
  
• مقاوم در برابر سیکل‌ های یخ‌ زدگی و ذوب: مانند بتن‌ های سازه‌ های دریایی و پل‌ ها
  
• مقاوم در برابر آتش: مانند بتن‌ های سازه‌ های خاص به کار می‌ رود.

• بتن‌های پر مقاومت (HPC)

• سازه‌های دریایی و صنعتی

• پوشش‌های ضد سایش و ضد نفوذ

در کل، دوده سیلیسی یک افزودنی ارزشمند برای بتن است که می‌ تواند به طور قابل توجهی خواص و عملکرد بتن را بهبود بخشد.

مزایا و ویژگی‌ های دوده سیلیسی در بتن

خواص و اثرات دوده سیلیسی

• دوده سیلیسی باعث افزایش چشمگیر مقاومت های فشاری ، کششی و خمشی بتن خواهد شد.
• ترکیب دوده سیلیسی با طرح اختلاط بتن موجب پرشدن خلاء فیلر های بین سنگدانه های خواهد شد و از این رو پایایی و دوام و تراکم بتن افزایش خواهد داشت.
• با افزودن دوده سیلیسی یا پودر میکروسیلیس به ساختار بتن چسبندگی ذرات بتن افزایش خواهد داشت
• دوده سیلیسی خواص الکتریکی بتن را افزایش می دهد و از این رو مانع ایجاد خوردگی در میلگرد ها می شود .
• بتن فرموله شده با دوده سیلیسی در برابر حملات شیمیایی مقاوم تر خواهد بود .
• با افزودن دوده سیلیسی به ساختار بتن موجب افزایش دوام و عمر بتن خواهیم شد.
• افزودن دوده سیلیسی یا پودر میکروسیلیس موجب افزایش روانی بتن خواهد شد . از این رو برای حصول روانی برابر با بتن شاهد و افزایش مقاومت کاهش 10 تا 15 درصدی آب اختلاط بتن در دسترس خواهد بود .
• افزودن دوده سیلیسی به بتن موجب متراکم شدن توده بتن خواهد شد.
• از بارزترین اثرات دوده سیلیسی در بتن کاهش نفوذپذیری می باشد.
• دوده سیلیسی احتمال بروز پدیده سرطان را در بتن کاهش می دهد.
• دوده سیلیسی یا پودر میکروسیلیس پتانسیل واکنش قلیایی شدن سنگدانه ها را کاهش خواهد داد.
• از بارزترین اثرات دوده سیلیسی در بتن بالا رفتن مقاومت فرسایشی بتن است.

دوده سیلیسی در بتن

افزودن دوده سیلیس در بتن به بتن فواید متعددی دارد:

• افزایش مقاومت فشاری و خمشی

• کاهش نفوذپذیری و جذب آب

• افزایش دوام در برابر سیکل‌های یخ‌زدگی و ذوب

• بهبود چسبندگی بین ملات و فولاد

این خواص باعث می‌شوند بتن‌های حاوی دوده سیلیس برای پروژه‌های صنعتی، سدسازی، سازه‌های دریایی و بتن پیش‌تنیده مناسب باشند.

چرا دوده سیلیسی به بتن اضافه می‌شود؟

اضافه کردن دوده سیلیسی به بتن باعث بهبود قابل توجهی در خواص بتن می‌ شود. برخی از مهم‌ ترین مزایای استفاده از دوده سیلیسی در بتن عبارتند از:

افزایش مقاومت فشاری: دوده سیلیسی با پر کردن منافذ ریز بتن، باعث افزایش تراکم و در نتیجه افزایش مقاومت فشاری بتن می‌ شود.
کاهش نفوذ پذیری: دوده سیلیسی با پر کردن منافذ ریز بتن، نفوذ پذیری بتن را کاهش داده و از نفوذ آب، یون‌ های مضر و مواد شیمیایی به داخل بتن جلوگیری می‌ کند.
افزایش دوام: دوده سیلیسی با افزایش مقاومت بتن در برابر عوامل مخرب مانند سیکل‌ های یخ‌ زدگی و ذوب، سولفات‌ ها و کلرید ها، دوام بتن را به طور قابل توجهی افزایش می‌ دهد.
کاهش جمع‌ شدگی: دوده سیلیسی با کاهش میزان آب مورد نیاز برای اختلاط بتن، از جمع‌ شدگی بتن می‌ کاهد.
کاهش حرارت هیدراتاسیون: دوده سیلیسی با کاهش سرعت هیدراتاسیون سیمان، از افزایش دمای بتن در هنگام سخت شدن جلوگیری می‌ کند و خطر ترک‌ خوردگی ناشی از تنش‌ های حرارتی را کاهش می‌ دهد.

چه مقدار دوده سیلیس به بتن اضافه کنیم؟

میزان بهینه دوده سیلیس معمولاً بین ۵ تا ۱۵ درصد وزن سیمان است. اضافه کردن بیش از حد ممکن است باعث کاهش کارایی و افزایش نیاز به روان‌کننده‌ها شود. میزان دقیق بستگی به نوع پروژه، شرایط محیطی و خواص مورد انتظار بتن دارد.

نتیجه‌گیری
دوده سیلیس به عنوان یک افزودنی بسیار مؤثر در بتن، نقش کلیدی در بهبود خواص مکانیکی و دوام آن دارد. استفاده صحیح از آن می‌تواند طول عمر سازه‌ها را افزایش دهد و هزینه‌های نگهداری را کاهش دهد. انتخاب میزان مناسب و شرایط افزودن دوده سیلیس، بسته به نوع پروژه، اهمیت بالایی دارد.

دوده سیلیسی یا پودر میکروسیلیکا یکی از فراورده های میکروسیلیس (ژل میکرو سیلیس) است، و یک پودر بسیار ریز و خاکستری رنگ است که به عنوان محصول جانبی در فرآیند تولید آلیاژ های فروسیلیس در کوره‌ های قوس الکتریکی تولید می‌شود. این پودر حاوی مقدار زیادی دی‌ اکسید سیلیکون (SiO₂) است که بخش عمده‌ ای از خواص ویژه آن را تشکیل می‌ دهد.