ژل میکروسیلیس چیست؟

مقدمه

ژل میکروسیلیس، که به عنوان میکروسیلیس ژل شده یا مکمل بتن نیز شناخته می شود، نوعی افزودنی بتن پیشرفته است که بر پایه روانسازهای بتن، میکروسیلیس، سیلیس و الیاف پلی پروپیلن فرموله شده است. این افزودنی برای ساخت انواع بتن های توانمند، آب بند، نفوذناپذیر و با دوام به کار می رود.

این افزودنی پیشرفته با تقویت ساختار میکروسکوپی بتن، کاهش نفوذ آب و یون‌های مخرب، و افزایش مقاومت‌های فشاری و خمشی، نقش مهمی در ارتقای دوام بتن تحت شرایط محیطی دشوار ایفا می‌کند و به عنوان یکی از کارآمدترین مکمل‌های بتن در پروژه‌های عمرانی و صنعتی شناخته می‌شود. استفاده از ژل میکروسیلیس در سازه‌های حساس مانند پل‌ها، تونل‌ها، مخازن ذخیره آب، سدها، سازه‌های دریایی و کف‌سازی‌های صنعتی، علاوه بر جلوگیری از ایجاد ترک، موجب افزایش عمر مفید و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری می‌گردد. همچنین ترکیبات فعال سیلیسی موجود در آن، با ایجاد واکنش پوزولانی قدرتمند، منافذ بتن را پر کرده و ساختاری متراکم، بادوام و مقاوم در برابر نفوذ عوامل مخرب ایجاد می‌کند.

 

کاربرد ژل میکروسیلیس

درباره مهمترین کاربرد های ژل میکروسیلیس، در زیر توضیح خواهیم داد.

 

کاربردهای ویژه 

ترکیب ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن در ساختار بتن، کاربردهای ویژه ای را ایجاد می کند که شامل موارد زیر است.

• تولید بتن های پرمقاومت
• تولید بتن های نفوذناپذیر
• تولید بتن های با دوام و پایا
• مناسب برای بتن ریزی های حجیم
• مناسب برای بتن ریزی در معرض سیکل های ذوب و انجماد
• مناسب برای تولید بتن آب بند در تونل ها، راه ها، کانال های انتقال آب، تصفیه خانه ها و مخازن
• مناسب برای بتن های کف سخت صنعتی
• مناسب برای تولید بتن هایی با حداقل هدایت الکتریکی
• مناسب برای ساخت بتن های اسکله، پل، عرشه پل، مخازن و سدها
• مناسب برای بتن ریزی در مناطقی که تحت حمله مواد شیمیایی و خورنده قرار دارند

 

کارایی در سقف های C.D.S

• ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن برای تولید بتن سقف های C.D.S یا سقف های بدون میلگرد عملکرد مطلوبی دارد. به دلیل وجود الیاف پلی پروپیلن در ترکیب این ژل، می تواند به تقویت دقت بتن در سقف های C.D.S کمک کند.

 

استفاده در بتن ریزی های حجیم

• استفاده از ژل میکروسیلیس برای بتن ریزی های حجیم گزینه مناسبی برای آب بندی است و نتایج ایده آلی به همراه خواهد داشت. در بتن ریزی های حجیم، کیورینگ و عمل آوری مغز بتن سخت است، بنابراین باید از مکمل بتن دیرگیر استفاده شود. این کار نه تنها به آب بندی و نفوذناپذیری کمک می کند، بلکه موجب کنترل گیرش بتن نیز می شود.

 

کاربرد در شرایط مختلف آب و هوایی

• ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن به راحتی با مواد دیرگیرکننده یا زودگیرکننده ترکیب می شود و در انواع شرایط آب و هوایی سرد و گرم قابل استفاده است. این ویژگی باعث می شود که نتایج چشمگیری در پروژه ها به دست آید.

 

ویژگی‌ها و خواص تخصصی ژل میکروسیلیس

درباره ویژگی‌ ها و خواص تخصصی ژل میکروسیلیس، در زیر توضیح خواهیم داد.

 

ویژگی های منحصر به فرد

استفاده از ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن، ویژگی ها و خصوصیات خاصی را به بتن اضافه می کند که شامل موارد زیر می باشد:

• کاهش عیار سیمان: کاهش ۵ تا ۱۰ درصدی عیار سیمان
• کاهش آب انداختگی: کاهش جداشدگی سنگدانه ها
• افزایش مقاومت مکانیکی: بهبود کلی عملکرد بتن
• سهولت پمپاژ: کاهش استهلاک در تجهیزات بتن ریزی
• افزایش دوام: بهبود پایایی بتن در سیکل های ذوب و انجماد
• سازگاری با انواع سیمان ها: افزایش کارایی با انواع مختلف سیمان
• افزایش مقاومت الکتریکی: بهبود ویژگی های الکتریکی بتن
• افزایش مقاومت سایشی: افزایش طول عمر بتن در برابر سایش
• کاهش نفوذپذیری: کاهش نفوذپذیری در برابر آب، یون کلر و سولفات ها
• کاهش ترک ها: کاهش میزان ترک های ایجاد شده در بتن
• قابلیت استفاده همزمان: امکان ترکیب با انواع روانسازهای بتن
• ساخت بتن کاملاً خمیری: ایجاد بتن با ویژگی های مطلوب
• ایجاد سطحی صاف و اکسپوز: بهبود ظاهر نهایی بتن
• افزایش روانی: افزایش روانی بتن بدون نیاز به افزودن فوق روان کننده

 

خواص و عملکرد

ژل میکروسیلیس به دلیل ترکیبات خاص خود، می تواند بتن را نفوذناپذیر کند. این خاصیت ناشی از مواد روانساز، آب بند کننده و دوده سیلیسی است که در تولید آن به کار رفته اند. با استفاده از روان کننده، ذرات ریز دوده سیلیسی به سمت فضاهای خالی بین سنگدانه ها حرکت کرده و این فضاها را پر می کنند. این امر منجر به افزایش نفوذناپذیری و مقاومت بیشتر بتن می شود.

 

مزایا، معایب و اثرات ژل میکروسیلیس بر بتن

درباره مهمترین کاربرد های ژل میکروسیلیس، در زیر توضیح خواهیم داد.

 

مزایای ژل میکروسیلیس

ژل میکروسیلیس به عنوان یک افزودنی پیشرفته در صنعت بتن، مزایای چشمگیری را ارائه می دهد. این ماده به کاهش عیار سیمان بین ۵ تا ۱۰ درصد کمک می کند و در عین حال نفوذپذیری بتن را به طور قابل توجهی کاهش می دهد. با استفاده از ژل میکروسیلیس، مقاومت مکانیکی بتن افزایش یافته و دوام آن در برابر سیکل های ذوب و انجماد بهبود می یابد. همچنین، این افزودنی باعث سهولت در پمپاژ بتن و کاهش استهلاک تجهیزات می شود. سازگاری با انواع سیمان و قابلیت کاهش ترک های ایجاد شده در بتن از دیگر مزایای این محصول است. در نهایت، ژل میکروسیلیس گزینه ای عالی برای پروژه های نیازمند بتن نفوذناپذیر و با دوام، مانند تونل ها، سدها و کف های صنعتی است.

 

مزایای ژل میکروسیلیس نسبت به دوده سیلیسی

ایده تولید ژل میکروسیلیس زمانی مطرح شد که مشکلاتی مانند روش های مصرف سخت و عدم ترکیب مناسب پودر میکروسیلیس با بتن، چالش هایی برای مجریان پروژه ها به وجود آورد. با تولید ژل میکروسیلیس، این مشکلات برطرف شده و کارایی بهتری حاصل شد. پودر میکروسیلیس، به دلیل ذرات بسیار ریز خود و پراکندگی آسان، از نظر زیست محیطی می تواند مشکل ساز باشد، اما تولید ژل های پوزولانی به این معضلات پایان داد. استفاده از ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن، به عنوان یک افزودنی پیشرفته، می تواند به بهبود کیفیت و دوام بتن در شرایط سخت کمک کند. این محصول با ویژگی های منحصر به فرد خود، گزینه ای عالی برای پروژه های عمرانی حساس به نفوذ آب و مواد شیمیایی است.

 

مزایای استفاده از ژل میکروسیلیس در کفسازی

استفاده از ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن در عملیات کفسازی تأثیرات مثبت و قابل توجهی دارد. با افزودن میکروسیلیس به مخلوط بتن، آب انداختگی کاهش یافته و فرآیند پرداخت کاری کف به صورت پیوسته و در یک مرحله انجام می شود. این امر منجر به افزایش کیفیت کف سازی و رضایت بالاتر کارفرما می شود. همچنین، پیمانکاران می توانند عملیات کفسازی را در زمان کوتاه تری و با نیروی انسانی کمتر به پایان برسانند.

 

معایب ژل میکروسیلیس

از معایب ژل میکروسیلیس می‌توان به وابستگی بالا به کنترل دقیق نسبت آب به سیمان اشاره کرد که در صورت بی‌دقتی، کارایی بتن را کاهش می‌دهد. قیمت بیشتر این افزودنی در مقایسه با گزینه‌های متداول نیز می‌تواند هزینه‌ی اجرای پروژه را افزایش دهد. علاوه بر این، اختلاط ناکافی باعث بروز حفرات ریز و افت مقاومت نهایی بتن می‌شود. نیاز به نگهداری در شرایط استاندارد برای حفظ خواص محصول از دیگر محدودیت‌های آن به حساب می‌آید.

 

مشخصات فیزیکی و شیمیایی ژل میکروسیلیس

حالت	دوغاب غلیظ یا ژله ای
رنگ	خاکستری تیره
وزن مخصوص	gr/cm3 35/1
استاندارد	BS1881 – 122 BS EN12390 – 8
یون کلر	ندارد
PH	حدود 9

 

تأثیر ژل میکروسیلیس بر دوام و مقاومت بتن

کاهش خطر خوردگی فولاد در بتن: نفوذناپذیری بتن توسط ژل میکروسیلیس می تواند به طور قابل توجهی از خوردگی فولاد آرماتورهای داخلی جلوگیری کند. خوردگی فولاد یکی از رایج ترین و پرهزینه ترین خرابی های بتن است که عمدتاً به دلیل نفوذ مواد مخرب مانند کلرایدها به وجود می آید. این مواد می توانند از آب اقیانوس یا نمک های یخ زدا وارد بتن شوند.

مقاومت در برابر حملات سولفاتی: بتن های میکروسیلیسی همچنین در برابر حملات سولفاتی مقاوم هستند. تحقیقات نشان داده اند که نسبت آب به سیمان (w/cm) یک فاکتور بحرانی در این زمینه است. کاهش این نسبت به طور مؤثر نفوذپذیری بتن را کاهش می دهد. افزودن ژل میکروسیلیس به بتن، این نفوذپذیری را به میزان قابل توجهی کاهش داده و واکنش های مضر را به تأخیر می اندازد.

افزایش مقاومت و کیفیت بتن: هنگام مصرف ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن، در صورتی که افزایش مقاومت نیز مدنظر باشد، باید با توجه به بروشور فنی شرکت شیمیایی بتن پلاست، میزان آب بتن کاهش یابد و عملیات اختلاط به طور مناسب انجام شود. اگر کلیه مراحل طبق دستورالعمل های ارائه شده انجام گیرد، شاهد افزایش مقاومت ۳۰ تا ۷۰ درصدی نسبت به بتن معمولی خواهیم بود.

بتن حاصل از ترکیب ژل میکروسیلیس دارای سطح صاف تر و مقاومتی حداقل ۳۰٪ بالاتر از بتن های معمولی است. این ویژگی برای کف سازی بسیار حائز اهمیت است و به دوام و کیفیت کلی سازه کمک می کند.

تأثیر بر هیدراتاسیون و سرعت کسب مقاومت: اگرچه مصرف ژل میکروسیلیس تأثیری بر سرعت هیدراتاسیون ندارد، اما مقاومت بتن به سرعت بیشتری حاصل می شود. با ایجاد توازن بین سیمان پرتلند و میکروسیلیس، می توان حرارت هیدراسیون را ثابت نگه داشت و در عین حال نرخ کسب مقاومت را کاهش داد.

کاهش عیار سیمان و افزایش نفوذناپذیری: یکی از خصوصیات ویژه ژل میکروسیلیس این است که می توان با افزودن آن به بتن، ۵ تا ۱۰ درصد از عیار سیمان مصرفی را کاهش داد. این افزودنی گزینه مناسبی برای بتن استخرها، مخازن و سیلوها محسوب می شود و علاوه بر افزایش مقاومت، نفوذناپذیری و عمر سازه های بتنی را نیز بهبود می بخشد.

حداکثر نفوذناپذیری بتن و نقش ژل میکروسیلیس: حداکثر نفوذناپذیری برای بتن های آب بند ۳۰ میلی متر است که با استفاده از ژل میکروسیلیس به راحتی قابل دستیابی است. این افزودنی به بهبود ساختار بتن کمک کرده و با کاهش نفوذپذیری، از ورود آب و مواد شیمیایی مضر به داخل بتن جلوگیری می کند. برای دستیابی به این میزان نفوذناپذیری، لازم است که تمام مراحل بتن ریزی، از ساخت و حمل تا اجرا و کیورینگ، به درستی انجام شود. ژل میکروسیلیس نه تنها ویژگی های مکانیکی بتن را افزایش می دهد، بلکه به دوام آن در برابر سیکل های ذوب و انجماد نیز کمک می کند. با ترکیب مناسب این افزودنی، می توان به بتن هایی با عملکرد عالی و طول عمر بیشتر دست یافت، که این امر در پروژه های حساس و ساختارهای زیرزمینی و آبی اهمیت ویژه ای دارد.

 

 

شیوه مصرف و استفاده ژل میکروسیلیس

درباره شیوه مصرف و استفاده ژل میکروسیلیس، در زیر توضیح خواهیم داد.

 

مقدار مصرف ژل میکروسیلیس در بتن

مقدار مصرف ژل میکروسیلیس در بتن  یا مکمل بتن باید با توجه به شرایط آب و هوایی و نوع مصالح مصرفی تعیین شود. طبق بروشور فنی شرکت شیمیایی بتن پلاست، میزان مصرف این افزودنی بین ۵ تا ۸ درصد وزن سیمان مصرفی است. پیشنهاد می شود که با توجه به حجم بتن و عیار سیمان، ژل میکروسیلیس به دقت توزین شده و به ازای هر متر مکعب بتن، حداقل ۱ دقیقه با بتن میکس شود.

مصرف ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن در کفسازی نه تنها به بهبود کیفیت و دوام سازه ها کمک می کند، بلکه فرآیند اجرا را تسهیل کرده و هزینه ها را کاهش می دهد. این افزودنی پیشرفته، گزینه ای عالی برای پروژه های ساختمانی با نیازهای خاص است.

 

نحوه استفاده از ژل میکروسیلیس

استفاده از ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن، می تواند به بهبود کیفیت و دوام بتن کمک کند. این افزودنی، به ویژه در پروژه های بزرگ و ویژه، گزینه ای عالی برای افزایش مقاومت و نفوذناپذیری بتن محسوب می شود. نحوه استفاده از ژل میکروسیلیس می تواند به دو روش باشد و به مخلوط بتن افزوده شود؛ برای آشنایی با این دو روش در ادامه این مقاله با ما همراه باشید:

 

ترکیب با آب اختلاط

 بهترین روش افزودن این ماده، ترکیب یک حجم ژل میکروسیلیس با یک حجم آب اختلاط بتن است. سپس این مخلوط به اجزاء خشک بتن افزوده می شود تا بهتر با بتن ترکیب شود.

 

اضافه کردن پس از ترکیب کامل

همچنین می توان پس از ترکیب کامل بتن، ژل میکروسیلیس را به مخلوط اضافه نمود.

 

نکات مهم در زمان بندی افزودن

در مواردی که فاصله زمانی بین ساخت و بتن ریزی زیاد است، توصیه می شود ژل میکروسیلیس در دو مرحله مورد استفاده قرار گیرد:

• مرحله اول: یک قسمت در بچینگ اضافه شود.
• مرحله دوم: قسمت دوم ۲ دقیقه قبل از بتن ریزی به تراک میکسر افزوده شود.

این روش کمک می کند تا هیچ تغییری در ساختار بتن حین حمل و نقل ایجاد نشود. اگر مسافت کارخانه تا محل پروژه طولانی باشد، بهتر است از ژل میکروسیلیس دیرگیر استفاده شود تا سرعت واکنش هیدراسیون بتن کاهش یابد.

استفاده از ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن، با توجه به روش ها و نکات ذکر شده، می تواند به بهبود کیفیت و دوام بتن کمک کند. این افزودنی، به ویژه در پروژه های بزرگ و ویژه، گزینه ای عالی برای افزایش مقاومت و نفوذناپذیری بتن محسوب می شود.

 

جدول تخصصی، علمی ژل میکروسیلیس (مکمل بتن)

معیار کلیدی	توضیح علمی و کاربردی	نکات اجرایی
ترکیب شیمیایی	شامل میکروسیلیس (دوده سیلیسی)، روان کننده های پایه پلی کربوکسیلات، سیلیس فعال و الیاف پلی پروپیلن است. این ترکیب باعث پر شدن خلل و فرج و تشکیل ژل های ثانویه هیدراتاسیون (C–S–H) می شود.	-
مکانیسم عملکرد	ذرات نانویی سیلیس با آهک آزاد (Ca(OH)₂) واکنش پوزولانی داده و محصولات هیدراتاسیون را تقویت می کنند؛ نتیجه: کاهش نفوذپذیری و افزایش مقاومت فشاری ۳۰ تا ۷۰٪ نسبت به بتن معمولی.	برای بتن آب بند، w/c کمتر از 0.40 حفظ شود تا واکنش پوزولانی به حداکثر بازده برسد.
تأثیر بر دوام	کاهش شدید نفوذ یون کلر و سولفات، افزایش مقاومت در سیکل های ذوب و انجماد، و جلوگیری از خوردگی میلگرد.	ایده آل برای تونل، سد، اسکله، مخازن و بتن های در معرض آب دریا یا مواد شیمیایی.
مزیت نسبت به پودر میکروسیلیس	توزیع یکنواخت، حذف گردوغبار زیست محیطی، سهولت حمل و ترکیب، بدون نیاز به تجهیزات خاص برای پراکندگی.	در پروژه های شهری با محدودیت زیست محیطی امتیاز مثبت دریافت می کند.
دوز مصرف بهینه	۵ تا ۸٪ وزن سیمان بر اساس شرایط اقلیمی و نوع بتن؛ در کفسازی صنعتی امکان کاهش عیار سیمان ۵ تا ۱۰٪ وجود دارد.	حتماً با فوق روان کننده ترکیب شود تا اسلامپ و کارایی حفظ گردد.
تأثیر بر فرآیند هیدراتاسیون	حرارت هیدراتاسیون کنترل شده و توزیع یکنواخت خمیر سیمان باعث کسب مقاومت سریع تر و کاهش ترک های حرارتی می شود.	در بتن ریزی حجیم از ژل دیرگیر استفاده کنید تا کنترل دما بهینه باشد.
کاربردهای کلیدی	کف های صنعتی، سقف های C.D.S، بتن های پرمقاومت، بتن های نفوذناپذیر، بتن حجیم، سازه های دریایی و زیرزمینی.	-
استانداردهای مرجع	BS1881-122 (تعیین مقاومت نفوذ)، BS EN12390-8 (آزمون نفوذ آب)، ASTM C1202 (RCPT) برای کنترل عبور یون کلر.	نتایج RCPT < 1000 کولن به عنوان گواه عملکرد
مزایای اجرایی	کاهش آب انداختگی، سهولت پمپاژ، سطح نهایی صاف و اکسپوز، افزایش مقاومت الکتریکی و سایشی.	-

 

نتیجه گیری

ژل میکروسیلیس بتن به عنوان یک افزودنی نوین، نقشی کلیدی در تولید بتن های با دوام و نفوذناپذیر دارد و با کاهش حفرات داخلی، استحکام سازه را به طور قابل توجهی تقویت می کند. در پروژه های عمرانی حساس، استفاده از بهترین ژل میکروسیلیس راهکاری مؤثر برای افزایش مقاومت و کاهش نفوذپذیری بتن محسوب می شود. با وجود مزایای متعدد، معایب ژل میکروسیلیس شامل دقت بالا در میزان مصرف، نیاز به مخلوط سازی دقیق و هزینه بیشتر نسبت به برخی افزودنی های معمولی است که هنگام خرید و اجرای پروژه باید مد نظر قرار گیرد. 

استفاده از ژل میکروسیلیس یا مکمل بتن به عنوان یک افزودنی پیشرفته، نه تنها به بهبود کیفیت و دوام بتن کمک می کند، بلکه ویژگی های خاصی را نیز به آن اضافه می کند که در پروژه های مختلف ساختمانی و عمرانی بسیار مفید است.