همه چیز درباره ژل میکروسیلیس

همه چیز درباره ژل میکروسیلیس

آنچه که باید در مورد ژل میکروسیلیس بدانیم

ژل میکروسیلیس یکی از محبوب‌ترین و معروف‌ترین افزودنی‌ بتن است. ژل میکرو سیلیس که به نام میکروسیلیس ژل شده نیز شناخته می‌شود یکی از انواع مختلف افزودنی‌های بتن است که به عنوان مکمل بتن برای اصلاح ساختار و بهبود وضعیت ساختاری و کارآیی عملیاتی دربتن استفاده می‌شود. از این ژل برای ساخت بتن‌های نفوذ ناپذیر، بتن توانمند، آب بند و بتن بادوام استفاده می‌شود. در واقع در مورد ساختار ژل میکروسیلیس می‌توان گفت که ژل میکروسیلیس همان دوده سیلیس و فوق روان کننده بتن است که به صورت مایع (سیال با رئولوژی خاص تولید شده است) در هنگام ساخت بتن و در طول فرآیند به بتن افزوده می‌شود. این افزودنی علاوه بر این که می‌تواند نقش بسیار موثری و خوبی بر افزایش مقاومت‌های شیمیایی و فیزیکی بتن ایجاد کتد با توجه به حالت سیالی و اضافه شدن در طول فرآیند به خوبی در تمامی سطوح بتن حل شده و بتن را به صورت یک سیال همگن و یکسان در اختیار صنعتگران قرار می‌دهد.

از بتن حاوی ژل میکروسیلیس در مناطقی که شرایط اب و هوایی خاص دارند نیز استفاده می‌شود. برای مثال استفاده از بتن حاوی ژل میکروسیلیس یک راه حل ایده آل برای مناطقی با دمای بسیار زیاد (دمای بالا مانند مناطق کویری) یا مناطق ساحلی که میزان رطوبت در آن‌ها بسیار بالاتر از مناطق دیگر است، بوده که مهندسان و صعتگران بتن را به استفاده از آن تشویق می‌کند.

 

ویژگی‌های ژل میکروسیلیس چیست؟

به مانند هر افزودنی دیگری استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن می‌بایست یک سری ارزش افزوده را در بتن ایجاد کند. از این رو بهتر است پیش از سناخت این ویژگی‌های مثبت ابتدا به بررسی ویژگی‌های ژل میکروسیلیس بپردازیم. از جمله معروف‌ترین ویژگی‌هایی که برای ژل میکروسیلیس بیان می‌کنند نفوذ ناپذیری است که با استفاده از آن در بتن ایجاد می‌شود. این ویژگی از آن جا نشئت می‌گیرد که ژل میکروسیلیس ترکیبی از مواد روان ساز، آب بند کننده، دوده سیلیسی، الیاف پروپیلن است و هر کدام از این مواد با توجه به ترکیب درصد مهندسی شده‌ی استفاده شده، می‌تواند نقش موثری در آب‌بندی و نفوذ ناپذیری بتن ایجاد کند.

استفاده از روان کننده در ژل میکروسیلیس می‌تواند این گونه توجیه شود، روان‌تر شدن سیال به آن کمک می‌کند که ژل میکروسیلیس را در تمامی بخش‌ها به صورت همگن داشته باشد و در تمامی خلل و فرج بتن ما شاهد حضور ژل میکروسیلیس باشیم که موجب می‌شود نفوذ ناپیزی بتن تقویت شود. علاوه براین ویژگی نفوذ ناپذیری که در بتن ایجاد می‌شود تا حدود زیادی می‌تواند از خوردگی فولاد جلوگیری کند. همان طور که می‌دانید خوردگی فولاد جزو پر هزینه‌ترین خرابی‌های بتن است از این رو در صورت استفاده از ژل میکروسیلیس با توجه به اثرات مخرب کلراید موجود در آب اقیانوس ها، میزان خوردگی به شدت کاهش می‌یابد.

 

انواع ژل میکروسیلیس

تولید ژل‌های میکروسیلیس در سال‌های اخیر دچار تغییرات فراوانی شده است و انواع مختلفی از ژل‌های میکروسیلیس ساخته شده است که در ادامه هر کدام از ان‌ها را بررسی خواهیم کرد:

  • ژل میکروسیلیس بر پایه لیگنو، نفتالین یا کربوکسیلات
  • ژل میکروسیلیس الیاف دار
  • ژل میکروسیلیس زودگیر
  • ژل میکروسیلیس دیرگیر

مطالعه توضیحات کامل انواع ژل میکروسیلیس

میزان مصرف ژل میکروسیلیس چه مقدار است؟

ژل میکروسیلیس به خاطر خاصیت چند وجهی که دارد می‌تواند در مقادیر مختلف و بر طبق استانداردهای API و ASTM و استاندارد ملی بتن ایران مصرف شود. اما نکته‌ای که در این موضوع مهم است انجام آزمون‌های آزمایشگاهی است. هر موسسه یا شرکتی که نیاز به استفاده از ژل میکروسیلیکا را دارد ابتدا می‌بایست مطابق با استانداردها و شرایطی که می‌خواهد در آن پروژه‌ها را انجام دهد، به محاسبات مهندسی استفاده از ژل میکروسیلیکا بپردازد. سپس فرمولاسیون مورد نظر را به آزمایشگاه‌های معتبر سپرده و آزمون‌های آزمایشگاهی نظیر استحکام ۲۴ و ۴۸ ساعته، رئولوژی، آب آزاد و زمان بندش را برای آن اندازه گیری نماید. نتایج آزمایش‌های بدست آمده بر طبق مواد استاندارد سپس می‌بایست مورد بازبینی قرار گیرد و در صورت لزوم فرمولاسیون کمی تغییر کند. در این مرحله فرمولاسیون یک بار دیگر می‌بایست با مواد اصلی، ژل خریداری شده، سیمان و آب منطقه بار دیگر تحت آزمایشگاه استاندارد قرار گیرد تا فرمولایون نهایی بدست آید. فرمولاسیون نهایی و داده‌های بدست آمده که مورد تایید قرار گرفت می‌تواند در پروژه‌ها اجرایی شود.

از خصوصیات منحصر به فرد ژل میکروسیلیس این است که می‌تواند ۵ تا ۱۰ درصد از عیار سیمان مصرفی را کاهش دهد. البته همان طور که گفتیم میزان مصرف ژل میکروسیلیس به عواملی چون شرایط آب و هوایی، ویژگی‌های پروژه، مواد مصرفی و… بستگی دارد. اما به صورت میانگین و در شرایط مساعد و معمول می‌توان گفت ۵ الی ۸ درصد وزنی سیمان، از ژل میکروسیلیس می‌توان استفاده نمود. البته باز هم نمی‌توان این عدد را قطعی دانست. امکان دارد با توجه به مواد مصرفی دبا مصرف ۱۰ درصد وزنی سیمان هم نتایج خوبی از پروژه بدست آید یا با مصرف میزان کمتری در حدود ۳ درصد. به همین خاطر پیش‌تر گفتم که پیش از انجام پروزه بهتر است آزمون‌های آزمایشگاهی و در شرایط پروژه توسط کارفرما صورت پذیرد. در اینجا می‌بایست یک نکته دیگر را ذکر کنیم که میزان زمان لازم برای مخلوط شدن ژل میکروسیلیس در بتن، به ازا هر متر مکعب بتن ۱ دقیقه است.

ژل میکروسیلیس را چگونه مصرف کنیم ؟

به مانند مورد قبل بهتر است پیش‌تر از شروع پروژه این مورد در آزمایشگاه بررسی شود، زیرا ممکن است افزودنی‌های دیگر بر ویژگی‌های مطرح شده و حتی زمان مخلوط شدن موثر باشد. اما به صورت معمول در تولید بتن حاوی ژل میکروسیلیس می‌توان گفت که عملیات ساخت بتن می‌بایست ابتدا با اختلاط آب با ژل میکروسیلیس صورت پذیرد و پس از بدست آمدن یک سیال مناسب، سیمان به آن افزوده شود. استفاده بدین روش می‌تواند بین ۳۰ ال ۷۵ درصد مقاومت بتن نهایی را افزایش دهد. البته باز متذکر می‌شویم که این مورد می‌تواند یک میانگین کلی باشد و نتیجه‌ی حاصله می‌بایست مطابق با شرایط کار سنجیده شود. همچنینی توصیه ما این است که اگر بتن در محل پروزه تولید نمی‌شود از ژل دیرگیر کننده نیز استفاده شود تا تاخیر‌های احتمالی منجر به کاهش ویژگی‌های بتن نشود.

 

مزایا و کاربرد ژل میکروسیلیس کدام است؟

ژل میکروسیلیسی با توجه به کاربردهایی که دارد می‌تواند ویژگی‌های متفاوتی نیز داشته باشد که پیشتر به آن اشاره شد. همین ویژگی‌های متفاوت برای ژل میکروسیلیکا، کاربری‌های متفاوتی را برای آن ایجاد کرده است که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهیم کرد. مهمترین کاربرد و ویژگی‌های ژل میکروسیلیکا عبارت است از:

  • کاهش قابل توجه عیار سیمان از ۵ الی ۱۰ درصد (البته در مورد این میزان در بخش قبل توضیح داده شده است که می‌تواند کمتر یا بیشتر شود)
  • کاهش قابل توجه آب انداختگی و جداشدگی در بتن
  • افزایش مقاومت مکانیکی
  • کاهش استهلاک در ابزار و تجهیزات
  • سهولت در فرآیند اجرایی و پمپاژ
  • افزایش دوام و پایایی بتن
  • سازگاری بسیار بالا در ژل میکروسیلیکا با انواع مختلف سیمان و درشرایط گوناگون
  • افزایش مقاومت سایشی
  • افزایش مقاومت الکرتیکی
  • مقاومت در مقابل آب، رطوب و هجوم سولفات‌ها
  • کاهش بسیار زیاد در ترک‌های سطحی و عمقی بتن
  • قابلیت استقاده همزمان با سایر مواد افزودنی بدون تداخل ساختاری و شیمیایی و واکنش دهی
  • افزایش روانی بتن و حالت سیالیت
  • ایجاد سطح صاف در بتن

مزایا و معایب استفاده از ژل میکروسیلیس

استفاده از میکروسیلیس در بتن دارای مزایا و معایب بسیاری است. اما ویژگی‌های مثبتی که در بتن ایجاد می‌کند آن مقدار بوده است که بیشتر افرادی که در این صنعت مشغول به کار بوده‌اند استفاده از آن را به استفاده نکردن از آن ترجیح می‌دهند. در ادامه به مزایا و معایب استفاده از ژل میکروسیلیس خواهیم پرداخت.

  • نگهداری آب
  • کاهش احتمال‌پذیری
  • کاهش نسبت آب به سیمان
  • افزایش مقاومت فشاری بتن
  • افزایش دوام
  • افزایش مقاومت دینامیکی و ضربه و سختی

 

معایب استفاده از ژل میکروسیلیکا

پر واضح است که استفاده از ژل میکروسیلیکا می‌تواند معایبی داشته باشد. در ادامه معایب عمده ژل میکروسیلیکا را با هم بررسی خواهی کرد:

این احتمال وجود دارد که زمان گیرش بتن با استفاده از ژل میکروسیلیکا افزایش پیدا کند که در فصول زمستان یا مکان‌هایی که دمای خوا بسیار پایین است این مورد به ضرر پروژه است.

استفاده از ژل میکروسیلیکا می‌تواند ترک‌های موضعی و انقباض خشک را در بتن ایجاد کند. علت عمده‌ی این اتفاق آن است که ژل میکروسیلیس رطوبت را جذب می‌کند و از این رو احتمال ایجاد ترک موضعی بالاتر می‌رود. البته این ویژگی زمانی که اپراتورهای حرفه‌ای مشغول اجرای پروزه باشند به حداقل می‌رسد زیرا مخلوط کردن میکروسیلیکا و ساخت سیالی همگن بسیار نکته‌ای کلیدی در ساخت بتن با ژل میکروسیلیکاست.

مشخصات شیمیایی ژل میکروسیلیکا

نام محصول ژل میکروسیلیس، ژل مکمل بتن، ژل میکروسیلیکا
حالت فیزیکی دوغاب غلیظ
کمتر از حد استاندارد (ندارد) یون کلر
رنگ خاکستری
وزن مخصوص ۱.۴۰ ± ۰.۰۵ گرم بر سانتی متر مکعب

 

مشخصات ظاهری ژل میکروسیلیکا

ژل میکروسیلیس دارای رنگ خاکستری تیره یا طوسی است و حالت دوغاب آن غلیظ و خمیری شکل است. این ژل همانند سایر مواد شیمیایی نباید در در معرض مستقیم نور خورشید قرار بگیرد. در معرض قرار گرفتن مستقیم با نور و گرما می‌تواند منجر به کاهش ویژگی‌های این ماده شود.

 

مشخصات فنی ژل میکروسیلیس

 

مشخصات فیزیکی ویژگی‌ها
شکل ظاهری مایع ژلاتینی خاکستری رنگ
پایه شیمیایی پوزوالنی متشکل از ۹۸ درصد از ذرات فعال SiO2
وزن مخصوص ۱.۳ کیلوگرم بر لیتر
pH حدود ۸
شرایط نگهداری در شرایط ایده آل محیطی و دور از تابش مستقیم نور آفتاب
ویژگی زیست محیطی دوسستدار محیط زیست

 

نکات ایمنی استفاده از ژل میکروسیلیکا

ژل میکروسیلیکا مانند سایر موادی که در صنعت از آن‌ها استفاده می‌شود در هنگام مصرف آن‌ها می‌بایست یک سری موارد را برای آن در نظر گرفت که عبارت‌اند از:

استفاده‌ی غیر اصولی و غیر منطقی از آن می‌تواند نتیجه‌ی عکس بدهد از این رو بهتر است پیش از استفاده آزمون‌های آزمایشگاهی از فرمولاسیون بتن گرفته شود.

استفاده از ابزارهای دقیق بهنگام استفاده از ژل میکروسیلیکا ضروری است .

از تماس مستقیم با دست و چشم خوداری شود (در صورت برخورد و پاشش به چشم  بهتر است در زود‌ترین حالت ممکن چشم‌ها شسته شوند و به پزشک مراجعه کرد)

هیچ گونه آتش‌زایی در ژل میکروسیلیکا وجود ندارد.

 

خواص ویژه استفاده از ژل میکروسیلیس

استفاده از ژل میکروسیلیس با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد آن می‌تواند برای نتیجه مناسب مطلوب باشد. برخی از ویژگی‌های خاص ژل میکروسیلیس عبارت‌اند از:

همان طور که پیش‌تر گفتیم استفاده از ژل میکروسیلیس می‌تواند میزان استفاده از سیمان را کاهش دهد. مواد فعال SiO2 در آب داخل بتن سخت می‌شوند و با هیدروکسید کلسیم محلول ترکیب شده و کریستال سیلیکات نامحلول تشکیل می‌دهند. این واکنش موجب تراکم ساختار خمیر سیمان می‌شود باعث کاهش نفوذپذیری و افزایش مقاومت سیمان می‌شود. علاوه بر این ژل میکروسیلیس دارای خلوص سیلیس فعال SiO2 و مقدار کربن بسیار پایین است. این ویژگی باعث می‌شود که از حملات سولفات‌ها و سایر املاح و آلودگی جلوگیری شود و خوردگی در سیمان به حداقل برسد.

همچنین تعداد زیادی از کارفرمایان ترجیح می‌دهند از ژل میکروسیلیس به جای پودر آن استفاده کنند زیرا از لحاظ پرت شدن ماده و استفاده بسیار برای آن‌ها مقرون به صرفه است. به علاوه برای مخلوط شدن و همگن شدن با سیمان برای ژل میکروسیلیس بسیار آسان‌تر است. حتی مخلوط شدن و یکدست شدن آن نیز از نظر زمانی منجر به صرفه جویی می‌شود و کاهش زمان فرایند ساخت بتن را به همراه دارد.

 

ژل میکروسسیلیس الیافی و ویژگی‌های آن

یکی از انواع میکروسیلیس‌هایی که در بازار موجود است ژل میکروسیلیس الیافی است. اگر اطلاعات کافی از این نوع ژل داشته باشید با توجه به آن چه در مورد ژل میکروسیلیکا گفتیم، مقایسه آن‌ها برای شما آسان‌تر خواهد بود. از این رو در ادامه به بررسی ویژگی‌های فنی ژل میکروسیلیکای الیاف دار خواهیم پرداخت.

 

ژل میکروسیلیس الیاف دار از نظر مقاومت

مقاومت خمشی و کششی در بتنی که حاوی ژل میکروسیلیس است با بتنی که حاوی ژل میکروسیلیسی الیاف دار است نشان می‌دهد که تفاوت چندانی بین استفاده از آن‌ها وجود ندارد. مقاومت فشاری در بتن‌هایی که داری ژل میکروسیلیس هستند در ابتدای شکل گیری دوران کسب مقاومت بتن در سه روز اول بسیار نزدیک به هم است اما در سن بالاتر بتن حاوی ژل میکروسیلیس الیاف دار مقاومت بالاتری را از خود نشان می‌دهد.

نفوذپذیری ژل میکروسیلیس الیاف دار

یکی از علت‌های استفاده از ژل میکروسیلیس کاهش به شدت چشم گیری نفوذپذیری در بتن است. در بتن‌های حاوی ژل میکروسیلیس نفوذپذیری بسیار کمتر از بتن حاوی ژل بدون الیاف است.

 

ضریب وارفتگی ژل میکروسیلیس الیاف دار

ضریب وارفتگی در بتن حاوی ژل با الیاف بسیار بیشتر از بتن حاوی ژل بدون الیاف است. در مورد مقاومت سایشی اما چنین نمی‌توان گفت و تقریبا می‌توان گفت هر دوی این ژل‌ها می‌توانند یک مقاومت سایشی نزدیک به هم را داشته باشند.

 

واکنش‌های شیمیایی

از نظر واکنش‌های شیمایی که در بتن رخ می‌دهد تفاوت چندانی بین این مواد وجود ندارد و کلیه واکنش‌ها همسان صورت می‌گیرد.

 

نتیجه گیری

افزودنی‌های بتن باعث افزایش انعطاف در استفاده از بتن می‌شوند. علاوه بر این می‌توانند بتن را با ویژگی‌های مد نظر عملیاتی آماده کنند. این افزودنی‌ها در حال حاضر به صورت عمده تولید و یکی از ارکان تولید بتن موثر و کارآمد در شرکت‌های مختلف هستند. در حال حاضر تصور استفاده از بتن بدون افزودنی غیر ممکن است و استفاده‌ی از آن روز به روز بیشتر می‌شود. شرکت بتن شیمی ماهان تولید کننده افزودنی‌های بتن است. این شرکت با تجهیز آزمایشگاه صنعتی خود در کنار سایت تولیدی به صورت پی در پی علاوه بر سنجش مواد تولیدی، تست کیفی بر روی مواد اولیه و ساخته شده‌ی خود را بر اساس استانداردهای مختلف جهانی نظیر API و ASTM و همچنین استاندارد ملی ایران، انجام می‌دهد.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.