میکروسیلیس ( Micro silica )
یک محصول جانبی از کوره‌های قوس الکتریکی القایی در صنایع فلز سیلیس و آلیاژ فرو سیلیس می‌باشد؛ که در صنعت بتن کاربرد زیادی دارد. کاهش کوارتز به سیلیس در دمای ۲۰۰۰ درجه سانتی گراد موجب تولید بخارات SiO2 می‌شود. این بخار در منطقه دما پایین به ذرات بسیار ریز کروی متشکل از سیلیس غیر کریستالی (آمورف) اکسیده و متراکم می‌شود. میکروسیلیکا با فیلتر کردن گازهای خروجی در بگ فیلترها، جمع‌آوری می شود.
با دقت بیشتر میتوان دریافت که توزیع اندازه ذرات یک نمونه میکروسیلیکا به صورت ۲۰ درصد کمتر از ۰٫۰۵ میکرومتر، ۷۰ درصد کمتر از ۰٫۱۰ میکرومتر، ۹۵ درصد کمتر از ۰٫۲۰ میکرومتر و ۹۹ درصد کمتر از ۰٫۵۰ میکرومتر ارائه شده‌است. از آنجا که اندازه اکثر ذرات این ماده کمتر از ۱۰۰ نانومتر است، میتوان آنها را به عنوان نانو ذرات محسوب کرد. دیده می‌شود ترکیب شیمیایی غالب سیلیس (۹۲ درصد) است. این ماده دارای سطح ویژه m2/g 20 و دانسیته متوسط توده آن kg/m3 586 است.
در مقایسه با سیمان پرتلند معمولی و خاکستر بادی، اندازه ذرات میکروسیلیکا دو برابر کوچکتر است. به این ترتیب، این ماده بسیار پوزولانی است. با این حال، کارگران در تماس با میکروسیلیکا دچار مشکل شده و استفاده از میکروسیلیکا نیاز بتن به آب را افزایش می‌دهد، مگر اینکه از فوق روان‌کننده بتن استفاده شود. این ماده در دو شکل پودر و دوغاب عرضه می‌شود. شکل دوغاب میکروسیلیکا به منظور جلوگیری از مشکلات سلامتی ناشی از توسط تنفس ذرات ریز میکروسیلیکا، در نظرگرفته شده‌است. قبل از اواسط دهه ۷۰ میلادی، میکروسیلیکا به اتمسفر تخلیه می‌شد. نگرانی‌های زیست محیطی ضرورت جمع‌آوری و دفن زباله میکروسیلیکا را در بر داشته و در تولید بتن از دهه ۸۰ میلادی اعمال شده‌است و در حال حاضر تبدیل به یک بیانیه ارزشمند برای بتن با کارایی بالا شده‌است. درصد طبیعی میکروسیلیکا که جایگزین سیمان پرتلند می‌شود از ۵ تا ۱۵ درصد است.
خواص و مزایای میکروسیلیکا در بهبود خصوصیات بتن به دو طریق بسته‌بندی ذرات و واکنش پوزولانی می‌باشد. از آنجا که اندازه میکروسیلیکا دو برابر کمتر از سیمان پرتلند است، می‌تواند به راحتی فضای بین ذرات سیمان را پر کند. پس از آن، میکروساختار بتن چگال تر شده و در نتیجه مقاومت فشاری بتن بالاتر می‌رود.
واکنش پوزولانی به صورت زیر تعریف می‌شود:
پوزولان + هیدروکسید کلسیم + آب = هیدرات سیلیکات کلسیم (ثانویه)
میکروسیلیکا یک ماده پوزولانی بسیار فعال است و به راحتی با CH و آب واکنش نشان می‌دهد و به شکل ثانویه C-S-H در می‌آید. از طریق واکنش پوزولانی، میکروسیلیکا می‌تواند مقدار زیادی از CH رامصرف کند و تولید C-S-H نیز حفرات مویینه را پر میکند. این فرایند قادر است تخلخل و نفوذپذیری بتن و همچنین امکان واکنش شیمیایی CH با یونهای دیگر برای تشکیل محصولات مضر را کاهش دهد. به این ترتیب، دوام بتن تا حد زیادی افزایش می‌یابد. نشان داده شده‌است که میکروسیلیکا تا حد زیادی می‌تواند باعث تقویت مقاومت بتن با کارایی بالا در برابر واکنش سنگدانه قلیایی و توزیع کلرایدی شود. در حال حاضر، این ماده به‌طور گسترده‌ای در تولید بتن با کارایی بالا در سراسر جهان استفاده می‌شود.
میکروسیلیس را به نامهای دیگری نیز می شناسند. در این راهنما اصطلاح میکروسیلیس طبق تعریف موسسه بتن آمریکا به کار برده شده است. سایر نامهای میکروسیلیس عبارتند از:
میکروسیلیس چگال شده
دوده سیلیس
میکروسیلیس تبخیر شده
مواد دیگری نیز وجود دارند که از نظر فیزیکی و شیمیایی کاملا شبیه میکروسیلیس اند. این مواد ممکن است محصول جانبی یا محصول اصلی یک کارخانه باشند. برخی از این مواد را میتوان در بتن بکار برد، اما معمولا قیمت آنها از این نوع کاربرد ممانعت می کند.
سیلیس ته نشین شده
سیلیس بخارشده
ژل سیلیس
ژل کلوئیدی
گرد سیلیس و خاک سیلیس. سیلیس بلوری اند اما مانند میکروسیلیس در بتن کاربرد ندارند.
| خواص فیزیکی میکروسیلیس |
| اندازه ذره (متداول) : > µm 1 |
| چگالی انبوهی : (پس از تولید) : ۱۳۰ تا kg/m3430 (چگال شده) : ۴۸۰ تا kg/m2720 |
| چگالی ویژه : ۲/۲ |
| سطح ویژه : ۱۵٫۰۰۰ تا m2/kg 30.000 |
مصرف میکروسیلیس
میکروسیلیس در بتن ریزى برای ایجاد و ساخت بارانداز های کشتی , فونداسیون ماشین آلات , سـتون ها , شمع ها و قطـعات پـیش ساخته و سازه هاى بتنى که در معرض عوامل شیمیایى به خصوص یون کلر و سولفات ها میباشند مورد استفاده قرار میگرد.
فواید مصرف میکروسیلیس
مصرف میکروسیلیس باعث افزایش مقاومت هاى دینامیکى مانند فشاری , خمشی , کششی و برشی در بتن می شود . میکروسیلیس سبب افزایش تراکم در بتن و کاهش نفوذپذیرى آن در بتن می شود . مصرف میکروسیلیس سبب جلوگیری از خوردگی بتن در مقابل عوامل خورنده می شود . از میکروسیلیس در جهت ارتقا و افزایش مقاومت آرماتور درمقابل آسیب در بتن هاى مسلح استفاده می شود.
میزان مصرفی میکروسیلیس
میکروسیلیس در هر مترمکعب ساخت بتن با هر عیاری ۷ الی ۱۵ درصد سیمان مصرفى می توان جایگزین شود .
نکته : در بتنی که از مواد پوزولانی مانند میکروسیلیس استفاده می نمایند برای عملکرد و کارآیی بیشتر و پایین آوردن نسبت آب به سیمان حتما میبایستى از یک نـوع سوپر پلاستیسایزر یا فوق روان کننده که داراى سازگارى زیادى با میکروسیلیس است مورد استفاده قرار گیرد.
اثر پر کنندگی میکروسیلیس
آزمایشات صورت گرفته روی خمیر سیمان نشان دهده این مسئله است که میکروسیلیس به دلیل ریزی ذرات با پخش شدن در ماتریس خمیر سیمان , کانون های واکنش برای هیدراتاسیون سیمان را ایجاد میکند و بدین ترتیب موجب تسریع عکس العمل و حرارت زایی در ترکیبات سیمان شود . چه بسا اثر میکروسیلیکا در‌این ارتباط بیشتر از سرعت عکس العمل آلیت بوده و منجر به افزایش واکنش آن می شود.
بسته بندی میکروسیلیس
میکروسیلیس درکیسه هاى ۴۰و ۵۰۰ کیلوگرمى عرضه می شود . میکروسیلیکا بصورت فله و یا این که با تانکرها عرضه می شود .
مــــــزایای به کارگیری از میکروسیلیس در سازه های بتنی
میکروسیلیس سبب ارتقاء مقاومت هاى مکانیکى در بنا های بتنی می شود . میکروسیلیکا منجر کاهش نفوذپذیرى بتن سازه های بتنی می شود . برای کاهش تحرک یون کلر از میکروسیلیکا به کارگیری می نمایند . برای جلوگیرى از خوردگى آرماتور در بتن هاى مسلح از میکروسیلیکا استفاده می نمایند
نقد و بررسی‌ها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.