ژل میکروسیلیس

فهرست

1. تعریف میکروسیلیس
2. مشخصات فنی
3. معایب
4. مزایای استفاده
5. کاربردها
6. موارد استفاده
7. چگونه باعث کاهش نفوذ آب می شود
8. میزان مصرف
9. چگونگی استفاده
10. مواد تشکیل دهنده
11. استانداردهای بین المللی
12. نحوه استفاده و نکات اجرایی

ژل میکروسیلیس چیست

ژل میکروسیلیس ( به انگلیسی : Micro Silica Gel ) یا مکمل بتن نوعی افزودنی بتن پیشرفته بر پایه روان ساز بتن، ‌میکروسیلیس، سیلیس و الیاف پلی پروپیلن می باشد ، این دست از محصولات در واقع نوعی مکمل ملات های سیمانی مدرن است، که ساختار آن بر اساس روان کننده های بتن و الیاف پلی پروپیلین دفع کننده آب است که با نام میکروسیلیکا الیاف دار هم شناخته می شود. در ساخت و تولید بتن های گوناگون از جمله بتن عایق یا آب بند با اسلامپ بالا، بتن های توانمند و تقویت شده، بتن مستحکم و بادوام که با پوشش دادن منافذ و فضاهای خالی در زمان اختلاط  بتن های نفوذ ناپذیر از ژل میکروسیلیس استفاده می گردد.

در تعریف علمی از ژل میکروسیلیس می توان گفت : ژل میکروسیلیس یک افزودنی است که به بتن اضافه می‌شود تا خواص مکانیکی و فیزیکی آن را بهبود بخشد. این ژل از سیلیس میکرونی به دست می‌آید. وقتی این ژل به بتن اضافه می‌شود، با آب و سیمان واکنش نشان می دهد و یک ماتریس سیلیسیمی تشکیل می‌دهد. این ماتریس سیلیسیمی به ساختار داخلی بتن اضافه می‌شود و باعث افزایش مقاومت فشاری و خمشی بتن می‌شود. همچنین، ژل میکروسیلیس باعث کاهش نفوذپذیری بتن نسبت به آب و گازها می‌شود و مقاومت آن در برابر خوردگی و حملات شیمیایی را افزایش می‌دهد.

مشخصات فنی میکروسیلیس

میکروسیلیس (micro silica) جز مواد پوزولانی بسیار فعال است که دارای ذرات کروی شکل است که قطر ذرات آن کمتر از ۱ نانومتر بوده و به طور متوسط دارای قطر ۱۵, نانومتر هستند که به طور تقریبی ۱۰۰ برابر کوچیکتر از ذرات سیمان می باشند.

مقدار SiO2 موجود در ساختار باید بیشتر از ۸۵ در صد باشد. میکروسیلیس تحت عنوان دوده سیلیس (silica fume) نیز شناخته می شود که به واسطه در صد بالای SiO2 در ساختار شیمیایی خود خاصیت پوزولانی بسیار بالایی دارد. چگالی ویژه میکرو سیلیس را می توان در حدود 2.2 در نظر گرفت این در حالی است که چگالی ویژه سیمان 3.15 می باشد. برای کنترل کیفیت میکروسیلیس آیین نامه ملی شماره 13278 و آیین نامه ASTM C1240 مورد استفاده قرار می گیرد.

معایب ژل میکروسیلیس 

گاهی به جهت سهولت در حمل و نقل و استفاده از پودر میکروسیلیس استفاده می شود. و این پودر حتی به صورت خشک نیز به مصالح اضافه می گردد که تاثیرات بسیار نا مطلوبی بر خواص بتن تازه و سخت شده می گذارد .

در ادامه به برخی ازین عیوب اشاره می گردد:

آثار نامطلوب محیط زیستی

در هنگام استفاده گرده آن در محیط پخش شده و باعث ایجاد آلودگی در محیط کارگاه می شود.

تاثیر بر انسان

اگر دوده سیلیس در محیط کارگاه پخش شود تاثیر نامطلوب بر ساختار تنفسی و پوست انسان دارد .

هسته زایی

یکی از مهم ترین عیوب استفاده از دوده سیلیس به صورت پودری و خشک در بتن این است که تعدادی ازین ذرات در کنار یکدیگر جمع شده و به خوبی آبگیری نمی شوند و با محصولات هیدراسیون واکنش نمی دهند لذا باعث هسته زایی در نقاطی می شوند که موجب ضعف در خواص مکانیکی و دوامی بتن می گردد.

یکی از روش های کاربردی در این زمینه استفاده از ژل میکروسیلیس است که می تواند تاثیرات مطلوب بسزایی در خواص مکانیکی و دوامی بتن داشته باشد. علاوه بر این می توان مواد روان کننده و فوق روان کننده را هم در این ژل گنجاند که تاثیر همزمان خوبی داشته باشد.

ژل میکروسیلیس بهتر است در کارخانه و تحت استاندارد مناسب تهیه و تولید شود تا از کیفیت بیشتر و بهتری برخوردار باشد.

مزایای استفاده از ژل میکروسیلیس

• همگنی بیشتر مخلوط بتن
• چسبندگی بهتر اجزای بتن 
• به خلل فرج سنگدانه نیز وارد شده و باعث بهبود ناحیه انتقال میشود
• کاهش نفوذپذیری بتن
• افزایش بیشتر مقاومت فشاری بتن
• افزایش بیشتر مقاومت کششی و خمشی بتن 
• افزایش مقاومت در سایش و فرسایش 
• کاهش درجه حرارت بتن
• افزایش مقاومت در برابر سیکل های ذوب و یخ
• کنترل بهتر  سرطان بتن
• افزایش بیشتر  مقاومت در برابر حمله یون های کلراید
• افزایش بیشتر  مقاومت در برابر محیط سولفاتی

کاربردهای ژل میکروسیلیس

ژل میکروسیلیس یک ماده شیمیایی است که به عنوان یک ماده پرکننده و تقویت کننده در صنعت ساختمان استفاده می شود. برخی از کاربردهای اصلی آن عبارتند از:

• افزایش مقاومت بتن : ژل میکروسیلیس به عنوان یک ماده پرکننده در تولید بتن استفاده می شود. با اضافه کردن این ماده به بتن، مقاومت و سختی آن افزایش می یابد و بتن مقاومت بیشتری در برابر فشار، خمش و سایش دارد.
• کاهش نفوذپذیری بتن : ژل میکروسیلیس با ایجاد یک ساختار میکروپوروس در بتن، نفوذپذیری آن را کاهش می دهد. این ویژگی می تواند در کاهش نفوذ آب، رطوبت و مواد آلوده به بتن مؤثر باشد.
• افزایش مقاومت در برابر حرارت : ژل میکروسیلیس می تواند مقاومت بتن در برابر حرارت را افزایش دهد. با اضافه کردن این ماده به بتن، می توان در برابر تغییرات حرارتی ناشی از آتش سوزی و یا تغییرات دمایی محیط مقاومت بتن را افزایش داد.
• کاهش انقباض بتن : ژل میکروسیلیس می تواند انقباض بتن را کاهش دهد. این ویژگی می تواند در کاهش ترک خوردگی و تغییر شکل بتن مؤثر باشد.
• افزایش مقاومت در برابر شیمیایی : ژل میکروسیلیس می تواند مقاومت بتن در برابر مواد شیمیایی مختلف مانند اسیدها، قلیاها و مواد آلوده را افزایش دهد.
• بهبود خواص مکانیکی سیمان : ژل میکروسیلیس می تواند خواص مکانیکی سیمان را بهبود بخشد و مقاومت آن را در برابر فشار و خمش افزایش دهد.

موارد استفاده از ژل میکروسیلیس

• بتن های پر مقاومت
• بتن های توانمند 
• بتن های فوق توانمند
• بتن های خود تراکم
• بتن های سبک سازه ایی
• بتن های ژئوپلیمری
• ملات های تزریقی برای تعمیرات
• بتن های حجیم هچون سد سازی
• قالب های ماندگار در محیط های دریایی

ژل میکروسیلیس چگونه باعث کاهش نفوذ آب در بتن می شود

ژل میکروسیلیس یک ماده شیمیایی است که به عنوان یک افزودنی به بتن اضافه می شود. این ماده باعث تشکیل ژل هایی در داخل ساختار بتن می شود که باعث کاهش نفوذ آب در بتن می شود.

علت کاهش نفوذ آب در بتن به دلیل ویژگی های شیمیایی و فیزیکی ژل میکروسیلیس است که عبارتند از:

1. افزایش چگالی بتن: ژل میکروسیلیس باعث افزایش چگالی بتن می شود و در نتیجه نفوذ آب را کاهش می دهد.
2. تشکیل پل های هیدروژنی: ژل میکروسیلیس قادر است پل های هیدروژنی با آب تشکیل دهد که باعث کاهش نفوذ آب در بتن می شود.
3. تشکیل مواد ژلی در ساختار بتن: ژل میکروسیلیس باعث تشکیل مواد ژلی در ساختار بتن می شود که باعث کاهش نفوذ آب می شود. به طور کلی، استفاده از ژل میکروسیلیس به عنوان یک افزودنی در بتن می تواند باعث کاهش نفوذ آب و افزایش مقاومت بتن در برابر آب، رطوبت و سایر عوامل آبی شود.

میزان مصرف ژل میکروسیلیس در بتن

میزان مصرف ژل میکروسیلیس در بتن بستگی به نوع بتن، نیازهای پروژه و شرایط محیطی دارد. اما به طور کلی، میزان مصرف ژل میکروسیلیس در بتن معمولاً بین 5 تا 10 درصد وزنی سیمان است. برای مثال، در یک مخلوط بتنی که شامل 400 کیلوگرم سیمان است، میزان مصرف ژل میکروسیلیس می‌تواند بین 20 تا 40 کیلوگرم باشد. اما برای دقت بیشتر، بهتر است با مهندس بتن مشورت کنید تا میزان مصرف دقیق ژل میکروسیلیس را براساس نیازهای خاص پروژه تعیین کنید.

ژل میکروسیلیس چگونه در بتن استفاده می شود؟

ژل میکروسیلیس یک ماده افزودنی است که در ترکیب بتن استفاده می شود. این ژل به صورت پودری عرضه می شود و با اضافه کردن آن به مخلوط بتن، خواص مکانیکی و فیزیکی بتن را بهبود می بخشد.

برای استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن، مراحل زیر را می توان دنبال کرد:

• تهیه مخلوط بتن : ابتدا مخلوط بتن را با ترکیب مواد اولیه مانند سیمان، ماسه، شن و آب تهیه کنید. این مخلوط باید به طور کامل مخلوط شده و یکنواخت باشد.
• اضافه کردن ژل میکروسیلیس : پودر ژل میکروسیلیس را به مخلوط بتن اضافه کنید. میزان اضافه کردن ژل میکروسیلیس بستگی به نوع بتن و خواص مورد نظر دارد. معمولاً 5 تا 10 درصد وزنی ژل میکروسیلیس به وزن سیمان استفاده می شود.
• مخلوط کردن : مخلوط بتن را به طور کامل مخلوط کنید تا ژل میکروسیلیس به طور یکنواخت در سراسر مخلوط پخش شود. می توان از میکسر بتن یا دستگاه های دیگری برای انجام این کار استفاده کرد.
• بتن ریزی : بتن را در قالب یا سازه مورد نظر ریخته و صاف کنید. مطمئن شوید که بتن به طور کامل در قالب تراکم شده و هوا حبس نشود.
• خشک شدن بتن : بعد از ریختن بتن، آن را به مدت مناسبی برای خشک شدن قرار دهید. زمان خشک شدن بستگی به شرایط محیطی و نوع بتن دارد. با استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن، می توان خواص مکانیکی بتن را بهبود داده و مقاومت آن را در برابر خوردگی، سایش و شکستن افزایش داد. همچنین، این ژل می تواند به عنوان یک ماده پرکننده برای ترک های موجود در بتن استفاده شود و باعث افزایش مقاومت بتن در برابر نفوذ آب و مواد آلوده شود.

مواد تشکیل دهنده ژل میکروسیلیس

مواد تشکیل دهنده ژل میکروسیلیس عبارتند از:

• سیلیس : سیلیس یکی از مهمترین مواد تشکیل دهنده ژل میکروسیلیس است. این ماده از سنگ های سیلیسیومی مانند سیلیس کلرید، سیلیس اکسید و سیلیسات ها استخراج می شود.
• آب : آب به عنوان حلال در فرآیند تهیه ژل میکروسیلیس استفاده می شود. آب باعث تشکیل یک ژل که قابلیت پخش نور و انتقال حرارت را دارد، می شود.
• مواد شیمیایی : برخی از مواد شیمیایی مانند نیترات سدیم، کلرید سدیم و سولفات سدیم نیز در فرآیند تهیه ژل میکروسیلیس استفاده می شوند. این مواد به عنوان فعال کننده ها و کاتالیزورها در فرآیند تشکیل ژل میکروسیلیس عمل می کنند.
• مواد افزودنی : برخی از مواد افزودنی مانند پلیمرها، رنگ ها و مواد معدنی نیز به ژل میکروسیلیس اضافه می شوند تا خواص مکانیکی، حرارتی و ظاهری آن را بهبود بخشند.
• مواد پرکننده : برخی از مواد پرکننده مانند سیمان، شن و ماسه نیز به ژل میکروسیلیس اضافه می شوند تا حجم آن را افزایش دهند و خواص مکانیکی آن را بهبود بخشند. با استفاده از این مواد تشکیل دهنده، ژل میکروسیلیس به عنوان یک ماده ساختمانی با خواص مکانیکی، حرارتی و شیمیایی بالا در صنعت ساختمان استفاده می شود

استانداردهای بین المللی برای ژل میکروسیلیس

استانداردهای بین المللی برای ژل میکروسیلیس عبارتند از:

1. استاندارد ASTM C1240 : استاندارد ASTM برای ژل میکروسیلیس در بتن و مواد ساختمانی است. این استاندارد شامل مشخصات فیزیکی و شیمیایی ژل میکروسیلیس است.
2. استاندارد EN 13263 : استاندارد اروپایی برای ژل میکروسیلیس در بتن و مواد ساختمانی است. این استاندارد شامل مشخصات فیزیکی و شیمیایی ژل میکروسیلیس است.
3. استاندارد ISO 13406 : استاندارد بین المللی برای ژل میکروسیلیس در صنعت ساختمان است. این استاندارد شامل مشخصات فیزیکی و شیمیایی ژل میکروسیلیس است.
4. استاندارد ACI 232.2R-03 : استاندارد آمریکایی برای استفاده از ژل میکروسیلیس در بتن و سیستم های سازه است. این استاندارد شامل راهنمایی ها و مشخصات فنی برای استفاده از ژل میکروسیلیس در ساختمان های بتنی است.
5. استاندارد BS EN 1504-2 : استاندارد اروپایی برای استفاده از ژل میکروسیلیس در تعمیر و تثبیت سازه های بتنی است. این استاندارد شامل راهنمایی ها و مشخصات فنی برای استفاده از ژل میکروسیلیس در تعمیر و تثبیت سازه های بتنی است. این استانداردها به منظور تضمین کیفیت و عملکرد مناسب ژل میکروسیلیس در صنعت ساختمان تهیه شده اند و توسط سازمان ها و موسسات مربوطه در سراسر جهان تعیین و اعتماد به آنها صورت می گیرد

نحوه استفاده و نکات اجرایی ژل میکروسیلیس

بهتر است ژل میکروسیلیس پس از اختلاط سنگدانه و سیمان به مخلوط اضافه شده و پس از چند دقیقه اختلاط مناسب مقدار باقی مانده آب به خلوط اضافه شود در این صورت عملکرد بهتری خواهد داشت.