» توليد كننده بتون«
ميكروسيليكا چيست؟ سيمان يا ماده‌اي افزودني؟
جواب: ميكروسيليكا، نام ديگر بخار سيليكاست. در زمينه صنعت بتون گروهي معتقدند كه ميكروسيليكا جامع‌تر از بخار سيليكاست. محصول توليد شده، از كوره‌هاي الكتريكي توليد كننده فروسيليكون و يا فلز سيليكون بدست مي‌آيد. به همين دليل است كه ميكروسيليكا ناميده مي‌شود. ميكروسيليكا جهت فروش به بازار عرضه مي‌شود و به صورت پودري خيلي نرم مي‌باشد ميكروسيليكا داراي خواص زير مي‌باشد:
- كاهش جداسازي و هواگيري در بتون تازه
- افزايش جامع، كششي و قدرت خمشي در دوره مراقبت
- جايگزيني بيش از 35 درصد opc در يك مخلوط
- كاهش ورود آب زيان آور شيميايي
- كاهش نفوذ گازها و بنابراين كاهش كربناسيون
- بهبود مقاومت در سيكلهاي يخ زدن و آب شدن يخ
- افزايش مقاومت سايشي
- كاهش خطر قليائي شدن و يا سيليكاتي شدن
- افزايش كارايي، اسلامپ هم تراز
- كاهش تشكيل باندهاي شيشه‌اي در هنگام كار بروشات كربني
» مقاوم حرارت«
دماي بالا: ميكروسيليكا در واكنش با آلومينا تشكيل فولايت ميدهد كه كارايي آن تا ° c 1700 افزايش مي‌يابد.
گرما: افزايش قدرت بدون ايجاد آلودگي
جريان: كاهش نياز به آب در هنگام كار در محل
چگالي( تراكم) قالب‌ريزي: پركردن خلل و فرج براي نفوذ‌پذيري كمتر قدرت بالا و انتقال حرارت
» ميكروسيليكا«
ميكروسيليكا( پودر سيليكا) از دودة كوره بازيافت مي‌شود فيلترهاي سيستم تميز كننده دوده، گرد و غبار را از كوره مي‌گيرد و هواي تميز را عبور ميدهد. از ميكروسيليكا عمدتاَ جهت اضافه كردن به بتون استفاده مي‌شود مانع نفوذ كلريد به بتون مي‌شود بنابراين ميل گردها را از خوردگي زودرس حفظ مي‌كند. افزودن ميكروسيليكا به سيمان جهت افزايش مقاومت در برابر سائيدگي مي‌شود و تراكم خمش و كشش را افزايش ميدهد ميكروسليكا مواد ما كاربردهاي جديدي در صنايع مختلف پيدا مي‌كند.
خواص ميكروسيليكا:
ميكروسيليكا مانع نفوذ كلريد به بتون مي‌شود و بنابراين ميلگردها را در برابر سايش زودرس حفظ مي‌كند. مخلوط ميكروسيليكا و بتون براي ساختمان‌هاي زير آبي و پلها مناسب‌اند معمولاَ سيمان پرتلند در اثر تركيب با ميكروسيليكا درمقابل سولفاتها مقاومت مي‌كند( مشابه سيمانهاي ضد سولفات) ميكروسيليكا نفوذ‌پذيري بتون را كاهش داده و باعث افزايش استحكام آن مي‌شود. افزايش ميكروسيليكا به سيمان سبب مقاومت در برابر سائيدگي مي‌شود. و سبب افزايش تراكم، مقاومت خمش و كشش مي‌شود.
افزايش مقاومت سيمان با ميكروسيليكا
ميكروسليكا ماده افزودني به بتون است كه سبب استحكام بتون و افزايش مقاومت بتون در برابر گرما و رطوبت مي‌شود.
مقايسه خوردگي بتون ايپانكس با بتون ميكروسيليكا
موضوع آزمايش: اين برنامه تحقيق خوردگي بتون ايپانكس و ميكروسيليكا توسط ديپا براي ارزيابي و مقايسه هر دو افزودني در مخلوطهاي بتوني مشابه به عنوان سيستم‌هاي محافظت كننده از خوردگي بود.
مراحل آزمايش: شامل خوردگي، آزمايش خوردگي، روي نمونه‌اي بود كه توسط انجمن فدرال شاهراهاي آمريكا براي ارزيابي خوردگي ميل‌‌‌‌‌‌گرد معمولي سياه در بتون استفاده شده بود.
توضيح آزمايش: قطعات بتون با طرحهاي مشابه و استفاده خرده سنگهاي مشابه سيمان و آب تحت شرايط كنترل شده ساخته مي‌شوند.
قطعات در سايزهاي مختلفهستند و نمودار (1) محلول نمك طعام به مدت چهار روز پي‌درپي درون قطعات ريخته مي‌شود و بعد از چهار روز محلول را خالي كرده و قطعات را شسته و براي سه روز در دماي˚F 100 نگهداري مي‌شوند اين سيكل پركردن با آب نمك و خشك كردن در دماي ˚F 100 طي 48 هفته ادامه مي‌يابد.
مراحل آزمايش: دالهاي بتوني توسط طرحهاي مختلف كه در زير بيان شده قالب‌ريزي شده‌اند بلافاصله بعد از قالب‌ريزي دالهاي بتوني در بسته‌هاي پلاستيكي به مدت سه روز نگهداري شده و مدت 25 روز در دماي ˚F 80- 60 در معرض هوا قرار مي‌گيرند. روي كناره‌هاي دالها و انتهاي ميلگردها دو لايه پوششي اپوكسي زده مي‌شود و سرهاي ساخته‌شده در دور تا دور دالهاي بتوني آب نمك را نگهداري مي‌كند. سطح بالايي دالهاي بتوني سندپلاست مي‌شوند ميل‌گردهاي بالايي به يك سر مقاومت 10اهمي با سيم مسي وصل شده و ميل‌گردهاي پائيني به سر ديگر آن وصل مي‌شوند. خوردگي بين ميل‌گردهاي بالايي( آندها) و ميل‌گردههاي پائيني( كاتدها) قابل اندازه‌گيري است. اختلاف پتانسيل ميل‌گردهاي بالايي براي تعيين ميزان خوردگي ميلگردها اندازه‌گيري مي‌شود. همه اندازه‌گيريهاي الكتريكي هفته‌اي يكبار طي 48 هفته انجام مي‌شود.
نتيجه آزمايش: جريانات خوردگي( نمودار2) سولفات مس، قدرت باطري( نمودار 3) محتويات يون‌‌كلرايد ( نمودار 4) در نمودارهاي زير نشان داده شده است. نمودارهاي ميله‌اي عمودي در شكل(2) ميزان خوردگي را بر حسب ميكروآمپر در بازه‌هاي زماني 4هفته‌اي در مدت 48 هفته آزمايش نشان ميدهد. جريانات ضعيف برق مشاهده شده حاكي از عدم وجود خوردگي ميلگردها و بتون ايپانسكي و ميكروسيليكات مي‌باشد.
نمودارهاي ميله‌اي عمودي شكل 3 جريان ورودي برق را در بازه زماني 4 هفته‌اي در هفته‌هاي 24تا 48 يعني نصف زمان مقدر نشان ميدهد. اطلاعات اوليه به دليل اينكه باطريهاي سولفات مس دردسترس نبودند نشان داده نشد. ولتاژ الكتريكي براي مشخص كردن ميزان خوردگي ميلگردها انجام شد.
مشخصات بارز عددي ولتاژ عبارتند از:
- اگر ولتاژ بزرگتراز 2/0- باشد، 90 درصد احتمال اينكه ميلگردها در زمان اندازه‌گيري خرده نشوند وجود دارد.
- اگر ولتاژ بين 35/0- و2/0- باشد فعاليت خوردگي غير قطعي است.
- اگر ولتاژ كمتر از 35/0- باشد بيش از 90 درصد احتمال خوردگي ميلگردها در طول اندازه‌گيري وجود دارد.
نمودارهاي ميله‌اي عمودي شكل 4 ميزان يون كلرايد را به صورت درصدي بعد از 48 هفته آب دادن و خشك كردن نشان ميدهد. نمونه‌هاي بتوني به صورت افقي( همانند ميلگردها) در عمق مشخص شده قرار داده مي‌شوند. اطلاعات مشخص شده ميانگين از حداقل سه بررسي را نشان مي‌هد.
ميزان كلرايد يون پائين‌‌‌تر از حد مورد قبول از آغاز خوردگي است. در انتهاي آزمايش ميلگردها از والهاي بتوني برداشته شده تحت بازرسي قرار گرفته‌اند. هيچ خوردگي برروي ميلگردها قابل مشاهده نبوده.
خلاصه: بتونهاي ايپانسكي و ميكروسيليكات به مدت 48 هفته مورد مقايسه قرار گرفتند. ميكروسيليكات، تراكم گاز( دود) سيليكا و يا گاز سيليكا از طريق صنعت فلز سيليكون و يا آلياژ فروسيليكون توليد مي‌شود.
ميكروسيليكا متشكل از ذرات كروي شكلي از دي‌اكسيدسيليكون و حدوداَ بين 100-50 بار كوچكتر از ذرات سيمان مي‌باشد و از تركيب با سيمان پرتلند بسيار پوزولونيك مي‌باشد در طي مراحل هيدراسيون سيمان مازاد هيدروكسيدكلسيم وجود دارد. ميكروسيليكايي اضافه شده
(Sio2) با مازاد هيدروكسيدكلسيم واكنش نشان ميدهد و اين سبب توليد مقدار زيادي از سيليكات كلسيم شده كه قوي‌تر و متراكمتر از هيدروكسيد كلسيم مي‌باشد. همچنين ميكروسيليكا پركننده خوبي براي خلل و فرج مي‌باشد. ذرات بسيار ريز قادر به پر كردن فضاهاي خالي در بتون مي‌باشد و باعث تراكم بتون مي‌شوند.
بعبارتي ساده‌‌تر اثرات پوزولونيك و پركنندگي ميكروسيليكا در تركيب با سيمان پرتلند امكان توليد بتون با قدرت و مقاومت شيميايي بالا هواگيري كمتر وكاهش نفوذ‌پذيري را ميدهد. اولين آزمايش‌هاي ميكروسيليكايي در سال 1952 انجام شده و ميكروسيليكا از اواخر دهه 70 در صنعت بتون‌سازي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
جدول شماره(1)
|
سيمان ايپاليكي
|
|
سيمان ميكروسيليكا
|
|
سيمان
|
48#
|
44#
|
|
ماسه
|
112.8#
|
112.8#
|
|
شن بادامي
|
62#3.4˝
|
62#3.4˝
|
|
شن نخودي
|
62#1.2˝
|
62#1.2˝
|
|
آب
|
16.24#
|
15.2#
|
|
HR/WR ?
|
LoF.0#
|
24Fl.02
|
|
ماده هوازا
|
3.8 ml
|
12 m.l
|
|
ديپانكس
|
6.6Fl.o#
|
ميكروسيليكا 4#
|
|
هوا
|
6%
|
6%
|
|
اسلمپ
|
S˝
|
51.2˝
|
|
پخت آب با سيمان
|
0.34
|
0.34
|