گروه مهندسی بتن آزما

در این مقاله به تحلیل تاثیر کاربرد ترکیبات پوزولانی و نحوه استفاده از انواع ژل میکروسیلیکا و بررسی قیمت هر کیلو ژل میکروسیلیس بر مقاومت و دوام بتن، مقدار مصرف و خواص آن در بتن آب بند می پردازیم. هرچند که مقاومت فشاری بتن در نقش پرمصرف‌ ترین مصالح ساختمانی، به عنوان یکی از ویژگی‌هایی که بسیاری از متخصصین به بررسی و شناسایی آن پرداخته اند، در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است. از این رو میکروسیلیس ژل شده و پودر میکروسیلیکا به عنوان مواد افزودنی مکمل بتن، یکی از بهترین ترکیباتی هستند که علاوه بر افزایش مقاومت فشاری، به بهبود دوام و کاهش نفوذپذیری بتن بکار میرود.
لزا برای نیل به این هدف با طرح های اختلاط‌ مختلف و نسبت میکروسیلیس پودری، فوق روان کننده، ابر روان کننده و الیاف پلی پروپیلن و نسبت آب به سیمان ثابت، تست های آزمایشگاهی انجام شده است و سپس تاثیر میکروسیلیس در سنین اولیه و نهایی، و سایر سرفصل های زیر مورد ارزیابی و بررسی قرار میگیرد:

• تاثیر میکروسیلیس بر مقاومت بتن
• قیمت ژل میکروسیلیس
• تاثیر میکروسیلیس بر خواص بتن
• نحوه استفاده از ژل میکروسیلیس
• مقدار مصرف ژل میکروسیلیس در بتن
• تاثیر ژل میکروسیلیس الیاف دار
• ترکیبات ژل میکروسیلیس
• کاربرد ژل میکروسیلیس
• ژل میکروسیلیس الیاف دار
• روش ساخت ژل میکروسیلیس
• قیمت ژل میکروسیلیس الیاف دار
• قیمت هر کیلو میکروسیلیس
• ژل میکروسیلیس آب بند

تاثیر میکروسیلیس بر مقاومت بتن

کارشناسان تکنولوژی بتن و صنعت شیمی ساختمان همواره به دنبال پیدا کردن رابطه‌ ای مناسب بین پارامترهای تاثیرگذار، افزایش مقاومت فشاری و بهبود سایر خواص بتن مانند دوام، تراکم، کاهش جذب آب و نفوذ ناپذیری آن می‌باشند. از معیار مقاومت فشاری بتن معمولاً به عنوان مهمترین معیار برای ارزیابی کیفیت بتن یاد می‌شود. افزایش مقاومت به مرور زمان بر اساس تداوم آبگیری سیمان و کاهش در صد تخلخل و فضای خالی بین مواد تشکیل دهنده در مرحله چسبندگی می‌با شد، انواع ژل میکروسیلیس در طرح اختلاط بتن که عمده مواد تشکیل دهنده فرمول ساخت آن یک ماده پوزولانی (غبار میکروسیلیکا) در ترکیب با ماده فوق روانساز نفتالینی یا ابر روان کننده بتن بر پایه پلی کربوکسیلات، الیاف پلی پروپیلن بهره میبرد.
این ترکیب سوپر پوزولانی، با هیدروکسید کلسیم ناشی از هیدراتاسیون سیمان ترکیب شده و اصلی ترین عامل افزایش مقاومت و کاهش تخلخل ذرات تشکیل دهنده بتن را تشکیل می دهد. کریستال‌ های بزرگ هیدروکسید کلسیم در فصل مشترک سنگدانه و خمیر سیمان، مانع افزایش مقاومت می‌شود که میکرو سیلیس تحت واکنش پوزولانی با هیدروکسید کلسیم آن را به اجزائی بنام سیلیکات کلسیم هیدراته تبدیل می‌کند و بدین ترتیب باعث افزایش مقاومت فشاری بتن می‌شود.

قیمت ژل میکروسیلیس

قیمت تمام شده تولید انواع ژل میکروسیلیس و به تبع آن قیمت خرید و فروش با توجه به نوع و مقدار ماده کاهنده آب بر پایه لیگنو یا فوق روان کننده پلی نفتالین سولفونات یا ابر روان کننده کربوکسیلاتی و درصد مصرف از این مواد روانساز تعیین می گردد. ناگفته پیداست که هرچه میزان استفاده و تکنولوژی ساخت این ترکیبات کاهنده آب  بالاتر باشد ژل میکروسیلیکا نیز دارای قیمت بالاتر و از طرفی میزان مصرف پایین تری خواهن د بود.
همچنین گروه مهندسی بتن آزما توانایی طراحی فرمولاسیون های ویژه این محصول را بنا به خواست کارفرمایان پروژه‌های خاص دارا می باشد.

تاثیر میکروسیلیس بر خواص بتن

افزودن ژل میکروسیلیس AG MPA 5 به میزان 5 تا 8 درصد وزن سیمان در طرح اختلاط بتن سبب افزایش مقاومت های مکانیکی بدون اعم از فشاری کششی خمشی و سایشی در سنین اولیه و ثانویه می گردد. بطور مثال به طور مثال افزودن این ژل میکروسیلیکا به میزان 6 درصد سبب افزایش مقاومت فشاری بتن به مقدار چهار تا هشت درصد به ترتیب در سنین 7 تا 56 روز می گردد.
همچنین افزودن 8 درصد از این جمله میکروسیلیس در طبع اطلاعات بتن سبب افزایش مقاومت فشاری به میزان  6 تا 10 درصد در سنین 28 تا 56 روز می گردد. از طرفی مصرف 4 تا 10 درصد از از این افزودنی در طرح اختلاط بتن سبب افزایش مقاومت کششی به میزان 11 تا 27 درصد در سن 28 روزه می گردد. علاوه بر موارد فوق در نمونه های ساخته شده شاهد کاهش مقدار جذب آب بتن در سن 28 روزه به میزان چهار درصد نسبت به نمونه فاقد ژل میکروسیلیس AG MPA 5 بودیم.

" نتایج فوق الذکر به وضوح نشان دهنده آن است که افزودن ژل میکروسیلیس AG MPA 5 به طرح اختلاط بتن سب افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن و کاهش میزان جذب آب می‌گردد. همچنین استفاده از ژل میکروسیلیس الیاف دار با دوز مصرف مشابه در نمونه ها نیز نشان دهنده افزایش مقاومت های مکانیکی و کاهش ترک های ناشی از جمع شدگی بتن بود "

تاثیر ژل میکروسیلیس الیاف دار

همانطور که پیش از این نیز اشاره شد در پژوهشی دیگر که به منظور ارزیابی مقاومت های مکانیکی و دوام بتن در جریان کاربرد ژل میکروسیلیس الیاف دار AG MPAF 5 در نمونه های بتن خود تراکم و پر مقاومت در آزمایشات اسلامپ، تست قیف V و آزمایش جعبه ال شکل و تست استاندارد حلقه جی بر روی بتن خود متراکم، همراه با تحلیل مقاومت فشاری، جذب آب بر روی نمونه های ساخته شده با ژل میکروسیلیس الیاف دار نتایج ذیل را حاصل گردانید:

• افزایش مقدار مشخصی از ژل میکروسیلیس الیاف دار نسبت آب به سیمان (w/c) نمونه های بتنی را کاهش داده، در این بررسی میزان آب به سیمان طرح اختلاط نمونه فاقد ژل میکروسیلیس الیاف دار نیم درصد بوده اما در طرح‌ های دارای 8 درصد ژل میکروسیلیس الیاف دار AG MPAF 5 تا سی و شش صدم درصد کاهش پیدا کرده است.
• همچنین افزودن AG MPAF 5 میزان جذب آب نمونه ها را کاهش داده، به طوری که در طرح بتن فاقد افزودنی این میزان دو نیم درصد و در طرح ساخته شده با 8 درصد ژل میکروسیلیس الیاف دار، میزان جذب به دو سه دهم درصد کاهش پیدا کرده است در واقع ژل میکروسیلیس الیافدار سبب کاهش تخلخل و منافذ بتن گردیده.

>> با توجه به موارد فوق الذکر و علم به این موضوع که، کاهش نسبت آب به سیمان در نمونه های بتنی ساخته شده به همراه ژل میکروسیلیس AG MPAF 5 سبب افزایش میزان مقاومت فشاری نمونه های بتنی می گردد، که این موضوع را با کمک انواع ژل میکروسیلیکا به تراکم بهتر بتن سبب کاهش نسبت آب به سیمان شده و سبب افزایش قابل ملاحظه مقاومت و دوام نمونه های بتنی توضیح داد<<

ترکیبات ژل میکروسیلیس

در بخش‌های قبلی به بررسی تاثیرات دو نوع از محصولات پر فروش ژل میکروسیلیس پرداخته شد. همانطور در بخش مربوط به انواع مزایای ژل میکروسیلیس نیز به آن اشاره خواهد شد، یکی از مهم‌ ترین مزایای استفاده از ژل میکروسیلیس در طرح اختلاط بتن، افزایش دوام بتن در طولانی مدت است. در این بخش به توضیحات کاملتری در ارتباط با آن علل پیدایش این امر (بررسی خواص مواد اولیه تشکیل دهنده فرمول ساخت ژل میکروسیلیکا) خواهیم پرداخت.

پلی نفتالین سولفونات: این ماده با فرمول مولکولی C20H24CaO10S2 و جرم مولی 472.422 گرم به شکل پودری و مایع تولید می‌شود. رنگ نوع پودری آن قهوه‌ای و محلول آبی آن به رنگ قهوه‌ای تیره است. این ترکیب شیمیایی از پلیمریزاسیون نمک سدیم نفتالین و سپس سولفونه کردن محصول با فرمالدئید به دست می‌آید. سولفونات پلی نفتالینی در تولید ژل میکروسیلیکا الیاف دار AG MPAF 3 و مکمل بتن AG MPA 3 استفاده می شود و موجب ساخت مخلوط‌های بتنی با جریان آزاد و قابل پمپ بهتر،  افزایش دوام و کاهش نفوذپذیری بتن در صنعت ساخت و ساز می گردد. این ترکیب در کیسه‌های 25 کیلویی و همچنین به شکل مایع خرید و فروش میشود.

لیگنو سولفونات کلسیم: لیگنوسولفونات‌ ها محصول جانبی تولید خمیر چوب با استفاده از خمیر سولفیت هستند. لیگنوهای LS و SL کاربردهای بسیار متنوعی دارند؛ برای مثال از آن‌ها برای پخش پایدار آفت‌کش‌ها، رنگ‌ها، کربن سیاه و سایر جامدات و مایعات نامحلول در آب استفاده می‌شود، و مهم‌ترین کاربرد لیگنو سولفونات‌ها در تولید انواع روان کننده بتن است. در واقع، لیگنوها امکان تولید بتنی با مقاومت زیاد، با آب کمتر و دیرگیر تر را فراهم می نمایند و در تولید ژل میکروسیلیکا AG MPA 5 و ژل میکروسیلیس الیاف دار AG MPAF 5 کاربرد دارند.

پلی کربوکسیلات اتر: این ماده شیمیایی در زمره مواد اولیه شیمیایی کاهنده آب و حافظ اسلامپ است که به شکل پودری و مایع در تولید روان کننده‌های نسل سوم (ابر روان کننده بتن) به کار گرفته می‌شوند. ابر روان کننده های کربوکسیلاتی با ایجاد فاصله میان هر یک از ذرات سیمان، دانه‌های سیمان را از هم جدا کرده و مانع از کلوخه شدن و به هم پیوستن ذرات سیمان می‌شود. بدین‌ترتیب با جداسازی ذرات سیمان، نسبت آب به سیمان کاهش یافته و روانی بتن به صورت مطلوب باقی می‌ماند. از این ابر روان ساز در تولید پاور ژل میکروسیلیس AG MPA 1 و سوپر ژل میکروسیلیس الیاف دار AG MPAF 1 استفاده می گردد.

الیاف پلی پروپیلن: الیاف PP بتن، الیافی هستند که از پلیمریزاسیون زنجیره ای مونومرهای پروپن و توسط فرآیند ذوب ریسی تولید می‌شوند. این الیاف به طور ویژه ای سخت بوده و در برابر حرارت پایدار و مقاومند. علاوه بر این، آنتی استاتیک بودن و سایر خواص آن در بتن و صنعت ساخت و کارهای ساختمانی سبب شده است که در هر جایی که به دوام و طول عمر بالاتر و اصلاح مصالح نیاز باشد، از این الیاف استفاده گردد. از این الیاف پلیمری در ساخت: ژل میکروسیلیس الیاف دار AG MPAF 5  و ژل میکروسیلیکا الیاف دار AG MPAF 3 و سوپر ژل میکروسیلیس AG MPAF 1 و الیاف دار ژل میکروسیلیس آب بند الیاف دار AG SF Slurry F کاربرد دارد.

میکروسیلیس: دوده سیلیسی (Microsilica) پودر میکروسیلیکا، سیلیس غیر بلوری (آمورف) از جنس دی اکسید سیلیکون است که در کوره‌های قوس الکتریکی به عنوان محصول جانبی تولید عناصر فلزی دیگر حاصل می گردد. بکارگیری این ماده مضاف در مخلوط بتنی موجب دوام و آب بندی بتن می‌شود و همین امر، موجب افزایش استفاده‌ از آن شده است، طی چند گام تولید می‌شود. میکروسیلیس به اشکال و قیمت های متفاوتی تولید و به فروش می‌رسد. این محصول می‌تواند به صورت میکروسیلیس پودری، ژل شده و دوغاب مورد استفاده قرار گیرد و در گروه مهندسی بتن آزما دو محصول: دوغاب ژل میکروسیلیکا AG SF Slurry و ژل میکروسیلیس آب بند الیافدار AG SF Slurry F برای کاربرد حرفه ای و بهره گیری آسان ار خواص غبار میکروسیلیکا تولید شده اند.

مقدار مصرف ژل میکروسیلیس در بتن

مقدار مصرف انواع ژل میکروسیلیس موجود در بازار، در محدوده 1 درصد تا 10 درصد وزن سیمان قرار می‌گیرند. اما همانطور که گفته شد گروه مهندسی بتن آزما بر اساس نیازهای پروژه، ژل‌های میکرو سیلیسی را با درصدهایی در بازه‌های 1 - 3 بر پایه ابر روان کننده کربوکسیلاتی و 3 - 5 درصد بر پایه فوق روانساز نفتالینی و 5 تا 8 درصد بر مبنای روان کننده لیگنو و 3 تا 8 درصد بصورت دوغاب (فاقد مواد کاهنده آب) تولید کرده است.

" لازم به ذکر است در صورتی که از ژل‌های میکروسیلیس الیافدار در بتن استفاده می‌کنید، به سبب اینکه الیاف پلی پروپیلن عموما باعث کاهش میزان کارایی بتن می‌گردد، لذا معمولا باید از میزان بالاتری ژل میکروسیلیس الیاف دار استفاده نمود. به طور مثال این میزان برای ژل میکروسیلیکا الیاف دار AG MPAF 5 در حدود 8 درصد است "

روش ساخت ژل میکروسیلیس

نفوذ یون کلراید در بتن یکی شایع ترین عوامل مرتبط با کاهش دوام دیوار حائل، اسکله  و روسازی بتنی در مناطق مرطوب و کویری حاشیه خزر و حاشیه خلیج فارس، خاک‌های شور حاوی نمک، سولفات و کربنات و بتن‌هایی که در مواقعی خاص به طور مثال نمک‌های یخ‌ زدا در زمستان قرار می‌گیرد، برای روشن شدن موضوع ابتدا توضیحات مختصری در مورد تاثیرات مخرب نفوذ یون کلرید بر بتن ارائه می‌دهیم. بتن دارای محیط قلیایی است، این محیط قلیایی در قسمت هایی که در مجاورت عوامل محیطی قرار دارد با کاور بتنی از آرماتور‌های مسلح کننده بتن محافظت می نماید.

نفوذ یون کلراید در کنار نفوذ رطوبت سبب ایجاد خاصیت اسیدی شده و این خاصیت اسیدی سبب تخریب شدن لایه پوشش روی میلگرد (محافظ قلیایی) می‌شود. ناگفته پیداست که پس از، از بین رفتن لایه محافظ آرماتور‌بندی درون بتن به سرعت بالایی زنگ می‌زند. پس نتیجه می‌گیریم که نفوذ یون کلراید در نهایت سبب زنگ زدن آرماتور‌ بندی درون بتن و در نهایت از هم پاشیدن بتن میشود. نفوذ باران اسیدی درون بتن یا نفوذ دی اکسید کربن نیز فرآیند مشابهی در ارتباط با خوردگی آرماتور ایجاد می‌کند. پیشنهاد می‌گردد در طرح اختلاط این بتن‌ها از پاور ژل میکروسیلیس AG MPA 1 یا نظایر آن ( پودر میکروسیلیس یا دوغاب میکروسیلیس در ترکیب با ابر روان کننده بتن بر پایه پلی کربوکسیلات اتر) استفاده شود.

نقش میکروسیلیس در افزایش دوام بتن

همانطور که اشاره شد پاور ژل میکروسیلیکا سبب کاهش حفرات و منافذ مویینه درون بتن شده و نفوذپذیری بتن را به نحوه چشمگیری کاهش می‌دهد. به همین دلیل سرعت نفوذ یون کلراید و دی اکسید کربن و از طریق رطوبت به داخل بتن کاهش یافته و دوام بتن در در معرض یون کلرید تضمین می‌شود.

یون سولفات به طور گسترده در خاک یافت می‌شود، همچنین سازه‌های دریایی مانند پایه‌های اسکله‌ها و مخازن بتنی تصفیه خانه و نگهداری فاضلاب و لوله‌های بتنی انتقال فاضلاب یا کانال ها، نمونه‌هایی دیگر از مواردی است که بتن در معرض یون سولفات قرار می‌گیرد. ترکیب یون سولفات درون بتن سبب ایجاد واکنش‌هایی شیمیایی با مواد سیمانی شده که سبب تشکیل اترینگایت در بتن شده و این ماده با افزایش حجم سبب بروز ترک خوردگی در بتن می‌شود. در ادامه این ترک خوردگی های بتن خود نیز یکی از روش های نفوذ بیشتر رطوبت و یون‌ها مخرب به درون بتن را فراهم و باعث تشدید خرابی‌های بتن می‌شوند.

استفاده از سوپر ژل میکروسیلیس الیاف دار AG MPAF 1 در بتن سبب کاهش میزان نفوذپذیری رطوبت و یون سولفات به بتن شده و سبب دوام بتن در مقابل فروش ژل میکروسیلیس می‌شود. تاثیر ژل میکروسیلیس از نظر افزایش دوام بتن در مقابل فرسایش ناشی از یخ زدن و آب شدن مایعات درون حفرات و لوله های مویینه بتن سبب ترک خوردگی و ورقه ورقه شدن بتن می‌گردد، ضمنا از آنجا که سوپر ژل میکروسیلیس به الیاف پلیمری پلی پروپیلن مسلح گردیده، کاربرد آن سبب کاهش ترک های ناشی از جمع شدگی بتن در سنین اولیه شده و از این طریق نیز به کاهش نفوذپذیری کمک مینماید. نمونه این نوع خرابی‌ها رو می‌توان به وفور در سازه‌های در معرض رطوبت به طور مثال روسازی‌های بتنی، سازه‌های سد، پایه‌های پل‌ها و ابنیه ای از این دست یافت.

" کاربرد سوپر ژل میکروسیلیس الیاف دار علاوه بر کاهش میزان نفوذپذیری بتن در مقابل رطوبت و آب، سبب افزایش پیوستگی و مقاومت بتن شده و خرابی‌های ناشی از یخ زدن و آب شدن می‌شود "

کاربرد ژل میکروسیلیس

• احداث سازه‌هایی که در معرض بارهای دینامیکی، ضربه ای بوده و نیازمند مدول الاستیسیته بالا می باشد.
• ساخت و ساز در مناطق خشک؛ به دلیل تاخیر در عمل آوری اولیه در اثر بهبود چشمگیر حفظ رطوبت داخلی بتن طی استفاده از ژل میکروسیلیس.
• ساخت سازه های بتنی آب بند؛ ژل میکروسیلیس آب بند الیاف دار AG SF Slurry F پس از ترکیب با سیمان، ساختاری تشکیل می‌دهد که سبب آب‌ بندی بتن می‌گردد و به دلیل حضور مواد روان کننده در ساختار ژل امکان پرکنندگی حفرات میکروسکوپی بتن به طور کامل وجود دارد.
• ساخت سازه های نظامی؛ و بطور کلی ابنیه ای که در معرض خطر انفجار و آتش سوزی هستند.
• ساخت بتن‌های پرمقاومت؛ استفاده از مکمل بتن باعث تشکیل ذرات سیلیکات کلسیم سخت شده و یک بتن با مقاومت بسیار بالا تولید می‌گردد.
• سازه های در معرض فرسایش و پدیده کاویتاسیون.
• طرح اختلاط بتن‌های بادوام؛ از آنجا که افزایش دوام و پایایی بتن با کاهش نفوذپذیری بتن ارتباط مستقیم داشته و اضافه کردن این میکروسیلیس ژل به بتن سبب این موضوع و تقلیل چشمگیر جذب آب و در نتیجه افزایش دوام بتن می گردد.
• در طراحی سازه هایی که دارای مقاطع نازک بتنی می باشند.
• تولید بتن‌های خود تراکم؛ برای تولید بتن‌های خود متراکم و با کارایی بالا از انواع ژل میکروسیلیکا و دوغاب میکروسیلیس به دلیل دوده سیلیسی استفاده می‌کنند که پس از فعال شدن سبب قوام بیشتر بتن و افزایش کارایی‌های بتن خود متراکم می‌گردد.

دوغاب میکروسیلیس

" به وضوح می توان بهبود پراکندگی ذرات میکروسیلیکا در ساختار بتن را در اثر کاربرد دوغاب ژل میکروسیلیکا AG SF Slurry را به عنوان امتیازی جدی برای جایگزین  حالت پودری که علاوه بر بهبود خواص مکانیکی در اصلاح کارپذیری نیز موثر دانست "

قیمت هر کیلو میکروسیلیس

قیمت خرید انواع ژل میکروسیلیکا طبق آنچه تا به اینجا توضیح آن رفت بر مبنای فرمول ساخت و مواد اولیه بکار رفته تعیین می گردد، معمولاً در پروژه‌های بتنی با هدف افزایش دوام و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری به سراغ خرید این محصولات پوزولانی می روند و از این رو دانستن قیمت هر کیلو گرم ژل و تاثیر بار مالی آن برای پروژه اهمیت پیدا می‌نماید.

نمایندگی های فروش محصولات شیمی ساختمان گروه مهندسی بتن آزما در ازنا، تبریز، خمین، سمنان، شیراز، تهران، اصفهان، مشهد، همدان، کاشان، کرمان، ملایر، یزد، اهواز، اردبیل، کرج، کرمانشاه، مازندران و سراسر ایران آماده ارائه مشاوره، لیست قیمت فروش می باشند.