مقدمه ای بر میکروسیلیکا :
استفاده از مواد پوزولانی همراه با مواد افزودنی شیمیایی در سالهای اخیر به بتن شناسان قدرت داده تا بتوانند بتنهای خاصی را برای شرایط مختلف طراحی نمایند. در میان مواد افزودنی پوزولانی ، میکروسیلیکا، بخاطر ذرات بسیار ریز و جدا شده آن و همچنین درصد بسیار زیادی سیلیس آمورف (غیر بلوری) آن ثابت شده است که برای تولید بتن با مقاومت زیاد ویا بتن با دوام- اگر ضروری نباشد – بسیار مفید خواهد بود. برای کاربرد در بتن توصیه گردیده است که میکروسیلیکا مصرفی باید دارای خصوصیات خاصی باشد.
مزایای میکروسیلیکا :
تاثیر مثبت میکروسیلیکا در بتن عموماً به خاطر دو مکانیزم شناخته شده است.یکی بخاطر فعالیت پوزولانی بسیار زیاد میکروسیلیکا است که باعث کاهش هیدرواکسید کلسیم حاصل از هیدراتاسیون سیمان پرتلند با آب و افزایش ژل تولیدی در خمیر سیمان می گردد و دیگری بخاطر نرمی زیاد میکروسیلیکا است که باعث پر کردن خلل و فرج بین ذرات ژل و سیمان می گردد.اطلاعات قابل دسترس نشان می دهد که سهم میکروسیلیکا در افزایش و کسب مقاومت بتن سهم ثابتی نیست که تنها به مشخصات فیزیکی ویا شیمیاییمیکروسیلیکا مانند ترکیبات سیمانی ، نرمی و غیره بستگی داشته باشد بلکه به عوامل دیگری مانند نوع سیمان ، نسبت آب به سیمان و شرایط عمل آوردن نیز می تواند بستگی داشته باشد.
کاربرد میکروسیلیکا :
عواملی که سهم میکروسیلیکا را در کسب مقاومت بتن افزایش می دهد کاملاً مشهود نیستند.در مطالعات اولیه کاربرد میکروسیلیکا در بتن مقدار جایگزینی میکروسیلیکا در حدود 10 درصد وزن سیمان مصرفی جهت رسیدن به مقاومت مورد نیاز بوده است ولی بعدها گزارش شد که از نظر شیمیایی بیشترین مقاومت بتن ممکن است با مقدار جایگزینی حدود 30 الی 40 درصد وزن سیمان بدست آید ولی در عمل به علت مشکلات ناشی از افزایش تقاضای آب جهت دستیابی به مخلوط کارآرا با موادی که نرمی میکروسیلیکا درصد مقادیر مصرفی میکروسیلیکا بسیار کمتر از این محدوده بوده اند.هرچند که در موارد خاص و کاربردهای خیلی مخصوص که نیاز به مقاومت و دوام زیاد می باشد ممکن است بتنهای حاوی میکروسیلیکا با درصد جایگزینی فوق و با مقدار روان کننده زیاد و نسبتهای آب به سیمان خیلی کم ساخته شوند در این موارد مقادیرمقاومت فشاری در حدود 100 تا 150 مگاپاسگال گزارش شده است.همچنین مشخص شده است که بتن حاوی میکروسیلیکا نسبت به شرایط عمل آوری در دوران اولیه بسیار حساس می باشد و به همین دلیل توصیه شده است که روند توسعه مقاومت در بتن های حاوی میکروسیلیکا به طور چشمگیری تحت تاثیر دمای عمل آوری می باشد.تاثیر عمل آوری تسریع شده به وسیله دماهای بیشتر در مدت زمان اولیه در بتنهای حاوی میکروسیلیکا در مقایسه با بتنهای معمولی بیشتر می باشد. تحقیقات نشان میدهند که افزودن میکروسیلیکا به بتن باعث افزایش دوام بتن در اثر کاهش نفوذ پذیری تغییر شکل ساختمان منافذ (که منجر به کاهش نفوذ یونهای مضر می گردند) و کاهش مقدار هیدرواکسید کلسیم (که باعث مقاومت بیشتر در مقابل حمله سولفاتی می گردد) می شود.افزایش دوام بتن خود باعث افزایش قدرت بتن حاوی میکروسیلیکا در محافظت از خوردگی فولاد مدفون شده در بتن می گردد.
خصوصیات میکروسیلیکا :
در این پژوهش با توجه به تحقیقات انجام یافته و گزارش های ذکر شده در زمینه کاربرد میکروسیلیکا در بتن برای فهم بهتررفتار میکروسیلیکا در بتن خصوصیات فیزیکی و شیمیایی میکروسیلیکا داخلی بررسی شده و تاثیر آن بر خصوصیات مکانیکی و فیزیکی بتن مورد ارزیابی قرار گرفته است.
ازبررسیهای انجام گرفته بر روی میکروسیلیکا تولید داخل نتایج زیر حاصل می گردد: خصوصیات فیزیکی ، شیمیایی و فعالیت پوزولانی میکروسیلیکا ایران مشابه میکروسیلیکا های خارجی می باشد و استفاده از میکروسیلیکا در بتن باعث بهبود خواص مکانیکی بتن می گردد. بطور کلی استفاده از میکروسیلیکا داخل با درصدهای مختلف جایگزینی در بتن باعث افزایش مقاومتهای مکانیکی بتن می گردد و در مورد میکروسیلیکا داخلی مطالعه شده مقدار 10 درصد جایگزینی میکروسیلیکا با سیمان پرتلند بیشترین مقاومتها را حاصل می نماید. روند کسب مقاومت برای بتن های حاوی میکروسیلیکا بیشتر از بتن های معمولی می باشد.
مقاومت فشاری بتن حاوی میکروسیلیکا :
افزایش مقاومت فشاری بلند مدت در مخلوط های حاوی 10 درصد میکروسیلیکا داخلی نسبت به بتن های بدون میکروسیلیکا برای مخلوط های دارای عیار kg/m3 350 به مرتب بیشتر از مخلوط های با عیار kg/m3 400 می باشد.