تامین کننده گروه پایدار ساخت دژآوه

مقدمه

در دنیای امروز که سازه‌ها باید هم مقاوم، هم بادوام و هم اقتصادی باشند، افزودنی‌های معدنی بتن نقش مهمی در ارتقای کیفیت بازی می‌کنند. یکی از مهم‌ترین و مؤثرترین این افزودنی‌ها، میکروسیلیس یا سیلیکا فوم (Silica Fume) است.
این ماده، که محصول جانبی صنایع فروسیلیس است، به دلیل سطح ویژه‌ی بسیار بالا و واکنش‌پذیری شیمیایی زیاد، توانسته است انقلابی در صنعت بتن ایجاد کند.

تعریف میکروسیلیس چیست؟

میکروسیلیس (Micro Silica / Silica Fume) پودری بسیار ریز با ذرات کروی از جنس دی‌اکسید سیلیسیم (SiO₂) است که به عنوان یک ماده پوزولانی بسیار فعال در بتن و ملات استفاده می‌شود.

ذرات میکروسیلیس حدود ۱۰۰ برابر ریزتر از ذرات سیمان پرتلند هستند (قطر معمولی بین ۰.۱ تا ۰.۳ میکرون) و به‌صورت پودر خاکستری بسیار نرم در دسترس است.

در واقع، این ماده محصول جانبی فرآیند تولید فروسیلیس یا سیلیس متالورژیکی در کوره‌های قوس الکتریکی است. بخار سیلیس تولیدشده در دمای حدود ۲۰۰۰ °C به سرعت سرد می‌شود و ذرات آمورف (غیرکریستالی) SiO₂ تولید می‌کند.

ترکیب شیمیایی

میکروسیلیس عمدتاً از SiO₂ آمورف (غیر بلوری) تشکیل شده و معمولاً بیش از ۸۵ تا ۹۵٪ از جرم آن را سیلیس تشکیل می‌دهد.

ترکیب معمول میکروسیلیس:

جزء	درصد وزنی تقریبی
SiO₂	85 – 98 %
Al₂O₃	0.2 – 1.0 %
Fe₂O₃	0.1 – 0.5 %
MgO	0.1 – 0.5 %
CaO	0.1 – 0.5 %
Na₂O + K₂O	< 1 %
LOI (افت حرارتی)	< 5 %

ویژگی‌های فیزیکی

ویژگی	مقدار معمول
شکل ذرات	کروی
اندازه متوسط ذرات	0.1 µm
چگالی ظاهری	200 – 350 kg/m³ (پودر فله)
چگالی حقیقی	2.2 – 2.3 g/cm³
سطح ویژه (BET)	حدود 15 – 25 m²/g
رنگ	خاکستری تا خاکستری تیره

مکانیزم عملکرد میکروسیلیس در بتن

میکروسیلیس به دو روش عمده عملکرد خود را نشان می‌دهد:

۱. اثر فیزیکی – پرکنندگی (Filler Effect)

به دلیل ریزی فوق‌العاده ذرات، میکروسیلیس فضاهای خالی بین ذرات سیمان و سنگدانه‌ها را پر کرده و باعث افزایش تراکم و کاهش نفوذپذیری بتن می‌شود.

۲. اثر شیمیایی – واکنش پوزولانی (Pozzolanic Reaction)

در واکنش هیدراسیون سیمان، ترکیبی به نام هیدروکسید کلسیم (Ca(OH)₂) تولید می‌شود که در برابر عوامل شیمیایی مقاوم نیست.
میکروسیلیس با این ترکیب واکنش داده و سیلیکات کلسیم هیدراته (C–S–H) بیشتری تولید می‌کند که فاز اصلی مقاوم در بتن است:

$SiO2+Ca(OH)2+H2O→C–S–H\text{SiO}_2 + \text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C–S–H}$

نتیجه این دو اثر، افزایش مقاومت و دوام بتن در برابر شرایط محیطی است.

مزایای استفاده از میکروسیلیس در بتن

دسته‌بندی	مزایا
مقاومت مکانیکی	افزایش مقاومت فشاری، خمشی و کششی (تا 25–50٪)
دوام	کاهش نفوذپذیری در برابر آب، کلریدها و سولفات‌ها
ضد خوردگی	محافظت از آرماتور در برابر خوردگی
چسبندگی	بهبود چسبندگی بین خمیر سیمان و سنگدانه‌ها
کاهش ترک‌های حرارتی و جمع‌شدگی	به دلیل ساختار متراکم‌تر
ظاهر سطحی بهتر	سطوح صاف‌تر، متراکم‌تر و با رنگ یکنواخت

کاربردهای میکروسیلیس

بتن‌های با مقاومت بالا (HPC – High Performance Concrete)
مقاومت تا 100 MPa و حتی بیشتر.
سازه‌های دریایی و اسکله‌ها
مقاومت عالی در برابر یون کلرید و سولفات.
تونل‌ها و سازه‌های زیرزمینی
دوام بالا در برابر رطوبت و نفوذ گازها.
کف‌سازی‌های صنعتی و روسازی‌ها
افزایش مقاومت سایشی.
قطعات پیش‌ساخته و سازه‌های معماری
سطح صاف‌تر، دوام بیشتر و رنگ یکدست.
بتن پاششی (Shotcrete)
افزایش چسبندگی به سطح زیرکار و کاهش پس‌پاشی.

میزان مصرف و نکات اجرایی

مقدار معمول مصرف: بین ۵ تا ۱۰ درصد وزن سیمان (در بتن‌های خاص تا ۱۵٪).
نسبت آب به مواد سیمانی (w/b): باید کاهش یابد تا از افزایش چسبندگی و کارایی پایین جلوگیری شود.
نیاز به فوق‌روان‌کننده: الزامی است، چون میکروسیلیس باعث افزایش ویسکوزیته مخلوط می‌شود.
اختلاط: باید با دقت بالا انجام شود تا از تجمع ذرات (balling) جلوگیری شود.
عمل‌آوری (Curing): حفظ رطوبت بعد از بتن‌ریزی بسیار حیاتی است، چون میکروسیلیس تمایل زیادی به جذب آب دارد.

معایب احتمالی استفاده از میکروسیلیس

مورد	توضیح
کاهش کارایی بتن تازه	نیاز به روان‌کننده قوی
هزینه بالاتر	نسبت به سیمان یا خاکستر بادی
افزایش حساسیت به عمل‌آوری	خشک شدن سریع‌تر و احتمال ترک سطحی
نیاز به کنترل دقیق اختلاط	در صورت بی‌توجهی، یکنواختی مخلوط کاهش می‌یابد

مقایسه با سایر مواد پوزولانی

ویژگی	میکروسیلیس	خاکستر بادی	سرباره کوره
فعالیت پوزولانی	بسیار زیاد	متوسط	متوسط تا زیاد
اندازه ذرات	بسیار ریز (۰.۱ µm)	درشت‌تر (۱۰ µm)	۵–۱۵ µm
رنگ	خاکستری تیره	خاکستری روشن	خاکستری مایل به سبز
افزایش مقاومت فشاری	زیاد	کم تا متوسط	متوسط
بهبود دوام	عالی	خوب	عالی
قیمت نسبی	بالاتر	ارزان‌تر	متوسط

میکروسیلیس در بتن‌های خاص

بتن خودتراکم (SCC): ترکیب با فوق‌روان‌کننده برای افزایش تراکم بدون جداشدگی.
بتن ضدسولفات: افزایش مقاومت شیمیایی.
بتن مقاوم در برابر سایش: مناسب برای کف‌های صنعتی.
بتن پرمقاومت پل‌ها و برج‌ها: برای کاهش ابعاد مقاطع و افزایش مقاومت نهایی.

جنبه‌های زیست‌محیطی

میکروسیلیس محصول جانبی صنعتی است؛ یعنی با استفاده از آن، ضایعات فرایند تولید فروسیلیس دوباره وارد چرخه‌ی مصرف می‌شود. این موضوع علاوه بر صرفه‌جویی اقتصادی، اثرات زیست‌محیطی مثبت نیز دارد و باعث کاهش انتشار CO₂ در صنعت سیمان می‌گردد.

جمع‌بندی

میکروسیلیس یکی از مؤثرترین افزودنی‌های معدنی در بتن‌های مدرن است که با بهبود ساختار میکروسکوپی خمیر سیمان، باعث افزایش مقاومت، دوام، و پایداری سازه‌ها می‌شود.
هرچند استفاده از آن نیازمند دقت در اختلاط، افزودنی‌های مکمل و عمل‌آوری مناسب است، اما نتایج حاصل — به‌ویژه در سازه‌های دریایی، پل‌ها و سازه‌های بلند — بسیار قابل‌توجه است.

در واقع، میکروسیلیس را می‌توان راز پنهان بتن‌های فوق‌مقاوم و بادوام قرن ۲۱ دانست. 💪

راه های ارتباطی:

09120181231

02178994682

اخبار ما & بلاگ

میکروسیلیس (Silica Fume) — راز مقاومت فوق‌العاده در بتن‌های مدرن