ژل میکروسیلیس چیست ؟ نحوه استفاده از ژل میکروسیلیس

ژل میکروسیلیس چیست ؟

ژل میکروسیلیس (Microsilica Gel) یک افزودنی پیشرفته برای بتن می باشد که برای افزایش دوام، مقاومت و جلوگیری از نفوذ آب ساخته شده است. این محصول از ترکیب میکروسیلیس (دوده سیلیسی)، آب، روان‌کننده‌ها، مواد آب‌بند پلیمری و افزودنی‌های خاص تولید می‌شود. هدف اصلی استفاده از این ژل، محافظت از بتن در برابر عوامل مخرب فیزیکی، شیمیایی، محیطی و حتی تنش‌های داخلی است. امروزه در پروژه‌های عمرانی بزرگ و سازه‌های مهم، استفاده از ژل میکروسیلیس به عنوان روان‌کننده‌ بتن به یک استاندارد مبدل شده است.

این ژل نه‌تنها در بتن، بلکه در سیمان، دوغاب و ملات‌های ویژه نیز به کار گرفته می شود . ترکیب ژل میکروسیلیس با سیمان، یک سیستم سه‌گانه بسیار محکم ایجاد می‌کند که برای سازه‌های قدیمی یا محیط‌های سخت (کویری، ساحلی، دریایی) ایده‌آل است. سازه ‌های جهانی موفق حاوی این ژل شامل برج خلیج فارس (خلیفه) در دبی، پل Tsing Ma در هنگ‌کنگ، پل Storebælt در دانمارک و پل Northumberland در کانادا هستند.

مشخصات ظاهری ژل میکرو سیلیس

تاریخچه تولید میکروسیلیس:

تولید و استفاده از ژل میکروسیلیس به دهه‌های میانی قرن بیستم بازمی‌گردد، زمانی که میکروسیلیس (دوده سیلیسی) ابتدا به عنوان ضایعات صنعتی در کوره‌های تولید فروسیلیس در کشورهایی مانند نروژ و آمریکا کشف شد. در دهه ۱۹۴۰ و اوایل ۱۹۵۰، این ماده ریزدانه به دلیل ایجاد آلودگی محیطی، صرفاً به عنوان یک آلودگی زیست‌محیطی دفع و دور ریخته می‌شد. اما در سال ۱۹۵۲، تحقیقات علمی در نروژ نشان داد که میکروسیلیس با خلوص بالای سیلیس آمورف، دارای فعالیت پوزولانی بسیار قوی می باشد و می‌تواند به عنوان جایگزین بخشی از سیمان در بتن عمل کند.

مشخصات ظاهری ژل میکرو سیلیس

• رنگ: خاکستری تیره تا طوسی.
• حالت: دوغاب غلیظ، خمیری و یکنواخت.
• این ژل بدون بو می باشد.
• حساسیت: از تماس مستقیم با نور خورشید و یخ‌زدگی طولانی مدت پرهیز شود. (میکروسیلیس در صورت رعایت دستورالعمل‌های حمل و نگهداری، بعید است اثر مضر ایجاد کند.)

نحوه تولید ژل میکروسیلیس :

تولید ژل میکروسیلیس در واحدهای صنعتی تخصصی مربوط به افزودنی‌های بتن و به‌صورت فرآیند پیوسته و یا بچ انجام می‌شوند. مراحل اصلی به ترتیب زیر می باشد :

1. تهیه میکروسیلیس خشک

•     پودر میکروسیلیس (دوده سیلیسی) با خلوص ≥ ۸۵٪  از کارخانجات فروسیلیس تأمین می‌شود.

2. پراکندگی اولیه (دیسپرژن)

•    میکروسیلیس در میکسر پرسرعتی با مقداری آب (نسبت ≈ ۱:۱) مخلوط شده و کلوخه‌زدایی می‌شود (جلوگیری از گلوله شدن ذرات نانویی).

3. افزودن روان‌کننده/فوق‌روان‌کننده

•    پلی‌کربوکسیلات، نفتالین یا لیگنوسولفونات به‌تدریج اضافه می‌شود تا جریانی پایدار ایجاد شود.

4. ترکیب مواد آب‌بند پلیمری

•  رزین‌های اکریلیک یا استایرن-اکریلیک مایع تزریق شده و هم‌زدن ادامه پیدا می‌کند.

5. تنظیم pH و افزودنی‌های خاص

   – pH در محدوده 7 تا 8 تنظیم می‌شود. 

•    مواد ضدباکتریال یا ضد یخ اضافه می‌گردد.

6. فیلتراسیون و همگن‌سازی نهایی

•    مخلوط از فیلترهای ۵۰–۱۰۰ میکرون عبور کرده و در همزن همراه با ایجاد خلأ یک دوغاب یکنواخت و بدون حباب تولید می‌شود.

7. بسته‌بندی

• در بشکه‌های ۲۲۰ لیتری، IBC یا کیسه‌های ۱۰۰۰ کیلویی تحت نیتروژن پر می‌شود تا اکسید نشود.

دقت کنید که کل فرآیند تحت کنترل کیفیت آزمایشگاهی (ویسکوزیته، چگالی، درصد جامد) انجام می‌گیرد.

کاربرد ژل میکروسیلیس

• در ساخت مخازن و منابع بتنی ضد‌آب
• برای انواع سازه‌های بتنی مسلح و غیر مسلح
• سازه‌های دریایی و کانال‌های ضد آب
• سازه‌های سنگین ضدانفجار
• سازه‌هایی که در معرض سایش قرار دارند
• در ساخت تونل آب، سد و کانال‌های آبی
• ساخت اسکله، پل، پارکینگ و مخازن

نحوه استفاده از ژل میکروسیلیس

به طور کلی مقدار استفاده از ژل میکروسیلیس در ترکیبات بتنی به سطح مورد نظر بستگی دارد، اما به طور معمول به اندازه 4 الی 10 درصد کل وزن سیمان را ژل میکروسیلیس تشکیل می‌دهد. اگر مقدار ژل مورد استفاده در ترکیب بتنی از 4 درصد کمتر باشد کیفیت و مقاومت محصول از دست خواهد رفت و در مقابل؛ استفاده بیش از 10 درصد این ژل در بتن باید با هماهنگی و مشورت کارشناسان خبره این حوزه باشد.

نکته اجرایی:

ژل را در مرحله نهایی اختلاط (پس از افزودن آب) به میکسر اضافه کنید. هم‌زدن مداوم (حداقل ۵ دقیقه) ضروری است تا توزیع یکنواخت شود.

۱۲ مزایت استفاده از ژل میکروسیلیکا

1. افزایش چشمگیر مقاومت در برابر فشار و کشش و تنش
2. ایجاد صرفه اقتصادی از طریق کاهش  ۲۰٪ مصرف سیمان
3. تولید بتن متراکم تر از طریق کاهش نسبت آب به سیمان
4. افزایش کارایی و روانی بتن از طریق پمپ‌پذیری بهتر
5. کاهش ترک‌های انقباضی در بتن‌ریزی حجیم
6. کاهش نفوذپذیری آب تا ۹۰٪
7. افزایش مقاومت الکتریکی از طریق محافظت از آرماتور در برابر خوردگی
8. کاهش استهلاک تجهیزات بتن‌ریزی
9. افزایش عمر مفید سازه تا ۱۰۰ سال
10. کاهش هزینه‌ها مانند هزینه نگهداری و تعمیر سازه ها
11. سازگاری کامل با انواع سیمان و روان‌کننده‌ها
12. قابلیت استفاده در بتن‌های خاص مانند SCC، HPC

مشخصات ظاهری ژل میکروسیلیکا

ژل میکروسیلیس دارای رنگ خاکستری تیره یا طوسی است و حالت دوغاب غلیظ و خمیری شکلی دارد. این ژل همانند سایر مواد شیمیایی نباید در معرض تماس با نور مستقیم خورشید قرار بگیرد در این صورت تمام کیفیت و کارایی خود را از دست خواهد داد.

انواع ژل میکروسیلیس:

ژل میکروسیلیس، از جمله مواد افزودنی بتن محسوب می شود که کاربردهای گسترده ای در بتن ریزی دارند. ژل میکروسیلیس، انواع مختلفی دارد که با شناخت انواع این نوع ژل می توانید در زمان خرید با دقت بیشتری عمل کنید. به طور کلی شرکت های گوناگون ژل میکروسیلیس را با سنجش سه آیتم طبقه بندی می کنند:

ژل میکروسیلیس بر اساس الیاف:

یکی از دسته بندی هایی که برای میکروسیلیس ها در نظر می گیرند، براساس حضور و عدم حضور الیاف می باشد. ژل های الیاف دار خود به انواع گوناگونی تقسیم می شود: ۱. سیلیکا ژل الیافی ۲. میکروژل الیافی ۳. پاور ژل الیافی ۴. نانو ژل الیافی

ژل میکروسیلیس بر اساس گیرش:

نوع دیگری که برای طبقه بندی و دسته بندی ژل های میکروسیلیس در نظر می گیرند، بر اساس میزان گیرش آن ها می باشد. میزان گیرش این نوع از ژل ها با توجه به نوع ماده افزودنی که به آن اضافه می شود، تعیین می شود. بر اساس این آیتم سه نوع ژل میکروسیلیس داریم: ۱. دیرگیر ۲. زودگیر ۳. نرمال

ژل میکروسیلیس بر پایه محصولات شیمیایی:

به طور کلی هر شرکتی که در زمینه تهیه و تولید ژل های میکروسیلیس فعالیت دارند، از نوعی روان کننده استفاده می کنند که به همین علت نام شرکت را در نام گذاری محصول لحاظ می کنند.

همچنین ژل های مختلف بر پایه محصولات شیمیایی هستند و نام گذاری محصول با توجه به همان مواد شیمیایی تعیین می شود. به عنوان مثال:

ژل هایی که بر پایه نفتالین هستند را سوپر ژل می نامند، ژل هایی که بر پایه کربوکسیلات هستند را پاورژل می نامند و….

• سوپرژل: بر پایه نفتالین سولفونات
• پاورژل: بر پایه پلی‌کربوکسیلات
• نانوژل: بر پایه نانوسیلیس + پلیمرهای پیشرفته
• مواد تشکیل‌دهنده ژل میکروسیلیس و نقش هر کدام

ژل میکروسیلیس یک ترکیب می باشد. هر ماده نقش مشخصی دارد و حذف یا جایگزینی آن بدون آزمایش، کیفیت نهایی را دچار مشکل می‌کند. در ادامه نقش هر جزء توضیح داده شده:

مواد تشکیل دهنده ژل میکروسیلیس:

اگر بخواهیم مواد تشکیل دهنده ژل میکروسیلیس را دسته بندی کنیم، به دسته بندی زیر خواهیم رسید…

1. آب که عضو حیاتی تولید این نوع ژل می باشد.
2. موادی که خاصیت آنتی باکتریالی دارند.
3. میکروسیلیس که عضو اصلی تولید این نوع ژل می باشد.
4. روان کننده ها و یا فوق روان کننده بتن با توجه به نوع ژل میکروسیلیس.
5. آب بند بتن که از جنس پلیمر هستند.
6. افزودنی های خاص

نگهداری و انبارداری ژل میکروسیلیس:

به خاطر داشته باشید که اگر ژل میکروسیلیس را در ظرف اصلی خود و در دمای بین ۱۰ تا ۳۰ درجه سانتی گراد نگهداری کنید، می‌ توانید به مدت یکسال از این محصول استفاده کنید. در صورت یخ ‌زدگی محصول به هیچ عنوان نگران نباشید. زیرا این ماده قابلیت بازیافت دارد. برای این منظور به  آرامی این ماده را گرم کرده و به هم بزنید تا دوباره قابل استفاده شود.

• در دمای 10 تا 30 درجه سانتی گراد و دور از نور خورشید نگهداری شود.
• حتما این ماده در ظرف در پوش دار نگهداری شود.
• عمر مفیداین ژلدر بهترین شرایط  ۱۲ ماه است.
• اگر یخ‌زدگی:برای این ژل رخ داد، می توان آن را بازیافت کرد به شرط آنکه به‌آرامی گرم کنید و هم بزنید.

نکات ایمنی

-از تماس با چشم و پوست پرهیز شود.

-در صورت تماس: با آب فراوان شستشو دهید.

-در فضای باز یا با تهویه مناسب استفاده شود.