انواع پوزولان ها

پوزولان ها از دو نوع: پوزولان‌ های طبیعی خام و یا فراوری شده که به طور عمده شامل خاکسترهای آتشفشانی است، پوزولان‌ های صنعتی که به طور عمده شامل خاکستر بادی و دوده سیلیسی  یا میکروسیلیس پودری تقسیم می شوند.

میکروسیلیس چیست

میکروسیلیس پودری از جمله پوزولان‌های صنعتی میباشد، توسعه روز افزون استفاده از آن در کشور پودر میکروسیلیکا، به منظور افزایش مقاومت فشاری، خمشی و سایش و کاهش نفوذپذیری و جذب آب بتن رشد چشمگیری پیدا نموده است، میکروسیلیس محصولی صنعتی حاصل از کوره‌های قوس الکتریکی در جریان تولید فلز سیلیسیم یا آلیاژهای فروسیلیس است. این ماده با داشتن بیش از ۸۰ درصد سیلیس با حالت غیر کریستالی یا آمورف به شکل ذرات بی نهایت ریز با قطر متوسط ۰/۱ میلیمتر شديداً یک ماده پوزولانی است و برای استفاده به عنوان یک ماده سیمانی در بتن بسیار مناسب است.

عملکرد میکروسیلیس در افزایش دوام بتن

در میان انواع مواد پوزولانی، غبار میکروسیلیس یا پودر سیلیکافیوم یکی از فعالترین ها است. رفتار پوزولانی دوده میکروسیلیس در بتن،  مهمترین خاصیتی است که باعث این تمایز می‌شود که این خواص در بتن سخت شده به شکل قابل ملاحظه‌ای مشهود است. تفاوت اساسی بین میکروسیلیس و پوزولان های معمولی ماند خاکستر بادی، خاکستر آتشفشانی و رس کلسینه شده این است که فعالیت پوزولانی میکروسیلیس زودتر از پوزولان های دیگر اعم از طبیعی و مصنوعی  قابل حصول است.

در جریان هیدراتاسیون سیمان پرتلند، بخش زیادی از فعالیت پوزولانی میکروسیلیس باعث تبدیل کریستال های هیدروکسید کلسیم غیر مفید به ژل می‌شود. این ژل (CSH) دارای C/S کمتری نسبت به ژل های معمولی است و ظرفیت بالایی در ترکیب آب یونهای خارجی خصوصاً یون های بازی دارد.
خاصیت پراکندگی میکروسیلیس نیز باعث توزیع یکنواخت و هموژن محصولات بدست آمده از هیدراتاسیون در مخلوط می‌گردد. نهایتاً ترکیب دو خاصیت پراکندگی و پوزولانی میکروسیلیس در ایجاد یک جسم بسیار متراکم و کم تخلخل خود را نشان می‌دهد. بنابراین فعالیت پوزولانی باعث کاهش نفوذپذیری بتن و کاهش درجه قلیائیت بتن میگردد.
کاهش نفوذپذیری باعث تغییر توزیع اندازه های منافذ میگردد و بسیاری از محققین نشان داده‌اند که در مقایسه با خمیر سیمان پرتلند، خمیر هیدراته شده سیمان پرتلند به اضافه پوزولان دارای منافذ خیلی ریزتری هستند که به آسانی قابل نفوذ نمی‌باشند. در حقیقت بدون میکروسیلیس، ریزترین ذرات بتن دانه‌های سیمان پرتلند است که معمولآً اندازه آن‌ها در حدود  ۱تا ۸۰ میلیمتر می باشد و از و از آنجا که دانه‌های سنگی درشت و ریز بسیار بزرگتر از دانه‌های سیمان هستند، لذا ذرات سیمان به عنوان تثبیت کننده باعث کاهش ابعاد لوله‌هایی می‌شود که از میان آن‌ها آب خرابی را به سطح بتن می‌رساند.
وقتی ذرات میکروسیلیس به بتن اضافه می‌شود، اندازه لوله‌های مویینه به مقدار زیادی کاهش می‌یابد، زیرا این ذرات قادر هستند راه خود را به فضاهای خالی بین ذرات سیمان پیدا کنند و باعث قطعه قطعه شدن کانالهای جریان آب گردند. همچنین بعلت افزایش تعداد نقاط تماس ذرات خمیر به یکدیگر ناشی از عملکرد فوق، چسبندگی مخلوط بتن به مقدار قابل توجهی افزایش می‌یابد.
ضمناً در جریان تشکیل هیدرات های سیلیکات کلسیم توسط فعل و انفعالات پوزولانی حرارت بسیار کمتری نسبت به هیدراتاسیون‌تری کلسیم سیلیکات ایجاد می‌شود و لذا یکی دیگر از فواید مهم استفاده از میکروسیلیس، کاهش حرارت هیدراتاسیون است.

تاثیر میکروسیلیس بر مقاومت بتن

بکار بردن میکروسیلیس پودری و انواع ژل میکروسیلیکا حصول مقاومت فشاری حدود ۱۰۰ MPa تا ۱۵۰ مگاپاسکال را به امری آسان بدل مینماید. تحقیقات قابل توجهی بر روی میزان تاثیر میکروسیلیس بر مقاومت فشاری و سایر خواص بتن در مقایسه با تاثیر سیمان انجام شده است. به دلیل وجود عوامل مختلف و موثری چون: عیار سیمان، ترکیب شیمیایی سیمان و نرمی آن، مدول نرمی ماسه، نسبت ماسه به کل سنگ دانه‌ها، نوع و مقدار مصرف ماده فوق روان کننده و درجه حرارت در نحوه واکنش میکروسیلیس و نتایج مقاومتی مورد انتظار در طرح اختلاط موثر باشد.

تفاوت ژل میکروسیلیس و پودر میکروسیلیس

مطالعات زیادی برای بررسی و تحلیل تاثیر پودر میکروسیلیکا و انواع ژل میکروسیلیس بر مقاومت و دوام بتن صورت گرفته اما جنبه‌ای که زیاد به آن توجه نشده این است که آیا هر دو به یک صورت بر بتن تأثیر می‌گذارند یا نحوه اثرگذاری آن‌ها متفاوت است. بدین منظور با مقایسه مقاومت بتن معمولی، بتن حاوی میکروسیلیس ژل شده و بتن حاوی دوده میکروسیلیس در شرایط آزمایشگاهی، به این جنبه مبهم از تحقیقات میکروسیلیس پاسخ داده می شود.

با ساخت بتن بر اساس طرح اختلاط اولیه ای براساس روش طرح ملی اختلاط بتن و سپس نسبت‌ های این روش با روش طرح اختلاط پیشنهادی لوکورا، آئین نامه و استاندارد اروپایی EFNARC برای مخلوط‌های حاوی افزودنی مقایسه گردید و محدودیت‌های لازم جهت برآورده کردن آن‌ها کنترل شد.
در ادامه برای بررسی اثر افزودنی‌ها تعدادی طرح مخلوط آزمایشی ساخته شد و پس از ساخت نمونه‌های مختلف به روش سعی و خطا، سرانجام سه طرح مختلف که پاسخگوی نیازهای تحقیق باشد. انتخاب گردید. پس از ساخت نمونه‌های بتن و عمل آوری، آزمایش های مربوط به بتن تازه (آزمایش اسلامپ، آزمایش قیف V، آزمایش جعبه L شکل و آزمایش حلقه J شکل) و آزمایش‌های مربوط به بتن سخت شده (آزمایش مقاومت فشاری و آزمایش جذب حجمی بتن) انجام گرفت.

نتایج بدست آمده نشان داد که اولاً بتن حاوی میکروسیلیس ژل شده و دوده میکروسیلیس به شکل چشمگیری مقاومت بتن را افزایش داده و سبب جذب کمتر آب می‌شوند. همچنین نتایج نشان داد که این دو نوع ماده میکروسیلیسی تأثیر تقریباً مشابهی بر بهبود خواص بتن دارند. اما خواص بتن در اثر افزودن میکروسیلیس ژل شده بهبود بهتری را در قیاس با پودر میکروسیلیکا نشان می‌دهد.

انواع ژل میکروسیلیس

برای شناخت تفاوت های غبار میکروسیلیس و انواع ژل میکروسیلیکا در ادامه به برسی کوتاه تک تک انواع میکیوسیلیس ژل شده، مکمل بتن، سوپر ژل و پاور ژل میکروسیلیکا الیاف دار می پردازیم.

ژل میکروسیلیس AG MPA 5

ژل میکروسیلیکا با مقدار مصرف 5 تا 8 درصد مقدار سیمان مصرفی و ترکیبی از ترکیب دوده میکروسیلیکا و روان کننده بتن بر پایه لیگنوسولفونات و…، استفاده از ژل میکروسیلیکا AG MPA 5 به عنوان یکی از افزودنی های  متداول در بهبود کار پذیری ، تولید بتن های با مقاومت بالا و جایگزین کردن بخشی از سیمان با مواد پوزولانی ویژه است.

ژل میکروسیلیس الیاف دار AG MPAF 5

کاربرد ژل میکروسیلیس الیاف دار با توجه به افزایش روزافزون بتن ریزی های حجیم و به منظور تقلیل هزینه‌ های ساخت و قیمت نهایی پروژه و کاهش ابعاد المان های سازه ای پرمقاومت، با بهره گیری از تاثیرات ژل میکروسیلیس الیاف دار AG MPAF 5 به عنوان یکی از بهترین محصولات پوزولانی بر پایه نانوسیلیس، الیاف پلی پروپیلن و روان کننده بتن بر پایه لیگنو در ساخت سازه‌های هیدرولیکی که کیفیت ساخت آن برای سازندگان ساختمان از اهمیت بسزایی برخوردار است، نام برد.

مکمل بتن AG MPA 3

روش ساخت میکروسیلیس ژل شده در این مکمل بتن که برای آب بندی و افزایش دوام سازه‌های آبی، قطعات پیش ساخته بتنی، سنگ مصنوعی و بهبود استحکام سایشی در کف‌ سازی صنعتی کاربرد دارد، به مقدار زیادی از خواص پودر میکروسیلیکا، فوق روان کننده بتن بر پایه پلی نفتالین سولفونات و سایر ترکیبات مورد مصرف در فرمول ساخت آن ناشی می گردد.

افزودن میکروسیلیس ژل شده AG MPA 3 علاوه بر مزایای یاد شده با اثرگذاری بر ویژگی های بتن تازه موجب کاهش میزان آب انداختن، سهولت پمپاژ و افزایش چسبندگی، اصلاح کارایی و قابلیت جانمایی در قالب می شود.

ژل میکروسیلیکا الیاف دار AG MPAF 3

ترکیبات ژل میکروسیلیکا الیافی برای پیشگیری از ترک بتن و خصوصاً نفوذپذیری ناشی از آن در استخرها، کانال‌ انتقال آب، تونل ها، سد، مخازن ذخیره و تصفیه فاضلاب به الیاف پلی پروپیلن مسلح شده است. مقدار مصرف ژل میکروسیلیکا الیاف دار AG MPAF 3 در حدود ۳ تا ۵ درصد وزن سیمان است. و در ترکیب خود علاوه بر الیاف پلیمری از پودر میکروسیلیس و کاهنده آب و فوق روان کننده نفتالینی جهت ارتقا کیفیت بتن بهره می برد.

پاور ژل میکروسیلیس AG MPA 1

نحوه استفاده از پاور ژل میکروسیلیس که بر اساس ترکیبی کارا از مواد افزودنی کاهنده آب و ابر روان کننده بتن بر پایه کربوکسیلات اتر و غبار سیلیکافیوم و میزان مصرف اقتصادی 1 تا 3 درصد وزن سیمان می تواند خواسته ای طرح اختلاط ساخت سازه های آبی، کف سازی سخت مقاوم در برابر سایش را برآورده سازد.