فعل و انفعالات شیمیایی میکروسیلیس در بتن

فعل و انفعالات شیمیایی میکروسیلیس در بتن

بین مواد پوزولانی میکروسیلیس یکی از فعال ترین آنهاست.رفتار پوزولانی میکروسیلیس در بتن مهمترین خاصیتی است که باعث می شود بتن سخت شده دارای خواص قابل ملاحظه ای گردد.تفاوت اساسی بین میکروسیلیس و پوزولان های معمولی مانند خاکستر بادی(fly ash), خاکستر آتشفشانی و رس کلسینه شده این است که فعالیت پوزولانی میکروسیلیس زودتر از پوزولانهای فوق قابل حصول است. میکروسیلیس به واسطه شکل و اندازه ذراتش یک پوزولان خیلی فعال و پرکننده بسیار موثری در بتن است.

اثر میکروسیلیس و فوق روان کننده بر تراکم ذرات

 

شکل(3)دانه بندی ذرات میکروسیلیس را در مقایسه با سیمان پرتلند معمولی و انواع خاکستر بادی نشان می دهد. اگرچه در مخلوط های ساخته شده با سیمان و میکروسیلیس طبیعت هیدراتاسیون اجزاء میکروسیلیس و تاثیر آنها بر روی هیدراتاسیون سیمان به خوبی مشخص نیست.ولی برخی نتایج حاصل از بررسی های انجام شده در این زمینه وجود دارند که اشاره می شود.

اثر میکروسیلیس و فوق روان کننده بر تراکم ذرات

 

در جریان هیدراتاسیون سیمان پرتلند بخش زیادی از فعالیت پوزولانی میکروسیلیس باعث تبدیل کریستالهای هیدروکسیدکلسیم غیرمفید به ژل می شود یعنی میکروسیلیس با هیدروکسیدکلسیم ترکیب شده و آن را تبدیل به ترکیبات سیلیکات کلسیم پایدار می نماید.این ژل (C_S_H)دارایC/S کمتری نسبت به ژل های معمولی است و ظرفیت بالایی در ترکیب با یون های خارجی خصوصاً یونهای بازی دارد.خاصیت پراکنندگی میکروسیلیس نیز باعث توزیع یکنواخت و هموژن محصولات به دست آمده از هیدراتاسیون در مخلوط می گردد.نهایتاً ترکیب در خاصیت پرکنندگی و پوزولانی میکروسیلیس ایجاد یک جسم بسیار متراکم و کم تخلخل خرد را نشان می دهد.

فعل وانفعالات شیمیایی میکروسیلیس

یکی از مهمترین واکنشهای شیمیایی مواد پوزولانی در استفاده از میکروسیلیس,کاهش قلیایی های فلزی و محدوده آن مقادیر یک سطح مطمئن از 6/13 به 5/12 توسط پایدار کردن قلیائیها و ترکیبات غیرقابل انبساط و بنابر این کم کردن فعل وانفعالات دراز مدت قلیائی ها خواهد شد.

  

منحنی شکل4 نشان می دهد که با افزایش میکروسیلیس به بتن درصد هیدروکسیدکلسیم خمیر سیمان به شدت کاهش می یابد و با اضافه کردن 20 درصد میکروسیلیس تقریباًهمه هیدروکسیدکلسیم خمیرسیمان از بین رفته است.با افزایش درصد میکروسیلیس مقادیر زیادی از هیدروکسیدکلسیم به سیلیکات کلسیم هیدراته تبدیل می شود. شکل4 در حالی که باقیمانده هیدروکسیدکلسیم به طرف فرم کریستالهای کوچکتر همانند خمیر سیمان پرتلند خالص کشیده می شود.از جدول 2 می توان مشاهده نمود که نسبت کلسیم به سیلیکات هیدراته کاهش یافته,که حامل واکنشها به یونهای ترکیبی از قبیل آلومینیوم و قلیائیها را نیز در بر می گیرد. می دانید که هیدروکسیدکلسیم خود منشا ضعف بتن می شود زیرا آب می تواند آن را در خود حل نماید و به خارج از بتن انتقال دهد که در این حالت به صورت پودر کربنات کلسیم برروی سطح بتن رسوب می نماید و سبب بروز لایه ای از سفیدک می گردد و یا سولفاتها با آن ترکیب شده که حاصل آن گچ و یا سولفوآلومینات کلسیم است که حجم آن چند برابر بزرگتر است و این تغییر حجم باعث تخریب بتن می گرددو همچنین واکنشهای قلیایی سیلیسی سنگدانه ها نیز با وجود هیدروکسیدکلسیم در خمیر سیمان تشدید می یابد.بنابر این واکنش میکروسیلیس با هیدروکسیدکلسیم از بروز این مشکلات جلوگیری می کند.