میکروسیلیس چیست (1400/07/27)

میکروسیلیس چیست

میکروسیلیس، سیلیکافیوم یا میکروسیلیکا بصورت زیر تعریف میگردد:

مطابق تعریف ACI (موسسه بتن آمریکا)، میکروسیلیس ماده ای تحت عنوان سیلیس غیربلوری بسیار ریز می باشد که در واقع حاصل محصول جانبی تولیدی در کوره های قوس الکتریکی کارخانجات تولید فروسیلیس، آلیاژهای سیلیسیم یا سیلیسیم فلزی است. میکروسیلیس، پودری خاکستری رنگ، تا حدی شبیه سیمان پرتلند یا است که غالبا دارای اندازه ی ذرات آن زیر 40 میکرون می باشد .

شکل زیر تصویری از پودر میکروسیلیس را نشان می دهد.

فرآیند تولید میکروسیلیس

مواد پخته شده در کوره های کوس الکتریکی پس از ذوب گیری در محوطه تعبیه شده در کارخانجات ریخته می شود. پس از سرد شدن و خرد شدن، این مواد جهت سایز بندی، درون سنگ شکن ها منتقل می شود. گرد و غبار حاصل از این خردایش بوسیله کانال ها و فیلترهای تعبیه شده به سیلوهای ذخیره سیلیکافیوم منتقل شده و سپس جهت ارائه به بازار درون جانبو بگ های مخصوص بسته بندی می شود. فرآیند تولید پودر میکروسیلیس بصورت اجمالی و شماتیک در شکل زیر نمایش داده شده است.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی میکروسیلیس

1- شکل ذرات:  

میکروسیلیس ماده ای کریستالی نیست و در واقع بصورت بی شکل یا آمورف (Amorphous) است .مواد کریستالی در آب حل نمی شوند. به عنوان مثال، ماسه سیلیسی  مادهی کریستالی است.

2- حداقل خلوص سیلیس

حداقل خلوص سیلیس (2Sio) مطابق استاندارد ملی به شماره 17231 باید 85 درصد باشد. به دلیل وجود مقادیر فراوان این ماده، میکروسیلیس ماده، پوزولانی بسیارواکنش پذیری است. با شروع  واکنشهای شیمیایی در سیمان، کلسیم هیدروکسید یا آهک آزاد تولید شده با میکروسیلیس واکنش داده و به تولید کلسیم سیلیکات هیدراته  میپردازد.

 -3اندازه ی ذرات:

 بیش از 90 درصد اندازه ذرات میکروسیلیس مطابق استاندارد ملی باید کوچک تر از 45 میکرون باشد. طبق استاندارد ACI 234R با جایگزینی 15 درصد از سیمان با میکروسیلیس به ازای هر یک ذره سیمان دو میلیون ذره میکروسیلیس وجود دارد. در عمل معمولا  اندازه ی بیش از 95 درصد ذرات میکرو سیلیس کمتر از یک میکرومتر است.

4- چگالی توده ای(Bulk Density)

چگالی  تودهای بستگی به فلزات موجود در کوره و  نحوهی عملکرد آن دارد. چگالی توده ای بسیار پایین، حمل به مقاصد دورتر را غیراقتصادی می کند. به همین دلیل معمولا کارخانجات تولیدی دو نوع چگالی سبک یا غیرمتراکم و سنگین یا متراک شده ارائه می دهند.

چگالی توده ای میکروسیلیس در هنگام تولید 200 تا 400 کیلوگرم بر مترمکعب بوده و چگالی تحکیم شده آن بین 400 تا  700کیلوگرم بر متر مکعب است.

 5- چگالی ویژه (Specific Gravity)

چگالی ویژه عددی نسبی است که چگالی را نسبت به چگالی آب بیان  میدارد. چگالی ویژه میکروسیلیس 2.2 و چگالی ویژه سیمان 3.15 گرم بر سانتی مترمکعب است.

6- سطح ویژه یا نرمی 

سطح ویژه جمع تمامی مساحت سطوح ذرات میکروسیلیس است و با واحد مترمربع بر گرم یا سانتی متر مربع بر گرم مطرح  میشود. همان طور که ماسه در مخلوط بتن موجب بالا رفتن تقاضای آب می شود در مورد میکروسیلیس نیز همین گونه است.

مطابق استاندارد حداقل سطح ویژه میکروسیلیس باید 15باشد که معمولا بین 15 تا 30 متر مربع بر گرم است. 

7- رطوبت:

رطوبت موجود میکروسیلیس نباید از 3 درصد تجاوز کند. افزایش رطوبت باعث بهم پیوستن ذرات ریز میکروسیلس شده و کارایی آن را کاهش  میدهد.

8- شاخص پوزولانی

شاخص پوزولانی یا اندیس هیدرولیکی از فاکتورهای مهم یک میکروسیلیس است. مطابق استاندارد ملی 13278 میانگین مقاومت 7 روزه ی ملات سیمان با جایگزینی 10 درصد سیمان با میکروسیلیس نسبت به نمونه شاهد بعنوان شاخص پوزولانی میکروسیلس محاسبه می گردد. این شاخص برای  سیمان های مختلف اعداد متفاوتی خواهد بود ولی طبق استاندارد این شاخص باید حداقل 105 درصد باشد .

9- کاهش وزن در دمای بالا

حداکثر کاهش وزن در دمای بالا مطابق استانداردASTM C311   تعیین می شود. این عدد نباید از 6 درصد تجاوز کند.