مقالات

امروزه استفاده از دوده ی سیلیس یا همان سیلیکا فیوم که محصول جانبی فرایند تولید فلز سیلیسیم و آلیاژ آهن-سیلیسیم است، در تکنولوژی بتن افزایش یافته است. احیای کوارتز با خلوص بالا و تبدیل آن به سیلیکون در دمای بالاتر از 2000 درجه ی سانتی گراد، تولید بخارات سیلیس می کند که با اکسید شدن و متراکم شدن در منطقه ی دما پایین، تولید بلور های آمورف سیلیس می کند. ذرات دوده ی سیلیس بسیار کوچک و بیش از 95 ٪ از ذرات، کوچکتر از یک میکرو متر هستند. دوده ی سیلیس در درجه ی اول، شامل سیلیس خالص غیر بلوری می  باشد، که شامل مقادیر زیادی از اکسید سیلیس آمورف به شکل ذرات بسیار ریز کروی است؛ مقادیر کمی از آهن، منیزیم و اکسید های آلکالی نیز در آن یافت می شود. مزایای استفاده از دوده‌ی سیلیس در بتن را میتوان به صورت زیر دسته بندی نمود: 

• مقاومت فشاری اولیه و نهائی بالا
• مقاومت کششی و خمشی بالا
• نفوذپذیری کم در برابر کلراید و آب
• افزایش مقاومت در برابر سایش برروی عرشه¬ها، کف¬ها، پوشش سازه¬های دریایی
• مقاومت بهتر در برابر عوامل مهاجم شیمیایی (اسید¬ها، نیترات¬ها و سولفات¬ها)
• افزایش استحکام پیوند بین سنگدانه و خمیر سیمانی
• افزایش مقاومت الکتریکی

دوده ی سیلیس بدلیل نرمی بسیار بالا و محتوای بالای اکسید سیلیس، جزء مواد پوزلانی بسیار واکنش پذیر می باشد. سازوکار تاثیر دوده ی سیلیس در بتن را می توان از 4 جهت مورد بررسی قرار داد:

• کاهش تخلخل و متراکم کردن شبکه ی سیمانی
• واکنش با آهک آزاد
• بهبود سطح تماس بین سنگدانه و خمیر سیمانی
• ایجاد مکان های هسته زایی برای رشد محصولات هیدراتاسیون

 مقاومت بتن حاوی دوده ی سیلیس، از طریق واکنش های پوزلانی انجام شده توسط دوده ی سیلیس و اثر پرکنندگی آن افزایش می یابد. به علت دارا بودن خاصیت پر کنندگی، طی یک فرایند فیزیکی، ذرات کوچک تخلخل موجود در شبکه ی سیمانی را پر کرده و خمیر سیمانی در ناحیه ی انتقالی بین ذرات سنگدانه و خمیر سیمانی، همگن تر شده و تخلخل آن کاهش می یابد. هیدروکسید کلسیم تولید شده از هیدراتاسیون آلیت و بلیت، نه تنها سبب افزایش مقاومت نمی شود، بلکه نقطه ی ضعف مکانیکی و شیمیایی بتن نیز محسوب می شود. به دلیل شکل بلور های هیدروکسید کلسیم، آن ها نسبتا سست و شکننده هستند. این بلور ها،  دارای خواص سیمانی نمی باشند. ترک ها می توانند به راحتی از طریق نواحی اشغال شده توسط این بلور ها، مخصوصا در فصل مشترک سنگدانه ها و شبکه ی سیمانی گسترش پیدا کنند. در حضور سیلیس، هیدروکسید کلسیم، تولید ژل هیدرات سیلیکات کلسیم می نماید که سبب افزایش مقاومت بتن می شود.

اضافه کردن دوده ی سیلیس با نرمی بالا به بتن، آب مورد نیاز در مخلوط بتن را افزایش می دهد؛ بنابراین برای کنترل کارپذیری بتن، معمولا دوده ی سیلیس همراه با یک فوق روان ساز استفاده می شود.

 در بتن معمولی، سنگدانه ها به عنوان یک پرکننده ی بی اثر عمل می کنند، و به دلیل ایجاد یک ناحیه ی انتقالی ضعیف، بتن مرکب از خمیر سیمانی ضعیف تر می باشد. اما در بتن حاوی دوده ی سیلیس، دوده ی سیلیس با تقویت پیوند میان خمیر سیمانی و سنگدانه ها، ایجاد یک زیر ساختار همگن در ناحیه ی انتقالی و کاهش تخلخل، نقطه ی ضعف را برطرف کرده است. همانطور که گفته شد، با افزودن دوده ی سیلیس، تخلخل کاهش یافته و مقاومت افزایش می یابد. اما استفاده از دوده ی سیلیس با افزایش پتانسیل ترک خوردگی همراه است. علاوه بر استفاده از دوده ی سیلیس، یک ترکیب کاهش دهنده ی جمع شدگی برای کاهش کشش سطحی مایع در منافذ مویرگی استفاده می شود تا جمع شدگی حاصل از خشک شدن و جمع شدگی خود به خودی را کاهش دهد.

تهیه کننده: مهتاب پیشه ور