پودر میکروسیلیس ( میکروسیلیکا )

پيشرفت در زمينه علم مصالح وتحقيق روز افزون در مورد مواد متشكل بتني باعث دستيابي به مصالحي شده كه استفادهاز آنها به نوبه خود توانسته است اثرهاي شگفتي در توليد بتن پرمقاومت برجاي ميگذارد.ميكروسيليس از جمله موادي است كه توانسته است اين نقش رابه خوبي ايفاءنمايد.استفاده از اين ماده چه به صورت جايگزين بخشي از مواد سيماني و چه به صورتمضاف ,هم توانسته است پاره اي از مشكلات موجود در بتن هاي معمولي را از بين ببرد وهم ويژگي ها ومشخصات بسيار بهتري را به بتن توليد شده ببخشد.

در مقاله اخير مروري بر خصوصياتفيزيكي و شيميايي ميكروسيليس, فعل وانفعالات شيميايي ميكروسيليس در بتن , خواص بتنبا استفاده از ميكروسيليس,(بتن تازه- بتن سرد),عدم موفقيتهاي محتمل در كاربردميكروسيليس شده است.

مقدمه:

در سالهاي اخير بيشترينپيشرفتهاي سريع در محدوده تكنولوژي بتن رخ داده است.افزايش رقابتهاي ساخت در تركيباستفاده از مصالح جديد و تكنولوژي ساخت موقعيت بتن را به عنوان يك ماده ساختمانيتثبيت كرده است.

بدون ترديد امروزه بتن جايگاهويژه اي در صنعت ساختمان دارد وپرمصرف ترين مصالح ساختماني در دنيا است كه كاربردآن روزبه روز فراگيرتر مي شود. دليل احراز جايگاه ويژه, پاسخگو بودن بتن بهضرورتهاي فني, اقتصادي و زيست محيطي جوامع انساني است.اجراي سازه هاي بتن آرمه بهعنوان ارزانترين و بادوام ترين سازه ها,پژوهشگران به يافتن روشهايي براي افزايش هرچه بيشتر مقاومت بتن واداشته است كه در اين راه موفقيتهاي زيادي نيز حاصل شده است.دراين رابطه استفاده از ميكروسيليس و مواد افزودني فوق روان كننده جهت توليد بتن بامقاومت كاربرد پيدا نموده ونتايج جالب توجه و مهمي حاصل شده است.ميكروسيليس ديگربه عنوان محصول جنبي حاصل از صنايع فلز سيليكون و آلياژ فروسيليكون, ماده اي زائدنيست ويك ماده پوزولاني تثبيت شده است كه قادر به بهبود خواص توليدات سيمان پرتلندمي باشد.استفاده از ميكروسيليس در تكنولوژي سيمان وبتن در چند سال اخير افزايشقابل توجهي يافته است. ميكروسيليس مشخصه هاي فيزيكي خمير تازه سيمان وهمچنينريزسازه اي خمير پس از سخت شدن را اصلاح مي كند. نقش ميكروسيليس در خواص مهندسيبتن به ويژه خواص ريولوژي (نظير:چسبندگي و يكنواختي), خواص مكانيكي (نظير:مقاومتهاي فشاري,كششي,خمشي,مقاومت پيوستگي با آرماتور,خزش و جمع شدگي و دوام(نظير: مقاومت در برابرخرابي ناشي از حملات شيميايي,سايش و فرسايش و سيكلهاي يخ زدنو ذوب شدن )حائز اهميت است.

تاثيرمثبت ميكروسيليس در بتنعموماً به خاطر دو مكانيزم شناخته شده است

-       يكي بدليل فعاليت پوزولانيبسيار زياد آن است كه باعث كاهش هيدروكسيد كلسيم حاصل از هيدراتاسيون سيمان پرتلندبا آب و افزايش ژل توليدي در خمير سيمان مي گردد.

-       دوم اينكه بدليل نرمي بسيارزياد آن است كه باعث پركردن خلل و فرج بين ذرات ژل و سيمان مي گردد.

ميكروسيليس:

ميكروسيليس به روش جذب وفرونشاندن الكترواستاتيكي گرد همراه با گازهاي متصاعد از كوره هاي الكتريكي از نوعقوسي غوطه ور,كارخانجات سيليس و آلياژهاي آن تهيه مي شود.ميكروسيليس بسيار نرم وبهصورت ذره هاي بي نهايت ريز مي باشد و مركب از مواد غير بلوري با قطرهاي بيت1/0تا2/0 ميكرون است وجرم مخصوص آن با 2/2 گرم بر سانتي متر مكعب داراي بزرگترين سطحمخصوص با مقدار تقريبي(m²/g)20 مي باشد.چگالي ظاهري اين ماده (kg/m³)200 ميباشد. هدف اصلي كاربرد اين ماده ابتدا به عنوان جايگزين بخشي از سيمان و به منظوركاهش قيمت تمام شده بتن بود ولي با افزايش قيمت تمام شده توليد اين ماده ,مقرون بهصرفه نبود ولي نقش خود را به عنوان يك ماده افزودني براي به دست آوردن خواص موردنظر و كسب مقاومت بيشتر, حفظ نمود.ميزان سيليس ميكروسيليس معمولاً 85 تا 98 درصد كهبه نوع محصول و كوره و كارخانه سيليس دارد.كوره هاي الكتريكي كه اين ماده در آنتوليد مي شود, اثر مهمي بر كيفيت و رنگ توليدات خود دارند,اين كوره ها معمولاً مجهزبه سيستم بازيابي حرارتي و با بدون آن هستند.اگر مجهز به سيستم ياد شده باشد دمايگاز خروجي حدود 800 درجه سانتيگراد و ميكروسيليس حاصل داراي رنگ روشن خواهد بودودر غير اين صورت دماي گاز خروجي حدود 200 درجه سانتيگراد بوده و مقداري كربن درآن باقي مي ماند و در نتيجه سيليسي خاكستري رنگ توليد مي شود. مواد معدني مختلفيبراي ساخت بتن هاي مقاوم وجود دارند, از اين مواد براي بهبود و توسعه كارآيي بتنتازه و دوام بتن سخت شده استفاده مي شود.يكي از اين مواد پوزولاني نظير ميكروسيليسمي باشند,ذرات اين مواد 50 تا 100 مرتبه از ذرات سيمان كوچكتر به عنوان موادپركننده بين اجزاء متشكله بتن عمل نموده و نه تنها باعث چسبندگي بين ذرات سيمان ميشوند بلكه چسبندگي بين سيمان و سنگدانه را نيز افزايش مي دهند.

خصوصيات فيزيكي و شيمياييميكروسيليس :

توده ويژه ميكروسيليس تقريباً2/2 مي باشد.يكي از ويژگيهاي ميكروسيليس كه باعث بهبود خواص بتن تازه وسخت مي گرددنرمي ذرات آن است براساس اطلاعات به دست آمده اكثر دانه هاي ميكروسيليس به نرمي3/0 الي 01/0 ميكرون مي باشد و اندازه متوسط آن بين 2/0 الي 1/0 است. دانه هايميكروسيليس كه تقريباً 100 برابر از سيمان نرمتر هستند منافذ بين سيمان را در بتنپر مي كنند و باعث افزايش مقاومت بتن و كاهش نفوذپذيري آن مي گردد.ذرات ميكروسيليسمعمولاً به شكل متراكم و توده شده وجود دارند. اين عمل به دليل سهولت در امر حملونقل اين ماده انجام مي گيرد.

شكل1و2 نشان دهنده اين ذراتكروي ميكروسيليس است.بررسي دقيق تر اين شكلها ساختار تجمعي اين ماده (Agglomorate) را يادآور مي شود.

نرمي بسيار زياد ميكروسيليس وساختار تجمعي آن سبب ايجاد مشكل در مخلوط كردن و كاركردن با بتن حاوي اين ماده وهمچنين افزايش تقاضاي آب مخلوط هاي بتن مي شود البته افزودن فوق روان كننده بهمخلوط هاي حاوي ميكروسيليس براي دفع همين مشكلات ضروري مي باشد.

پيستيلي(Pistilli) سي نمونه ميكروسيليس از توليد روزانه يك كوره توليد آلياژ 75درصد فروسيليس در طول يك ماه را آناليز شيميايي كرده ونتايج حاصل در جدول1 نشانداده شده است.

قابل ذكر است كه تركيب شيميايي ميكروسيليسبستگي به تركيب محصول اصلي دارد كه در كوره توليد مي شود كه آن هم در رابطه باتركيب شيميايي مواد خامي است كه در كوره ريخته مي شوند همچنين نوع كوره نيز بررويتركيبات شيميايي ميكروسيليس اثر مي گذارد.به عنوان مثال يك كوره مجهز به سيستمبازيابي حرارتي ميكروسيليس با درصد كربن كم توليد مي كند. برخلاف ساير پوزولان هايمصنوعي ,ميكروسيليس حاصله از يك منبع مشخص داراي تركيبات شيميايي تقريباً يكسان درطول زمان خواهد بود. اين اثبات شيميايي ناشي از اين حقيقت است كه مواد خام تقريباًخالصي در توليد فلز سيليس و آلياژهاي فروسيليس مورد استفاده قرار مي گيرد.همچنيناين ثبات شيميايي باعث اعتماد بيشتر در مصرف ميكروسيليس در بتن نسبت با پوزولانهاي ديگر مي شود.

فعل و انفعالات شيمياييميكروسيليس در بتن:

بين مواد پوزولاني ميكروسيليسيكي از فعال ترين آنهاست.رفتار پوزولاني ميكروسيليس در بتن مهمترين خاصيتي است كهباعث مي شود بتن سخت شده داراي خواص قابل ملاحظه اي گردد.تفاوت اساسي بين ميكروسيليسو پوزولان هاي معمولي مانند خاكستر بادي(fly ash), خاكستر آتشفشاني و رس كلسينه شده اين است كه فعاليت پوزولاني ميكروسيليسزودتر از پوزولانهاي فوق قابل حصول است. ميكروسيليس به واسطه شكل و اندازه ذراتشيك پوزولان خيلي فعال و پركننده بسيار موثري در بتن است.

اثر ميكروسيليس و فوق روانكننده بر تراكم ذرات

شكل(3)دانه بندي ذرات ميكروسيليسرا در مقايسه با سيمان پرتلند معمولي و انواع خاكستر بادي نشان مي دهد. اگرچه درمخلوط هاي ساخته شده با سيمان و ميكروسيليس طبيعت هيدراتاسيون اجزاء ميكروسيليس وتاثير آنها بر روي هيدراتاسيون سيمان به خوبي مشخص نيست.ولي برخي نتايج حاصل ازبررسي هاي انجام شده در اين زمينه وجود دارند كه اشاره مي شود.

اثر ميكروسيليس و فوق روانكننده بر تراكم ذرات

در جريان هيدراتاسيون سيمانپرتلند بخش زيادي از فعاليت پوزولاني ميكروسيليس باعث تبديل كريستالهاي هيدروكسيدكلسيمغيرمفيد به ژل مي شود يعني ميكروسيليس با هيدروكسيدكلسيم تركيب شده و آن را تبديلبه تركيبات سيليكات كلسيم پايدار مي نمايد.اين ژل (C_S_H)دارايC/S كمتري نسبتبه ژل هاي معمولي است و ظرفيت بالايي در تركيب با يون هاي خارجي خصوصاً يونهايبازي دارد.خاصيت پراكنندگي ميكروسيليس نيز باعث توزيع يكنواخت و هموژن محصولات بهدست آمده از هيدراتاسيون در مخلوط مي گردد.نهايتاً تركيب در خاصيت پركنندگي وپوزولاني ميكروسيليس ايجاد يك جسم بسيار متراكم و كم تخلخل خرد را نشان مي دهد.

فعل وانفعالات شيمياييميكروسيليس

يكي از مهمترين واكنشهايشيميايي مواد پوزولاني در استفاده از ميكروسيليس,كاهش قليايي هاي فلزي و محدوده آنمقادير يك سطح مطمئن از 6/13 به 5/12 توسط پايدار كردن قليائيها و تركيبات غيرقابلانبساط و بنابر اين كم كردن فعل وانفعالات دراز مدت قليائي ها خواهد شد.

منحني شكل4 نشان مي دهد كه باافزايش ميكروسيليس به بتن درصد هيدروكسيدكلسيم خمير سيمان به شدت كاهش مي يابد وبا اضافه كردن 20 درصد ميكروسيليس تقريباًهمه هيدروكسيدكلسيم خميرسيمان از بينرفته است.با افزايش درصد ميكروسيليس مقادير زيادي از هيدروكسيدكلسيم به سيليكات كلسيمهيدراته تبديل مي شود. شكل4 در حالي كه باقيمانده هيدروكسيدكلسيم به طرف فرمكريستالهاي كوچكتر همانند خمير سيمان پرتلند خالص كشيده مي شود.از جدول 2 مي توانمشاهده نمود كه نسبت كلسيم به سيليكات هيدراته كاهش يافته,كه حامل واكنشها بهيونهاي تركيبي از قبيل آلومينيوم و قليائيها را نيز در بر مي گيرد. مي دانيد كههيدروكسيدكلسيم خود منشا ضعف بتن مي شود زيرا آب مي تواند آن را در خود حل نمايد وبه خارج از بتن انتقال دهد كه در اين حالت به صورت پودر كربنات كلسيم برروي سطحبتن رسوب مي نمايد و سبب بروز لايه اي از سفيدك مي گردد و يا سولفاتها با آن تركيبشده كه حاصل آن گچ و يا سولفوآلومينات كلسيم است كه حجم آن چند برابر بزرگتر است واين تغيير حجم باعث تخريب بتن مي گرددو همچنين واكنشهاي قليايي سيليسي سنگدانه هانيز با وجود هيدروكسيدكلسيم در خمير سيمان تشديد مي يابد.بنابر اين واكنش ميكروسيليسبا هيدروكسيدكلسيم از بروز اين مشكلات جلوگيري مي كند.

خواص بتن با استفاده ازميكروسيليس :

بتن تازه:

تاثير ميكروسيليس برروي آب موردنياز بتن:تحقيقاتنشان مي دهد كه معمولاًمقدار آب لازم براي ثابت نگه داشتن اسلامپ مورد نظر بر حسبمقدار ميكروسيليس اضافه شده به مخلوط تقريباً به صورت خطي تغيير مي كنند. ميكروسيليساگر تنها به كار برده شود بر ويژگيهاي مربوط به كارايي بتن تازه اثر منفي مي گذاردو از رواني آن مي كاهد و براي باز گرداندن رواني بتن به حالت بتن بدون ميكروسيليس,بايد مقدار آب اختلاط افزايش داده شود ولي اگر از ميكروسيليس همراه با مواد روانكننده استفاده شود دانه هاي بسيار ريز و كروي شكل ميكروسيليس از هم جدا شده در حدفاصل دانه هاي سيمان پراكنده گشته و به نوبه خود,همانند ساچمه به حركت دانه هابرروي هم و رواني مخلوط كمك مي كند. فوق روان كننده ها محصولات آلي يا تركيبات آليو مواد غير آلي هستند. اين مواد با خاصيت جذب سطحي با افزودني هاي فعال كننده سطحهستند كه بيشتر شامل ملامين سولفاته شده يا نفتالين فرم آلوئيدي        مي باشند.اين مواد ممكن است داراي خواصديرگير كننده يا تسريع كننده يا كف كننده باشند.

قابل ذكر است كه استفاده از فوقروان كننده ها در مخلوط هاي بتني حاوي ميكروسيليس ضروري است چرا كه استفاده موفق ميكروسيليستنها زماني نتيجه مي دهد كه اين مواد در سطح بتن توزيع شوند.

شكل 5 تاثير ميكروسيليس بر رويآب مورد نياز بتن را نشان مي دهد.

قابليت پمپاژ:

همان طور كه گفته شد معمولاًچسبندگي مخلوط هاي بتن حاوي ميكروسيليس بسيار زياد است.افزايش ميزان چسبندگي بهدليل افزايش نقاط تماس ذرات جامد به يكديگر مي باشد وبه همين دليل است كه اين موادمي توانند در پمپاژ و يا بتن پاشي مورد استفاده قرار مي گيرند.

زمان گيرش:

افزودن ميكروسيليس تا حدود 10درصد وزن سيمان تاثير مهمي بر زمان گيرش نخواهد داشت ولي مقادير زيادتر باعث تاخيردر گيرش تا40 دقيقه مي شود يعني زمان افزايش پيدا مي كند.

ميكروسيليس از آنجا كه جايگزينقسمتي از سيمان مي شود بنابراين نتيجه حاصل كاهش قدرت سخت شدن اوليه مي گردد.البتهدرجه حرارت محيط در حصول امر مذكور تاثير بسزايي و به طور كلي دماي زياد باعثافزايش دماي آبگيري مواد سيماني مي شود كه در نتيجه حاصل آن كاهش زمان گيرش خواهد شديعني در دماهاي زياد محيط, تاخير زمان گيرش كمتر خواهد شد(شكل 6).

آب انداختن:

ميكروسيليس پديده آب انداختگيرا كنترل كرده و پرداخت را تسريع مي بخشد,با اين وجود خطر ايجاد تركهاي جمع شدگيپلاستيك را به ويژه در مناطق گرم وخشك افزايش مي دهد.بدون ميكروسيليس, ريز ترينذرات بتن دانه هاي سيمان پرتلند است كه معمولاً اندازه آنها تا mm80  مي باشد و از آنجا كهدانه هاي سنگي درشت و ريز بسيار بزرگتر از دانه هاي سيمان هستند .لذا ذرات سيمانبه عنوان تثبيت كننده باعث كاهش ابعاد لوله هايي مي شود كه ميان آنها آب خود را بهسطح بتن مي رساند.وقتي ذرات ميكروسيليس به بتن اضافه مي شود اندازه لوله هايموئينه به مقدار زيادي كاهش مي يابد زيرا اين ذرات قادر هستند راه خود را بهفضاهاي خالي و بين ذرات سيمان پيدا كنند و باعث قطعه قطعه شدن كانالهاي جريان آبگردند(شكل 7)همچنين باعث افزايش تعداد نقاط تماس ذرات خمير به يكديگر ناشي ازعملكرد فوق,چسبندگي مخلوط بتن به مقدار قابل توجهي افزايش مي يابد. از ديدگاه ديگراثر كندگير كنندگي روان كننده ها باعث خواهد شد تا آب افتادگي براي تحقق, زمانكافي داشته باشد لذا در بتن هاي حاوي ميكروسيليس ميزان آب افتادگي كمتر و ديرترانجام مي شود.

تكيدگي(انقباظ- افت):

معمولاً در هواي گرم وخشك بهدليل تبخير زياد آب بتن جمع شدگي و نهايتاً تركهاي ناشي از اين پديده مستعد ميگردد. دراين نوع بتن ها تكيدگي كمتري نسبت به بتن هاي معمولي را شاهد هستيم اما بهنظر مي رسد اين امر احتمالاً در مراحل اوليه و ابتدايي بتن ريزي صورت مي گيرد(يكتا هفت روز) تكيدگي خشك شدن به صورت خطي با آب آزاد موجود در مخلوط بتن بستگي داردضمناً افزايش مدت نگهداري و عمل آوردن بتن از يك روز به چهارده روز در 20 درجهسانتيگراد باعث كاهش تكيدگي بتن هاي با مقاومت زياد شده است.

تكيدگي خميري در خصوص بتن هايحاوي ميكروسيليس حائز اهميت بوده و به منظور اطمينان از اينكه رطوبت داخلي سريع ازدست نرود مراقبتهاي ويژه ضروري است در اين غير اين صورت فعاليت پوزولاني انجام نميگيرد. (شكل 8و 9و10).

بتن سخت شده:

تاثير ميكروسيليس بر مقاومتبتن:

تاثير ميكروسيليس بر مقاومت بتنبستگي به روش استفاده و هدف از كاربرد اين ماده دارد.چنانچه اين ماده به عنوانافزودني مصرف شود تاثير منفي بر روي مقاومتهاي كوتاه مدت بتن ندارد و افزايش قابلتوجهي در خلال 3 تا 28 روز عمل آوري و نگهداري در شرايط مرطوب ايجاد مي گردد وليهنگامي كه به عنوان جايگزين بخشي از سيمان پرتلند مصرف شود با توجه به ميزان مصرفآن,مقاومت هاي كوتاه مدت بتن خصوصاً براي مخلوط هايي با نسبت آب به سيمان بيش از5/0 مقداري كاهش مي يابد. با به كار بردن ميكروسيليس و روان كننده قوي بدست آوردنمقاومت فشاري حدود Mpa100 تا Mpa150 نسبتاً  امري آساناست.تحقيقات قابل توجهي بر روي ميزان تاثير ميكروسيليس به مقاومت و ساير خواص بتندر مقايسه با تاثير سيمان انجام شده است. (شكل 11 )به طور شماتيك اثر خواص مختلف ميكروسيليسشامل خاصيت پركنندگي با دانه هاي بسيار ريز,خاصيت افزايش آب مورد نياز را بر رويمقاومت نشان مي دهد.

البته گراف فوق نمي تواند ازنظر كمي بدليل وجود عوامل مختلف موثر در نحئه واكنش ميكروسيليس,متغير مي باشد. اينعوامل موثر عبارتند از:

1-    مقدارسيمان.

2-    تركيبشيميايي سيمان و ريز دانه هاي آن.

3-    مدولنرمي ماسه.

4-    نسبتماسه به كل دانه ها.

5-    نوعومقدار مصرف ماده مضاف روان كننده.

6-    درجهحرارت.

به علاوه براساس اين كه مقاومتبتن در چه سني اندازه گيري شده باشد و يا كداميك از پارامترهاي مقاومتي مورد نظرباشد, منحني فوق مي تواند تغيير كند.به عنوان مثال با افزايش مقدار سيمان نقطه اوجمنحني به سمت راست تمايل پيدا مي كند.ضمناً همان گونه كه اشاره شده افزايش آب موردنياز را مي توان با استفاده از روان كننده و ترجيحاً روان كننده هاي قوي با مقدارسيمان زياد جبران نمود.

از نقطه نظر تاثير ميكروسيليسبر مقاومت بتن,ابتدا نظري به رابطه بين مقاومت فشاري و نسبت آب به سيمان مياندازيم.يك قانون اساسي در تكنولوژي بتن,همواره رابطه واحدي را بين مقاومت فشاري ونسبت آب به سيمان براي يك بتن با مصالح مشخص بيان مي كند.

وقتي ميكروسيليس در بتن استفادهمي شود اين رابطه از لحاظ كيفي ثابت مي ماند ولي از نظر كمي تغيير مي كند.استفادهاز مقدار ثابتي ميكروسيليس در بتن , باعث تثبيت پيدا كردن منحني مقاومت بر حسب W/Cبه سمت بالاتر مي شود ولي شكل منحني ثابت مي ماند.(شكل 12).اين مطلب را برايمقاومت 28 روزه بتن با سيمان پرتلند معمولي با مقادير صفر,8 و 16 درصد ميكروسيليس نشان ميدهد.براي يك مقدار مشخص ميكروسيليس نقاط روي منحني انحراف سيستماتيكي از منحنيعمومي را نشان نمي دهد و اين بيانگر اين مطلب نيز هست كه با وجود اينكه مقاديرمختلف روان كننده تاثير قابل توجهي بر روي خواص بتن تازه دارد ولي خواص مكانيكيبتن سخت شده را تحت تاثير قرار نمي دهد.

تحقيقات مالهوترا بر روي سهمجموعه مخلوط بتن هوادار و بدون هوا و حاوي ميكروسيليس نتايج جالبي را ارائه دادهاست:

تحقيقات وي, مخلوط اول شامل kg/m³284 سيمان پرتلند نوعI  ,نسبت آب به مواد سيماني برابر با 6/0و مقادير ميكروسيليس صفر,5 , 10 ,15 درصد به عنوان جايگزين بخشي از سيمان ,مخلوطدوم شامل kg/m³431 سيمان پرتلند نسبت آب به مواد سيماني 4/0و مقادير ميكروسيليس مشابه مخلوط قبلي است. مقدار هواي بتن هاي هوادار بين 5 تا 7درصد بوده است.

همه مخلوط ها براي اسلامپ mm100-75 طراحي شده اندو لذا هرگونه كاهش اسلامپ ناشي از استفادهميكروسيليس با افزودن فوق روان كننده جبران شده است.از آزمايشهاي وي نتايج زيراستنتاج مي گردد:

1-    ميكروسيليستغيير مهمي در مقاومت فشاري تا 3 روزه بتن هاي با نسبت آب به مواد سيماني برابر با5/0 و6/0 نداشته است در حالي كه با نسبت آب به مصالح سيماني برابر با 4/0 افزايشمقاومت با افزايش مقدار ميكروسيليس همراه بوده است.

2-    صرفنظر از نسبت آب به مصالح سيماني,مقاومت هاي فشاري 7 و 28 روزه بتن افزايش يافتهاست و مقداري افزايش متناسب با مقدار ميكروسيليس مصرفي در مخلوط است.

3-    كليهبتن هاي هوادار اعم از با و بدون ميكروسيليس داراي مقاومت هاي كمتري در مقايسه بابتن هاي نظير بدون هواست و مقدار افت مقاومت حدود 5 درصد به ازاي هر يك درصد هوااست.

مقاومت در برابر سايش:

در چنين بتن هايي,رابطه مستقيميبين مقاومت فشاري و مقاومت سايشي وجود دارد.شايان ذكر است كه مقاومتهاي بالاي بتندر صورتي قابل دسترسي مي باشد كه بتن كاملاً متراكم از سنگدانه هاي مقاوم استفادهمي گردد.عواملي كه به افزايش مقاومت كمك مي كند به مقاومت در برابر سايش نيز تاثيرمي گذارند.ولسيفز(wolsiefer) نشان داد كه مقاومت سايش بتن هاي حاوي ميكروسيليس بامقاومت فشاري بالا,بهبود مي يابد.آزمايشهاي هلند(Holland)نيز نشان دهنده عملكرد بسيار خوب بتن حاوي ميكروسيليس در برابر سايش ميباشد.

مقاومت در برابر خوردگي و نفوذپذيري:

نفوذ پذيري:

‌در فرآيند خوردگي, واكنش كاتديبه اكسيژن و آب نياز دارد و براي ادامه واكنش آندي وجود يونهاي كلر ضروري است.اينعناصر مورد نياز فرآيند خوردگي يعني اكسيژن, آب و يونهاي كلر معمولاً از محيطاطراف بتن به داخل بتن نفوذ مي كنند.از طرف ديگر براي ادامه روند خوردگي بايديونهاي هيدروكسيدOH از محل كاتد به محل آند منتقل شده و بنابراين نفوذپذيري بتن عامل مهم فرآيند خوردگي است, هر چند مكانيزم هاي نفوذپذيريمتفاوت است و به شرايط محيطي و نوع عناصر نفوذپذير بستگي دارد,معمولاً مكانيزم هاينفوذپذيري به فرآيندهاي جذب(Absorption), انتشار(Piffasion)و نفوذ(Perneation)تقسيم مي شود.

به طور كلي نفوذ پذيري بتن تابع مقدار تخلخل واندازه منافذ(Por Size Distribution) است.بخصوص مقدار منافذ بزرگتر (بزرگتر از mm1/0) در ميزان نفوذپذيري تاثير بسزايي دارد.

درباره اثر ميكروسيليس در ساختار منافذ دونظريه كاملاً متضاد وجود دارد:

Gjorv , Mehtaمعتقدند كه با افزودن ميكروسيليس به بتن,منافذ بزرگتر به اندازه كوچكتر تغييرمي يابند(شكل13). ولي نتايجديگران نشان مي دهد كه مقدار منافذ بزرگ(بزرگتر از mm1/0) در بتن ميكروسيليسدر مقايسه با بتن معمولي بيشتر است ولي درباره نفوذپذيري بتن ميكروسيليس در مقابلكلر تقريباً نظريه واحد بين متخصصين وجود دارد.براساس اين نظريه,نفوذ پذيري بتن ميكروسيليسدر مقايسه با بتن معمولي به مراتب كمتر است.

RoJ , Liنشان دادند كه نفوذ پذيري بتن ميكروسيليس در مقابل كلر(با نسبت آب به سيمان35/0)10*6/7 و نفوذ پذيري بتن معمولي برابر 10*156 به عبارت ديگر نفوذپذيري بتن معموليدر مقابل كلر حدود 20برابر بتن ميكروسيليس است.(شكل 14).

مكانيزم رفتار بتن ميكروسيليسدر مقابل نفوذپذيري:

درباره رفتار بتن ميكروسيليسي, نظريه هاي متفاوتارائه شده است.

Mehta, Feldmanمعتقدند كه در بتن پوزولاني بدليل تبديل هيدروكسيدكلسيم Ca(OH2)به فازسيليكات كلسيم هيدراته شده C_S_Hباعث كوچكتر شدن منافذ مي گردد.هر چند اين فازC_S_Hتشكيل يافته در مقايسه با C_S_H موجود در خمير سيمان معمولي از تراكم كمتريبرخوردار است ولي به هر حال منافذ بزرگتر پر مي شود,همچنين Mehtaنظريه اي ارائه مي دهد كه براساس آن وجود ذراتپوزولاني از ضخامت منطقه انتقالي TransitionZone (سطحتماس) بين خمير سيمان و سنگدانه ها مي كاهد.اين فرآيند براساس چندين مكانيزم انجاممي شود:

اولاً:وجود ذرات ريز پوزولاني از آب آوري در منطقهانتقالي مي كاهد.

دوماً:ذرات ريز پوزولاني سبب بلوري شدنهيدروكسيدكلسيم شده و به جاي بلورهاي بزرگ,بلورهاي كوچكتر در امتداد تصادفي( بهجاي يك امتداد مشخص)ايجاد مي گردد.

سوماً:واكنش شيميايي كه شامل تبديل هيدروكسيدكلسيمبه C_S_H است,سبب كاهش ضخامت منطقه انتقالي مي شود.

هرچند نظريه هاي مورد استفاده درباره مكانيزمنفوذپذيري پوزولانهاي ديگر عامل مهم محسوب مي شود ولي به نظر نمي آيد كه دربارهبتن ميكروسيليسيچندان صادق باشد يا حداقل مكانيزم تعيين كننده باشد.زيرا همانطور كه در بخشنفوذپذيري مشاهده گرديد,ممكن است كه منافذ بزرگ در بتن ميكروسيليس بيشتر از بتنمعمولي باشد.

به عبارت ديگر كاهش نفوذپذيريپتن ميكروسيليسي در مقابل آب و اكسيژن كاملاً محرز نيست ولي به طور مسلم نفوذپذيريبتن ميكروسيليسي در مقابل كلر كمتر از بتن معمولي است اين پديده نشان مي دهد كهبايد مكانيزم نفوذپذيري را در قابليت تحرك يونها جستجو كرد.

به عبارت ديگر ساختار شيمياييبتن ميكروسيليس مهم تر از ساختار فيزيكي (منافذ)است و كاهش نفوذ پذيري كلر بيشتربه ساختار شيميايي بتن ميكروسيليس ارتباط دارد.

در محلول منفذ بتن,يونهايي ازقبيل K ,Si ,Ca ,Al  وجود دارد كه يون Kسبب تحرك بيشتر Clدر منافذ مي گردد ولي يونهاي Si ,Ca ,Alازتحرك كلر مي كاهند.

در شكل 15 مشاهده مي شود كه مقدار يونهايCl  در خمير سيمان ميكروسيليسي كمتر از خمير سيمان معمولي است.

از طرف ديگر مقدار Si نيز در بتن ميكروسيليسي بيشتر از بتن معمولي است.پسمي توان نتيجه گرفت كه تحرك يونهاي Cl در بتن ميكروسيليسي كمتر از بتن معمولي است.

از طرف ديگر تحرك Clفقط تابع يونهاي موجود در منافذ نيست بلكه شكل منافذ نيز در فرآيند نقشدارد.ظاهراً منافذ در بتن پوزولاني داراي پيچ وخم (Tortuosit)بيشتري نسبت به بتن معمولي است. وجود خم در منافذ باعث مي شود كه حركت يونهاي كلردر داخل بتن با كندي صورت پذيرد,هرچند مقدار منافذ در بتن سيليسي بيشتر از بتنمعمولي است ولي خميدگي منافذ نقش مهمي در نفوذپذيري كلر دارد.

خوردگي:

به طور كلي اكثر تحقيقات نشان مي دهد كه شروع خوردگيبتن ميكروسيليس در زمان طولاني تر از بتن معمولي است و شدت خوردگي آن نيز به مراتبكمتر از بتن معمولي مي باشد.Maslehuddion و همكارانش آزمون هاي ابتدايي بتن را درداخل سولفات-كلر قرار دادند و مشاهده كردند كه شروع خوردگي براي بتن ميكروسيليسي وبتن معمولي به ترتيب 645 روز و 108 روز مي باشد ,همچنين شدت خوردگي بتنميكروسيليسي 03/0 در مقابل uA/cm²56/3 در بتن معمولي است.روند كاهش شدت خوردگيبتن ميكروسيليسي (خوردگي از نوع گالوانيكي كه در آن ميلگرد آند از ميلگرد كاتد جدامي باشد)توسط French, Lorentz نيز مشاهده شده است نتيجه اين تحقيق در شكل 16 نشان داده شده است.

مكانيزم كاهش شدت خوردگي در بتن ميكروسيليسي:

به نظر مي آيد كه كاهش شدت خوردگي در بتنميكروسيليسي تابع ساختار فيزيكي(مقدار واندازه منافذ) نيست (هرچند شكل و خم منافذمهم است)بلكه ساختار شيميايي(وجود يون هاي مختلف)از اهميت بيشتري برخوردار است. بهطور كلي در فرآيند خوردگي,بتن در نقش الكتروليت عمل مي كندكه انتقال يونها را برعهده دارد.بنابراين با افزايش مقاومت الكتريكي بتن از تحرك و انتقال يونها كاستهمي شود و در نتيجه شدت خوردگي كاهش مي يابد.

با افزايش مقدار آب (رطوبت بتن) و مقدار كلر آزاد دربتن از مقاومت الكتريكي كاسته مي شود.

عوامل ديگري كه مقاومت الكتريكي را تحت تاثير قرارمي دهند عبارتند از:

1-   مقدار و توزيع اندازه منافذ

2-   نوع يونهاي موجود در منافذ و در ژل سيمان

3-   قدرت تحرك يونها

4-   مقدار يون ها

به طور كلي مقاومت الكتريكي تنها خاصيت بتن است كهبا تمام عوامل كنترل كننده شدت خوردگي,ارتباط دارد.

ممكن است در بتن معمولي مقدار وتوزيع اندازه منافذعامل مهم كنترل شدت خوردگي باشد ولي ظاهراً نوع و مقدار يونها و قدرت تحرك آنها دربتن ميكروسيليسي كنترل كننده اصلي در شدت خوردگي مي باشد.به هر حال تمام اين عواملمتغير سبب تغيير در مقاومت الكتريكي مي شوند.

مهمترين يونها در ژل سيمانOH ,Al ,Fe ,Si ,Ca است و يونهاي داخل منافذ OH ,Ca ,K ,Na مي باشد.سرعت يونهاي K ,Na ,Ca ,OHدر داخل آب به ترتيب 10*6/20 ,10* 2/6 , 10*2/5 , 10* 6/7 m²/Vs است.

به عبارت ديگر سرعت يونهاي OH, Kنسبتاًبيشتر است و اين يونها در بتن ميكروسيليسي كمتر از بتن معمولي است و در نتيجه كاهشاين يونها از تحرك يونهاي كلر كاسته مي شود.

وجود يونSi نيز باعث كاهش تحرك كلر مي شود كه به وفوردر بتن ميكروسيليسي يافت مي شود.مقدار افزايش مقاومت الكتريكي در بتن ميكروسيليسيتوسط Gjorv ارائه شده است.(شكل17).

اثر ميكروسيليس در مقاومت الكتريكي بتن در دانشگاهعلم وصنعت نيز مورد تحقيق قرار گرفته است.در اين تحقيق , آزمون هاي بتن با سيمانپرتلند معمولي و 10 درصد جايگزيني با ميكروسيليس ساخته شد و براي ساخت اين آزمونها از kg/cm²370 سيمان (كل سيمان پرتلند و ميكروسيليس)استفاده گرديد.پس از 28روز عمل آوري در آب ,مقداري ازآزمون ها در معرض آب و تعدادي ديگر در محلول 13درصد NaClقرار داده شدند.نتايج به دست آمده در جدول 3 ارائه شده است.نتايج نشان مي دهد كهمقاومت الكتريكي بتن معمولي و ميكروسيليس در آب روند افزايشي دارند,زيرا با افزايشسن بتن و افزايش محصولات هيدراتاسيون از مقدار يونها كاسته مي شودو همچنين به دليلكاهش تخلخل تحرك يونها نيز كاهش مي يابد.ولي در محلول نمك بدليل وجود يونهاي Clدر بتن و تحرك اين يونها از مقدار مقاومت الكتريكي كاسته شده است.

هر چند هر دو نمونه بتن معمولي و ميكروسيليسي درمحلول نمك كاهش در مقاومت الكتريكي را نشان مي دهد ولي احتمالاً مكانيزم كاهشمقاومت الكتريكي در دو نوع بتن ,متفاوت مي باشد.در بتن معمولي بدليل نفوذ زياد(عمق زياد) يونهاي كلر سبب كاهش مقاومت الكتريكي شده است.ولي در بتن ميكروسيليسيعمق نفوذ كلر كم است ولي بدليل وجود كلرهاي آزاد, مقاومت الكتريكي كاهش يافته است.

مقاومت در برابر سولفات ها:

به طور كلي ,مقاومت بتن حاوي ميكروسيليس در برابرحمله سولفات ها خوب است.براساس آزمايشات انجام گرفته توسط Mather,درمقايسهبا ملات هاي معمولي,ملات هاي حاوي ميكروسيليس مقاومتي بسيار بهتر در برابر حملهسولفاتها دارند.محققين ديگر نيز با قراردادن نمونه هاي بتن در معرض محلولهايسديم,كلسيم,كلر,منيزيم, به اين نتيجه رسيده اند كه 10% جايگزيني ميكروسيليس باعثافزايش دوام ,بخصوص براي نمونه هايي كه داراي آب نسبت به مصالح سيماني حدود 45/0وعمل آورده شده به مدت 28 روز مي گردد.

علت افزايش مقاومت در برابر سولفاتها, تغيير درتوزيع منافذ و همچنين كاهش منافذ موجود در بتن است.همان طوري كه اشاره شدهاست,خمير سيمان پرتلند با استفاده از ميكروسيليس داراي منافذ ريزي هستند كه بهآساني قابل نفوذ نمي باشند.

(واكنش قليايي- سيليس):

سيليس غير كريستالي و برخي از كاني هاي سيليكاتي كهكاملاً كريستالي نيستند,در محيط هاي قليايي PHبيشتر از (13) تحت حمله قرار مي گيرند وبا واكنش منبسط شونده همراه مي شوند.باافزودن ميكروسيليس در خمير سيماني اين واكنش را تا حدودي مي توان كنترل كرد.

حضور ميكروسيليس,سبب كاهش سريع مواد قلياي موجود درآب حفره اي لعاب شده و اين مواد را از دسترس خارج ساخته و از واكنش بعدي آنها باسيليس موجود در سنگدانه ها ,كه در آب موجود در بتن حل مي شود,ممانعت مي كند.همچنينميكروسيليس معمولاً آب اضافي خمير سيمان را جذب كرده و حل شدن سيليس سنگدانه ها رامشكل مي كند.به اين ترتيب مصرف ميكروسيليس در بتن,احتمال بروز پديده واكنش قلياييرا تا حد نزديك به صفر كاهش مي دهد.مقدار ميكروسيليس براي كنترل اين واكنش بستگيبه ميزان فعاليت پوزولاني آن دارد.ميزان معمول ميكروسيليس براي كنترل اين واكنش10% مي باشد.شايان ذكر است كه از سال 1977 براي مقابله با واكنش قليايي –سيليس- در بتن كارخانجات سيمان در ايسلند,سيمان پوزولاني حاوي 5 تا 10 درصدميكروسيليس توليد مي كنند.در كشور ايسلند سيمان توليدي معمولاً با ميزان قلياييبالا است و بسياري از سنگدانه هاي مصرفي در اين كشور از نوع فعال مي باشند.

دوام:

در اين مورد بيشتر آزمايشها كاركرد خوبي از اينبتنها نشان داده اند.اين بتنها با داشتن تراكم زياد و نفوذپذيري بسيار زياد كه دراثر ميزان كم آب ,به عنوان يك ماده واردكننده هوا در بتن عمل مي نمايد,ايجاد مي شود و همچنين توانايي آنها دردفع يونهاي خارجي در ساختمان هيدراتها اين عملكرد مثبت به جاي گذاشته است.

عدم موفقيتهاي محتمل در كاربرد ميكروسيليس:

هرچند كاربرد ميكروسيليس در بتن,كيفيت آن را بهبودمي بخشد,دستيابي به اين بهبود كيفيت,مستلزم شناخت و مراعات نكات ريز و حساسي بهشرح زير است كه بي توجهي به هر يك از آنها مي تواند منشاء عدم موفقيتهاي كوچك وبزرگ باشد.

كنترل كيفيت ميكروسيليس:

همان طور كه اشاره شد, ميكروسيليس توليد جنبي صنايعتوليد آلياژهاي سيليكون است. بديهي است كه مواد معدني اوليه كه در كارخانه هايمختلف ,حتي در مقاطع زماني مختلف در يك كارخانه,مصرف مي شوند,يكسان نيستند و اينيكسان نبودن مواد اوليه سبب مي شود كه توليد جنبي كارخانه ها هم مشخصه هاي صد درصد ثابت و معلوم نداشته باشند.لذا براي حصول اطمينان از قابليت مصرف و عملكردميكروسيليس توليد شده در اين كارخانه ها,بايد به طور مستمر ميزان نرمي(سطح مخصوصدانه ها),,درصد سيليس,نسبت بخش بي شكل و آمورف سيليس به قسمت بلوري آن, درصدقليايي و درصد كربن موادي كه از الكتروفيلترها استحصال مي شوند,كنترل گردند.

اگر قطر دانه هاي مواد استعمال شده بزرگ باشد و موادنرمي لازم را نداشته باشند,يا درصد سيليس و سهم غير بلوري آن كم باشد و يا كيفيتاز زماني به زمان ديگر تغييرات زياد و نوسان شديد داشته باشد, ميكروسيليس موردبحث,با اطمينان كافي قابل مصرف نخواهد بود.وحتي ممكن است به نتايجي برخلاف جهتنتايج مورد انتظار منجر شود.

تعيين مقدار و كنترل سازگاري روان كننده ممتاز:

گرچه با تعيين بسيار دقيق نسبتهاي اختلاط مصالح سنگيو رعايت موكد آنها در عمل,دستيابي به مقاومت هاي زياد,بدون كمك گرفتن از روانكننده هاي ممتاز ميسر است ولي عملاً بدون كاربرد مواد روان كننده ممتاز, توليد بتنپر مقاومت در كارگاه با كارآيي مناسب ,به ويژه وقتي كه ميكروسيليس در بتن به كاربرده مي شود,ميسر نمي باشد. افزودن مقداري مناسب روان كننده ممتاز به مخلوط, سببمي شود كه ذرات ريز سيمان و دانه هاي بسيار ريز ميكروسيليس به طور يكنواخت در آبپراكنده شده,در يك جا مجتمع نگشته به صورت دُلمه در نيايند.

براي تعيين مقدار مناسب روان كننده ممتاز ,جزءآزمايش و توسل به روش آزمون و خطا راهي وجود ندارد و معمولاً معيار قضاوت,نسبت آببه مواد سيماني است. اگر منظور اصلي دستيابي به بيشترين مقاومت بتن باشد, بايد كاررا با كمترين مقدار ممكن نسبت آب به مواد سيماني آغاز كرد,كه طبعاً نظير بيشترينمقدار روان كننده ممتاز خواهد بود,اگر رواني و قوام بتن هدف اصلي باشد, بايدبيشترين مقدار نسبت آب به مواد سيماني را,كه با مقاومت مورد نظر سازگارباشد,اختيار نمود.و مقدار روان كننده را آنقدر تغيير داد كه كارآيي مورد نظر بتنبدست آيد.

بايد توجه داشت كه عملكرد روان كننده هاي مختلف باسيمانهاي مختلف,حتي اگر سيمانها از يك نوع,مثلاً تيپ 1, باشند,متفاوت است. اينتفاوت از يك سو مربوط به مقدار ناچيز برخي مواد موجود در سيمانها است,كه معمولاًدر مشخصات سيمانها درج نمي شوند و از سوي ديگر مربوط به روان كننده هاي ممتاز استكه استاندارد پذيرش خيلي مشخص ندارند.مجموعه اين عوامل گاه سبب مي شود كه يك نوعروان كننده يا روان كننده ممتاز , با يك نوع مشخص سيمان سازگاري نداشته باشد.

عدم توجه به اين مسئله و مصرف روان كننده هاي ممتازبدون انجام آزمايشهاي لازم,ممكن است بروز مشكلاتي راسبب گردد.

كاربرد ميكروسيليس در بتنهاي معروض به يخبندان:

خردشدن سنگ,بتن و مصالح مشابه آنها در اثريخبندان,به عوامل متعددي بستگي دارد كه عملكردهائي ضدونقيض دارند و بدليل همينكثرت عوامل موثر,بررسي مسئله پيچيده است:

-       سنگ يا بتن در وضعيت متعارف,به دليل دارا بودن خللوفرج ,مقداري آب جذب مي كند كه معمولاً از حد اشباع آن كمتر است.هر چند خلل و فرجزيادتر باشند درصد جذب آب متعارف بيشتراست.

-       براي هر سنگ يا بتن يك درصد آب بحراني وجود دارد كهاگر آب موجود در حجم سنگ يا بتن به اين حد برسد ,اگر در دماي زير صفر قرار گيرد,بهجاي انقباض ,دچار انبساط مي گردد.اين درصد از مقدار آب جذب شده در شرايط متعارفبيشتر و از حد اشباع كمتر است.

-       هر چه درصد آب جذب شده در وضع متعارف به درصد آببحراني نزديكتر باشد,سنگ يا بتن به يخبندان حساستر خواهد بود.

-       اثر مخرب يخبندان ناشي از اين است كه وقتي آب يخ ميزند, حجم آن به ميزان 9 درصد افزايش مي يابد.

-       اگر مقدار آب از مقدار نظير درصد بحراني كمترباشد,هواي موجود در خلل و فرج سنگ يا بتن در كنار يخ,در اثر فشار يخ متراكم شدهواجازه نمي دهد كه سنگ يا بتن خرد شود. مصرف مواد حبابساز در بتن, از اين نقطهنظر,كيفيت بتن را بهبود مي بخشد و بر مقاومت آن در برابر يخبندان ميافزايد.

-       اگر مقدار آب از مقدار نظير درصد بحراني بيشتر باشد,هواي موجود در كنار يخ ,قادر به مستهلك كردن فشار يخ نخواهد بود و سنگ يا بتن دراثر يخبندان آسيب مي بيند.

-       در اين حالت به ازاي نيروي فشاري ايجاد شده در يخ,نيروي كششي در جسم سنگ يا بتن به وجود مي آيد كه با نيروي فشاري در حال تعادل است.

-       اين تعادل در عين حال تابع سطح مقطع نسبي يخ و جسمتوپر سنگ يا بتن در هر مقطع و ضريب تغيير شكل يخ,سنگ وبتن است.

-       هر چه ضرايب تغيير شكل ها بزرگتر باشند ,تغيير شكلها كمتر و نيروها بيشتر خواهند بود.

-       همچنين هر چه مقطع نسبي يخ بيشتر باشد نيرو بزرگترخواهد بود و برعكس ,اگر خلل و فرج كم شود مقطع نسبي يخ كمتر و نيرو كوچكتر مي شود.

-       هرچه نيرو بزرگتر باشد,به همان نسبت تنش كششي در سنگيا بتن افزايش خواهد يافت و ممكن است به گسيختگي آن منجر شود.

-       هرچه قاب كششي سنگ يا بتن بيشتر باشد,گسيختگي ديرتررخ خواهد داد.مصرف مواد حبابساز كه وضع حبابهاي هوا رادر داخل بتن تثبيت ميكنند,باعث كاهش ,نسبي مقاومت شده و از اين ديدگاه, آسيب پذيري بتن را در برابريخبندان زيادتر مي كند.

-       هرچه سنگ يا بتن تردتر باشد,گسيختگي زودتر پديدارخواهد شد.

كاربرد ميكروسيليس در بتن به كاهش ميزان تخلخل دربتن و ابعاد خلل و فرج آن منجر مي شود كه مي تواند از سوئي ميزان جذب آب متعارف راافزوده, آن را به درصد اشباع نزديكتر كرده و بر حساسيت بتن در برابر يخبندانبيفزايد و از سوي ديگر به دليل تقليل ميزان خلل و فرج از نيروي فشاري داخل آنبكاهد.

همچنين بتن حاوي ميكروسيليس داراي مقاومت بيشتري استكه پايداري آن را در مقابل نيروي فشاري داخلي افزايش مي دهد, ولي معمولاً بيشترشدن مقاومت, با افزايش ضريب تغيير شكل همراه است و زيادترشدن ضريب تغيير شكل بهافزايش نيروي فشاري داخل بتن مي انجامد.

به طوري كه ملاحظه مي شود كاربرد ميكروسيليس در بتن,همانندمواد حبابساز , اثرهاي متناقضي بر عوامل موثر در پايداري بتن در برابر يخبنداندارد.پژوهشهاي  انجام شده نيز اين تناقض راتايي مي كنند.اين مسئله ,كاربرد بتن حاوي ميكروسيليس رادر سازه هايي كه معروض بهيخ زدن و باز شدن يخ باشند, با ابهام روبه رو مي سازد. و براي رفع ابهام , راه حليجزء انجام آزمايشهاي مناسب در هر مورد خاص , وجود ندارد.

ضرورت عمل آوردن بتن هاي حاوي ميكروسيليس:

ميكروسيليس موجود در بتن, به سرعت آب آزاد موجود دربتن را جذب مي نمايد و بروز تركهاي ناشي از نشست خميري و خشك شدن سطح را تشديد و تسريعمي كند.از اين ديدگاه, بتن هاي حاوي ميكروسيليس بايد بلافاصله پس از جادادن وپرداخت سطح, مراقبت شوند و از خشك شدن سطوح آزاد آنها به هر قيمت,جلوگيري به عملآيد. اين امر به ويژه در مناطقي كه اقليم خورنده دارند و همچنين در صورت مصرفسنگدانه هايي كه مشكوك به دارا بودن پتانسيل واكنش قليايي مي باشند, حائز اهميتبسيار است زيرا تركهاي سطحي مي توانند بهترين راه را براي ورورد مواد خورنده بهداخل بتن باشند و مناطق طرفين ترك معمولاً مناسب ترين محل براي آغاز شدن واكنشقليائي مي باشند.

نتيجه گيري:

1)   ميكروسيليس به عنوان يك ماده مكمل نقش اساسي را درافزودن مقاومت بتن سبك و بهبود خواص ديگر آن ايفا مي كند.

2)   ميكروسيليس با ريزي بسيار زياد و فعاليت پوزولانيقابل ملاحظه بر ايجاد واكنشهاي شيميايي با هيدروكسيد كلسيم سبب كاهش تخلخل و نفوذپذيري و افزايش دوام و مقاومت در بتن ها مي شود.

3)   افزودن ميكروسيليس به بتن كارآيي آن را كاهش مي دهدو با كاربرد مقدار مناسبي روان كننده ممتاز نه تنها كارآيي بهبود مي پذيرد بلكهيكنواختي بافت بتن نيز افزايش مي يابد, مشروط بر اينكه روان كننده مورد مصرف بهدقت انتخاب و مصرف شده باشد.

4)   افزودن ميكروسيليس باعث تاخير در زمان گيرش مي شود.

5)   ميكروسيليس پديده آب انداختگي را كنترل كرده وپرداخت را تسريع مي بخشد.

6)    در بتن هاي حاوي ميكروسيليس تكيدگي كمتري نسبت بهبتن هاي معمولي ايجاد مي شود.

7)   با استفاده از ميكروسيليس به عنوان جايگزين بخشي ازسيمان مي توان به مقاومتهاي زياد در بتن دست يافت.

8)   در چنين بتن هايي رابطه مستقيمي بين مقاومت فشاري ومقاومت سايشي وجود دارد .شايان ذكر است كه با افزايش مقاومت فشاري,مقاومت سايشينيز افزايش مي يابد.

9)   فعل وانفعالات پوزولاني دوده سيليسي باعث كاهشنفوذپذيري بتن و ميزان قليايي آن(هيدروكسيدكلسيم) مي گردد.

10)مصرف ميكروسيليس در بتن ,دقت در تمام جزئيات اجراييرا ايجاب مي نمايد و قبل از هر چيز بايد كيفيت ميكروسيليس مصرفي تضمين شده و قابلاعتماد باشد و در غير اينصورت بايد يه طور همه جانبه كنترل شود.

منابع:

-       مكانيزم و علل كاهش آسيب پذيري بتن داراي ميكروسيليس:دكتر پرويز قدوسي.

-       تاثير دوده سيليسي بر خواص بتن هاي مقاومت: دكترنصرت الله تاجيك.

-       بتن با مقاومت زياد : دكتر علي اكبر رمضانپور.

-       خواص مكانيكي و فيزيكي ميكروسيليس ايران: دكتراسماعيل گنجيان.

-       ميكروسيليس و ضريب بازده آن در مقاومت بتن :دكتررمضانپور و مهندس منصور پيرايش.

-       مواد مضاف و روان كننده : دكتر طيبه پرهيزگار

-       مقاومت در برابر سايش : دكتر طيبه پرهيزگار

-       كاربرد ميكروسيليس در ملات و بتن در ايران به ويژهدر بهسازي : دكتر مهدي قاليبافيان.

-       رفتار سازه اي بتن داراي ميكروسيليس : دكتر عليرضاخالو.