1- مقدمه

با رشد روزافزون تقاضا برای ساخت‌وساز، توجه به دوام، عملکرد بلند مدت و اثرات زیست‌محیطی مصالح ساختمانی بیش از پیش اهمیت یافته است. بتن به‌عنوان پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی، بهینه‌سازی آن از جنبه‌های عملکردی و زیست‌محیطی می‌تواند گامی مؤثر در مسیر توسعه پایدار باشد. ژل میکروسیلیس یکی از افزودنی‌هایی است که با افزایش عملکرد بتن و کاهش اثرات منفی زیست‌محیطی، جایگاه ویژه‌ای در این حوزه یافته است.

2- خواص فنی ژل میکروسیلیس در بتن

افزایش مقاومت فشاری و خمشی

ژل میکروسیلیس با دارا بودن ذرات بسیار ریز و واکنش‌پذیر، در ترکیب با هیدروکسید کلسیم سیمان، ترکیبات پایدار و مقاومی همچون C-S-H تولید می‌کند. این واکنش پوزولانی، چگالی خمیر سیمانی را افزایش داده و باعث رشد مقاومت فشاری و خمشی بتن در کوتاه ‌مدت و بلند مدت می‌شود.

بهبود مقاومت سایشی

کاهش تخلخل سطحی و افزایش تراکم شبکه سیمانی باعث افزایش مقاومت سایشی بتن می‌شود. این ویژگی در سطوح پرتردد نظیر کف‌سازی‌های صنعتی، پارکینگ‌ها و باندهای فرودگاه و ... حائز اهمیت است.

کاهش نفوذپذیری و افزایش آب‌بندی

ژل میکروسیلیس با پر کردن منافذ خمیر سیمانی و تولید ساختاری متراکم‌تر، نفوذ آب و یون‌های مهاجم را به‌شدت کاهش می‌دهد. در نتیجه، بتن در برابر سولفات‌ها، کلرها و سایر عوامل مهاجم محیطی مقاوم‌تر می‌گردد.

کاهش واکنش قلیایی-سیلیسی (ASR)

ژل میکروسیلیس با جذب قلیایی‌های آزاد و کاهش فعالیت آن‌ها، خطر واکنش قلیایی-سیلیسی را کاهش می‌دهد که از جمله عوامل مخرب در بتن‌های قدیمی و با سنگدانه‌های واکنش‌زا است. البته مقدار میکروسیلیس مصرفی در این زمینه تعیین کننده می باشد. 

افزایش مقاومت در برابر سیکل یخبندان و ذوب

افزایش تراکم بتن و کاهش نفوذ آب منجر به کاهش آسیب‌های ناشی از انجماد و ذوب در مناطق سردسیر می‌شود و دوام سازه را بالا می‌برد.

افزایش چسبندگی به میلگرد (Bond Strength)

کاهش فضای خالی اطراف آرماتورها و تولید ساختار پیوسته‌تر، موجب افزایش چسبندگی میلگرد به بتن می‌شود که در بهبود رفتار لرزه‌ای سازه تأثیرگذار است.

بهبود مقاومت الکتریکی و کاهش خوردگی

ساختار متراکم‌تر بتن باعث افزایش مقاومت حجمی و کاهش رسانایی الکتریکی آن می‌شود. این ویژگی از خوردگی الکتروشیمیایی آرماتور در سازه‌های بتن مسلح جلوگیری می‌کند.

کاهش جدایی و آب انداختگی 

خاصیت غلظت‌دهی ژل میکروسیلیس موجب یکنواختی بیشتر مخلوط بتن و جلوگیری از جداشدگی سنگدانه‌ها و بالا آمدن آب می‌گردد. این خاصیت به‌ویژه در بتن‌های روان و پمپ‌شونده بسیار مؤثر است.

بهینه‌سازی بتن‌های خودتراکم (SCC)

ژل میکروسیلیس به دلیل افزایش پایداری مخلوط و حفظ روانی بدون افزایش نسبت آب به سیمان، در طراحی مخلوط‌های خودتراکم نقش کلیدی ایفا می‌کند.

3- اثرات زیست‌محیطی و نقش در توسعه پایدار

بازیافت ضایعات صنعتی

میکروسیلیس محصول جانبی صنعت فروآلیاژهاست. استفاده از آن در بتن، به بازیافت مواد زائد صنعتی کمک کرده و مانع آلودگی خاک و هوا می‌شود.

کاهش مصرف سیمان

افزودن ژل میکروسیلیس می‌تواند نیاز به سیمان را در ترکیب بتن کاهش دهد. هر تن سیمان معادل حدود ۹۰۰ کیلوگرم CO₂ تولید می‌کند؛ بنابراین کاهش مصرف سیمان تأثیر مستقیم در کاهش گازهای گلخانه‌ای دارد.

کاهش مصرف آب و انرژی

با حفظ اسلامپ و کارایی بتن، نیاز به آب اضافی کاهش می‌یابد. همچنین کاهش دفعات تعمیرات، عملیات نگهداری و افزایش عمر مفید سازه‌ها، منجر به صرفه‌جویی در منابع و انرژی در بلندمدت می‌شود.

4- نتیجه‌گیری

ژل میکروسیلیس به‌عنوان یک افزودنی چندمنظوره، ضمن بهبود مقاومت، دوام و کیفیت بتن، مزایای زیست‌محیطی مهمی نیز به همراه دارد. کاهش مصرف منابع طبیعی، استفاده از ضایعات صنعتی، و افزایش عمر سازه‌ها، همگی این ماده را به گزینه‌ای پایدار و آینده‌نگر در صنعت ساخت‌وساز تبدیل کرده‌اند. با گسترش فرهنگ استفاده از این نوع افزودنی‌ها، می‌توان به بهینه‌سازی پروژه‌های عمرانی و کاهش آسیب‌های زیست‌محیطی امیدوار بود.