بهترین سیلیکات برای بتن چیست؟

بهترین سدیم سیلیکات برای بتن

سیلیکات سدیم که بطور معمول آب شیشه نام دارد، در روش بتن پاشیده شده نیز به طور گسترده استفاده می‌شود. شما می‌توانید از آن برای تولید مخلوطی از مواد سیمانی برای بتن استفاده کنید. در حالت خالص مناسب نیست چرا که به طور مستقیم بر روی سطوح بتنی استفاده می شود، زیرا تمایل به کربناسیون دارد: که واکنشش بر روی سطح با اکسیژن، مصالحه سفید رنگ بجا میگذارد. علاوه بر این، واکنش آن در این موارد برگشت‌پذیر به آب است، یعنی اگر برای مدت طولانی مرطوب باشد، به حالت ژل باز می‌گردد.

گاهی بازگشت به حالت ژل می‌تواند در سطوح افقی برای ترک‌های ریزی که ممکن است بعداً ظاهر شوند مفید باشد، با این حال، عیب غیرقابل انکاری در سطوح عمودی زیرزمینی دارد. در این مقاله ما به بررسی انواع سیلیکات ها و بهترین سیلیکات برای بتن می پردازیم.

سدیم سیلیکات اصلاح‌شده

معیار برای انتخاب بهترین سیلیکات برای بتن چه چیزی است؟ معمولا اصلاح آب شیشه با اضافه کردن ترکیبات شیمیایی دیگر صورت میپذیرد تا نفوذ خود را به بتن افزایش دهد یا از کربناسیون اجتناب کند (البته که در سطح ” سفید ” می‌شود). سیلیکات اصلاح‌شده می‌تواند به عنوان سخت کننده و یا تحکیم کننده کف سیمانی، به عنوان یک محافظ ضد اسید برای مخازن بیوگاز، مخازن آب، فاضلاب، لوله‌های بتنی، کف پل و در صورت اصلاح مناسب، خواص ضد تبخیر عالی (عمل‌آوری بتون) داشته باشد. فرمول‌های مختلفی برای اصلاح سیلیکات وجود دارد که انتخاب نسخه صحیح برای اثربخشی و دوام در طول زمان ضروری است.

پتاسیم سیلیکات

آیا پتاسیم سیلیکات میتواند بهترین سیلیکات برای بتن باشد؟؟ پتاسیم سیلیکات، به ویژه در منطقه اروپا به عنوان مبنایی برای رنگ استفاده می‌شود. این روش مزیتی دارد که در معرض کربناسیون نیست و در نتیجه وضعیت بهتری در حضور رنگدانه‌ها دارد. ترکیب آن با مواد  گچی، تشکیل ترکیبات ضد آب و آبگریز میدهد. دوام بالای آن باعث میشود که این رنگ در نقاشی دیواره‌ای خارجی خاص و بهتر باشد.

لیتیوم سیلیکات

آیا لیتیوم سیلیکات میتواند بهترین سیلیکات برای بتن باشد؟؟ لیتیم یک اتم کوچک‌تر از سدیم و پتاسیم است. بنابراین بهتر در بستر سیمانی بتن نفوذ می کند. با توجه به اندازه کوچک آن، در پر کردن منافذ بتنی کارایی کمتری دارد و بنابراین به طور موثر بستر را مهر خواهد کرد. از آن فقط در کف سیمانی صنعتی استفاده می‌شود، اما به طور کلی در غلظت‌های که برای مطابقت با عملکرد سیلیکات‌های دیگر کافی نیستند مورد استفاده قرار میگیرند. لیتیم بعد از آهن خواستار زیادی دارد و هزینه آن در بازار مواد خام بسیار بیشتر از لیتیوم و پتاسیم است (بیش از ۲۰ الی ۳۰ برابر).

کارایی سیلیکات ها چیست؟

در ادامه مقاله بررسی بهترین سیلیکات برای بتن میتوان گفت: بهترین خصوصیات شناخته‌شده از این ماده در بخش ساختمان‌سازی عبارتند از مقاومت در برابر آب، مقاومت در برابر حملات شیمیایی، استحکام / سختی و ایجاد مواد مقاوم در برابر آتش است. هنگامی که بر لایه سیمانی یا گچی بکار رود، سیلیکات به واسطه اتصال با سایر سیلیکات یا با فلزات قلیایی موجود، یک ساختار میکرو کریستالی تشکیل می‌دهد.

سیلیکات یک بخش جدایی‌ناپذیر از زیرلایه است که در آن‌ها استفاده می‌شود: به همین دلیل است که آن‌ها با دیگر رنگ‌های سطحی متفاوت هستند که در عوض یک پوسته را روی بتون و یا گچ شکل می‌دهند. سیلیکات ها، قلیایی هستند و به لطف این خاصیت، مانع از رشد باکتری‌ها و کاهش کربناسیون مواد سیمانی می‌شوند (که نباید با کربناسیون خود سیلیکات اشتباه گرفته شود). آن‌ها خواص ضد خوردگی(فرسایندگی) عالی دارند.

بهترین سیلیکات برای بتن کدام است؟

بهترین سیلیکات برای بتن کدام است؟ اگر از یک سطح بتون استفاده می­کنیم، بیایید بگوییم که یک علامت CE  اجباری است. این استاندارد اروپایی ” محصولات و سیستم‌های حفاظت و تعمیر سازه‌های بتونی –  سیستم‌های حفاظت از سطح برای بتن ” نیز برای کف(بستر زمین) کاربرد دارد و در مورد حداقل عملکرد مورد نیاز برای محصول محدود است. نسخه اصلاح‌شده سیلیکات سدیم بدون شک در میان سیلیکات ها برتری داشته و بهترین سیلیکات برای بتن محسوب میشود زیرا با حجم حفره­ های موجود در بتون همساز است و همین قادر هست به خوبی با بستره سیمان اشباع و پیوند دهد.

فرض کنید ما از یک طبقه محافظت می‌کنیم و یک اثر براق می‌خواهیم. در این حالت، باید یک سیلیکات سدیم با نفوذ کم و یا سیلیکات لیتیم با رزین آکریلی انتخاب کنیم تا سیلیکات روی سطح باقی بماند. سپس می‌توانیم نتیجه مطلوب را از طریق پردازش مکانیکی (بافر سرعت پایین) بدست آوریم. ما باید در نظر داشته باشیم که در طول زمان استفاده مداوم، درخشش برخی از قطعه­ ها یا خطوط کف میتواند بیشتر یا کمتر از بقیه قسمت ها شود که این خود تلاش برای زیبا نگاهداری را از بین ببرد یا خنثی کند.

از طرف دیگر، اگر ما بخواهیم تمرکزمان را روی حفاظت و دوام بتن قرار دهیم، به خصوص در بتن، فضای باز ، پس لازم است که یک سیلیکات سدیم اصلاح‌شده با نفوذ بالا در زیر لایه انتخاب کنیم، که دیگر به محافظ سطح نیاز ندارد.

 با توجه به رفتار بتن با سیلیکات لیتیم، باید توجه داشت که بسیاری از محصولات سیلیکات لیتیم با انواع دیگر محصولات ارگانیک (رزین‌ها) ترکیب شده‌اند تا میزان لیتیوم مورد استفاده را کاهش دهند. در نتیجه این خود خیانت به فلسفه سیلیکاتی و رها کردن برخی از ویژگی‌هایی است که من معتقدم بنیادی هستند. برای فهمیدن اینکه کدام یک از سیلیکات‌های لیتیم ” خوب ” هستند، من پیشنهاد می‌کنم که علامت CE  بررسی شود.

درخواست اعلام عملکرد کنید، باید شماره CDP و نام آن را شامل شود. ما بر روی یک سطح گچ کار می‌کنیم، پتاسیم سیلیکات ثابت کرده‌است که به عنوان یک مقاوم کننده یا سخت کننده و یک مبنا برای رنگ، عالی است.

چرا استفاده از سیلیکات برای بتن اهمیت دارد؟

• افزایش مقاومت فشاری و خمشی بتن
  هنگامی که سیلیکات با هیدروکسید کلسیم آزاد در بتن واکنش می‌دهد، ژل سیلیکاتی تولید می‌شود که باعث تراکم بافت بتن می‌گردد و مقاومت آن را افزایش می‌دهد.
• کاهش نفوذپذیری و آب‌بندی بهتر
  ذرات سیلیکات برای بتن می‌توانند ریزحفره‌های ساختار بتن را پر کنند و یک لایه آب‌بند ایجاد نمایند.
• کاهش پدیده کربناته شدن
  با کاستن از فضای خالی در بافت بتن، نفوذ گاز دی‌اکسید کربن و سایر عوامل خوردگی کمتر می‌شود.

انواع سیلیکات مناسب برای بتن

1. سیلیکات سدیم

   • اغلب در قالب محلول مایع عرضه می‌شود.
   • برای ساخت بتن‌های زودگیر و کاهش نفوذ آب در پروژه‌های زیرزمینی یا تونل‌ها کاربرد دارد.

2. سیلیکات پتاسیم

   • خاصیت قلیایی بالایی دارد و در محیط‌های اسیدی و خورنده مقاومت خوبی ایجاد می‌کند.
   • بیشتر در پروژه‌هایی که با مواد شیمیایی و حرارت سروکار دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3. میکروسیلیس (Silica Fume)

   • برخلاف سیلیکات سدیم یا پتاسیم، بیشتر به صورت پودر بسیار ریز (با ذرات نانومتری) عرضه می‌شود.
   • به دلیل اندازه ذرات بسیار کوچک، پرکننده مناسبی برای حفره‌های خالی داخل بتن است و مقاومت نهایی آن را به شکل چشمگیری افزایش می‌دهد.

نحوه عملکرد سیلیکات در ترکیب بتن

• تشکیل ژل کلسیم سیلیکات هیدراته (C-S-H):
  واکنش سیلیکات با هیدروکسید کلسیم، منجر به تولید ژلی پایدار می‌شود که نقاط ضعف در بتن را می‌پوشاند و ساختاری مت密 و مستحکم به وجود می‌آورد.

• پایین آوردن نسبت آب به سیمان (W/C):
  وجود سیلیکات در بتن کمک می‌کند تا آب آزاد در مخلوط کاهش یابد و در نتیجه مقاومت فشاری بالا رود.

• کاهش جمع‌شدگی (Shrinkage) و ترک‌های حرارتی:
  وقتی سیلیکات برای بتن استفاده می‌شود، نرخ تبخیر آب کنترل‌شده و پایداری حرارتی بیشتر می‌گردد.

مزایای استفاده از بهترین سیلیکات برای بتن

1. بهبود دوام در برابر سیکل‌های یخ‌زدگی و ذوب‌شدن

   • مناسب برای سازه‌های exposed در مناطق سردسیر؛
   • کاهش آسیب ناشی از یخ‌بستن آب در حفره‌های بتن.

2. افزایش عمر بهره‌برداری سازه

   • با ایجاد چسبندگی قوی‌تر بین اجزای تشکیل‌دهنده بتن، سازه در طولانی‌مدت افت مقاومت کمتری خواهد داشت.

3. مقاومت شیمیایی بالا

   • در محیط‌های خورنده یا حاوی نمک‌های مهاجم، سیلیکات برای بتن موجب حفظ خواص بتن و پیشگیری از خوردگی میلگردها می‌شود.

روش صحیح اختلاط و میزان مصرف سیلیکات در بتن

• مرحله افزودن سیلیکات:

  • معمولاً سیلیکات مایع در زمان ساخت بتن، به آب اختلاط اضافه می‌شود.
  • در صورت استفاده از پودر سیلیکات یا میکروسیلیس، ابتدا با سیمان ترکیب یا به‌صورت جداگانه در میکسر اضافه می‌گردد.

• میزان مصرف پیشنهادی:

  • برای سیلیکات سدیم یا پتاسیم مایع: ۰٫۵ تا ۲ درصد وزن سیمان، بسته به نوع پروژه و شرایط محیطی.
  • برای میکروسیلیس: ۵ تا ۱۵ درصد وزن سیمان، بسته به مقاومت نهایی موردنظر.

• نکات ایمنی:

  • به دلیل قلیایی بودن سیلیکات، استفاده از دستکش و عینک محافظ توصیه می‌شود.
  • در صورت تماس با پوست، محل را با آب فراوان شست‌وشو دهید.

پرسش‌های متداول (FAQ)

1. آیا سیلیکات سدیم می‌تواند جایگزین ضدیخ بتن شود؟
   • به‌طور مستقیم نه، اما تا حدی اثر ضدیخ دارد و در کنار ضدیخ‌های بتن استفاده می‌شود.
2. آیا می‌توان سیلیکات پتاسیم را با سیلیکات سدیم جایگزین کرد؟
   • بله، در برخی شرایط محیطی که نیاز به مقاومت در برابر اسیدها یا دماهای بالا است، سیلیکات پتاسیم انتخاب بهتری محسوب می‌شود.
3. هزینه تمام‌شده پروژه با استفاده از سیلیکات برای بتن چقدر تغییر می‌کند؟
   • بسته به نوع سیلیکات و میزان مصرف، هزینه پروژه ممکن است اندکی افزایش یابد؛ اما مزایای بلندمدت در دوام و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، این افزایش هزینه را جبران می‌کند.