مقایسه بین بتن سیلیسی و بتن کربناته

بتن سیلیسی و بتن کربناته هر دو از مقاومت قابل توجهی برخوردار هستند. همان گونه که می دانید یکی از رایج ترین مصالح ساختمانی که در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد، بتن است. چرا که  دوام بالایی دارد و در برابر حرارت نیز مقاوم می باشد، اما با توجه به نوع مواد به کار رفته در ترکیب آن، میزان مقاومت آن در برابر حرارت و نیروهای جانبی متفاوت خواهد بود. این محصول معمولاً بر اساس نوع ماده یا تراکم دانه‌های آن طبقه بندی می شود.

مواد تشکیل دهنده

تفاوت اصلی بین بتن سیلیسی و کربناته در نوع مواد به کار رفته در ترکیب آن ها می باشد. کربناته از دانه هایی ساخته شده است که عمدتاً بر پایه دولومیت و کربنات کلسیم هستند. از طرف دیگر، سیلیسی معمولاً از ماسه، سنگ، گرانیک و سیلیکا ساخته می‌شود. این دو محصول نسبت به بتن سبک مقاومت بیشتری دارند، چرا که نوع سبک از موادی مانند شیل، خاک رس و سنگ لوح تشکیل شده است.

مقاومت

اگر این دو محصول در معرض گرمای شدید قرار بگیرند، کربناته مقاومت بیشتری از خود نشان می دهد. طبق گزارشات انجمن سیمان پرتلند، مقاومت سیلیسی در دمای حدود ۴۲۷ درجه سانتیگراد شروع به کاهش کرده و پس از رسیدن به دمای حدود ۶۴۹ درجه سانتیگراد، مقاومت آن به کمتر از نصف افت خواهد کرد.

منظور از کربناته شدن یا کربناتاسیون بتن چیست؟

منظور از پدیده فوق این است که PH ماده به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. این امر به علت واکنش بین هیدروکسید کلسیم مخلوط با دی اکسید کربن هوا اتفاق می افتد. از آنجا که فرایند کربناتاسیون می‌تواند منجر به خوردگی یا آسیب پذیری قطعات فولادی به کار رفته در بتن گردد، از همین رو توصیه می شود که در این گونه مواقع از آن استفاده نشود.

هرچند وجود عناصری مانند کروم و کربن مقاومت فولاد را در برابر زنگ زدگی بالا می برد، اما به هرحال وجود یک لایه محافظ برای آن ضروری است که قلیائیت بتن در این امر می تواند کمک کننده باشد. از عوامل موثر در کربناته شدن می توان به وجود آب در حفره ها، نوع مواد تشکیل دهنده مخلوط، میزان نفوذ پذیری آن و وجود لایه محافظ اشاره کرد.

رسانش گرمایی

از دیگر تفاوت های بین بتن سیلیسی و کربناته می توان به اختلاف رسانش گرمایی آن ها اشاره کرد. منظور از رسانش حرارتی، قابلیت یک ماده نسبت به انتقال گرما است. نوع سیلیسی رسانش حرارتی بالاتری نسبت به نوع کربناته دارد و این امر در درجه اول به این خاطر است که سطح تبلور آن بالاتر می باشد.

تاثیرات کربناسیون

بتن از لایه خارجی المان های فولادی در سازه ها مانند میلگرد محافظت می کند، چراکه خاصیت قلیایی  دارد. از همین رو، کربناسیون آن علاوه بر پایین آوردن مقاومت فولاد در برابر خوردگی، استحکام سازه را نیز کاهش خواهد داد. در فرایند کربناسیون عوامل محیطی مانند رطوبت، دما، میزان دی اکسید کربن در هوا و موارد از این قبیل نقش مهمی را ایفا می کنند. برای اطلاع از میزان کربن دی اکسید در بتن می توان از طیف مادون قرمز یا شاخصPH  استفاده نمود.

منظور از سیلیس چیست؟

از این ماده به منظور آب بندی بتن استفاده می شود. محصول نامبرده توانایی فوق العاده ای در رابطه با دفع آب و هدایت الکتریکی دارد. سیلیس در کارخانجات فروآلیاژ یا تولید فروسیلیسم تولید شده و یک حالت بی شکل یا غبار کریستالی دارد، چرا که با سرعتی بسیار بالا سرد می شود. در حالت کلی این ماده به دو دسته بلوری و غیر بلوری تقسیم بندی می شود که:

نوع بلوری آن تنها به عنوان پرکننده مورد استفاده قرار می گیرد و توانایی تولید یک ماده با خاصیت چسبندگی بالا را ندارد.

نوع غیر بلوری نیز به علت دارا بودن خاصیت سیمانی،  در حضور رطوبت یک ماده چسبنده را شکل می دهد که به آن نوع C-S-H نیز گفته می شود.

به منظور جلوگیری از اتلاف آب در موارد خاص یا جلوگیری از نفوذ مواد شیمیایی به داخل محیط، می توان ازیک مخلوط یا آب بند حاوی دوده سیلیس استفاده نمود. اندازه ذرات این ماده حدودا ۵۰ الی ۱۰۰ برابر کوچکتر از دانه های سیمان است و چسبندگی مخلوط را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. طبیعتا کاهش فضای خالی در بتن به افزایش مقاومت آن کمک می کند و سیلیس نیز با هیدروکسیدکلسیم واکنش نشان داده و یک ماده ژل مانند را تشکیل می دهد، همین ماده باعث افزایش چسبندگی و مقاومت مخلوط می شود.

انبساط گرمایی

انبساط گرمایی یکی دیگر از تفاوت‌های بین بتن کربناته و سیلیسی می باشد که البته نوع دانه ها نیز بر سطح آن تاثیرگذار هستند. بر اساس گزارشات انجمن تحقیقات ملی کانادا، نوع کربناته زمانی که در دمای بیش از ۵۰۰ درجه سانتیگراد قرار گیرد، انبساط گرمایی آن به میزان قابل توجهی افزایش می یابد، چرا که ماده دولومیت در آن شروع به تجزیه  می کند. اما در مقابل، نوع سیلیسی تا حدود ۱۲۹۲ درجه سانتیگراد منبسط شده و در این نقطه، انبساط گرمایی آن تثبیت می شود.

نکاتی در رابطه با کربناسیون:

• ممکن است فرایند کربناسیون به دلیل عدم توجه کافی یا استفاده از مواد نامناسب اتفاق افتاده باشد، پس صرفا نمی توان عوامل محیطی یا شرایط جوی را عامل اصلی این اتفاق دانست.
• معمولا دی اکسید هوا در مناطق شهری بیشتر است و همین امر باعث می شود که میزان قلائیت بتن کاهش پیدا کند.
• فرایند کربناسیون می تواند باعث مشکلاتی مانند پوسته پوسته شدن بتن و زنگ زدگی قطعات فولادی شود و همین امر استحکام سازه را کاهش خواهد داد.

نکاتی در رابطه با سیلیس:

• استفاده از این ماده موجب جلوگیری از پدیده سرطان بتن خواهد شد. منظور از پدیده مذکور این است که بتن بر اثر انبساط زیاد به مرور زمان دچار فروپاشی شود.
• این محصول باید همراه با افزودنی های کاهنده آب مورد استفاده قرار گیرد، چراکه رطوبت مخلوط را به خود جذب می کند.
• سیلیس باید دور از رطوبت و در دمای ۱۰ الی ۳۰ درجه سانتیگراد محافظت شود.
• استشمام این ماده باعث بروز مشکلات تنفسی می شود، به همین جهت هنگام کار با آن حتما از ماسک استفاده کنید.