فوم سیلیکا نام علمی اروزیل است که خاصیت حجم دهندگی بالایی دارد و به افزایش چسبندگی و غلظت مواد در زمینه‌های گسترده‌ای استفاده می‌شود. این ماده طی فرآیند تولید فروسیلیس بدست می آید و به عنوان مواد اولیه در تولید فولاد و چدن مورد استفاده قرار می گیرد و به خوبی بخشی از نیازهای مهم صنایع را رفع می‌کند.
در اوایل از فوم سیلیکا در ایجاد اختلاط آن با آب و سیمان استفاده می کردند، سپس سنگ فرش‌های پیاده روها و پارک‌ها با هدف سنگ ریزه حضور پیدا کرد. اما امروزه از آن به عنوان یکی از مهم‌ترین مواد مصرفی در صنایع یاد می‌کنند و خواص فیزیکی و شیمیایی آن به طور کامل شناسایی شده است.
از جمله صنایعی که از این ماده پرکاربرد بهره مند هستند می‌توان به نساجی، لوازم آرایشی، پودرهای پوششی و ... اشاره کرد که در صورت عدم استفاده از آن با چالش‌های مختلفی مواجه می شوند.
سیلیکا فوم یا دوده سیلیس، کدام نام درست‌تر است؟
از هر دو این نام‌ها برای شناسایی این ماده در صنعت استفاده می‌کنند. دیگر نام‌های پرکاربرد برای فوم سیلیکا نیز بخار سیلیس، میکروسیلیس و فوم سیلیس است. دلیل اسامی مختلف برای این ماده نحوه تولید آن در کارخانه‌ها می‌باشد. همچنین افزایش غلظت و چسبندگی دوده سیلیس بر انتخاب نام‌های مختلف آن بی تاثیر نبوده است.
نحوه تولید سیلیکا فوم
هنگام سوزانده شدن ذغال سنگ، تراشه‌های چوبی و کوارتز در روند تولید آلیاژهای با پایه سیلیسی و فولادی، دود متراکمی از کوره الکتریکی خارج می‌شود که این دود همان دوده سیلیس است. ترکیب علمی این ماده دی اکسید سیلیکون با نام اختصاری SiO2 مشخص شده که برای تقویت بتن در ساخت ساختمان‌های متفاوت و دیگر پروژه‌ها حضور پر رنگی دارد.
در واقع این ماده با دیگر مواد ترکیب می‌شود و خواص مورد نیاز بدست می آید. شکل ظاهری دوده سیلیس ارائه شده به بازار به صورت ژل یا پودر است که ژل سیلیکا فوم موجود در بازار از خود این ماده ساخته می‌شود.
دلیل طراحی ظاهر ژلی این ماده مضر بودن حالت پودری آن برای سلامتی است و در اکثر صنایع بیشتر از حالت ژل و خمیری آن استفاده می‌کنند.
مقدار مصرف ژل میکروسیلیس
ژل میکروسیلیس از ترکیب چند ماده به دست می آید این محصول جهت افزایش کیفیت بتن استفاده می‌شود که ساختار آن بر پای پودر میکروسیلیس و روان کننده‌های بتن است. البته در برخی موارد از الیاف پلی پروپیلن در ساخت آن استفاده می‌شود و در بعضی پروژه‌ها نیز به استفاده از نوع خاص ژل میکروسیلیس نیاز دارد. پس آگاهی از مواد تشکیل دهنده ژل میکروسیلیس برای تولید بتن مورد نیاز ضروری است.
همچنین دانستن ابعاد و اندازه میکرو سیلیس در تولید بتن مورد نیاز بسیار اهمیت دارد. معمولا 99 درصد ذرات این ماده باید از 0.5 میکرومتر کوچک‌تر باشد و ژل میکروسیلیس هایی که در این دسته قرار می گیرند به نام نانو مواد شهرت دارند و خاصیت پوزولانی آن فوق العاده است.
دلیل پراهمیت بودن این خاصیت افزایش نیاز آب بتن است که با استفاده از محصولات روان کننده بتن، روان بودن ژل میکروسیلیس رفع می‌شود.
ترکیبات ژل سیلیکا برای هر پروژه‌ای قابل تنظیم است، در واقع امکان کاهش یا افزایش مواد اولیه این ژل وجود دارد. پس با توجه به شرایط و طبق دستورالعمل، افزدونی‌ها تهیه و مورد استفاده قرار می گیرد.
مزایا و معایب
ترکیب عالی فوم سیلیکا به دلیل مساحت سطحی و ساختار متراکم آن است. این دو ویژگی باعث رونمایی مزایای گفته شده در زیر شده است:
- ضدرسوب، ضخیم کننده و مقاومت در برابر ریزش
- مقاومت در برابر خوردگی
- توانایی جذب پیشرفته
- تقویت
- روان کننده و آنتی کیک
- مقاومت در برابر خراش و سایش
از آنجاکه تنوع محصولات صنعتی بسیار گسترده است، قیمت متفاوتی برای ژل میکروسیلیس مشاهده می‌کنیم و هر کدام از شرکت‌ها و برندهای مختلف این ماده را با درصد اختلاط متفاوتی تولید می‌کنند. برای مثال، برخی برندها دوده سیلیس را با درصد بیشتر نسبت به الیاف فولادی تولید کند یا برعکس که با بررسی این درصدهای خلوص بدون شک به قیمت‌های متفاوتی دست می یابید.
یکی از ویژگی‌های بسیار مهم فوم سیلیکا، توانایی جذب مواد گازی، مایع و جامد است. این ماده به دلیل پیوند هیدروژنی یا واکنش اسید باز مواد نام برده دچار واکنش می‌شود. همچنین این ماده باعث تاخیر رسوب گذاری مواد جامد در سیستم‌های مایع مانند روکش‌های رنگی یا رزین‌ها خواهد شد که با اضافه کردن آن امکان برقراری پیوند مجدد بین پارتیکل‌ها وجود ندارد و بهبود کارایی پیگمانتاسیون در روکش زنی حین مراحل پراکندگی مشاهده می‌شود.
میکروسیلیس چگونه باعث بهبود وضعیت بتن می شود؟
به دلیل خاصیت روان کننده در ژل میکرو سیلیس، مصرف آن در ساخت بتن، باعث روان شدن آن می‌شود. با تشخیص خاصیت دقیق محصولات ژل میکروسیلیس در آزمایشگاه‌های شیمی، تغییرات حاصل از این روان کننده کاملا قابل حدس است و میزان مقدار و درصد مصرف ژل کاملا مشخص شده است.
از آنجاکه هزینه و زمان زیادی برای تعیین مصرف ژل میکروسیلیس برای هر پروژه‌ای صرف می‌شود، محدوده مصرفی براساس نیاز پروژه اعلام می‌شود. اما برای پروژه‌های ویژه بهتر است میزان دقیق مصرف ژل براساس نظر مهندسین انجام شود.
عوامل مختلفی بر مقدار مصرفی ژل میکروسیلیس تاثیر می گذارد که یکی از مهم‌ترین موارد، نوع بتن است. همچنین طرح اختلاط بتن نیز یکی دیگر از عوامل موثر بر میزان مصرف ژل میکروسیلیس است و خود ژل و نسبت آن و مواد تشکیل دهنده این ماده به مقدار مصرفی آن در بتن بستگی دارد.
هنگامی که این افزودنی در آخرین مرحله به بتن اضافه می‌شود، به روانی بتن کمک می‌کند و باید کامیون حمل بتن حدود 5 دقیقه با دور تند بچرخد. از دیگر اثرات این ماده ایجاد یکنواختی بتن و پیشگیری از ته نشینی دانه‌های بتن است، اما افزودنی‌های روان کننده باعث حفظ قوام بتن خواهند شد.
میکروسیلیس افزایش دهنده دوام بتن
میکروسیلیس به صورت ملات از پیش آماده قابل تهیه است که هنگام حمل بتن در کامیون به مواد اضافه می‌شود و سپس بتن ریزی قابل اجرا است. در دیگر بتن‌های مصرفی به مرحله ساخت بتن اضافه می‌شود و مزایای بی نظیر خود را به نمایش می گذارد.
در صورتی که روش خاصی برای استفاده از این ماده وجود داشته باشد، شرکت تولید این موضوع را روی بسته بندی حک می‌کند. یکی از موارد مهم قبل از استفاده، بررسی یکنواختی محصول است که در نظر گرفتن آن برای برخی محصولات بر پایه ژل میکروسیلیس بسیار اهمیت دارد.
ژل میکروسیلیس هنگام باقی ماندن باعث ته نشینی می‌شود و ساختار ژله‌ای خود را بدست می آورد. طبق نظر کارشناسان، بهترین روش برای استفاده، ابتدا مایع کردن و سپس مخلوط کردن آن به بتن است. در این حالت، به خوبی ته نشین می‌شود و امکان پراکندگی آن وجود ندارد.
نتیجه گیری
سیلیکا فوم با ساختاری متخلخل و مساحت سطحی بالا به اشکال مختلفی برای افزایش غلظت و تقویت مواد مختلف استفاده می‌شود به عنوان نماینده الاستومرها بسیار خوب ایفا نقش می‌کند. این ماده در گریدهای متفاوت تولید می‌شود که هر کدام می‌تواند متفاوت باشد.
از صنایع پرطرفدار این ماده می‌توان به کارخانجات رنگ سازی، مواد شیمیایی، رزین سازی و کارخانجات و صنایع پلی وود اشاره کرد که در کارخانه‌های ماستیک سازی و درزگیر نیز نقش پررنگی دارد.