कंक्रीट में माइक्रो सिलिका पाउडर का अनुपात

माइक्रोसिलिका को जब सीमेंट आधारित कंक्रीट, मोर्टार और रिफ्रैक्टरी कास्टेबल में मिलाया जाता है, तो यह सीमेंट कणों के बीच की रिक्तियों को भर सकता है और हाइड्रेशन उत्पादों के साथ प्रतिक्रिया करके जेल बना सकता है। यह मैग्नीशियम ऑक्साइड जैसी क्षारीय सामग्रियों के साथ भी प्रतिक्रिया करके जेल बनाता है। उचित मात्रा में माइक्रोसिलिका मिलाने से निम्नलिखित प्रभाव हो सकते हैं:

• संपीड़न, लचीलापन, अभेद्यता, संक्षारण प्रतिरोध, प्रभाव प्रतिरोध और घर्षण प्रतिरोध में उल्लेखनीय सुधार होता है।
• जल प्रतिधारण को बढ़ाता है, पृथक्करण और रिसाव को रोकता है, और कंक्रीट पम्पिंग प्रतिरोध को काफी कम करता है।
• कंक्रीट के सेवा जीवन को बढ़ाता है, विशेष रूप से क्लोराइड नमक संदूषण, सल्फेट क्षरण और उच्च आर्द्रता जैसे कठोर वातावरण में, तथा स्थायित्व को कई गुना तक बढ़ाता है।
• छिड़काव किये गये कंक्रीट और कास्टेबल्स में रिबाउंड को महत्वपूर्ण रूप से कम करता है, तथा प्रत्येक छिड़काव परत की मोटाई को बढ़ाता है।
• यह उच्च शक्ति वाले कंक्रीट का एक आवश्यक घटक है, जिसका उपयोग C150 तक की कंक्रीट शक्ति वाली परियोजनाओं में किया जाता है।
• इसमें सीमेंट की तुलना में लगभग पांच गुना अधिक प्रभावकारिता होती है, जो साधारण कंक्रीट और कम सीमेंट वाले कास्टबल्स में उपयोग किए जाने पर लागत को कम कर सकती है और स्थायित्व में सुधार कर सकती है।
• कंक्रीट में क्षार-समुच्चय प्रतिक्रियाओं को प्रभावी ढंग से रोकता है।
• कास्टेबल रिफ्रैक्टरी सामग्रियों के घनत्व में सुधार करता है। Al2O3 के साथ सह-अस्तित्व में होने पर, यह अधिक आसानी से एक मुलाइट चरण बनाता है, जिससे उच्च तापमान की ताकत और थर्मल शॉक प्रतिरोध में वृद्धि होती है।

माइक्रोसिलिका कंक्रीट के लिए मिश्रण डिजाइन

माइक्रोसिलिका कंक्रीट के लिए मिश्रण डिजाइन में मुख्य रूप से समावेश की विधि, माइक्रोसिलिका की इष्टतम मात्रा, जल-घटाने वाले एजेंटों की इष्टतम मात्रा और रेत और बजरी का समायोजन निर्धारित करना शामिल है, जबकि अन्य पहलू साधारण कंक्रीट के लिए डिजाइन विधियों का पालन करते हैं।

क) निगमन की विधि:

माइक्रोसिलिका को कंक्रीट में दो मुख्य तरीकों से शामिल किया जा सकता है: आंतरिक रूप से या बाहरी रूप से, दोनों में ही जल-घटाने वाले एजेंटों के उपयोग की आवश्यकता होती है।

आंतरिक जोड़:माइक्रोसिलिका सीमेंट की जगह लेता है और इसका इस्तेमाल दो तरीकों से किया जा सकता है: समान प्रतिस्थापन और आंशिक प्रतिस्थापन। समान प्रतिस्थापन का मतलब है कि माइक्रोसिलिका सीमेंट की बराबर मात्रा को प्रतिस्थापित करता है, जबकि आंशिक प्रतिस्थापन का मतलब है कि 1 किलो माइक्रोसिलिका 1-3 किलो सीमेंट की जगह लेता है। सामान्य खुराक 5% से 30% तक होती है, जिसमें पानी-सीमेंट अनुपात आम तौर पर अपरिवर्तित रहता है।

बाह्य परिवर्धन:माइक्रोसिलिका को सीमेंट की मात्रा कम किए बिना कंक्रीट में एक मिश्रण की तरह मिलाया जाता है, जिसकी सामान्य खुराक 5% से 10% होती है। बाहरी रूप से मिलाए गए माइक्रोसिलिका वाले कंक्रीट में आमतौर पर बहुत अधिक यांत्रिक गुण होते हैं, लेकिन इससे कंक्रीट में सीमेंटयुक्त सामग्री की मात्रा बढ़ जाती है।

बी) माइक्रोसिलिका की इष्टतम खुराक:

बहुत कम माइक्रोसिलिका का कंक्रीट के प्रदर्शन पर न्यूनतम प्रभाव पड़ता है, जबकि बहुत अधिक मात्रा में कंक्रीट बहुत चिपचिपा हो जाता है, जिससे काम करना मुश्किल हो जाता है, और महत्वपूर्ण शुष्क सिकुड़न और खराब ठंढ प्रतिरोध की संभावना होती है। इसलिए, सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने के लिए माइक्रोसिलिका की इष्टतम खुराक की पहचान की जानी चाहिए। आम तौर पर, 10% के भीतर की खुराक संतोषजनक परिणाम देती है। उपयुक्त खुराक आमतौर पर माइक्रोसिलिका, सीमेंट और समुच्चय गुणों के प्रकार के आधार पर कई खुराकों का चयन करके निर्धारित की जाती है, जैसे कि 3%, 5%, 7% और 10%, और R-SF (शक्ति-माइक्रोसिलिका खुराक) वक्र को प्लॉट करने के लिए कंक्रीट के नमूने बनाना। ध्यान दें कि माइक्रोसिलिका अपेक्षाकृत महंगा है, इसलिए इष्टतम खुराक निर्धारित करते समय तकनीकी और आर्थिक कारकों पर भी विचार किया जाना चाहिए।

ग) जल-घटाने वाले एजेंटों की इष्टतम खुराक:

जल-घटाने वाले एजेंटों के बिना, माइक्रोसिलिका कंक्रीट में समान तरलता बनाए रखने के लिए जल-सीमेंट अनुपात को बढ़ाने की आवश्यकता होती है, जो कंक्रीट की ताकत में सुधार नहीं करता है। माइक्रोसिलिका और जल-घटाने वाले एजेंटों के संयुक्त उपयोग से जल-सीमेंट अनुपात अपरिवर्तित रहता है जबकि समान तरलता प्राप्त होती है और माइक्रोसिलिका कंक्रीट की ताकत और प्रदर्शन में काफी सुधार होता है। उच्च दक्षता वाले नेफ़थलीन-आधारित जल-घटाने वाले एजेंट, जैसे कि जियान 1, एच, डीएच 3, एफडीएन, एनएफ, एन 2 बी, आदि, आमतौर पर चीन में उपयोग किए जाते हैं, जिनकी खुराक आमतौर पर सीमेंट सामग्री की मात्रा के 1% के भीतर होती है। कुछ मामलों में, जल-सीमेंट अनुपात को कम करने और अल्ट्रा-हाई-स्ट्रेंथ कंक्रीट तैयार करने के लिए, जल-घटाने वाले एजेंटों की खुराक 2% से 3% तक पहुँच सकती है।

घ) रेत और बजरी का समायोजन:

माइक्रोसिलिका के आंतरिक जोड़ के लिए, रेत और बजरी की मात्रा को आमतौर पर समायोजन की आवश्यकता नहीं होती है। बाहरी जोड़ के लिए, रेत और बजरी की मात्रा को माइक्रोसिलिका के बराबर मात्रा से कम किया जाना चाहिए।