بتن میکروسیلیسی، بتن سیمانی با پرتلند معمولی است که با میکروسیلیس اصلاح شده است. بتن میکروسیلیسیجایگزین LMC یا بتن با اسلامپ پایین است. رویه های بتنی میکروسیلیسی باعث به تعریق افتادن نفوذ کلر به دلیل فراهم کردن مخلوطی با نفوذپذیری کمتر و چگالی تر می شود. به علاوه این رویه ها دارای مقاومت بیشتر در برابر سایش و افزایش مقاومت اولیه، نهایی و اصلاح و ارتقای پیوند با سطح زیرین هستند.

رویه های میکروسیلیسی در رویه های بالایی پل ها و عرشه های توقفگاهی پارکینگ و محافظت سازه های بتنی در برابر حمله شیمیایی محیطی استفاده می شود. بتن های میکروسیلیسی مستعد ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی پلاستیک و خشک شدگی اند. اگر میکروسیلیس به مخلوط بتن در انهای دوره اختلاط اضافه شود، مشابه افزودنی های دیرگیر کننده، عمل می کند. اضافه شدن میکروسیلیس به بتن مخلوطی چسبنده ایجاد می کند و بنابراین مشکلات بیشتری در پرداخت کاری پدید می آورد. رویه های بتنی میکروسیلیسی تحت ترک خوردگی لایه های زیرین نیز قرار دارند.

معمولا میکروسیلیس در رده مواد مکمل سیمانی رده بندی میشود. این اصطلاح به موادی اطلاق می شود که همراه سیمان پرتلند در بتن مصرف می شوند. این مواد خواص زیر را از خود نشان می دهند:

پوزولانی. مواد دارای این خاصیت هنگامی که با آب مخلوط می شوند، مقاومت کسب نمی کنند. میکروسیلیس وخاکستربادی کم کلسیم از جمله این موادند که میکروسیلیس باید با ملزومات مشخصات فنی استاندارد میکروسیلیسمصرفی در مخلوط سیمانی ASTM C 1240 و خاکستربادی کم کلسیم باید با ملزومات مشخصات فنی استاندارد خاکستر ذغال سنگ و پوزالان های طبیعی خام و کلسینه شده رده F مصرفی در بتن ACTM C 618 مطابق باشد.
سیمانی، مواد داری این خاصیت هنگامی که با آب مخلوط میشوند، مقاومت کسب می کنند. سرباره کوره آهن گدازیآسیاب شده و خاکستربادی پرکلسیم از جمله این موادند که سرباره کوره آهن گدازی آسیاب شده باید با ملزومات مشخصات فنی استاندارد سرباره کوره آهن گدازی آسیاب شده مصرفی در بتن و ملات ها ASTM C 989، و خاکستربادی پرکلسیم باید با ملزومات خاکستربادی رده C یعنی ASTM C 618 مطابق باشد.
پوزولانی و سیمانی. ترکیبی از هر دو خاصیت بالا. برخی از خاکسترهای بادی از جمله این موادند. میکروسیلیس را به نامهای دیگری نیز می شناسند. در این راهنما اصطلاح میکروسیلیس طبق تعریف موسسه بتن آمریکا به کار برده شده است. سایر نامهای میکروسیلیس عبارتند از:
میکروسیلیس چگال شده
دوده سیلیس
میکروسیلیس تبخیر شده
مواد دیگری نیز وجود دارند که از نظر فیزیکی و شیمیایی کاملا شبیه میکروسیلیس اند. این مواد ممکن است محصول جانبی یا محصول اصلی یک کارخانه باشند. برخی از این مواد را میتوان در بتن بکار برد، اما معمولا قیمت آنها از این نوع کاربرد ممانعت می کند.

سیلیس ته نشین شده
سیلیس بخارشده
ژل سیلیس
ژل کلوئیدی
گرد سیلیس و خاک سیلیس. سیلیس بلوری اند اما مانند میکروسیلیس در بتن کاربرد ندارند.
تولید

میکروسیلیس محصول جانبی تولید فلز سیلیسیم یا آلیاژهای فروسیلیسیم در گدازه خانه های کوره های قوس الکتریکی است. این فلزات در بسیاری از صنایع از قبیل تولید آلومینیوم و آهن، ساخت چیپ ها کامپیوتری، و تولید سیلیسیم ها که بطور گسترده در روغن ها و درزگیرها مصرف میشوند، کاربرد دارند. اگرچه این مواد بسیار مفیدند، اما کاربرد محصول جانبی میکروسیلیس بیشتر در صنعت بتن است.

خواص میکروسیلیس و واکنشها در بتن

میکروسیلیس بر خواص بتن تازه و سخت شده اثر میگذارد. اینن تاثیرات از خواص فیزیکی و شیمیایی میکروسیلیسناشی میشوند. این فصل به خواص و چگونگی اثر میکروسیلیس بر بهبود بتن تازه و سخت شده می پردازد.

خواص شیمیایی

خواص شیمیایی میکروسیلیس در جدول 1.2 نشان داده شده است.

در ادامه هریک از این خواص شرح داده خواهند شد. توجه کنید که خواص شیمیایی اصلی میکروسیلیس در مشخصات فنی آن که در فصل 4 شرح داده خواهد شد ذکر شده است.

آمورف. این اصطلاح به زبان ساده بدین معنی است که میکروسیلیس یک ماده بلوری نیست. مواد بلورین در بتن حل نمیشوند. کلیه مواد قبل از واکنش دادن باید حل شوند. فراموش نکنید که یک ماده بلوری در بتن وجود دارد که از نظر شیمیایی مانند میکروسیلیس است. این ماده ماسه میباشد. اگرچه ماسه در اصل سیلیسیم دی اکسید (SiO2) است، اما بدلیل ماهیت بلوری اش واکنش نمیدهد.
سیلیسیم دی اکسید (SiO2). یک ترکیب واکنش پذیر در میکروسیلیس است. 
 

قابلیت ساخت یک جنبه دیگر برای بررسی اثر میکروسیلیس بر بهبود خواص بتن است. میکروسیلیس از این دیدگاه حقیقتا اثر چشم گیری بر بتن تازه و سخت شدهع دارد. میکروسیلیس قابلیت ساخت را ساده تر و در برخی موارد امکان پذیر میسازد. چند مثال در اینجا ارائه شده است:

پرداخت کاری یک مرتبه ای. در این مورد به دلیل عدم آب انداختگی بتن میکروسیلیسی، پرداخت کاری کف در یک عملیات یک مرتبه ای پیوسته به پایان می رسد. در نتیجه کارفرما کف سازی بهتری خواهد داشت و پیمانکار کف را در مدت زمان کوتاهتر و با تعداد نفرات کمتر به پایان می رساند.
کاهش حرارت هیدراسیون. اگرچه میزان حرارت هیدراسیون میکروسیلیس مشابه حرارت هیدراسیون سیمان پرتلند است، اما کسب مقاومت آن بسیار سریع تر میباشد. بنابراین با ایجاد توازن بین مقدار سیمان پرتلند و میکروسیلیس در یک مخلوط میتوان حرارت هیدراسیون را با ثابت نگه داشتن نرخ کسب مقاومت کاهش داد.

 اکثر اداره های راه و ترابری ایالات متحده آمریکا میکروسیلیس و خاکستربادی را به منظور کاهش حرارت هیدراسیونبتن مصرفی در عرشه پلها بکار میبرند. یک نوع متداول از چنین بتنی از اداره راه و ترابری کلرادو با نام مخلوط 10 در جدول2.6 نشان داده شده است. توجه کنید که کل مقدار مواد سیمانی در این بتن تقریبا با مقدار سیمان پرتلند تنها در اغلب مخلوط های قبلی برابر است. کاهش مقدار کل مواد سیمانی میزان حرارت را کاهش داده و به جلوگیری از ترک خوردگی زودرس کمک میکند.

استفاده از سه ماده سیمانی. یک تاکید همیشگی در مورد مصرف مواد پسماند همانند خاکستربادی و سرباره در بتن وجود دارد. اما ممکن است مقاومت اولیه بتن به عنوان یک پیامد آسیب ببیند. اضافه کردن مقادیر کم میکروسیلیس میتواند کاهش مقاومت اولیه را جبران کند. شکل 16.3 سازه ای را نشان می دهد که میکروسیلیس به منظور کاهش حرارت هیدراسیون و جبران افت مقاومت اولیه ناشی از مصرف حجم بالای خاکستربادی در آن استفاده شده است. معمولا ترکیب سه ماده سیمانی قیمت تمام شده بتن را کاهش میدهد. مخلوطهای حاوی سه ماده سیمانی را مخلوطهای سیمانی می نامند.
شاتکریت. شاتکریت میکروسیلیسی بطور گسترده به روش تر و خشک و با یا بدون الیافی فولادی به کار میرود. ماهیت چسبنده این شاتکریت امکان انجام بسیاری از کاربردها که سخت، غیراقتصادی، یا انجام آنها بدون استفاده از میکروسیلیس غیرممکن است را فراهم می سازد.

ساخت بتن میکروسیلیسی تفاوتچندانی با ساخت بتن بدون میکروسیلیسی ندارد. شیوه ای که براساس آن میکروسیلیس خریداری می شود ، فله ای یا کیسه ای ، عامل اصلی در تعیین نحوه دقیق ساخت بتن است.

این بخش مقالات کلینیک بتن ایران به ساخت بتن میکروسیلیسیمی پردازد. مطالب این بخش شامل نگهداری مصالح ، پیمانه کردن بتن طی ساخت بتن ، و اختلاط بتن است. علاوه بر این ، احتیاط هایی برای مشکلاتی که ممکن است طی ساخت بتن به وجود آیند ، ارائه شده است.

1.7 ملاحظات کلی

هدف از ساخت بتن میکروسیلیسی ایجاد کمترین اختلاف در فرآیند ساخت بتن و در عین حال رسیدن به بتنی با کیفیت و عملکرد بالاست. عامل کلیدی که باید به خاطر سپرده شود ، این است که بتن میکروسیلیسی حاوی مقدار میکروسیلیس نسبتاً کم ، معمولاً 30 تا kg/m345 ، در مقدار بتن نسبتاً زیاد ، kg/m3400 و 2 برای یتن با وزن معمولی است. میکروسیلیس برای اینکه موثر باشد ، باید به دقت پیمانه شده و کاملاً پخش شود.

در این بخش ، ابتدا توصیه های کلی ارائه می شوند که برای ساخت بتن میکروسیلیسی کاربرد دارند.

ادامه مقالات به نوع میکروسیلیس مصرفی ، چگال شده فله ای یا چگال شده کیسه ای اختصاص دارد. شکل 1.7 بخش مربوط به هر یک از این دو نوع میکروسیلیس را نشان می دهد.

مطالب زیر به اقتضاء ، برای هر نوع میکروسیلیس پوشش داده شده اند :

انتقال
ملزومات نگهداری
تخلیه
پیمانه کردن
اختلاط
سایر موارد
بیشتر توصیه های کلی در آغاز یک پروژه برای کسانی که تجربه کار با بتن میکروسیلیسی را ندارند ، بیشتر جنبه احتیاطی دارند. به مرور زمان که تجربه کسب کردید ، می توانید این احتیاط ها را کنار بگذارید.

در ادامه چند توصیه کلی که برای تمام مخلوط های میکروسیلیسی کاربرد دارند ، ارائه می شود :

هوازایی. معمولاً الزامی است که میزان مصرف ماده ی افزودنی حباب هوازا (AEA) را به منظور هوازایی و حفظ مقدار حباب هوای مشخص شده برای بتن افزایش دهند.مقدار AEA لازم به طور معمول 150 تا 200% میزان مصرف در بتن بدون میکروسیلیس است. در مورد حفظ حباب هوا تاکنون مشاهده نشده است که بتن میکروسیلیسی پس از اینکه به میزان هوازایی لازم رسید ، متفاوت از بتن بدون میکروسیلیس رفتار کند.
یکنواختی مخلوط کن. توصیه های متعدد بیان می کنند که آزمایش یکنواختی ملوط کن طبق مشخصات فنی استاندارد بتن آماده ASTM C 94 ، کیفیت کامیون مخلوط کن های بتن میکروسیلیسی را تضمین می کند. چنین آزمایشی ضروری نیست ، مگر اینکه نگرانی خاصی در مورد یکنواختی بتن میکروسیلیسی را تضمین می کند. چنین آزمایشی ضروری نیست ، مگر اینکه نگرانی خاصی در مورد یکنواختی بتن میکروسیلیسی از یک کامیون به کامیون دیگر وجود داشته باشد. این آزمایش شامل مقایسه مقدار حباب هوا ، اسلامپ ، وزن مخصوص ، نسبت بندی مصالح سنگی و مقاومت فشاری بتن در قسمت های مختلفکامیون است. اگر چه این موارد ، پارامترهای مهمی هستند ، اما نمی توانند نشان دهنده پخش مناسب میکروسیلیس در مخلوط باشند. اگر مشخصات فنی پروژه بر مبنای عملکرد آزمایش خاصی  مانند آزمایش کلرید تسریع شده باشد ،‌آنگاه این آزمایش نیز باید به آزمایش های یکنواختی مخلوط اضافه شود. نتایج تمام آزمایش های انجام شده را برای تعیین اینکه آیا بتن به خوبی مخلوط شده است ، بررسی کنید.
دمای بتن. کنترل دما در بتن میکروسیلیسی به خصوص در بتن های با w/cm پایین می تواند یک مشکل باشد. اگر مقدار آب به اندازه ی کافی کم باشد ، آب نمی تواند تاثیری در کاهش دمای بتن داشته باشد. اگر در پروژه ای دمای بتن باید به دقت کنترل شود ، ممکن است ، مصرف یخ خرد شده یا نیتروژن مایع ضروری باشد.
پیمانه کردن. هرگز میکروسیلیس را به هر شکلی که باشد ، قبل از سایر اجزای تشکیل دهنده درون مخلوط کن نریزید. تماس بین میکروسیلیس و آب شستشو یا ملات درون جام ممکن است ، سبب گلوله شدن میکروسیلیس شود ، به گونه ای که میکروسیلیس طی اختلاط پراکنده نشود. توصیه های ویژه پیمانه کردن میکروسیلیس فله ای و کیسه ای بعداً در این بخش ارائه شده اند.
اختلاط. معمولاً ، بتن میکروسیلیسی با عملکرد بالا به میزان اختلاط بیشتری نسبت بتنی که به طور معمول ساخته می شود ، نیاز دارد. در مورد اختلاط کوتاهی نکنید. این مرحله جایی نیست که بخواهید به اقتصادی کردن پروژه فکر کنید.
اختلاط مجدد. همواره بتن را پس از رسیدن به کارگاه بتن ریزی مجدداً مخلوط کنید. معمولاً ، سی دور با سرعت اختلاط کافی است.
روش های شستشوی مخلوط کن. ممکن است ، شستن بتن میکروسیلیسی از مخلوط کن سخت تر از بتن معمولی باشد. توصیه های انجمن ملی بتن آماده (NRMCA) در مورد شستشوی بتن میکروسیلیسی از مخلوط کن در شکل 2.7 ارائه شده اند.

نفوذ پذیری کم ، دوام بالا و ملات های ویژه ، در بتنهایی که کاهش ترکهای پلاستیک ، ارتقاء نسبی مقاومتهای کششی و خمشی بتن مد نظر می باشد کاربرد دارد.همچنین استفاده از ژل  میکروسیلیس در شرایطی که بتن در معرض ضربه و بارهای متناوب دینامیکی است  توصیه می شود .