یکی از نقاط ضعف بتن، مقاومت شیمیایی خمیر سیمان می باشد. خمیر سخت شده سیمان که محصول واکنش هیدراتاسیون سیمان پرتلند و آب می باشد، شامل طیف گسترده ای از مواد معدنی می باشد که مهمترین بخش آن، اولیگومری های سیلیکاتی می باشند که به کلسیم سیلیکات هیدارت معروف هستند. ساختار کریستالی این ترکیبات در ابعاد نانومتریک بوده و بصورت شبکه های در هم تنیده در خمیر سخت شده سیمان گسترش یافته اند. مقاومت های مکانیکی خمیر سیمان ناشی از این ترکیبات می باشد و همین ترکیبات هستند که با قدرت چسبندگی بسیار بالا، سنگدانه ها را به هم متصل و یکپارچه می کنند. ساختار شیمیایی کلسیم سیلیکات هیدرات بسیار پایدار بوده و حلالیت آن در آب در حد صفر می باشد و به دلیل پیوندهای شیمیایی بسیار مستحکمی که در ساختار خود دارند، واکنش پذیری شیمیایی بسیار کمی از خود نشان می دهند.
واکنش هیدراتاسیون سیمان، یک محصول دیگر دارد که کلسیم هیدورکساید می باشد و به پرتلندیت یا آهک آزاد معروف می باشد. این ماده سهم نسبتا بالایی را در حجم خمیر سخت شده به خود اختصاص می دهد، از نظر شیمیایی ترکیبی یونی بوده و پس از انحلال در آب، محلول قلیایی تشکیل می دهد. همین عامل باعث می شود که محیط بتن به شدت قلیایی باشد. قلیاییت بتن عامل مهمی در دوام بتن های مسلح می باشد و پرتلندیت با تامین این قلیاییت از خوردگی یونی بوده و پس از انحلال در آب، محلول قلیایی تشکیل می دهد. همین عامل باعث می شود که محیط بتن به شدت قلیایی باشد. قلیاییت بتن عامل مهمی در دوام بتن های مسلح می باشد و پرتلندیت با تامین این قلیاییت از خوردگی میلگردهای مدفون در بتن جلوگیری می کند. پرتلندیت خود به عنوان یک ماده قلیایی، واکنش پذیری بالایی نسبت به مواد اسیدی دارد و همین عامل، ضعف بتن در محیط های اسیدی است. علاوه بر آن، بسیاری از واکنش های تهاجمی بتن، به دلیل حلالیت پرتلندیت بتن می باشد. بسیاری از عوامل مهاجم نظیر یون سولفات و کلراید در حضور پرتلندیت به خمیر سخت بتن آسیب وارد می کنند.
مسئله دیگری که آهک آزاد دارد این است که مقاومت فشاری خیلی کمتری نسبت به کلسیم سیلیکات هیدرات دارد و از آنجا که حجم زیادی از خمیر سخت شده را به خود اختصاص می دهد، مقاومت های مکانیکی بتن را کاهش می دهد. برای جلوگیری از مشکلات و نواقص فوق الذکر، از پوزولان ها در بتن استفاده می شود. مواد پوزولانی، ترکیبات معدنی هستند که در ساختار آنها سیلیس با شکل آمورف وجود دارد. این نوع سیلیس، در محیط آبی می تواند با مواد قلیایی واکنش داده و تشکیل شبکه کریستال های سیلیکاتی بکند. در بتن که ماده قلیایی آهک آزاد است، محصول واکنش های پوزولانی، کلسیم سیلیکات هیدارت می باشد،یعنی همان ماده اصلی که از واکنش هیدراتاسیون سیمان انتظار داریم. دوده سیلیسی، خاکستر بادی، پوزولان های طبیعی، سرباره های آهنگدازی و زئولیت ها از مهمترین پوزولان های مصرفی در بتن می باشند.
میکروسیلیس که محصول جانبی صنایع آلیاژی فروسیلیسی می باشد، از اثربخش ترین پوزولان ها می باشد. اندازه ذراتی نزدیک به یک درصد ذرات سیمان دارد و به همین دلیل با کوچکترین تنشی ایجاد گرد و غبار می کند و باعث آلودگی محیط می ششود. برای مهار این چالش، لازم است که سوسپانسیونی آب پایه از این ماده تحت شرایط کنترل شده تولید شود و جهت مصرف در دسترس تولیدکنندگان بتن قرار گیرد.
میزان مصرف میکروسیلیس در بتن، مطابق توصیه های انجام شده در ادبیات فنی، بین 5 تا 10 درصد وزن سیمان توصیه می گردد. در مقادیر بالاتر از این محدوده، سرعت واکنش هیدراتاسیون کاهش یافته و در مقادیر کمتر نیز، میزان واکنش های پوزولانی در حد کمی وده و اثربخشی لازم جهت بهبود دوام حاصل نمی شود.
حضور میکروسیلیس در مقادیر بالا باعث کاهش در روانی شده و لازم است برای غلبه بر این مسئله از روان کننده نیز به مقدار مناسب در بتن استفاده کرد.
دوغاب میکروسیلیس و ژل میکروسیلیس دو دسته از این محصولات می باشد که توسط نمایندگی محصولات کپکو در خراسان رضوی ارائه می گردد. دوغاب میکروسیلیس فاقد هرگونه روان کننده بتن بوده و میزان میکروسیلیس بالاتری نسبت به محصولات ژل دارد. استفاده از دوغاب هم از لحاظ فنی و هم از نظر اقتصادی توجیه بالاتری نسبت به ژل میکروسیلیس دارد.
در مواردی که نیاز به میکروسیلیس در مقادیر بالا در بتن می باشد. محصولات ژل خطر آب انداختگی و تاخیر در گیرش بتن را افزایش می دهند و در مواردی که نیاز میکروسیلیس کم می باشد، مصرف کم ژل ممکن است روانی مورد نیاز را تامین نکند و به همین دلیل استفاده از ژل میکروسیلیس نیازمند آزمایش های بیشتر و بعضا اصلاحاتی در طرح مخلوط می باشند. محصول دوغاب میکروسیلیس فاقد مشکل فوق بوده و مصرف آن در بازه تعریف شده هیچگونه مشکلی در بتن ایجاد نمی کند و برای تامین روانی بتن، از یک ماده روان کننده مناسب، به میزان لازم استفاده می شود