يتم استخدام الملاط والملاط عالي الأداء في التطبيقات التي لا تستطيع فيها المواد الأسمنتية التقليدية تلبية معايير الأداء المطلوبة. وتشمل الأمثلة الهياكل المعرضة لضغوط عالية, البيئات العدوانية, أو درجات الحرارة القصوى. يعد دخان السيليكا مكونًا رئيسيًا في الجص والملاط عالي الأداء, لأنه يمكن أن يحسن قوتهم, متانة, نفاذية, قابلية العمل, قابلية الضخ, وحرارة الترطيب.

خصائص دخان السيليكا

1.توزيع حجم الجسيمات

تتميز جزيئات أبخرة السيليكا بتوزيع ذو حجم ضيق جدًا, تتراوح عادة من 0.1 إلى 1 ميكرون. وهذا أصغر بكثير من توزيع حجم الجسيمات الأخرى مواد اسمنتية تكميلية (SCMs) مثل الرماد المتطاير أو الخبث, والتي تتراوح عادة من 1 إلى 100 ميكرون. يسمح حجم الجسيمات الصغيرة لدخان السيليكا بكثافة تعبئة أفضل في المصفوفة الأسمنتية, مما يؤدي إلى تحسين القوة وتقليل النفاذية.

2.مساحة السطح

يحتوي دخان السيليكا على مساحة سطحية عالية جدًا, عادة حول 20-30 م 2 / ز. وهذا أعلى بكثير من مساحة سطح أجهزة SCM الأخرى, والتي تتراوح عادة من 300 إلى 600 م 2 / ز. تسمح المساحة السطحية العالية لأبخرة السيليكا بتفاعل أفضل مع جزيئات الأسمنت, مما يؤدي إلى تحسين القوة وتقليل النفاذية.

3.التركيب الكيميائي

يتكون دخان السيليكا بشكل أساسي من ثاني أكسيد السيليكون (SiO2), مع كميات صغيرة من أكاسيد أخرى مثل أكسيد الألومنيوم (Al2O3), أكسيد الحديد (Fe2O3), وأكسيد الكالسيوم (CaO). يمكن أن يختلف التركيب الكيميائي لأبخرة السيليكا اعتمادًا على مصدر المادة وعملية الإنتاج. بالمقارنة مع SCMs الأخرى, يحتوي دخان السيليكا على محتوى SiO2 أعلى بكثير ومستويات أقل من الشوائب.

فوائد استخدام أبخرة السيليكا في الجص ومدافع الهاون

1. زيادة القوة والمتانة

يمكن لأبخرة السيليكا تحسين الضغط بشكل ملحوظ, الانحناء, وقوة الشد من الجص وقذائف الهاون. ويرجع ذلك إلى تفاعل البوزولاني مع الأسمنت, الذي يشكل هيدرات سيليكات الكالسيوم الإضافية (C-S-H) هلام ويقلل من مسامية المصفوفة الأسمنتية. يمكن لأبخرة السيليكا أيضًا تحسين متانة الجص والملاط عن طريق تقليل قابليتها للهجوم الكيميائي, دورات تجميد الذوبان, وتفاعل القلويات والسيليكا.

2. انخفاض النفاذية والمسامية

يمكن لأبخرة السيليكا أن تقلل بشكل كبير من نفاذية ومسامية الجص والملاط, وهو أمر بالغ الأهمية في التطبيقات التي يمكن أن تخترق فيها المياه أو المواد الكيميائية العدوانية الخرسانة وتسبب الضرر. حجم الجسيمات الصغيرة من دخان السيليكا يسمح لها بملء الفراغات بين جزيئات الأسمنت, مما يؤدي إلى مصفوفة أكثر كثافة وأقل نفاذية للسوائل.

3. تحسين قابلية التشغيل وقابلية الضخ

يمكن لأبخرة السيليكا تحسين قابلية التشغيل وقابلية الضخ للملاط والملاط عن طريق تقليل لزوجتها وزيادة قابليتها للتدفق. ويرجع ذلك إلى تأثير الحامل الكروي لجزيئات أبخرة السيليكا الصغيرة, والتي يمكنها تليين جزيئات الأسمنت وتقليل الاحتكاك. يمكن أن يؤدي تحسين قابلية التشغيل وقابلية الضخ إلى تقليل تكاليف العمالة وتحسين كفاءة البناء.

4. انخفاض حرارة الماء

يمكن لأبخرة السيليكا أيضًا أن تقلل من حرارة ترطيب المواد الأسمنتية, وهو أمر مهم في عمليات صب الخرسانة الكبيرة أو الهياكل الخرسانية الجماعية. التفاعلية العالية لأبخرة السيليكا تسمح لها باستهلاك المزيد من هيدروكسيد الكالسيوم الناتج أثناء ترطيب الأسمنت, مما يؤدي إلى توليد حرارة أقل. يمكن أن يساعد ذلك في منع التشقق الحراري وتحسين متانة الخرسانة على المدى الطويل.

تطبيقات دخان السيليكا في الجص والملاط عالي الأداء

1. الجسور والطرق السريعة

ويشيع استخدام دخان السيليكا في بناء الجسور والطرق السريعة, حيث تكون الجص والملاط عالية الأداء مطلوبة لتحمل الأحمال المرورية الثقيلة, دورات تجميد الذوبان, والتعرض للمواد الكيميائية لإزالة الجليد. يمكن لأبخرة السيليكا تحسين المتانة وتقليل نفاذية الخرسانة في هذه التطبيقات, مما يؤدي إلى عمر خدمة أطول وتقليل تكاليف الصيانة.

2. الهياكل البحرية

يستخدم دخان السيليكا أيضًا في الهياكل البحرية مثل الأسوار البحرية, أرصفة, والمنصات البحرية, حيث تتعرض الخرسانة لمياه البحر, عمل موجة, وهجوم الكلوريد. يمكن لأبخرة السيليكا تحسين المتانة وتقليل نفاذية الخرسانة في هذه البيئات القاسية, مما يؤدي إلى عمر خدمة أطول وتقليل تكاليف الصيانة.

3. أرضيات صناعية

يستخدم دخان السيليكا في تطبيقات الأرضيات الصناعية حيث تتعرض الخرسانة للآلات الثقيلة, تآكل, والانسكابات الكيميائية. يمكن لأبخرة السيليكا تحسين قوة الضغط ومقاومة التآكل للخرسانة, مما يؤدي إلى عمر خدمة أطول وتقليل تكاليف الصيانة.

4. المصبوبات المقاومة للحرارة

يستخدم دخان السيليكا في القلاع الحرارية, وهي مواد ذات درجة حرارة عالية تستخدم في الأفران, الأفران, والتطبيقات الصناعية الأخرى. يمكن لأبخرة السيليكا تحسين قوة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل للمصبوبات, مما يؤدي إلى عمر خدمة أطول وتقليل تكاليف الصيانة.

خلط ومعالجة أبخرة السيليكا في الجص ومدافع الهاون

1. احتياطات للتعامل الآمن

أبخرة السيليكا عبارة عن مسحوق ناعم يمكن أن يشكل خطراً على صحة الإنسان إذا تم استنشاقه. وينبغي اتخاذ الاحتياطات المناسبة أثناء المناولة, بما في ذلك استخدام معدات الحماية الشخصية, تهوية كافية, وتقنيات قمع الغبار.

2. إجراءات الخلط

يجب إضافة أبخرة السيليكا إلى ماء الخلط قبل الأسمنت والركام لضمان التوزيع المناسب. قد يلزم زيادة وقت الخلط لضمان الترطيب الكامل لجزيئات أبخرة السيليكا. وينبغي تعديل نسبة الماء إلى الأسمنت للتعويض عن الطلب المتزايد على المياه من دخان السيليكا.

استنتاج

يعد دخان السيليكا مكونًا رئيسيًا في الجص والملاط عالي الأداء, تقدم العديد من الفوائد بما في ذلك زيادة القوة والمتانة, reduced permeability and porosity, improved workability and pumpability, and reduced heat of hydration. It is used in a variety of applications including bridges and highways, الهياكل البحرية, أرضيات صناعية, and refractory castables.

The demand for high-performance grouts and mortars is expected to continue to grow as construction projects become more complex and challenging. Silica fume is expected to play an important role in meeting this demand, as research continues to improve our understanding of its properties and potential applications.