Silica Fume oder Mikrosilika

Silica-Rauch da ein amorphes Material nicht die Fernordnung eines Kristalls aufweist. Es ist ein Nebenprodukt, das in Elektrolichtbogenöfen anfällt, die zur Herstellung von Siliziummetall und Ferrosilizium verwendet werden. Als ultrafeines Puzzolan, es hat eine Partikelgröße von 150nm. Diese extreme Feinheit macht es zu einer idealen Zutat für Beton. Portlandzementbeton ist das beliebteste Beispiel. Beton, der Silikastaub als Bestandteil enthält, ist viel kohäsiver. Dank seiner sehr großen Oberfläche, Es hilft, den Wasserverbrauch bei der Betonvorbereitung zu reduzieren und das Ausbluten in hohem Maße zu reduzieren.

Metakaolin

Metakaolin, wie der Name schon sagt, wird aus dem Tonmineral Kaolinit gewonnen. Es wird häufig bei der Herstellung von Porzellan verwendet. Obwohl die Metakaolin-Partikelgrößen kleiner sind als Beton, Silikastaub ist viel feiner in der Größe. Als wasserfreie kalzinierte Form von Kaolinit, es bietet eine verbesserte Druckfestigkeit, während es die Durchlässigkeit verringert. Es wird allgemein in Hochleistungsbeton verwendet, Faserzement, Granatwerfer, und Stuck.

Physikalisch-chemische Analyse

Vergleich zur Verwendung in Flugaschebeton

Gemäß Forschung, Es wurde beobachtet, dass die Verwendung von Silicastaub in Flugaschebeton die Setzmaßverlängerung verringert. Metakaolin hingegen erhöht die Setzmaßverlängerung und sorgt so für Langzeitfestigkeit. Die Setzmaßverlängerung für Silicastaub betrug nur 360 mm, während Metakaolin eine Setzmaßverlängerung von 600 Mio. zeigte. Beide Materialien bieten einen verbesserten Widerstand gegen das Eindringen von Chlorid. Der Diffusionskoeffizient von Chloridionen für Silikatrauch beträgt 3.20, während der Koeffizientenwert für Metakaolin ist 7.47.

Vergleich der Auswirkungen expansiver Böden auf die technischen Eigenschaften

Expansiver Boden wie Bentonit oder Montmorillonit wird beim Bau verschiedener Bauwerke auf der ganzen Welt verwendet. Sie neigen dazu, je nach verfügbarem Wasservolumen in ihrer Umgebung anzuschwellen oder zu schrumpfen. Es bleibt eine Tatsache, dass expansive Böden mehr Häuser beschädigen als Überschwemmungen und Erdbeben zusammen. Die Bauwerke aus ausgedehntem Boden können aufgrund der unterschiedlichen Setzung des Bodens Risse und Schäden entwickeln. Sowohl Silikastaub als auch Metakaolin werden als zusätzliche Stabilisatormittel zur Behandlung von expansivem Boden verwendet. Das lernen vorbereitete Mischungen mit unterschiedlichen Konzentrationen beider Materialien. Die Zugabe von Silikastaub erhöhte die Atterberg-Grenzwerte für die Mischung, während Metakaolin es reduzierte. Silikadämpfe verringerten das spezifische Gewicht der Mischung und Metakaolin erhöhte es. Und synchron mit diesen Veränderungen, Metakaolin erhöhte das maximale Trockengewicht und verringerte den optimalen Wassergehalt der Mischung. Die Effekte waren spiegelverkehrt, wenn der Mischung Silikastaub zugesetzt wurde.

Vergleich der Auswirkungen auf Alkali-Kieselsäure-Reaktionen

Hochreaktiv waren Metakaolin und Silikastaub studiert für ihre Chemie der ASR (Alkali-Kieselsäure-Reaktion) Produkte. Beide Materialien kontrollierten die Ausdehnung von Mörtelstäben gleichermaßen. Typischerweise steigt der Calciumgehalt in ASR-Produkten mit der Zeit weiter an, die Mischungen mit zugesetztem Silikastaub und Metakaolin verlangsamen das Wachstumstempo. Ebenfalls, das Calcium-Silica-Verhältnis für ASR-Produkte stieg weiter an, folgt einem linearen Trend.

Kaolin enthält 40.19% von Al203 und 54.66% von Si02, die einen hohen Gehalt an Wirkstoffen hat und dazu beiträgt, die Hydratation von Zement zu beschleunigen und die Frühfestigkeit von Mörtel oder Beton zu verbessern; die spezifische Oberfläche beträgt 15,lm2/g und die Teilchen sind fein, was der Füllwirkung des Materials förderlich ist. Der Gehalt an schädlichen Ionen und Gesamtalkali ist so gering, dass Mörtel oder Beton nicht beeinträchtigt werden.

Vergleich der Fließfähigkeit von Beton

Die Fließfähigkeit von Beton spielt im Baugewerbe eine entscheidende Rolle. Eigenschaften wie Ausbreitung, Einbruch, und Setzmaßverlust werden sorgfältig kontrolliert. Es wurde in a abgeschlossen lernen Das 5% zu 15% Das Vorhandensein von Metakaolin sorgt im Vergleich zur Verwendung von Silicastaub für eine bessere Verarbeitbarkeit des Betons. Als ergänzende Schlussfolgerung, Die Studie ergab außerdem, dass die Fließfähigkeit von Metakaolinbeton durch die Verwendung von gemahlener granulierter Hochofenschlacke weiter verbessert werden könnte (GGBS), Das ist wiederum besser als Beton, der Quarzstaub enthält.

Vergleich der Betonhaltbarkeit

Eine aktuelle Studie veröffentlicht in April 2022 untersuchten die Auswirkungen von Silikastaub und Metakaolin auf Beton. Sie überprüften die Gasdurchlässigkeit, wasserzugängliche Porosität, elektrischer Widerstand, und Chloridionendiffusion. Betonmischungen mit unterschiedlichen Zusatzstoffmengen wurden unter Verwendung unterschiedlicher Wasser-Bindemittel-Verhältnisse hergestellt. In der Mikrostruktur von Beton wurden puzzolanische Reaktionen beobachtet. Die für Wasser zugängliche Porosität nahm ab 11% zu 1% mit der Einführung von Silicastaub in die Betonmischung. Jedoch, Die für Wasser zugängliche Porosität sank ab 12% zu 4% mit Metakaolin im Vergleich zu den kontrollierten Betonproben.

Die Diffusion von Chloridionen verringerte sich durch die Einführung von Silikatrauch 54% zu 75%. Dabei veränderte sich die Chloridionendiffusion von 55% zu 86% mit der Einführung von Metakaolin. Es wurde festgestellt, dass beide Zusatzstoffe die Gasdurchlässigkeit von Beton erheblich beeinflussen. Die Anwesenheit von Metakaolin verringert die Durchlässigkeit 5% zu 28%. Im Gegensatz, die Durchlässigkeit verringert sich ab 6% zu 22% nach Zugabe von Silikatrauch. Der elektrische Widerstand geht von 64% zu 163% mit Silikastaub und aus 50% zu 104% mit Metakaolin.

Da beide Additive hinzugefügt wurden, Die Studie kam außerdem zu dem Schluss, dass es einen direkten Zusammenhang zwischen der Testhaltbarkeit und der Druckfestigkeit für verschiedene Betonmischungen gibt.

Mikrostrukturänderungen in Magnesiumoxid

Magnesiumoxid oder Magnesia wird wegen seiner Stabilität bei hohen Temperaturen im Volksmund als feuerfestes Material angesehen. Standardmäßig, es hat eine geringe elektrische Leitfähigkeit und eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Es findet Verwendung in Baumaterialien als Brandschutzmittel. Die Studienergebnisse kommen zu dem Schluss, dass die Zugabe von Quarzstaub zu dichteren Mikrostrukturen in der Betonmischung führt, was zu einer höheren Druckfestigkeit führt.

Was passiert mit Mörtel, wenn Silicastaub und Metakaolin zusammengegeben werden??

Typischerweise, wenn Beton vorbereitet wird, Metakaolin und Silikastaub werden in unterschiedlichen Mischungen zugesetzt. Metakaolin wird vor dem Mischen fein gemahlen. Silica fume is already finer than metakaolin and is added to raise the compressive strength in concrete. In a unique lernen, Die Kombination aus Silikastaub und Metakaolin wurde Mischungen in unterschiedlichen Anteilen zugesetzt. Auch die Wassermenge wurde reguliert. Während beide Materialien den Beton verstärken, wenn sie separat hinzugefügt werden, sie scheinen einen synergistischen Effekt zu zeigen, wenn sie in Kombination hinzugefügt werden. Eine solch hervorragende Kombination kann ihren Vorteil bei der Herstellung von Hochleistungsbeton unter Beweis stellen.

Vergleich der Auswirkungen auf die Elastizität von Beton

Sowohl Metakaolin als auch Silikastaub sind wirtschaftliche Zusatzstoffe für die Betonherstellung. Pozzolanic materials can be added to cement concrete to improve its strength, Haltbarkeit, und Bearbeitbarkeit. A lernen explored the effect on concrete’s modulus of elasticity property upon adding silica fume or metakaolin. It was observed that the modulus value increased by 12.77% when either metakaolin or silica fume were added to constitute 10% of the mix. Replacement of cement by 10% with either of these additive materials can lead to direct savings on construction costs and improvement in the structure’s overall strength.

Zusätzlich zu den oben genannten Fällen, in denen sich beide Additive bewähren, binärer Beton also exhibit significant improvements. Da entweder Silikastaub oder Metakaolin Portlandzement teilweise ersetzen, it exhibited greater strength and durability. After replacing cement with kaolin, der Sandanteil des Betons kann entsprechend reduziert werden, und die Menge an Poly(mythische Säure) Hochleistungs-Wasserreduzierungsmittel kann zur Anpassung an den Wildnisfall leicht erhöht werden 30-50 mm; nach dem Ersetzen von Zement durch 8% Silica-Rauch, der Sandanteil des Betons kann entsprechend reduziert werden, und die Menge an Poly(mythische Säure) Hochleistungs-Wasserreduzierungsmittel kann zur Anpassung an den Wildnisfall leicht erhöht werden 30-50 mm; durch Dämpfen, die Dampfstärke der Basisgruppe ist 69.6 MPa. Die Dampffestigkeit der Basisgruppe betrug 69,6 MPa, die Dampfstärke der Mischung mit 10% Kaolinit erreichte 83,6 MPa und die Dampfstärke der Mischung mit 8% Silikastaub erreichte 79,SMPa, Dies weist darauf hin, dass das Ersetzen von Zement durch Silikastaub und Kaolinit die Dampffestigkeit von Beton verbessern kann.

Silica-Rauch, im Speziellen, hinsichtlich Frost-Tau-Widerstand und Druckfestigkeit bewährt. Im Gegensatz, Metakaolin hat sich bei der Karbonisierung bewährt. Somit, die Substitution von Portlandzement durch Additive ist wirtschaftlich, sauber, und umweltfreundlich.