Silica Fume oder Mikrosilika

Silica-Rauch da ein amorphes Material nicht die Fernordnung eines Kristalls aufweist. It is a by-product obtained inside electric arc furnaces used to produce silicon metal and ferro silicon. 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.

Physical Chemical Analysis

Comparison for use in Fly Ash Concrete

As per research, it was observed that the use of silica fume in fly ash concrete reduces slump extension. Whereas metakaolin increases slump extension thereby providing long-time strength. Slump extension for silica fume was only 360Mm, while metakaolin exhibited slump extension of 600Mn. Both materials provide improved resistance against chloride penetration. The diffusion coefficient of chloride ion for silica fume is 3.20, while the coefficient value for metakaolin is 7.47.

Comparison of effects on engineering properties of expansive soil

Expansive soil like bentonite or montmorillonite is used in building several structures around the world. They tend to swell or shrink based on the availability of water volume in their vicinity. It remains a fact that expansive soils damage more homes than floods and earthquakes combined. The structures made of expansive soil can develop cracks and damages based on the differential settlement of soil. Sowohl Silikastaub als auch Metakaolin werden als zusätzliche Stabilisatormittel zur Behandlung von expansivem Boden verwendet. Das lernen prepared mixes with varying concentrations of both materials. 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 for their chemistry of 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

Concrete fluidity plays a vital role in the construction business. Properties like spread, slump, and slump loss are carefully controlled. It was concluded in a lernen that 5% zu 15% presence of metakaolin provides better workability for the concrete in comparison to the use of silica fume. As an adjunct inference, the study also observed that the fluidity of metakaolin concrete could be further improved by the use of ground granulated blast furnace slag (GGBS), which is again better than concrete containing silica fume.

Concrete durability comparison

A recent study published in April 2022 reviewed the effects of silica fume and metakaolin on concrete. They checked for gas permeability, water-accessible porosity, electrical resistivity, and chloride ion diffusion. Concrete mixes with varying additive amounts were prepared using different water/binder ratios. Pozzolanic reactions were observed in the microstructure of concrete. Porosity accessible to water decreased from 11% zu 1% with the introduction of silica fume in the concrete mix. Jedoch, the porosity accessible to water plummeted from 12% zu 4% with metakaolin compared to the controlled concrete samples.

Chloride ions diffusion reduced with the introduction of silica fume from 54% zu 75%. While the chloride ion diffusion changed from 55% zu 86% with the introduction of metakaolin. It was noted that both additives significantly impact the gas permeability of concrete. Metakaolin’s presence reduces permeability from 5% zu 28%. Im Gegensatz, the permeability reduced from 6% zu 22% after adding silica fume. Electrical resistivity goes from 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. The study findings conclude that adding silica fume leads to denser microstructures in the concrete mix, leading to greater compressive strength.

What happens to mortar when silica fume and metakaolin are added together?

Typically when concrete is prepared, metakaolin and silica fume are added in different mixes. Metakaolin is finely ground before mixing. 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.