¿Qué es el microhumo de sílice??
Es posible que ya sepa que el humo de microsílice es un subproducto de la producción de silicio elemental.. Pero, ¿sabía que las micropartículas de humo de sílice tienen forma de esfera y son muy finas?, con un tamaño medio de sólo 0.1 a 0.3 micrómetros? Esta propiedad los convierte en un excelente aditivo para mezclas de concreto.. Los tamaños de partículas tan pequeños facilitan la molienda con cemento Portland para obtener cemento mezclado. El contenido del hormigón mezclado con microsílice por lo general es cemento, humo de sílice, agregado fino y grueso, y agua.
El microhumo de sílice se utiliza como aditivo para el hormigón o como componente del cemento Portland.. Se ha demostrado que aumenta la resistencia a la compresión y reduce la permeabilidad y la contracción del hormigón.. Esto significa que puede usar menos concreto para obtener el mismo efecto con microsílice en su mezcla.. Otro uso para el Micro Humo de Sílice es en concreto., donde el humo de sílice proporciona una reacción química con la pasta de cemento, que produce calor. Esta producción de calor ayuda a que el concreto sea más fácil de manipular y construir con. Otro uso del humo de sílice es como acondicionador del suelo en la agricultura.. Debido a su fantástica capacidad para absorber líquidos, se ha utilizado como sustituto de fertilizantes orgánicos como el estiércol., harina de sangre, y ceniza de hueso. Esto es importante porque los compuestos químicos que componen los fertilizantes orgánicos se convierten en nitratos en el agua.. Esto puede causar problemas con los ecosistemas circundantes y las aguas subterráneas.. El humo de microsílice también se usa como retardante de llama porque tiene una asombrosa capacidad para absorber líquidos y formar una barrera protectora a su alrededor..
¿Cuáles son los beneficios de usar humo de sílice para la construcción??
Antes de discutir el uso de microsílice en la construcción, conozcamos mejor el humo de sílice:
- El humo de sílice contiene más de 90% de dióxido de silicio.
- El resto de los constituyentes incluyen carbono., azufre, óxidos de aluminio, planchar, calcio, sodio, magnesio, y potasio.
- El área superficial de las partículas de humo de sílice está entre 13,000 a 30,000 metros cuadrados por kilogramo. Sin embargo, el más adecuado, la especificación más práctica está alrededor 15,000 metros cuadrados por kilogramo o 15 metros cuadrados por gramo.
- Humo de sílice en el rango de 500 a 700 kilogramos por metro cúbico de densidad se considera ideal para aditivos de hormigón.
Ahora que conocemos mejor el microhumo de sílice, exploremos las ventajas de agregarlo a las mezclas de concreto:
- El humo de sílice hace que la mezcla de concreto sea más eficiente y reduce el desperdicio al reducir la segregación y el sangrado de la mezcla
- Mejora las propiedades del hormigón fresco y endurecido. (discutido más adelante en el artículo)
- Mayor durabilidad del hormigón
- Mayor resistencia a la compresión inicial de la mezcla
- Las mezclas de concreto con humo de sílice agregado exhiben un alto módulo de elasticidad y resistencia a la flexión
- Partículas más pequeñas atribuidas a una alta fuerza de unión
- El humo de sílice evita el agrietamiento inducido térmicamente, haciéndolo así adecuado para propósitos de hormigonado en masa
- Capacidad para prevenir los ataques químicos más agresivos
El microhumo de sílice es popular en proyectos de construcción para edificios de gran altura, estructuras de estacionamiento, estructuras de presas, hormigón proyectado proyectos residenciales, e incluso instalaciones de almacenamiento de residuos nucleares.
Reacciones químicas en el microhormigón de humo de sílice
Las reacciones químicas se desencadenan tan pronto como la mezcla seca de cemento Portland, y el microhumo de sílice se mezcla con agua. Se producen dos compuestos químicos., a saber, hidróxido de calcio e hidrato de silicato de calcio. el primer quimico, Hidrato de calcio, también se conoce como cal libre. Facilita al revestir todos los poros existentes en el hormigón como relleno.. el segundo quimico, Hidrato de silicato de calcio, es el compuesto cristalino que da fuerza a la mezcla.
Después de la primera reacción, se lleva a cabo una reacción puzolánica posterior entre el hidróxido de calcio y el humo de sílice para producir más compuestos de hidrato de silicato de calcio. Estos llenan aún más los vacíos alrededor de las partículas de cemento hidratadas existentes.. La formación de tales compuestos cristalinos hace que el concreto sea más denso al convertir los vacíos más grandes en más pequeños.. Dando un material de hormigón resultante que exhibe una flexión mejorada, compresivo, y fuerza de enlace.
El microhumo de sílice ha demostrado ser útil en términos de resistencia a la congelación y descongelación y proporciona una alta resistencia a la compresión..
Tipos de humo de sílice disponibles en el mercado
- Humo de sílice tal como se produce: este tipo de humo de sílice está disponible en forma de polvo extremadamente fino. Tiene menor densidad aparente., y su flujo depende de las eficiencias del equipo de transporte neumático. Como el material es difícil de manejar., implica una mayor carga, almacenamiento, costes de transporte y dosificación. No es una opción popular para proyectos de construcción debido al polvo que genera durante el procesamiento..
- Suspensión de humo de sílice: se prepara una suspensión a base de agua a partir del humo de sílice tal como se produce., que es fácil de transportar y usar. contiene sobre 40-60% humo de sílice.
- Humo de sílice densificado – También conocido como humo de sílice compactado, este tipo se suministra en forma de productos densos que brindan un manejo similar al del cemento Portland. Se produce manteniendo el humo de sílice tal como se produce en silos donde se introduce aire comprimido desde el fondo, lo que conduce a la deposición de denso
- Humo de sílice peletizado – se prepara agregando pequeñas cantidades de agua y cemento al humo de sílice producido. Se utiliza un granulador de disco para convertir la mezcla en gránulos densos..
Cómo usar microhumo de sílice en proyectos de construcción?
La adición de humo de sílice al concreto produce cambios sorprendentes en las mezclas de concreto ordinarias. Incluyen:
- Mejoras en la fuerza
Los cristales de hidróxido de calcio producidos dentro de la mezcla de concreto de humo de sílice forman la base para hacer cristales de menor tamaño que se orientan de forma más aleatoria dentro de la mezcla.. La adición de microhumo de sílice mejora la fuerza de unión en la mezcla de pasta de cemento. También facilita las conexiones entre los diferentes componentes compuestos presentes en la mezcla de hormigón., dándole así alta resistencia. Estas partículas de árido también refuerzan el hormigón., por lo tanto, juega un papel mucho más influyente que ser solo un aditivo de relleno.
A estudiar se llevó a cabo donde se registró el efecto del humo de sílice en la durabilidad de los compuestos de hormigón de cenizas volantes. Los investigadores utilizaron cuatro concentraciones diferentes de humo de sílice (3%, 6%, 9% y 12%). Se observó que el humo de sílice agregado afecta positivamente la resistencia a la carbonatación., durabilidad de la impermeabilidad al agua, y resistencia al hielo-deshielo. Mayores concentraciones de humo de sílice disminuyeron la profundidad de carbonatación. También, la adición de humo de sílice tiene un pequeño impacto en la trabajabilidad y las propiedades de contracción en seco de los compuestos de hormigón que contienen cenizas volantes. Las concentraciones de humo de sílice se correlacionan indirectamente con el asentamiento y el flujo de asentamiento.
- Mejoras en la resistencia a las heladas
Incluso después 300 a 500 ciclos rápidos de congelación y descongelación, el módulo de elasticidad relativo del humo de sílice es 10-20%. A diferencia de, el módulo de elasticidad medio del hormigón convencional es 30-73% después 25-50 ciclos.
- Mejoras en el relleno
Se observa que la concentración de humo de sílice de 15% en la mezcla de concreto aumenta considerablemente la resistencia de la mezcla. La adición de humo de sílice reduce en gran medida el tamaño de los huecos de las partículas de cemento. Este efecto es similar a cómo las partículas de cemento actúan como rellenos entre los agregados, vacíos de agregado grueso y agregado fino. Dichos incrementos en la densidad y resistencia del hormigón de alta resistencia tienen un efecto de relleno atribuido a la adición de humo de sílice..
- Mejora en el sangrado
Las partículas de humo de sílice aportan homogeneidad a las mezclas de hormigón al llenar los poros. La presencia de humo de sílice en el momento de la transición de la lechada de cemento y la interfaz del agregado reduce el sangrado del concreto. No permite que el contenido de humedad se acumule debajo del agregado..
Cuando se trata de agregar humo de sílice a la mezcla de concreto de preparación, la composición varía según el uso final y el tipo de hormigón. La concentración típica varía entre 10% a 15% de material cementante. Enumeramos las diferentes proporciones de la siguiente manera:
- Hormigón de alto rendimiento: 5-10%
- hormigón hidráulico: 5-10%
- hormigón proyectado: 5-10%
- Ayuda de bombeo: 2-3%
- Piso industrial resistente al desgaste: 6-8%
- Mortero polimérico y mortero aislante térmico: 10-15%
Proceso de preparación de microhormigón de humo de sílice:
- Molienda de aglomeraciones a partículas de humo de sílice adecuadas.
- Mezcla de partículas de humo de sílice con otros componentes del hormigón de manera uniforme
- Agregar agua a la mezcla seca hasta 75%
- Adición de áridos gruesos
- Adición de humo de sílice, seguido de cemento o cenizas volantes en una mezcladora giratoria
- Adición de áridos finos
- Adición de los restantes 25% agua para llevar la mezcla a la consistencia y trabajabilidad deseadas
Propiedades de Micro Silica Fume que lo diferencian de otros Materiales de Construcción
El humo de sílice como aditivo para el hormigón tiene varias ventajas. Las propiedades del hormigón de humo de sílice fresco incluyen:
- Alta contracción plástica
- Las mezclas de concreto convencionales requieren un contenido de agua relativamente menor para lograr una trabajabilidad similar. Las ventajas de la adición de humo de sílice superan los requisitos adicionales de contenido de agua..
- Baja trabajabilidad, ya que el mayor contenido de agua es necesario.
- El hormigón de humo de sílice tiende a tener un valor de asentamiento bajo
- El concreto con humo de sílice agregado exhibirá instancias más bajas de sangrado y segregación
- Una mezcla cohesiva con humo de sílice.
Algunas propiedades del hormigón de humo de sílice endurecido que son diferentes del hormigón de humo de sílice fresco son:
- Mayor resistencia a la compresión sobre el concreto ordinario
- Mayor módulo de elasticidad sobre el concreto ordinario
- Mucho menor deslizamiento en relación con el concreto ordinario
El mejor material para proyectos de construcción – Por qué debería usar microhumo de sílice
Discutamos diferentes casos de uso para el humo de sílice en proyectos de construcción..
- Aplicaciones en hormigón
El hormigón de alto rendimiento de uso popular puede tener humo de sílice como aditivo. No solo mejora la durabilidad y la resistencia., pero el HPC también producido con humo de sílice da como resultado una mayor resistencia a la abrasión, mayor tenacidad, resistencia a la corrosión y a los productos químicos, y eficiencias económicas.
Estructuras como plataformas de estacionamiento, carreteras y puentes de carretera, y las estructuras marinas enfrentan un deterioro constante debido a la corrosión de las barras de refuerzo, abrasión, y ataques químicos. La adición de humo de sílice protege las estructuras de hormigón contra las sales descongelantes aplicadas regularmente., tráfico, Agua de mar, y desastres naturales. La adición de humo de sílice también reduce los costos de mantenimiento al eliminar el deterioro del concreto y la corrosión de las barras de refuerzo..
- Aplicaciones en materiales de reparación.
El humo de sílice es ideal para usar donde se aplican productos de reparación a base de cemento.. Varias aplicaciones incluyen morteros verticales y elevados que pueden tener una mayor adherencia al agregar humo de sílice. Es útil incluso para lechadas subacuáticas debido a su reducida permeabilidad.. También es útil cuando se expone a productos químicos reactivos como los sulfatos., nitratos, cloruros y ácidos. La propiedad de sangrado reducido ayuda a mantener la aplicación económica y más eficiente.
- Aplicaciones en refractarios y cerámicas
El humo de sililca tiene un tamaño de partícula pequeño., lo que lo hace más adecuado para moldeables refractarios. La sinterización a baja temperatura es posible en su presencia. También proporciona hormigones resistentes a la escoria., metal, y penetración de gas. Tales moldeables se mantienen fuertes incluso a altas temperaturas..
- Aplicaciones en hormigón proyectado
Se exhiben economías y eficiencias sustanciales con hormigón proyectado al que se le ha agregado microhumo de sílice. Las aplicaciones populares para el hormigón proyectado con humo de sílice incluyen el revestimiento de túneles mineros, estabilizaciones de rocas, y mejoras masivas de mantenimiento en puentes antiguos y columnas marinas. Gracias a los tamaños de partículas más pequeños que ayudan a mejorar la fuerza de unión, El humo de sílice en el hormigón proyectado ofrece un rendimiento excelente para los procesos de hormigón proyectado secos y húmedos.. Las reducciones en las pérdidas de rebote miden hasta 50%. El humo de sílice garantiza una aplicación espesa y la menor pérdida por rebote en cada paso de la boquilla dosificadora de hormigón proyectado. Una sola pasada de la boquilla puede depositar hasta 12 pulgadas. El hormigón proyectado fabricado con humo de sílice tiene baja permeabilidad y alta resistividad eléctrica.. Como hormigón de humo de sílice, El hormigón proyectado con humo de sílice también cuenta con una mejor resistencia a la flexión y a la compresión..
- Aplicaciones en lechada de pozos de petróleo
El humo de sílice proporciona un uso de aplicación dual. En el caso de la aplicación principal, la lechada se coloca como sellador hidráulico en el pozo perforado. Para aplicaciones secundarias, El humo de sílice se utiliza para reparar fugas., divisiones, y cierre de lugares agotados. El humo de sílice es un material no reactivo y fuertemente adherido. No permite el paso de gases y mejora la eficiencia operativa.
Por eso, el uso de microhumo de sílice en aplicaciones relacionadas con pozos de petróleo ayuda a mejorar el flujo y disminuye la permeabilidad. El humo de sílice es una opción liviana que también tiene una alta resistencia a la compresión.
Sostenibilidad del uso de humo de sílice en la construcción
La Agencia de Protección Ambiental (EPA) ha identificado solo tres materiales cementicios complementarios sostenibles. son humo de silice, cemento de escoria, y cenizas volantes. La EPA nombró al humo de sílice como uno de los componentes minerales recuperados, convirtiéndolo en un material preparado para el futuro. El humo de microsílice no solo prolonga el ciclo de vida de las estructuras de hormigón, su adición ayuda en gran medida a reducir la huella de hormigón en todo el mundo. Su capacidad para resistir desastres naturales., bajo mantenimiento, y sus propiedades inertes lo convierten en la mejor opción para proyectos de construcción.
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