La fumée de silice est un sous-produit de la production d'alliages de silicium et de ferrosilicium, et il est utilisé comme matériau cimentaire d'appoint dans le béton depuis les années 1950. C'est une pouzzolane très réactive, ce qui signifie qu'il peut réagir avec l'hydroxyde de calcium en présence d'eau pour former un produit cimentaire stable et durable. Récemment, la fumée de silice granulaire est apparue comme une nouvelle forme de fumée de silice qui offre plusieurs avantages par rapport à la fumée de silice conventionnelle.
Qu'est-ce que la fumée de silice granulaire?
Fumée de silice granulaire est une nouvelle forme de fumée de silice qui est produite en refroidissant et en solidifiant le flux gazeux contenant des particules de fumée de silice. On l'appelle “granulaire” parce qu'il a une texture granuleuse et se présente sous la forme de petites, particules sphériques fluides. Contrairement à la fumée de silice conventionnelle, qui se présente sous forme de poudre fine ou de poussière, la fumée de silice granulaire est facile à manipuler, transport, et magasin. Il ne nécessite pas d'équipement ou de précautions particulières, et il peut être ajouté directement aux mélanges de béton.
Propriétés de la fumée de silice granulaire
La taille des particules
La taille des particules de fumée de silice granulaire varie de 1 à 10 micromètres, qui est similaire à la fumée de silice conventionnelle. Cependant, les particules de fumée de silice granulaire sont plus sphériques et de taille uniforme, ce qui améliore leur réactivité et leur densité de tassement.
Densité apparente
La densité apparente de la fumée de silice granulaire varie de 250 à 700 kg/m3, qui est inférieur à la fumée de silice conventionnelle. En effet, les particules de fumée de silice granulaire sont plus sphériques et ont une densité de tassement plus faible. Cependant, cela n'affecte pas leur réactivité ou leur performance dans le béton.
Composition chimique
La composition chimique de la fumée de silice granulaire est similaire à la fumée de silice conventionnelle, qui est principalement composé de dioxyde de silicium (SiO2) avec de petites quantités d'autres éléments tels que l'aluminium, le fer, et calcium. La pureté de la fumée de silice granulaire peut varier en fonction du matériau source et du processus de production.
Applications de la fumée de silice granulaire
La fumée de silice granulaire peut être utilisée comme matériau cimentaire supplémentaire dans le béton pour améliorer sa résistance, durabilité, et imperméabilité. Il peut également réduire la quantité de ciment nécessaire, ce qui peut réduire le coût et l'empreinte carbone de la production de béton. La fumée de silice granulaire peut être ajoutée directement aux mélanges de béton, et il peut améliorer la maniabilité et la pompabilité des mélanges.
La fumée de silice granulaire peut être utilisée comme charge ou liant dans les matériaux réfractaires tels que bétons, mélanges de tir, et mélanges de pisé. Il peut augmenter la force, résistance à l'abrasion, et la résistance aux chocs thermiques de ces matériaux.
Industrie du pétrole et du gaz
La fumée de silice granulaire peut être utilisée comme agent alourdissant dans les fluides de forage pour les puits de pétrole et de gaz. Il peut augmenter la densité et la stabilité des fluides et prévenir les éruptions et autres problèmes de forage.
Autres applications
La fumée de silice granulaire peut également être utilisée dans d'autres applications telles que la céramique, matériaux composites, et revêtements. Il peut améliorer la mécanique, thermique, et les propriétés électriques de ces matériaux.
Avantages de la fumée de silice granulaire
Résistance et durabilité améliorées
La fumée de silice granulaire peut améliorer la résistance et la durabilité du béton et d'autres matériaux en réduisant la porosité, augmenter la densité de tassement, et favorisant les réactions pouzzolaniques. Il peut également améliorer la résistance aux cycles de gel-dégel, réactions alcali-silice, et attaques chimiques.
Perméabilité réduite
La fumée de silice granulaire peut réduire la perméabilité du béton et d'autres matériaux en remplissant les pores et les capillaires de fines particules et en formant une structure plus dense et plus compacte. Cela peut améliorer la résistance à la pénétration de l'eau, pénétration des ions chlorure, et carbonatation.
Maniabilité améliorée
La fumée de silice granulaire peut améliorer la maniabilité et la pompabilité des mélanges de béton en réduisant la demande en eau et en augmentant la viscosité et la thixotropie des mélanges. Cela peut améliorer le placement, compactage, et finition du béton.
Chaleur d'hydratation réduite
La fumée de silice granulaire peut réduire la chaleur d'hydratation du béton et d'autres matériaux en réduisant la quantité de ciment nécessaire et en favorisant les réactions pouzzolaniques. Cela peut empêcher la fissuration thermique, rétrécissement, et d'autres problèmes causés par une chaleur excessive.
Empreinte carbone réduite
La fumée de silice granulaire peut réduire l'empreinte carbone du béton et d'autres matériaux en réduisant la quantité de ciment nécessaire, qui est l'un des matériaux les plus carbonés au monde. Il peut également réduire la consommation d'énergie et les émissions associées à la production de ciment.
Conclusion
La fumée de silice granulaire est une nouvelle forme de fumée de silice qui offre plusieurs avantages par rapport à la fumée de silice conventionnelle. Il a une texture granuleuse, est facile à manipuler et à transporter, et peut améliorer les propriétés du béton et d'autres matériaux. Il a plusieurs applications dans diverses industries, comme le béton, matériaux réfractaires, pétrole et gaz, céramique, matériaux composites, et revêtements. Il peut améliorer la force, durabilité, imperméabilité, maniabilité, et réduire l'empreinte carbone de ces matériaux. La fumée de silice granulaire est un matériau prometteur qui peut contribuer à la durabilité et à la résilience de notre environnement bâti.
FAQ
La fumée de silice granulaire est-elle plus chère que la fumée de silice conventionnelle?
La fumée de silice granulaire peut être plus chère que la fumée de silice conventionnelle en raison de son processus de production et de ses propriétés. Cependant, ses avantages et sa facilité d'utilisation peuvent compenser la différence de coût dans certaines applications.
La fumée de silice granulaire est-elle dangereuse pour la santé?
La fumée de silice granulaire n'est pas dangereuse pour la santé si elle est manipulée correctement. Il est recommandé de porter un masque anti-poussière et des gants lors de la manipulation pour éviter l'inhalation et le contact avec la peau.
La fumée de silice granulaire peut-elle être utilisée dans le béton à haute performance?
Oui, la fumée de silice granulaire peut être utilisée dans le béton à haute performance pour améliorer sa résistance, durabilité, et imperméabilité. Il peut également réduire le retrait et la fissuration thermique du béton.
Comment la fumée de silice granulaire est-elle produite?
La fumée de silice granulaire est produite en refroidissant et en solidifiant le flux de gaz qui contient des particules de fumée de silice. Les particules sont ensuite criblées et classées pour obtenir une texture granuleuse et une distribution granulométrique uniforme..
Quelle est la durée de conservation de la fumée de silice granulaire?
La fumée de silice granulaire a une durée de conservation de plusieurs mois si elle est stockée dans un endroit sec et frais. Il doit être protégé de l'humidité et des contaminants qui peuvent affecter sa réactivité et ses performances.
