Les avantages commerciaux et le large espace de marché de la microsilice ou de la fumée de silice sont bien connus. En tant que fabricant de béton, il y a de fortes chances que vous ayez entendu les deux termes et que vous les ayez peut-être même utilisés de manière interchangeable.
Alors vous vous demandez peut-être "Quelle est la différence entre la fumée de silice et la microsilice? Y a-t-il même une différence?” Voici tout ce que vous devez savoir sur la fumée de silice et la microsilice.
Qu'est-ce que la fumée de silice?
La fumée de silice est un produit du processus chimique impliqué dans la production de silicium ou de ferrosilicium métallique. C'est un dioxyde de silicium amorphe (SiO2) qui est généré sous forme de gaz dans les fours à arc électrique submergé lors de la réduction du quartz très pur.
C'est un amorphe très fin (non cristallin) silice produite dans des fours à arc électrique en tant que sous-produit de la fabrication d'alliages élémentaires de silicium ou de ferrosilicium. Un mélange minéral, la fumée de silice est composée de particules submicroniques (100 à 150 fois plus petit qu'un grain de ciment) de dioxyde de silicium amorphe.
Chaque fois que la fumée de silice est utilisée dans des applications cimentaires telles que le béton, béton projeté, produits de réparation, et coulis de puits de pétrole, la fumée de silice agit à la fois comme charge et comme pouzzolane. Une pouzzolane est considérée comme un matériau siliceux qui a généralement très peu ou pas de valeur cimentaire.
Cependant, lorsqu'il est finement divisé, et en présence d'humidité, il réagit chimiquement avec l'hydroxyde de calcium à température ordinaire pour former des composés qui possèdent des propriétés cimentaires.
En tant que remplisseur, la fumée de silice améliore la structure physique en occupant les espaces entre les particules de ciment. Et comme une pouzzolane, il agit chimiquement pour conférer une résistance et une durabilité bien supérieures au béton.
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Y a-t-il vraiment une différence entre la fumée de silice et la microsilice?
La seule différence entre la fumée de silice et la microsilice est le nom. Les deux termes désignent la même chose. La fumée de silice est également connue sous le nom de microsilice, et c'est un polymorphe amorphe de dioxyde de silicium. En dehors de la microsilice, la fumée de silice est aussi appelée micro silice, fumée de silice condensée, et poussière de silice. Alors, « vapeurs de silice’ et « microsilice’ sont des termes pour exactement le même produit, et ils peuvent être utilisés de manière interchangeable.
Les utilisations des fumées de silice varient et traversent divers domaines où elles sont utilisées pour des travaux importants. Ces champs comprennent:
- Fabrication de béton
- Fabrication réfractaire
- Industrie des polymères
- Industrie chimique
- Injection de puits de pétrole
- Fabrication de céramique
- Applications en caoutchouc
La microsilice se présente sous trois formes: microsilice en poudre, microsilice condensée, et microsilice en suspension.
Fumée de silice et silice fumée
Bien que les termes, la fumée de silice et la silice fumée se ressemblent, les deux sont des substances très différentes. Bien qu'ils soient tous deux du dioxyde de silice, ils ont des dérivations différentes, applications, caractéristiques techniques, et prix.
Silice pyrogénée (Numero CAS 112945-52-5) est une particule de dioxyde de silicium amorphe finement divisée produite dans une flamme. Certaines applications pour la silice fumée comprennent:
- Revêtements
- Scellants
- Un mastic pour caoutchoucs et plastiques
- Ciment
- Adhésifs
La fumée de silice est généralement traitée comme un meilleur, plus efficace, et une alternative plus sûre à la silice fumée. Lorsque les tests ont commencé dans les années 1960 pour trouver des applications pour la fumée de silice, la silice pyrogénée a également été testée. Cependant, il a été rapidement constaté que la fumée de silice offrait de meilleurs avantages cimentaires, et la substance a gagné en popularité depuis lors.
Propriétés physiques et chimiques de la microsilice/fumée de silice
La fumée de silice peut être de couleur gris clair ou gris-noir. Ses particules sphériques sont inférieures à 1μm de diamètre et sa densité spécifique se situe entre 2.2 à 2.3. La densité apparente de la fumée de silice est basée sur le degré de densification et varie de 220 kg/m3 à plus de 700 kg/m3..
The physical state of microsilica or silica fume is amorphous. En outre, the surface area of its particles can range from 21 ~23m2/g, when measured by nitrogen absorption equipment.
As for its chemical qualities, la fumée de silice est composée principalement de silice pure sous forme non cristalline. It has a very high content of amorphous silicon dioxide and consists of very fine spherical particles. Small amounts of iron, magnésium, and alkali oxides are also found in silica fume.
Application of Silica Fume/Microsilica
Vous pouvez appliquer de la microsilice dans le béton des manières suivantes:
- Ciment mélangé
- Béton autoplaçant (CSC)
- Béton à haute résistance (HSC)
- Agent additif pour composites en fibre de carbone
- Béton Haute Performance (CHP)
- Béton projeté
- Béton à très faible perméabilité
- Produits cimentaires de réparation
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Effets de l'application de fumée de silice sur le béton
La microsilice est composée de très fines sphères vitreuses solides de dioxyde de silicium. Concrètement, il améliore la résistance et la durabilité du béton car il fournit une distribution plus uniforme et un plus grand volume d'hydratation. La fumée de silice réduit également la taille moyenne des pores dans la pâte de ciment.
en outre, la microsilice réduit le taux de carbonatation et diminue la perméabilité au chlorure. Par conséquent, le béton de microsilice est capable de protéger fortement les armatures et les structures encastrées des agents agressifs.
Lorsque vous mélangez de la microsilice avec du béton, il peut améliorer les propriétés du béton frais et durci. Et lorsqu'il est utilisé en remplacement partiel du ciment, la microsilice peut se substituer au ciment énergivore sans sacrifier la qualité du mélange.
Comment fonctionne la microsilice dans le béton
Lorsque la microsilice est ajoutée à un mélange de béton, il modifie la structure de la pâte de ciment. L'effet de ceci produit beaucoup plus d'hydrates de silicate de calcium à haute résistance et beaucoup moins d'hydroxydes de calcium (qui sont généralement plus faibles et facilement solubles).
Les particules de microsilice sont si petites et à cause de cela, ils peuvent se disperser parmi et séparer les particules de ciment. Le résultat est une amende, matrice uniforme qui donne une compression plus élevée, en flexion, et force de liaison. Les autres effets de la microsilice comprennent les suivants:
- Réduire le taux de carbonatation;
- Diminution de la perméabilité aux ions chlorure;
- Confère une résistivité électrique élevée, et a peu d'effet sur le transport de l'oxygène.
Par conséquent, on peut s'attendre à ce que le béton de microsilice soit fortement protecteur, ainsi que fournir un renforcement et des encastrements durables.
Ce qu'il faut considérer lors du mélange et de la mise en place de la microsilice
L'introduction appropriée de fumée de silice dans le béton améliore à la fois les caractéristiques mécaniques et de durabilité du béton. Cependant, en raison de son extrême finesse, l'utilisation de microsilice peut présenter des difficultés de manipulation. Ces défis comprennent:
Demande en eau et maniabilité
Certains producteurs mélangent de la microsilice avec de l'eau sur une base livre pour livre pour former un mélange de bouillie qui est transportable dans des remorques-citernes conçues pour manipuler des liquides. L'eau du mélange de suspension remplace la partie qui est habituellement ajoutée au mélange.
En l'absence d'agent réducteur d'eau, il sera généralement nécessaire d'utiliser plus d'eau lorsque de la microsilice est ajoutée à un mélange de béton. Ceci est essentiel pour permettre l'effondrement souhaité. Dans les premières minutes suivant l'ajout de microsilice au béton, un gel se forme qui absorbe l'eau et peut durcir le mélange au-delà de l'affaissement souhaité. Par conséquent, il est nécessaire d'obtenir le moment de la charge et de la mise en place absolument sur place.
La demande en eau de la pâte de ciment augmente avec l'augmentation de la microsilice. Les chercheurs ont conclu que les pâtes de ciment contenant 20 à 30 % de microsilice nécessitent jusqu'à 40% eau supplémentaire pour maintenir la maniabilité du contenu.
L'ouvrabilité est la facilité avec laquelle les pâtes de ciment et le béton peuvent être placés sous l'action de la gravité. Cela dépend en grande partie de la taille des particules. Les petites tailles de particules entraîneront une demande en eau plus élevée pour obtenir la même maniabilité.
Lorsqu'il y a une forte concentration de fumée de silice dans le béton, la demande en eau diminue en raison d'une réduction des points de contact entre les différents grains de microsilice. Cela permet d'obtenir la consistance souhaitée. En outre, la nature pouzzolanique de la microsilice réduit la résistance aux sulfates alcalins.
Temps de prise
Si vous mélangez de la microsilice avec du béton de résistance égale, sans réducteur d'eau, le temps de prise du mélange sera retardé. Cependant, si vous ajoutez 15% microsilice avec superplastifiant, il retarde le temps de prise d'environ 60 minutes.
10% la microsilice a très peu d'effet sur les temps de prise; mais avec des pourcentages plus élevés (20% microsilice et plus), le temps de prise augmente de 6 à 20 %.
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