En ce qui concerne les matériaux industriels en silice, beaucoup de gens confondent la silice amorphe avec la fumée de silice. Bien que les deux soient des formes de dioxyde de silicium non cristallin (SiO₂), ils diffèrent considérablement par leur origine, processus de production, et candidature.
Définition et composition
| Article | Silice amorphe | Fumée de silice |
|---|---|---|
| Signification | Un terme général pour la silice (SiO₂) qui n'a pas de structure cristalline — les atomes sont disposés de manière aléatoire. | Un spécifique type de sous-produit de silice amorphe formée lors de la production de silicium métallique ou d'alliages de ferrosilicium. |
| Teneur en silice | 90–99,9% selon la pureté et le mode de production | 85–98%, selon la source du four |
| Structure | Non cristallin, fines particules sphériques ou en forme de chaîne | Ultra-fin, particules sphériques à très grande surface |
En bref, la fumée de silice est un type particulier de silice amorphe, mais produit selon un processus industriel très spécifique.
Processus de production
La silice amorphe peut être produite synthétiquement de différentes manières:
- Silice pyrogénée (procédé en phase gazeuse) – en brûlant du tétrachlorure de silicium dans une flamme hydrogène-oxygène.
- Silice précipitée – en acidifiant une solution de silicate de sodium.
- Silice colloïdale – via des méthodes sol-gel ou chimique humide.
Fumée de silice, d'autre part, is a by-product from the electric arc furnace used to produce silicon or ferrosilicon.
When SiO gas is oxidized and condensed in the exhaust gas, it forms ultra-fine amorphous SiO₂ particles, which are then collected by dust filters.
Particle Size and Physical Properties
| Propriété | Silice amorphe | Fumée de silice |
|---|---|---|
| Average Particle Size | 5–500 nm (depends on type) | ~0.1 µm (sur 1/100 the size of cement grain) |
| Aire de surface spécifique | 50–400 m²/g (especially fumed silica) | 15–25 m²/g |
| Densité apparente | 0.05–0.3 g/cm³ | 0.2–0.7 g/cm³ (densified silica fume can reach 0.6–0.8 g/cm³) |
| Couleur | Blanc | Gris ou gris foncé |
Différences d'application
| Industrie | Silice amorphe | Fumée de silice |
|---|---|---|
| Caoutchouc & Plastiques | Enduit de renforcement, agent anti-agglomérant | Rarement utilisé |
| Revêtements & Peintures | Contrôle rhéologique, agent matifiant | Non utilisé |
| Électronique & Matériaux optiques | Utilisé pour les semi-conducteurs, verre, et céramique | Non utilisé |
| Béton & Mortiers | Utilisé occasionnellement dans des mélanges spéciaux | Principal additif pouzzolanique pour améliorer la résistance et la durabilité du béton |
| Matériaux réfractaires | Parfois utilisé comme agent de liaison | Largement utilisé dans les bétons, mélanges de tir, et matériaux auto-fluides |
La fumée de silice est principalement appliquée dans construction et industries réfractaires, tandis que la silice amorphe a des utilisations chimiques et industrielles plus larges.
Réactivité et activité pouzzolanique
La fumée de silice a une réactivité pouzzolanique extrêmement élevée en raison de ses particules ultrafines et de sa grande surface.. Lorsqu'il est ajouté au béton, il réagit avec l'hydroxyde de calcium [Californie(OH)₂] pour former plus de gel C-S-H, lequel:
- Augmente la résistance à la compression
- Réduit la perméabilité
- Améliore la résistance chimique
La silice amorphe peut également avoir des propriétés pouzzolaniques, mais sa réactivité dépend de la méthode de production et de la taille des particules – généralement inférieure à celle de la fumée de silice.
Points clés à retenir
- Toutes les fumées de silice sont de la silice amorphe, mais toute la silice amorphe n'est pas de la fumée de silice.
- La fumée de silice est un sous-produit de la production de silicium/ferrosilicium, tandis que les autres silices amorphes sont des matériaux synthétiques ou transformés.
- La fumée de silice est privilégiée pour les applications sur béton et réfractaires en raison de sa forte activité pouzzolanique..
- La silice amorphe est utilisée en chimie, caoutchouc, et les industries électroniques à des fins totalement différentes.
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FAQ
T1: La fumée de silice est-elle la même que la silice amorphe?
→ Non. La fumée de silice est un type spécifique de silice amorphe formée lors de la production de silicium métallique..
T2: Quelle est la structure de la silice amorphe?
→ Il n'a pas d'ordre cristallin à longue portée — les atomes de Si et O sont disposés de manière aléatoire.
T3: Pourquoi utiliser la fumée de silice dans le béton?
→ Il améliore la résistance à la compression, réduit la perméabilité, et améliore la durabilité.
T4: Quelle quantité de fumée de silice doit être ajoutée au béton?
→ Généralement 5 à 10 % en poids de ciment, en fonction de l'application.
Q5: Où puis-je acheter de la fumée de silice de haute qualité?
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