Ottenuto come sottoprodotto della fabbricazione del ferrosilicio e delle leghe metalliche del silicio, i fumi di silice forniscono importanti benefici per l'ambiente marino, costruzione di edifici, così come le industrie del petrolio e del gas in tutto il mondo.

La polvere grigia del fumo di silice, denominata anche “silice volatilizzata” o “microsilice”.," presenta prezioso materiale pozzolanico che può essere classificato in più gradi e concentrazioni. Ovviamente, una corretta classificazione richiede test approfonditi e attenti proprietà chimiche e fisiche nello stesso modo. In questo articolo, daremo un'occhiata agli standard di test sui fumi di silice in tutto il mondo.

Misurazione della densità apparente, Superficie, e granulometria dei fumi di silice

Tra le applicazioni più comuni dei fumi di silice c'è la loro aggiunta al cemento per migliorarne la durabilità e la resistenza. Infatti, i fumi di silice agiscono per ridurre la permeabilità del cemento e affinare la sua struttura dei pori, che può contribuire ad aumentare le sue proprietà meccaniche in larga misura.

Per poter ottenere i massimi benefici, produttori di fumi di silice devono essere in grado di misurare e comprendere varie proprietà fisiche delle stesse particelle di fumi di silice, compresa la loro densità apparente, superficie, e dimensione del grano.

Densità apparente

Cos'è la densità apparente?

Densità apparente, detta anche “densità volumetrica” o “densità apparente”.,” è una proprietà dei granuli e delle polveri che descrive la massa del solido diviso che occupa un'unità di volume, compreso il volume dei vuoti tra le particelle solide.

La densità apparente non è intrinseca a un materiale specifico. Invece, può cambiare in base al modo in cui viene gestito il materiale. Per esempio, quando una polvere viene posta all'interno di un cilindro, avrà una densità apparente specifica. Una volta che il cilindro inizia a ruotare, le particelle di polvere si sposteranno e finiranno per essere più vicine tra loro, portando ad una maggiore densità apparente.

Come viene misurata la densità apparente?

La densità apparente dei granuli, polveri, e altri solidi divisi vengono comunemente misurati con un apparecchio per la densità apparente. Ricordare che questo tester di densità apparente non misura una proprietà intrinseca di un materiale; come tale, la densità apparente delle polveri è generalmente riportata sia come densità liberamente sedimentata che come densità spillata.

Densità apparente dei fumi di silice – Quando si tratta di FUME DI SILICA, la densità apparente standard dipenderà dal tipo di materiale in questione:

• Fumi di silice come prodotti. Il tipo di fumo di silice prodotto come prodotto, raccolto dalla produzione di leghe di ferrosilicio o di silicio metallico, ha generalmente una densità apparente compresa tra 8 E 27 libbre/piedi3 (O 130 E 430 kg/m3). La maggior parte delle volte, puoi aspettarti di osservare i valori vicino alla metà di questo intervallo.
• Fumi di silice impastati. La densità apparente dei fumi di silice in sospensione è generalmente intorno 83 A 90 libbre/piedi3 (O 1320 A 1440 kg/m3). La maggior parte dei liquami ha un contenuto nominale di fumi di silice pari a circa 50% per massa.
• Densificato (compattato) FUME DI SILICA. La densità apparente dei fumi di silice compattata varia tra 30 E 40 libbre/piedi3 (O 480 E 640 kg/m3). Quando la densità apparente va oltre 45 libbre/piedi3 (720 kg/m3), la dispersione delle particelle di fumo di silice all'interno del calcestruzzo può diventare sempre più difficile.

L'Elkem 920 di solito ha fumi di microsilice non densificata 200 E 350 kg/m3 di densità apparente, il fumo di microsilice densificato è 500 A 700 kg/m3.

• Perdita all'accensione 3.41%
• pH 7.66
• Peso specifico 2.2
• Densità apparente (libbre/piedi3) 18.11

Superficie

Cos'è la superficie?

L'area superficiale è una proprietà fisica che descrive l'area totale di una determinata superficie. Quando si parla di polveri come il fumo di silice, l'area superficiale presenta l'area totale di tutte le particelle contenute in un grammo di materiale.

Come viene misurata la superficie?

Il test più comune utilizzato per misurare l'area superficiale dei fumi di silice è il metodo di adsorbimento di azoto. Altri metodi, come l'apparato di Blaine, potrebbe non essere appropriato per misurare la superficie di questo particolare materiale per una serie di motivi. Nel caso dell'apparato Blaine, il problema risiede nelle difficoltà legate all'ottenimento del 0.50 livello di porosità richiesto per condurre il test.

È importante notare che il risultato della misurazione dell'adsorbimento di azoto è notevolmente influenzato dal contenuto di carbonio dei fumi di silice. Come tale, quando si riportano i risultati, il contenuto di carbonio dovrebbe essere riportato insieme alla superficie. Molte volte, la perdita all'accensione (LOI) viene riportato invece del contenuto di carbonio.

Area superficiale dei fumi di silice

I fumi di silice sono costituiti principalmente da particelle sferiche fini con superficie liscia, superficie vetrosa. Si stima che la superficie di ciascuna particella sia approssimativamente 20,000 m2/kg, quando misurato con il metodo di adsorbimento di azoto.

Per illustrare meglio l'estrema finezza della microsilice, confrontiamolo con altri materiali pregiati:

• FUME DI SILICA: 13,000 A 30,000 m2/kg, adsorbimento di azoto
• Scoria d'altoforno granulata macinata: 350 A 600 m2/kg, Blaine
• Cenere volante: 400 A 700 m2/kg, Blaine
• Cemento Portland: 300 A 400 m2/kg, Blaine

Tieni presente che i valori prodotti con diverse tecniche di misurazione non devono essere confrontati direttamente.

Granulometria

Cos'è la dimensione del grano?

La dimensione dei grani o delle particelle presenta il diametro dei singoli grani o particelle all'interno di un materiale granulare. Quando si parla di fumi di silice, la dimensione del grano si riferisce alla misurazione del diametro di ciascuna particella di fumo di silice.

Come viene misurata la dimensione del grano?

Uno dei test più comuni utilizzati per misurare la dimensione dei grani dei fumi di silice è il residuo (fuori misura) sul 45 uno (NO. 325) setaccio. Durante la prova, un campione di materiale contenente fumi di silice viene lavato attraverso a 45 un setaccio, e vengono riportate la composizione e la dimensione delle particelle sovradimensionate. Queste particelle sovradimensionate contengono tipicamente quarzo, legna, carbone, ruggine, carbonio, e agglomerati relativamente grandi di fumi di silice. Durante la prova, la quantità di materiale fuori misura sarà notevolmente influenzata dal sistema di raccolta dei fumi di silice, con la quantità di materiale fuori misura che varia da un sistema all'altro.

Perché molti componenti non silicei dei fumi di silice tendono ad avere particelle più grandi, alcuni fornitori di fumi di silice scelgono di rimuovere queste particelle sovradimensionate dai loro materiali contenenti fumi di silice. Alcuni di questi processi di rimozione beneficiante o sovradimensionato utilizzano vari tipi di classificatori o cicloni per lavorare con i fumi secchi, mentre altri prevedono il passaggio dei fumi di silice in sospensione attraverso gli schermi dopo che i fumi di silice sono stati fatti passare attraverso un processo di arricchimento a secco.

Granulometria dei fumi di silice

Mentre la distribuzione granulometrica dei fumi di silice può variare a seconda della temperatura dei gas di scarico del forno e del tipo di fumi, la maggior parte delle particelle di fumi di silice sono inferiori a 1um, con un diametro medio di circa 0.1 uno. Per confronto, questo presenta approssimativamente 1/100 della dimensione media di una particella di cemento.

Standard sui fumi di silice in diversi paesi

Un certo numero di paesi, compresa la Cina, Canada, Brasile, Giappone, e altro, hanno sviluppato i propri standard per l’uso locale della polvere di fumi di silice. Questi standard delineano i requisiti fisici e chimici obbligatori per i fumi di silice da utilizzare come aggiunta al calcestruzzo o alle malte, mortai, e altre miscele.

I vari standard per i diversi paesi in tutto il mondo sono riepilogati di seguito:

• Cina: YB/T115-2004, GB/T21236-2007
• Europa: IN 13263
• Stati Uniti: ASTM C1240
• Canada: CAN/CSA A23.5
• Europa: IN 13263
• Norvegia: NS3045
• Brasile: NBR 13956-1997
• Giappone: JIS A 6207:2000

Standard cinesi per i test sul contenuto chimico dei fumi di silice

All'interno della Cina, esistono anche standard diversi per testare il contenuto chimico dei fumi di silice:

• Contenuto di SiO2: GB/T 6901.2 o GB/T 6901.3
• Contenuto di Fe2O3: GB/T 14506.11
• Contenuto di Al2O3: GB/T 6901.5 o GB/T 6901.6
• Contenuto di CaO: GB/T 6901.8
• Contenuto di Na2O: GB/T 14506.11-1993
• Contenuto di MgO: GB/T 6901.8
• Contenuto K2O: GB/T 14506.11-1993
• Cl (Cloruro) contenuto: JC/T 420
• C (Senza carbonio) contenuto: GB/T 16555.1-1996, GB/T 16555.2-1996
• H2O (Contenuto di umidità): GB/T 3007
• LOI (Perdita all'accensione): GB/T 901.1
• Resta acceso 45 un setaccio: YB/T 5164
• Livello PH: GB/T 9274
• Superficie specifica: GB/T 19587 – 2017

Standard ASTM per i test sul contenuto chimico dei fumi di silice

• Specifiche standard per i fumi di silice utilizzati nelle miscele cementizie: ASTM C1240 – 20
• Resta acceso 45 un setaccio: ASTM C430
• Superficie specifica: ASTM C1069 – Nitrogen Adsorption
• Resistenza alla compressione: ASTM C109/C109M
• …

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