Quando si tratta di materiali di silice industriale, molte persone confondono la silice amorfa con i fumi di silice. Mentre entrambe sono forme di biossido di silicio non cristallino (Sio₂), differiscono significativamente nell'origine, processo di produzione, e applicazione.
Definizione e composizione
| Articolo | Silice amorfa | FUME DI SILICA |
|---|---|---|
| Senso | Un termine generale per la silice (Sio₂) che non ha struttura cristallina: gli atomi sono disposti in modo casuale. | Uno specifico tipo di sottoprodotto di silice amorfa formata durante la produzione di silicio metallico o leghe di ferrosilicio. |
| Contenuto di silice | 90–99,9% a seconda della purezza e del metodo di produzione | 85–98%, a seconda della fonte del forno |
| Struttura | Non cristallino, particelle fini sferiche o simili a catene | Ultrafine, particelle sferiche con area superficiale molto elevata |
Insomma, il fumo di silice è un tipo speciale di silice amorfa, ma prodotto in un processo industriale molto specifico.
Processo di produzione
La silice amorfa può essere prodotta sinteticamente in vari modi:
- Silice pirogenica (processo in fase gassosa) – bruciando il tetracloruro di silicio in una fiamma di idrogeno-ossigeno.
- Silice precipitata – mediante acidificazione della soluzione di silicato di sodio.
- Silice colloidale – tramite metodi sol-gel o prodotti chimici umidi.
FUME DI SILICA, d'altra parte, è un sottoprodotto del forno elettrico ad arco utilizzato per produrre silicio o ferrosilicio.
Quando il gas SiO viene ossidato e condensato nel gas di scarico, forma particelle amorfe ultrafini di SiO₂, che vengono poi raccolti dai filtri antipolvere.
Dimensione delle particelle e proprietà fisiche
| Proprietà | Silice amorfa | FUME DI SILICA |
|---|---|---|
| Average Particle Size | 5–500 nm (depends on type) | ~0.1 µm (about 1/100 the size of cement grain) |
| Superficie specifica | 50–400 m²/g (especially fumed silica) | 15–25 m²/g |
| Bulk Density | 0.05–0.3 g/cm³ | 0.2–0.7 g/cm³ (densified silica fume can reach 0.6–0.8 g/cm³) |
| Colore | White | Gray or dark gray |
Application Differences
| Industry | Silice amorfa | FUME DI SILICA |
|---|---|---|
| Rubber & Plastics | Reinforcing filler, anti-caking agent | Rarely used |
| Rivestimenti & Vernici | Controllo reologico, agente opacizzante | Non utilizzato |
| Elettronica & Materiali ottici | Utilizzato per i semiconduttori, bicchiere, e ceramica | Non utilizzato |
| Calcestruzzo & Mortai | Utilizzato occasionalmente in miscele speciali | Principale additivo pozzolanico per migliorare la resistenza e la durabilità del calcestruzzo |
| Materiali refrattari | Talvolta utilizzato come agente legante | Ampiamente usato nei calcinabili, miscele da sparo, e materiali auto-flussi |
Il fumo di silice viene applicato principalmente in construction and refractory industries, mentre la silice amorfa ha usi chimici e industriali più ampi.
Reattività e attività pozzolanica
I fumi di silice hanno una reattività pozzolanica estremamente elevata grazie alle sue particelle ultrafini e all'ampia area superficiale. Quando aggiunto al calcestruzzo, reagisce con l'idrossido di calcio [Ca(OH)₂] per formare più gel CSH, Quale:
- Aumenta la resistenza alla compressione
- Riduce la permeabilità
- Migliora la resistenza chimica
La silice amorfa può anche avere proprietà pozzolaniche, ma la sua reattività dipende dal metodo di produzione e dalla dimensione delle particelle, solitamente inferiore a quella dei fumi di silice.
Punti chiave
- Tutti i fumi di silice sono silice amorfa, ma non tutta la silice amorfa è fumo di silice.
- Il fumo di silice è un sottoprodotto della produzione di silicio/ferrosisilicio, mentre altre silici amorfe sono materiali sintetici o lavorati.
- Il fumo di silice è preferito per applicazioni su calcestruzzo e refrattari grazie alla sua forte attività pozzolanica.
- La silice amorfa è utilizzata in chimica, gomma, ed elettronica per scopi completamente diversi.
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Domande frequenti
Q1: Il fumo di silice è uguale alla silice amorfa?
→No. Il fumo di silice è un tipo specifico di silice amorfa che si forma durante la produzione del silicio metallico.
Q2: Qual è la struttura della silice amorfa?
→ Non ha un ordine cristallino a lungo raggio: gli atomi di Si e O sono disposti in modo casuale.
Q3: Perché utilizzare i fumi di silice nel calcestruzzo?
→ Migliora la resistenza alla compressione, riduce la permeabilità, e migliora la durabilità.
Q4: Quanti fumi di silice dovrebbero essere aggiunti al calcestruzzo?
→ Tipicamente 5–10% in peso di cemento, a seconda dell'applicazione.
Q5: Dove posso acquistare fumi di silice di alta qualità?
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