マイクロシリカフュームとは?
マイクロ シリカ フュームが元素シリコン製造の副産物であることは既にご存じかもしれません。. しかし、マイクロシリカフューム粒子は球状で非常に細かいことをご存知でしたか?, 平均サイズのみ 0.1 に 0.3 マイクロメートル? この特性により、コンクリート混合物の優れた添加剤になります. このような小さな粒子サイズにより、ポルトランド セメントとの粉砕が容易になり、ブレンド セメントが得られます。. マイクロシリカフューム混合コンクリートの内容物は通常セメントです, シリカフューム, 細骨材と粗骨材, と水.
マイクロシリカフュームは、コンクリートへの添加剤として、またはポルトランドセメントの成分として使用されます. 圧縮強度を高め、コンクリートの透過性と収縮を減らすことが示されています. これは、より少ないコンクリートを使用して、混合物中のマイクロ シリカ フュームと同じ効果を得ることができることを意味します。. マイクロ シリカ フュームのもう 1 つの用途はコンクリートです。, シリカフュームがセメントペーストと化学反応を起こす場所, 熱を発生するもの. この熱生成は、コンクリートの取り扱いと構築を容易にするのに役立ちます. シリカフュームのもう 1 つの用途は、農業における土壌改良剤です。. 液体を吸収する優れた能力から、肥料などの有機肥料の代替として使用されてきました。, 血粉, と骨灰. 有機肥料を構成する化合物は水中で硝酸塩に変換されるため、これは重要です。. これは、周囲の生態系や地下水に問題を引き起こす可能性があります. マイクロシリカフュームは、液体を吸収して周囲に保護バリアを形成する驚くべき能力があるため、難燃剤としても使用されます。.
建設にシリカフュームを使用する利点は何ですか?
建設におけるマイクロシリカフュームの使用について議論する前に, シリカフュームについてもっと知りましょう:
- シリカフュームには、 90% 二酸化ケイ素の.
- 残りの成分は炭素を含む, 硫黄, 酸化アルミニウム, 鉄, カルシウム, ナトリウム, マグネシウム, とカリウム.
- シリカフューム粒子の表面積は 13,000 に 30,000 平方メートル/キログラム. でも, 最適な, 最も実用的な仕様は 15,000 平方メートル/キログラムまたは 15 平方メートル/グラム.
- 範囲のシリカフューム 500 に 700 1立方メートルあたりのキログラム密度は、コンクリート添加剤に理想的と考えられています.
マイクロシリカフュームをよりよく知ることができました, コンクリート混合物に追加する利点を探ってみましょう:
- シリカフュームは、コンクリートミックスをより効率的にし、ミックスの分離とブリーディングを減らすことで無駄を減らします
- 生コンクリートと硬化コンクリートの特性を向上させます (記事の後半で説明します)
- より高いコンクリート耐久性
- 混合物の初期圧縮強度が大きい
- シリカフュームを添加したコンクリート混合物は、高い弾性係数と曲げ強度を示します
- 高い接着強度に起因するより小さな粒子
- シリカフュームが熱によるひび割れを防ぎます, それにより、マスコンクリートの目的に適したものになります
- 最も攻撃的な化学攻撃を防ぐ能力
マイクロシリカフュームは、建設プロジェクトで人気があります 高層ビル, 駐車場, ダム構造物, 吹き付けコンクリート 住宅プロジェクト, 核廃棄物貯蔵施設まで.
マイクロシリカフュームコンクリート内の化学反応
ポルトランドセメントを乾燥混合するとすぐに化学反応が引き起こされます。, マイクロシリカフュームを水と混合. 2つの化合物が生成される, すなわち、水酸化カルシウムおよびケイ酸カルシウム水和物. 最初の化学物質, カルシウム水和物, フリーライムとしても知られています. コンクリート内のすべての既存の細孔を充填剤として内張りすることで促進します。. 2番目の化学薬品, ケイ酸カルシウム水和物, 混合物に強度を与える結晶性化合物です.
最初の反応に続いて, その後、水酸化カルシウムとシリカフュームの間でポゾラン反応が起こり、より多くのケイ酸カルシウム水和物化合物が生成されます。. これらは、既存の水和セメント粒子の周囲の空隙をさらに埋めます。. このような結晶化合物の形成により、より大きな空隙がより小さな空隙に変換され、コンクリートの密度が高まります。. 曲げ強度が向上したコンクリート材料の生成, 圧縮, と結合力.
マイクロシリカフュームは、凍結融解に対する耐性の点で有用であることが証明されており、高い圧縮強度を提供します。.
市販されているシリカフュームの種類
- 製造されたままのシリカフューム – このタイプのシリカフュームは、非常に細かい粉末の形で入手できます。. かさ密度が低い, そしてその流れは空気輸送装置の効率に依存します. 扱いにくい素材なので, より高い負荷がかかります, ストレージ, 輸送費と投薬費. 加工中に粉塵が発生するため、建設プロジェクトでは一般的な選択肢ではありません。.
- シリカフュームスラリー – 水ベースのスラリーは、製造されたままのシリカフュームから調製されます。, 持ち運びや使用が簡単です. およその内容が含まれています 40-60% シリカフューム.
- 高密度シリカフューム – 圧縮シリカフュームとも呼ばれます, このタイプは、ポルトランドセメントと同様の取り扱いを提供する高密度製品の形で供給されます。. 生成されたままのシリカフュームをサイロに保持することによって生成され、圧縮空気が底から導入され、高密度の堆積につながります
- ペレット化シリカフューム – 生成されたままのシリカフュームに少量の水とセメントを加えることによって調製されます. ディスクペレタイザーを使用して、混合物を高密度のペレットに変えます.
建設プロジェクトでマイクロシリカフュームを使用する方法?
コンクリートへのシリカフュームの添加は、通常のコンクリート配合に著しい変化をもたらします. それらには以下が含まれます:
- 強度の向上
シリカフュームコンクリート混合物内で生成される水酸化カルシウムの結晶は、混合物内でよりランダムに配向したより小さいサイズの結晶を製造するための基礎を形成します。. マイクロシリカフュームの添加により、セメントペースト混合物の接着強度が向上します. また、コンクリート混合物に含まれるさまざまな複合成分間の接続も容易になります。, それにより高い強度を与えます. これらの骨材粒子はコンクリートを強化します。, これにより、単なる充填剤添加物よりもはるかに影響力のある役割を果たします。.
あ 勉強 フライアッシュコンクリート複合材料の耐久性に対するシリカフュームの影響が記録された研究が行われました。. 研究者は、4 つの異なる濃度のシリカフュームを使用しました。 (3%, 6%, 9% と 12%). 追加されたシリカフュームが炭酸塩化耐性にプラスの影響を与えることが観察されました, 不透水性の耐久性, 凍結融解耐性. シリカフュームの濃度が高くなると、炭酸化の深さが減少します. また, シリカフュームの添加は、フライアッシュを含むコンクリート複合材の加工性と乾燥収縮特性にわずかな影響を与えます。. シリカフューム濃度はスランプおよびスランプフローと間接的に相関します.
- 耐凍害性の向上
そのあとも 300 に 500 高速凍結融解サイクル, シリカフュームの相対弾性率は 10-20%. 対照的に, 従来のコンクリートの平均弾性率は 30-73% 後 25-50 サイクル.
- 充填の改善
シリカフュームの濃度が観察されます。 15% コンクリート混合物では、混合物の強度が大幅に向上します. シリカフュームの添加により、セメント粒子の空隙を大幅に縮小. この効果は、セメント粒子が骨材間のフィラーとして機能する方法に似ています, 粗骨材と細骨材の空隙. このような高強度コンクリートの密度と強度の増加には、シリカフュームの添加による充填効果があります。.
- 出血の改善
シリカフューム粒子は、細孔を埋めるため、コンクリート混合物に均一性をもたらします. セメントスラリーと骨材界面の移行時にシリカフュームが存在するため、コンクリートのにじみが軽減されます。. 骨材の下に水分が蓄積しません。.
準備コンクリート混合物にシリカフュームを添加する場合, 組成は最終用途とコンクリートの種類によって異なります. 典型的な濃度は次のように異なります。 10% に 15% セメンティング材料の. さまざまな比率を次のようにリストします。:
- 高性能コンクリート: 5-10%
- 水硬性コンクリート: 5-10%
- 吹き付けコンクリート: 5-10%
- ポンピングエイド: 2-3%
- 耐摩耗性の工業用床: 6-8%
- ポリマーモルタルと断熱モルタル: 10-15%
マイクロシリカフュームコンクリート作製工程:
- 凝集体を粉砕して適切なシリカフューム粒子にする.
- シリカフューム粒子と他のコンクリート成分を均一に混合
- 乾燥混合物に水を加えて、 75%
- 粗骨材の添加
- シリカフュームの添加, 続いて回転ミキサーでセメントまたはフライアッシュを使用します
- 細骨材の添加
- 残りの追加 25% 混合物を希望の粘稠度および作業性にするために水を加えます。
他の建材と異なるマイクロシリカフュームの特性
コンクリートへの添加剤としてのシリカフュームにはいくつかの利点があります. フレッシュシリカフュームコンクリートの特性は次のとおりです。:
- 高いプラスチック収縮率
- 従来のコンクリート混合物は、同様の作業性を達成するために比較的少ない含水量を必要とします. シリカフュームの添加による利点は、追加の水分含有量の要件を上回ります。.
- 作業性が低い, より高い水分含有量が必要となるため、.
- シリカフュームコンクリートはスランプ値が低い傾向にあります
- シリカフュームを添加したコンクリートは、ブリーディングと分離の発生率が低くなります。
- シリカフュームとの凝集混合物
硬化シリカ フューム コンクリートのいくつかの特性は、新鮮なシリカ フューム コンクリートとは異なります。:
- 通常のコンクリートよりも高い圧縮強度
- 通常のコンクリートよりも弾性率が高い
- 通常のコンクリートに比べてクリープがはるかに少ない
建設プロジェクトに最適な素材 – マイクロシリカフュームを使用する理由
建設プロジェクトにおけるシリカフュームのさまざまな使用例について説明します.
- コンクリートへの応用
一般的に使用されている高性能コンクリートには、添加剤としてシリカフュームを含めることができます。. 耐久性や強度が向上するだけではなく、, しかし、HPC もシリカフュームを使用して製造されるため、耐摩耗性が向上します。, より高い靭性, 耐腐食性と耐薬品性, と経済効率.
駐車デッキなどの構造物, 高速道路と高速道路橋, 海洋構造物は鉄筋の腐食による継続的な劣化に直面しています。, 摩耗, と化学攻撃. シリカフュームの添加により、定期的に適用される除氷塩からコンクリート構造物を保護します。, 渋滞, 海水, そして自然災害. シリカフュームの添加により、コンクリートの劣化や鉄筋の腐食がなくなり、メンテナンスコストも削減されます。.
- 補修材への応用
シリカフュームは、セメントベースの補修剤が適用される場所に最適です。. いくつかの用途には、シリカフュームを添加することで接着力を高めることができる垂直モルタルやオーバーヘッドモルタルが含まれます。. 浸透性が低いため、水中グラウト注入にも役立ちます。. 硫酸塩などの反応性化学物質にさらされた場合にも役立ちます。, 硝酸塩, 塩化物と酸. にじみが少ないため、塗布の経済性と効率性の両方を維持できます。.
- 耐火物およびセラミックスへの応用
シリカフュームは粒子サイズが小さい, 耐火物キャスタブルに最適です. 存在下で低温焼結が可能. スラグに強いキャスタブルも提供します, 金属, そしてガスの侵入. このようなキャスタブルは高温でも強度を保ちます.
- 吹き付けコンクリートへの応用
マイクロシリカフュームを添加した吹き付けコンクリートにより、大幅な経済性と効率性が発揮されます。. シリカフューム吹付けコンクリートの一般的な用途には、鉱山トンネル覆工などがあります。, 岩石の安定化, 古い橋や海洋柱の大規模なメンテナンス改善. 粒子サイズが小さいため、接着強度が向上します。, 吹付けコンクリート中のシリカフュームは、乾式および湿式吹付けコンクリートプロセスで優れた性能を発揮します. リバウンドロスの削減効果は次のとおりです。 50%. シリカフュームにより、吹付けコンクリート塗布ノズルの各通過での厚い塗布と最小の反発損失が保証されます。. ノズルの 1 回のパスで最大 12 インチ. シリカフュームを使用して作られたショットクリートは浸透性が低く、電気抵抗率が高い. シリカフュームコンクリートのようなもの, シリカフューム吹付けコンクリートは、優れた曲げ強度と高い圧縮強度も誇ります。.
- 油井グラウト注入における用途
シリカフュームは二重用途を提供します. 一次申請の場合, グラウトは掘削された井戸に水圧シーラントとして配置されます. 二次用途向け, シリカフュームは漏れの修理に使用されます, 分割, 枯渇した拠点の閉鎖. シリカフュームは非反応性でしっかりと結合した物質です. ガスを通さず作業効率が向上します。.
したがって, 油井関連用途でマイクロシリカフュームを使用すると、流れが改善され、透過性が低下します。. シリカフュームは軽量でありながら高い圧縮強度を備えたオプションです.
建設におけるシリカフューム使用の持続可能性
環境保護庁 (EPA) 持続可能な補助セメント質材料は 3 つだけ特定されています. それらはシリカフュームです, スラグセメント, そしてフライアッシュ. EPAはシリカフュームを回収されたミネラル成分の1つと命名, 将来性のある素材にする. マイクロシリカフュームはコンクリート構造物のライフサイクルを延長するだけではありません, これを追加すると、世界中でコンクリートの設置面積を削減するのに大きく役立ちます。. 自然災害に耐える能力, 低メンテナンス, and inert properties make it the best choice for construction projects.
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