Microcelica, znany również jako pył krzemionkowy, jest produktem ubocznym przemysłu krzemowo-metalowego i żelazokrzemowego. To amorficzny dwutlenek krzemu (SiO2) powstaje w postaci gazu podczas redukcji bardzo czystego kwarcu w piecach z łukiem elektrycznym. W miarę wytwarzania stopionego metalu, wydziela się gaz na bazie krzemionki. Ten gazowy dym, po wstaniu, szybko się ochładza i formuje niezwykle minutowo, amorficzny, cząstki kuliste.

Microcelica: Bliższe spojrzenie na jego powstawanie

Mikrokrzemionka jest zbierana w worku, układ przeznaczony do filtrowania gorącego powietrza i gazów odprowadzanych z paleniska. Ta para gazu skrapla się w kolektorach workowych, tworząc bardzo drobny proszek o kulistych cząsteczkach. Cząstki te są średnie 0.1 Do 0.3 mikrometrów średnicy, może pochwalić się powierzchnią 17 Do 30 m2/g.

Właściwości fizyczne i chemiczne mikrokrzemionki

Mikrokrzemionka to szary lub szaro-biały proszek o ogniotrwałości ponad 1600 ℃. Jego gęstość nasypowa waha się od 320 Do 700 kg/m3. Skład chemiczny mikrokrzemionki to przede wszystkim SiO2, rozliczanie 75 Do 98% jego treści. Inne składniki obejmują Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, i Na2O. Wartość pH mikrokrzemionki jest neutralna.

Rozdrobnienie pyłu krzemionkowego jest mniejsze niż 1 μm, o średniej wielkości cząstek 0.1 - - 0.3 μm i powierzchnię właściwą wynoszącą 20 - - 28 m2/g. Chodzi o to rozdrobnienie i powierzchnię właściwą 80-100 razy więcej niż cement i 50-70 razy więcej niż popiół lotny.

Mikrokrzemionka w przemyśle materiałów ogniotrwałych

Mikrokrzemionka znalazła szerokie zastosowanie w przemyśle materiałów ogniotrwałych. Odgrywa kluczową rolę w poprawie wydajności amorficznych materiałów ogniotrwałych. Oto niektóre z jego zastosowań:

1. Służy jako substytut czystego tlenek glinu w materiałach ogniotrwałych.
2. Stosowany jest jako dodatek do produkcji amorficznych i kształtowanych wyrobów ogniotrwałych, znacznie poprawiając ich wytrzymałość i odporność na wysokie temperatury.
3. Stosowany jest jako koagulant w całej kadzi odlewniczej.
4. Stosowany jest jako spoiwo, koagulant, oraz dodatek do innych wyrobów ogniotrwałych.

Mikrokrzemionka w betonie

Proszek mikrokrzemionki może wypełniać przestrzenie pomiędzy cząstkami cementu, dzięki czemu zawiesina będzie gęstsza. Jego zastosowania w betonie obejmują:

1. Zwiększanie siły: Dodawanie 5-10% mikrokrzemionka może zwiększyć wytrzymałość na ściskanie 10-30% a wytrzymałość na zginanie o ponad 10%.
2. Zwiększanie gęstości: Może zwiększyć nieprzepuszczalność poprzez 5-18 razy, a odporność chemiczna o ponad 4 czasy.
3. Poprawa mrozoodporności: Po 300-500 szybkie cykle zamrażania i rozmrażania, względny moduł sprężystości proszku mikrokrzemionki zmniejsza się o 10-20%, podczas gdy zwykły beton zmniejsza się do 30-73% Poprzez 25-50 cykle.
4. Zapewnia wczesną siłę: Beton mikrokrzemionkowy skraca okres indukcji i wykazuje wczesną charakterystykę wytrzymałościową.
5. Zwiększona odporność na ścieranie i kawitację: Poprawia się odporność betonu mikrokrzemionkowego na przebicie 0.5-2.5 razy w porównaniu ze zwykłym betonem, i poprawia się jego zdolność antykawitacyjna 3-16 czasy.

Inne zastosowania mikrokrzemionki

Mikrokrzemionka stosowana jest jako wypełniacz w gumie lub tworzywach sztucznych w przemyśle elastomerów/polimerów. Stosowany jest w procesie odfluorowania podczas produkcji fosforanu dwuwapniowego (pasza dla zwierząt) w branży nawozowej. W przemyśle naftowym i gazowym, stosuje się go w operacjach iniekcji odwiertów w celu poprawy przepływu i zmniejszenia przepuszczalności. W branży cementu włóknistego, służy do zwiększenia wytrzymałości i przepuszczalności falistych płyt dachowych. W torkecie, lub natryskiwany beton, Pył krzemionkowy zmniejsza odbicie i zwiększa siłę wiązania, wydajność, i oszczędności w kosztach materiałów. Jest również stosowany w komercyjnych produktach gipsowych i betonowych płytach ściennych w celu zwiększenia wydajności.