Fum de silice, sau microsilice, prezintă un produs secundar important produs în timpul procesului de fabricație a aliajelor de ferosiliciu și siliciu metal. The compound finds wide uses in concrete and provides important benefits for the marine, construcția clădirii, and oil and gas industries around the world.
La HSA, the leading provider of Fum de silice in China, we know all the ins and outs of silica fume applications. Astăzi, we are going to take a close look at the advantages and disadvantages of silica fume when added to concrete.
Ce este fum de silice?
Before diving into the advantages and disadvantages of silica fume in concrete, let’s have a brief review of what silica fume is.
Silica fume or microsilica is a pozzolanic material that resembles fly ashes or Portland cement in appearance. Silica fume itself consists of non-crystalline or amorphous Silicon Dioxide (SiO2), with particles that are 100 times smaller than a standard cement particle.This means that silica fume particles measure less than 1 micron in diameter and make up a superfine powder with a density of 2.2 g/cm3.
Silica fume can be categorized into densified and undensified silica fume:
- Fumul de silice nedensificat posessesbulk density of 250-350 kg/m3.
- Fumul de silice densificat has a bulk density of 550-700 kg/m3.
When one needs to modify or enhance the natural properties of concrete, silica fume can be added to the solution during batching, enhancing the strength and durability of the material.
De ce este important fumul de silice?
The fine silica fume powder is one of the key materials used in the manufacture of refractories and concrete. Când se adaugă la beton, silica fume is able to augment its mechanical properties and achieve better corrosive strength, increased sulphate resistance, and superior abrasion resistance. În plus, using silica fume in concrete helps to reduce the permeability of the mixture and improve its durability.
Silica fume presents a truly versatile material that is used to produce virtually all grades of concrete. It can also be used to improve the strength and high-temperature performance of refractories and finds applications in the rubber and water glass industries.
How is Silica Fume Used in Concrete?
In order to better understand the advantages and disadvantages of silica fume, it is important to know what chemical reactions occur once silica fume is added to concrete.
Când se adaugă la beton, silica fume initially remains inert. Then, once the water starts reacting with portland cement in the mixture (hydrating), the primary chemical reaction produces two important chemical compounds:
- Calcium Silicate Hydrate (CSH), the crystalline compound responsible for the material’s strength
- Hidroxid de calciu (CH), a by-product that acts as a filler and lines pores within the concrete
Următorul, a pozzolanic reaction occurs between Calcium Hydroxide and silica fume, producing additional Calcium Silicate Hydrate compounds that fill up the voids around the hydrated particles of cement. These additional CSH compounds provide concrete with a denser matrix in areas that would have otherwise remained as small voids subject to potential ingress. Ca atare, concrete develops improved flexural, compresiv, and bond-strength properties.
Important Advantages of Silica Fume
Due to its properties, silica fume is widely used around the world where increased strength and durability of concrete are required. Silica fume is available from suppliers like Henan Superior Abrasives Import & Export Co., Ltd and can be easily added during the concrete production process to improve the characteristics of both fresh and hard concrete.
Here are some important advantages of silica fume that are responsible for its wide use in the construction and concrete industry:
1. Proprietăți chimice și fizice foarte stabile
Silica fum servește ca umplutură neutră cu proprietăți incredibil de stabile, atât chimic, cât și fizic. Nu conține apă cristalină, nu ia parte la reacția de întărire, și nu afectează în niciun fel procesul de reacție.
2. Conductivitate termică crescută
Nu numai că fumul de silice poate crește conductivitatea termică, dar poate, de asemenea, să îmbunătățească rezistența la flacără și să modifice viteza adezivului.
3. Performanță bună de adsorbție
Silica Fume are o performanță bună de adsorbție, precum și o infiltrare bună pentru diferite tipuri de rășină. În plus, Este ușor de amestecat fără fenomen de aglomerare.
4. Precipitații reduse și stratificare
Datorită distribuției sale rezonabile și a mărimii fine de cereale, Fumele de silice poate elimina eficient stratificarea și poate reduce precipitațiile.
5. Forță îmbunătățită
Distribuția rezonabilă a dimensiunilor fumului de silice asigură o duritate bună, densificare puternică, si rezistenta mare la uzura. Adăugarea de fum de silice în beton poate îmbunătăți rezistența la uzură, rezistenta la compresiune, și rezistența la tracțiune a produselor întărite. În plus, rezistenta la abraziune poate fi crescuta cu 0.5-2.5 ori.
6. Izolație îmbunătățită
Fumul de siliciu prezintă pulbere de siliciu pur cu o cantitate redusă de impurități. Ca atare, it possesses stable proprietăți chimice și fizice that ensure good arc resistance and insulation of the curing material.
7. Costuri generale reduse
Densitatea în vrac a fumului de silice variază între 0.2 şi 0.8 sau 1.0 şi 2.2. Când este utilizat ca material de umplutură polimeric, microsilica poate reduce costul total al produsului prin economisirea cantității de polimer și minimizarea cantității de încărcare.
8. Rezistență la coroziune îmbunătățită
Fum de silice este compus din silice, sau SiO2, care este un material inert. Aceasta înseamnă că fum de silice nu reacționează cu majoritatea alcaloizilor sau acizilor, iar pulberea de siliciu este distribuită uniform pe suprafața obiectelor. Ca atare, fumul de silice contribuie la îmbunătățirea rezistenței la cavitație și la coroziune prin 3 la 16 ori.
9. Perioada de inducție scurtată
Adăugarea de fum de silice în beton poate scurta perioada de inducție și poate oferi rezistență timpurie.
10. Prevenirea fisurilor
Fumul de silice poate reduce temperatura de vârf atinsă în timpul reacției de întărire a rășinii epoxidice. În plus, reduce rata de contracție și coeficientul de dilatare liniară în betonul solidificat, reducand astfel stresul intern si prevenind fisurarea.
11. Rezistență îmbunătățită la îngheț
Modulul de elasticitate relativ al microsilicei este numai 10 la 20 la sută după 300-500 Cicluri de îngheț. În același timp, modulul de elasticitate mediu al betonului uzual este 30 la 73 la sută după 25-50 cicluri. Ca atare, adding microsilica to concrete can significantly improve its frost resistance.
Disadvantages of Silica Fume in Concrete
While microsilica, undoubtedly, offers a broad range of advantages when added to concrete, it does come with certain drawbacks:
1. Difficulty of Construction
The workability of concrete is an important parameter to consider when designing the proportions for a specific concrete mixture. De exemplu, adding excessive amounts of silica fume powder will reduce the material constructability and cause the concrete to become more compacted. It would be more difficult to plaster concrete or make it close-grained, negatively affecting the concrete quality, its smoothness, and uniformity of the surface.
2. Dry Shrinkage
As compared to regular concrete, the shrinkage rate of silica fume concrete is notably higher, especially the early dry shrinkage. This can be explained by the fact that the filling effect of silica fume leads to decreased moisture content within the concrete, care, in turn, leads to dry shrinkage cracks. This affects the overall strength of the product and limits the potential applications.
În plus, when the external temperature is high, the surface water evaporation increases beyond the bleeding rate, causing dry shrinkage cracks to appear on the surface. Din fericire, the issue can be alleviated by focusing on concrete maintenance after construction, such as using strengthening water and sprinkler procedures.
3. Temperature Cracks
Microsilica concrete is also more likely to produce temperature cracks. While the early strength develops quickly with the addition of silica fume powder, the corresponding heat from concrete hydration dissipates quickly, leading to an increase in concrete temperature. This, in turn, places high-temperature stress on the material, which concentrates on the top of the dry shrinkage cracks. This could make these cracks extend deeper, leading to the formation of transfixion cracks.
4. High Price
The price of microsilica is relatively high, when compared to fly ash or cement. While the use of silica fume does increase upfront expenses, the better performance of silica fume cement will offset the costs in the long-term.
Shop for High-Quality Silica Fume at HSA
While the use of silica fume comes with both advantages and disadvantages, the powder presents an important component that finds wide applications in the construction, marin, and oil and gas fields all around the globe.
To take advantage of the improved concrete qualities associated with the use of microsilica, while also minimizing the potential challenges, it is important to choose a trusted silica fume supplier, such as Henan Superior Abrasives Import & Export Co., Ltd. Shop our high-quality silica fume products today.
