Microsilica, cunoscut și sub numele de fum de silice, este un produs secundar al industriilor de siliciu metal și ferosiliciu. Acest dioxid de siliciu amorf (SiO2) este generat ca gaz în timpul reducerii cuarțului foarte pur în cuptoarele cu arc electric scufundate. Pe măsură ce se produce metalul topit, este emis un gaz pe bază de silice. Acest fum gazos, la ridicare, se răcește rapid și se formează extrem de minute, amorf, particule sferice.
Microsilica: O privire mai atentă asupra formării sale
Microsilica este colectată într-o casă de pungi, un sistem conceput pentru filtrarea aerului cald și a gazelor evacuate din cuptor. Acești vapori de gaz se condensează în colectorii casei cu saci, formând o pulbere foarte fină de particule sferice. Aceste particule sunt în medie 0.1 la 0.3 microni în diametru, avand o suprafata de 17 la 30 m2/g.
Caracteristicile fizice și chimice ale microsilicei
Microsilica este o pulbere gri sau gri-alb cu o refractare de peste 1600℃. Densitatea sa în vrac variază de la 320 la 700 kg/m3. Compoziția chimică a microsiliciului este în principal SiO2, contabilizarea 75 la 98% a continutului acestuia. Alte componente includ Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, și Na2O. Valoarea pH-ului microsiliciului este neutră.
Finețea fumului de silice este mai mică de 1μm, cu o dimensiune medie a particulelor de 0.1 - 0.3 μm și o suprafață specifică de 20 - 28 m2/g. Această finețe și suprafață specifică sunt de aproximativ 80-100 ori cea a cimentului şi 50-70 ori cel al cenușii zburătoare.
Microsilica în industria refractare
Microsilica a găsit o utilizare extinsă în industria refractară. Joacă un rol crucial în îmbunătățirea performanței refractarelor amorfe. Iată câteva dintre aplicațiile sale:
- Servește ca înlocuitor pentru pur oxid de aluminiu în refractare.
- Este folosit ca aditiv în producerea de produse refractare amorfe și modelate, îmbunătățindu-și semnificativ rezistența și performanța la temperatură ridicată.
- Este folosit ca coagulant în oalul de turnare global.
- Este folosit ca liant, coagulant, și aditiv pentru alte produse refractare.
Microsilice în beton
Pulberea de microsilice poate umple spațiile dintre particulele de ciment, făcând nămolul mai dens. Aplicațiile sale în beton includ:
- Creșterea forței: Adăugând 5-10% microsilica poate crește rezistența la compresiune prin 10-30% iar rezistenţa la încovoiere cu mai mult de 10%.
- Creșterea densității: Poate spori impermeabilitatea prin 5-18 ori si rezistenta chimica cu mai mult de 4 ori.
- Îmbunătățirea rezistenței la îngheț: După 300-500 cicluri rapide de îngheț-dezgheț, modulul de elasticitate relativ al pulberii de microsilice scade cu 10-20%, în timp ce betonul obişnuit scade la 30-73% prin 25-50 cicluri.
- Oferă forță timpurie: Betonul de microsilice scurtează perioada de inducție și prezintă caracteristici de rezistență timpurii.
- Îmbunătățirea rezistenței la abraziune și anti-cavitație: Rezistența la perforare a betonului cu microsilice se îmbunătățește 0.5-2.5 ori comparativ cu betonul obișnuit, iar capacitatea sa anti-cavitație se îmbunătățește 3-16 ori.
Alte aplicații ale microsilicei
Microsilica este folosită ca umplutură în cauciuc sau plastic în industria elastomerilor/polimerilor. Este utilizat în procesul de defluorinare în timpul producției de fosfat dicalcic (hrana animalelor) în industria îngrășămintelor. În industria petrolului și gazelor, este utilizat în operațiunile de chituire în fund pentru a îmbunătăți curgerea și a reduce permeabilitatea. În industria fibrocimentului, este folosit pentru a spori rezistența și permeabilitatea panourilor ondulate de acoperiș. În beton proiectat, sau beton pulverizat, fumul de silice reduce revenirea și mărește puterea de lipire, productivitate, și economii la costurile materiale. It is also used in commercial gypsum and concrete wallboard products for increased performance.
