Наука о диоксиде кремния

Дым кремнезема, также известный как микрокремнезем, является побочным продуктом производства металлического кремния или сплавов ферросилиция в электродуговых печах.. Этот очень тонкий порошок — 100 раз мельче средних частиц цемента — состоит из диоксида кремния (SiO2) и обладает уникальными химическими и физическими свойствами, которые делают его выгодной добавкой в ​​строительной отрасли..

При производстве металлического кремния или сплавов, кварц высокой чистоты нагревается до экстремальных температур. Летучий SiO2 конденсируется в мельчайшие частицы., которые собираются и упаковываются в виде микрокремнезема. Ультрамелкие частицы позволяют микрокремнезему заполнять пространство между частицами цемента., повышение плотности и прочности конструкции.

Преимущества использования дыма кремнезема в строительных проектах

Дым кремнезема предлагает множество преимуществ в строительстве.. Значительно улучшает механические и прочностные свойства бетона., что делает его идеальной добавкой для различных строительных проектов..

1. Повышенная сила: Дым кремнезема может повысить прочность бетона как на изгиб, так и на сжатие благодаря его пуццолановой реакции., где микрокремнезем реагирует с гидроксидом кальция в цементе с образованием дополнительного гидрата силиката кальция. (CSH), соединение, отвечающее за прочность бетона.
2. Повышенная долговечность: Плотно упакованный бетон, образующийся в результате добавления микрокремнезема, снижает проницаемость бетона., делает его более устойчивым к проникновению хлоридов, сульфатная атака, и щелочно-кремнеземная реакция — все распространенные причины ухудшения состояния бетона..
3. Бетон с высокими эксплуатационными характеристиками: Для проектов, требующих высокопрочного бетона, например мостов., морские сооружения, и высотных зданий — микрокремнезем является важным ингредиентом. Позволяет производить высокопрочный бетон. (выше 15,000 пси).

Кремнеземный дым против. Летучая зола и другие дополнительные вяжущие материалы

Дым кремнезема, летучая зола, шлакоцемент, и другие дополнительные вяжущие материалы (SCM) все служат для улучшения свойств бетона, но у каждого есть свои уникальные особенности.

Летающий пепел, побочный продукт сжигания угля на электростанциях, улучшает работоспособность и смягчает такие проблемы, как тепло гидратации. Однако, набор прочности происходит медленнее, чем у микрокремнезема. Шлаковый цемент, побочный продукт производства железа, также повышает работоспособность и обеспечивает долгосрочный прирост силы, но это не соответствует первоначальному повышению прочности кремнеземного дыма..

Дым кремнезема выделяется благодаря своей превосходной пуццолановой активности., повышение ранней и конечной силы, и его беспрецедентная способность снижать проницаемость бетона — важный фактор долговечности..

Типы проектов, которые могут извлечь выгоду из кремнеземного дыма

Различные строительные проекты могут выиграть от включения микрокремнезема в бетонную смесь., включая:

1. Морские сооружения: Учитывая его низкую проницаемость, бетон с микрокремнеземом устойчив к коррозии в соленой воде, что делает его идеальным для пирсов, волнорезы, и другие морские сооружения.
2. Мосты и шоссе: Высокая прочность и долговечность кремнеземистого бетона делают его пригодным для мостов и автомагистралей., где он может выдерживать большие нагрузки и суровые условия окружающей среды.
3. Высотных зданий: Высокопрочный бетон, получаемый с использованием микрокремнезема, необходим для строительства небоскребов и других высотных зданий..
4. Сборные железобетонные элементы: Дым кремнезема улучшает эстетику сборных железобетонных элементов, сводя к минимуму высолы..

Как включить дым кремнезема в конструкцию бетонной смеси

Включение микрокремнезема в бетонную смесь требует осторожного обращения из-за его физических характеристик — он очень мелкий и может легко переноситься по воздуху.. Дым кремнезема обычно добавляют на бетонном заводе., часто в виде суспензии. Типичная дозировка колеблется между 5 к 15% по весу цемента, но оно может подняться до такой степени, что 30% для конкретных приложений.

При дозировании смеси необходимо учитывать высокую потребность кремнезема в воде.. Это можно смягчить, используя редукторы воды с большим диапазоном действия. (суперпластификаторы) для поддержания работоспособности смеси при минимизации содержания воды, что обеспечивает прочность и долговечность.

Тематические исследования и истории успеха использования кремнеземного дыма в строительстве

Эффективность дыма кремнезема очевидна во многих строительных проектах по всему миру.. Например, Рекордная Бурдж-Халифа в Дубае использовала микрокремнезем для получения высокопрочного бетона, необходимого для ее необычайной высоты..

Еще один заметный проект — Мост Конфедерации в Канаде., где микрокремнезем использовался для повышения стойкости бетона к суровым морским условиям..

Это всего лишь несколько примеров преобразующей роли микрокремнезема в расширении границ возможного в строительстве..

Проблемы и меры предосторожности при использовании кремнеземного дыма

Несмотря на свои преимущества, использование микрокремнезема в строительстве сопряжено с определенными проблемами. Его сверхтонкая природа делает его склонным к попаданию в воздух., создавая потенциальную опасность для органов дыхания. Следовательно, Крайне важно обращаться с парами кремнезема, используя соответствующие средства индивидуальной защиты и следуя рекомендуемым мерам безопасности..

В бетонной смеси, Высокая потребность кремнезема в воде может вызвать проблемы с обрабатываемостью. Однако, их можно смягчить с помощью суперпластификаторов., как упоминалось ранее.

Где купить кремнеземный дым и сколько он стоит?

Дым кремнезема доступен у нескольких поставщиков по всему миру., часто специализируются на строительстве и бетонных материалах. Нравиться Хэнань Улучшенные абразивы. Henan Superior Abrasives может предоставить 85% – 99% уплотненный а также неуплотненный микрокремнезем. Стоимость микрокремнезема может варьироваться в зависимости от таких факторов, как чистота., упаковка, и доставка. В среднем, по состоянию на 2023, вы можете рассчитывать на оплату между $150 – $750 по вашему.

Перед покупкой, важно убедиться, что продукт соответствует Спецификации ASTM C1240, которые определяют необходимые физические и химические характеристики микрокремнезема для использования в бетоне..

Выводы и будущее использования кремнеземного дыма в строительной отрасли

Дым кремнезема изменил правила игры в строительной отрасли., обеспечивает значительное повышение прочности и долговечности бетона. Его использование в знаковых проектах по всему миру подчеркивает его решающую роль в современном строительстве..

Взгляд в будущее, поскольку устойчивость становится все более важной в строительстве, использование промышленных побочных продуктов, таких как микрокремнезем, будет расти. Превращая то, что когда-то было отходами, в ценный ресурс, микрокремнезем не только улучшает характеристики бетона, но и способствует более устойчивому развитию строительной отрасли..

В ближайшие годы, we can expect to see further research into optimizing the use of silica fume in concrete and potentially uncovering new applications for this versatile material.

Regardless of the project, the inclusion of silica fume in the concrete mix design can provide a competitive edge, resulting in structures that stand the test of time. Следовательно, понимание и использование силы кремнеземного дыма может стать ключом к успеху для профессионалов в строительной отрасли..