ไมโครซิลิกา, หรือที่เรียกว่าซิลิกาฟูม, เป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมโลหะซิลิกอนและเฟอร์โรซิลิกอน. ซิลิคอนไดออกไซด์อสัณฐานนี้ (SiO2) ถูกสร้างขึ้นเป็นก๊าซระหว่างการลดลงของควอตซ์บริสุทธิ์สูงในเตาอาร์คไฟฟ้าที่จมอยู่ใต้น้ำ. เนื่องจากโลหะหลอมเหลวถูกผลิตขึ้น, ปล่อยก๊าซซิลิกาออกมา. ควันก๊าซนี้, เมื่อเพิ่มขึ้น, เย็นลงอย่างรวดเร็วและก่อตัวเป็นนาที, สัณฐาน, อนุภาคทรงกลม.

ไมโครซิลิกา: ดูการก่อตัวของมันอย่างใกล้ชิด

ไมโครซิลิกาถูกรวบรวมไว้ในโรงเรือนถุง, ระบบที่ออกแบบมาสำหรับกรองอากาศร้อนและก๊าซที่ระบายออกจากเตา. ไอก๊าซนี้จะควบแน่นในเครื่องสะสมถุง, ก่อตัวเป็นผงอนุภาคทรงกลมที่ละเอียดมาก. อนุภาคเหล่านี้มีค่าเฉลี่ย 0.1 ถึง 0.3 เส้นผ่านศูนย์กลางไมครอน, มีพื้นที่ผิวของ 17 ถึง 30 m2/g.

ลักษณะทางกายภาพและเคมีของไมโครซิลิกา

ไมโครซิลิกาเป็นผงสีเทาหรือสีเทาขาวที่มีความหักเหของแสงมากกว่า 1,600 ℃. ความหนาแน่นรวมมีตั้งแต่ 320 ถึง 700 กก./ลบ.ม. องค์ประกอบทางเคมีของไมโครซิลิกาคือ SiO2 เป็นหลัก, การบัญชีสำหรับ 75 ถึง 98% ของเนื้อหา. ส่วนประกอบอื่นๆ ได้แก่ Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, และ Na2O. ค่า pH ของไมโครซิลิก้ามีค่าเป็นกลาง.

ความละเอียดของซิลิกาฟูมน้อยกว่า 1μm, โดยมีขนาดอนุภาคเฉลี่ยเท่ากับ 0.1 – 0.3 μm และพื้นที่ผิวเฉพาะของ 20 – 28 m2/g. ความละเอียดและพื้นที่ผิวจำเพาะประมาณนี้ 80-100 เท่าของซีเมนต์และ 50-70 เท่าของเถ้าลอย.

ไมโครซิลิกาในอุตสาหกรรมวัสดุทนไฟ

ไมโครซิลิกาพบการใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมวัสดุทนไฟ. มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุทนไฟแบบอสัณฐาน. นี่คือแอปพลิเคชั่นบางส่วน:

1. มันทำหน้าที่แทนบริสุทธิ์ อะลูมิเนียมออกไซด์ ในวัสดุทนไฟ.
2. ใช้เป็นสารเติมแต่งในการผลิตผลิตภัณฑ์วัสดุทนไฟแบบอสัณฐานและรูปทรง, ปรับปรุงความแข็งแรงและประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงอย่างมีนัยสำคัญ.
3. ใช้เป็นตัวจับตัวเป็นก้อนในทัพพีหล่อโดยรวม.
4. ใช้เป็นเครื่องผูก, สารจับตัวเป็นก้อน, และสารเติมแต่งสำหรับผลิตภัณฑ์วัสดุทนไฟอื่นๆ.

ไมโครซิลิกาในคอนกรีต

ผงไมโครซิลิกาสามารถเติมเต็มช่องว่างระหว่างอนุภาคซีเมนต์, ทำให้สารละลายหนาแน่นขึ้น. การใช้งานในคอนกรีตรวมถึง:

1. เสริมสร้างความแข็งแรง: การเพิ่ม 5-10% ไมโครซิลิกาสามารถเพิ่มกำลังอัดได้ 10-30% และรับแรงดัดได้มากกว่า 10%.
2. เพิ่มความหนาแน่น: สามารถเพิ่มการซึมผ่านไม่ได้โดย 5-18 ครั้งและทนทานต่อสารเคมีได้มากกว่า 4 ครั้ง.
3. ปรับปรุงความต้านทานต่อน้ำค้างแข็ง: หลังจาก 300-500 รอบการละลายน้ำแข็งอย่างรวดเร็ว, โมดูลัสยืดหยุ่นสัมพัทธ์ของผงไมโครซิลิกาลดลง 10-20%, ในขณะที่คอนกรีตธรรมดาลดลงเหลือ 30-73% ผ่าน 25-50 รอบ.
4. ให้กำลังต้น: คอนกรีตไมโครซิลิกาทำให้ระยะเวลาการเหนี่ยวนำสั้นลงและแสดงลักษณะความแข็งแรงในช่วงต้น.
5. เพิ่มความต้านทานต่อการขัดถูและป้องกันการเกิดโพรงอากาศ: ความต้านทานการเจาะของคอนกรีตไมโครซิลิกาดีขึ้น 0.5-2.5 เท่าเมื่อเทียบกับคอนกรีตทั่วไป, และความสามารถในการต่อต้านการเกิดโพรงอากาศดีขึ้น 3-16 ครั้ง.

การใช้งานอื่นๆ ของไมโครซิลิกา

ไมโครซิลิกาใช้เป็นสารตัวเติมในยางหรือพลาสติกในอุตสาหกรรมอีลาสโตเมอร์/โพลิเมอร์. ใช้ในกระบวนการขจัดฟลูออรีนระหว่างการผลิตไดแคลเซียมฟอสเฟต (อาหารสัตว์) ในอุตสาหกรรมปุ๋ย. ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ, ใช้ในการอัดฉีดแบบเจาะรูเพื่อปรับปรุงการไหลและลดการซึมผ่าน. ในอุตสาหกรรมไฟเบอร์ซีเมนต์, ใช้เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและการซึมผ่านของแผ่นหลังคาลูกฟูก. ในช็อตครีต, หรือคอนกรีตพ่น, ซิลิกาฟูมช่วยลดการเด้งกลับและเพิ่มความแข็งแรงในการยึดเกาะ, ผลผลิต, และประหยัดค่าวัสดุ. นอกจากนี้ยังใช้ในผลิตภัณฑ์ยิปซั่มเชิงพาณิชย์และผลิตภัณฑ์แผ่นผนังคอนกรีตเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ.