ซิลิกาฟูมถูกผลิตขึ้นเป็นผลพลอยได้จากการผลิตโลหะซิลิคอนและโลหะผสมเฟอร์โรซิลิกอน, ที่นิยมใช้กันอยู่มากมาย งานอุตสาหกรรม รวมถึงการผลิตเหล็กและอะลูมิเนียม, การผลิตซิลิโคน, การผลิตชิปคอมพิวเตอร์, และอื่น ๆ.
และในขณะที่วัสดุเหล่านี้มีค่ามาก, ซิลิกาฟูมที่เป็นผลพลอยได้มีบทบาทมากขึ้นในอุตสาหกรรมคอนกรีต. อ่านต่อเพื่อหาคำตอบว่าซิลิกาฟูมคืออะไรกันแน่ และอะไรที่ทำให้ซิลิกาฟูมเพิ่มมูลค่าให้กับคอนกรีต.
น้ำยาผสมคอนกรีตชนิดต่างๆ ที่คุณควรรู้
ซิลิกาฟูมคืออะไร?
ซิลิกาฟูม, หรือที่เรียกว่าซิลิการะเหย, ไมโครซิลิกา, หรือซิลิกาฟูมควบแน่น, เป็นวัสดุปอซโซลาน, ซึ่งนำเสนอแป้ง d สีเทา, มีลักษณะคล้ายขี้เถ้าลอยหรือปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์. ประกอบด้วยส่วนที่ไม่เป็นผลึกเป็นหลัก (หรืออสัณฐาน) ซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2), โดยแต่ละอนุภาคจะอยู่ที่ประมาณ 0.01 เท่าของขนาดอนุภาคซีเมนต์โดยเฉลี่ย.
เมื่อใดก็ตามที่ผู้ผลิตคอนกรีตจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนคุณสมบัติตามธรรมชาติของคอนกรีต, สามารถใช้ SCM หรือวัสดุประสานเพิ่มเติมเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ. โดยทั่วไปวัสดุเหล่านี้จะถูกเติมลงในคอนกรีตระหว่างการผสมเป็นชุด และใช้แทนปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์บางส่วน.
ซิลิกาฟูมเป็นตัวอย่างหนึ่งของ SCM ดังกล่าว. เนื่องจากมีคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ, คอนกรีตที่มีซิลิกอนฟูมสามารถทนทานและเพิ่มความแข็งแรงอย่างไม่น่าเชื่อ.
อย่างไรก็ตาม, มีปัญหาบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับการใช้ซิลิกาฟูมในคอนกรีต. เช่นนี้, ไม่แนะนำให้ใช้ตามอำเภอใจ. แทน, การใช้ซิลิกาฟูมควรจำกัดเฉพาะผลิตภัณฑ์ที่มีความเชี่ยวชาญสูงเท่านั้น.
"ปอซโซลาน" หมายถึงอะไร?
วัสดุปอซโซลานอธิบายถึงวัสดุที่สามารถทำปฏิกิริยากับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ได้ (CH). เป็นวัสดุประเภทซิลิกาหรือซิลิกาและอะลูมิเนียมซึ่งไม่มีค่าความเป็นซีเมนต์, แต่, ในที่ที่มีความชื้นและมีการแตกตัวสูง, ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับ CH ที่อุณหภูมิปกติเพื่อสร้างวัสดุที่มีคุณสมบัติเป็นซีเมนต์.
คำว่า Pozzolanic มาจากเมืองเล็กๆ ในอิตาลี, ปอซซูโอลี. ในเมืองแห่งนี้, ชาวโรมันยุคแรกรวมเถ้าภูเขาไฟเข้ากับหินปูนเพื่อสร้างครกเพื่อผูกก้อนหินขนาดใหญ่เข้าด้วยกัน. แม้แต่วันนี้, สองพันทศวรรษต่อมา, โครงสร้างที่ได้จะคงความแข็งแรงไว้.
ซิลิกาฟูมเป็นตัวอย่างหนึ่งของวัสดุปอซโซลานเทียมและเป็น, ดังนั้น, ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมคอนกรีต.
ซิลิกาฟูมทำงานอย่างไรในคอนกรีต?
หลังจากผสมปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์กับน้ำแล้ว, พวกเขาเริ่ม "ให้ความชุ่มชื้น" หรือตอบสนองซึ่งกันและกัน. ในระหว่างขั้นตอนนี้, ปฏิกิริยาเคมีก่อตัวเป็นโมเลกุลเคมีสองโมเลกุล:
- แคลเซียมซิลิเกตไฮเดรต (CSH), ซึ่งเป็นสารประกอบหลักที่ทำให้เกิดการตกผลึก.
- แคลเซียมไฮดรอกไซด์ (CH), ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากปฏิกิริยา, หรือที่เรียกว่า “มะนาวฟรี”. สารประกอบนี้ไม่มีหน้าที่อะไรมากไปกว่าการชะล้างออกจากคอนกรีตหรือรูพรุนที่เข้าถึงได้ภายในคอนกรีต.
ปฏิกิริยาปอซโซลานเกิดขึ้นระหว่างซิลิกาฟูมและ CH, สร้างโมเลกุล CSH เพิ่มเติมภายในช่องว่างของอนุภาคซีเมนต์ไฮเดรต. โมเลกุล CSH เพิ่มเติมเหล่านี้ให้การโค้งงอที่ดีขึ้น, แรงอัด, และแรงยึดเหนี่ยวสำหรับคอนกรีต. พวกเขายังสร้างเมทริกซ์ที่ดีต่อสุขภาพโดยทั่วไป, เนื่องจากวัสดุ CS พิเศษเติมเต็มในภูมิภาคที่อาจยังคงเป็นช่องว่างเพียงเล็กน้อย, อาจมีสารอันตรายและสารที่อาจเข้าไปได้.
ซิลิกาฟูมสำหรับใช้ในคอนกรีตมีทั้งแบบแห้งและแบบเปียก. โดยปกติจะถูกเพิ่มในระหว่างการผลิตคอนกรีตที่ 5% ถึง 10% โดยน้ำหนักที่โรงงานคอนกรีต และประสบความสำเร็จในการผลิตทั้งในโรงงานแบบผสมแห้งและแบบผสมกลาง.
ข้อดีและข้อเสียของซิลิกาฟูมในคอนกรีต
วันนี้, ซิลิกาฟูมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายใน อุตสาหกรรมการก่อสร้าง, ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจว่าซิลิกาฟูมมีคุณสมบัติอย่างไรในคอนกรีต, ตลอดจนข้อดีและข้อเสียที่เกี่ยวข้อง.
ข้อดีของไมโครซิลิกาในคอนกรีต
เป็นวัสดุปอซโซลานที่มีประสิทธิภาพ, โดยทั่วไปจะมีการเติมซิลิกาฟูมลงในคอนกรีตเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติ, โดยเฉพาะแรงยึดเหนี่ยว, แรงอัด, และทนต่อการกัดกร่อน.
ข้อดีหลักของการใช้ซิลิกาฟูมในคอนกรีต ได้แก่:
- ซิลิกาฟูมนำเสนอสารตัวเติมอนินทรีย์ที่เป็นกลางและมีความเสถียรอย่างเหลือเชื่อ คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ. ไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการบ่ม, ไม่มีน้ำที่เป็นผลึก, และไม่ส่งผลต่อปฏิกิริยาเมแทบอลิซึม.
- การเติมซิลิกาฟูมลงในคอนกรีตสามารถเพิ่มการนำความร้อนและสารหน่วงการติดไฟได้, รวมทั้งเปลี่ยนความหนืดของกาว.
- มีประสิทธิภาพการดูดซับที่ดีเยี่ยม, ไม่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์การรวมตัวกัน, ง่ายต่อการผสม, และให้การแทรกซึมที่ดีสำหรับเรซินประเภทต่างๆ.
- การเติมซิลิกาฟูมช่วยลดอุณหภูมิสูงสุดของปฏิกิริยาการบ่มคายความร้อนของอีพอกซีเรซิน, อัตราการหดตัวของผลิตภัณฑ์ที่แข็งตัว, และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น. สิ่งนี้ช่วยป้องกันการแตกร้าวโดยกำจัดความเครียดภายใน.
- ซิลิกาฟูมมีคุณสมบัติเช่นความหนาแน่นสูง, การกระจายขนาดที่เหมาะสม, เช่นเดียวกับความต้านทานการสึกหรอและความแข็งสูง. สิ่งนี้สามารถเพิ่มกำลังอัดได้อย่างมาก, แรงดึง, ส่งผลต่อความแข็งแรงและความทนทานต่อการสึกหรอของผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการบ่ม, และเพิ่มความทนทานต่อการขัดถูโดย 0.5 ถึง 2.5 ครั้ง.
- มีสิ่งเจือปนต่ำ, ผงซิลิกอนบริสุทธิ์, และคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพที่เสถียรจะเพิ่มความต้านทานการโค้งงอและคุณสมบัติการเป็นฉนวนที่ดีให้กับวัสดุบ่ม.
- ซิลิกาฟูมประกอบด้วยเม็ดขนาดละเอียดและกระจายตัวได้อย่างเหมาะสม, หมายความว่ามันสามารถกำจัดหรือลดการแบ่งชั้นและการตกตะกอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ.
- ซิลิกา (SiO2) ภายในซิลิกาฟูมเป็นของวัสดุเฉื่อย. ซึ่งหมายความว่าไม่ทำปฏิกิริยากับอัลคาลอยด์และกรดส่วนใหญ่. ถ้าผงซิลิกอนกระจายอย่างสม่ำเสมอบนพื้นผิวของวัตถุ, มันเพิ่มการเกิดโพรงอากาศและความต้านทานการกัดกร่อนโดย 3 ถึง 16 ครั้ง.
- โมดูลัสยืดหยุ่นสัมพัทธ์ของซิลิกาฟูมอยู่ระหว่าง 10% และ 20% หลังจาก 300 ถึง 500 รอบการละลายน้ำแข็ง, ในขณะที่โมดูลัสยืดหยุ่นของคอนกรีตที่ไม่มีการเติมซิลิกาฟูมคือ 30% ถึง 73% หลังจาก 25 ถึง 50 รอบ. ดังนั้น, การเติมซิลิกาฟูมลงในคอนกรีตช่วยเพิ่มความต้านทานต่อน้ำค้างแข็ง.
- ซิลิกาฟูมเป็นผงละเอียดมาก. เมื่อใช้เป็นวัสดุอุดโพลีเมอร์, สามารถลดปริมาณการบรรทุกและประหยัดปริมาณโพลิเมอร์ที่ต้องการ, ทำให้ต้นทุนโดยรวมของผลิตภัณฑ์ลดลง.
ข้อเสียของซิลิกาฟูมในคอนกรีต
ซิลิกาฟูมไม่ใช่สารประกอบมหัศจรรย์. อย่างเป็นธรรมชาติ, การใช้ซิลิกาฟูมในคอนกรีตมาพร้อมกับปัญหาบางประการ:
- ก่อสร้างยากและใช้งานได้ไม่ดี. ความสามารถในการทำงานของคอนกรีตเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาสัดส่วนการผสมคอนกรีต. น่าเสียดาย, คอนกรีตซิลิกาฟูมมีความสามารถในการทำงานต่ำ. คอนกรีตที่มีซิลิกาฟูมนั้นไม่ง่ายที่จะฉาบปูน และยากต่อการสั่นแบบเนื้อละเอียด. ทำให้ความเรียบและความสม่ำเสมอของพื้นผิวคอนกรีตลดลง.
- การหดตัวแบบแห้ง. ซิลิกาฟูมจะเพิ่มอัตราการหดตัวของคอนกรีต, โดยเฉพาะการหดตัวแบบแห้งเร็ว. สิ่งนี้ส่งผลต่อความแข็งแรงโดยรวมของคอนกรีตโดยทำให้มีแนวโน้มที่จะแตกร้าว. ตัวอย่างเช่น, หลังจากสร้างเสร็จแล้ว, การเสริมความแข็งแรงของสปริงเกลอร์และการดูแลน้ำสามารถลดปัญหาได้, แต่รอยร้าวยังคงหลีกเลี่ยงไม่ได้ในโครงการก่อสร้างส่วนใหญ่.
- รอยแตกของอุณหภูมิ. คอนกรีตที่มีซิลิกาฟูมจะพัฒนาอย่างรวดเร็ว, ในขณะที่ความร้อนจากไฮเดรชั่นของคอนกรีตที่สอดคล้องกันจะกระจายตัวอย่างรวดเร็วเช่นกัน. ส่งผลให้อุณหภูมิความร้อนจากไฮเดรชันของคอนกรีตสูงขึ้น, เพิ่มความเค้นที่อุณหภูมิสูงภายในวัสดุ. ความเข้มข้นของความเค้นภายในรอยร้าวที่หดตัวแบบแห้งสามารถทำให้รอยร้าวขยายได้, นำไปสู่การเกิดรอยร้าวทรานส์ฟิกซ์ชัน.
การใช้ซิลิกาฟูมในคอนกรีต
การใช้งานหลักสองประการของไมโครซิลิกาในคอนกรีตเกี่ยวข้องกับการสร้างส่วนผสมคอนกรีตที่มีประสิทธิภาพสูงและกำลังแรงสูง.
คอนกรีตประสิทธิภาพสูง (HPC)
คอนกรีตประสิทธิภาพสูง (HPC) ซิลิกาฟูมที่ผลิตขึ้นได้รับการระบุว่าเป็นหนึ่งในวัสดุขั้นสูงที่มีค่าที่สุดซึ่งจำเป็นสำหรับการก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐาน.
นอกจากความทนทานที่เพิ่มขึ้นและความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้นแล้ว, HPC ที่มีซิลิกาฟูมช่วยเพิ่มความทนทานต่อการขีดข่วน, สารเคมี, และการกัดกร่อน, เพิ่มความเหนียว, และปรับปรุงความยั่งยืนและประสิทธิภาพต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน.
ชั้นจอดรถ, สะพานทางหลวง, การซ้อนทับของดาดฟ้าสะพาน, และโครงสร้างทางทะเลอาจเสื่อมสภาพอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการเสียดสี, กระแสการกัดกร่อนของเหล็กเส้น, และการโจมตีด้วยสารเคมี. ซิลิกาฟูมใช้เพื่อป้องกันคอนกรีตจากน้ำทะเล, เกลือป่น, ส่งผลกระทบอย่างหนัก, และการจราจร, จึงลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา.
ข้อดีที่สำคัญของคอนกรีตประสิทธิภาพสูง ได้แก่:
- เพิ่มความทนทานต่อแรงกระแทกและการขัดถูบนพื้น, ชั้น, ภาพซ้อนทับ, และโครงสร้างแนวตั้ง
- ความต้านทานไฟฟ้าสูงมาก
- การซึมผ่านของน้ำและคลอไรด์ต่ำมาก
- ทนทานต่อผลกระทบจากสารเคมีจากกรดได้ดีเยี่ยม, คลอไรด์, ซัลเฟต, และไนเตรต
คอนกรีตกำลังสูง
คอนกรีตกำลังสูงที่ผลิตด้วยซิลิกาฟูมให้ความยืดหยุ่นในการออกแบบที่มากขึ้นสำหรับวิศวกรและสถาปนิก. นิยมใช้ในอาคารสูงเพื่อเพิ่มพื้นที่ใช้สอย, เนื่องจากช่วยให้สามารถใช้คอลัมน์ขนาดเล็กได้. คอนกรีตกำลังสูงที่มีซิลิกาฟูมมักใช้ในคานอัดแรงและคานสำเร็จรูป, ช่วยให้ช่วงการออกแบบโครงสร้างสะพานกว้างขึ้น.
ประโยชน์หลักของคอนกรีตกำลังสูง ได้แก่:
- โมดูลัสยืดหยุ่นสูงเกิน 7 ล้านปอนด์/ตารางนิ้ว (40,000 เอ็มปา)
- กำลังอัดสูงถึง 20,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (140 เอ็มปา)
- กำลังสูงในช่วงต้นสำหรับงานสำเร็จรูปและโครงการที่ต้องเร่งรัด
- กำลังรับแรงดัดสูงถึง 2,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (12 MPa)
ซื้อกลับบ้าน
ซิลิกาฟูมเป็นวัสดุปอซโซลานที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งมีศักยภาพอย่างมากสำหรับการใช้งานในคอนกรีต, เนื่องจากช่วยเพิ่มความทนทานและคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุ. การใช้ซิลิกาฟูมในคอนกรีตรวมถึงสะพาน, โครงสร้างที่จอดรถ, ชั้นสะพาน, อาคารสูง, และอื่น ๆ.
เลือกซื้อซิลิกาฟูมแบบอัดแน่นคุณภาพสูงและซิลิกาฟูมแบบไม่อัดแน่นจาก HSA Material วันนี้.
