Silica fume is produced as a by-product in the manufacture of silicon metal and ferrosilicon alloys, çok sayıda yaygın olarak kullanılan endüstriyel uygulamalar çelik ve alüminyum üretimi dahil, silikon üretimi, bilgisayar çipi üretimi, ve dahası.
Ve bu malzemeler büyük bir değer sunarken, yan ürünleri olan silis dumanı beton endüstrisinde daha büyük bir rol oynamaktadır.. Silika dumanının tam olarak ne olduğunu ve onu betona paha biçilmez bir katkı yapan şeyin ne olduğunu öğrenmek için okumaya devam edin..
Bilmeniz Gereken Farklı Beton Katkı Çeşitleri
Silika Dumanı Nedir??
silika dumanı, uçucu silika olarak da bilinir, mikro silika, veya yoğunlaştırılmış silis dumanı, puzolanik bir malzemedir, gri renkli bir d tozu sunan, görünüş olarak uçucu küllere veya Portland çimentosuna biraz benzer. Öncelikle kristal olmayanlardan oluşur (veya şekilsiz) Silikon dioksit (SiO2), with each particle being approximately 0.01 ortalama bir çimento parçacığının boyutunun iki katı.
Beton üreticilerinin betonun doğal özelliklerini değiştirmesi gerektiğinde, İstenen özellikleri elde etmek için SCM'ler veya ek simantasyon malzemeleri kullanılabilir. Bu malzemeler tipik olarak harmanlama sırasında betona eklenir ve Portland çimentosunun bir kısmının yerine kullanılır..
Silika dumanı, bu tür SCM'lerin bir örneğidir.. Kimyasal ve fiziksel özelliklerinden dolayı, silikon dumanı içeren beton çok dayanıklı hale gelebilir ve inanılmaz bir güç kazanabilir.
Yine de, betonda silis dumanı kullanımıyla ilgili bazı problemler vardır.. Haddi zatında, gelişigüzel kullanımı önerilmez. Yerine, silis dumanı uygulamaları son derece uzmanlaşmış ürünlerle sınırlandırılmalıdır.
“Puzolanik” Ne Demektir??
Pozzolanic material describes a material that can react with Calcium Hydroxide (CH). Çimento değeri olmayan silisli veya silisli ve alüminli bir malzemedir., Ancak, nem varlığında ve oldukça bölünmüş bir formda, çimentomsu özelliklere sahip bir malzeme oluşturmak için düzenli sıcaklıklarda CH ile kimyasal olarak reaksiyona girer.
Puzolanik terimi küçük bir İtalyan şehrinden gelmektedir., Pozzuoli. Bu şehirde, the early Romans combined volcanic ash with a lime rock to create mortars to bind massive stones together. Bugün bile, iki bin yıl sonra, Ortaya çıkan yapılar sağlamlığını koruyor.
Silis dumanı yapay puzolanik malzemelerin bir örneğidir ve, öyleyse, beton endüstrisinde yaygın olarak kullanılan.
Silika Dumanı Betonda Nasıl Çalışır??
Portland çimentosu su ile karıştırıldıktan sonra, "nemlendirmeye" veya birbirlerine yanıt vermeye başlarlar. Bu süreçte, bir kimyasal reaksiyon iki kimyasal molekül oluşturur:
- Kalsiyum Silikat Hidrat (CSH), which is the main compound responsible for crystallization.
- Kalsiyum hidroksit (CH), reaksiyonun bir yan ürünü olan, "serbest kireç" olarak da bilinir. Bu bileşik, betondan sızmaktan veya betonun içindeki erişilebilir gözenekleri kaplamaktan başka hiçbir şeyden sorumlu değildir..
Silis dumanı ile CH arasında bir puzolanik reaksiyon meydana gelir., Hidratlanmış çimento parçacıklarının boşluklarında ek CSH molekülleri oluşturmak. Bu ek CSH molekülleri, gelişmiş bükülme sağlar, sıkıştırıcı, ve beton için bağ gücü. Ayrıca genel olarak daha sağlıklı bir matris oluştururlar., Ekstra CS malzemeleri, aksi takdirde küçük boşluklar olarak kalacak bölgeleri doldururken, zararlı maddelere ve potansiyel girişe tabi.
Betonda kullanım için silis dumanı hem kuru hem de ıslak formda mevcuttur.. Genellikle beton üretimi sırasında eklenir. 5% ile 10% ağırlıkça bir beton fabrikasında üretilmiştir ve hem kuru hem de merkezi karışım tesislerinde başarıyla üretilmiştir..
Betonda Silika Dumanının Artıları ve Eksileri
Bugün, silika dumanı yaygın olarak kullanılmaktadır. Yapı sektörü, bu nedenle silis dumanının betona hangi özellikleri kazandırdığını anlamak önemlidir., ilgili avantaj ve dezavantajlarının yanı sıra.
Mikrosilikanın Betondaki Avantajları
Etkili bir puzolanik malzeme olması, Silika dumanı, özelliklerini iyileştirmek için genellikle betona eklenir., özellikle bağ gücü, basınç dayanımı, ve korozyon direnci.
Betonda silis dumanı kullanmanın başlıca avantajları şunlardır::
- Silika dumanı, inanılmaz derecede kararlı nötr inorganik bir dolgu maddesi sunar. kimyasal ve fiziksel özellikler. Kürleşme reaksiyonuna katılmaz., kristal su içermez, ve reaksiyon metabolizmasını etkilemez.
- Betona silis dumanı eklenmesi termal iletkenliği ve alev geciktiriciyi artırabilir, yapışkan viskozitesini değiştirmenin yanı sıra.
- Mükemmel adsorpsiyon performansına sahiptir, aglomerasyon fenomeni üretmez, karıştırmak kolaydır, ve çeşitli reçine türleri için iyi sızma sağlar.
- Silika dumanı ilavesi, epoksi reçinenin kürleme reaksiyonunun ekzotermik tepe sıcaklığının düşürülmesine izin verir., katılaşmış ürünlerin büzülme oranı, ve doğrusal genleşme katsayıları. Bu, iç gerilimi ortadan kaldırarak çatlamayı önlemeyi sağlar.
- Silika dumanı, güçlü yoğunlaşma gibi özelliklere sahiptir, makul boyut dağılımı, yanı sıra büyük aşınma direnci ve sertlik. Bu, basınç dayanımını önemli ölçüde artırabilir, gerilme direnci, kürlenmiş ürünlerin mukavemetini ve aşınma direncini etkiler, ve aşınma direncini arttırarak 0.5 ile 2.5 zamanlar.
- Düşük safsızlık içeriği, saf silikon tozu, ve kararlı kimyasal ve fiziksel özellikler, kürleme malzemesine kemer direnci ve iyi yalıtım özellikleri ekler.
- Silis dumanı ince taneli tanelerden oluşur ve makul bir şekilde dağılır., tabakalaşmayı ve çökelmeyi etkili bir şekilde ortadan kaldırabileceği veya azaltabileceği anlamına gelir.
- silika (SiO2) silis dumanı içinde inert malzemelere aittir. Bu, çoğu alkaloit ve asitle reaksiyona girmediği anlamına gelir.. Silikon tozu nesnelerin yüzeyine eşit olarak dağılmışsa, ile kavitasyon ve korozyon direncini arttırır. 3 ile 16 zamanlar.
- Silika dumanının bağıl elastik modülü arasındadır. 10% ve 20% sonrasında 300 ile 500 donma-çözülme döngüleri, silis dumanı eklenmemiş betonun elastik modülü ise 30% ile 73% sonrasında 25 ile 50 döngüler. Öyleyse, betona silis dumanı eklenmesi, donma direncini artırmaya izin verir.
- Silika dumanı çok ince bir tozdur.. Polimer dolgu malzemesi olarak kullanıldığında, yükleme miktarını azaltabilir ve gerekli miktarda polimer tasarrufu sağlayabilir, böylece ürünün toplam maliyetini düşürür.
Füme Silikanın Betondaki Dezavantajları
Silika dumanı sihirli bir bileşik değildir. Doğal olarak, betonda silis dumanı kullanımı belirli zorluklarla birlikte gelir:
- Zor inşaat ve zayıf işlenebilirlik. Betonun işlenebilirliği, beton karışım oranının geliştirilmesinde önemli bir faktördür.. Ne yazık ki, silis dumanı betonu zayıf işlenebilirlik sunar. Silis dumanı içeren betonun sıvanması kolay değildir ve sıkı taneli titreşimli hale getirilmesi zordur.. Bu, beton yüzeyinin düzgünlüğünün ve düzgünlüğünün azalmasına yol açar..
- kuru büzülme. Silis dumanı betonun çekme oranını artırır, özellikle erken kuru çekme. Bu, çatlamaya daha yatkın hale getirerek betonun genel gücünü etkiler.. Örneğin, inşaat tamamlandıktan sonra, sprinklerin güçlendirilmesi ve su bakımı sorunu azaltabilir, ancak çoğu inşaat projesinde çatlaklar hala kaçınılmazdır..
- Sıcaklık çatlakları. Silis dumanı içeren beton hızla gelişir, karşılık gelen beton hidrasyon ısısı da hızla dağılırken. Bu da beton hidratasyon ısı sıcaklığında yükselmeye neden olur., malzeme içindeki yüksek sıcaklık stresini arttırmak. Kuru büzülme çatlağı içindeki stres konsantrasyonu, çatlağın uzamasına neden olabilir., transfiksasyon çatlaklarının oluşmasına neden olur.
Betonda Silis Dumanı Uygulamaları
Mikro silisin betondaki iki ana uygulaması, yüksek performanslı ve yüksek mukavemetli beton karışımları oluşturmayı içerir..
Yüksek Performanslı Beton (HPC)
Yüksek performanslı beton (HPC) Silis dumanı ile üretilen, altyapı inşaatı için gerekli olan en değerli ileri malzemelerden biri olarak belirlenmiştir..
Geliştirilmiş dayanıklılığa ve artırılmış güce ek olarak, Silika dumanı içeren HPC, aşınmaya karşı daha fazla direnç sağlar, kimyasallar, ve korozyon, gelişmiş tokluk, ve geliştirilmiş sürdürülebilirlik ve yaşam döngüsü maliyet verimliliği.
Park güverteleri, karayolu köprüleri, köprü tabliyesi bindirmeleri, ve deniz yapıları aşınma nedeniyle sürekli bozulmaya tabidir, inşaat demiri korozyon akımı, ve kimyasal saldırı. Betonu deniz suyuna karşı korumak için silika dumanı kullanılır., buz çözücü tuzlar, ağır etki, ve trafik, böylece bakım giderlerini en aza indirir.
Yüksek performanslı betonun temel avantajları şunları içerir::
- Zeminlerde artan darbe ve aşınma direnci, güverte, kaplamalar, ve dikey yapılar
- Son derece yüksek elektrik direnci
- Su girişi ve klorürün çok düşük geçirgenliği
- Asitlerden kaynaklanan kimyasal etkilere karşı üstün direnç, klorürler, sülfatlar, ve nitratlar
Yüksek Mukavemetli Beton
Silika dumanı ile üretilen yüksek dayanımlı beton, mühendisler ve mimarlar için daha fazla tasarım esnekliği sağlar.. Geleneksel olarak yüksek binalarda kullanılabilir alanın artması yararına kullanılır., daha küçük sütunların kullanımına izin verdiği için. Silis dumanı içeren yüksek dayanımlı beton genellikle öngermeli ve prekast kirişlerde kullanılır., yapısal köprü tasarımlarında daha büyük açıklıklara izin verir.
Yüksek dayanımlı betonun temel faydaları şunları içerir::
- Yüksek elastik modül aşan 7 milyon psi (40,000 MPa)
- kadar basınç dayanımı 20,000 psi (140 MPa)
- Prekast uygulamalar ve hızlandırılmış projeler için yüksek erken dayanım
- kadar yüksek eğilme mukavemeti 2,000 psi (12 MPa)
Götürmek
Silis dumanı, betonda kullanım için önemli potansiyele sahip, oldukça verimli bir puzolanik malzemedir., malzemenin dayanıklılığını ve mekanik özelliklerini geliştirmeye izin verdiği için. Silis dumanının betondaki uygulamaları köprüleri içerir., park yapıları, köprü güverteleri, yüksek binalar, ve dahası.
