Кремнезем утворюється як побічний продукт у виробництві металевого кремнію та феросиліцієвих сплавів, які зазвичай використовуються в численних промислове застосування включаючи виробництво сталі та алюмінію, виробництво силікону, виготовлення комп'ютерних мікросхем, і більше.

І при цьому ці матеріали представляють велику цінність, їхній побічний продукт – силікатний діоксид відіграє більшу роль у бетонній промисловості. Читайте далі, щоб дізнатися, що саме таке кремнезем і що робить його безцінним доповненням до бетону.

Різні типи добавок для бетону, про які вам варто знати

Що таке кремнезем?

Кремнезем, також відомий як летючий кремнезем, мікрокремнезем, або конденсований кремнезем, є пуцолановим матеріалом, який являє собою порошок d сірого кольору, дещо схожий за зовнішнім виглядом на летючу золу або портландцемент. Складається в основному з некристалічних (або аморфний) Діоксид кремнію (SiO2), причому кожна частинка становить приблизно 0.01 разів більше розміру середньої частинки цементу.

Щоразу, коли виробникам бетону потрібно змінити природні властивості бетону, Для досягнення бажаних властивостей можна використовувати SCM або додаткові цементуючі матеріали. Ці матеріали зазвичай додають до бетону під час дозування та використовують як заміну частини портландцементу..

Дим кремнезему є одним із прикладів таких SCM. Завдяки своїм хімічним і фізичним властивостям, Бетон, що містить кремнієвий чагарник, може стати дуже міцним і набути неймовірної міцності.

Однак, існують певні проблеми, пов'язані з використанням кремнезему в бетоні. Як таке, його невибіркове використання не рекомендується. Натомість, Застосування кремнезему слід обмежити вузькоспеціалізованими продуктами.

Що означає «пуцолановий».?

Пуцолановий матеріал описує матеріал, який може реагувати з гідроксидом кальцію (CH). Це кремнеземистий або кремнеземистий і глиноземистий матеріал, який не має цементуючого значення, але, у присутності вологи та сильно розділеній формі, хімічно реагує з CH при звичайних температурах, утворюючи матеріал із цементуючими властивостями.

Термін «Пуццолан» походить від невеликого італійського міста, Поццуолі. У цьому місті, ранні римляни поєднували вулканічний попіл із вапняком для створення розчинів для скріплення масивних каменів. Навіть сьогодні, через дві тисячі десятиліть, отримані конструкції зберігають свою міцність.

Дим кремнезему є одним із прикладів штучних пуцоланових матеріалів, тому, широко використовується в бетонній промисловості.

Як кремнезем працює в бетоні?

Після портландцемент змішують з водою, вони починають «зволожувати» або реагувати один на одного. Під час цього процесу, хімічна реакція утворює дві хімічні молекули:

1. Гідрат силікату кальцію (CSH), яка є основною сполукою, відповідальною за кристалізацію.
2. Гідроксид кальцію (CH), який є побічним продуктом реакції, також відомий як «вільний лайм». Ця сполука відповідає лише за вимивання з бетону або покриття доступних пор всередині бетону.

Пуцоланова реакція відбувається між кремнеземом і СН, створення додаткових молекул CSH всередині порожнеч гідратованих частинок цементу. Ці додаткові молекули CSH забезпечують посилене згинання, компресійний, і зчеплення для бетону. Вони також створюють загалом здоровішу матрицю, оскільки додаткові запаси CS заповнюють регіони, які в іншому випадку залишилися б маленькими пустотами, зазнають впливу шкідливих речовин і потенційного проникнення.

Кремнезем для використання в бетоні доступний як у сухому, так і вологому вигляді. Зазвичай його додають під час виробництва бетону при 5% до 10% за вагою на бетонному заводі та успішно виробляється як на заводах сухого дозування, так і на заводах центрального змішування.

Плюси і мінуси кремнезему в бетоні

Сьогодні, кремнезем широко використовується в будівельна галузь, тому важливо розуміти, які властивості кремнезем надає бетону, а також відповідні переваги та недоліки.

Переваги мікрокремнезему в бетоні

Будучи ефективним пуцолановим матеріалом, кремнезем зазвичай додають в бетон для поліпшення його властивостей, зокрема міцність з’єднання, міцність на стиск, і стійкість до корозії.

Основні переваги використання кремнезему в бетоні включають:

• Silica fume представляє нейтральний неорганічний наповнювач з неймовірною стабільністю хімічні та фізичні властивості. Не бере участі в реакції затвердіння, не містить кристалічної води, і не впливає на реакцію метаболізму.
• Додавання кремнезему до бетону може підвищити теплопровідність і вогнестійкість, а також змінити в'язкість клею.
• Має чудову адсорбційну здатність, не викликає явища агломерації, легко змішується, і забезпечує хорошу інфільтрацію для різних типів смоли.
• Додавання кремнезему дозволяє знизити екзотермічну пікову температуру реакції затвердіння епоксидної смоли, швидкість усадки затверділих виробів, і їх коефіцієнт лінійного розширення. Це дозволяє запобігти розтріскування шляхом усунення внутрішньої напруги.
• Дим кремнезему має такі властивості, як сильне ущільнення, розумний розподіл розмірів, а також велику зносостійкість і твердість. Це дозволяє істотно збільшити міцність на стиск, міцність на розрив, впливають на міцність і зносостійкість затверділих виробів, і збільшити стійкість до стирання 0.5 до 2.5 разів.
• Низький вміст домішок, порошок чистого кремнію, а стабільні хімічні та фізичні властивості додають матеріалу, що твердіє, стійкість до арки та хороші ізоляційні властивості.
• Дим кремнезему складається з зерен дрібного розміру та розподіляється розумно, це означає, що він може ефективно усунути або зменшити стратифікацію та опади.
• кремнезем (SiO2) в межах кремнезему відноситься до інертних матеріалів. Це означає, що він не вступає в реакцію з більшістю алкалоїдів і кислот. Якщо кремнієвий порошок рівномірно розподіляється по поверхні предметів, підвищує стійкість до кавітації та корозії 3 до 16 разів.
• Відносний модуль пружності кремнезему знаходиться між 10% і 20% після 300 до 500 цикли заморожування-відтавання, тоді як модуль пружності бетону без додавання кремнезему становить 30% до 73% після 25 до 50 циклів. тому, додавання в бетон кремнезему дозволяє підвищити морозостійкість.
• Кремнезем - це дуже дрібний порошок. При використанні в якості полімерного пломбувального матеріалу, це дозволяє зменшити кількість завантаження і заощадити необхідну кількість полімеру, тим самим знижуючи загальну вартість виробу.

Недоліки пінистого кремнезему в бетоні

Кремнезем не є магічною сполукою. Природно, застосування кремнезему в бетоні супроводжується певними труднощами:

• Складна конструкція і погана працездатність. Укладальність бетону є суттєвим фактором у розробці пропорції бетонної суміші. На жаль, кремнеземний бетон має низьку технологічність. Бетон, що містить діоксид кремнію, нелегко штукатурити, і його важко зробити вібруючим дрібнозернистим. Це призводить до зниження гладкості та однорідності бетонної поверхні.
• Суха усадка. Кремнезем збільшує швидкість усадки бетону, особливо рання суха усадка. Це впливає на загальну міцність бетону, роблячи його більш схильним до розтріскування. Наприклад, після завершення будівництва, посилення спринклерів і обслуговування води може зменшити проблему, але тріщини все ще неминучі в більшості будівельних проектів.
• Температурні тріщини. Бетон, що містить кремнезем, розвивається швидко, в той час як відповідне тепло гідратації бетону також швидко розсіюється. Це призводить до підвищення температури гідратації бетону, підвищення високотемпературної напруги всередині матеріалу. Концентрація напруги в тріщині сухої усадки може призвести до розширення тріщини, що призводить до утворення трансфіксаційних тріщин.

Застосування кремнезему в бетоні

Два основних застосування мікрокремнезему в бетоні включають створення високоефективних і високоміцних бетонних сумішей.

Високопродуктивний бетон (HPC)

Високоякісний бетон (HPC) вироблений з кремнезему, був визначений як один із найцінніших сучасних матеріалів, необхідних для будівництва інфраструктури.

На додаток до підвищеної довговічності та підвищеної міцності, HPC, що містить пил кремнезему, забезпечує підвищену стійкість до стирання, хімічні речовини, і корозії, підвищена міцність, а також покращена стійкість і економічна ефективність протягом життєвого циклу.

Паркувальні майданчики, шосейні мости, перекриття мостового полотна, і морські споруди піддаються постійному погіршенню через стирання, струм корозії арматури, і хімічна атака. Кремнезем використовується для захисту бетону від морської води, Солі, сильний вплив, і трафік, таким чином мінімізуючи витрати на обслуговування.

Серед ключових переваг високоякісного бетону::

• Підвищена стійкість підлоги до ударів і стирання, колоди, накладки, і вертикальні конструкції
• Надзвичайно високий питомий електричний опір
• Дуже низька проникність води та хлоридів
• Висока стійкість до хімічного впливу кислот, хлориди, сульфати, і нітрати

Високоміцний бетон

Високоміцний бетон, виготовлений із використанням пилу кремнезему, забезпечує більшу гнучкість проектування для інженерів та архітекторів. Традиційно використовується в багатоповерхових будинках з метою збільшення корисної площі, оскільки це дозволяє використовувати менші колони. Високоміцний бетон, що містить мікрокремнезем, часто використовується в попередньо напружених і збірних балках, дозволяючи більші прольоти в конструктивних конструкціях мостів.

Основні переваги високоміцного бетону::

• Перевищення високого модуля пружності 7 мільйонів фунтів на квадратний дюйм (40,000 МПа)
• Міцність на стиск до 20,000 psi (140 МПа)
• Висока початкова міцність для збірних заготовок і проектів швидкого виконання
• Висока міцність на вигин до 2,000 psi (12 МПа)

Винос

Димовий кремнезем є високоефективним пуцолановим матеріалом, який має значний потенціал для використання в бетоні, оскільки дозволяє підвищити довговічність і механічні властивості матеріалу. Застосування кремнезему в бетоні включає мости, паркувальні конструкції, мостові настили, багатоповерхівки, і більше.

Купуйте високоякісний ущільнений і неущільнений кварцевий діоксид від HSA Material сьогодні.