Vật liệu gốc silic đóng vai trò quan trọng trong sự thi công, vật liệu chịu lửa, xưởng đúc, và sản xuất công nghiệp. Trong số đó, bột silic và khói silica thường bị nhầm lẫn do thành phần hóa học tương tự nhau. Tuy nhiên, chúng khác nhau đáng kể ở kích thước hạt, khả năng phản ứng, hiệu suất, và các ứng dụng.

Bài viết này cung cấp một thông thoáng, so sánh thực tế giữa bột silica và khói silica, giúp đỡ các kỹ sư, quản lý mua sắm, và các nhà sản xuất chọn vật liệu phù hợp cho dự án của họ.

Bột silic là gì?

Bột silic là một dạng nghiền mịn của thạch anh tinh thể tự nhiên (SiO₂), được sản xuất bằng cách nghiền và nghiền cát silic hoặc thạch anh có độ tinh khiết cao.

Đặc tính chính của bột Silica

• Nội dung sio₂: ≥ 99%
• Kích thước hạt: thường là 5–75 micron
• Kết cấu: kết tinh
• Hình dạng: góc cạnh
• khả năng phản ứng: trơ về mặt hóa học

Ứng dụng phổ biến của bột Silica

Bột silic chủ yếu được sử dụng làm chất phụ chức năng, không phải là vật liệu phản ứng.

Các ngành công nghiệp điển hình bao gồm:

• Khuôn và lõi đúc
• Sản xuất thủy tinh và gốm sứ
• Sơn và chất phủ
• Cao su và nhựa
• Các diễn viên chịu lửa
• Xi măng giếng dầu (như một chất độn)

Chức năng chính:
Cải thiện độ cứng, chịu mài mòn, ổn định nhiệt, và kiểm soát kích thước với chi phí tương đối thấp.

Khói silic là gì?

Silica fume, còn được biết là microsilica, là một bột silica vô định hình siêu mịn được thu thập dưới dạng sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất kim loại silicon hoặc hợp kim ferrosilicon.

Nó được công nhận rộng rãi như một vật liệu xi măng bổ sung hiệu suất cao (SCM).

Các đặc tính chính của khói silic

• Nội dung sio₂: 85–99%
• Kích thước hạt: 0.1–0,3 micron
• Kết cấu: vô định hình
• Hình dạng: hình cầu
• khả năng phản ứng: có tính pozzolan cao

Các ứng dụng phổ biến của khói silic

Khói silic được sử dụng ở những nơi sức mạnh và độ bền là rất quan trọng:

• Bê tông hiệu suất cao (HPC)
• Bê tông tính năng siêu cao (UHPC)
• Mặt cầu và công trình biển
• Sàn công nghiệp
• Bê tông phun và đường hầm
• Vật liệu đúc chịu lửa có độ xốp thấp

Chức năng chính:
Nâng cao cường độ nén, chịu mài mòn, kháng hóa chất, và không thấm nước.

Bột silic vs Silica Fume: So sánh song song

Sự khác biệt về hiệu suất trong bê tông và vật liệu chịu lửa

trong bê tông

• Bột silic hoạt động chủ yếu như một chất độn trơ và không tăng sức mạnh không đáng kể
• Silica fume phản ứng với canxi hydroxit, hình thành thêm gel C-S-H, dẫn đến:
  • Cường độ nén cao hơn
  • Độ thấm thấp hơn
  • Độ bền được cải thiện

Trong vật liệu đúc chịu lửa

Cả hai vật liệu thường được sử dụng cùng nhau:

• Bột silic → cải thiện khả năng đóng gói và dòng chảy của hạt
• Khói silic → giảm độ xốp và tăng cường độ bền nóng

Sự kết hợp này mang lại hiệu quả chi phí cộng với hiệu suất cao.

Bột silic có thể thay thế khói silic?

❌ Không, chúng không thể thay thế cho nhau

• Bột silic không thể thay thế khói silica trong bê tông cường độ cao hoặc độ bền cao
• Khói silic là không kinh tế như một chất độn số lượng lớn như bột silica

✅ Cách thực hành tốt nhất:
Sử dụng bột silica để kiểm soát khối lượng và chi phí, và silica fume để nâng cao hiệu suất.

Cách chọn giữa bột silic và khói silic

Chọn bột silic nếu bạn cần:

• Chất làm đầy tiết kiệm chi phí
• Độ ổn định kích thước
• Chống mài mòn
• Hiệu suất nhiệt độ cao mà không có phản ứng hóa học

Chọn khói silica nếu bạn cần:

• Cường độ nén cao
• Độ thấm thấp
• Kháng hóa chất và sunfat
• Độ bền lâu dài

Sự kết luận

Trong khi cả hai vật liệu đều có hàm lượng SiO₂ cao, bột silica và khói silica phục vụ các mục đích cơ bản khác nhau. Hiểu được sự khác biệt của chúng cho phép các nhà sản xuất và kỹ sư tối ưu hóa hiệu suất, trị giá, và độ bền trong bê tông, vật liệu chịu lửa, và ứng dụng công nghiệp.

Dành cho hệ thống xây dựng và vật liệu chịu lửa tiên tiến, cái sự kết hợp đúng đắn của bột silica và khói silica thường mang lại kết quả tốt nhất.