Войти
Частицы дыма кремнезема в просвечивающем электронном микроскопе Дым кремнезема, также известный как microsilica, (номер CAS 69012-64-2, номер EINECS 273-761-1) представляет собой аморфный (некристаллический) полиморф диоксида кремния, кремнезем. Это ультратонкий порошок, собираемый как побочный продукт при производстве сплава кремния и ферросилиция, и состоит из сферических частиц со средним диаметром частиц 150 нм. Основная область применения - это пуццолановый материал для высококачественного бетона.
Иногда его путают с коллоидальным диоксидом кремния (также известным как пирогенный диоксид кремния, номер CAS 112945-52-5). Однако процесс производства, характеристики частиц и области применения коллоидного кремнезема отличаются от таковых для микрокремнезема.
Первое испытание микрокремнезема в портландцементе цемент на основе бетонов было проведено в 1952 году. Самым большим недостатком исследования свойств микрокремнезема было отсутствие материала для экспериментов. В ранних исследованиях использовалась дорогая добавка, называемая коллоидным диоксидом кремния, аморфной формой диоксида кремния, полученной путем сжигания тетрахлорида кремния в водородно-кислородном пламени. С другой стороны, микрокремнезем представляет собой очень мелкий пуццолановый аморфный материал, побочный продукт производства элементарного кремния или сплавов ферросилиция в электродуговых печах. До конца 1960-х годов в Европе и до середины 1970-х в Соединенных Штатах пары кремнезема просто выбрасывались в атмосферу.
С введением в действие более жестких природоохранных законов в середине 1970-х годов кремниевые заводы начали собирать пары кремнезема и искать способы их применения. Первоначальная работа, проделанная в Норвегии, привлекла наибольшее внимание, поскольку она показала, что бетон на основе портландцемента, содержащий пары кремнезема, имеет очень высокую прочность и низкую пористость. С тех пор исследования и разработки микрокремнезема сделали его одной из самых ценных и универсальных добавок в мире для бетона и цементных изделий.
| Свойство | Портландцемент | Кремнистая зола-унос | Известковая летучая зола | Шлаковый цемент | Дым кремнезема | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Содержание (%) | SiO 2 | 21,9 | 52 | 35 | 35 | 85–97 |
| Al2O3 | 6,9 | 23 | 18 | 12 | — | |
| Fe2O3 | 3 | 11 | 6 | 1 | — | |
| CaO | 63 | 5 | 21 | 40 | < 1 | |
| MgO | 2,5 | — | — | — | — | |
| SO3 | 1,7 | — | — | — | — | |
| Удельная поверхность. (м / кг) | 370 | 420 | 420 | 400 | 15,000–. 30,000 | |
| Удельный вес | 3,15 | 2,38 | 2,65 | 2,94 | 2,22 | |
| Общее использование в бетоне | Первичное вяжущее | Заменитель цемента | Замена цемента | Замена цемента | Усилитель свойств | |
Пары кремнезема - это ультратонкий материал со сферическими частицами диаметром менее 1 мкм, в среднем около 0,15 мкм. Это делает его примерно в 100 раз меньше, чем средняя частица цемента. Насыпная плотность микрокремнезема зависит от степени уплотнения в силосе и варьируется от 130 (без уплотнения) до 600 кг / м3. Удельный вес микрокремнезема обычно находится в диапазоне от 2,2 до 2,3. Удельную поверхность микрокремнезема можно измерить с помощью метода БЭТ или метода адсорбции азота. Обычно он составляет от 15 000 до 30 000 м 3 / кг.
Дым кремнезема является побочным продуктом при карботермическом восстановлении высокочистого кварца с углеродистыми материалами, такими как уголь, кокс, древесная стружка, в дуговых печах при производстве кремниевых и ферросилициевых сплавов.
Из-за своей исключительной крупности и высокого содержания кремнезема микрокремнезем является очень эффективным пуццолановым материалом.. Стандартные спецификации для микрокремнезема, используемого в цементных смесях, - ASTM C1240, EN 13263.
Кремнеземистая пыль добавляется в портландцемент бетон для улучшения его свойств, в частности прочность на сжатие, прочность сцепления и сопротивление истиранию. Эти улучшения являются результатом как механических улучшений, связанных с добавлением очень тонкого порошка в смесь цементного теста, так и пуццолановыми реакциями между микрокремнеземом и свободным гидроксидом кальция в
Добавление микрокремнезема также снижает проницаемость бетона до хлорид иона, что защищает арматурную сталь бетона от коррозии, особенно в богатой хлоридом среде, такой как прибрежные районы и районы континентальных влажных дорог и взлетно-посадочных полос (из-за использования противообледенительных солей) и соленых мостов.
До середины 1970-х годов почти весь дым кремнезема выбрасывался в атмосферу. После того, как экологические проблемы вызвали необходимость сбора и захоронения микрокремнезема, стало экономически целесообразным использовать микрокремнезем в различных областях, в частности в высокопроизводительном бетоне. Воздействие микрокремнезема на различные свойства свежего и затвердевшего бетона включает:
Пары кремнезема, как побочный продукт, могут использоваться для производства карбид кремния.
 | Викискладе есть материалы, связанные с диоксидом кремния. |
