Jakie są zalety proszku krzemowego?

Mikrokrzemionka, czyli pył krzemionkowy, to materiał pucolanowy, który wyglądem przypomina popiół lotny lub cement portlandzki. Składa się z niekrystalicznej lub amorficznej krzemionki (dwutlenku krzemu), a cząsteczki są 100 razy mniejsze niż w przypadku standardowego cementu. Oznacza to, że cząstki mikrokrzemionki mają średnicę mniejszą niż 1 mikron i tworzą ultradrobny proszek o gęstości 2,2 grama na centymetr sześcienny.

Mikrokrzemionkę można podzielić na dwa typy: mikrokrzemionkę zagęszczoną i nieskondensowaną.

Niezagęszczona mikrokrzemionka:Gęstość nasypowa 250-350 kg/m3.

Zagęszczona mikrokrzemionka:Gęstość nasypowa 550-700 kg/m3.

Dlaczego mikrokrzemionka jest ważna?

Mikrokrzemionka jest materiałem krytycznym do produkcji wyrobów ogniotrwałych i betonu. Dodany do betonu poprawia jego właściwości mechaniczne, poprawia odporność na korozję, zwiększa odporność na siarczany i zapewnia doskonałą odporność na ścieranie. Ponadto zastosowanie mikrokrzemionki w betonie pomaga zmniejszyć przepuszczalność i poprawić trwałość.

Mikrokrzemionka to wszechstronny materiał stosowany do produkcji niemal wszystkich gatunków betonu. Wzmacnia także materiały ogniotrwałe i poprawia ich działanie w wysokich temperaturach, w zastosowaniach w przemyśle gumowym, szkle wodnym i innych gałęziach przemysłu.

Jak wykorzystuje się mikrokrzemionkę w betonie?

Aby zrozumieć zalety i wady mikrokrzemionki, niezbędna jest znajomość reakcji chemicznych zachodzących po dodaniu pyłu krzemionkowego do betonu.

Początkowo mikrokrzemionka po dodaniu do betonu pozostaje obojętna. Gdy woda zacznie reagować z cementem portlandzkim w mieszaninie (hydratacja), powstają dwa ważne związki:

Hydrat krzemianu wapnia (CSH):Krystaliczny związek odpowiedzialny za wytrzymałość materiału.

Wodorotlenek wapnia (CH):Produkt uboczny, który działa jako wypełniacz i wypełnia pory w betonie.

Następnie wodorotlenek wapnia reaguje z mikrokrzemionką w reakcji pucolanowej, wytwarzając dodatkowe związki hydratu krzemianu wapnia, które wypełniają puste przestrzenie wokół cząstek uwodnionego cementu. Te dodatkowe związki CSH zapewniają gęstszą matrycę betonu, poprawiając jego właściwości na zginanie, ściskanie i wytrzymałość wiązania.

Kluczowe zalety mikrokrzemionki

Ze względu na swoje właściwości mikrokrzemionka jest szeroko stosowana na całym świecie w celu zwiększenia wytrzymałości i trwałości betonu. Mikrokrzemionkę można łatwo uzyskać od dostawców takich jak Henan Superior Abrasives Import & Export Trading Co., Ltd. i dodać ją podczas procesu produkcji betonu w celu poprawy właściwości zarówno świeżego, jak i stwardniałego betonu.

Znaczące zalety mikrokrzemionki

Niezwykle stabilne właściwości chemiczne i fizyczne:Mikrokrzemionka pełni funkcję neutralnego wypełniacza o wyjątkowo stabilnych właściwościach chemicznych i fizycznych. Nie zawiera wody krystalicznej, nie uczestniczy w reakcji utwardzania i nie wpływa na przebieg reakcji.

Poprawiona przewodność cieplna:Mikrokrzemionka nie tylko zwiększa przewodność cieplną, ale także poprawia odporność ogniową i zmienia prędkość wiązania.

Dobre właściwości adsorpcyjne:Mikrokrzemionka ma doskonałe właściwości adsorpcyjne i dobrą zwilżalność różnymi żywicami. Dodatkowo łatwo się miesza i nie tworzy grudek.

Zmniejszone opady i segregacja:Dzięki drobnej wielkości cząstek i rozsądnemu rozkładowi mikrokrzemionka skutecznie eliminuje segregację i zmniejsza opady.

Zwiększona siła:Rozsądny rozkład wielkości cząstek mikrokrzemionki zapewnia dobrą twardość, silne zagęszczenie i doskonałą odporność na zużycie. Dodatek mikrokrzemionki do betonu może zwiększyć odporność na ścieranie, wytrzymałość na ściskanie i wytrzymałość na rozciąganie utwardzonych produktów. Odporność na ścieranie można zwiększyć 0.5-2.5 razy.

Ulepszona izolacja:Mikrokrzemionka składa się z czystego proszku krzemionkowego o niskiej zawartości zanieczyszczeń. Dzięki temu posiada stabilne właściwości chemiczne i fizyczne, które zapewniają dobrą odporność na łuk elektryczny i izolację utwardzonych materiałów.

Obniżone koszty całkowite:Gęstość nasypowa mikrokrzemionki waha się od {{0}},2 do 0,8 lub 1,0 do 2,2. Stosowana jako wypełniacz polimerowy mikrokrzemionka może obniżyć całkowity koszt produktów, oszczędzając na zużyciu polimeru i minimalizując objętość wsadu.

Zwiększona odporność na korozję:Mikrokrzemionka składa się z dwutlenku krzemu, materiału obojętnego. Oznacza to, że mikrokrzemionka nie reaguje z większością zasad i kwasów. Równomiernie rozprowadza się na powierzchni przedmiotów, zwiększając w ten sposób odporność na kawitację i korozję od 3 do 16 razy.

Skrócony okres wprowadzający:Dodanie mikrokrzemionki do betonu może skrócić okres indukcji i zapewnić wczesną wytrzymałość.

Zapobieganie pęknięciom:Mikrokrzemionka może obniżyć szczytową temperaturę reakcji utwardzania żywicy epoksydowej. Obniża także skurcz i współczynnik rozszerzalności liniowej utwardzonego betonu, zmniejszając naprężenia wewnętrzne i zapobiegając pękaniu.

Poprawiona odporność na zamrażanie i rozmrażanie:Względny moduł sprężystości mikrokrzemionki wynosi tylko 10-20% po 300-500 cyklach zamrażania i rozmrażania. Natomiast średni moduł sprężystości zwykłego betonu wynosi 30-73% po 25-50 cyklach. Zatem dodatek mikrokrzemionki do betonu znacznie poprawia jego odporność na zamrażanie i rozmrażanie.

Wady mikrokrzemionki w betonie

Chociaż mikrokrzemionka niewątpliwie ma ogromne zalety po dodaniu do betonu, ma również pewne wady:

Trudność konstrukcji:Urabialność betonu jest krytycznym parametrem przy projektowaniu konkretnych mieszanek betonowych. Na przykład dodanie nadmiernej ilości mikrokrzemionki może zmniejszyć urabialność materiału, powodując, że beton będzie gęstszy i trudniejszy do tynkowania lub zagęszczania, co negatywnie wpływa na jakość, gładkość i jednolitość powierzchni.

Skurcz na sucho:Beton mikrokrzemionkowy wykazuje znacznie wyższy współczynnik skurczu niż zwykły beton, szczególnie wczesny skurcz na sucho. Można to przypisać działaniu wypełniającemu mikrokrzemionki, która zmniejsza zawartość wody w betonie, co prowadzi do suchych pęknięć skurczowych. Może to mieć wpływ na ogólną wytrzymałość produktu i ograniczyć potencjalne zastosowania.

Dodatkowo, gdy temperatury zewnętrzne są wysokie, zwiększone parowanie powierzchniowe wody przekracza szybkość wyciekania, powodując powierzchniowe suche pęknięcia skurczowe. Na szczęście problem ten można złagodzić, skupiając się na konserwacji betonu po zakończeniu budowy, na przykład stosując ulepszone procedury nawadniania i zraszania.

Pęknięcia temperaturowe:Beton mikrokrzemionkowy jest również bardziej podatny na pęknięcia termiczne. Podczas gdy wczesna wytrzymałość szybko rośnie po dodaniu mikrokrzemionki, odpowiednie ciepło wytwarzane w wyniku hydratacji betonu szybko się rozprasza, co prowadzi do wzrostu temperatury betonu. To z kolei powoduje duże naprężenia termiczne materiału, koncentrujące się w górnej części suchych pęknięć skurczowych. Może to spowodować, że pęknięcia te pogłębią się, powodując powstawanie pęknięć przelotowych.

Wysoki koszt:Mikrokrzemionka jest stosunkowo droga w porównaniu z popiołami lotnymi lub cementem. Chociaż zastosowanie mikrokrzemionki zwiększa koszty początkowe, doskonała wydajność cementu krzemionkowego zrekompensuje te koszty w dłuższej perspektywie.