Co je křemičitý dým?

Dým křemičitý je látka, která se používá ke zlepšení pevnosti betonu. Vyrábí se během syntézy křemíku nebo slitin ferosilicia, když se redukcí křemene o vysoké čistotě při vysoké teplotě v elektrické peci uvolní plynný oxid křemičitý. Plyn reaguje s kyslíkem a kondenzuje v kouřový dým, jemnou bílou práškovou látku složenou převážně z oxidu křemičitého. Tato látka se nesmí zaměňovat s pyrogenním oxidem křemičitým, známým také jako pyrogenní oxid křemičitý, který má jiné složení a používá se k zahuštění mléčných koktejlů a barev.

Stejně jako jiné pucolanové materiály, oxid křemičitý reaguje s hydroxidem vápenatým a vytváří silné vazby v cementové směsi. Přidání kouře křemíku do betonu snižuje obsah vody v betonu a činí ho méně náchylným ke korozi způsobené mořskými solemi a chloridovými ionty. Díky tomu je zvláště užitečný u struktur vystavených vodě, jako jsou přehrady nebo mosty.

Ukázalo se, že přidání kouře křemíku do betonové směsi snižuje úroveň expanze a krakování v důsledku reakcí s alkalickým oxidem křemičitým (ASR). K ASR obvykle dochází, když hydroxidové ionty reagují s oxidem křemičitým v cementové směsi za vzniku vápníku a alkalického křemičitanového gelu, který proudí do porézních prostorů v betonu. Gel způsobuje expanzi a praskání, což vede k eventuálnímu strukturálnímu selhání.

Extrémně jemná struktura částic oxidu křemičitého mu dává výhodné mechanické vlastnosti. Křemičitý beton je méně propustný než nevyztužený beton a lze jej použít k nesení těžkých břemen. Mrakodrapy a další velké budovy, které vyvíjejí velké množství svislého tlaku na jejich konstrukční prvky, obvykle používají vysoce pevný beton.

Křemičitý beton se mísí přidáním specifického podílu kouře do cementu v mokré nebo suché formě. Podíl dýmu oxidu křemičitého v konečné betonové směsi je určen požadovanou úrovní pevnosti materiálu. Silnější směsi křemičitého betonu, které by mohly obsahovat až 15 procent hmotnostních kouře křemíku, jsou křehčí než běžnější směsi, které obsahují 7-10 procent.

Až do poloviny sedmdesátých let nebyl křemičitý dým vzniklý při křemenných reakcích konzervován pro použití, ale byl uvolňován do atmosféry. Tato praxe vyvolala environmentální obavy, které vedly k ukládání látky na skládku. Od té doby byly vypracovány pokyny pro standardizaci fyzické kvality, balení a dalších vlastností pro průmyslové použití.