シリカフュームとは？

シリカフュームは、コンクリートの強度を向上させるために使用される物質です。 電気炉での高温での高純度石英の還元により酸化ケイ素ガスが放出される、金属ケイ素またはフェロケイ素合金の合成中に生成されます。 ガスは酸素と反応して、シリカフュームに凝縮します。シリカフュームは、主に二酸化ケイ素で構成される微細な白い粉末物質です。 この物質は、異なる組成を持ち、ミルクセーキや塗料を濃くするために使用される、熱分解法シリカとも呼ばれるヒュームドシリカと混同しないでください。

他のポゾラン材料と同様に、シリカフュームは水酸化カルシウムと反応してセメント混合物内に強力な結合を形成します。 シリカヒュームをコンクリートに添加すると、コンクリートの含水量が減少し、海水塩や塩化物イオンによる腐食の影響を受けにくくなります。 これにより、ダムや橋など、水にさらされる構造物で特に役立ちます。

コンクリート混合物にシリカフュームを添加すると、アルカリシリカ反応（ASR）に起因する膨張と亀裂のレベルが低下することが示されています。 ASRは通常、水酸化物イオンがセメント混合物中のシリカと反応して、カルシウムとケイ酸アルカリのゲルを形成し、コンクリートの多孔質空間に流れ込むときに発生します。 ゲルは膨張とひび割れを引き起こし、最終的に構造破壊につながります。

シリカフュームの非常に細かい粒子テクスチャーは、有利な機械的特性を与えます。 シリカコンクリートは、非鉄筋コンクリートよりも浸透性が低く、重い荷重を支えるために使用できます。 高層ビルなど、構造要素に大量の垂直方向の圧力をかける大きな建物では、通常、高強度のコンクリートが使用されます。

シリカコンクリートは、特定の割合のヒュームをウェットまたはドライのいずれかのセメントに加えることにより混合されます。 最終的なコンクリート混合物中のシリカヒュームの割合は、必要な材料強度のレベルによって決まります。 シリカヒュームを重量で15パーセントも含むシリカコンクリートのより強い混合物は、7-10パーセントを含むより一般的な混合物よりも脆いです。

1970年代中頃まで、石英反応で生成されたシリカフュームは使用のために保存されず、代わりに大気中に放出されました。 この慣行により、環境への懸念が生じ、物質の埋め立てが行われました。 その後、産業用の物理的品質、パッケージング、およびその他の品質を標準化するためのガイドラインが作成されました。