Co to jest dym krzemionkowy?

Dym krzemionkowy jest substancją stosowaną do poprawy wytrzymałości betonu. Powstaje podczas syntezy krzemu metalicznego lub stopów żelazokrzemowych, gdy redukcja kwarcu o wysokiej czystości w wysokiej temperaturze w piecu elektrycznym uwalnia gazowy tlenek krzemu. Gaz reaguje z tlenem i skrapla się w oparach krzemionki, drobnej białej sproszkowanej substancji złożonej głównie z dwutlenku krzemu. Substancji tej nie należy mylić ze zmatowioną krzemionką koloidalną, znaną również jako krzemionka pirogeniczna, która ma inny skład i służy do zagęszczania koktajli mlecznych i farb.

Podobnie jak inne materiały pucolanowe, opary krzemionki reagują z wodorotlenkiem wapnia, tworząc silne wiązania w mieszaninie cementu. Dodatek pyłu krzemionkowego do betonu zmniejsza zawartość wody w betonie i czyni go mniej podatnym na korozję powodowaną przez sole morskie i jony chlorkowe. Dzięki temu jest szczególnie przydatny w konstrukcjach narażonych na działanie wody, takich jak tamy lub mosty.

Wykazano, że dodanie oparów krzemionki do mieszanki betonowej zmniejsza poziom ekspansji i pękania wynikający z reakcji alkaliczno-krzemionkowych (ASR). ASR zwykle występuje, gdy jony wodorotlenkowe reagują z krzemionką w mieszaninie cementu, tworząc żel krzemianu wapnia i alkalicznego, który przepływa do porowatych przestrzeni w betonie. Żel powoduje rozszerzanie i pękanie, co prowadzi do ostatecznego uszkodzenia strukturalnego.

Niezwykle drobna struktura cząstek pyłu krzemionkowego nadaje mu korzystne właściwości mechaniczne. Beton krzemionkowy jest mniej przepuszczalny niż beton niezbrojony i może być stosowany do przenoszenia dużych obciążeń. Drapacze chmur i inne duże budynki, które wywierają duży nacisk pionowy na swoje elementy konstrukcyjne, zwykle wykorzystują beton o wysokiej wytrzymałości.

Beton krzemionkowy miesza się przez dodanie określonej ilości oparów do cementu w postaci mokrej lub suchej. Udział oparów krzemionki w końcowej mieszance betonowej zależy od wymaganego poziomu wytrzymałości materiału. Silniejsze mieszanki betonu krzemionkowego, które mogą zawierać aż 15 procent wagowych oparów krzemionki, są bardziej kruche niż bardziej popularne mieszanki, które zawierają 7-10 procent.

Do około połowy lat siedemdziesiątych opary krzemionki powstające w reakcjach kwarcowych nie były zachowywane do użytku, lecz były uwalniane do atmosfery. Ta praktyka wywołała obawy środowiskowe, które doprowadziły do ​​składowania substancji. Od tego czasu opracowano wytyczne w celu standaryzacji jakości fizycznej, pakowania i innych właściwości do użytku przemysłowego.