دوده سیلیس (silica fume)

دوده سیلیس، همچنین به عنوان میکروسیلیس شناخته می‌شود، یک ترکیب پلی‌مورف آمورف (غیر کریستالی) از دی اکسید سیلیکون، سیلیس است.

دوده سیلیس یک پودر فوق العاده خوب است که به عنوان محصول جانبی آلیاژ سیلیکون و فروسیلیکون جمع آوری شده و از ذرات کروی با قطر متوسط ۱۵۰ نانومتر تشکیل شده‌است.

زمینه اصلی کاربرد آن‌ها همانند مواد پوزولانی برای تهیه‌ی بتن با کارایی بالا است.

گاهی اوقات با سیلیس فوم اشتباه گرفته می‌شود همچنین به عنوان سیلیس پیروژنیک، شناخته می‌شود.

با این حال، فرآیند تولید، خصوصیات ذرات و زمینه‌های استفاده از سیلیس دود دار متفاوت از دوده سیلیس است.

تاریحچه

اولین آزمایش دوده سیلیس در بتن‌های سیمانی پرتلند در سال ۱۹۵۲ انجام شد.

بزرگترین اشکال در کاوش در مورد خواص دوده سیلیس کمبود مواد با استفاده از این آزمایشات بود. در تحقیقات اولیه از افزودنی گران قیمت به نام سیلیس فوم، شکل آمورف سیلیس ساخته شده توسط احتراق تتراکلرید سیلیکون در شعله هیدروژن اکسیژن استفاده می‌شد. از طرف دیگر، دودهسیلیس، یک ماده پورزولانیک بسیار خوب، آمورف بسیار خوب است، محصول جانبی تولید آلیاژهای سیلیکون ابتدایی یا فروسیلیسون در کوره های قوس الکتریکی است. قبل از اواخر دهه ۱۹۶۰ در اروپا و اواسط دهه ۱۹۷۰ در ایالات متحده، دوده سیلیس به راحتی وارد جو می‌شد.

با اجرای قوانین سختگیرانه محیط زیست در اواسط دهه ۱۹۷۰، کارخانه‌های ذوب سیلیکون شروع به جمع آوری دوده سیلیس و جستجوی کاربردهای آن کردند. کارهای اولیه انجام شده در نروژ بیشترین توجه را به خود جلب کرد، زیرا نشان داده بود که بتن های سیمانی پرتلند حاوی دوده سیلیس دارای استحکام بسیار بالایی و تخلخل کم هستند. از آن زمان تحقیقات و توسعه بر روی دوده سیلیس آن را به یکی از با ارزش‌ترین و پر‌کاربرد‌ترین ترکیبات جهان برای بتن و محصولات سیمانی تبدیل کرده است.

خواص دوده سیلیس

دوده سیلیس ماده‌ای کروی با قطر ذرات کمتر از ۱ میکرومتر است که میانگین آن حدود ۱۵/۰ میکرومتر است.

دوده سیلیس تقریبا ۱۰۰ برابر کوچکتر از ذره سیمان می‌باشد.

وزن مخصوص دوده سیلیس عموماً در محدوده ۲٫۲ تا ۲٫۳ است.

سطح ویژه‌ای از دوده سیلیس را می توان با روش BET یا روش جذب نیتروژن اندازه گیری کرد. به طور معمول از ۱۵۰۰۰ تا ۳۰،۰۰۰ متر مربع / کیلوگرم متغیر است.

سنتز دوده سیلیس

دود سیلیس یک محصول فرعی در کاهش کربوترمی کوارتز با خلوص بالا با مواد کربنی مانند زغال سنگ، کک، تراشه‌های چوبی، در کوره های قوس الکتریکی در تولید آلیاژهای سیلیکون و فروسیلیکون است.

موارد کاربرد دوده سیلیس

دوده سیلیس برای بهبود خواص آن به ویژه استحکام فشاری، استحکام باند و مقاومت در برابر سایش به بتن سیمان پرتلند اضافه می‌شود. این پیشرفت‌ها هم از پیشرفت‌های مکانیکی ناشی از افزودن پودر بسیار ریز به مخلوط خمیر سیمان و هم از واکنش های پوزولانی بین دود سیلیس و هیدروکسید کلسیم آزاد در خمیر ناشی می‌شود.

افزودن دود سیلیس همچنین باعث کاهش نفوذپذیری بتن در برابر یون‌های کلرید می‌شود، که از فولاد تقویت کننده بتن در برابر خوردگی محافظت می‌کند، به خصوص در محیط های سرشار از کلرید مانند مناطق ساحلی و مناطق جاده‌های قاره‌ای مرطوب و باند فرودگاه‌ها (به دلیل استفاده از نمک های گندزدایی ) و پل های آب شور.

پیش از اواسط دهه ۱۹۷۰، تقریباً تمام دوده سیلیس در جو دفع می‌شد.

پس از نگرانی‌های زیست محیطی نیاز به جمع آوری و دفن زباله دوده سیلیس، استفاده از دوده سیلیس در مصارف مختلف، به ویژه بتن با کارایی بالا، از نظر اقتصادی قابل دوام بود.

کاربید سیلیکون

دوده سیلیس، به عنوان محصول فرعی، ممکن است برای تولید کاربید سیلیکون مورد استفاده قرار گیرد.

منابع

http://www.silicafume.org/pdf/silicafume-users-manual.pdf

http://astm.org/

https://en.wikipedia.org/wiki/Silica_fume#cite_note-11

The post دوده سیلیس (silica fume) appeared first on پیشگامان شیمی.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *