الأسئلة المتکررة حول المیکروسیلیکا

يتم إنتاج المیکروسیلیکا أثناء عملية خفض درجة حرارة الكوارتز في أفران القوس الكهربائي و المنتجات الرئيسية منها هي سبائك السيليكون أو حديد السيليكون. يتم تسخين الكوارتز عالي النقاء في أفران القوس الكهربائي إلى 2000 درجة مئوية و يتم إضافة الفحم، أو فحم الكوك أو رقائق الخشب لإزالة الأكسجين. يتم جمع هذه السبيكة في نهاية الفرن. عندما يتم تحول الكوارتز الي السبيكة، فإنه يطلق بخار أول أكسيد السيليكون. في الأجزاء العلوية من الفرن، يتأكسد هذا البخار و يتكثف و يتحول إلى ميكروفيري السيليكا عدیم الشکل (ثاني أكسيد السيليكون). تتم إزالة هذه الجسیمات من الفرن بواسطة مراوح قوية، و من خلال المجمع الأولي، يتم ترشيح الجسیمات الأكبر حجمًا ثم تجميعها في سلسلة من الأكياس الخاصة.

هذا الشكل من المیکروسیلیکا عبارة عن المنتجات متعددة الاغراض تقدمها بعض الشركات. شركة البارسمان سازه للبناء (وحدة التقنیة و الهندسیة لبارسمان کیمیاء) هي شركة منتجة لمكملات هلام السيليكا (جل المیکروسیلیکا) المختلفة، یعرض تحت العلامات التجارية میغاجل، فاین جل و باور جل.

هذه المنتجات فضلا عن تحسين جميع خصائص مسحوق الميكروسيليكا للخرسانة الرطبة و الصلبة، يزيد من كفاءة الخرسانة و قابليتها التشغيلیة و الانضخاخیة و يلغي الحاجة إلى استخدام مخفضات المياه الأخرى.

من حيث الخصائص الفيزيائية، تحتوي جسیمات الميكروسيليكا على حجم صغير جدًا و مساحة سطح الخاص العالية جدًا. هذه الخصائص الفيزيائية الفريدة، بالإضافة إلى المحتوى العالي من ثاني أكسيد السيليكون (SIO2)، تقدم الميكروسيليكا كيميائيًا باعتبارها بوزولان شديد التفاعل.

الميكروسيليكا هو مضاف ممتاز للخرسانة لأنه يحسن خصائص خلیط الخرسانة الطازجة و المتصلبة. نظرًا لأن جزيئات الميكروسيليكا صغيرة جدًا، يتم تشتيتها و فصلها بين جزيئات الأسمنت لتقليل حجم المسام في خليط الأسمنت. تؤدي التفاعلات البوزولانية الناتجة عن وجود الميكروسيليكا في الخرسانة إلى تحسين متانة الخرسانة ضد الهجمات الكبريتاتي و المياه الحمضية و زيادة قوتها الانضغاطية. تتغیر إضافة الميكروسيليكا إلى خليط الخرسانة بنية عجينة الأسمنت. يحتوي المعجون الذي يتم الحصول عليه من نظام الأسمنت المحتوي على ميكروسيليكا على هيدراتات سيليكات الكالسيوم أكثر من معاجين الأسمنت العادية، و يرجع هذا إلى تفاعل هيدروكسيدات الكالسيوم الحر داخل عجينة الأسمنت مع الميكروسيليكا.

 المیکروسیلیکا هو منتج ثانوي يتم جمعه من منتجات صناعات الفيروسيليكون أو السبائك المحتوية على السيليكون من أفران القوس الكهربائي. أثناء عملية تحويل الكوارتز عالي النقاء إلى السيليكون عند درجة حرارة حوالي 2000 درجة مئوية، يتم إنتاج بخار ثاني أكسيد السيليكون و أكسدته عند درجات حرارة منخفضة. يتم جمع هذا الغبار بعد التكثيف و بيعه على شكل ميكروسيليكا.

تتميز الخرسانة التي تحتوي على ميكروسيليكا بقوة عالية جدًا، لذا فهي متينة. تشير الدراسات إلى أن إضافة ميكروسيليكا (دخان السيليكا) إلى الإسمنت يحسن المتانة، عدم نفاذية الماء و مقاومة الكربنة للخرسانة. أيضًا، فإن مع إضافة الميكروسيليكا إلى الخرسانة تظهر مقاومة أكبر ضد تغلغل الكلوريد في الخرسانة. بهذه الطريقة، يمكن استخدام الخرسانة في بناء هياكل وقوف السيارات و الجسور و سطح الجسر.

يحتوي المیکروسیلیکا على 85 إلى 99٪ SiO₂ . هذا هو المكون الرئيسي للميكروسيليكا.

عندما تستنشق غبار السيليكا البلوري، يمكن أن يسبب السُحار السيليسي، وهو مرض رئوي مهني. و بمرور الوقت، يتسبب التعرض المستمر لجزيئات السيليكا في حدوث ندبات دائمة في الرئة التي تسمى التليف الرئوي.

المیکروسیلیکا هي مادة محسنة لخصائص الخرسانة، تشمل فوائد دخان السيليكا ما يلي:

1. زيادة قوة الضغطیة
2. تقليل نفاذية الخرسانة
3. تحسين مقاومة التآكل للخرسانة
4. تحسين مقاومة الخرسانة ضد الهجمات الكيميائية (الكلوريدات والأحماض والنترات والكبريتات)
5. تقليل حجم التملیحأو تزهیرالخرسانة
6. تقليل معدل نفاذیة الكلوريد

سخام السيليكا هو مادة صلبة دقيقة جدًا يتم إنتاجها أثناء إنتاج فلز السيليكون، و کان یعرف بالنفايات الناتجة عن إنتاج هذا المنتج في الماضي، و لكن اليوم نظرًا لخصائصه البوزولانية العالية، يتم استخدام أقصى درجة نقاوته لإنتاج الخرسانة مع نفاذية منخفضة، و زیادة لعمر الهيكل، و أخيراً، الاقتصاد المزيد فی الموارد.

هذه الحقیبات تحتوي على الميكروسيليكا و ثاني أكسيد السيليكون و هذه المواد تجفف أي شيء تلامسه (مثل النباتات)، هذه المواد ليست سامة، لكنها تشكل خطر الاختناق. احفظ هذه المواد بعيدًا عن متناول الأطفال.

 تتفاعل الميكروسيليكا داخل عجينة الإسمنت مع هيدروكسيد الكالسيوم و القلويات المکونة. تقلل هذه التفاعلات من قلوية المحلول في مسام عجينة الإسمنت و تقلل أيضًا من هيدروكسيد الكالسيوم. هذا يعني زيادة البنية الصلبة لسيليكات الكالسيوم المميهة و تقليل هيدروكسيد الكالسيوم الحر. أيضًا، تساعد الميكروسيليكا، نظرًا لجزيئاتها الصغيرة جدًا، عند إضافتها إلى الخرسانة بالكمية المناسبة من المادة المضافة الفائقة المخفضة للماء، بشكل فعال للغاية على كثافة حول جزيئات الركام (منطقة الانتقالیة من عجينة الإسمنت و الركام) أثناء الخلط و السكب .

الحقيقة هي أن استخدام الميكروسيليكا ليس له تأثير كبير على تغيير كثافة الخرسانة. أي تغيير في الكثافة ناتج عن التغيرات في نسب خلط الخرسانة لإضافة الميكروسيليكا في تصمیم الخلط. إن القول بأن “الميكروسيليكا يزيد من كثافة الخرسانة” هو في الواقع خطأ لأن الميكروسيليكا يقلل من نفاذية الخرسانة، و لكنه لا يؤدي إلى زيادة وزن المتر المكعب من الخرسانة.

نظرًا لارتفاع مساحة سطح الميكروسيليكا الملامسة للماء، ستزداد كمية ماء التصمیم لخلیط الخرسانة مع زيادة كمية الميكروسيليكا. لذلك، من أجل الحصول على الخرسانة عالية القوة و المتينة، يجب تعويض كمية طلب المياه المضافة بسبب وجود الميكروسيليكا، عن طريق زيادة جرعة استهلاک مخفض الماء.

نعم. عادة، يزداد استهلاك المضافة الرغویة للوصول إلى حجم معين من الهواء داخل الخرسانة عن طريق زيادة كمية الميكروسيليكا. عادة، تكون هذه الزيادة في الاستهلاك حوالي 500 إلى 502 في المائة. ترجع هذه الزيادة في الاستهلاك إلى الكربون المتاح و المساحة النوعية العالية لجزيئات الميكروسيليكا.