Što je silicij dim?

Silicij dim je tvar koja se koristi za poboljšanje čvrstoće betona. Proizvodi se tijekom sinteze metala silicija ili ferosilicijevih legura, kada se redukcijom kvarca visoke čistoće na visokoj temperaturi u električnoj peći dobiva plin silicij oksid. Plin reagira s kisikom i kondenzira se u silicij dioksid, finu bijelu praškastu tvar koja se sastoji uglavnom od silicijevog dioksida. Ovu tvar ne treba miješati s isparenim silicij dioksidom, također poznat kao pirogeni silicij, koji ima drugačiji sastav i koristi se za zgušnjavanje milkshakeova i boja.

Kao i drugi pucolanski materijali, silicij dioksid reagira s kalcijevim hidroksidom kako bi stvorio jake veze unutar cementne smjese. Dodavanje ove tvari u beton smanjuje sadržaj vode u betonu i čini ga manje osjetljivim na koroziju uzrokovanu morskim solima i ionima klorida. To ga čini posebno korisnim u strukturama izloženim vodi, kao što su brane ili mostovi.

Pokazalo se da dodavanje dima silicija u betonsku smjesu smanjuje razinu ekspanzije i pucanja uslijed alkalno-silikatne reakcije (ASR). ASR se obično javlja kada hidroksidni ioni reagiraju sa silicijevim dioksidom u mješavini cementa i formiraju kalcijev i alkalni silikatni gel, koji teče u porozne prostore u betonu. Gel uzrokuje širenje i pucanje, što dovodi do konačnog kvara strukture.

Izuzetno fina tekstura čestica silicijevog dima daje mu povoljna mehanička svojstva. Silika-beton je manje propusni od nearmiranog betona i može se koristiti za podupiranje teških opterećenja. Neboderi i druge velike zgrade koje vrše veliki vertikalni pritisak na svoje strukturne elemente obično koriste beton visoke čvrstoće.

Silika-beton se miješa dodavanjem određenog udjela dima u cement u mokrom ili suhom obliku. Udio silicijevog dima u konačnoj betonskoj smjesi određen je razinom potrebne čvrstoće materijala. Jače smjese silicijevog betona, koje mogu sadržavati čak 15 posto silicijevog dima po težini, krhke su od uobičajenih smjesa koje sadrže 7-10 posto.

Otprilike do sredine 1970-ih, tvar proizvedena u kvarcnim reakcijama nije konzervirana za upotrebu, već je umjesto toga puštena u atmosferu. Ova praksa je stvorila zabrinutost za okoliš koji je doveo do odlaganja tvari. Od tada su razvijene smjernice za standardizaciju fizičke kvalitete, pakiranja i drugih kvaliteta za industrijsku uporabu.