March 05, 2025 - بواسطة مشرف
غبار السيليكا (الميكروسيليكا) مميزات وخصائص واستخدامات
الميكروسيليكا (غبار السليكا) هي مادة ذات قدرة كبيرة على التفاعل والتي تستخدم بمقادير قليلة نسبياً من أجل رفع خواص وميزات الخرسانة. هذه المادة هي منتج ثانوي لإنتاج المعادن الخاصة في أفران القوس الكهربائية. اليوم تستخدم الميكروسيليكا في صناعات متعددة من جملتها الحراريات، البلاستيك، الطين، المواد الالكترونية، اللاصق، مطاط السيليكون، الصب الدقيق.
ما هو غبار السليكا؟
يُعرف غبار السيليكا أيضاً باسم الميكروسيليكا وهو عبارة عن تركيب متعدد الأشكال غير بلوري (غير متبلور) من ثنائي أوكسيد الكربون والسليكا. غبار السيليكا هو عبارة عن مسحوق ناعم جداً كمنتج جانبي لسبائك السيليكون والفيروسليكون ويتكون من جسيمات كروية متوسط قطرها 150 نانومتر.
ميزات الميكروسيليكا
- يقلل من نفاذية الخرسانة
- يزيد إلى حدٍ كبير من ديمومة الخرسانة
- زيادة المتانة النهائية
- مفيدة جداً في تطبيقات الخرسانة ذات المقاومة العالية
- يحسن ويعزز من متانة الاتصال بالفولاذ
- يقلل بشكل ملحوظ من تفاعل القلويات مع السيليكا
- المقاومة العالية تجاه الهجمات الكبريتية ومياه البحر
- يقلل من تآكل الفولاذ
ما هي الأشكال المختلفة للميكروسيليكا؟
يتم إنتاج وتقديم الميكروسيليكا بأشكال مختلفة. من الممكن استخدام هذا المنتج على شكل غير مكثّف، مكثّف، حبيبات أو حتى كملاط.
- الميكروسيليكا غير المكثفة: الكثافة الحجمية لهذه المادة غير مكثفة، وهي بحدود 200-300 كغ/ملم3، كما أن استخدامها في صناعة الخرسانة صعب جداً.
- الميكروسيليكا المكثفة: تمتلك الميكروسيليكا المكثفة كثافة حجمية أعلى (أكثر من 500 كغ/ملم3)، هذا الأمر يجعل من هذه المادة أكثر سهولة للاستخدام كما أن نقلها وشحنها أقل تكلفةً من المسحوق غير المكثف.
- حبيبات الميكروسيليكا: تتضمن عمليات تصنيع حبيبات الميكروسيليكا تبديل الميكروسيليكا إلى حبيبات بقطر حوالي 7-1 ميليمتر وكثافة حجمية أعلى من 600 كغ/ملم3 على طاولة خاصة لتصنيعها.
- الميكروسيليكا الملاطي (ملاط الميكروسيليكا): الحالة الحبيبية لهذه المادة، تتميز بكثافة خاصة 1400 كغ/ملم3 ويتم إنتاجها عن طريق مزج الميكروسيليكا غير المكثفة مع نفس الكمية من الماء من حيث الوزن. يتم توزيع الجسيمات الصغيرة لغبار السيليكا في مزيج الخرسانة بالحالة الحبيبية بشكل أفضل مما يؤدي إلى الحصول على مزيج أكثر تجانساً.
تطبيقات الميكروسيليكا:
يمكن تقسيم الميكروسيليكا بحسب تطبيقاتها إلى:
- الحراريات: تستخدم غبار السيليكا في الحراريات المصبوبة، المتخلخلة والمنصهرة. على سبيل المثال، يمكن استخدامها في القطع المصبوبة للحراريات والقطع مسبقة الصنع ذات الكفاءة العالية، عالية الجودة وقليلة الإسمنت، القرميد النفوذ للهواء، الخنادق والمغارف الحديدية بقياسات كبيرة وغيرها من الاستخدامات.
- ملاط وخرسانة: يمكن استخدام غبار السيليكا في أرصفة الموانئ، المباني العالية، جسور السكك الحديدية، سدود التخزين، والأرصفة الخرسانية.
- طلاءات واقية: تستخدم السيليكا النانوية كمادة فعالة في الحماية ضد الحرائق، المحافظة على البيئة، وطلاء مقاوم للتآكل.
- مستلزمات الجدران والزينة: يمكن استخدام غبار السيليكا أيضاً كملاط عازل للحرارة، ملاط بوليميري وكعامل ربط لعزل الجدران.
- معجونة: يمكن استخدم الميكروسيليكا في مسحوق معجونة الجدران من أجل عزل الجدران الخارجية والداخلية.
- الحشوة والتقوية: تستخدم أيضاً هذه المادة كحشوة ومادة مقوية في الراتينج، المطاط، الطلاء، البولي استر غير المشبع وغيرها من الاستخدامات.
- المواد المضافة: في النهاية، تستخدم غبار السيليكا عادةً كمادة مضافة في كافة المناطق النشطة.
ما هو تأثير الميكروسيليكا في الخرسانة المتصلبة؟
للميكروسيليكا تأثيرات عديدة في الخرسانة المتصلبة والتي سنذكرها باختصار فيما يلي:
- زيادة مقاومة الخرسانة
- زيادة معامل الارتداد في الخرسانة
- التقليل من زحف الخرسانة
- التقليل من نفوذية الخرسانة
- زيادة متانة وديمومة الخرسانة
- وغير ذلك
طريقة استخدام الميكروسيليكا في الخرسانة
إضافة غبار السيليكا الجافة إلى المواد الجافة للخرسانة أثناء الخلط: في هذه الطريقة ستواجهون بعض المشكلات بسبب انتشار الميكروسيليكا في الهواء مما يؤدي إلى التركيب غير الجيد وتكتل الميكروسيليكا وغير ذلك من المشكلات. بالطبع فإن استخدام الميكسر أو الخلاط القوي في تحضير الخرسانة من الممكن أن يساعد في التقليل من هذه المشكلات.
إضافة الميكروسيليكا إلى الخرسانة المحضرة حديثاً في شاحنة الخلط أو آلة الخلط بعد الخلط الكامل لجميع المواد: في هذه الطريقة أيضاً كما في الطريقة السابقة، توجد هناك احتمالية بنسبة معينة لعدم اختلاط الميكروسيليكا بالخرسانة وانتشارها في الهواء.
خلط غبار السليكا مع قسم من ماء الخرسانة وإضافتها إلى الخرسانة: في هذه الطريقة بإمكانكم تحضير حبيبات السيليكا وبعد ذلك إضافتها إلى الخرسانة. إن استخدام حبيبات السيليكا في الخرسانة مناسب جداً بسبب توزعها بشكل متجانس. علاوةً على ذلك، وباعتبار أن مسحوق الميكروسيليكا هو مادة سمية، فإن عدم توزعها في الهواء يساعد إلى حدٍ كبير في المحافظة على سلامة الأفراد على المدى لطويل.
