اقرأ في هذا المقال
- ما هي خرسانة السيليكا؟
- التركيب الكيميائي لمواد خرسانة السيليكا
- الخصائص الفيزيائية لمواد خرسانة السيليكا
- خواص خرسانة السيليكا الطازجة
- خواص خرسانة دخان السيليكا المتصلدة
- مزايا خرسانة السيليكا
- سلبيات خرسانة السيليكا
- تأثير دخان السيليكا في الخرسانة
- أسئلة شائعة عن خرسانة السيليكا
ما هي خرسانة السيليكا؟
هي خرسانة مكونها الرئيسي دخان السيليكا الذي يُعَد منتج مشترك من إنتاج معدن السيليكون أو معدن الحديد، هو ثاني أكسيد السيليكون غير المتبلور (SiO2) الذي يتم إنشاؤه كغاز في أفران القوس الكهربائي المغمور أثناء اختزال الكوارتز النقي للغاية، يتكثف بخار الغاز هذا في مجمعات بيت الأكياس كمسحوق ناعم جدًا من الجسيمات الكروية التي يتراوح قطرها من 0.1 إلى 0.3 ميكرون بقطر 17 إلى 30 م 2 لكل جم. يستخدم دخان السيليكا في مجموعة متنوعة من التطبيقات الأسمنتية في الخرسانة والجِبص والملاط والحراريات والمرنة والبوليمر.
التركيب الكيميائي لمواد خرسانة السيليكا:
يحتوي على أكثر من 90 في المائة من ثاني أكسيد السيليكون، إنّ المكونات الأخرى هي الكربون والكبريت وأكاسيد الألومنيوم والحديد والكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم والبوتاسيوم، إنّ العزل والنزيف مُنخفض في خرسانة دخان السيليكا والخليط اللاصق مقارنة بالخرسانة التقليدية، تظهر تطبيقات خرسانة السليكا في البناء في المباني الشاهقة في هيكل مواقف السيارات وهيكل السدود ومرفق تخزين النفايات النووية وإعادة تأهيل الخرسانة المسلحة.
الخصائص الفيزيائية لمواد خرسانة السيليكا:
يتراوح قطر جسيم دخان السيليكا من 0.1 ميكرون إلى 0.2 ميكرون بحيث تبلغ مساحة السطح حوالي 30.000 م² لكل كغ، تتراوح الكثافة من 150 إلى 700 كجم لكل م3 ولكن عندما تكون حوالي 550 كجم لكل م 3 فهي الأنسب كمضاف خرساني.
خواص خرسانة السيليكا الطازجة:
تتطلّب خرسانة غبار السيليكا محتوى مائيًا أعلى، من أجل نفس قابلية التشغيل للخرسانة التقليدية، إنّ خواص دخان السيليكا متمثل بقابلية تشغيل منخفضة، انخفاض قيمة الركود، إمكانية النزيف والفصل منخفضة، الخليط متماسك وانكماش بلاستيكي عالي.
خواص خرسانة دخان السيليكا المتصلدة:
قوة كسر خرسانة دخان السيليكا أعلى من الخرسانة العادية إنّ قوة كسر خرسانة السيليكا يتراوح من 62 إلى 80 ميجا باسكال، إنّها تمتلك قوة انثناء أعلى ومعامل المرونة أعلى من معامل الخرسانة العادية ويكون زحف أبخرة السيليكا أقل من الخرسانة التقليدية.
تتمتع خرسانة السيليكا بِمتانة عالية جداً وَنفاذية دخان السليكا منخفضة وبالتالي، فإنّ اختراق أيونات الكبريتات منخفض، بالإضافة إلى ذلك تكون مقاومة التآكل عالية، يعمل تفاعل دخان السيليكا مع الجير في مصفوفة اللصق على تحسين المتانة، تتفاعل مادة الجير مع مواد كيميائية مختلفة وتسبب التوسع.
مزايا خرسانة السيليكا:
- يُعزز دخان السيليكا خصائص الخرسانة الطازجة والمتصلّدة.
- يُقلّل دخان السيليكا من الفصل والنزيف.
- متانة عالية.
- عملية التشطيب فعّالة بسبب النزيف المنخفض.
- قوة ضغط عالية في وقت مُبكّر.
- قوة انحناء عالية ومعامل المرونة.
- قوة السندات عالية.
- مناسبة للخرسانة الجماعية لأنها تمنع التشقق الناتج عن الحرارة.
سلبيات خرسانة السيليكا:
- مشكلة التوفر.
- التكلفة العالية.
- تطبيقه صعب للغاية.
- يستخدم في المباني الشاهقة.
تأثير دخان السيليكا في الخرسانة:
منذ ظهور الحضارة تم استخدام أنواع مختلفة من المواد الإسمنتية لممارسات البناء، أدّى وصول إسمنت بورتلاند العادي إلى تغيير أنشطة البناء بالكامل ومع ذل، بسبب العديد من العيوب المرتبطة بخصائص الأسمنت ومواد البناء المصنعة باستخدام إسمنت بورتلاند العادي بالإضافة إلى عامل التكلفة يحاول وضع واحد لاستخدام مواد أخرى للإنشاءات الاقتصادية وتحسين خصائص الملاط والخرسانة، أيضا يتم توليد العديد من مواد النفايات بكميات ضخمة من الأنشطة الصناعية المختلفة.
الآن تم بذل محاولات لاستخدام هذه النفايات أو المنتجات الثانوية الصناعية في أنشطة البناء لحل مشاكل التلوث البيئي والبناء الآمن والاقتصادي، يعتبر دخان السيليكا أحد هذه المنتجات الصناعية التي يتم استخدامها وتجربتها للحصول على خرسانة أقوى ومتينة وهي واحدة من البوزولان التي لها مساحة سطحية كبيرة جدًا ممّا يؤدي إلى استخدام أفضل ومنتظم لهيدروكسيد الكالسيوم المنطلق أثناء ترطيب إسمنت بورتلاند العادي، أيضا بسبب حجمها الدقيق جدًا تعمل كمواد حشو بين حبيبات الهلام الأسمنتية.
أسئلة شائعة عن خرسانة السيليكا:
1- ما هي خرسانة السليكا؟
هي الخرسانة المصنوعة من الأسمنت ودخان السيليكا والركام الناعم والخشن والماء.
2- ما هي الخصائص المرغوبة لخرسانة السيليكا؟
قوة الانضغاط وقوة الإِنثناء وقوة السِليكون لدخان السِليكا أفضل من الخرسانة العادية بالإضافة إلى ذلك، فإنّ متانة هذا النوع من الخرسانة تقاوم معظم الهجمات الكيميائية العدوانية.
3- ما هي خصائص خرسانة دخان السيليكا الطازجة؟
قابلية تشغيل منخفضة، متماسكة إلى حد كبير، نزيف منخفض وفصل وقيمة هبوط منخفضة.
4- ما هي مزايا خرسانة دخان السيليكا؟
متانة عالية، فصل ونزيف، عملية تشطيب فعالة، قوة انضغاطية مُبكّرة عالية، قوة انثناء عالية ومرونة ومرونة عالية ومناسبة للخرسانة الكبيرة لأنها تمنع التشقق الناتج حرارياً.
5- ما هي تطبيقات خرسانة دخان السيليكا في الهندسة المدنية؟
تطبيقات خرسانة السليكا في البناء هي المباني الشاهقة، هيكل مواقف السيارات، هيكل السدود، مرفق تخزين النفايات النووية وإعادة تأهيل الخرسانة المسلحة.
