پودر میکروسیلیکا (Microsilica, silicaFume) محصول جانبی فرآیند تولید فروسیلیسیم در کوره قوس الکتریکی است. پودر میکروسیلیکا خاصیت سوپر پوزولانی دارد و در بتن‌ریزی‌های مربوط به ساخت سازه‌های دریایی، سازه‌های با رده مقاومتی بالا و کلیه سازه‌هایی که در معرض حملات شیمیایی به‌خصوص یون کلر و سولفات قرار دارند کاربرد زیادی دارد. با تحقیقات به‌عمل‌آمده، غبار حاصله تحت عنوان میکروسیلیکا کاربردهای متفاوتی یافته و ارزش‌های اقتصادی کسب کرده است و دیگر نه تنها به‌عنوان ضایعات تولید مطرح نیست، بلکه به‌عنوان محصول جانبی محسوب می‌شود.
کاربردهای میکروسیلیکا براساس میزان مصرف
استفاده از غبار میکروسیلیکا در بتن و سیمان در سالیان اخیر رشد فراوانی داشته است. میکروسیلیکا با پخش شدن یکنواخت و بالا بودن حجم محصولات هیدراسیون در بتون به عنوان یک پوزولان (Pozzolan) عمل می کند. از طرف دیگر با توجه به ریز بودن دانه ها به عنوان یک پرکننده (Filler) باعث کاهش اندازه حفره ها در خمیر سیمان می شود. در نتیجه استفاده از میکروسیلیکا در بتون باعث ایجاد خواص زیر می شود:
- افزایش مقاومت فشاری
- افزایش مقاومت در برابر سایش
- کاهش نفوذپذیری
- مقاومت در برابر سولفات ها
- مقاومت به خوردگی
مقدار مصرف میکروسیلیکا در بتون، به طور معمول 5 تا 20 درصد وزن سیمان است ولی ارقامی تا حدود 40 درصد نیز گزارش شده است. راندمان میکروسیلیکا حدود 3 برابر سیمان است، به عبارت دیگر می توان یک کیلوگرم میکروسیلیکا را جایگزین سه کیلوگرم سیمان کرد، بدون اینکه کیفیت و استحکام آن کاهش یابد. این پدیده را می توان به عنوان عامل کاهش مصرف سیمان محسوب نمود ولی در هر حال باعث حذف سیمان نخواهد شد.
وجود ذرات میکروسیلیکا در مخلوط بتون، میزان آب مورد نیاز جهت اختلاط را کاهش می دهد. به همین دلیل بتون حاصله، پایدارتر و چسبنده تر است و عملیات بتون ریزی با سهولت بیشتری انجام می شود. میکروسیلیکا را می توان مستقیما در تولید سیمان نیز به کار برد.
هنگامی که محصولات پلیمری اکسترود می شوند، می توان از میکروسیلیکا، به عنوان یک پرکننده و تقویت کننده موثر، در جهت بهبود بخشیدن استحکام ضربه ای و سفتی استفاده کرد، میکروسیلیکا، همچنین باعث بهبود فرآیند تولید، در جهت تولید سطوح صاف تر و نیز بالا بردن قابلیت تولید می شود.
انواع مختلفی از دیرگدازهای میکروسیلیکا را می توان در تولید بتن های نسوز، که از سیمان های کلسیم ـ آلومینات تولید می شوند، به کار برد. در عین حال این ماده می تواند در تولید انواع دیگر مواد دیرگداز، مورد استفاده قرار گیرد. در این موارد به کارگیری میکروسیلیکا، باعث بهبود پیوندهای سرامیکی شده و خواص محصول به میزان قابل توجهی بهبود داده می شود.
جهت تولید انواع مختلف سیلیکات ها، از میکروسیلیکا با راکتیویته زیاد، می توان استفاده کرد، محصولات میکروسیلیکا همچنین به عنوان پودرهای پوششی (Coating Powders)، پودرهای عایق (insulating Powders)، مواد کمکی در سیستم های محافظت کاتالیتیکی، و برای جذب انتخاب یون ها در صنایع شیمیایی به کار گرفته می شود. در هر حال با توجه به گسترش تولید مواد فروآلیاژی و همچنین افزایش حجم غبار میکروسیلیکای ایجاد شده، مصارف دیگری در صنایعی که ظرافت و استحکام را همزمان باید داشته باشند، برای میکروسیلیکا پیش بینی می شود.
در جدول زیر، ترکیب شیمیایی میکروسیلیکا نشان داده شده است:
| CaO | S | MgO | K₂O | Na₂O | C | Fe₂O₃ | Al₂O₃ | SiO₂ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.1–0.5 | 0.1–0.4 | 0.5–2.0 | 1.0–3.0 | 0.4–1.5 | 0.5–2.5 | 0.2–1.5 | 0.4–1.0 | 86–94 |
