İçeriğe atla

Silis dumanı

Bir geçirimli elektron mikroskobunda görüntülenen silika dumanı parçacıkları

Silis dumanı (CAS numarası 69012-64-2, EINECS numarası 273-761-1), silisyum dioksitin amorf (kristal olmayan) bir polimorfudur. Mikrosilika olarak da bilinir. Silisyum ve ferrosilikon alaşımı üretiminin bir yan ürünü olarak toplanan ultra ince bir tozdur ve ortalama 150 nanometre partikül çapına sahip küresel partiküllerden oluşur. Ana uygulama alanı, puzolanik malzeme olarak yüksek performanslı betonda kullanılmasıdır.

Bazen isli silika (amorf silika olarak da bilinir, CAS numarası 112945-52-5) ile karıştırılır. Ancak isli silikanın üretim süreci, parçacık özellikleri ve uygulama alanlarının tümü, silis dumanınınkinden farklıdır.

Tarihi

Portland çimentosu bazlı betonlarda silis dumanının ilk testi 1952 yılında gerçekleştirilmiştir. O yıllarda deney yapılacak malzeme eksikliği silis dumanının özelliklerinin açığa kavuşturulmasında büyük bir dezavantajdı. İlk araştırmalarda, silisyum tetraklorürün hidrojen-oksijen alevinde yakılmasıyla elde edilen, pahalı olan, amorf silika kullanılmıştır. Öte yandan silis dumanı, elektrik ark fırınlarında elementsel silisyum veya ferrosilikon alaşımlarının üretimi sırasında bir yan ürün olarak açığa çıkan çok ince puzolanik, amorf bir malzemedir.Avrupa'da 1960'ların sonlarından ve Amerika Birleşik Devletleri'nde 1970'lerin ortalarından önce silika dumanları atmosfere salınmaktaydı.

1970'lerin ortalarında daha katı çevre yasalarının uygulanmasıyla birlikte, silisyum izabe tesisleri silis dumanını toplamaya ve uygulama alanlarını araştırmaya başlamıştır. Norveç'te yapılan ilk çalışmalar, silis dumanı içeren Portland çimentosu bazlı betonların çok yüksek mukavemete ve düşük gözenekliliğe sahip olduğunu gösterdiğinden büyük ilgi gördü. O zamandan beri silis dumanının araştırılması ve geliştirilmesi, silis dumanını beton ve çimentolu ürünler için dünyanın en değerli ve çok yönlü katkılarından biri haline getirmiştir.

Özellikler,

Silis dumanı, çapı 1 μm'den küçük, ortalamaları yaklaşık 0,15 μm olan küresel parçacıklara sahip ultra ince bir malzemedir. Bu da onu ortalama çimento partikülünden yaklaşık 100 kat daha küçük yapar.[1] Silis dumanının kütle yoğunluğu silodaki yoğunlaştırma derecesine bağlıdır ve 130 (yoğunlaştırılmamış) ile 600 kg/m3 arasında değişir. Silis dumanının özgül ağırlığı genellikle 2.2 ila 2.3 aralığındadır. Silis dumanının spesifik yüzey alanı, BET yöntemi veya azot yüzermesi (adsorpsiyon) yöntemi ile ölçülebilir. Tipik olarak 15.000 ila 30.000 m2/kg arasında değişmektedir.[2]

Üretimi

Silis dumanı, silisyum ve ferrosilis alaşımlarının üretiminde elektrik ark ocaklarında, yüksek saflıkta kuvarsın kömür, kok, odun talaşı gibi karbonlu malzemelerle karbotermik indirgenmesinin bir yan ürünüdür.

Uygulamaları

Beton

Aşırı inceliği ve yüksek silika içeriği nedeniyle silika dumanı çok etkili bir puzolanik malzemedir.[3][4] Çimentolu karışımlarda kullanılan silika dumanı için standart şartnameler ASTM C1240[5] ve EN 13263'tür.[6]

Portland çimento betonuna, özelliklerini, özellikle basınç dayanımını, bağ dayanımını ve aşınma direncini iyileştirmek için silis dumanı eklenir. Bu iyileştirmeler hem çimento hamuru karışımına çok ince bir tozun eklenmesinden kaynaklanan mekanik iyileştirmelerden hem de hamurdaki silis dumanı ile serbest kalsiyum hidroksit arasındaki puzolanik reaksiyonlardan kaynaklanmaktadır.[7]

Dahası, silis dumanı ilavesi betonun klorür iyonlarına karşı geçirgenliğini azaltarak özellikle nemli ve kıyı bölgelerdeki karayollarında ve köprülerde, kısacası klorür açısından zengin ortamlarda betonun donatılarını korozyondan korur.[8]

1970'lerin ortalarından önce neredeyse tüm silis dumanı atmosfere salınmaktaydı. Çevresel kaygılar silis dumanının toplanmasını ve düzenli depolanmasını gerektirdikten sonra, silis dumanının çeşitli uygulamalarda, özellikle de yüksek performanslı betonda kullanılması ekonomik olarak uygun hale gelmiştir.[9] Silis dumanının taze ve sertleşmiş betonun farklı özellikleri üzerindeki etkileri şunlardır:

  • İşlenebilirlik: Silis dumanı ilavesi ile beton karışımına geniş yüzey alanı kazandırılması nedeniyle zamanla oluşan göçme, silis dumanı içeriğindeki artışla doğru orantılıdır. Göçme azalsa da karışım yüksek oranda kohezif kalmaktadır.
  • Segregasyon: Silis dumanı betonda terlemeyi (kanama) önemli ölçüde azaltır çünkü serbest su silis dumanının geniş yüzey alanının ıslanmasında tüketilir ve dolayısıyla karışımda kanama için kalan serbest su da azalır. Silis dumanı ayrıca taze betondaki gözenekleri tıkayarak beton içindeki suyun yüzeye çıkmasına izin vermez.

Silisyum karbür

Yan ürün olarak silis dumanı, silisyum karbür üretmek için kullanılabilir.

Kaynakça

  1. ^ "Chapter 3 Fly Ash, Slag, Silica Fume, and Natural Pozzolans" (PDF). The University of Memphis. 29 Haziran 2010 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. 
  2. ^ "Silica Fume User's Manual" (PDF). Silica Fume Association. 24 Kasım 2005 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. 
  3. ^ ACI Committee 226. 1987b.
  4. ^ Luther, M. D. 1990.
  5. ^ ASTM C1240.
  6. ^ EN 13263 Silica fume for concrete. http://www.cen.eu 9 Kasım 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
  7. ^ Detwiler, R.J. and Mehta, P.K., Chemical and Physical Effects of Silica Fume on the Mechanical Behavior of Concrete 28 Eylül 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., Materials Journal Nov. 1989
  8. ^ Rachel J. Detwiler; Chris A. Fapohunda; Jennifer Natale (January 1994). "Use of supplementary cementing materials to increase the resistance to chloride ion penetration of concretes cured at elevated temperatures". Materials Journal. 28 Eylül 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi.  Yazar eksik |soyadı1= (yardım)
  9. ^ ACI 234R-06.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Silisyum</span> sembolü Si, atom numarası 14 olan element

Silisyum, yeryüzünde en çok bulunan elementlerden biridir. Atom numarası 14'tür. "Si" simgesi ile gösterilir. Oda sıcaklığında katı hâldedir. Yarı iletken özelliğe sahip oluşu ve doğada, ormanlarda, doğal yaşam alanlarında çok bulunması, transistör, diyot ve elektronik hafızalarda kullanılabilmesinin pratik ve hızlı oluşu, entegre devrelerin ve bilgisayarların silisyum teknolojisi ile inşa edilmesini sağlamıştır. "Silikon Vadisi" ismi, silisyumun bilgisayar teknolojilerindeki bu yaygın kullanımından gelmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Kumtaşı</span>

Kumtaşı, kum tanelerinin doğal bir çimento maddesi yardımıyla yapışması sonucu oluşan fiziksel tortul bir taştır. Bir kumun doğal çimentolaşmasından doğan ve kuvars taneleri oranı yüksek olan tortul kayaç; kumtaşı inşaatta, yol ve kaldırımlara taş döşemede, çok ince olanları da bileme taşı olarak kullanılır. Kalkerli kumtaşı ise içinde kireçtaşı taneleri bulunan yeşilimsi bir tür kumtaşı.

<span class="mw-page-title-main">Seramik</span> ısı etkisiyle hazırlanan inorganik, metalik olmayan katı

Seramik iyonik veya kovalent bağlara sahip metal ve metal olmayan inorganik bileşik içeren katı bir malzemedir. Yaygın kullanım örnekleri çanak-çömlek, porselen ve tuğladır.

<span class="mw-page-title-main">Kuvars</span> saf silisyum dioksit (SiO2) kristallerine verilen ad

Kuvars, oldukça saf silisyum dioksit (SiO2) kristallerine verilen addır. Silisyum ve oksijen atomlarından oluşan sert, kristalli bir mineraldir. Birçoğu yarı değerli taşlar olan birçok farklı kuvars çeşidi vardır. Antik çağlardan beri, kuvars çeşitleri, özellikle Avrasya'da mücevher ve sert taş oymalarının yapımında en çok kullanılan mineraller olmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Beton</span> kompozit yapı malzemesi

Beton, çakıl, kum gibi "agrega" denilen maddelerin bir bağlayıcı madde ve su ile birleştirilmesinden meydana gelen inşaat yapı taşıdır.

<span class="mw-page-title-main">Kompozit malzemeler</span>

Kompozit malzeme, önemli ölçüde farklı fiziksel veya kimyasal özelliklere sahip iki veya daha fazla bileşen malzemeden yapılan ve birleştirildiğinde öncekinden farklı özelliklere sahip olan bir malzeme üreten bir malzeme.

<span class="mw-page-title-main">Malzeme bilimi</span> yeni malzemelerin keşfi ve tasarımı ile ilgilenen disiplinlerarası alan; öncelikli olarak katıların fiziksel ve kimyasal özellikleriyle ilgilidir

Malzeme bilimi, malzemelerin yapı ve özelliklerini inceleyen, yeni malzemelerin üretilmesini veya sentezlenmesini de içine alan disiplinlerarası bir bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Çimento</span> doğal kalker taşları ve kil karışımının yüksek sıcaklıkta ısıtıldıktan sonra öğütülmesi ile elde edilen hidrolik bir bağlayıcı malzeme

Çimento, esas olarak, doğal kalker taşları ve kil karışımının yüksek sıcaklıkta ısıtıldıktan sonra öğütülmesi ile elde edilen hidrolik bir bağlayıcı malzeme olarak tanımlanır.
Çimento tanelerinin göz açıklığı 5 ila 90 mikron arasındadır.

<span class="mw-page-title-main">Kum</span>

Kum; bölünmüş kaya ve mineral parçacıklarından oluşan granül bir malzemedir. Çakıldan daha ince ve siltden daha kaba olur.

<span class="mw-page-title-main">Termoplastik</span>

Termoplastik veya ısıyla yumuşayan plastik belirli sıcaklıkta bükülebilir veya kalıplanabilir hale gelen ve soğuduktan sonra katılaşan bir plastik polimer malzemedir.

<span class="mw-page-title-main">Pnömokonyoz</span>

Pnömokonyoz, işyerlerindeki çeşitli tozların veya kimyasal maddelerin uzun süre solunmasıyla ortaya çıkan interstisyel akciğer hastalıklarının ortak adıdır. Meslek hastalıklarının en önemlilerindendir; SSK uygulamasında "C Grubu: Pnömokonyozlar ve diğer Mesleki Solunum Sistemi hastalıkları" grubunda yer alır. Etken ortadan kaldırılmazsa akciğerler kalıcı şekilde zarar görür. Belirtileri soluk almada güçlük, KOAH olarak saptanır:

<span class="mw-page-title-main">Kuvarsit</span>

Kuvarsit, genel olarak kuvars kumu tanelerinin, silisten meydana gelmiş bir çimento ile birbirlerine çok sağlam şekilde bağlanmalarıyla oluşmuş direnci yüksek bir kayaç olup, sedimanter ve metamorfik olmak üzere 2 çeşidi mevcuttur. Kuvarsitin kimyasal bileşimi, kuvars, kumtaşı ve kuvars kumu gibi SiO2 olup, ancak kuvarsit içerisinde çeşitli miktarlarda feldspat, mika, kil, manyetit, hematit, granat, rutil, kireçtaşı vb. bulunabilir.

<span class="mw-page-title-main">Roma çimentosu</span>

Roma çimentosu 1780’lerde James Parker tarafından geliştirilen ve 1796’da patenti alınan bağlayıcı türünden bir yapı malzemesidir. Aslında Romalılar tarafından kullanılan yapı malzemeleriyle hiçbir ilgisi yoktur. Hem kil mineralleri hem de kalsiyum karbonat içeren bazı kil birikintilerinde bulunan ve septaria olarak bilinen nodüllerin pişirilmesi sonucu elde edilen bir "doğal çimento"dur. Pişirilen nodüller ince toz halinde öğütülür. Kumla karıştırılarak harç haline getirildiğinde bu malzeme, 5–15 dakika içerisinde sertleşir. Roma çimentosunun başarısı, başka üreticilerin yapay kil ve tebeşir taşı karışımlarını pişirerek rakip ürünler geliştirmesine yol açmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Seramik mühendisliği</span> Seramik mühendisliği inorganik, metalik olmayan malzemelerden nesneleri oluşturma bilim ve teknolojisidir.

Seramik mühendisliği inorganik, metalik olmayan malzemelerden nesneleri oluşturma bilim ve teknolojisidir. Bu, ya ısıl hareketle ya da yüksek saflıktaki kimyasal çözeltilerinden çökelme reaksiyonları kullanılarak düşük sıcaklıklarda sağlanır. Bu tanım, hammaddelerin saflaştırılması, söz konusu kimyasal bileşiklerin üretimi, ürüne dönüştürülmesi, yapı kompozisyon ve özelliklerinin incelenmesi çalışmalarını içerir.

Yapıştırıcı yapışkanlık veya kohezyon ile mekanik, kimyasal, yapışkan bir bütün oluşturmak üzere diğer malzemeleri tutan veya çeken herhangi bir malzeme veya maddedir.

<span class="mw-page-title-main">Radyasyon hasarı</span>

Radyasyon hasarı, iyonlaştırıcı radyasyonun fiziksel nesneler üzerindeki etkisidir. Radyobiyoloji, iyonlaştırıcı radyasyonun ve radyasyonun insan sağlığına etkileri de dahil olmak üzere canlılar üzerindeki etkisini araştıran bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Çört</span> tortul

Çört, Silisyum dioksit bileşimli ve ince taneli olan kimyasal bir tortuldur. Çört karakteristik olarak biyolojik kökenlidir, ancak taşlaşmış ağaçta olduğu gibi kimyasal bir çökelti veya diyajenetik bir ikame olarak inorganik olarak da oluşabilir.

<span class="mw-page-title-main">Kompozit Malzemeler</span>

Kompozit malzeme, önemli ölçüde farklı fiziksel veya kimyasal özelliklere sahip iki veya daha fazla bileşen malzemeden yapılan ve birleştirildiğinde öncekinden farklı özelliklere sahip olan bir malzeme üreten bir malzeme. Bu kurucu malzemeler, oldukça farklı kimyasal veya fiziksel özelliklere sahiptir ve tek tek elemanlardan farklı özelliklere sahip bir malzeme oluşturmak için birleştirilir. Bitmiş yapı içinde, tek tek elemanlar ayrı ve farklı kalarak kompozitleri, karışımlardan ve katı solüsyonlardan ayırmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Terrazzo (karo)</span> Genellikle yer döşemesinde kullanılan çimento esaslı kompozit malzeme

Terrazzo zemin ve duvar kaplamalarında kullanılan, yerinde dökülen veya prekast bir kompozit malzemedir. Mermer, kuvars, granit, cam veya diğer uygun malzeme parçalarından oluşur ve çimento veya polimer esaslı veya her ikisinin bir kombinasyonu bir bağlayıcı ile dökülür. Metal şeritler genellikle bölümleri veya bir desendeki renk veya malzemedeki değişiklikleri böler. Karışım sertleşmeden önce üzerine ilave parçalar serpilebilir. Sertleştikten sonra taşlanır ve cilalanır veya dokulu bir yüzey elde etmek için başka bir şekilde hazırlanır. "Terrazzo", aynı zamanda, orijinal terrazzo zeminlere benzer herhangi bir deseni tanımlamak için de kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Brinell sertliği</span> Brinell sertlik ölçeği

Brinell sertlik ölçeği, çapı bilinen çelik veya tungsten karbürden yapılmış bir bilyenin belirli bir yük ve süre ile malzeme yüzeyine bastırılarak malzeme yüzeyinde oluşan izin çapının ölçülmesine dayanan bir sertlik ölçme yöntemidir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.