Silica fume
सिलिका धूमा, जिसे माइक्रोसिलिका के रूप में भी जाना जाता है, (सीएएस संख्या 69012-64-2, ईआईएनईसीएस संख्या 273-761-1) सिलिकॉन डाइऑक्साइड, सिलिका का एक अनाकार (गैर-क्रिस्टलीय) बहुरूप है। यह सिलिकॉन और फेरोसिलिकॉन मिश्र धातु उत्पादन के उप-उत्पाद के रूप में एकत्र किया गया एक अल्ट्राफाइन पाउडर है और इसमें 150 एनएम के औसत कण व्यास के साथ गोलाकार कण होते हैं। अनुप्रयोग का मुख्य क्षेत्र उच्च प्रदर्शन वाले कंक्रीट के लिए पोज्जोलनिक सामग्री के रूप में है। इसे कभी-कभी फ्यूम्ड सिलिका (जिसे पायरोजेनिक सिलिका, सीएएस नंबर 112945-52-5 के रूप में भी जाना जाता है) के साथ भ्रमित किया जाता है। हालांकि, उत्पादन प्रक्रिया, कण विशेषताएँ और धुएं वाले सिलिका के अनुप्रयोग के क्षेत्र सभी सिलिका धुएं से अलग हैं। पोर्टलैंड-सीमेंट-आधारित कंक्रीट में सिलिका धुएँ का पहला परीक्षण 1952 में किया गया था। सिलिका धुएँ के गुणों की खोज करने में सबसे बड़ी कमी प्रयोग करने के लिए सामग्री की कमी थी। प्रारंभिक शोध में फ्यूम्ड सिलिका नामक एक महंगे योजक का उपयोग किया गया, जो हाइड्रोजन-ऑक्सीजन लौ में सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड के दहन से बना सिलिका का एक अनाकार रूप है। दूसरी ओर सिलिका धुआं, एक बहुत ही महीन पोज्जोलनिक, अनाकार सामग्री है, जो विद्युत चाप भट्टियों में मौलिक सिलिकॉन या फेरोसिलिकॉन मिश्र धातुओं के उत्पादन का एक उप-उत्पाद है। यूरोप में 1960 के दशक के अंत और संयुक्त राज्य अमेरिका में 1970 के दशक के मध्य से पहले, सिलिका का धुआं बस वायुमंडल में डाला जाता था। 1970 के दशक के मध्य के दौरान सख्त पर्यावरण कानूनों के कार्यान्वयन के साथ, सिलिकॉन गलाने वालों ने सिलिका के धुएं को इकट्ठा करना और इसके अनुप्रयोगों की खोज करना शुरू कर दिया। नॉर्वे में किए गए शुरुआती काम ने सबसे अधिक ध्यान आकर्षित किया, क्योंकि इससे पता चला था कि सिलिका धुएं वाले पोर्टलैंड सीमेंट-आधारित-कंकरीट में बहुत अधिक ताकत और कम छिद्र थे। तब से सिलिका धुएँ के अनुसंधान और विकास ने इसे कंक्रीट और सीमेंट उत्पादों के लिए दुनिया के सबसे मूल्यवान और बहुमुखी मिश्रणों में से एक बना दिया। सिलिका धूमा एक अति सूक्ष्म पदार्थ है जिसका व्यास 1 माइक्रोन मीटर से कम गोलाकार कण होता है, जिसका औसत लगभग 0.15 माइक्रोन होता है। यह इसे औसत सीमेंट कण से लगभग 100 गुना छोटा बनाता है। सिलिका धुएँ का थोक घनत्व साइलो में घनत्व की डिग्री पर निर्भर करता है और 130 (असंवेदनशील) से 600 किलोग्राम/घन मीटर तक भिन्न होता है। सिलिका धुएँ का विशिष्ट गुरुत्व आमतौर पर 2.2 से 2.3 की सीमा में होता है। सिलिका धुएँ के विशिष्ट सतह क्षेत्र को बी. ई. टी. विधि या नाइट्रोजन अधिशोषण विधि से मापा जा सकता है। यह आम तौर पर 15,000 से 30,000 वर्ग मीटर/किग्रा तक होता है। उत्पादन सिलिका धूमा सिलिकॉन और फेरोसिलिकॉन मिश्र धातुओं के उत्पादन में विद्युत चाप भट्टियों में कोयला, कोक, लकड़ी-चिप जैसी कार्बोनेसियस सामग्री के साथ उच्च शुद्धता वाले क्वार्ट्ज की कार्बोथर्मिक कमी में एक उपोत्पाद है। अपने अत्यधिक सूक्ष्मता और उच्च सिलिका सामग्री के कारण, सिलिका धुआं एक बहुत ही प्रभावी पॉज़्ज़ोलनिक सामग्री है। सीमेंटयुक्त मिश्रणों में उपयोग किए जाने वाले सिलिका धुएँ के लिए मानक विनिर्देश एएसटीएम सी1240, ईएन 13263 हैं। पोर्टलैंड सीमेंट कंक्रीट के गुणों में सुधार के लिए उसमें सिलिका का धुआं मिलाया जाता है, विशेष रूप से इसकी संपीड़ित करने वाली ताकत, बंधन की ताकत और घर्षण प्रतिरोध। ये सुधार सीमेंट पेस्ट मिश्रण में एक बहुत ही महीन पाउडर को जोड़ने के साथ-साथ पेस्ट में सिलिका धुएं और मुक्त कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के बीच पोज्जोलनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप यांत्रिक सुधार दोनों से उत्पन्न होते हैं। सिलिका के धुएं को जोड़ने से कंक्रीट से क्लोराइड आयनों की पारगम्यता भी कम हो जाती है, जो कंक्रीट के सुदृढ़ीकरण इस्पात को जंग से बचाता है, विशेष रूप से क्लोराइड युक्त वातावरण जैसे तटीय क्षेत्रों और आर्द्र महाद्वीपीय सड़क मार्गों और रनवे (डीइसिंग लवणों के उपयोग के कारण) और खारे पानी के पुलों में। इसके अलावा, सिलिका धुएं का तेल और गैस संचालन में महत्वपूर्ण उपयोग होता है। सिलिका धुएँ का उपयोग कुएँ के बोर में हाइड्रोलिक सील के रूप में ग्राउट के प्राथमिक स्थान के लिए किया जा सकता है, या द्वितीयक अनुप्रयोगों जैसे कि रिसाव की मरम्मत, विभाजन और समाप्त क्षेत्रों को बंद करने सहित उपचारात्मक संचालन के लिए किया जा सकता है। 1970 के दशक के मध्य से पहले, लगभग सभी सिलिका धुएं को वायुमंडल में छोड़ दिया गया था। पर्यावरणीय चिंताओं के बाद सिलिका धुएँ के संग्रह और लैंडफिलिंग की आवश्यकता हो गई, विभिन्न अनुप्रयोगों में सिलिका धुएँ का उपयोग करना आर्थिक रूप से व्यवहार्य हो गया, विशेष रूप से उच्च प्रदर्शन वाले कंक्रीट में। ताजा और कठोर कंक्रीट के विभिन्न गुणों पर सिलिका धुएँ के प्रभावों में शामिल हैंः कार्यकुशलताः सिलिका धुएँ के जुड़ने के साथ, समय के साथ मंदी का नुकसान सीधे सिलिका धुएँ की मात्रा में वृद्धि के लिए आनुपातिक है क्योंकि इसके जुड़ने से कंक्रीट मिश्रण में बड़े सतह क्षेत्र की शुरुआत होती है। हालांकि मंदी कम हो जाती है, मिश्रण अत्यधिक सामंजस्यपूर्ण रहता है। पृथक्करण और रक्तस्रावः सिलिका का धुआं रक्तस्राव को काफी कम कर देता है क्योंकि सिलिका धुएं के बड़े सतह क्षेत्र को गीला करने में मुक्त पानी का सेवन किया जाता है और इसलिए रक्तस्राव के लिए मिश्रण में बचा हुआ मुक्त पानी भी कम हो जाता है। सिलिका का धुआं ताजे कंक्रीट के छिद्रों को भी अवरुद्ध कर देता है ताकि कंक्रीट के भीतर पानी को सतह पर नहीं आने दिया जाए। सिलिकन कार्बाइड उपोत्पाद के रूप में सिलिका धुएँ का उपयोग सिलिकॉन कार्बाइड के उत्पादन के लिए किया जा सकता है। यह भी देखें संदर्भ आगे पढ़ने के लिए बाहरी लिंक सिलिका फ्यूम एसोसिएशन सिरेमिक सामग्री कांच के प्रकार सिलिकॉन डाइऑक्साइड