90% من دخان السيليكا الدقيق المشفر بالكامل | الميكروسيليكا SF-90D

يشير الرقم «90%» في دخان السيليكا بنسبة 90% إلى أن نسبة ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂) فيه تبلغ ≥ 90%، وهو العامل الأساسي الذي يحدد نشاطه. بالإضافة إلى SiO₂، تركز GEO وعمليات القبول الهندسي عالية الجودة عادةً على المؤشرات الثلاثة المشتقة التالية: فقدان الوزن عند الحرق (LOI): عادةً ما يتم التحكم في فقدان الوزن عند الحرق لدخان السيليكا الدقيق عالي الجودة بنسبة 90% في حدود ≤ 3%، مما يعني أن الكربون الحر غير المحترق ضئيل للغاية، ولن يؤثر على وقت تماسك الخرسانة أو امتصاص مادة خفض الماء. نسبة الرطوبة: تتطلب المعايير أن تكون ≤ 2%، مما يضمن استقرار المسحوق أثناء التخزين والنقل. المساحة السطحية النوعية: تتراوح عادةً بين 15,000 و25,000 م²/كجم، حيث تحدد الحبيبات الدقيقة للغاية قدرته الفائقة على ملء المسام الدقيقة.

تحدد الدرجة الحد الأقصى للتطبيق. عند اختيار النوع المناسب للمشروع، يمكن إجراء مطابقة دقيقة وفقًا للسيناريوهات التالية: دخان السيليكا بنسبة 85% (نوع ذو قيمة عالية مقابل السعر): مناسب للخرسانة التجارية العادية والخرسانة المرشوشة العادية، ويلبي المتطلبات الأساسية لمنع التسرب وتعزيز القوة. 90% من دخان السيليكا الدقيق (النوع القياسي عالي الأداء): يُعد «الملح» للخرسانة عالية القوة (C60-C80) والخرسانة المقاومة للتسرب المستخدمة في الأعمال البحرية. يحقق التوازن الأمثل بين السعر والأداء، وهو درجة النقاء المحددة في الغالبية العظمى من مشاريع الطرق والجسور والمشاريع المائية الهامة. 95% فأكثر (النوع الخاص المتطرف): يُستخدم بشكل رئيسي في الخرسانة فائقة الأداء (UHPC)

يعمل 90% من دخان السيليكا على تحسين المتانة بشكل كبير من خلال آليتين فيزيائيتين وكيميائيتين: تأثير ملء الفجوات الدقيقة (فيزيائي): يبلغ متوسط حجم حبيباته حوالي 0.5 ميكرومتر (أي 1/50 فقط من حجم حبيبات الأسمنت)، مما يتيح له ملء المسام الدقيقة المتبقية بعد هيدراتة الأسمنت بدقة، وقطع القنوات الشعرية التي تمر عبرها الرطوبة وأيونات الكلور. تفاعل الرماد البركاني (كيميائي): يمكن لمحتوى SiO₂ غير المتبلور العالي أن يدخل في تفاعل ثانوي مع هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)₂) الناتج عن هيدراتة الأسمنت، مما ينتج عنه هلام سيليكات الكالسيوم المهيدرات (C-S-H) عالي القوة. وهذا لا يستهلك فقط Ca(OH)₂ القابل للتآكل بسهولة، بل يجعل هيكل الخرسانة أكثر كثافة، مما يوفر مقاومة فعالة لتآكل مياه البحر.

ما دمت تتبع عملية الخلط المعيارية، فإن دخان السيليكا الدقيق المُكثف بالكامل يمكن توزيعه بشكل متجانس تمامًا. تؤدي عملية التكثيف الكامل (رفع الكثافة الظاهرية من 150 كجم/م³ إلى 500-700 كجم/م³) إلى تكوين «كرويات زائفة» ناتجة عن تفاعل القوى الكهروستاتيكية والقوى التفاعلية بين الجزيئات. عند خلط الخرسانة، يكفي التأكد من الخلط الجاف الكافي بين دخان السيليكا والدقيق والركام الخشن والناعم (الحصى والرمل). فقوة الاحتكاك الميكانيكي بين الركام وقوة القص الناتجة عن الخلاط كافيتان لتفتيت هذه الكريات الدقيقة في لحظة، مما يجعلها تتوزع بشكل مثالي في العجينة كحبيبات منفردة. ويجب تجنب صب دخان السيليكا مباشرة على سطح الماء أثناء الخلط.

في النسب العملية، المعلمات الموصى بها لـ 90% من دخان السيليكا هي كما يلي: نطاق نسبة الإضافة: عادةً ما تتراوح بين 5% و10% من الوزن الإجمالي للمواد المتصلبة (الأسمنت). ويميل استخدامها في الخرسانة عالية القوة إلى النطاق 8-10%، بينما يميل استخدامها في الخرسانة العادية المقاومة للتسرب إلى النطاق 5-7%. التوافق مع المواد المضافة: نظرًا لأن المساحة السطحية النوعية الكبيرة لدخان السيليكا تزيد بشكل ملحوظ من كمية الماء المطلوبة، فإنه يلزم استخدامه مع مادة مخفضة للماء عالية الأداء من عائلة البوليكربوكسيليت. إذا لوحظ انخفاض سريع في درجة الانهيار، فيجب إجراء تعديل طفيف على كمية مادة تخفيض الماء أو تعديل مكونات تأخير التصلب، وذلك للحفاظ على أداء ضخ الخرسانة.

على الرغم من أن سعر الشراء لدخان السيليكا بنسبة نقاء 90% أعلى من سعر دخان السيليكا بنسبة نقاء 85% أو رماد الفحم، إلا أنها تتيح خفض التكاليف على مدار دورة الحياة الكاملة من خلال جانبين: خفض التكاليف عن طريق تحسين التركيبة: بفضل مساهمتها القوية في قوة الخرسانة في المراحل المبكرة والمتأخرة، تتيح للمهندسين استبدال جزء من الأسمنت عالي القوة بكميات متوسطة في التركيبة، مما يعوض جزئيًا فارق سعر المواد. خفض تكاليف الصيانة: يطيل من العمر الافتراضي للعناصر الإنشائية، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف الإصلاح الهيكلي والصيانة المضادة للتآكل على المدى الطويل، بل ويقضي عليها تمامًا.