Zr-104 – verstärkter Zirkonoxidhaltiger Silikastaub | Zirkonium-Silikastaub ZSF104

Zr104-Zirkonium-Silikastaub ist ein hochreaktives, ultrafeines Pulver, das während des Herstellungsprozesses von elektrisch geschmolzenem Zirkonoxid (gewonnen aus Zirkoniumoxid-Erz) durch Auffangen des verdampften und kondensierten gasförmigen Siliziumdioxids gewonnen wird. Im Vergleich zu gewöhnlichem Mikrosilika aus Ferrosilizium-Legierungen weist Zr104 drei wesentliche Unterschiede auf: Weißere Farbe: Der Kohlenstoffgehalt ist extrem niedrig, das Aussehen ist in der Regel grauweiß oder reinweiß, wodurch die Farbe des Endprodukts nicht beeinträchtigt wird. Höhere Hitzebeständigkeit: Es enthält in der Regel Spuren von Zirkonoxid (ZrO₂), was ihm eine bessere Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und eine höhere Alkalibeständigkeit verleiht. Reinheit und Morphologie: Es weist einen extrem hohen Gehalt an amorphem Siliziumdioxid und eine äußerst regelmäßige kugelförmige Mikrostruktur auf, was zu einer besseren Fließfähigkeit führt.

Dank seiner hohen vulkanischen Aktivität und seiner hervorragenden physikalischen Eigenschaften wird Zr104 vor allem in der High-End-Fertigung und im Bereich spezieller Baustoffe eingesetzt: Hochleistungs-Feuerfestmaterialien: z. B. zementarme Gussmassen und Fertigteile, bei denen es die Dichte und die Hochtemperaturfestigkeit deutlich verbessert. Spezialbeton und Baustoffe: Ultrahochleistungsbeton (UHPC), weiße oder helle Dekormörtel, schrumpffreie Vergussmassen. Hochleistungskeramik und Beschichtungen: Als Sinterhilfsmittel für Spezialkeramik oder als Hochleistungsfüllstoff in verschleißfesten Beschichtungen.

Herkömmliches Mikrosilika ist dunkelgrau oder schwarz, was seine Verwendung in hellen Produkten stark einschränkt. Das grauweiße/weiße Erscheinungsbild von Zr104 löst dieses Problem perfekt. Es ermöglicht Rezepturingenieuren, helle oder farblich anzupassende Produkte (wie hochwertigen dekorativen Sichtbeton oder farbige Fugenmassen) zu entwickeln, ohne dabei Abstriche bei den mechanischen Eigenschaften und der Dauerhaftigkeit machen zu müssen, und gleichzeitig den Einsatz von teurem Titandioxid zu reduzieren.

Empfohlene Zugabemenge: In der Regel 3 % bis 10 % des Gesamtgewichts der Bindemittel (z. B. Zement oder Aluminatzement). Der genaue Anteil muss durch Rezepturtests in Abhängigkeit von der angestrebten Festigkeit und Fließfähigkeit ermittelt werden. Empfehlungen zur Mischung: Da Silikastaub eine große spezifische Oberfläche und eine hohe Wasseraufnahmefähigkeit aufweist, kann es bei direkter Trockenmischung leicht zu Agglomeration kommen. Es wird empfohlen, während der Trockenmischung gründlich zu rühren und bei der Wasserzugabe ein hochwirksames Wasserreduktionsmittel (z. B. auf Polycarboxylatbasis) zu verwenden, um eine gleichmäßige Verteilung des Pulvers in der Mörtelmischung sicherzustellen und eine optimale Fließfähigkeit zu erzielen.

Zr104 erfüllt im System eine doppelte Funktion als „Mikrokugeln“ und durch die „Vulkanasche-Reaktion“. In der Frühphase: Seine ultrafeinen kugelförmigen Partikel füllen die winzigen Poren zwischen den Zementpartikeln aus, verdrängen das freie Wasser und erhöhen die Dichte. Spätphase: Sein hochreaktives amorphes SiO₂ geht eine Sekundärreaktion mit dem bei der Zementhydratation entstehenden Calciumhydroxid (Ca(OH)₂) ein, wodurch ein hartes Calciumsilikatgel (C-S-H) entsteht. Dies erhöht nicht nur die Druck- und Biegefestigkeit in der Spätphase erheblich, sondern senkt auch die Porosität des Materials deutlich und verbessert die Durchlässigkeitsbeständigkeit sowie die Korrosionsbeständigkeit.

Lagerung unter Schutz vor Feuchtigkeit: Das Produkt muss in einer trockenen, gut belüfteten Innenumgebung gelagert werden, um Regen und hohe Luftfeuchtigkeit zu vermeiden. Bei Feuchtigkeitseinwirkung kommt es bei Silikastaub zu irreversiblen Aggregationen und Verklumpungen, wodurch die ursprüngliche Dispersionsfähigkeit und Aktivität verloren gehen. Staubschutz: Da die Partikelgröße meist im Submikrometerbereich (0,1–0,2 μm) liegt, ist das Material sehr leicht flüchtig. Beim Öffnen der Verpackungen und beim Dosieren müssen die Bediener eine Staubmaske (N95 oder höher) sowie eine Schutzbrille tragen, um Atemwegsprobleme durch langfristiges Einatmen des Staubs zu vermeiden.