Beth yw mwg silica, a pha rôl mae'n ei chwarae mewn concrit?

Mae mygdarth silica, a elwir hefyd yn microsilica, yn sgil-gynnyrch o gynhyrchu aloion metel silicon neu ferrosilicon. Mae'n cynnwys gronynnau mân iawn o silicon deuocsid (SiO₂), gan wella'n sylweddol briodweddau mecanyddol a gwydnwch concrit pan gaiff ei ychwanegu. Mae rôl mygdarth silica mewn concrit yn cynnwys gwella cryfder, lleihau athreiddedd, a chynyddu gwydnwch, gan ei wneud yn ychwanegiad gwerthfawr at gymysgeddau concrit perfformiad uchel.

Pan fydd mygdarth silica wedi'i ymgorffori mewn concrit, mae'n gweithredu fel ychwanegyn anadweithiol i ddechrau. Mae'r broses hydradu yn dechrau pan fydd sment Portland yn rhyngweithio â dŵr, gan arwain at ffurfio dau gyfansoddyn allweddol. Calsiwm Silicate Hydrate (CSH), sy'n gyfrifol am y crisialu sy'n rhoi cryfder i'r concrit, a Chalsiwm Hydrocsid (CH), y cyfeirir ato'n gyffredin fel calch rhydd. Mae CH yn bennaf yn llenwad mandwll o fewn y concrit neu gall drwytholchi allan o gymysgeddau o ansawdd is, gan gyfrannu fawr ddim at gyfanrwydd adeileddol.

Wrth i'r broses hydradu fynd rhagddi, mae adwaith posolanig yn digwydd rhwng y mwg silica a'r CH, gan arwain at gynhyrchu CSH ychwanegol. Mae'r adwaith hwn yn digwydd yn bennaf yn y gofodau o amgylch y gronynnau sment hydradol. Mae ffurfio CSH ychwanegol yn llenwi'r gwagleoedd a allai fel arall aros yn wag, a allai ddod yn llwybrau i ddeunyddiau niweidiol dreiddio i'r concrit. O ganlyniad, mae'r broses hon yn gwella cryfderau cywasgol, hyblyg a bond y concrit. Yn ogystal, mae'n dwysáu matrics y concrit yn sylweddol, yn enwedig mewn rhanbarthau sy'n dueddol o ffurfio bylchau bach. Yr effaith gyffredinol yw strwythur concrit mwy cadarn ac anhydraidd, sydd mewn sefyllfa well i wrthsefyll mynediad sylweddau niweidiol.

Mae'r term "pozzolanic" yn tarddu o Pozzuoli, tref Eidalaidd lle darganfu Rhufeiniaid hynafol fod cymysgu calchfaen wedi'i falu â lludw folcanig yn creu morter gwydn ar gyfer rhwymo cerrig. Mae'r dechneg arloesol hon wedi sefyll prawf amser, fel y dangosir gan strwythurau sy'n parhau i fod yn gyfan ddau fileniwm yn ddiweddarach.

Mae ymgorffori mwg silica mewn concrid yn lleihau ei briodweddau trafnidiaeth yn sylweddol, gan arwain at ostyngiad amlwg yn symudedd cyfansoddion hylif a cherhyntau trydanol trwy gyfrwng concrit. Mae hyn yn arwain at ddeunydd sydd â athreiddedd eithriadol o isel a gwrthedd trydanol uwch. Hyd yn oed yn ei gyflwr ffres, cyn caledu, mae manteision mwg silica yn amlwg. Mae ei ronynnau tua 100 gwaith yn fân na rhai sment Portland cyffredin, gan wella modwlws cain y concrit. Mae'r maint gronynnau mân hwn nid yn unig yn cyfrannu at strwythur concrit dwysach ond hefyd yn hwyluso effaith dwyn pêl, sy'n gwneud y gorau o ymddygiad thixotropig y concrit - gan newid ei gludedd er gwell yn effeithiol.

Mae arwynebedd mawr gronynnau mwg silica yn chwarae rhan hanfodol wrth reoli symudedd y dŵr o fewn y cymysgedd concrid, gan bron i ddileu arwahanu a gwaedu. Mae'r eiddo hwn, ynghyd â manteision rheolegol mwg silica, yn galluogi'r concrit i gael ei deilwra ar gyfer cymwysiadau penodol. Mae'n caniatáu ar gyfer creu concrit hynod gydlynol, ymarferol sy'n gallu cynnal ei ffurf ar lethrau, yn ogystal â chael ei bwmpio dros bellteroedd hir heb golli cywirdeb. Mae'r buddion hyn yn gwneud mwg silica yn ychwanegyn amhrisiadwy wrth gynhyrchu concrit gwydn ac amlbwrpas.