¿Qué es la Microsílica Elkem?

La microsílica

Microsílica es un mineral compuesto de esferas de bióxido de silicio (SiO2) ultrafino, amorfo y cristalino, producido durante la fabricación de silicio o ferrosilicio (Fig. 1).

Figura 1. Partículas de microsílica (SEM)

Proceso de producción de la microsílica

Este proceso involucra la reducción de cuarzo de alta pureza en hornos de arco eléctrico a temperaturas superiores a 2000º C (Fig. 2).

Figura 2. Horno de arco eléctrico

La microsílica se forma cuando el gas SiO producido conforme el cuarzo se reduce, se mezcla con el oxígeno en la parte superior del horno. En este punto el SiO se oxida a SiO2, condensándose en las partículas esféricas puras de microsílica que forman la mayor parte de los vapores del humo del horno.  De aquí los nombres alternos para el material (vapores de sílice condensados o vapores de sílice).

Los vapores del horno se conducen a través de tuberías de enfriamiento, por un pre-colector y ciclón (para quitar las partículas gruesas que pudieran haberse arrastrado del horno) y luego se soplan hacia filtros bolsa diseñados especialmente donde se recolectan (Fig. 3).

Figura 3. Sistema de producción de microsílica

El tamaño promedio de partícula está por debajo de 0.5 micras, lo que significa que cada micro esfera es 100 veces mas pequeña que un grano de cemento promedio. En una mezcla típica, con dosificación de 10% de microsílica , habrá entre 50,000 y 100,000 partículas de microsílica por grano de cemento.  La calidad de las materias primas y la operación de los hornos determinan la pureza de la microsílica. Aunque el material se recolecta como un polvo muy fino con una densidad a granel en el rango de 200 kg/m3, se le puede procesar para densificarlo, haciendo la densidad a granel de alrededor de 650 kg/m3, o puede hacerse lechada. Este proceso posterior involucra el mezclado de la microsílica, normalmente en forma directa de los filtros de los silos, con un peso igual de agua. La lechada es fácil de transportar, almacenar dosificar y de mezclarse con el concreto.

La microsílica Elkem

La microsílica de Elkem se prueba en un análisis químico completo y distribución de tamaño de partícula. La lechada se evalúa también en contenido de sólidos, densidad y color.
El aseguramiento de calidad de microsílica Elkem cumple con la certificación ISO 9001. La microsílica de Elkem cumple con los Estándares Americano (ASTM C-1240) y Canadiense (CAN/CSA-A23.5) para vapor de sílice y con el nuevo Estandar Europeo prEN 13263.

¿Como trabaja la microsílica de Elkem?

Las esferas ultrafinas llenan los huecos entre los granos de cemento reduciendo los vacíos en el concreto fresco (Fig. 4). Las partículas actúan como balines de chumacera y mientras hacen al concreto mucho más adherente, realmente le dan mas movilidad a la mezcla permitiendo que el concreto fluya mas fácilmente al aplicarle energía.

Figura 4. La microsílica actúa como carga y puzolana

Esto permite lograr acabados en la superficie más pronto que con el concreto normal.

La microsílica es puzolana

Esto significa que reaccionará con el hidróxido de calcio derivado de la hidratación del cemento y formará mas del silicato de calcio hidratado que mantiene unido al concreto.

Debido a que las partículas de microsílica son ultrafinas, con un área de superficie específica de alrededor de 20,000 m2/kg y un contenido de SiO2 de aproximadamente 90%, la reactividad es muy alta. Por el tamaño muy pequeño de las partículas de microsílica , la estructura cristalina formada por esta reacción es también muy pequeña y ocupa los espacios vacíos dentro de la matriz. Esto densifica la estructura completa del concreto, resultando en una resistencia mayor y reducciones significativas en permeabilidad.

Los aumentos en resistencia pueden ser desde 20 hasta 50% al usar microsílica como una simple adición.

Sin embargo, si el concreto esta diseñado para tomar ventaja de la acción puzolanica e incluye el uso de super-plastificantes para mantener muy bajas relaciones agua cemento, se pueden lograr grandes mejoras.

Se han registrado resistencias diseñadas de mas de 100Mpa para entregas de mezcla preparada de concreto. El efecto sobre la permeabilidad es aún más pronunciado. Cuando se usa un 10% de dosis en una mezcla que contiene alrededor de 400 kg de cemento, el coeficiente de permeabilidad se puede reducir hasta 1/100 del nivel del concreto equivalente sin microsílica.

Este incremento en resistencia y la reducción en permeabilidad del concreto, combinados con la reducción de hidróxido de calcio, significan que las características de durabilidad del concreto son enormemente mejoradas.

Las resistencias sulfato y cloruro es aumentada, la susceptibilidad a la reacción álcali-sílice se elimina virtualmente y la resistencia y adherencia mejoradas significan que la resistencia a la abrasión y erosión de un microsílica concreto excede por mucho las de una mezcla ordinaria.

La microsílica se puede usar para reducir el calor de hidratación (un factor muy importante en construcciones de concreto masivas). Esto puede lograrse reduciendo el contenido de cemento y empleando la microsílica para elevar la resistencia debido a su eficiencia cementante. Otra manera es usar un alto porcentaje de otro material puzolanico de reemplazo (como un PFA o GGBS) y emplear la reactividad de la microsílica para dar resistencia en etapa temprana e impermeabilidad, permitiendo así que los materiales mas lentos trabajen en un período mucho más largo de tiempo.

El concepto de “mezcla-triple” se ha utilizado exitosamente en muchos proyectos grandes alrededor del mundo.

Proveedores de microsílica

A continuación le presentamos a Koprimo, proveedor de microsílica Elkem:

Koprimo S. A. de C. V., es una empresa que comercializa productos químicos y minerales producidos por empresas líderes en su ramo, para satisfacer las necesidades de los clientes actuales y potenciales.

Elkem Materials es el mas grande abastecedor de microsílica y líder en la comercialización e implementación de la microsílica y su aplicación tecnológica a nivel mundial.

Koprimo es distribuidor autorizado de Elkem Materials.

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O bien, haga contacto directo con Koprimo para solicitar mayor información sobre la microsílica Elkem.