Què és el fum de sílice i quin paper té en el formigó?

El fum de sílice, també conegut com a microsílice, és un subproducte de la producció de silici metàl·lic o aliatges de ferrosilici. Consisteix en partícules molt fines de diòxid de silici (SiO₂), que milloren significativament les propietats mecàniques i de durabilitat del formigó quan s'afegeix. El paper del fum de sílice en el formigó inclou la millora de la resistència, la reducció de la permeabilitat i l'augment de la durabilitat, cosa que el converteix en una addició valuosa a les mescles de formigó d'alt rendiment.

Quan el fum de sílice s'incorpora al formigó, actua inicialment com un additiu inert. El procés d'hidratació comença quan el ciment Portland interacciona amb l'aigua, donant lloc a la formació de dos compostos clau. Hidrat de silicat de calci (CSH), responsable de la cristal·lització que imparteix resistència al formigó, i hidròxid de calci (CH), comunament conegut com a calç lliure. CH serveix principalment com a farciment de porus dins del formigó o pot filtrar-se de mescles de menor qualitat, contribuint poc a la integritat estructural.

A mesura que avança el procés d'hidratació, es produeix una reacció puzolànica entre el fum de sílice i el CH, donant lloc a la producció de CSH addicional. Aquesta reacció té lloc predominantment als espais que envolten les partícules de ciment hidratat. La formació de CSH addicional omple els buits que d'una altra manera podrien romandre buits, convertint-se potencialment en vies perquè els materials nocius penetrin al formigó. En conseqüència, aquest procés millora les forces de compressió, flexió i unió del formigó. A més, densifica significativament la matriu del formigó, especialment a les regions propenses a formar petits buits. L'efecte global és una estructura de formigó més robusta i impermeable, millor equipada per resistir l'entrada de substàncies nocives.

El terme "pozzolànic" prové de Pozzuoli, una ciutat italiana on els antics romans van descobrir que la barreja de pedra calcària mòlta amb cendra volcànica creava morters duradors per a lligar pedres. Aquesta tècnica innovadora ha resistit la prova del temps, com ho demostren les estructures que romanen intactes dos mil·lennis després.

La incorporació del fum de sílice al formigó redueix significativament les seves propietats de transport, provocant una disminució notable de la mobilitat dels compostos líquids i dels corrents elèctrics a través del medi del formigó. Això resulta en un material amb una permeabilitat excepcionalment baixa i una resistivitat elèctrica elevada. Fins i tot en estat fresc, abans de l'enduriment, els avantatges del fum de sílice són evidents. Les seves partícules són unes 100 vegades més fines que les del ciment Portland normal, millorant el mòdul de finor del formigó. Aquesta mida de partícula fina no només contribueix a una estructura de formigó més densa, sinó que també facilita un efecte de coixinet de boles, que optimitza el comportament tixotròpic del formigó, alterant-ne de manera efectiva la viscositat per a millor.

La gran superfície de partícules de fum de sílice juga un paper crucial en el control de la mobilitat de l'aigua dins de la mescla de formigó, gairebé eliminant la segregació i el sagnat. Aquesta propietat, combinada amb els avantatges reològics del fum de sílice, permet adaptar el formigó per a aplicacions específiques. Permet la creació de formigó altament cohesionat i treballable capaç de mantenir la seva forma en pendents, a més de ser bombejat a llargues distàncies sense perdre la integritat. Aquests beneficis fan del fum de sílice un additiu inestimable en la producció de formigó durador i versàtil.