Silikatrauch ist eine Substanz, die verwendet wird, um die Festigkeit von Beton zu verbessern. Es entsteht bei der Synthese von Siliziummetall oder Ferrosiliziumlegierungen, wenn bei der Reduktion von hochreinem Quarz bei hoher Temperatur in einem Elektroofen Siliziumoxidgas freigesetzt wird. Das Gas reagiert mit Sauerstoff und kondensiert zu Silikastaub, einer feinen weißen Pulversubstanz, die hauptsächlich aus Siliziumdioxid besteht. Dieser Stoff ist nicht zu verwechseln mit pyrogener Kieselsäure, auch pyrogene Kieselsäure genannt, die eine andere Zusammensetzung hat und zum Andicken von Milchshakes und Farben verwendet wird.
Wie andere puzzolanische Materialien reagiert Silikastaub mit Calciumhydroxid, um starke Bindungen innerhalb der Zementmischung zu erzeugen. Die Zugabe dieser Substanz zum Beton verringert den Wassergehalt des Betons und macht ihn weniger anfällig für Korrosion durch Meersalze und Chloridionen. Dies macht es besonders nützlich in wasserexponierten Bauwerken wie Dämmen oder Brücken.
Es hat sich gezeigt, dass die Zugabe von Silikastaub zu einer Betonmischung die Ausdehnung und Rissbildung aufgrund von Alkali-Kieselsäure-Reaktionen (ASR) reduziert. ASR tritt typischerweise auf, wenn Hydroxidionen mit Kieselsäure in einer Zementmischung reagieren, um ein Kalzium- und Alkalisilikatgel zu bilden, das in poröse Räume im Beton fließt. Das Gel verursacht Ausdehnung und Rissbildung, was zu einem eventuellen strukturellen Versagen führt.
Die extrem feine Partikeltextur von Silikastaub verleiht ihm vorteilhafte mechanische Eigenschaften. Silikatbeton ist weniger durchlässig als unbewehrter Beton und kann zur Aufnahme schwerer Lasten verwendet werden. Wolkenkratzer und andere große Gebäude, die großen vertikalen Druck auf ihre Bauteile ausüben, verwenden normalerweise hochfesten Beton.
Silikatbeton wird durch Zugabe eines bestimmten Rauchanteils zum Zement in nasser oder trockener Form gemischt. Der Anteil an Silikastaub in der fertigen Betonmischung wird durch die erforderliche Materialstärke bestimmt. Stärkere Mischungen aus Silikatbeton, die bis zu 15 Gewichtsprozent Silikastaub enthalten können, sind spröder als die üblicheren Mischungen, die 7-10 % enthalten.
Bis etwa Mitte der 1970er Jahre wurde die bei Quarzreaktionen entstehende Substanz nicht konserviert, sondern in die Atmosphäre freigesetzt. Diese Praxis führte zu Umweltbedenken, die zur Deponierung des Stoffes führten. Seitdem wurden Richtlinien entwickelt, um die physikalische Qualität, Verpackung und andere Qualitäten für den industriellen Gebrauch zu standardisieren.