실리카 퓸(마이크로실리카)은 초미세 비정질 이산화규소(SiO2)로, 실리콘 및 페로실리콘 생산의 부산물이며, 콘크리트에서 고성능 포졸란 혼화재로 사용되어 압축 강도를 극적으로 높이고 투수성을 줄이며 화학 및 마모 저항성을 개선합니다. 다음 규격을 준수합니다 ASTM C1240, 일반적으로 85~98%의 비정질 SiO를 함유하며2 직경이 약 0.1~0.3 마이크론인 구형 입자로 구성되어 있으며 — 포틀랜드 시멘트보다 약 100배 더 미세합니다. 이 페이지에서는 실리카 퓸이 무엇인지, 콘크리트에서 어떻게 작용하는지, 사용 가능한 등급, 투입량 지침, 그리고 콘크리트 생산자와 혼화재 배합자가 RawSource로부터 대량 조달하는 방법을 설명합니다.
2026년 7월 RawSource 기술팀이 검토 및 업데이트함.
실리카 퓸이란 무엇인가?
실리카 퓸은 마이크로실리카 또는 응축 실리카 퓸이라고도 불리며, 전기 아크로에서 실리콘 금속 및 페로실리콘 합금을 생산할 때 나오는 부산물입니다. 노가 고순도 석영을 환원할 때 SiO 증기가 빠져나와 산화되어 극도로 미세한 유리질(비결정) 이산화규소 구체로 응축됩니다. 이 물질은 백하우스 필터에 포집되어 보조 시멘트질 재료(SCM)로 정제됩니다.
참고: 실리카 퓸은 흄드 실리카나 콜로이드 실리카와 같지 않습니다. 그것들은 증점제, 침강 방지제, 연마 연마제로 사용되는 제조된 고순도 실리카인 반면, 실리카 퓸은 콘크리트에 첨가되는 회수 포졸란입니다. 다음을 참조하세요 흄드 실리카, 콜로이드 실리카, 실리카 퓸의 비교 전체 구분을 위해.
왜냐하면 실리카가 비정질 석영처럼 결정질이 아니기 때문에 콘크리트에서 반응성이 높습니다. 엄청난 표면적과 결합하여, 이는 실리카 퓸을 고성능 콘크리트에 사용되는 가장 효과적인 포졸란 중 하나로 만듭니다. 이는 1차 채굴 첨가제가 아니라 회수된 산업 부산물 — 기원상 재활용 재료입니다. (이는 재료의 출처를 설명하는 것으로, 지속 가능성이나 환경에 관한 주장이 아니라 기원에 관한 사실 진술입니다.)
규격 측면에서 실리카 퓸은 주로 다음에 의해 규율됩니다 ASTM C1240 북미에서는 그리고 EN 13263 유럽에서는. 이 규격들은 최소 비정질 SiO2 함량, 최대 강열 감량 및 수분, 최소 비표면적, 그리고 포졸란 활성(가속) 지수를 규정합니다. 이 규격을 준수하는 재료가 콘크리트 생산자와 혼화재 배합자가 구조용 배합 설계에 적격 판정하는 것입니다.
실리카 퓸의 주요 특성
| 특성 | 일반 값 / 범위 | 콘크리트에서 중요한 이유 |
|---|---|---|
| SiO2 함량 | 85~98% (비정질) | 포졸란 반응성을 유발함; ASTM C1240은 ≥85%를 요구함 |
| 평균 입자 크기 | ~0.1–0.3 µm | 시멘트보다 ≈100배 더 미세함; 미세 공극을 채움 |
| 비표면적 | ~15~30 m²/g (BET) | 높은 표면적이 반응을 가속화함 |
| 벌크 밀도 (비압밀) | ~130~430 kg/m³ | 매우 가볍고 먼지가 많음; 취급이 더 어려움 |
| 벌크 밀도 (압밀) | ~480~720 kg/m³ | 운송, 저장, 배치가 더 쉬움 |
| 형태 | 비정질 (비결정) | 결정질 실리카보다 반응성이 높음 |
| 색상 | 밝은 회색에서 짙은 회색 (백색 등급 사용 가능) | 백색 등급은 건축용 콘크리트에 적합함 |
| 참조 규격 | ASTM C1240 / EN 13263 | SiO를 규정함2, LOI, 표면적, 반응성 |
높은 표면적 때문에 실리카 퓸은 배합의 물 요구량을 증가시키므로, 낮은 물-시멘트질 비율에서 작업성을 유지하기 위해 거의 항상 고성능 감수제(초가소제)와 함께 사용됩니다.
실리카 퓸이 콘크리트에서 작용하는 방식
실리카 퓸은 두 가지 상호 보완적인 메커니즘을 통해 콘크리트를 개선합니다:
- 포졸란 반응: 포틀랜드 시멘트가 수화될 때 수산화 칼슘(Ca(OH)2, 포틀랜다이트라고도 함)을 방출합니다 — 상대적으로 약하고 가용성인 부산물입니다. 실리카 퓸의 비정질 SiO2 은 이 수산화 칼슘과 반응하여 추가적인 규산칼슘 수화물(C-S-H)을 형성하며, 이는 콘크리트에 강도를 부여하는 주요 결합재입니다.
- 물리적 공극 정밀화 (충전 효과): 실리카 퓸 입자는 시멘트 입자보다 약 100배 더 작아서, 시멘트 입자 사이의 공간과 페이스트-골재 계면에 채워집니다. 이는 미세 구조를 치밀화하고, 공극 네트워크를 정밀화하며, 투수성을 급격히 감소시킵니다.
약한 포틀랜다이트를 강한 C-S-H로 전환하는 동시에 공극 구조를 물리적으로 조밀하게 하는 것이 실리카 퓸이 일반 포틀랜드 시멘트 콘크리트보다 더 높은 강도와 극적으로 낮은 투수성을 모두 제공하는 이유입니다. 이 이점의 상당 부분은 계면 전이 영역 — 각 골재 입자 바로 주변을 둘러싸는 약하고 다공성인 페이스트 층입니다. 실리카 흄은 콘크리트에서 일반적으로 가장 취약한 부분인 이 영역을 치밀화하여 페이스트와 골재 간의 결합을 향상시키고 전체 강도를 높입니다.
한 가지 실질적인 결과는, 몇 주에 걸쳐 서서히 강도를 발현하는 플라이 애시와 달리 실리카 흄 콘크리트는 초기에 강도의 상당 부분을 계속해서 얻는다는 점입니다. 이는 실리카 흄을 높은 초기 강도와 장기 내구성이 모두 필요한 프로젝트에 적합하게 만듭니다 — 다만 배합 시 적절한 분산이 필수적인데, 잘 분산되지 않은 실리카 흄 응집체는 반응에 온전히 기여하지 못하기 때문입니다.
콘크리트에서 실리카 흄의 이점
| 이점 | 메커니즘 | 중요한 분야 |
|---|---|---|
| 더 높은 압축 및 휨 강도 | 추가 C-S-H + 더 치밀한 매트릭스 | 고강도 / 고성능 콘크리트(HPC) |
| 매우 낮은 투수성 | 정제된 공극 구조 | 해양, 저수, 주차 구조물 |
| 염화물 및 부식 저항성 | 철근으로의 염화물 침투 차단 | 교량 상판, 해양, 제빙염 노출 |
| 황산염 및 산 저항성 | 더 낮은 투수성 + 감소된 유리 석회 | 폐수, 산업, 화학 노출 |
| ASR 완화 | 포졸란 반응을 통한 알칼리 소비 | 반응성 골재 지역 |
| 마모 및 침식 저항성 | 더 단단하고 치밀한 표면 | 여수로, 산업용 바닥, 수리 구조물 |
| 향상된 숏크리트 성능 | 더 나은 응집력, 적은 리바운드 | 터널링, 사면 안정화, 보수 |
실리카 흄 대 기타 보조 시멘트질 재료
실리카 흄은 종종 플라이 애시 및 고로 슬래그 미분말(GGBFS)과 비교됩니다. 세 가지 모두 SCM이자 산업 부산물이지만, 미세도, 반응성, 일반적인 투입량에서 크게 다릅니다. 많은 고성능 배합은 실리카 흄을 과 함께 플라이 애시 또는 슬래그를 사용하여 강도, 내구성, 비용의 균형을 맞춥니다.
| 실리카 흄 | 플라이 애시(Class F) | 슬래그(GGBFS) | |
|---|---|---|---|
| 출처 | 실리콘 / 페로실리콘 생산 | 석탄 연소 | 철강 고로 |
| 입자 크기 | ~0.1–0.3 µm | ~10–100 µm | ~10–30 µm |
| 반응성 | 매우 높음 | 낮음–중간(느림) | 중간 |
| 일반적인 대체율 | ~5–12% | ~15–30% | ~25–50% |
| 강도 효과 | 큰 초기 및 최종 강도 증가 | 느린 장기 강도 증가 | 장기 강도 증가 |
| 투수성 감소 | 가장 큼 | 양호 | 양호 |
| 주요 용도 | HPC, 내구성, ASR 제어 | 작업성, 발열 감소, ASR | 내구성, 매스 콘크리트 |
실리카 흄 투입량 및 첨가율
실리카 흄은 일반적으로 다음을 대체하거나 보충하는 데 사용됩니다 시멘트질 재료 질량의 5–12%, 대부분의 구조용 고성능 배합은 7–10% 범위에 속합니다. 낮은 투입량은 작업성과 완만한 강도 증가를 강조하고, 높은 투입량은 최대 강도와 내구성을 목표로 하지만 물 요구량을 증가시키고 배합을 더 끈적하게 만들므로 고성능 감수제가 필수가 됩니다.
대략 12–15%를 초과하면 효과가 감소하고 물 요구량이 급격히 증가합니다. 정확한 투입량은 항상 프로젝트 사양 및 배합 설계에 대해 시험 배합으로 확인해야 합니다 — 이는 일반적인 업계 범위이며, 배합 검증을 대체하지 않습니다.
실리카 흄의 형태: 치밀화, 비치밀화, 슬러리
- 비치밀화 실리카 흄 — 수집된 그대로의 원료 분말(벌크 밀도 ~130–430 kg/m³). 가장 반응성이 높은 형태이지만 먼지가 많고 취급 및 운송이 어렵습니다. 최대 포졸란 활성이 필요한 곳에 사용됩니다.
- 치밀화 실리카 흄 — 입자가 더 큰 덩어리로 응집된 형태(벌크 밀도 ~480–720 kg/m³). 가장 일반적인 상업적 형태로, 훨씬 적은 먼지로 저장, 운송, 배합이 더 쉽습니다. 레미콘 및 프리캐스트 공장의 표준 선택입니다.
- 실리카 흄 슬러리 — 물에 현탁된 비치밀화 실리카 흄(종종 무게 기준 ~50/50). 먼지를 제거하고 댐 및 터널과 같은 대형 프로젝트의 자동 배합에서 정밀하고 균일한 투입을 지원합니다.
- 백색 실리카 흄 — 외관이 중요한 건축용 및 장식용 콘크리트를 위한 저철분 등급으로, 동일한 성능 이점을 제공합니다.
실리카 흄의 응용
- 고강도 / 고성능 콘크리트(HPC): 우수한 하중 능력이 필요한 고층 기둥, 장경간 구조물, 프리캐스트 부재.
- 교량, 주차 상판, 해양 구조물: 매립된 보강재를 보호하기 위해 염화물 침투, 제빙염, 해수에 저항.
- 숏크리트: 응집력을 향상시키고 리바운드를 줄이는 터널링, 채광, 사면 안정화.
- 유정 시멘트: 고온의 가혹한 시추공 환경.
- 보수 및 오버레이 모르타르: 내구성과 낮은 투수성이 필요한 접착 오버레이 및 구조 보수.
- 산업용 바닥, 여수로, 수리 구조물: 높은 하중 하에서 마모 및 침식에 저항하는 표면.
실리카 흄 공급업체 — RawSource의 대량 공급
RawSource는 공급합니다 실리카 흄(마이크로실리카) 대량 공급 콘크리트 생산업체, 레미콘 및 프리캐스트 사업체, 건설 화학 및 혼화제 배합업체에게. 당사는 ASTM C1240 / EN 13263과 같은 공인된 실리카 흄 표준을 충족하는 재료를 공급하며, 로트별 적합성은 성적서(Certificate of Analysis)에 기록되고, 표준 및 프로젝트별 등급 요구사항을 모두 지원합니다.
- 등급: 표준 회색 치밀화 및 비치밀화 실리카 흄, 슬러리, 백색(저철분) 건축용 등급.
- 포장: 백, 슈퍼색(벌크백), 벌크/컨테이너 단위로 공급하여 배칭 및 물류에 맞춥니다.
- 문서: QA/QC 및 배합 검증을 위해 출하 시 성적서(CoA)와 사양 데이터를 제공합니다.
- 벌크 RFQ 방식: 등급, SiO2 사양, 형태, 물량, 배송지를 보내주시면 가격과 리드타임을 회신해 드립니다.
벌크 실리카 퓸 가격, 성적서(CoA), 또는 배합 설계를 위한 등급 안내를 요청하려면, 벌크 RFQ를 위해 당사 소싱팀에 문의하십시오.
콘크리트 내 실리카 퓸: 주요 수치
- 7일 포졸란 활성 지수 ≥105%, 비표면적 ≥15 m²/g. ASTM C1240-20(2020년판)의 두 가지 필수 반응성 및 미세도 한계값이며, 비표면적은 질소 흡착(BET)으로 측정됩니다. 두 값 모두 귀사가 검증 기준으로 삼는 성적서에 포함되어야 합니다 (Silica Fume Association, Silica Fume User’s Manual, 2nd ed., ASTM C1240-20 기준).
- 수분 ≤3%, 강열 감량 ≤6%, 45 µm 체 잔류 ≤10%. ASTM C1240-20의 세 가지 추가 필수 합격 한계값이며, 공급업체 검증 시 입고 로트를 세 항목 모두에 대해 선별하십시오 (Silica Fume Association, Silica Fume User’s Manual, 2nd ed., ASTM C1240-20 기준).
- 연간 120,000+ 미터톤. ACI 위원회 234는 전 세계적으로 매년 최소 120,000 미터톤의 실리카 퓸이 콘크리트에 사용된다고 추정하며, 이는 매년 600만 세제곱미터 이상의 실리카 퓸 콘크리트 타설에 해당합니다 (ACI 234R-06, 2012년 재승인, SFA Silica Fume User’s Manual에 재수록).
- 2024년 전 세계 실리콘 소재 생산량의 거의 80%가 중국에서 나왔으며, 미국의 페로실리콘 및 실리콘 금속은 단 5개 시설에서 생산되었습니다. 실리카 퓸은 이러한 제련소에서 회수되므로, 이러한 공급 집중은 벌크 물량의 리드타임 계획에 반영할 가치가 있습니다 (USGS Mineral Commodity Summaries, January 2025).
실리카 퓸에 관한 자주 묻는 질문
콘크리트에 실리카 퓸을 어떻게 사용하나요?
공장에서 실리카 퓸을 시멘트질 재료로 배합하십시오. 밀도화 분말이 표준 상업용 형태이며 사일로, 슈퍼색, 백에서 시멘트처럼 취급됩니다. 정확하게 계량하고, 고성능 감수제와 함께 사용하여 낮은 물-시멘트질 비율을 유지하며, 밀도화된 응집체를 분산시킬 만큼 충분히 오래 혼합하십시오. Silica Fume Association은 응집체를 분산시키기에 혼합이 충분해야 한다고 경고하며, 믹서가 이를 처리하지 못하는 경우 비밀도화 실리카 퓸을 권장합니다.
콘크리트에 실리카를 사용하는 이유는 무엇인가요?
실리카가 실리카 퓸으로서 콘크리트에 사용되는 이유는 두 가지 방식으로 동시에 재료를 개선하기 때문입니다. 화학적으로, 비정질 SiO2 는 시멘트 수화 중 방출되는 수산화 칼슘과 반응하여 추가적인 규산칼슘 수화물, 즉 강도를 담당하는 결합재를 형성합니다. 물리적으로, 마이크로미터 이하의 입자가 시멘트 입자 사이의 공극을 채웁니다. 이 결합 효과로 압축 강도가 높아지고, 투수성이 낮아지며, 염화물, 황산염, 마모에 대한 저항성이 향상되므로, 설계자는 교량 상판, 해양 구조물, 고성능 배합에 이를 요구합니다.
실리카 퓸은 포졸란인가요?
예. 실리카 퓸은 포졸란계 보조 시멘트질 재료로 분류됩니다. 자체적으로 수화하기보다는 수화하는 포틀랜드 시멘트가 방출하는 수산화 칼슘과 반응하여 강도를 얻습니다. ASTM C1240은 이 반응성을 직접 시험하며, 7일차에 대조 배합의 최소 105퍼센트에 해당하는 촉진 포졸란 활성 지수를 요구합니다. 높은 비정질 SiO2 함량과 극도의 미세도로 인해 콘크리트에 검증되는 가장 반응성이 높은 포졸란 중 하나입니다.
실리카 퓸이란 무엇인가요?
실리카 퓸은 초미세 비정질 이산화규소(SiO2)로, 실리콘 및 페로실리콘 생산의 부산물이며, 강도와 내구성을 높이고 투수성을 낮추기 위해 콘크리트에 고성능 포졸란 혼화재로 사용됩니다.
실리카 퓸은 어디에 사용되나요?
실리카 퓸은 높은 강도, 낮은 투수성, 화학적 저항성이 요구되는 교량, 해양 및 주차 구조물, 숏크리트, 유정 시멘트, 산업용 바닥, 보수 작업을 위한 고성능 및 고강도 콘크리트를 만드는 데 사용됩니다.
콘크리트에 실리카 퓸을 얼마나 첨가하나요?
실리카 퓸은 일반적으로 시멘트질 재료의 질량 기준 약 5~12%로 투입되며, 대부분의 구조용 배합은 7~10%를 사용합니다. 일반적으로 초가소제가 필요하며, 최종 투입량은 프로젝트 배합 설계에 대한 시험 배합으로 확인해야 합니다.
실리카 퓸은 마이크로실리카와 같은 것인가요?
예. 실리카 퓸, 마이크로실리카, 응축 실리카 퓸은 동일한 재료의 서로 다른 이름입니다 — 콘크리트에 사용되는 실리콘 및 페로실리콘 생산의 초미세 비정질 SiO2 부산물입니다.
실리카 퓸을 벌크로 어디서 구매할 수 있나요?
RawSource는 실리카 퓸을 벌크로 공급합니다 — 밀도화, 비밀도화, 슬러리, 백색 등급을 백, 슈퍼색, 벌크 단위로 성적서(CoA)와 함께 제공합니다. 등급, 사양, 물량을 포함한 벌크 RFQ를 제출하시면 가격과 리드타임을 받아보실 수 있습니다.
결론
실리카 흄은 콘크리트에 사용할 수 있는 가장 효과적인 보조 시멘트질 재료 중 하나입니다. 약한 수산화 칼슘을 강한 C-S-H로 전환하고 공극 구조를 물리적으로 정밀화함으로써 더 높은 강도, 훨씬 낮은 투수성, 그리고 염화물, 황산염, 마모, 알칼리-실리카 반응에 대한 우수한 저항성을 제공합니다. 고성능 콘크리트를 배합하든, 레미콘이나 프리캐스트 작업용 재료를 조달하든, RawSource는 귀하의 프로젝트가 요구하는 등급, 형태, 포장으로 실리카 흄을 공급할 수 있습니다.