Det calciumsilikat er navnet på en gruppe kemiske forbindelser dannet af calciumoxid (CaO) og silica (SiO)to). Den generelle formel for disse forbindelser er xCaO • ySiOto• zHtoELLER.
De er hvide eller gulhvide faste stoffer. De kan være vandfri, dvs. uden vand (H.toO) i sin struktur eller kan indeholde den. De er en del af flere typer mineraler i naturen.
Calciumsilikater er uopløselige i vand, men når de slutter sig til det, danner de hydratiserede geler (materialer såsom gelatine), der er meget hårde, modstandsdygtige og næsten vandtætte, når de hærder.
Dette har ført til deres anvendelse i byggebranchen, da de bruges i cement, mursten og fugtisolerende paneler. De er også en del af materialer til at helbrede perforeringer i tænderne, og det er endda blevet undersøgt at bruge dem til regenerering af knogler, det vil sige som et biomateriale.
De er blevet foreslået for at reducere forureningen fra nogle metallurgiske industrier. De bruges også som friktionsgeneratorer i køretøjets bremser og koblinger..
Artikelindeks
Calciumsilicat kan indeholde en variabel mængde calciumoxid (CaO) og silica (SiO)to). Dens generelle formel er:
xCaO • ySiOto• zHtoELLER
hvor x, y og z er tal, der kan have forskellige værdier.
Mængden af CaO skal være mellem 3% og 35% (efter vægt på tør basis) og SiO-indholdetto Det skal være 50-95% (efter vægt på tør basis). De kan være vandfri (uden vand i dens struktur, det vil sige z = 0 i formlen) eller de kan være hydratiserede (med vand er dens konformation).
Meget fint hvidt eller off-white fast stof.
Calciummetasilikat CaO • SiOto eller CaSiO3 = 116,16 g / mol
CaSiO Calcium Metasilicate3 = 1540 ° C
CaSiO Calcium Metasilicate3 = 2,92 g / cc
Uopløselig i vand og ethanol.
Et mudder fremstillet med 5% calciumsilicat kan have en pH-værdi på 8,4-12,5.
Calciumsilicat kan hydratiseres (med vand i molekylet) eller vandfrit (uden vand i molekylet) med forskellige proportioner af calcium i form af calciumoxid CaO og silica i form af siliciumdioxid SiOto.
Det har en høj vandabsorptionsevne. Calciummetasilikat (CaO • SiOto eller CaSiO3) skiller sig ud for sin glans og hvidhed, lav luftfugtighed, lavt flygtigt indhold og god olieoptagelse.
Blandt hydraterne af calciumsilicat er de dannet ved tilsætning af vand til CatoJa5 og til Ca3Ja5. Hydreringsprodukterne fra disse to forbindelser er de mest almindelige i visse typer cement..
Calciumsilicat opnås på forskellige måder ved omsætning af siliciumholdigt materiale (såsom diatoméjord) og calciumforbindelser (såsom calciumhydroxid (Ca (OH))to).
Calciumsilicat kan fremstilles for eksempel ved calcinering af calciumoxid (CaO) med silica (SiOto) ved forhøjede temperaturer.
Når reaktionen udføres i et molforhold på 1: 1 (dette betyder, at der er det samme antal CaO-molekyler som SiOto) resulterer i calciummetasilikat CaSiO3 o CaO • SiOto:
CaO + SiOto + varme → CaSiO3
Med calciumsilikat fremstilles enheder eller mursten til konstruktion. De opnås med fint kiselholdigt materiale og hurtigkalk eller hydreret kalk. Inerte pigmenter kan tilsættes for at give mursten en anden farve.
Enheder støbes under tryk og hærdes i en autoklav (dampovn) ved 170 ° C i 4-6 timer. Under hærdningen reagerer noget af kalk med det kiselholdige materiale og danner et calciumsilicathydrat, som holder mursten sammen..
Imidlertid har calciumsilikatsten en tendens til at ekspandere og krympe mere end lersten, hvilket undertiden kan forårsage revnedannelse af murværket..
Dette har vakt opmærksomhed, og de er blevet betragtet som potentielt farlige.
Calciumsilikater er en del af Portland cement, som er et meget anvendt materiale i byggebranchen.
Portland cement er en hydraulisk cement, der produceres af pulveriserende materialer, der hovedsageligt dannes af hydratiserede calciumsilikater og calciumsulfat CaSO4 (rollebesætning).
Det hærder hurtigt på grund af hydratiseringsreaktionen, der genererer en hydreret calciumsilicatgel. Dette resulterer i et stærkt, tæt og lavt gennemtrængeligt materiale (der ikke slipper vand igennem).
Silicaterne, den indeholder, er tricalciumsilicat Ca3Ja5 o 3CaO.SiOto og dicalciumsilicat CatoJa4 eller 2CaO.SiOto.
Calciumsilikater i cement kan variere i vægtprocent. Sammensætningen af Portland cement kan ændre sig afhængigt af den type konstruktion, den er beregnet til..
Nogle typer af denne cement bruges til at immobilisere radioaktivt affald, så det ikke skader mennesker eller miljøet..
Calciumsilicat bruges til at opnå mineralskumplader eller isolerende mineralplader.
Disse tjener til at isolere væggene mod fugt. CaO og SiO blandesto med vand og 3-6% cellulose tilsættes, hvilket forbedrer kanternes fleksibilitet og stabilitet.
Det resulterende slam hældes i forme og opvarmes derefter med damp ved højt tryk og temperatur i en speciel dampovn kaldet en autoklav..
Resultatet er et stift, meget fint poreskum, der skæres i ark eller plader og behandles med specielle tilsætningsstoffer, så det kan frastøde vand..
Calciumsilikatskum bruges i byggesektoren, især til at isolere vægge og forbedre beskyttelsen mod fugt, hvilket er nyttigt især til renovering af gamle bygninger.
Dicalciumsilikat CatoJa4 eller 2CaO.SiOto fundet i slagge eller affald fra stålproduktion, er blevet brugt til at udfælde opløste metaller i sure spildevand fra andre metallurgiske processer.
Udfældning betyder, at det opløste metal bliver en del af en fast forbindelse, der går i bunden af beholderen og kan opsamles.
CatoJa4 til stede i stålslagge reagerer med vand og producerer Ca (OH)to som har evnen til at neutralisere surheden af sure opløsninger af metaller fra andre processer:
2 CatoJa4 + 4 timertoO → 3CaO.2SiOto.3HtoO + Ca (OH)to
Ud over at neutralisere kan calciumsilicatforbindelsen adsorbere nogle af metalionerne Mto+ ved udveksling med calciumionen Cato+. Her er en oversigt:
≡Si-O-Ca + Mto+ → ≡Si-O-M + Cato+
Den faste forbindelse indeholdende metallet kan derefter anvendes til et andet formål og kasseres ikke. Dette er et eksempel på industriel økologi.
Calciumsilikatkeramik begyndte at blive testet som biomaterialer siden 1990. De er blevet undersøgt for deres potentielle anvendelse til regenerering af knoglevæv på grund af deres bioaktivitet bedre end andre materialer..
Dette tilskrives det faktum, at de har silicium (Si), som spiller en vigtig rolle i de mekanismer, der fører til dannelsen af ny knogle..
Calciumsilikatbaserede cement har evnen til at inducere dannelsen af en calciumphosphat / apatit-belægning, når de nedsænkes i biologiske væsker og fremmer vævsregenerering..
Af disse grunde betragtes det som et egnet materiale til knoglereparation..
Calciumsilicat er en del af biodentin. Dette er et materiale, der bruges til at reparere tandperforeringer, knogleresorptioner og som fyld for enden af tænderødderne..
Biodentin er en bioaktiv cement med lav porøsitet, der har en større mekanisk styrke eller hårdhed end andre materialer og ligner dentin.
Det består af tricalciumsilicat (Ca3Ja5), dicalciumsilicat (CatoJa5), calciumcarbonat (CaCO3) og zirconiumoxid. Når det blandes med vand, danner calciumsilicater en klæbrig hydratiseret gel, der efter et stykke tid størkner og skaber en hård struktur..
Det udøver en positiv effekt på cellerne i tandmasse og fremskynder dannelsen af broer i dentinet, hvor styrken af dens bindinger, dens mikrohårdhed og modstandsdygtighed over for kompression fremhæves..
Calciumsilikater bruges også som antiklumpningsmidler og filterhjælpemidler..
Calciummetasilikat CaSiO3 anvendes i keramik, i enheder, hvor der kræves friktion, såsom køretøjsbremser og koblinger, og til opnåelse af metaller.
På grund af sin høje lysstyrke og hvidhed er CaSiO3 Det bruges til at fylde maling og plast.
Endnu ingen kommentarer