Kalsiumsilikategenskaper, struktur, oppnå, bruker

Han Kalsiumsilikat Det er navnet som er tildelt en gruppe kjemiske forbindelser dannet fra kalsiumoksyd (CAO) og silika (SIO₂). Den generelle formelen til disse forbindelsene er XCAO • YSIO₂• Zh₂ENTEN.

De er gulaktig hvite eller hvite faste stoffer. De kan være vannfrie, det vil si uten vann (h₂O) i sin struktur, eller de kan inneholde den. De er en del av flere typer mineraler i naturen.

Kalsiumsilikatmineral. Dave Dyet http: // www.Shutterstone.com http: // www.Dyet.com / offentlig domene. Kilde: Wikimedia Commons.

Kalsiumsilikater er uoppløselige i vann, men når du følger med denne formen hydratiserte geler (materialer som gelé) som når du er veldig hard, motstandsdyktig og nesten ugjennomtrengelig og nesten ugjennomtrengelig og nesten ugjennomtrengelig.

Dette har forårsaket bruken i byggebransjen, ettersom de brukes i sement, murstein og i fuktighetsisolasjonspaneler. De er også en del av materialene for å kurere perforeringer i tennene og har til og med blitt studert for å bruke dem i beinregenerering, det vil si som biomateriale.

De har foreslått å redusere forurensningen generert av noen metallurgiske næringer. De brukes også som friksjonsgeneratorer i bremser og kjøretøyskoblinger.

[TOC]

Struktur

Kalsiumsilikat kan inneholde en variabel mengde kalsiumoksyd (CAO) og silika (SIO₂). Dens generelle formel er:

XCAO • YSIO₂• Zh₂ENTEN

Hvor x, y, y z er tall som kan ha forskjellige verdier.

Mengden CAO må være mellom 3% og 35% (vekt på tørr base) og SIO -innholdet₂ Det må være 50-95% (i tørr basevekt). De kan være vannfrie (uten vann i strukturen, det vil si z = 0 i formelen) eller kan hydreres (med vann er deres konformasjon).

Nomenklatur

• Kalsiumsilikat
• Silisk syre kalsiumsalt
• Kalsium og silisiumoksid

Egenskaper

Fysisk tilstand

Veldig fint hvitt eller hvitt bein faststoff.

Molekylær vekt

Cao -Sio kalsiummålsilikat₂ eller Casio₃ = 116,16 g/mol

Smeltepunkt

Casio Calcium Goalsilicate₃ = 1540 ° C

Tetthet

Casio Calcium Goalsilicate₃ = 2,92 g/cc

Løselighet

Uoppløselig i vann og etanol.

Ph

En gjørme tilberedt med 5% kalsiumsilikat kan ha en pH på 8,4-12,5.

Andre egenskaper

Kalsiumsilikat kan hydreres (med vann i molekylet) eller vannfri (uten vann i molekylet) med flere proporsjoner kalsium i form av CaO -oksyd og silika i form av silika SIO -dioksid₂.

Den har en høy vannabsorpsjonskapasitet. Kalsiummålsilikat (CAO • SIO₂ eller Casio₃) skiller seg ut for sin glans og hvithet, lav luftfuktighet, lavt flyktig innhold og god oljeabsorpsjon.

Kan tjene deg: Coligative Properties of SolutionsCasio Calcium Goalsilicate₃. Ondřej Mangl / Pub Domain. Kilde: Wikimedia Commons.

Blant kalsiumsilikathydrater kjennetegnes av de som dannes ved å tilsette vann til CA₂Sio₅ og til Ca₃Sio₅. Hydreringsprodukter av disse to forbindelsene er de mest tallrike i visse typer sement.

Å skaffe

Kalsiumsilikat oppnås på flere måter ved å reagere kiselholdig materiale (som diatomatorer) og kalsiumforbindelser (for eksempel kalsiumhydroksyd (CA (OH)₂).

Kalsiumsilikat kan fremstilles for eksempel kalsiumkalsiumoksyd (CAO) med silika (SIO₂) ved høye temperaturer.

Når reaksjonen blir gjort av en molar grunn 1: 1 (dette betyr at det er samme antall CAO -molekyler enn SIO₂) Det resulterer i kalsiummål₃ o cao • sio₂:

Cao + Sio₂ + Varme → Casio₃

applikasjoner

Ved å skaffe murstein

Med kalsiumsilikat produseres enheter eller murstein for konstruksjon. De er oppnådd med fint siliceo og levende kalkmateriale eller hydrert CAL. Du kan legge til inerte pigmenter for å gi annen farge på mursteinen.

Enhetene er støpt under trykk og kur i autoklav (dampovn) ved 170 ° C i 4-6 timer. Under kuren reagerer noe av kalk med det kiselholdige materialet for å danne et kalsiumsilikathydrat, som holder mursteinen sammen.

Kalsiumsilikatmurstein. Holger.Ellgaard/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Imidlertid har kalsiumsilikatmurstein en tendens til å utvide og krympe mer enn leirstein, noe som noen ganger kan forårsake mursprekker.

Dette har fått oppmerksomhet og har blitt ansett som potensielt farlig.

I Portland sement

Kalsiumsilikater er en del av Portland Cement, som er et materiale som er mye brukt i byggebransjen.

Portland sement er en hydraulisk sement som produseres ved å sprøyte materialer hovedsakelig for hydratiserte kalsiumsilikater og kalsiumsulfatveske₄ (og så).

Sementoverflate. Sementen inneholder kalsiumsilikater i sammensetningen. Forfatter: Pexels. Kilde: Pixabay.

Det herder raskt på grunn av hydreringsreaksjonen generert av en hydrert kalsiumsilikatgel. Dette resulterer i et sterkt, tett og lite permeabelt materiale (som ikke lar vannet passere).

Silikatene den inneholder er ca trichalcal silikat₃Sio₅ eller 3cao.Sio₂ og den dicalcic silicato ca₂Sio₄ eller 2cao.Sio₂.

Å immobilisere radioaktivt søppel

Kalsiumsilikater i sement kan variere i vektprosent. Sammensetningen av Portland -sementen kan endres i henhold til typen konstruksjonsstruktur den er ment.

Kan tjene deg: umettede hydrokarboner

Noen typer av denne sementen brukes til radioaktivt søppelimmobilisering, slik at den ikke forårsaker skade på mennesker eller miljø.

Som en isolator for bygninger

Kalsiumsilikat tjener til å skaffe mineralskumplater eller isolerende mineralplater.

Kalsiumsilikatark. Achim Hern/CC av (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/3.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Disse tjener til å isolere fuktighetsvegger. De blander Cao og Sio₂ Med vann og 3-6% cellulose tilsettes, noe som forbedrer fleksibiliteten og stabiliteten til kantene.

Den resulterende gjørmen helles i muggsopp og blir deretter oppvarmet med damp ved høyt trykk og temperatur i en spesiell ovn med damp som kalles autoklav.

Resultatet er et stivt skum, veldig fint pore som er kuttet i ark eller brett og blir behandlet med spesielle tilsetningsstoffer slik at vannet kan avvise.

Kalsiumsilikatskum brukes i byggesektoren, spesielt for å isolere veggene og forbedre fuktighetsbeskyttelsen, og være nyttig, spesielt i fornyelsen av gamle bygninger.

For å redusere forurensning i metallurgisk industri

Dicálcico Silicato CA₂Sio₄ eller 2cao.Sio₂ som finnes i slaggen eller sløsing med stålproduksjon har blitt brukt for å utfelle oppløste metaller i avløpsyrer fra andre metallurgiske prosesser.

Bunnfall betyr at oppløst metall blir en del av en fast forbindelse som går til bunnen av beholderen og kan samles.

Noe avfallsindustri har nyttige kalsiumsilikater for å utfelle syreoppløsninger. Forfatter: Skeze. Kilde: Pixabay.

Ca₂Sio₄ Til stede i stålslagen reagerer med vann og produserer CA (OH)₂ som har evnen til å nøytralisere surheten i syreoppløsningene til metaller i andre prosesser:

2 ca₂Sio₄ + 4 H₂O → 3cao.2SE₂.3H₂O + CA (OH)₂

I tillegg til nøytralisering, kan kalsiumsilikatforbindelsen adsorbere noen av metallionene m²⁺ Ved utveksling med ion Calcio Ca²⁺. Nedenfor er en ordning:

≡Si-o-CA + M²⁺ → ≡Si-o-m + CA²⁺

Den faste forbindelsen som inneholder metallet kan deretter brukes til et annet formål og blir ikke kastet. Dette er et eksempel på industriell økologi.

I biomaterialer

Kalsiumsilikater Keramikk begynte å prøve biomaterialer siden 1990. De har blitt studert for potensiell bruk i benvevsregenerering fordi de har overlegen bioaktivitet til andre materialer.

Dette tilskrives det faktum at de har silisium (SI), som spiller en essensiell rolle i mekanismene som fører til ny beindannelse.

Kan tjene deg: Svovelsyre (H2SO4)

Sement basert på kalsiumsilikater har evnen til å indusere kalsium/apatitt fosfatbelegg når de er nedsenket i biologiske væsker og fremme vevsregenerering.

Kalsiumsilikater kan fungere som grunnlag for biomaterialer som tillater reparasjon av bein. https: // www.Scientifanimations.com // CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/4.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Av disse grunner blir det betraktet som passende materiale for reparasjon av bein.

I biodentin

Kalsiumsilikat er en del av biodentin. Dette er et materiale som brukes til å reparere tenner -piercasjoner, beinreabsorpsjoner og som å fylle enden av tennene røtter.

Biodentin er en bioaktiv sement med liten porøsitet som har en mekanisk kraft eller hardhet større enn andre materialer og ligner dentin.

Kalsiumsilikater er en del av materialer som tjener til å dekke perforeringer i tennene. Jak / Pub Domain. Kilde: Wikimedia Commons.

Det er dannet av triccal silikat (CA₃Sio₅), Dicalcic silikat (CA₂Sio₅), kalsiumkarbonat (Caco₃) og zirchonoksid. Når du blandes med vann, danner kalsiumsilikater en klissete hydrert gel som etter en størkningstid skaper en hard struktur.

Det utøver en positiv effekt på tannmassecellene og akselererer dannelsen av broer i dentinet, der det fremhever styrken i bindingene, dens mikroduritet og kompresjonsmotstand.

Rør med kalsiumsilikat for å kurere tenner. Shaimaa Abdelatif/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/4.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Andre apper

Kalsiumsilikater brukes også som antiapelmacing -midler og filtreringsassistenter.

Casio Calcium Goalsilicate₃ Det brukes i keramikk, i enheter der det kreves noe friksjon, for eksempel bremser og koblinger av kjøretøyer, og ved å skaffe metaller.

For sin høye glans og hvite casio₃ Det brukes til fylling av maling og plast.

Referanser

1. Ropp, r.C. (2013). Gruppe 14 (C, Si, GE, SN og Pb) alkaliske jordforbindelser. Kalsiumsilikater. I leksikon av de alkaliske jordforbindelsene. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
2. FAO (2015). Kalsiumsilikat. Spesifikasjoner utarbeidet på 80^th JECFA (2015) og publisert i FAO JECFA Monographs 17. Gjenopprettet fra FAO.org.
3. Harrisson, a.M. (2019). Konstitusjon og spesifikasjon av Portland sement. Kalsiumsilikat hydrat. I Lea's Chemistry of Cement and Concrete (Femte utgave). Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
4. Gellert, r. (2010). Uorganiske mineralmaterialer for isolasjon i bygninger. Kalsiumsilikatskum og mineralskum. I materialer for energieffektivitet og termisk komfort i Bildings. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
5. Goudouri, O-M. et al. (2016). Cararacterizing the nedbrytningsatferd til bioceremiske stillaser. Apatitt/wollastonite stillaser. I karakterisering og design av vevsstillaser. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
6. Rani, p. et al. (2019). Tannmasse som avdekker nanokompositter. Biodentin. I anvendelser av nanokomposittmaterialer i tannbehandling. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
7. Ingham, J.P. (2013). Konkrete produkter. Kalsiumsilikatenheter. I geomaterialer under mikroskopet. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
8. Eyovan, m.Yo. Og Lee, w.OG. (2005). Immobilisering av radioaktivt avfall i sement. Hydraulisk sement. I en introduksjon til immobilisering av kjerneavfall. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
9. Ramachandra Rao, S. (2006). Ressursgjenvinning og gjenvinning fra metallurgiske bortkast. Kalsiumsilikat som utfelling for oppløste metaller. I avfallshåndteringsserie. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
10. Prati, c. og Gandolfi, m.G. (2015). Kalsiumsilikat Bioaktive sement: Biologiske perspektiver og kliniske anvendelser. Dent Mater, 2015 AP; 31 (4): 351-70. NCBI kom seg.NLM.NIH.Gov.