Плиты из силиката кальция: химический состав, формула, как их изготавливают
Плиты из силиката кальция в настоящий момент считаются самым современным и надежным видом огнезащиты и теплоизоляции. В этой статье мы подробно рассмотрим их состав, процесс изготовления и эксплуатационные характеристики.
Химический состав плит силиката кальция
Силикат кальция — это вещество с формулой CaSiO2. Химсостав плиты силикат кальция — соль метакремниевой кислоты и щелочноземельного металла кальция. Иногда это вещество также именуют кремнекислым кальцием.
CaSiO2
Как производят силикат кальция и плиты из него?
Изначально силикат кальция — это природное вещество. Поэтому — теоретически — его можно добывать в природе. Есть минерал под названием волластонит, это силикат кальция с небольшими примесями оксидов железа, марганца и титана. Именно на него когда-то обратили внимание люди, заметив, что этот минерал совершенно не боится огня.
Когда-то силикат кальция массово добывали в природе. Но сейчас его чаще всего получают на предприятиях, в лабораторных условиях, в ходе химической реакции. Его синтезируют из других (но тоже природных) компонентов: полевого шпата, слюды, глины.
После того, как сырье получено в лаборатории, из него нужно сделать плиты. Для этого силикатом кальция заполняют специальные армированные каркасы — так называемые волоконные матрицы, на которых он кристаллизуется и превращается в идеально ровную, гладкую плиту.
Мы уже писали подробную статью о том, что такое силикат кальция и как его получают, вы можете ознакомиться с ней по этой ссылке.
Как выглядит силикат кальция?
Силикат кальция представляет собой белый порошок, без вкуса и запаха. Из него создают различные изделия, в том числе огнестойкие плиты. Этот материал выглядит, как ровная, белая, достаточно плотная плита, размеры и толщина могут быть разными. Так как в ходе производства плит тем самым порошком заполняют специальные матрицы, плиты получаются однородными по составу, без пустот, трещин и неровностей, а значит, на всей своей поверхности они имеют одинаковые свойства.
Негорючесть и термостойкость
Ключевая особенность силиката кальция — негорючесть и термостойкость. Вещество в виде плит устойчиво к воздействию открытого огня и способно сопротивляться ему на протяжении длительного времени (до 2 часов в зависимости от толщины).
Что касается термостойкости, материалы выдерживают нагрев до +1000°C, причем не кратковременный, а длительный. Это позволяет использовать плиты не только для проведения строительных работ (например, изоляции печей, каминов и дымоходов), но и в промышленности, где нагрев намного сильнее.
Экологическая чистота и безопасность
Одна из важных характеристик силиката кальция — экологическая чистота и безопасность для человека. Вещество с такой же химической формулой используется в пищевой промышленности и фармацевтике.
Почему это важно для нас? Дело в том, что строительные материалы, которые применяются для отделки жилых домов, могут влиять на здоровье людей. Если плита не содержит никаких вредных веществ, значит, она гарантированно не выделит их в воздух ни в обычном состоянии, ни при пожаре. А значит, вы и ваша семья находятся в полной безопасности.
Еще один момент, который также влияет на безвредность плит — они не дымят и не пропускают дым. То есть, если пожар все же начнется, люди не отравятся продуктами сгорания, а смогут покинуть помещение.
Гигроскопичность
Отдельно стоит отметить очень важную особенность силикат кальциевых плит — их гигроскопичность. Дело в том, что материал довольно часто используется в банях, а там — среда повышенной влажности. Некоторые люди, заметив, что плиты впитывают влагу, решают, что их применение в бане недопустимо.
На самом деле, это не так. Плиты силиката кальция, действительно, впитывают влагу, а затем отдают ее назад, без каких-либо изменений своих физических и эксплуатационных свойств. Это называется гигроскопичностью. Интересно, что русской парной гигроскопичность считается не нейтральным, а положительным фактором. Она способна немного смягчить резкие перепады влажности, когда вы поддаете пар.
Гигроскопичность важно не путать с изменением характеристик при намокании. Те материалы, которые от влаги меняют свои физические свойства, действительно, нельзя применять в банях. Но силикат кальция к ним не относится, так как он именно гигроскопичен.
Важно отметить, что данные плиты впитывают совсем немного влаги. Из-за очень низкой теплоемкости и теплопроводности, поверхность быстро прогревается выше температуры точки росы, а значит, конденсация прекращается.
И, наконец, стоит отметить, что некоторые производители выпускают отдельную разновидность плит с водоотталкивающим покрытием.
Устойчивость к различного рода агрессивным воздействиям
Плиты силиката кальция — очень прочные, надежные и долговечные. Они устойчивы к излому, обладают самонесущей функцией (их можно использовать для создания самонесущих конструкций), они не склонны к образованию плесени, неинтересны для насекомых и грызунов. Все это позволяет материалу добросовестно выполнять свою функцию десятилетиями.
Простота обработки
С плитами силиката кальция очень легко работать по нескольким причинам:
Где используется силикат кальция?
Как уже было сказано, плиты из силиката кальция активно применяются в строительстве и промышленности для решения различных огнезащитных и теплоизоляционных задач. Кроме того, силикат кальция в разных видах можно встретить:
Интересно, что пищевой и фармацевтической отрасли до сих пор используется вещество, полученное напрямую из природы. А для решения всех остальных задач применяют синтезированный силикат кальция.
Материал подготовлен сотрудниками компании “ИзолМакс”
22.11.2021, 22 просмотра
Остались вопросы? Задайте их сейчас через форму обратной связи или позвонив по телефону
Москва: 8 (495) 648-08-97
Санкт-Петербург: 8 (812) 648-00-59
Бесплатный звонок: 8 (800) 555-36-43
Огород-365
Все о силикате кальция
Силикат кальция – популярный материал, который востребован в различных сферах. Хотя в чистом виде он представляет собой порошкообразное вещество, из него можно изготавливать всевозможные изделия, например, огнеупорные плиты, которые применяются для облицовки каминов и печей. А также материал используют в пищевом производстве и фармацевтической отрасли.
Свойства
Силикат кальция относится к группе неорганических веществ. Внешне он выглядит как белый или бесцветный порошок. У него отсутствует вкус и запах, также вещество не растворяется в воде, и является хорошим адсорбентом – может впитывать жидкость. При этом боится воздействия сильных кислот.
Существуют различные модификации силиката кальция:
Они имеют определенные различия в химической формуле, хотя в числе основных компонентов соединения неизменно остаются три главных составляющих: Ca, Si, O.
Одни из важных характеристик материала – теплоемкость, негорючесть и способность выдерживать прямое воздействие пламени. Огнеупорная изоляционная плита, сделанная из силиката кальция, обладает следующими свойствами:
может сопротивляться температуре до 1100 градусов, время зависит от толщины плиты, в среднем такие изделия могут сдерживать пламя от 30 минут до 2-х часов;
не выделяет токсичного дыма, давая возможность провести эвакуацию при пожаре;
огнестойкие материалы довольно легкие, что удобно при монтаже и работе с ними, также небольшой вес не утяжеляет стены и избавляет от необходимости установки дополнительной обрешетки;
на листах не образуется плесень и другие виды грибков, ими не заинтересуются грызуны, насекомые и другие вредители.
Теплоизоляционные плиты используют для отделки каминных и печных зон в тех местах, где присутствует потенциальная опасность, связанная со случайным возгоранием. Материал позволяет избежать распространения огня. Изделия выпускаются с разными размерами и толщиной, поэтому можно подобрать оптимальный вариант. Наиболее популярные параметры: 1080х950х30 мм, 1500х1250х60 мм, 1000х625х40 мм.
Габариты могут быть и другими, все зависит от завода, занимающегося изготовлением листов.
Как производят?
Вещество получают путем синтеза в лаборатории, а также добывают естественным путем. Существует минерал волластонит, который представляет собой практически чистый силикат кальция, за исключением небольшого количества примесей оксида титана, марганца и железа. На производстве материал синтезируют из других природных компонентов: полевого шпата, слюды, глины.
Вот так делают огнеупорные листы.
В качестве ингредиентов для получения вещества используются кремнезем и известь. Между ними происходит химическая реакция, в результате чего образуется силикат кальция.
В роли основы для плиты выступает волоконный материал, обладающий высокой прочностью. Это армирующий каркас.
Силикат кальция наносят на основу и оставляют на некоторое время для кристаллизации. В ходе этого процесса получается качественная бесшовная плита с высокими показателями огнестойкости.
Листы из этого материала имеют гладкую поверхность, что делает их пригодными для любых декоративных работ. Скреплять изделия между собой можно с помощью саморезов, а стыки легко замазываются мастикой. Плиты без больших усилий можно разрезать, если это необходимо для монтажа.
Наиболее активно вещество производят в Дании и Германии, лидерами являются компании Skamol и Calsitherm. В России и в других странах также есть заводы, занимающиеся получением силиката кальция.
Не менее популярна китайская продукция благодаря доступной стоимости, однако в этом случае есть риск наткнуться на некачественные товары.
Сферы применения
В зависимости от формы материала существуют разные способы его использования.
Силикатные плиты применяются для облицовки каминов и печей, для отделки котельных помещений, в качестве дополнительного утеплителя для лучшей теплоизоляции. Они подходят для жилых и общественных зданий, а также технических объектов.
Порошковая форма силиката востребована в пищевой промышленности. Эта добавка имеет маркировку Е552. Ее используют, чтобы предотвратить слипание и комкование различных сыпучих продуктов.
Кристаллы могут входить в состав лекарственных препаратов и биологически активных добавок, а также мазей и косметических средств.
Вещество, полученное синтетическим путем, добавляют в цемент, лакокрасочные составы, грунтовку и штукатурку.
Силикат также является одним из компонентов при изготовлении фарфора.
В сельском хозяйстве вещество применяется в качестве удобрения, как источник кремния, необходимого для некоторых растений.
Силикат кальция природного происхождения используется там, где он будет соприкасаться с пищевыми продуктами, косметическими или медицинскими средствами.
Синтезированное вещество с дополнительными добавками, улучшающими эксплуатационные характеристики, применяют в других областях.
Ограничения в использовании
Во многих странах силикат кальция признан условно безопасным веществом. Его применение в пищевой промышленности допускается, но в ограниченном количестве и в соответствии с санитарно-эпидемиологическими нормами. В России нельзя использовать это вещество для производства продуктов питания. Это связано с недостаточным количеством исследований, необходимых, чтобы собрать доказательную базу и определить безопасную дневную норму. Что касается применения силиката кальция для изготовления строительных материалов и других изделий, не имеющих отношения к пищевой или медицинской сфере, здесь ограничений нет.
Где используется силикат кальция
Силикатно-кальциевые плиты (например, такая продукция, как Silca, IzolMaks, SuperIsol и т.д.) — это качественная и надежная изоляция, которая используется для противопожарной защиты в самых разных областях человеческой деятельности.
В этой статье мы рассмотрим основные сферы, где может применяться огнезащита плитами силиката кальция и изучим их основные особенности.
Характеристики силикат-кальциевых плит
Качественные, сертифицированные силикат-кальциевые плиты отличаются следующими особенностями:
Сферы применения силикат-кальциевых плит
Самая широкая сфера использования данного материала — строительство. Силикат-кальциевые плиты полезны при:
Кроме того, очень часто силикат-кальциевые плиты используются в промышленности — для отделки различного высокотемпературного оборудования, например, печей, котлов, инсинераторов и т.д. Эти плиты можно встретить в таких отраслях человеческой деятельности, как машиностроение, самолетостроение, металлургия, стекольное дело, пищевая промышленность, атомная энергетика, нефтехимия и т.д. Можно утверждать, что везде, где есть оборудование, постоянно или временно работающее при высокой температуре, будет полезен силикат кальция — самостоятельно или в комбинации с другими материалами.
А вы знали, что у нас есть Instagram и Telegram?
Подписывайтесь, если вы ценитель красивых фото и интересных историй!
Давление в нижней мантии придало силикату кальция структуру перовскита
Aaron Celestian/Natural History Museum of Los Angeles County
Американские геологи обнаружили внутри алмаза новый минерал дейвмаоит — силикат кальция со структурой перовскита. В статье, опубликованной в журнале Science, авторы отмечают, что этот минерал может составлять приблизительно пять процентов нижней мантии Земли.
В настоящее время точный состав нижней мантии Земли, глубина залегания которой примерно от 660 до 2600 километров, до конца не известен. Большинство исследователей предполагают, что глубинная мантия в основном состоит из силиката магния. Он составляет около 70 процентов ее объема, еще 20 процентов приходится на магнезиовюстит (Mg,Fe)O, а оставшиеся 10 процентов — это плотные тетрагональные формы диоксида кремния и оксидные фазы, содержащие кальций, натрий, калий, алюминий и железо.
Для уточнения состава нижней мантии ученые изучают минералы, которые там образовались. Обычно такие минералы заключены в сверхглубоких алмазах, которые сохраняют минерал при подьеме на поверхность. Большинство алмазов образуются на расстоянии от 120 до 250 километров от поверхности земли, но сверхглубокие алмазы появляются в нижней мантии на глубине от 200 до примерно 1000 километров. Ученые уже находили в них минералы глубоких слоев, однако простых способов определить точную глубину образования каждого такого алмаза нет. Как нет и способа узнать, где будет обнаружен следующий образец. Поэтому процесс их поиска достаточно сложный и долгий.
Оливер Чаунер (Oliver Tschauner), профессор из Университета Невады в Лас-Вегасе, вместе со своими коллегами решил изучить алмаз, который хранился в Музее естественной истории Лос-Анджелеса. Этот алмаз шириной около 4 миллиметров и весом 82 миллиграмм, найденный в шахте Орапа на юге Африки, в конце XX века приобрел американский ученый, который передал его в коллекцию минералов Калифорнийского технологического института. Позже алмаз оказался в Музее Лос-Анджелеса.
При помощи рентгеновского анализа ученые определили, что внутри есть включения другого минерала. После этого геологи с помощью лазерного луча извлекли кристаллы и проанализировали химический состав включений при помощи масс-спектрометрии. Оказалось, что они извлекли силикат кальция CaSiO3 со структурой перовскита, который ранее не встречался в природе, но, как предполагалось, может образовываться в нижней мантии. Найденный минерал ученые назвали дейвмаоитом, в честь Дейва Мао (Dave Mao) из Научного института Карнеги за его выдающийся вклад в исследования мантии Земли.
В природе такую модификацию силиката кальция найти практически невозможно, потому что он стабилен при давлении, которое в 198 тысяч раз превышает давление на поверхности Земли. Перовскит просто разрушился бы при поднятии на поверхность. Однако дейвмаоит был заключен в твердый алмаз, который смог сохранить его в изначальном состоянии. На поверхности силикат кальция обычно встречается в виде волластонита Ca3(Si3O9) — белого минерала, который отличается от дейвмаоита химической формулой и структурой. Перовскит кристаллизуется в ромбической сингонии, а волластонит — в триклинной.
Ученые считают, что дейвмаоит составляет около пяти процентов нижней мантии Земли и может содержать радиоактивные элементы, такие как уран, торий и изотоп калия-40, период полураспада которых превышает геологическую историю планеты. При распаде они выделяют тепло, поэтому распределение дейвмаоита влияет на тепловой баланс глубокой мантии, где минерал термодинамически стабилен. Геологи отмечают, что такие природные образцы минералов высокого давления очень важны для геологии и геофизики, поскольку они помогают понять сложный процесс формирования и преобразования глубоких слоев Земли. Это например может помочь при расчете рисков землетрясений или цунами, так как нижняя мантия вносит вклад в движение литосферных плит.
КАЛЬЦИЯ СИЛИКАТЫ
Полезное
Смотреть что такое «КАЛЬЦИЯ СИЛИКАТЫ» в других словарях:
Силикаты кальция — кальциевые соли кремниевой кислоты, соединения в системе CaO Si02 различной основности, из которых только трех – и двухкальциевые силикаты (3Ca0*Si02 и 2Ca0*Si02), входят в состав цемента и обладают вяжущими свойствами. [Ушеров Маршак А. В … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Силикаты синтетические — простые или сложные соли кремниевых или алюмокремниевых кислот. С. с. составная часть цементов, огнеупоров, шлаков, красного и силикатного кирпича, фарфора и фаянса, стекол, глазурей, эмалей, адсорбентов, катализаторов и пр. С. с.,… … Большая советская энциклопедия
Силикат кальция — Общие Систематическое наименование Силикат кальция Традиционные названия Кремнекислый кальций Химическая формула CaSiO3 Физические свойства Состояние … Википедия
Силицид кальция — Общие Систематическое наименование Силицид кальция Традиционные названия Кремнистый кальций Химическая формула СaSi2 Физические свойства Состояние … Википедия
КАЛЬЦИЙ — (от лат. calx, род. падеж calcis известь; лат. Calcium), Са, хим. элемент II гр. периодич. системы, относится к щелочноземельным элементам, ат. н. 20, ат. м. 40,08. Прир. К. состоит из шести стабильных изотопов 40 Са (96,94%), 44 Са (2,09%), 42… … Химическая энциклопедия
Волластонит — Формула CaSiO3 Сингония Триклинная (примитивная) Цвет Белый, серый … Википедия
Тремолит — Формула Сa2Mg5Si8O22(OH)2 Сингония … Википедия
Везувиан — Формула Ca10(Ma,Fe)2Al4[OH4(SiO4)5(Si2O7)2] … Википедия
Бавенит — Формула Са4[Be2Al2Si9O26](OH)2 Сингония Ромбическая (планальная) … Википедия
Окенит — из Индии Формула Ca3Si6O15·6(H2O) Сингония Ромбическая … Википедия