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Die geheimnisvolle Kraft von Kalziumsilikat: Warum ist es in Baumaterialien so unverzichtbar?
Calciumsilikat, eine scheinbar gewöhnliche Verbindung, nimmt im Bereich der Baumaterialien eine wichtige Stellung ein. Seine Verwendung erstreckt sich auf jeden Aspekt des modernen Bauens, vom Beton bis zur Isolierung. Dieses weiße, frei fließende Pulver ist stark, billig und ungiftig und ist zu einem Hauptbestandteil vieler Baumaterialien geworden. Warum hat sich Calciumsilikat in so vielen Bereichen durchgesetzt? In diesem Artikel werden der Produktionsprozess, die Struktur, die Verwendung und das Potenzial in der zukünftigen Architektur genauer untersucht.
Produktion und Entstehung
Bei der Herstellung von Calciumsilikaten wird üblicherweise Calciumoxid in unterschiedlichen Anteilen mit Siliziumdioxid gemischt. Dieser Prozess ist eng mit der Herstellung von Portlandzement verwandt. Es ist außerdem ein Nebenprodukt des Pidgeon-Verfahrens, einem wichtigen Verfahren zur Gewinnung von Magnesiummetall.
Wenn Calciumoxid bei hohen Temperaturen mit Silizium reagiert, entsteht stabiles Calciumsilikat, während Magnesiummetall freigesetzt wird.
Struktur
Laut Röntgenkristallographie ist Calciumsilikat ein dichter Feststoff mit tetraedrischen Silikateinheiten (SiO44-). Die Si-O-Ca-Brücken verbinden sich mit dem Calciumionen. In seiner Struktur gibt es zwei Calciumstellen, eine mit siebenfacher Koordination und die andere mit achtfacher Koordination.
Zweck
Als Bestandteil von Zement
Calciumsilikat ist der Hauptbestandteil von Portlandzement und spielt eine entscheidende Rolle für die Festigkeit und Stabilität von Zement.
Hochtemperatur-Isoliermaterialien
Calciumsilikate werden häufig in Hochtemperatur-Dämmstoffen als sichere Alternative zu Asbest verwendet. Viele Rohr- und Gerätedämmstoffe in Industriequalität basieren auf Kalziumsilikat.
Passiver Brandschutz
Calciumsilikate werden häufig in Materialien zum passiven Brandschutz und zur Feuerfestigkeit verwendet, beispielsweise in Calciumsilikat-Steinen oder Dachziegeln. In Europa ist Kalziumsilikat aufgrund von Bauvorschriften und Sicherheitsrichtlinien eines der erfolgreichsten Brandschutzmaterialien.
Kalziumsilikatplatten behalten auch in feuchten Umgebungen ihre hervorragende Formstabilität, sodass sie bereits in einem frühen Stadium des Bauprozesses installiert werden können.
Sanierung von saurem Grubenwasser
Calciumsilikat, allgemein als Schlacke bezeichnet, entsteht, wenn in einem Hochofen aus Eisenerz, Kieselsäure und Calciumcarbonat geschmolzenes Eisen hergestellt wird. Zur Sanierung von saurem Grubenwasser können hochraffinierte Kalziumsilikat-Zuschlagstoffe eingesetzt werden.
Produkte als Dichtungsmittel
Calciumsilikate können in Straßenbelägen oder in der Ummantelung frischer Eierschalen vorkommen. Wenn Natriumsilikat als Dichtungsmittel verwendet wird, reagiert es mit Calciumhydroxid oder Calciumcarbonat zu Calciumsilikathydrat und bildet so ein relativ undurchlässiges Material in den Mikroporen.
LandwirtschaftCalciumsilikat kann in der Landwirtschaft auch als Siliziumquelle für die Aufnahme durch Pflanzen verwendet werden. Es wird häufig im Zuckerrohr- und Reisanbau verwendet.
Andere Verwendung
Calciumsilikate werden außerdem als Trennmittel bei der Lebensmittelzubereitung verwendet, unter anderem wird Speisesalz als Antazidum verwendet. Es ist von den Organisationen FAO und WHO der Vereinten Nationen als sicherer Lebensmittelzusatzstoff zugelassen und wird in vielen Produkten unter der Bezeichnung E552 verwendet.
AbschlussCalciumsilikat hat sich aufgrund seiner Ungiftigkeit, hohen Festigkeit und niedrigen Kosten allmählich zu einem unverzichtbaren Bestandteil von Baumaterialien entwickelt. Mit der Verbesserung des Umweltbewusstseins und der Weiterentwicklung der Bautechnologie werden sich die Anwendungsaussichten von Calciumsilikat erweitern. Welche Überraschungen können wir von Calciumsilikaten in zukünftigen Baumaterialien erwarten?
