El silicato de calcio puede referirse a varios silicatos de calcio, incluidos:
Este artículo se centra en el Ca2SiO4 , también conocido como ortosilicato de calcio. También se lo conoce con el nombre comercial abreviado Cal - Sil o Calsil. Todos los silicatos de calcio son polvos blancos que fluyen libremente. Son componentes de materiales estructurales importantes porque son fuertes, económicos y no tóxicos.
Los silicatos de calcio se producen mediante el tratamiento de óxido de calcio y sílice en diversas proporciones. Su formación es relevante para el cemento Portland . [5]
El silicato de calcio es un subproducto del proceso Pidgeon , una de las principales vías para obtener magnesio metálico. El proceso convierte una mezcla de óxidos de magnesio y calcio, como se representa en la siguiente ecuación simplificada: [6]
El óxido de calcio se combina con el silicio como eliminador de oxígeno, produciendo silicato de calcio muy estable y liberando magnesio metálico volátil (a altas temperaturas).
A través del ciclo carbonato-silicato , las rocas carbonatadas se convierten en rocas silicatadas por metamorfismo y vulcanismo , y las rocas silicatadas se convierten en carbonatos por meteorización y sedimentación . [7] [8]
La producción de ácido sulfúrico a partir de sulfato de calcio anhidro produce silicatos de calcio. [9] Al mezclarse con pizarra o marga y tostarse a 1400 °C, el sulfato libera gas de dióxido de azufre , un precursor del ácido sulfúrico . El silicato de calcio resultante se utiliza en la producción de clínker de cemento . [10]
Como se ha comprobado mediante cristalografía de rayos X , el silicato de calcio es un sólido denso que consta de unidades de ortosilicato tetraédrico (SiO 4 4- ) unidas a Ca 2+ mediante puentes Si-O-Ca. Hay dos sitios de calcio: uno de séptima coordenada y el otro de octava coordenada. [11]
Los silicatos de calcio son los principales ingredientes de los cementos Portland . [12]
El silicato de calcio se utiliza comúnmente como una alternativa segura al amianto para materiales de aislamiento de alta temperatura. El aislamiento de equipos y tuberías de grado industrial a menudo se fabrica a partir de silicato de calcio. Su fabricación es una parte rutinaria del plan de estudios para los aprendices de aislamiento . El silicato de calcio compite en estos ámbitos con la lana de roca y los sólidos de aislamiento patentados , como la mezcla de perlita y la vermiculita unida con silicato de sodio . Aunque popularmente se lo considera un sustituto del amianto, los primeros usos del silicato de calcio para el aislamiento aún hacían uso de fibras de amianto.
Se utiliza en la protección pasiva contra incendios y en la ignifugación como ladrillos de silicato de calcio o en tejas. Es uno de los materiales de mayor éxito en la ignifugación en Europa debido a las normas y directrices de seguridad contra incendios para los códigos de construcción comerciales y residenciales. Mientras que los norteamericanos utilizan yesos ignífugos en aerosol , los europeos son más propensos a utilizar revestimientos hechos de silicato de calcio. [ ¿Por qué? ] Los paneles de silicato de calcio de alto rendimiento conservan su excelente estabilidad dimensional incluso en condiciones húmedas y húmedas y se pueden instalar en una etapa temprana del programa de construcción, antes de que se completen los trabajos húmedos y el edificio esté hermético a la intemperie. Para productos de calidad inferior, los fabricantes disponen de láminas tratadas con silicona para mitigar los posibles daños causados por la alta humedad o la presencia general de agua . Los fabricantes e instaladores de silicato de calcio en la protección pasiva contra incendios a menudo también instalan cortafuegos . [ cita requerida ]
Si bien las mejores clasificaciones posibles de reacción al fuego son A1 (aplicaciones de construcción) y A1Fl (aplicaciones de pisos) respectivamente, las cuales significan "no combustible" según EN 13501-1: 2007, según la clasificación de un laboratorio notificado en Europa, algunos tableros de silicato de calcio solo vienen con una clasificación de fuego de A2 (combustibilidad limitada) o clasificaciones incluso más bajas (o ninguna clasificación), si es que se prueban. [ cita requerida ]
El silicato de calcio, también conocido como escoria , se produce cuando se obtiene hierro fundido a partir de mineral de hierro , dióxido de silicio y carbonato de calcio en un alto horno . Cuando este material se procesa para obtener un agregado de silicato de calcio altamente refinado y reutilizado, se utiliza en la remediación del drenaje ácido de minas (AMD) en sitios mineros activos y pasivos. [13] El silicato de calcio neutraliza la acidez activa en los sistemas AMD al eliminar los iones de hidrógeno libres de la solución a granel, lo que aumenta el pH . A medida que su anión de silicato captura iones H + (lo que aumenta el pH), forma ácido monosilícico (H 4 SiO 4 ), un soluto neutro. El ácido monosilícico permanece en la solución a granel para desempeñar otras funciones importantes en la corrección de los efectos adversos de las condiciones ácidas. A diferencia de la piedra caliza (un material de remediación popular), [14] el silicato de calcio precipita eficazmente los metales pesados y no se blinda, lo que prolonga su efectividad en los sistemas AMD. [13] [15]
Se utiliza como sellador en carreteras o en las cáscaras de huevos frescos : cuando se aplica silicato de sodio como sellador al hormigón curado o a las cáscaras de huevo, reacciona químicamente con hidróxido de calcio o carbonato de calcio para formar hidrato de silicato de calcio, sellando los microporos con un material relativamente impermeable. [16] [17]
El silicato de calcio se utiliza a menudo en la agricultura como fuente de silicio disponible para las plantas. "Se aplica ampliamente en los lodos de los Everglades y en las arenas asociadas plantadas con caña de azúcar y arroz" [18].
El silicato de calcio se utiliza como agente antiaglomerante en la preparación de alimentos, incluida la sal de mesa [19] y como antiácido . Está aprobado por los organismos de las Naciones Unidas FAO y OMS como aditivo alimentario seguro en una gran variedad de productos. [20] Tiene la referencia de número E E552 .
