El silicato de calcio puede referirse a varios silicatos de calcio, incluidos:
Este artículo se centra en Ca 2 SiO 4 , también conocido como ortosilicato de calcio . También se le 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, baratos y no tóxicos.
Los silicatos de calcio se producen tratando 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 ruta importante para obtener magnesio metálico. El proceso convierte una mezcla de óxidos de magnesio y calcio como se representa mediante la siguiente ecuación simplificada: [6]
El óxido de calcio se combina con el silicio como eliminador de oxígeno, produciendo el 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 de silicato por metamorfismo y vulcanismo y las rocas de silicato se convierten en carbonatos por erosión y sedimentación . [7] [8]
La producción de ácido sulfúrico a partir de sulfato de calcio anhidro produce silicatos de calcio. [9] Al mezclarse con esquisto o marga y tostarse a 1400 °C, el sulfato libera dióxido de azufre gaseoso, un precursor del ácido sulfúrico . El silicato de calcio resultante se utiliza en la producción de clínker de cemento . [10]
Como se verifica 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 tiene siete coordenadas y el otro tiene ocho coordenadas. [11]
Los silicatos de calcio son los ingredientes principales de los cementos Portland . [12]
El silicato de calcio se utiliza comúnmente como una alternativa segura al asbesto para materiales aislantes de alta temperatura. El aislamiento de equipos y tuberías de grado industrial a menudo se fabrica con 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 contra la lana de roca y los sólidos aislantes patentados , como la mezcla de perlita y la vermiculita unida con silicato de sodio . Aunque popularmente se considera un sustituto del asbesto, los primeros usos del silicato de calcio para aislamiento todavía utilizaban fibras de asbesto.
Se utiliza en protección pasiva contra incendios e ignifugación como ladrillos de silicato cálcico o en tejas. Es uno de los materiales ignífugos de mayor éxito en Europa debido a las normativas y directrices de seguridad contra incendios de los códigos de construcción residencial y comercial. Mientras que los norteamericanos utilizan yesos ignífugos en aerosol , es más probable que los europeos utilicen revestimientos hechos de silicato de calcio. [ ¿por qué? ] Los tableros de silicato de calcio de alto rendimiento conservan su excelente estabilidad dimensional incluso en condiciones húmedas y pueden instalarse en una etapa temprana del programa de construcción, antes de que se completen los trabajos húmedos y el edificio sea impermeable. Para productos de calidad inferior, los fabricantes disponen de láminas tratadas con silicona para mitigar posibles daños causados por la alta humedad o la presencia general de agua . Los fabricantes e instaladores de silicato de calcio en protección pasiva contra incendios a menudo también instalan cortafuegos . [ cita necesaria ]
Si bien las clasificaciones de mejor reacción posible al fuego son A1 (aplicaciones en construcción) y A1Fl (aplicaciones para pisos), respectivamente, las cuales significan "no combustible" según EN 13501-1: 2007, según la clasificación de un laboratorio notificado en Europa, algunas Los tableros de silicato de calcio solo vienen con clasificación al fuego A2 (combustibilidad limitada) o incluso clasificaciones más bajas (o ninguna clasificación), si es que se prueban. [ cita necesaria ]
El silicato de calcio, también conocido como escoria , se produce cuando el hierro fundido se fabrica a partir de mineral de hierro , dióxido de silicio y carbonato de calcio en un alto horno . Cuando este material se procesa en un agregado de silicato de calcio reutilizado y altamente refinado, se utiliza en la remediación del drenaje ácido de mina (AMD) en sitios mineros activos y pasivos. [13] El silicato de calcio neutraliza la acidez activa en los sistemas AMD eliminando los iones de hidrógeno libres de la solución a granel, aumentando así el pH . A medida que su anión silicato captura iones H + (aumentando 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 efectivamente los metales pesados y no los protege, prolongando su efectividad en los sistemas AMD. [13] [15]
Se utiliza como sellador en carreteras o en cáscaras de huevos frescos : cuando se aplica silicato de sodio como sellador al hormigón curado o a las cáscaras de huevos, reacciona químicamente con hidróxido de calcio o carbonato de calcio para formar hidrato de silicato de calcio, sellando los microporos con una 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 a los lodos de los Everglades y 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, la FAO y la OMS , como aditivo alimentario seguro en una gran variedad de productos. [20] Tiene el número E de referencia E552 .
