Die Dichte von Calciumsilikat liegt im Bereich von etwa 100–2000 kg/m³. Leichte Produkte eignen sich als Dämm- oder Füllmaterialien; Produkte mit mittlerer Dichte (400–1000 kg/m³) werden hauptsächlich als Wand- und Feuerfestauskleidungen eingesetzt; Produkte mit einer Dichte von 1000 kg/m³ und darüber finden vorwiegend Verwendung als Wand-, Boden- oder Dämmstoffe. Die Wärmeleitfähigkeit hängt hauptsächlich von der Dichte des Produkts ab und steigt mit zunehmender Umgebungstemperatur. Calciumsilikat zeichnet sich durch gute Hitzebeständigkeit, thermische Stabilität und Feuerbeständigkeit aus. Es ist nicht brennbar (GB 8624-1997) und setzt auch bei hohen Temperaturen keine giftigen Gase oder Rauch frei. Im Bauwesen wird Calciumsilikat häufig als Feuerfestauskleidung für Stahlträger, -stützen und -wände verwendet. Calciumsilikat-Feuerfestplatten eignen sich als Wandverkleidung, abgehängte Decken sowie als Innen- und Außendekorationsmaterial in Wohnhäusern, Fabriken und anderen Gebäuden sowie in unterirdischen Bauwerken mit Brandschutzanforderungen.
Mikroporöses Calciumsilikat ist ein Wärmedämmstoff, der aus siliziumhaltigen und calciumhaltigen Materialien, anorganischen Faserverbundwerkstoffen und einer großen Menge Wasser hergestellt wird. Die Herstellung erfolgt durch Mischen, Erhitzen, Gelieren, Formen, Aushärten im Autoklaven und Trocknen. Hauptbestandteil des Dämmstoffs sind hydratisierte Kieselsäure und Calcium. Je nach Hydratationsprodukt unterscheidet man üblicherweise zwischen Mullit- und Xonotlit-Typen. Aufgrund der unterschiedlichen Rohstoffe, Mischungsverhältnisse und Verarbeitungsbedingungen variieren auch die physikalischen und chemischen Eigenschaften des hergestellten Calciumsilikathydrats.
Es gibt hauptsächlich zwei verschiedene Arten von Siliziumderivaten, die als Isoliermaterialien verwendet werden. Die eine ist Torbe-Mullit, dessen Hauptbestandteil 5Ca0,6SiO2 · 5H2O ist und dessen Hitzebeständigkeit bis 650 °C beträgt; die andere ist Xonotlit, dessen Hauptbestandteil 6Ca0,6SiO2 · H2O ist und dessen Hitzebeständigkeit bis zu 1000 °C beträgt.
Mikroporöses Calciumsilikat-Dämmmaterial zeichnet sich durch geringe Schüttdichte, hohe Festigkeit, niedrige Wärmeleitfähigkeit, hohe Einsatztemperatur und gute Feuerbeständigkeit aus. Es handelt sich um ein Blockdämmmaterial mit hervorragenden Eigenschaften. Im Ausland ist es eines der am weitesten verbreiteten Wärmedämmstoffe, und auch in China werden zahlreiche Produkte hergestellt und eingesetzt.
Silikatische Werkstoffe bestehen hauptsächlich aus Siliciumdioxid und reagieren unter bestimmten Bedingungen mit Calciumhydroxid zu einem Zement, der vorwiegend aus Calciumsilicathydrat besteht. Calciumhaltige Werkstoffe bestehen hauptsächlich aus Calciumoxid. Nach der Hydratation reagieren sie mit Siliciumdioxid zu einem Zement, der hauptsächlich aus hydratisiertem Calciumsilicat besteht. Bei der Herstellung mikroporöser Calciumsilicat-Dämmstoffe werden als silikatische Rohstoffe in der Regel Kieselgur, sehr feines Quarzpulver oder Bentonit verwendet. Als Calciumrohstoffe dienen üblicherweise Kalkschlamm und gelöschter Kalk, der aus Stückkalkpulver oder Kalkpaste gewonnen wird. Auch Industrieabfälle wie Calciumcarbidschlacke können eingesetzt werden. Asbestfasern werden üblicherweise als Verstärkungsfasern verwendet. In den letzten Jahren finden auch andere Fasern wie alkalibeständige Glasfasern und organische Schwefelsäurefasern (z. B. Papierfasern) Anwendung. Zu den wichtigsten Zusatzstoffen im Herstellungsprozess zählen Wasser, Glas, Soda, Aluminiumsulfat usw.
Das Rohstoffverhältnis für die Herstellung von Calciumsilikat beträgt im Allgemeinen CaO/SiO₂ = 0,8–1,0. Verstärkungsfasern machen 3–15 % der Gesamtmenge an Silicium- und Calciummaterialien aus, Additive 5–10 % und Wasser 550–850 %. Bei der Herstellung von mikroporösem Calciumsilikat-Dämmstoff vom Mullit-Typ mit einer Hitzebeständigkeit von 650 °C beträgt der Dampfdruck üblicherweise 0,8–1,1 MPa und die Haltezeit 10 h. Für die Herstellung von mikroporösen Calciumsilikatprodukten vom Xonotlit-Typ mit einer Hitzebeständigkeit von 1000 °C sollten Rohstoffe höherer Reinheit gewählt werden, um ein CaO/SiO₂-Verhältnis von 1,0 zu erreichen. Der Dampfdruck sollte 1,5 MPa betragen und die Haltezeit mehr als 20 h erreichen, damit sich Calciumsilikathydratkristalle vom Xonotlit-Typ bilden können.
Eigenschaften und Anwendungsbereich von Calciumsilikatplatten
Mikroporöses Calciumsilikat-Wärmedämmmaterial zeichnet sich im Wesentlichen durch folgende Eigenschaften aus: ② Hohe Einsatztemperaturen bis zu 650 °C (Typ I) bzw. 1000 °C (Typ II); ② Die verwendeten Rohstoffe bestehen fast ausschließlich aus anorganischen, nicht brennbaren Materialien und fallen unter die Brandschutzklasse A (GB 8624-1997). Selbst im Brandfall entstehen keine giftigen Gase, was die Brandsicherheit erheblich erhöht; ③ Geringe Wärmeleitfähigkeit und gute Dämmwirkung; ④ Geringe Schüttdichte, hohe Festigkeit, einfache Verarbeitung (Sägen und Schneiden möglich) – ideal für die Montage vor Ort; ⑤ Gute Wasserbeständigkeit, keine Zersetzung oder Beschädigung durch heißes Wasser; ⑥ Langlebig und alterungsbeständig; ⑦ In Wasser einweichen – die resultierende Lösung ist neutral oder schwach alkalisch und korrodiert daher weder Anlagen noch Rohrleitungen; ⑧ Die Rohstoffe sind leicht verfügbar und kostengünstig.
Da mikroporöses Calciumsilikat die oben genannten Eigenschaften aufweist, insbesondere seine hervorragende Wärmedämmung, Temperaturbeständigkeit, Nichtbrennbarkeit und die Abwesenheit toxischer Gase, findet es breite Anwendung im Brandschutz von Gebäuden. Es wird heutzutage in verschiedenen Branchen wie der Metallurgie, der chemischen Industrie, der Energiewirtschaft, dem Schiffbau und dem Bauwesen eingesetzt. Dort dient es als Wärmedämmstoff für diverse Anlagen, Rohrleitungen und Zubehörteile und erfüllt gleichzeitig Brandschutzfunktionen.
Veröffentlichungsdatum: 02.12.2021
