- 構造
- 命名法
- プロパティ
- 体調
- 分子量
- 融点
- 密度
- 溶解度
- pH
- その他の特性
- 入手
- 用途
- レンガを手に入れるには
- ポートランドセメントで
- 放射性ゴミを固定化するには
- 建物の絶縁体として
- 冶金業界の汚染を減らすために
- 生体材料
- バイオ象牙で
- 他のアプリ
- 参考文献
ケイ酸カルシウムは、酸化カルシウム（CaOと）とシリカ（SiOから形成される化合物の群に割り当てられる名前である2）。これらの化合物の一般式は、xCaO•ySiO 2 • zH 2 Oです。
それらは白いか黄色がかった白い固体です。それらは無水、すなわちそれらの構造中に水（Ｈ２Ｏ）がなくてもよく、またはそれを含有してもよい。それらは自然界のいくつかのタイプの鉱物の一部です。
ケイ酸カルシウム鉱物。Dave Dyet http://www.shutterstone.com http://www.dyet.com /パブリックドメイン。出典：ウィキメディア・コモンズ。
ケイ酸カルシウムは水に不溶ですが、結合すると水和ゲル（ゼラチンなどの材料）を形成します。これは凝結後、非常に硬く、耐性があり、ほぼ防水です。
これらはセメント、レンガ、防湿パネルに使用されているため、建設業界での使用につながっています。それらはまた、歯の穿孔を治療するための材料の一部であり、骨の再生における使用、すなわち生体材料としての使用についてさえ研究されてきた。
それらはいくつかの冶金産業によって発生する汚染を減らすために提案されました。また、車両のブレーキやクラッチの摩擦発生装置としても使用されます。
構造
ケイ酸カルシウムは、さまざまな量の酸化カルシウム（CaO）とシリカ（SiO 2）を含むことができます。その一般式は次のとおりです。
xCaO•Ysio 2 •zH 2 O
ここで、x、y、およびzは、さまざまな値を持つことができる数値です。
ＣａＯの量は３％〜３５％（乾燥ベースの重量による）でなければならず、ＳｉＯ2含有量は５０〜９５％（乾燥ベースの重量による）でなければならない。それらは無水である（その構造に水がない、つまり、式でz = 0）か、水和されている（水でその構造が得られる）ことができます。
命名法
- ケイ酸カルシウム
- ケイ酸カルシウム塩
- 酸化カルシウムとシリコン
プロパティ
体調
非常に細かい白またはオフホワイトの固体。
分子量
メタケイ酸カルシウムCaO•SiO 2またはCaSiO 3 = 116.16 g / mol
融点
メタケイ酸カルシウムCaSiO 3 = 1540°C
密度
メタケイ酸カルシウムCaSiO 3 = 2.92 g / cc
溶解度
水とエタノールに不溶。
pH
5％ケイ酸カルシウムで調製した泥のpHは8.4-12.5です。
その他の特性
ケイ酸カルシウムは、水和（分子内に水を含む）または無水（分子内に水を含まない）で、さまざまな比率のカルシウムを酸化カルシウムCaOの形で、シリカを二酸化シリカSiO 2の形で含むことができます。
吸水能力が高いです。メタケイ酸カルシウム（CaO•SiO 2またはCaSiO 3）は、その輝きと白さ、低湿度、低揮発分、良好な油吸収で際立っています。
CaSiO 3メタケイ酸カルシウム。OndřejMangl /パブリックドメイン。出典：ウィキメディア・コモンズ。
ケイ酸カルシウム水和物のうち、Ca 2 SiO 5とCa 3 SiO 5に水を加えたものは区別される。これら2つの化合物の水和生成物は、特定のタイプのセメントで最も豊富です。
入手
ケイ酸カルシウムは、ケイ酸土（珪藻土など）とカルシウム化合物（水酸化カルシウム（Ca（OH）2）など）を反応させてさまざまな方法で製造されます。
ケイ酸カルシウムは、例えば、高温で酸化カルシウム（ＣａＯ）をシリカ（ＳｉＯ２）で焼成することによって調製することができる。
反応を1：1のモル比で実行すると（これは、CaO分子の数がSiO 2と同じであることを意味します）、メタケイ酸カルシウムCaSiO 3またはCaO•SiO 2が生成されます。
CaO + SiO 2 +熱→CaSiO 3
用途
レンガを手に入れるには
ケイ酸カルシウムユニットまたは建設用レンガが作られています。それらは細かい珪質物質と生石灰または消石灰で得られます。不活性顔料を追加して、レンガの色を変えることができます。
ユニットは加圧成形され、オートクレーブ（スチームオーブン）で170°Cで4〜6時間硬化されます。硬化中、石灰の一部がケイ酸質材料と反応してケイ酸カルシウム水和物を形成し、それがレンガをまとめます。
ケイ酸カルシウムレンガ。Holger.Ellgaard / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）。出典：ウィキメディア・コモンズ。
ただし、ケイ酸カルシウムレンガは粘土レンガよりも膨張および収縮する傾向があり、石積みのひび割れを引き起こすことがあります。
これは注目を集めており、潜在的に危険であると考えられてきました。
ポートランドセメントで
ケイ酸カルシウムは、建設業界で広く使用されている材料であるポートランドセメントの一部です。
ポートランドセメントは、水和ケイ酸カルシウムと硫酸カルシウムCaSO 4（石膏）から主に形成される材料を粉砕することによって製造される水硬性セメントです。
セメントで表面。セメントは、その組成にケイ酸カルシウムを含んでいます。著者：ペクセル。出典：Pixabay。
水和ケイ酸カルシウムゲルを生成する水和反応により、急速に硬化します。これにより、強くて密度が高く、浸透性の低い材料になります（水を通過させません）。
それが含有するケイ酸塩は、ケイ酸三カルシウムCa 3 SiO 5または3CaO.SiO 2およびケイ酸二カルシウムCa 2 SiO 4または2CaO.SiO 2です。
放射性ゴミを固定化するには
セメント中のケイ酸カルシウムは、重量パーセントで変化する可能性があります。ポルトランドセメントの組成は、対象となる建設構造の種類によって異なります。
このセメントのいくつかのタイプは、放射性廃棄物を固定して、人や環境に害を及ぼさないようにするために使用されます。
建物の絶縁体として
ケイ酸カルシウムは、ミネラルフォームボードまたは断熱ミネラルボードを得るために使用されます。
ケイ酸カルシウムシート。Achim Hering / CC BY（https://creativecommons.org/licenses/by/3.0）。出典：ウィキメディア・コモンズ。
これらは壁を湿気から絶縁するのに役立ちます。CaOとSiO 2は水と混合され、3〜6％のセルロースが追加されます。これにより、エッジの柔軟性と安定性が向上します。
得られたスラッジを型に流し込み、オートクレーブと呼ばれる特殊なスチームオーブンで高圧高温の蒸気で加熱します。
その結果、シートまたはボードにカットされ、水をはじくことができるように特殊な添加剤で処理された、非常に微細な孔のある硬質フォームが得られます。
ケイ酸カルシウム発泡体は、特に壁を断熱し、湿気からの保護を改善するために建設部門で使用され、特に古い建物の改修に特に役立ちます。
冶金業界の汚染を減らすために
スラグまたは鉄鋼生産からの廃棄物に含まれるケイ酸二カルシウムCa 2 SiO 4または2CaO.SiO 2は、他の冶金プロセスからの酸性廃水中の溶存金属を沈殿させるために使用されています。
沈殿とは、溶解した金属が固体化合物の一部になり、容器の底に移動して収集できることを意味します。
鉄鋼業界の廃棄物には、酸性溶液から金属を沈殿させるのに役立つケイ酸カルシウムが含まれています。著者：スキーズ。出典：Pixabay。
鋼スラグに存在するCa 2 SiO 4は水と反応して、他のプロセスからの金属の酸性溶液の酸性度を中和する能力を持つCa（OH）2を生成します。
2 Ca 2 SiO 4 + 4 H 2 O→3CaO。2SiO 2 .3H 2 O + Ca（OH）2
中和に加えて、ケイ酸カルシウム化合物は、カルシウムイオンCa 2+と交換することにより、M 2+金属イオンの一部を吸着できます。ここに概要があります：
≡Si-O-Ca+ M 2+ →≡Si-OM+ Ca 2+
金属を含む固体化合物は、別の目的に使用でき、廃棄されません。これは産業生態学の例です。
生体材料
ケイ酸カルシウムセラミックは、1990年から生体材料としてテストされ始めました。他の材料よりも優れた生物活性を持っているため、骨組織の再生での潜在的な使用について研究されています。
これは、彼らが新しい骨の形成につながるメカニズムで重要な役割を果たすシリコン（Si）を持っているという事実に起因しています。
ケイ酸カルシウムベースのセメントは、体液に浸したときにリン酸カルシウム/アパタイトコーティングの形成を誘発し、組織の再生を促進する能力があります。
ケイ酸カルシウムは、骨の修復を可能にする生体材料のベースとして機能します。https://www.scientificaimations.com/ / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0）。出典：ウィキメディア・コモンズ。
これらの理由から、骨修復に適した材料と見なされています。
バイオ象牙で
ケイ酸カルシウムはバイオデンチンの一部です。これは、歯の穿孔、骨吸収の修復、および歯の根元の端の詰め物として使用される材料です。
バイオデンチンは、他の材料よりも機械的強度や硬度が高く、象牙質に似ている低多孔性の生理活性セメントです。
ケイ酸カルシウムは、歯の穿孔を覆うために使用される材料の一部です。Jak /パブリックドメイン。出典：ウィキメディア・コモンズ。
ケイ酸三カルシウム（Ca 3 SiO 5）、ケイ酸二カルシウム（Ca 2 SiO 5）、炭酸カルシウム（CaCO 3）、酸化ジルコニウムで構成されています。水と混合すると、ケイ酸カルシウムは粘着性のある水和ゲルを形成し、しばらくすると固化して硬い構造を形成します。
それは、歯髄の細胞にプラスの効果を及ぼし、象牙質のブリッジの形成を加速します。そこでは、その結合の強さ、その微小硬度、および圧縮に対する耐性が際立ちます。
歯を治すためのケイ酸カルシウムのチューブ。Shaimaa Abdellatif / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0）。出典：ウィキメディア・コモンズ。
他のアプリ
ケイ酸カルシウムは固結防止剤やろ過助剤としても使用されます。
メタケイ酸カルシウムCaSiO 3は、セラミック、車両のブレーキやクラッチなどの摩擦が必要なデバイス、および金属の取得に使用されます。
CaSiO 3は、その高い輝きと白さのため、塗料やプラスチックの充填に使用されています。
参考文献
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