عایق سیلیکات کلسیم

سیلیکات کلسیم ماده ایست عایق با فرمول شیمیایی 2CaO.SiO2 (با نسبت های مختلف اکسیژن، کلسیم و سیلیس)که از سیلیکات کلسیم آبدار به همراه الیاف تقویت کننده تشکیل شده است. کلسیم سیلیکات برای اولین بار در سال 1950 از تکامل عایق های دما بالای دیگری چون کربنات منیزیم تهیه شد. در ابتدا از آزبست به عنوان الیاف تقویتی استفاده می شد. در سال 1972، به دلیل سمی بودن آزبست، تولیدکنندگان عایق به سمت الیاف های شیشه، گیاهی و پنبه ای روی آوردند. در دهه 1970، کلسیم سیلیکات، بدون آزبست، به عنوان عایق حرارتی مناسب در بسیاری از پالایشگاه ها و پتروشیمی ها، استفاده شد. در این مقاله عایق سیلیکات کلسیم را به شما معرفی کرده و مشخصات و کاربرد ان را بیان می کنیم.

سیلیکات کلسیم چیست؟

سیلیکات کلسیم به عنوان یکی از بهترین عایق های ضدآتش شناخته می شود. در صورتی که از سیلیکات کلسیم به عنوان عایق ضدآتش استفاده شود، معمولا آن را برروی سطح اسپری می کنند (روش اروپایی) و یا آن را به صورت روکش های نازک برروی سطح می کشند (روش آمریکایی). از آنجایی که سیلیکات کلسیم به آب و رطوبت حساس است و با آب واکنش می دهد، استفاده از روکش ها و پوشش های ضدرطوبت و ضدآب برروی آن اجباری است. همچنین سیلیکات کلسیم یکی از مواد سازنده سرباره آهن در کوره ذوب و کوره بلند است و از آن در افزایش pH اسیدها استفاده می شود. صفحات کلسیم سیلیکات نسل جدید ورقهای بدون آزبست هستند که با محیط زیست کاملا سازگار و به سلامت انسان لطمه‌ای نمی‌زنند. این ورق‌ها در نماهای داخلی و بیرونی ساختمان کاربر دارند و نوع مقاوم آن در برابر رطوبت و عایق حرارت نیز تولید می‌شود.  

ویژگیهای کلسیم سیلیکات

صفحات کلسیم سیلیکات صفحاتی سیمانی از خانواده فایبر سمنت‌ها هستند که با ترکیب کلسیم حین تولید به سختی بسیار بالایی نسبت به انواع مشابه خود دست پیدا کرده‌اند. با ترکیب دو صفحه کلسیم سیلیکات به ضخامت هرکدام 6 میلی‌متر و یک فوم پلی‌استایرن در وسط می‌توان به عنوان دیواری بسیار ایده‌آل در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار گیرد. دیوارهای ساخته شده توسط کلسیم سیلیکات،  به عنوان دیوارهای فوق سبک شناخته می‌شوند در حد بسیار بالایی در وزن سازه و کاهش وزن سازه به ویژه در سازه‌های فلزی تأثیرگذار هستند. دیوار کلسیم سیلیکات ایده‌آل‌ترین دیوار حال حاضر در صنعت ساختمان است. دیوار از یک فوم پلی استایرن و دو ورق از جنس کلسیم سیلیکات، که در دو طرف فوم قرار گرفته‌است تشکیل شده‌است پانل‌ها به ضخامت 5 تا 20 سانتیمتر قابل تولید می‌باشند عرض پانل‌ها 1.20 و ارتفاع آن حداکثر 3.5 متر است.وزن پانل‌ها به علت سبکی پلی استایرن بسیار کم است (بستگی به ضخامت روکش و چگالی عایق حدود 17 الی 25 کیلوگرم بر مترمربع است) در حالی که وزن دیوار آجری به ضخامت 22 سانتیمتر حدود 400 کیلوگرم در مترمربع می‌باشد.

مزایا و معایب کلسیم سیلیکات :

مزایا معایب عایق ورمیکولیت

معایب عایق ورمیکولیت، به شرح زیر است:

1. برخی معادن ورمیکولیت در دنیا، سنگ معدنی با محتوی آزبست دارند که برای سلامتی مضر است.
2. البته از سال1990 به بعد،تولید محصولات ورمیکولیت که سنگ معدنی آزبستی دارند،متوقف شد یا ورمیکولت آنها خالص سازی میشود.
3. محدودیت منابع در جهان

1.دامنه کاربرد از لحاظ درجه حرارت

• عایق حرارتی کلسیم سیلیکات، به دلیل غیرآلی بودن مواد تشکیل دهنده ، در دمای بالا به سادگی مقاومت و ماهیتش تغییر نخواهد کرد .

2.تغییرات حجمی در اثر بالا رفتن دما

• تغییرات دما به صورت دائمی در عایق ها می تواند تغییرات خطی در ابعاد را ایجاد کند .
• در عایق های کلسیم سیلیکات،حداکثر تغییرات خطی در دمای900 درجه سانتیگراد،2درصد میباشد که این مقدار بسیار ناچیزی است .

3.هدایت حرارتی

• این موضوع مهمترین عامل در انتخاب یک عایق محسوب می شود.
• عایق های کلسیم سیلیکات،نه تنها به علت پایین بودن وزن حجمی و راحتی در حمل ونقل، بلکه به دلیل پایین بودن هدایت حرارتی یک انتخاب مناسب به حساب می آیند .

4.محدودیت مصرف

• معمولا این عایقها،به اشکال تخته،نیم لوله،زانو و حتی اشکال هندسی خاص در دسترس میباشد،بنابراین پوشش دادن سطوح با قطعات ساخت کارخانه میسر است.
• در ضمن خاصیت برش پذیری به ما امکان ایجاد هر شکلی را در زمان مصرف می دهد .
• درصورتی که شکل خیلی خاص باشد و یا محل مورد نظر دارای پیچیدگی باشد، می توان خمیری از پودر کلسیم سیلیکات، با یک چسب ایجادکرد و آنرا به صورت مالت به کار برد .
• شرکت های تولید کننده این ماده قادرند کلسیم سیلیکات، را به صورت مایع  عرضه کنند.
• به عبارتی میتوان گفت برای مصرف عایق های کلسیم سیلیکات هیچگونه محدودیتی وجود ندارد.

5.مزایایی دیگر

• استحکام فشاری نسبتا خوب و پایداری بالا
• عدم اشتعال پذیری
• مقاومت در مقابل خوردگی و ترکیبات شیمیایی و آلودگی های قارچی و بیولوژیکی
• نسبت استحکام به وزن بسیار خوب
• عدم خوردگی لوله های فولادی و آهنی
• مصرف انرژی ناچیز در حین تولید
• سالیانه را در بین سایر عایق ها دارد.
• این صفحات،نسل جدید ورقهای بدون آزبست هستند.که با محیط زیست،کاملا سازگار و به سلامت انسان لطمه‌ای نمی‌زنند

معایب کلسیم سیلیکات

1. حساس به رطوبت و نفوذ آب و بخار
2. اجباری بودن استفاده از پوشش های ضد رطوبت و ضدآب به دلیل حساس بودن به رطوبت

تولید کلسیم سیلیکات

در ابتدا مواد اولیه ترکیب عایق، به همراه آب، الیاف تقویت کننده، افزودنی ها و کاتلیزرها درون یک مخزن ریخته شده و هم زده می شوند تا مخلوط معلقی با نسبت یکسان ایجاد شود. این مخلوط معلق به درون یک سیستم گرمایش پمپ می شود و تا نقطه جوش حرارت داده می شود. سپس سریعا به درون قالب ریخته می شود. بعد از چند دقیقه، ماده حاصله که به صورت جامدی خیس و شکننده است، از قالب خارج شده و درون یک کوره بخار فشار بالا برای چندین ساعت قرار داده می شود. در این مرحله واکنش شیمیایی رخ داده و سیلیکات کلسیم شکل میگیرد. سپس قطعات درون فر خشک کن قرار داده می شوند. پس از خشک شدن، قطعات بریده شده و بسته بندی می شوند. این پروسه بسیار کم هزینه بوده و انرژی بسیار کمی مصرف می کند. وقتی که محلول اولیه جوشان به درون قالب ریخته می شود، حباب های هوای بسیاری درون آن محبوس می شوند به طوری که ماده نهایی نزدیک به 90% از حباب هوای بسیار ریز تشکیل شده است. میلیون ها حباب هوای محبوس شده درون دیواره هایی از سیلیکات کلسیم که ضریب انتقال حرارت پایینی دارند، خاصیت عایق بودن بسیار خوبی به سیلیکات کلسیم قالب گیری شده می بخشد.

کاربرد کلسیم سیلیکات

• مناسب برای عایق کاری سیستم های دما بالا
• مناسب برای مراکز پتروشیمی و نیروگاهی که در آنها دمای کارکرد بالاتر از 5000C است.
• مناسب برای عایق کاری لوله های فولادی و آهنی
• استفاده به عنوان عایق و پوشش ضدآتش

تفاوت بین عایق کلسیم سیلیکات و عایق گچ 

• عایق کلسیم سیلیکات،دارای مقاومت بسیار زیادی در برابر آب و حرارت دارد;به همین دلیل نسبت به عایق گچ بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
• عایق کلسیم سیلیکات یه عنوان یکی از عایق های سازگار با محیط زیست شناخته می شود که در مقابل با رطوبت نیز دارای عملکرد نسبتا خوبی است.
• با توجه به ساختار و نحوه تولیدی که عایق کلسیم سیلیکات دارد ، این عایق به عنوان یک عایق صدا نیز دارای عملکرد خوبی است.
• بسیاری از عایق ها بعد از گذر زمان از خوبی عملکردشان کاسته می شود چرا که مقدار R-Value آنها کاهش پیدا می کند. اما این مسئله در رابطه با عایق کلسیم سیلیکات، صادق نیست و همین مسئله باعث می شود دارای عمر طولانی تری باشد.
• این دو عایق هر دو در ویژگی مقاوم بودن در مقابل حرارت دارای عملکرد خوبی هستند اما سایر ویژگی های مطلوب عایق کلسیم سیلیکات، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. مخصوصا در صنعت هایی که میزان درجه حرارت در آن ها بسیار بالا است.

لینک های مرتبط :

عایق پلی ایزوسیانورات چیست؟