La densité du silicate de calcium se situe approximativement entre 100 et 2000 kg/m³. Les produits légers conviennent comme isolants ou matériaux de remplissage ; ceux de densité moyenne (400 à 1000 kg/m³) sont principalement utilisés comme matériaux de construction de murs et revêtements réfractaires ; ceux d'une densité supérieure ou égale à 1000 kg/m³ sont principalement utilisés comme matériaux de construction de murs, matériaux de fondation ou isolants. La conductivité thermique dépend principalement de la densité du produit et augmente avec la température ambiante. Le silicate de calcium présente une bonne résistance à la chaleur, une bonne stabilité thermique et une bonne résistance au feu. C'est un matériau incombustible (norme GB 8624-1997) qui ne produit ni gaz toxiques ni fumée, même à haute température. Dans le secteur de la construction, le silicate de calcium est largement utilisé comme revêtement réfractaire pour les poutres, les poteaux et les murs en acier. Les panneaux réfractaires en silicate de calcium peuvent être utilisés comme revêtement mural, plafond suspendu et matériaux de décoration intérieure et extérieure dans les maisons ordinaires, les usines et autres bâtiments et bâtiments souterrains soumis à des exigences de résistance au feu.
Le silicate de calcium microporeux est un isolant thermique composé de matériaux siliceux, de matériaux calciques, de matériaux renforcés de fibres inorganiques et d'une grande quantité d'eau. Sa fabrication comprend plusieurs étapes : mélange, chauffage, gélification, moulage, cuisson en autoclave, séchage, etc. Ce matériau isolant est principalement constitué d'acide silicique hydraté et de calcium. Selon les produits d'hydratation obtenus, on distingue généralement deux types : la tobe-mullite et la xonotlite. Les propriétés physico-chimiques du silicate de calcium hydraté varient en fonction des matières premières utilisées, des proportions de mélange et des conditions de traitement.
On utilise principalement deux types de cristaux dérivés du silicium comme matériaux isolants. Le premier est la mullite torbérique, dont le composant principal est 5Ca0,6SiO2.5H2O et qui résiste à des températures allant jusqu'à 650 °C ; le second est la xonotlite, dont le composant principal est 6Ca0,6SiO2.H2O et qui résiste à des températures allant jusqu'à 1 000 °C.
Le silicate de calcium microporeux est un matériau isolant présentant une faible densité apparente, une résistance mécanique élevée, une faible conductivité thermique, une température d'utilisation élevée et une bonne résistance au feu. C'est un matériau d'isolation thermique en blocs aux performances supérieures. Il figure parmi les matériaux d'isolation thermique les plus utilisés dans l'industrie à l'étranger et est produit et utilisé à grande échelle en Chine.
Les matériaux siliceux sont composés principalement de dioxyde de silicium, qui réagit avec l'hydroxyde de calcium dans certaines conditions pour former un ciment principalement constitué d'hydrate de silicate de calcium. Les matériaux calciques sont composés principalement d'oxyde de calcium. Après hydratation, ce dernier réagit avec la silice pour former un ciment principalement constitué de silicate de calcium hydraté. Pour la fabrication de matériaux isolants microporeux en silicate de calcium, les matières premières siliceuses utilisées sont généralement la terre de diatomées, mais on peut également utiliser de la poudre de quartz très fine ou de la bentonite. Les matières premières calciques utilisées sont généralement la chaux vive et la chaux éteinte obtenues par digestion de chaux en morceaux ou en pâte, ainsi que des déchets industriels tels que les scories de carbure de calcium. Les fibres d'amiante sont généralement utilisées comme fibres de renforcement. Ces dernières années, d'autres fibres, comme les fibres de verre résistantes aux alcalis et les fibres organo-sulfuriques (par exemple, les fibres de papier), ont été utilisées à cette fin. Les principaux additifs utilisés lors du procédé sont le carbonate de sodium, le carbonate de sodium, le sulfate d'aluminium, etc.
Le rapport des matières premières pour la production de silicate de calcium est généralement le suivant : CaO/SiO₂ = 0,8-1,0. Les fibres de renforcement représentent 3 % à 15 % de la quantité totale de silicium et de calcium, les additifs 5 % à 10 % et l’eau 550 % à 850 %. Pour la production d’un matériau isolant microporeux en silicate de calcium de type mullite, résistant à une température de 650 °C, la pression de vapeur généralement utilisée est de 0,8 à 1,1 MPa et le temps de maintien est de 10 h. Pour la production de produits en silicate de calcium microporeux de type xonotlite, résistant à une température de 1 000 °C, il convient de sélectionner des matières premières de plus haute pureté afin d’obtenir un rapport CaO/SiO₂ = 1,0. La pression de vapeur atteint alors 1,5 MPa et le temps de maintien est supérieur à 20 h, permettant ainsi la formation de cristaux d’hydrate de silicate de calcium de type xonotlite.
Caractéristiques et domaine d'application des panneaux de silicate de calcium
Le matériau d'isolation thermique en silicate de calcium microporeux présente principalement les caractéristiques suivantes : 1) Haute température d'utilisation, pouvant atteindre 650 °C (type I) ou 1 000 °C (type II) ; 2) Matières premières inorganiques et incombustibles, classées A (norme GB 8624-1997). En cas d'incendie, il ne dégage aucun gaz toxique, un atout majeur pour la sécurité incendie ; 3) Faible conductivité thermique et excellente isolation ; 4) Faible densité apparente, haute résistance, facilité de mise en œuvre (sciage et découpe possibles), facilitant la pose sur site ; 5) Bonne résistance à l'eau, sans décomposition ni dégradation au contact de l'eau chaude ; 6) Grande durabilité ; 7) Immersion dans l'eau : la solution aqueuse obtenue est neutre ou faiblement alcaline, évitant ainsi la corrosion des équipements et des canalisations ; 8) Matières premières abondantes et économiques.
Grâce à ses caractéristiques exceptionnelles, notamment son isolation thermique remarquable, sa résistance aux hautes températures, son incombustibilité et l'absence d'émission de gaz toxiques, le silicate de calcium microporeux est largement utilisé dans les projets de protection incendie des bâtiments. Il est aujourd'hui employé dans de nombreux secteurs industriels tels que la métallurgie, la chimie, l'énergie électrique, la construction navale et le bâtiment. Il sert d'isolant thermique sur divers équipements, canalisations et accessoires, tout en assurant une protection contre l'incendie.
Date de publication : 2 décembre 2021
