ALUMINATE DE CALCIUM
L'aluminate de calcium est un ciment hydraulique haute performance utilisé dans des applications spécialisées nécessitant une prise rapide, une résistance aux températures élevées et une durabilité chimique, comme dans les matériaux réfractaires pour les fours et les fours.
L'aluminate de calcium est produit en fusionnant de l'oxyde de calcium et de l'oxyde d'aluminium à haute température, ce qui donne une poudre blanche d'une densité de 2,98 g/cm³ et d'un point de fusion de 1 605 °C.
Les propriétés uniques de l'aluminate de calcium le rendent idéal pour les applications dans les réseaux d'égouts, les mélanges de béton à haute résistance et comme matériau de support de catalyseur dans les processus chimiques.
Numéro CAS : 12042-68-1
Numéro CE : 234-931-0
Formule moléculaire : AlCaH7O
Poids moléculaire : 90,11
Synonymes : 12042-68-1, aluminate de calcium, oxyde d'aluminium et de calcium, calcium ; oxydo(oxo)alumane, CALCIUMALUMINATE, MFCD00049722, tétraoxyde de calcium et de dialuminium, calcium, oxydo(oxo)alumane, EINECS 234-931-0, dialuminate de calcium, aluminium oxyde de calcium (Al2CaO4), aluminate monocalcique, XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N, J-004335, Q6901369
L'aluminate de calcium est une poudre blanche et présente une forme cristalline monoclinique.
L'aluminate de calcium fait référence à une classe de composés dérivés de la combinaison d'oxyde de calcium (chaux) et d'oxyde d'aluminium (alumine).
L'aluminate de calcium est fabriqué en fusionnant ou en frittant de l'alumine et des minéraux contribuant à la calcie pour produire des clinkers d'aluminate de monocalcium (CaAl2O4) qui sont ensuite réduits en poudre.
L'aluminate de calcium a une densité de 2,98 g/cc et son point de fusion est de 1605°C.
Le composé d'aluminate de calcium le plus courant est l'aluminate de calcium, qui est un matériau cimentaire hydraulique.
Les principaux composants de l'aluminate de calcium sont les phases d'aluminate de calcium, généralement l'aluminate monocalcique et l'aluminate dicalcique (CA2).
Ces composés contribuent aux propriétés et aux performances du ciment.
Les aluminates de calcium sont une gamme de matériaux obtenus en chauffant ensemble de l'oxyde de calcium et de l'oxyde d'aluminium à haute température.
On les rencontre dans la fabrication des réfractaires et des ciments.
Les réfractaires à base d'aluminate de calcium sont couramment utilisés pour le revêtement des paniers de coulée dans le processus de fabrication de l'acier.
Les aluminates de calcium sont des récipients utilisés pour contrôler le flux de métal en fusion lors de la coulée continue.
L'aluminate de calcium est parfois utilisé comme catalyseur dans la production de peroxyde d'hydrogène.
L'aluminate de calcium aide à la conversion des dérivés d'anthraquinone en peroxyde d'hydrogène.
Certaines formes d'aluminate de calcium peuvent servir de matériau de support pour les catalyseurs dans divers processus chimiques.
Dans la production d'acide sulfurique, l'aluminate de calcium peut être utilisé dans la construction de revêtements résistants aux acides pour les équipements en raison de la résistance de l'aluminate de calcium aux conditions acides.
Les aluminates de calcium, qui sont utilisés dans les applications à haute température, peuvent contenir de l'aluminate de calcium comme composant clé.
L'aluminate de calcium a été étudié pour son utilisation potentielle dans la stabilisation des déchets dangereux, aidant ainsi à immobiliser certains contaminants.
L'aluminate de calcium peut être utilisé dans la formulation de mélanges de béton à haute résistance, contribuant ainsi à améliorer la résistance à la compression et la durabilité.
Dans la construction, les coulis sans retrait contenant de l'aluminate de calcium peuvent être utilisés pour les applications où un changement de volume minimal est souhaité, comme dans le couchage des machines.
Certaines formulations d'aluminate de calcium sont utilisées dans la cimentation des puits de pétrole.
Ces ciments peuvent offrir une résistance aux températures élevées et une prise rapide dans la construction de puits de pétrole.
Les aluminates de calcium peuvent être utilisés dans la production de matériaux isolants électriques en raison de leur capacité à résister à des températures élevées.
En géotechnique, l'aluminate de calcium est parfois utilisé pour stabiliser le sol et améliorer sa capacité portante.
Les composés à base d'aluminate de calcium peuvent être utilisés dans la formulation de mastics chimiques pour diverses applications de construction et industrielles.
Dans certaines formulations, l'aluminate de calcium est utilisé dans des revêtements conçus pour assurer une protection contre la corrosion des structures métalliques.
Les aluminates de calcium sont des ciments constitués majoritairement d'aluminates de calcium hydrauliques.
Les noms alternatifs sont « ciment alumineux », « ciment à haute teneur en alumine » et « Ciment fondu » en français.
Ils sont utilisés dans un certain nombre d’applications spécialisées à petite échelle.
L'aluminate de calcium inventé en 1908 par Bied[2] est sans sulfate et durcit pour donner principalement des aluminates de calcium ou carboaluminates hydratés (phases AFm : phases monosubstituées de ferrite d'aluminium), parfois accompagnés de C-S-H comme composant mineur, tandis que Ca(OH)2 (portlandite) est absent.
L'aluminate de calcium ne doit pas être confondu avec le ciment sulfo-aluminate de calcium (CSA) contenant du sulfate de calcium et inventé plus tard en 1936.
Le constituant principal, et aussi la phase la plus réactive, des aluminates de calcium est l'aluminate monocalcique (CaAl2O4 = CaO • Al2O3, également écrit CA dans la notation des chimistes du ciment).
L'aluminate de calcium contient généralement d'autres aluminates de calcium ainsi qu'un certain nombre de phases moins réactives provenant des impuretés présentes dans les matières premières.
On rencontre plutôt une large gamme de compositions, en fonction de l'application et de la pureté de la source d'aluminium utilisée.
L'aluminate de calcium est un matériau super réfractaire.
L'aluminate de calcium est de loin supérieur au ciment Portland dans ses propriétés de prise et sa capacité à résister aux températures élevées et aux attaques chimiques.
L'aluminate de calcium est un type de ciment fabriqué à partir d'un mélange d'alumine et de calcaire à haute température.
L'aluminate de calcium est utilisé depuis longtemps avec succès dans des applications spécialisées du ciment, en particulier là où la résistance aux températures très élevées, aux sulfates et aux acides et alcalis doux est nécessaire.
L'aluminate de calcium peut également bien fonctionner lorsqu'un renforcement solide est requis.
L'aluminate de calcium se compose principalement d'aluminate de monocalcium, d'autres aluminates de calcium et de quelques phases moins réactives obtenues à partir des impuretés des matières premières.
Lorsqu'il est appliqué comme liant spécial, l'aluminate de calcium présente une excellente résistance à la corrosion, à la chaleur et à l'abrasion.
L'aluminate de calcium, les ciments alumineux ou les ciments à haute teneur en alumine sont obtenus par la réaction à haute température de la chaux (issue du calcaire) et de l'alumine (contenue dans des minéraux naturels comme la bauxite).
L'aluminate de calcium obtenu après refroidissement est un minéral dur : l'aluminate de calcium.
Broyé en poudre fine, le clinker devient de l'aluminate de calcium qui forme une pâte lorsqu'il est mélangé à l'eau.
L'aluminate de Calcium a la capacité de durcir très rapidement : il forme un solide rigide en 24 heures.
L'aluminium et l'oxyde de calcium sont chauffés à haute température pour créer un groupe de minéraux appelés aluminates de calcium.
Selon le niveau de pureté requis, la chaux et l'alumine ou la chaux et la bauxite sont combinées pour créer des aluminates de calcium qui, une fois refroidis, laissent derrière eux des aluminates de calcium durs.
L'aluminate de calcium peut être utilisé comme agrégat lorsqu'il est broyé ou criblé, la composition et la couleur dépendant de la quantité et de la pureté de chaque ingrédient source.
Le clinker peut durcir très rapidement mais de manière contrôlée dans les formulations lorsqu'il est broyé en une poudre fine et utilisé comme liant, ce qui crée une pâte lorsqu'il est combiné avec de l'eau.
De plus, l’aluminate de calcium contient des traces de phosphore, de magnésium, de fer, de silicium et de manganèse.
De l'aluminate de calcium est ajouté au mélange pour fournir aux produits en béton une durabilité supplémentaire à haute résistance.
L'aluminate de calcium est une classe unique de ciment qui diffère du ciment Portland ordinaire (OPC), notamment en raison de sa composition chimique.
L'aluminate de calcium contient une quantité bien plus grande d'alumine et une quantité bien moindre de silice.
L'aluminate de calcium est généralement immédiatement disponible dans la plupart des volumes.
Les aluminates sont des composés contenant un ion alumine chargé négativement et un oxyde métallique avec diverses applications industrielles telles que le traitement de l'eau et la fabrication de céramiques.
En décembre 2012, une équipe de chercheurs a créé un type unique de pigment hautement réfléchissant composé d'aluminate de cobalt dopé aux terres rares qui pourrait être potentiellement utilisé comme revêtement extérieur économe en énergie.
Des formes de haute pureté, submicroniques et nanopoudres peuvent être envisagées.
American Elements produit selon de nombreuses qualités standards, le cas échéant, y compris Mil Spec (qualité militaire) ; ACS, réactif et qualité technique ; Qualité alimentaire, agricole et pharmaceutique ; Qualité optique, USP et EP/BP (Pharmacopée européenne/Pharmacopée britannique) et suit les normes de test ASTM applicables.
Des emballages typiques et personnalisés sont disponibles.
Des informations techniques, de recherche et de sécurité supplémentaires (MSDS) sont disponibles, ainsi qu'un calculateur de référence pour convertir les unités de mesure pertinentes.
L'aluminate de calcium est produit en brûlant les matières premières de bauxite alumineuse brute de haute qualité et de calcaire dans un four à arc.
L'aluminate de calcium est un ciment formé à partir de la combinaison de calcaire et d'alumine à haute température.
L'aluminate de calcium est utilisé dans les applications spécialisées du ciment où la résistance aux températures extrêmes, aux acides et alcalis doux, aux sulfates et à l'eau est nécessaire.
L'aluminate de calcium est également utilisé dans les situations où un renforcement rapide est requis.
Les aluminates de calcium sont des ciments hydrauliques obtenus par pulvérisation d'une masse fondue ou de clinker solidifié constitué principalement d'aluminates de calcium hydrauliques formés à partir de mélanges proportionnés de matériaux alumineux et calcaires.
Ils sont généralement divisés en trois groupes en fonction de la teneur en alumine et en oxyde de fer (faible pureté, pureté intermédiaire et haute pureté).
Les ciments à plus forte teneur en alumine conviennent aux applications à haute température.
L'aluminate de calcium peut être connu sous de nombreux autres noms tels que ciment alumineux ou ciment à haute teneur en alumine (HAC).
L'aluminate de calcium a été développé suite à la demande de produire des ciments résistants aux sulfates.
Les aluminates de calcium ont été identifiés comme d'excellents matériaux pour la dentisterie, en particulier pour les procédures dentaires en contact avec la pulpe dentaire ou le système racinaire.
Le silicate de calcium et les aluminates de calcium provoquent tous deux la biominéralisation (précipitation de phénomènes d'hydroxyapatite [HA] et protègent les tissus dentaires du ciment sous-jacent (un corps étranger).
L'aluminate de calcium est connu pour ses propriétés hydrauliques, ce qui signifie qu'il peut prendre et durcir sous l'eau.
Cela rend l'aluminate de calcium adapté à diverses applications où le ciment Portland conventionnel n'est peut-être pas idéal.
L'aluminate de calcium a un temps de prise rapide par rapport au ciment Portland ordinaire.
Cette caractéristique de prise rapide peut être avantageuse dans certaines applications de construction et de réparation.
L'aluminate de calcium présente une bonne résistance aux températures élevées.
L'aluminate de calcium est souvent utilisé dans les applications où l'exposition à des températures élevées est un problème, comme dans les matériaux réfractaires pour les fours industriels.
L’une des principales utilisations de l’aluminate de calcium est la production de matériaux réfractaires.
Les réfractaires fabriqués à partir d'aluminate de calcium sont utilisés dans des industries comme la sidérurgie, où la résistance aux températures élevées et aux conditions difficiles est essentielle.
L'aluminate de calcium peut être utilisé dans la formulation de mélanges de béton spécialisés, tels que ceux requis pour les réparations rapides, les applications dans les égouts ou d'autres situations où une prise rapide et une résistance chimique élevée sont nécessaires.
L'aluminate de calcium sert de liant dans la formulation de bétons à haute teneur en alumine utilisés pour le revêtement des fours, des fourneaux et d'autres équipements à haute température.
L'aluminate de calcium est connu pour sa résistance à certains types de corrosion chimique, ce qui le rend adapté à une utilisation dans des environnements où les ciments conventionnels peuvent être vulnérables aux attaques des acides ou des sulfates.
Les aluminates de calcium sont un type particulier de ciments dont la composition est principalement dominée par la présence d'aluminates de MonoCalcium.
Les aluminates de calcium constituent une classe spéciale de ciments résistants à la chaleur, solides et performants.
Les aluminates de calcium ont des propriétés chimiques, physiques et minéralogiques différentes de celles des ciments Portland (OPC).
Les principales matières premières du ciment Portland sont le calcaire et l’argile.
Les oxydes primaires dérivés des matières premières sont CaO et SiO2.
Dans la production d'aluminate de calcium, en revanche, la bauxite est la matière première et la source d'alumine.
L'agrégat de béton produit en combinant de l'aluminate de calcium peut être à des températures plus basses dans du ciment réfractaire.
Le béton peut également présenter une résistance accrue à l’abrasion ainsi qu’à l’attaque des sulfates.
Les ciments d'aluminate de calcium sont similaires aux ciments Portland plus connus dans la mesure où ils nécessitent tous deux de l'eau pour l'hydratation, ils forment tous deux des bétons qui prennent à peu près en même temps et ils nécessitent tous deux des conceptions de mélange et des techniques de mise en place similaires.
Il existe cependant des différences importantes entre les deux ciments.
Premièrement, les ciments Portland sont fabriqués en faisant réagir du calcaire et de l'argile pour produire des silicates de calcium, tandis que les aluminates de calcium (également appelés ciments à haute teneur en alumine) sont fabriqués en faisant réagir un matériau contenant de la chaux avec un matériau alumineux pour produire des aluminates de calcium.
L'aluminate de calcium est couramment utilisé dans la construction et la réparation des réseaux d'égouts.
L'aluminate de calcium possède des propriétés de prise rapide qui le rendent adapté aux applications où une remise en service rapide est nécessaire.
Dans certaines applications du béton, l'aluminate de calcium peut être utilisé dans la formulation de mélanges pour joints de dilatation.
Ces joints s'adaptent à la dilatation et à la contraction du béton dues aux variations de température.
L'aluminate de calcium est utilisé dans les revêtements de tablier de pont, en particulier dans les situations où un béton à prise rapide est requis pour une construction ou une réparation rapide.
Lorsqu'il est combiné avec d'autres matériaux, l'aluminate de calcium peut contribuer à la production de béton haute performance doté de propriétés techniques spécifiques, telles qu'une résistance et une durabilité accrues.
L'aluminate de calcium est un composant clé dans la production de réfractaires monolithiques, qui sont des matériaux résistants à la chaleur utilisés dans les revêtements d'équipements industriels à haute température comme les fours et les fours.
Dans les environnements où le béton est exposé à des acides ou à des produits chimiques agressifs, des formulations contenant de l'aluminate de calcium peuvent être utilisées pour améliorer la résistance du matériau aux attaques chimiques.
L'aluminate de calcium intervient également dans la production d'alumine (oxyde d'aluminium).
Dans le procédé Bayer, qui est une méthode courante pour extraire l'alumine du minerai de bauxite, de l'aluminate de calcium est formé comme sous-produit.
L'aluminate de calcium est utilisé dans diverses applications au sein des industries chimiques et pétrochimiques où la résistance aux températures élevées et aux environnements chimiques difficiles est cruciale.
Dans les industries de la céramique et du verre, l'aluminate de calcium peut être utilisé comme liant ou matériau réfractaire dans la production de produits spécialisés.
Les aluminates de calcium gagnent en résistance plus rapidement que le ciment Portland (OPC) ordinaire.
Parfois, un retardateur est nécessaire pour garantir une maniabilité plus longue.
Contrairement aux ciments Portland, les aluminates de calcium ne libèrent pas d'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2, portlandite ou chaux) lors de leur hydratation.
Les réactions d'hydratation des aluminates de calcium sont très complexes.
Les phases développant la résistance sont l'aluminate monocalcique, l'hepta-aluminate dodéca-calcique (C12A7) et la bélite (C2S), un silicate dicalcique.
L'aluminoferrite de calcium (C4AF), le dialuminate monocalcique (CA2), la gehlénite et la pléochroïte contribuent peu à la résistance du béton.
Le ciment est fabriqué en fusionnant un mélange d'un matériau contenant du calcium (normalement de l'oxyde de calcium provenant du calcaire) et d'un matériau contenant de l'aluminium (normalement de la bauxite à usage général, ou de l'alumine raffinée pour les ciments blancs et réfractaires).
La fusion du mélange s'effectue à 1600 °C et est gourmande en énergie.
La température plus élevée explique en partie ses coûts de production plus élevés que pour le clinker de ciment Portland ordinaire fritté à 1450 °C.
Le mélange liquéfié refroidit pour donner un clinker vésiculaire ressemblant à du basalte qui est broyé seul pour produire le produit fini.
Comme une fusion complète a généralement lieu, des matières premières sous forme de morceaux peuvent être utilisées.
Un agencement de four typique comprend un four à réverbère équipé d'un préchauffeur à cuve dans lequel les gaz d'échappement chauds montent tandis que le mélange de matières premières en morceaux descend.
Le préchauffeur récupère l'essentiel de la chaleur des gaz de combustion, déshydrate et déshydroxyle la bauxite et décarbonate le calcaire.
Le matériau calciné tombe dans « l’extrémité froide » du bain de fusion.
La matière fondue déborde de l'extrémité chaude du four dans des moules dans lesquels l'aluminate de calcium refroidit et se solidifie.
Le système est alimenté avec du charbon pulvérisé ou du pétrole.
Les lingots de clinker refroidis sont concassés et broyés dans un broyeur à boulets.
Dans le cas de ciments réfractaires à haute teneur en alumine, où le mélange fritte uniquement, un four rotatif peut être utilisé.
Les propriétés particulières des aluminates de calcium les rendent précieux dans les industries de la construction, des mines et des réfractaires.
Ce livre rassemble de nouvelles informations de recherche internationale sur leurs performances.
En plus d'une revue de l'état de l'art, l'aluminate de calcium comprend des rapports sur des études sur : la minéralogie, l'hydratation et la microstructure ; rhéologie des pâtes, mortiers et coulis ; adjuvants et mélangés ; durabilité des systèmes de béton de ciment à haute teneur en alumine.
En plus d'être utilisé comme liant, l'aluminate de calcium est un composant clé dans la formulation de réfractaires coulables à haute teneur en alumine.
Ces réfractaires sont utilisés dans diverses industries pour le revêtement des fours, des fours et autres équipements à haute température.
L'aluminate de calcium est souvent utilisé dans la production de mortiers de réparation, en particulier dans les situations où des propriétés de prise rapide et de haute résistance sont requises pour les réparations structurelles.
Les mélanges à projeter, qui sont des matériaux réfractaires appliqués à l'aide d'un pistolet pneumatique, peuvent contenir de l'aluminate de calcium.
Ces mélanges sont utilisés pour réparer ou revêtir des revêtements réfractaires dans diverses applications industrielles.
Dans les applications de fonderie, l'aluminate de calcium peut faire partie des matériaux réfractaires spécialisés utilisés pour le revêtement des poches de coulée et d'autres équipements dans le processus de coulée des métaux.
L'aluminate de calcium peut être utilisé dans les applications de stabilisation des sols.
L'aluminate de calcium peut améliorer ses propriétés techniques, telles que la résistance et la durabilité.
Dans certaines applications du béton, l'aluminate de calcium est utilisé pour contrôler le taux d'hydratation.
Cela peut être particulièrement utile dans les situations où un temps de prise retardé ou prolongé est souhaité.
L'aluminate de calcium est utilisé dans les applications de coulis chimiques, où l'aluminate de calcium est utilisé pour créer une barrière durable et imperméable dans le sol ou la roche.
L'aluminate de calcium est parfois utilisé dans la formulation de composés ignifuges pour diverses applications, notamment les matériaux de construction et les revêtements.
Certaines études explorent l'utilisation de matériaux à base d'aluminate de calcium dans des applications biomédicales, telles que les ciments osseux pour les chirurgies orthopédiques.
L'aluminate de calcium peut être un composant des adhésifs utilisés pour la fixation des carreaux de céramique.
Les propriétés de prise rapide sont avantageuses dans les applications où une liaison rapide est nécessaire.
Les aluminates de calcium sont utilisés dans certains matériaux de restauration dentaire, notamment les ciments dentaires utilisés pour le collage.
Utilisations de l'aluminate de calcium :
L'utilisation principale de l'aluminate de calcium trouvé pour CaAl2O4 a été comme ciment hydraté.
Les noms alternatifs sont « ciment alumineux », « ciment à haute teneur en alumine » (HAC) et « Ciment fondu ».
L'aluminate de calcium est utilisé dans un certain nombre d'applications spécialisées à petite échelle.
L'aluminate de calcium est utilisé comme précurseur dans la production de catalyseurs de reformage à la vapeur de naphta, de catalyseurs de reformage à la vapeur de gaz de raffinerie, de chlorhydrate d'aluminium et de catalyseurs de reformage à la vapeur d'hydrocarbures secondaires.
L'aluminate de calcium est également utilisé dans la production de réfractaires et de ciments.
L'aluminate de calcium est souvent utilisé comme revêtements et revêtements pour les canalisations d'égout et les applications de traitement des eaux usées.
Ils offrent également une résistance améliorée à l’abrasion, à la corrosion acide et biogénique, ce qui peut contribuer à prolonger la durée de vie des canalisations d’égout.
La résistance à l'aluminate de calcium est appliquée dans les canalisations en fonte ductile pour les eaux usées, les canalisations en béton pour l'assainissement et la réhabilitation des infrastructures d'égouts.
L'aluminate de calcium peut être utilisé comme liant dans les applications réfractaires à haute température nécessitant une résistance élevée.
Ces liants sont également utilisés pour réguler les applications résistantes aux acides et les mélanges à prise rapide.
L'aluminate de calcium est utilisé comme catalyseur dans la production de peroxyde d'hydrogène, facilitant la conversion des dérivés d'anthraquinone en peroxyde d'hydrogène.
Certaines formulations d'aluminate de calcium sont utilisées dans la production de réfractaires liés au phosphate, qui trouvent des applications dans les processus à haute température.
Dans l'industrie pétrolière et gazière, l'aluminate de calcium peut être utilisé dans les boues de forage de puits de pétrole pour contrôler les propriétés des fluides.
L'aluminate de calcium peut servir de catalyseur dans la synthèse organique, contribuant à diverses transformations chimiques.
L'aluminate de calcium est utilisé dans certains procédés de production de papier, en particulier dans les applications où une résistance à haute température est requise.
L'aluminate de calcium peut être incorporé dans des produits abrasifs, apportant dureté et résistance à l'usure.
L'aluminate de calcium est utilisé dans la formulation de bétons isolants, qui sont des matériaux conçus pour fournir une isolation thermique dans des environnements à haute température.
Les composés d'aluminate de calcium peuvent trouver des applications dans l'industrie pharmaceutique pour des formulations spécifiques.
Inclus dans les adhésifs utilisés pour la fixation des carreaux de céramique, bénéficiant des propriétés de prise rapide de l'aluminate de calcium.
Les composés d'aluminate de calcium peuvent servir d'agents anti-agglomérants dans certains produits en poudre ou granulés pour éviter l'agglutination.
Utilisé dans la production de mortiers de réparation pour les réparations structurelles où les propriétés de prise rapide et de haute résistance sont cruciales.
L'aluminate de calcium peut être impliqué dans les catalyseurs de craquage catalytique utilisés dans l'industrie du raffinage du pétrole.
Enquête pour des applications potentielles dans les dispositifs électrochimiques, y compris les batteries et les condensateurs.
La recherche a exploré l'utilisation de matériaux à base d'aluminate de calcium dans des applications biomédicales, telles que les ciments osseux pour les chirurgies orthopédiques.
L'aluminate de calcium est utilisé dans la formulation de coulis de construction pour diverses applications, notamment pour combler les interstices et les vides.
Inclus dans la production de matériaux d'isolation haute température destinés à être utilisés dans diverses industries.
L'aluminate de calcium est utilisé dans une large gamme de produits chimiques du bâtiment, notamment la colle à carrelage, les coulis de carrelage, les chapes rapides, les mortiers de pose, les scellants et les composés de nivellement de sol.
L'aluminate de calcium est mélangé au ciment Portland pour créer la base minérale de ces produits chimiques.
La base minérale peut comprendre un mélange d'adjuvants, de polymères, de scories, de chaux et de matériaux calcaires légers.
L'aluminate de calcium est également largement utilisé pour créer du béton résistant aux produits chimiques, souvent utilisé dans des matériaux tels que les revêtements de sol industriels.
De plus, l'aluminate de calcium peut être ajouté au béton de construction qui nécessite un développement de résistance robuste, même à basse température.
Les aluminates de calcium utilisés dans l’industrie des eaux usées sont généralement fabriqués par procédé de fusion.
L'aluminate de calcium est souvent utilisé comme réactifs minéraux ou liants spéciaux haute performance dans divers secteurs.
En raison de leur résilience à l'abrasion, à la chaleur et à la corrosion, de leur durcissement rapide et de leur facilité de contrôle des variations de teneur, les aluminates de calcium servent de liants spécialisés dans le béton et les mortiers pour des applications spécialisées.
En les mélangeant avec des composants supplémentaires de haute qualité, des liants hydrauliques uniques peuvent être créés.
On les retrouve également dans les systèmes non hydrauliques car ils sont utilisés comme réactifs minéraux.
En raison de leurs propriétés de fusion à basse température et de leur capacité à absorber les impuretés du métal en fusion, certaines qualités d'aluminate de calcium, par exemple, sont utilisées dans les traitements métallurgiques (fonderies, industries sidérurgiques).
L'aluminate de calcium est principalement utilisé dans les poches de raffinage pour éliminer les impuretés sulfurées du liquide d'acier et maintenir une bonne fluidité des scories.
L'aluminate de calcium est un additif rentable dans les aciéries pour la formation et la désulfuration des scories.
L'aluminate de calcium est largement utilisé par les sidérurgistes soucieux de la qualité dans le monde entier.
L'aluminate de calcium est utilisé comme ciment hydraulique, capable de prendre et de durcir sous l'eau.
L'aluminate de calcium offre une prise rapide par rapport au ciment Portland ordinaire.
Une application majeure concerne la production de matériaux réfractaires utilisés dans des environnements à haute température tels que les fours, les fours et les opérations de fusion de métaux.
L'aluminate de calcium est utilisé dans la construction et la réparation des réseaux d'égouts en raison de ses propriétés de prise rapide.
L'aluminate de calcium est utilisé dans les revêtements des tabliers de ponts, offrant des propriétés de prise rapide pour une construction ou une réparation rapide.
L'aluminate de calcium est utilisé pour améliorer les propriétés techniques du sol, améliorant ainsi sa résistance et sa durabilité.
Indispensable pour la production de réfractaires coulables à haute teneur en alumine, qui tapissent les équipements industriels à haute température.
L'aluminate de calcium est utilisé dans les fonderies pour fabriquer des matériaux réfractaires spécialisés qui tapissent les poches et autres équipements de coulée de métaux.
Les formulations contenant de l'aluminate de calcium sont utilisées dans des environnements où le béton est exposé à des acides ou à des produits chimiques agressifs.
L'aluminate de calcium est utilisé dans la formulation de composés ignifuges pour diverses applications, notamment les matériaux de construction et les revêtements.
Inclus dans les mélanges de projection utilisés pour la réparation ou le revêtement des revêtements réfractaires dans les applications industrielles.
L'aluminate de calcium est utilisé dans les applications de coulis chimiques pour créer des barrières durables et imperméables dans le sol ou la roche.
L'aluminate de calcium est utilisé dans certains matériaux de restauration dentaire, notamment les ciments dentaires utilisés pour le collage.
L'aluminate de calcium est généralement utilisé pour le revêtement des répartiteurs dans le processus de fabrication de l'acier.
Certaines formes d'aluminate de calcium peuvent servir de matériau de support pour les catalyseurs dans divers processus chimiques.
Étudié pour l'utilisation potentielle de l'aluminate de calcium dans la stabilisation des déchets dangereux.
L'aluminate de calcium est utilisé dans la formulation de mélanges de béton à haute résistance.
L'aluminate de calcium est utilisé pour les applications où un changement de volume minimal est souhaité, comme dans le couchage des machines.
L'aluminate de calcium est utilisé dans certaines formulations pour la cimentation des puits de pétrole, offrant une résistance aux températures élevées et une prise rapide.
L'aluminate de calcium est utilisé dans la production de matériaux isolants électriques en raison de sa capacité à résister à des températures élevées.
L'aluminate de calcium est utilisé pour stabiliser le sol et améliorer sa capacité portante en géotechnique.
Inclus dans la formulation de mastics chimiques pour diverses applications de construction et industrielles.
L'aluminate de calcium est utilisé dans les revêtements destinés à assurer une protection contre la corrosion des structures métalliques.
Les composés d'aluminate de calcium peuvent être utilisés dans certaines formulations de peintures et de revêtements, offrant des propriétés spécifiques telles que la résistance à la corrosion et aux températures élevées.
Des enquêtes sur l'utilisation de l'aluminate de calcium pour des applications photocatalytiques ont été rapportées, mettant en valeur le potentiel de l'aluminate de calcium dans les processus environnementaux et liés à l'énergie.
Dans la formulation d'adhésifs pour applications à haute température, de l'aluminate de calcium peut être inclus pour améliorer les performances de l'adhésif à des températures élevées.
Certains composés d'aluminate de calcium peuvent être utilisés comme pigments métalliques dans les revêtements, contribuant ainsi à l'apparence visuelle et à la résistance à la corrosion de la surface revêtue.
L'aluminate de calcium est utilisé dans le processus de fusion du magnésium, où l'aluminate de calcium aide à contrôler les impuretés dans la production de magnésium métallique.
L'aluminate de calcium peut faire partie des émaux céramiques, contribuant aux propriétés esthétiques et fonctionnelles de l'émail.
Dans les processus de traitement de l'eau, les composés d'aluminate de calcium peuvent être utilisés pour des applications spécifiques, telles que l'ajustement du pH ou l'élimination des impuretés.
Les matériaux à base d'aluminate de calcium ont été étudiés pour leur utilisation potentielle dans les systèmes de stockage d'énergie thermique, où ils peuvent absorber et libérer de la chaleur.
L'aluminate de calcium est utilisé dans la formulation de revêtements pour équipements résistants aux produits chimiques, offrant une protection contre les substances corrosives.
Dans certaines applications de construction et industrielles, l’aluminate de calcium peut être utilisé dans la production de matériaux d’insonorisation.
Les composés d'aluminate de calcium sont utilisés dans des processus spécifiques au sein de l'industrie du verre, contribuant à la qualité et aux caractéristiques du produit verrier final.
Dans le procédé Bayer de production d'alumine, de l'aluminate de calcium est formé comme sous-produit.
Les composés d'aluminate de calcium peuvent être impliqués dans certains processus liés à la production d'engrais.
L'aluminate de calcium peut être utilisé comme agent d'expansion dans les formulations de béton, aidant ainsi à contrôler les changements de volume pendant la prise et le durcissement.
L'aluminate de calcium peut être utilisé comme additif dans les électrolytes pour certaines applications électrochimiques.
Dans la production de béton, l'aluminate de calcium peut être inclus comme agent entraîneur d'air pour améliorer la résistance au gel-dégel du béton.
Production d'aluminate de calcium :
La production d'aluminate de calcium implique plusieurs étapes clés, généralement dans un cadre industriel. Voici un aperçu du processus :
Préparation des matières premières
Bauxite : Fournit de l'oxyde d'aluminium (Al₂O₃).
Calcaire : Fournit du carbonate de calcium (CaCO₃).
Autres matériaux : Parfois, d’autres minéraux ou additifs sont utilisés pour ajuster la composition.
Calcination:
Mélange:
Les matières premières (bauxite et calcaire) sont finement broyées et mélangées.
Chauffage:
Les matériaux mélangés sont chauffés dans un four rotatif ou un four électrique à haute température (environ 1 400 à 1 800°C).
Ce processus décompose le calcaire en oxyde de calcium (CaO) et dioxyde de carbone (CO₂) et convertit la bauxite en oxyde d'aluminium.
Formation d'aluminate de calcium :
Réaction:
Dans le four, l'oxyde de calcium (CaO) réagit avec l'oxyde d'aluminium (Al₂O₃) pour former des composés d'aluminate de calcium, tels que l'aluminate de calcium (CaAl₂O₄) et d'autres phases comme le dialuminate de calcium (Ca₁₂Al₁₀O₃₈).
Refroidissement et broyage :
Refroidissement:
Le clinker ou le produit chaud est refroidi, généralement à l'aide de systèmes de refroidissement à air ou à eau.
Affûtage:
Le matériau refroidi est ensuite broyé en une poudre fine pour produire de l'aluminate de calcium ou d'autres produits à base d'aluminate de calcium.
Contrôle qualité et emballage :
Essai:
Le produit final est soumis à des tests de contrôle qualité pour garantir qu'il répond aux spécifications requises.
Conditionnement:
L'aluminate de calcium est conditionné pour être distribué ou traité ultérieurement.
Résumé des étapes :
Préparation des matières premières (bauxite, calcaire, etc.)
Calcination (chauffer le mélange à haute température)
Formation d'aluminate de calcium (réactions chimiques dans le four)
Refroidissement et broyage (production de poudre fine)
Contrôle qualité et emballage (test du produit final et distribution)
Applications :
L'aluminate de calcium produit par ce procédé est utilisé dans diverses applications, notamment :
Ciments haute performance (par exemple, aluminate de calcium pour un durcissement rapide et une résistance aux températures élevées)
Matériaux réfractaires (pour revêtements de fours et autres applications à haute température)
Construction et réparation (pour béton et mortier spécialisés)
Propriétés thermiques de l'aluminate de calcium :
Conductivité thermique :
Faible conductivité thermique, contribuant à l'utilisation de l'aluminate de calcium comme matériau isolant dans diverses applications.
Résistance thermique :
Haute résistance à la chaleur, ce qui le rend adapté aux applications à haute température telles que les matériaux réfractaires et le ciment.
Histoire de l’aluminate de calcium :
La méthode de fabrication du ciment à partir de calcaire (CaCO3) et de bauxite pauvre en silice (Al2O3) a été brevetée en France en 1908 par Bied de la société Pavin de Lafarge.
Le développement initial résulte de la recherche d’un ciment résistant aux sulfates.
Le ciment était connu sous le nom de « Ciment fondu » et « Ciment électro-fondu » en français.
Comme l'indique Bied (1922), qui fut l'inventeur de ce type de ciment, les termes « Ciment fondu » (« ciment fondu ») et « Ciment électro-fondu » (« ciment électro-fondu ») désignent uniquement la fabrication processus impliquant la fusion des matériaux de base (CaO obtenu après décarbonatation de CaCO3 et Al2O3).
En effet, il n’existe pas de plage de température dans laquelle l’aluminate de calcium puisse observer le ramollissement et la clinkérisation progressifs de ces matériaux, comme c’est le cas du ciment Portland à environ 1 450 °C.
En l'absence de température de ramollissement, les aluminates de calcium sont obtenus directement par fusion des matériaux précurseurs, et Bied (1922) a clairement indiqué sa préférence pour l'appellation "ciment alumineux" faisant référence à sa composition plutôt qu'à un processus de fabrication.
Par la suite, d'autres propriétés particulières de l'aluminate de calcium ont été découvertes, ce qui a conduit à son avenir dans des applications de niche.
Dans les années 2010, l'aluminate de calcium était trouvé sur le marché américain sous le nom de ciment FONDAG (FOND Aluminous Aggregate), parfois appelé ALAG (ALuminous AGgregate).
Le ciment FONDAG est un mélange contenant jusqu'à 40 % d'alumine et est stable à des températures élevées et à des cycles thermiques de -184 à 1 093 °C (-300 à 2 000 °F ; 89 à 1 400 K ; 160 à 2 500 °R).
Manipulation et stockage de l'aluminate de calcium :
Manutention:
Évitez l'inhalation de poussière :
Porter une protection respiratoire appropriée pour éviter d'inhaler de la poussière.
Équipement de protection :
Utilisez des gants, des lunettes de protection et des vêtements à manches longues pour éviter tout contact avec la peau et les yeux.
Pratiques sécuritaires :
Évitez de générer de la poussière ; utiliser des systèmes locaux de ventilation par aspiration ou d'extraction de poussière lors de la manipulation ou du traitement du matériau.
Entraînement:
Assurez-vous que le personnel manipulant l'aluminate de calcium est formé aux procédures appropriées et conscient des dangers potentiels.
Stockage:
Garder au sec :
Conserver dans un endroit sec et bien ventilé pour éviter l'absorption d'humidité qui peut affecter la qualité.
Exigences relatives au conteneur :
Conserver dans des récipients hermétiquement fermés pour éviter la contamination et l'exposition à l'air.
Étiquetage :
Assurez-vous que les conteneurs sont correctement étiquetés avec des avertissements de danger et des informations sur le produit.
Séparation:
Tenir à l'écart des matières incompatibles, telles que les acides et l'eau, qui pourraient réagir ou dégrader le matériau.
Réactivité et stabilité de l'aluminate de calcium :
Réactivité:
Incompatibilités :
Évitez tout contact avec les acides, l'eau et les oxydants puissants.
Réagit avec les acides pour former des sels d'aluminium et du dioxyde de carbone.
Réactions dangereuses :
Peut libérer des fumées toxiques s'il est exposé à des acides ou à l'humidité.
Stabilité:
Écurie:
L'aluminate de calcium est généralement stable dans des conditions normales d'utilisation et de stockage.
Décomposition:
Stable aux températures standard, mais une chaleur ou une humidité excessive peut provoquer une dégradation.
Profil de sécurité de l'aluminate de calcium :
Les composés d'aluminate de calcium peuvent être irritants pour les yeux et la peau.
Le contact direct peut provoquer une irritation, une rougeur ou une éruption cutanée.
Il est important d'utiliser un équipement de protection individuelle approprié, tel que des gants et des lunettes de sécurité, lors de la manipulation de ces matériaux.
De la poussière ou de fines particules d'aluminate de calcium peuvent être générées lors de la manipulation ou du traitement.
L'inhalation de ces particules peut irriter les voies respiratoires.
Une ventilation et une protection respiratoire adéquates peuvent être nécessaires dans les situations où des particules en suspension dans l'air sont présentes.
Dans certaines conditions, l'aluminate de calcium peut se décomposer et libérer des gaz dangereux.
Par exemple, l’exposition à des acides forts peut entraîner la libération d’hydrogène gazeux.
Des précautions doivent être prises pour éviter les substances et conditions incompatibles pouvant entraîner des réactions dangereuses.
Mesures de premiers secours concernant l'aluminate de calcium :
Inhalation:
Déplacez-vous vers l’air frais :
En cas d'inhalation, déplacez immédiatement la personne vers un endroit avec de l'air frais.
Consulter un médecin :
Si l'irritation ou les difficultés respiratoires persistent, consulter un médecin.
Contact avec la peau :
Rincer abondamment :
Laver la peau affectée avec beaucoup d'eau et de savon.
Retirer les vêtements contaminés :
Enlevez tout vêtement contaminé.
Soins médicaux :
Consulter un médecin si une irritation se développe ou persiste.
Contact visuel :
Rincer les yeux :
Rincer immédiatement les yeux à grande eau pendant au moins 15 minutes, en gardant les paupières ouvertes.
Demander de l'aide médicale :
Obtenir des soins médicaux si l'irritation persiste.
Ingestion:
Rincer la bouche :
Rincer la bouche avec de l'eau.
Ne pas provoquer de vomissements :
Ne pas faire vomir sauf indication contraire du personnel médical.
Demander une assistance médicale :
Obtenez immédiatement une aide médicale.
Mesures de lutte contre l'incendie de l'aluminate de calcium :
Eau:
Peut être utilisé pour refroidir les conteneurs et contrôler la poussière.
Produit chimique sec, mousse ou dioxyde de carbone :
Convient aux incendies impliquant de l'aluminate de calcium.
Moyens d'extinction inappropriés :
Évitez l'eau :
La pulvérisation directe d'eau peut provoquer la dispersion de poussière dans l'air et aggraver le problème.
Procédures de lutte contre les incendies :
Portez un équipement de protection :
Les pompiers doivent porter un appareil respiratoire autonome et des vêtements de protection complets.
Conteneurs frais :
Garder les récipients exposés au feu au frais avec de l'eau.
Produits de combustion dangereux :
Fumées :
Peut dégager des fumées contenant de l'oxyde d'aluminium, qui peuvent être nocives.
Mesures en cas de rejet accidentel d'aluminate de calcium :
Précautions personnelles :
Équipement de protection :
Porter un équipement de protection approprié pour éviter l'inhalation de poussière et tout contact avec la peau.
Ventilation:
Assurer une ventilation adéquate dans la zone.
Précautions environnementales :
Endiguement:
Empêcher les déversements de pénétrer dans les cours d’eau ou le sol.
Méthodes de nettoyage :
Aspirer ou balayer :
Utiliser un aspirateur équipé d'un filtre HEPA ou balayer le matériau et le placer dans un récipient adapté.
Évitez l'eau :
N'utilisez pas d'eau pour nettoyer le déversement car cela pourrait créer de la poussière.
Contrôles de l'exposition/équipement de protection individuelle à l'aluminate de calcium :
Limites d'exposition professionnelle :
Pas de limites spécifiques :
Suivez les directives générales de l’industrie concernant la poussière et les particules.
Contrôles techniques :
Ventilation:
Utiliser une ventilation par aspiration locale pour contrôler la poussière.
Contrôle de la poussière :
Utiliser des techniques de suppression de la poussière.
Équipement de protection individuelle :
Protection respiratoire :
Utilisez des respirateurs N95 ou P100 si une exposition à la poussière est possible.
Protection des yeux :
Portez des lunettes de sécurité ou un écran facial pour vous protéger de la poussière.
Protection des mains :
Utilisez des gants pour éviter tout contact avec la peau.
Protection de la peau :
Portez des vêtements de protection pour éviter toute exposition cutanée.
Mesures d'hygiène :
Se laver les mains :
Se laver soigneusement les mains après manipulation.
Évitez de manger :
Ne pas manger, boire ou fumer dans les zones où l'aluminate de calcium est manipulé.
Identifiants de l'aluminate de calcium :
Nom IUPAC : Aluminate de calcium
Numéro CAS : 12042-68-1
Numéro CE : 234-980-8
Numéro ONU : Non spécifiquement attribué ; réglementé par les codes généraux des matières dangereuses.
Formule chimique : CaAl2O4
Aspect : Généralement une poudre blanche ou blanc cassé
Odeur : Inodore
Densité : environ 3,0 g/cm³ (varie selon la formulation spécifique)
Propriétés de l'aluminate de calcium :
Point de fusion 1600°C
Densité : 2.981
solubilité : réagit avec H2O
forme : Poudre
Gravité spécifique : 2,981
couleur: Blanc
Solubilité dans l'eau : Insoluble dans l'eau.
Sensible : Hygroscopique
Aspect : Poudre blanche ou blanc cassé
Odeur : Inodore
Densité : environ 3,0 g/cm³ (peut varier en fonction de la forme ou de la qualité spécifique)
Solubilité : Insoluble dans l’eau
Point de fusion : Généralement autour de 1 750°C (3 182°F) mais peut varier en fonction de la forme spécifique d'aluminate de calcium.
Spécifications de l'aluminate de calcium :
Aluminate de calcium (CaAl₂O₄) : généralement 60 à 70 % de la composition totale
Alumine (Al₂O₃) : généralement 40 à 50 %
Oxyde de calcium (CaO) : environ 35 à 45 %
Autres composants : peuvent inclure de petites quantités de silice (SiO₂), d'oxyde de fer (Fe₂O₃) et d'autres impuretés.
Aspect : Poudre blanche ou blanc cassé
Densité apparente : environ 2,5 à 3,0 g/cm³
Taille des particules : généralement 100 mesh ou plus fin ; les tailles spécifiques dépendent de l'application
Teneur en humidité : généralement inférieure à 1 % pour éviter l'agglutination et maintenir la consistance
