Quelltext der Seite Calciumaluminatsulfat

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel   = [[Datei: Ettringit.png|250px|Kristallstruktur von Calciumaluminiumsulfathydrat (Ettringit)]]
| Kristallstruktur = ja
| Strukturhinweis  = Kristallstruktur von Calciumaluminiumsulfathydrat in einer Projektion entlang ''c''
| Suchfunktion     = Ca6Al2[(OH)12(SO4)3]
| Andere Namen     = * Calciumsulfoaluminat
* Hexacalciumhexaoxotris[sulfato(2-)]dialuminat(12-)
| Summenformel     = Ca<sub>6</sub>Al<sub>2</sub>O<sub>6</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>
| CAS              = * {{CASRN|12004-14-7}}
* {{CASRN|12252-12-9|KeinCASLink=1|Q0}} (Ettringit bzw. unspezifiziertes Hydrat)
| EG-Nummer        = 234-448-5
| ECHA-ID          = 100.031.303
| PubChem          = 
| ChemSpider       = 
| Beschreibung     = nicht brennbarer Feststoff<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Hexacalciumhexaoxotris[sulfato(2-)]dialuminat(12-)|ZVG=492158|CAS=12004-14-7|Abruf=2017-02-28}}</ref>
| Molare Masse     = * 678,62 g·[[mol]]<sup>−1</sup>
* 1255,11 g·[[mol]]<sup>−1</sup> (26-Hydrat)
| Aggregat         = fest
| Dichte           = * 1,80 g·cm<sup>−3</sup><ref name="GESTIS" />
* 1,30–1,40 g·cm<sup>−3</sup> (Hydrat)<ref name="Remondis">Sicherheitsdatenblatt Remondis [[Lippewerk]]</ref>
| Schmelzpunkt     = * > 400 °C<ref name="GESTIS" />
* 80 °C (Beginn der Zersetzung mit Kristallwasserverlust) (Hydrat)<ref>siehe unter [[Ettringit]]</ref>
| Siedepunkt       = 
| Löslichkeit      = * schlecht löslich in Wasser (0,62 g/l bei 20 °C)<ref name="GESTIS" />
* ca. 1 g/l in Wasser (Hydrat)<ref name="Remondis" />
| Quelle GHS-Kz    = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme  = {{GHS-Piktogramme|-}}
| GHS-Signalwort   = 
| H                = {{H-Sätze|-}}
| EUH              = {{EUH-Sätze|-}}
| P                = {{P-Sätze|-}}
| Quelle P         = <ref name="GESTIS" />
}}

'''Calciumaluminatsulfat''' ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der [[Calciumaluminat]]e mit der [[Verhältnisformel]] Ca<sub>6</sub>Al<sub>2</sub>O<sub>6</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>. Sie kommt vor allem als Hydrat vor. 

Calciumaluminatsulfat-[[Slurry]], auch ''Casul'' oder ''Calciumsulfoaluminat'' genannt, ist ein Calciumaluminat-[[Sulfat]] in suspendierter Form. Die Summenformel der dazu gehörigen festen [[Chemische Verbindung|Verbindung]] ist Ca<sub>6</sub>Al<sub>2</sub>[(OH)<sub>12</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>]·24&nbsp;H<sub>2</sub>O<ref name="Römpp">{{Literatur| Autor=G | Titel=RÖMPP Lexikon Chemie, 10. Auflage, 1996-1999 Band 2: Cm - G | Verlag=Georg Thieme Verlag | ISBN=3-13-199971-3 | Jahr=2014 | Online={{Google Buch | BuchID=p46ZAwAAQBAJ | Seite=1245 }} | Seiten=1245 }}</ref> oder Ca<sub>6</sub>Al<sub>2</sub>[(OH)<sub>12</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>]·26&nbsp;H<sub>2</sub>O.<ref name="Moore">{{cite journal | author = A. E. Moore, H. F. W. Taylor | journal = Acta Crystallographica, Section B | year = 1970| volume = 26 | pages = 386–393 | doi = 10.1107/S0567740870002443 | title = Crystal structure of ettringite }}</ref> In der Bauchemie wird üblicherweise stattdessen als Schreibweise die ''oxidische'' Summenformel verwendet: 3CaO·Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·3CaSO<sub>4</sub>·32&nbsp;H<sub>2</sub>O.

Bei der Verbindung mit 26 [[Mol]] [[Kristallwasser]] und einer [[Molmasse]] von 1255,11 können beim Erhitzen durch die zusätzliche Zersetzung der [[Hydroxidion]]en 32 Mol Wasser bzw. 46 [[Massenanteil|Gewichtsprozent]] abgegeben werden. Die Wasser-[[Löslichkeit]] von Calciumaluminatsulfathydrat beträgt etwa 1&nbsp;g/Liter und ist somit etwa halb so groß wie die Löslichkeit von [[Calciumsulfat]].

== Vorkommen ==
Das kristallwasserhaltige Salz kommt auch als mineralisches [[Ettringit]] in der Natur vor, besonders in vulkanischen Lagerstätten, beispielsweise in der Vulkan-Eifel.

== Synthetische Herstellung ==
Bei der Herstellung von Calciumaluminatsulfat-Slurry kommt es darauf an, bei kurzer Reaktionszeit besonders feinteilige Ettringit-Kristalle zu erzeugen, denn nur die sind für die industrielle Anwendung relevant. Natürlich "gewachsenes" Ettringit ist für die industrielle Vermarktung nicht geeignet.

Für die Synthese sind heute zwei Verfahren bekannt:

* Die Fällung aus [[Aluminiumsulfat]]-Lösung durch Zugabe von [[Calciumhydroxid]]-Lösung (''Kalkmilch'') zur Herstellung von [[Satinweiß]], die bereits im 19. Jahrhundert in der Papierindustrie praktiziert wurde:

:<chem>Al2(SO4)3 + 6Ca(OH)2 +  26H2O -> Ca6Al2[(OH)12(SO4)3].26H2O</chem>

Nach diesem Verfahren entsteht ein feinkristallines, hochweißes Präzipitat, das mit geeigneten [[Dispergiermittel]]n wie [[Polyacrylat]]e oder [[Casein]] zu Slurries mit 30 % bis 50 % Feststoff suspendiert wird.<ref>Papierlexikon; Gernsbach 1999; ISBN 3-88640-080-8</ref>
* Die thermodynamische Herstellung aus [[Calciumaluminat]]hydrat (Katoit) und [[Gips]] zur Herstellung von Casul.

:<chem>Ca3Al2(OH)12 +  3CaSO4.2H2O + 20H2O -> Ca6Al2[(OH)12(SO4)3].26H2O</chem>

Nach diesem patentierten Verfahren<ref>Patent EPA 98 963 436.5; [[Remondis]] [[Lippewerk]]</ref> kann eine besonders hochkonzentrierte Slurry mit bis zu 70 % Feststoff hergestellt werden.
Diese Reaktion spielt auch eine wichtige Rolle bei der [[Zement]]verfestigung.<ref>siehe unter [[Ettringit]]</ref>
* '''Unreiner''' Ettringit entsteht aus sulfathaltigen Abwässern durch Zugabe von Aluminaten und Kalk.<ref>Umwandlung von gelösten Sulfaten aus Prozess- und Abwässern zu Sekundärrohstoffen; WLB 6/1996.</ref>

== Besondere Eigenschaften ==
[[Datei:REMgrob.jpg|mini|300px|REM-Aufnahme von Casul]]

Calciumaluminatsulfat ist ein besonders weißes Produkt. Es entsteht nur bei einem pH-Wert von über 12 und zerfällt bei einem pH-Wert von unter 9 in die Bestandteile Calciumaluminat und Calciumsulfat. Aufgrund seines nadeligen Kristallhabitus neigt es zu einer Verfilzung von Anstrichen, was sich durch einen starken Klebeeffekt zeigt, den man früher als nachteilig empfand, so dass Satinweiß in der Papierindustrie auch "Teufelsweiß" oder "Satansweiß" genannt wurde. Der Klebeeffekt wird heute als eine positive Eigenschaft vor allem in Anstrichmitteln wie Dispersionsfarben und Flüssigputzen genutzt.

Obwohl der [[Brechungsindex]] mit n<sub>D</sub>=1,49 für ein Weißpigment sehr niedrig und die Nass[[opazität]] entsprechend schwach ist (ähnlich wie [[Alabaster]]), ist die Trockenopazität in Beschichtungen, die Calciumaluminatsulfat enthalten, aufgrund der [[Reflexion (Physik)|Reflexion]] und des dichtebezogenen Lichtabsorptionskoeffizienten (nach Kubelka-Munk), sehr gut. Feinteiliges Calciumaluminatsulfat (mittlere Teilchengröße <0,5&nbsp;µm) ist deshalb vor allem  als glanzgebender Bestandteil von [[Streichfarbe]]n zur Papierbeschichtung geeignet. Die so gestrichenen, und zusätzlich [[Satinieren (Papierherstellung)|satinierten]] Papiere zeichnen sich vor allem durch hohe Weiße, Opazität, Glätte und Glanz aus und verleiht dem Papier eine angenehme [[Haptik]]. Sie werden als Kunstdruckpapiere mit exzellentem Druckbild und für hochwertige Lebensmittelverpackungs-Papiere eingesetzt.

Wegen des hohen pH-Wertes und geringfügig gelöster Aluminium-Ionen wirkt Calciumaluminiumsulfat antibakteriell, so dass Streich- und Wandfarben auch ohne Konservierungsmittel gegen [[Bakterien]] und [[Schimmelpilz|Schimmel]] geschützt sind.

== Anwendung ==
* Als [[Weißmineral]] zur Herstellung von [[Anstrichmittel]]n.
* Als [[Weißpigment]] in [[Streichfarbe]]n zur Beschichtung von [[Papier]].
* Als mineralischer Binder in Flüssig-[[Putz (Baustoff)|Putzen]]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Calciumverbindung]]
[[Kategorie:Sulfat]]
[[Kategorie:Aluminiumverbindung]]