Calcaire - Limescale

L'accumulation de calcaire à l'intérieur d'un tuyau réduit à la fois le débit de liquide à travers le tuyau et la conduction thermique du liquide vers l'enveloppe extérieure du tuyau. Les deux effets réduiront l'efficacité thermique globale du tuyau lorsqu'il est utilisé comme échangeur de chaleur .

Le calcaire est un dépôt dur et crayeux , constitué principalement de carbonate de calcium (CaCO 3 ). Il s'accumule souvent à l'intérieur des bouilloires, des chaudières et des canalisations, en particulier pour l'eau chaude. On le trouve aussi souvent sous forme de dépôt similaire sur les surfaces intérieures de vieux tuyaux et d'autres surfaces où « l' eau dure » s'est évaporée .

La couleur varie du blanc cassé à une gamme de gris et de bruns roses ou rougeâtres, selon les autres minéraux présents. Les composés de fer donnent les bruns rougeâtres.

En plus d'être inesthétique et difficile à nettoyer, le calcaire peut sérieusement endommager ou altérer le fonctionnement de divers composants de plomberie et de chauffage. Les détartrants sont couramment utilisés pour éliminer le calcaire. La prévention de l' encrassement par dépôt de tartre repose sur les technologies d' adoucissement de l' eau .

Cette colonne de l' église de Bad Münstereifel en Allemagne est fabriquée à partir des dépôts de carbonate de calcium qui se sont accumulés dans l' aqueduc romain de l' Eifel au cours de plusieurs siècles d'utilisation.

Composition chimique

Le type déposé sur les éléments chauffants des chauffe-eau est principalement constitué de carbonate de calcium (CaCO 3 ). L'eau dure contient du bicarbonate de calcium (et souvent de magnésium ) ou des ions similaires. Les sels de magnésium proviennent du calcaire dolomitique présent dans les roches à travers lequel l'eau de pluie s'infiltre avant la collecte. Les sels de calcium, tels que le carbonate de calcium et le bicarbonate de calcium (Ca(HCO 3 ) 2 ), sont plus solubles dans l'eau chaude que dans l'eau froide ; ainsi, le chauffage de l'eau ne provoque pas la précipitation du carbonate de calcium en soi . Cependant, il existe un équilibre entre le bicarbonate de calcium dissous et le carbonate de calcium dissous tel que représenté par l'équation chimique

Ca 2+ + 2HCO 3 − ⇋ Ca 2+ + CO 3 2− + CO 2 + H 2 O

où l'équilibre est conduit par le carbonate/bicarbonate, pas le calcium. A noter que le CO 2 est dissous dans l'eau. Le dioxyde de carbone dissous dans l'eau (dis) a également tendance à s'équilibrer avec le dioxyde de carbone à l'état gazeux (g):

CO 2(dis) ⇋ CO 2(g)

L'équilibre du CO 2 se déplace également vers la droite vers le CO 2 gazeux lorsque la température de l'eau augmente. Lorsque l'eau qui contient du carbonate de calcium dissous est réchauffée, le CO 2 quitte l'eau sous forme de gaz, provoquant un déplacement de l'équilibre du bicarbonate et du carbonate vers la droite, augmentant la concentration de carbonate dissous. Lorsque la concentration de carbonate augmente, le carbonate de calcium précipite sous forme de sel : Ca 2+ + CO 3 2− CaCO 3 .

Au fur et à mesure que de l'eau froide contenant du carbonate/bicarbonate de calcium dissous est ajoutée et chauffée, le processus se poursuit : le CO 2 gazeux est à nouveau éliminé, la concentration en carbonate augmente et davantage de carbonate de calcium précipite.

Le tartre est souvent coloré en raison de la présence de composés contenant du fer . Les trois principaux composés du fer sont la wustite (FeO), l' hématite (Fe 2 O 3 ) et la magnétite (Fe 3 O 4 ).

Comme une pierre

L' aqueduc romain de l' Eifel a été achevé vers 80 après J. une zone avec peu de pierre naturelle. Au cours de l'exploitation de l'aqueduc, de nombreuses sections avaient une couche aussi épaisse que 200 millimètres (7,9 pouces). Le matériau avait une consistance similaire au marbre brun et était facilement amovible de l'aqueduc. Lors du polissage, il présentait des veines et pouvait également être utilisé comme une planche de pierre lorsqu'il était coupé à plat. Cette pierre artificielle a été utilisée dans toute la Rhénanie et était très appréciée pour les colonnes , les cadres de fenêtres et même les autels . L'utilisation du "marbre de l'Eifel" peut être vue aussi loin à l'est que Paderborn et Hildesheim , où il était utilisé dans les cathédrales . La cathédrale de Roskilde au Danemark est l'endroit le plus au nord de son utilisation, où plusieurs pierres tombales en sont faites.

Le commerce vers l'ouest l'a emmené en Angleterre en tant que matériau d'exportation de haut niveau aux XIe et XIIe siècles, où il a été transformé en colonnes pour un certain nombre de cathédrales anglaises normandes . L'impressionnante pierre brune polie était connue pendant de nombreuses années sous le nom de « marbre d'onyx ». Son origine et sa nature étaient un mystère pour les personnes qui étudiaient la maçonnerie de la cathédrale de Canterbury , jusqu'à ce que sa source soit identifiée en 2011. Elle y est utilisée comme colonnes soutenant le toit du cloître, en alternance avec des colonnes de marbre de Purbeck. Ces grands cloîtres de la cathédrale nécessitaient plusieurs centaines de telles colonnes autour d'un quadrilatère ouvert, qui devaient être alimentées par une opération d'extraction et de transport bien organisée. Les gisements de l'Eifel, maintenant appelés Sinter calcaire ou calc-sinter (puisqu'il ne s'agit ni d' onyx ni de marbre ), ont également été identifiés à Rochester et dans le cloître roman désormais perdu de Norwich ainsi que les cloîtres de l'infirmerie, les fenêtres de la salle capitulaire et le trésor porte à Cantorbéry.

Matériel connexe

L'écume de savon se forme lorsque les cations de calcium de l'eau dure se combinent avec du savon , qui se dissoudrait dans l'eau douce. Cela précipite en un film mince sur les surfaces intérieures des baignoires, des éviers et des tuyaux de drainage.

Galerie

Voir également

Les références

  1. ^ Hermann Weingärtner , "Eau" dans l'Encyclopédie de chimie industrielle d'Ullmann , décembre 2006, Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002/14356007.a28_001
  2. ^ Tegethoff, F. Wolfgang; Rohleder, Johannes; Kroker, Evelyne. Carbonate de calcium : du Crétacé au 21e siècle . Birkhäuser, 2001. ISBN  3-7643-6425-4
  3. ^ C. Wilson (2015). "Le Mystère de la Cathédrale de Canterbury "Marbre": Une Double Imposture Démasquée ' ". Dans P. Fergusson (éd.). Prieuré de la cathédrale de Canterbury à l'époque de Becket . New Haven et Londres. p. 156–60.
  4. ^ John McNeill (2015). "Le cloître roman en Angleterre" . Journal de l'Association archéologique britannique . 168 : 34-76. doi : 10.1179/0068128815Z.000000000038 .
  5. ^ RB Harris (2019). "RECONSTRUCTION DU CLOÎTRE ROMAIN DE LA CATHÉDRALE DE NORWICH". La Revue des Antiquaires . La presse de l'Universite de Cambridge. 99 : 133-159. doi : 10.1017/S0003581519000118 .
  6. ^ Geoff Downer (2019). "calc-frittage ou marbre d'onyx" . canterbury-archaeology.org.uk . Société historique et archéologique de Cantorbéry (CHAS).