Sachgebiet Glas und Keramik

Amorphe Kieselsäuren

Grafik: Vergleich der Strukturen von kristallinen und amorphen Quarz

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Vergleich der Strukturen von kristallinen und amorphen Quarz

Amorphe Kieselsäuren enthalten ebenfalls Siliciumdioxid (SiO2), allerdings nicht in kristalliner, sondern in amorpher Form, bei der kein geordnetes Si-O-Kristallgitter vorliegt. Dadurch unterscheiden sie sich nicht nur in ihren chemischen sondern auch in ihren toxikologischen Eigenschaften wesentlich von denen des kristallinen SiO2.

Zu den weniger bedenklichen amorphen Kieselsäuren gehören die synthetisch im Nassverfahren hergestellten Kieselsäuren (Fällungskieselsäuren, kolloidale Kieselsäure, Kieselgel), aber auch die pyrogene Kieselsäure und die Lichtbogen-Kieselsäure. Außerdem fällt unter diesen Begriff das so genannte ungebrannte Kieselgur (Diatomeenerde). Dabei handelt es sich um die Skelette von abgestorbenen Kieselalgen, die in prähistorischer Zeit große Lagerstätten ausbildeten (Grenzwerte von synthetischen Kieselsäuren und Kieselgur). Zu beachten ist allerdings, dass der als Rohstoff abgebaute Kieselgur in nicht unerheblichen Mengen Quarz als Verunreinigung enthalten kann.

Mit dem Begriff Kieselglas und Kieselgut (synonym: Quarzglas und Quarzgut) werden amorphe Kieselsäuren bezeichnet, die zwar ebenfalls nicht kristallin sind, deren Aufbau aber dem des kristallinen SiO2 recht nahe kommt bzw. in kleinen Bereichen bereits kristallin ist. Für Stäube dieser Vertreter gilt daher auch ein strengerer Grenzwert (Grenzwerte von Kieselglas, Kieselgut, Kieselrauch und gebrannter Kieselgur). Kieselglas wird aus Bergkristall oder reinem Quarzsand hergestellt, beim Kieselgut handelt es sich um Kieselglas mit Einschlüssen von mikroskopisch kleinen Luftbläschen. Ähnliche Risiken gehen auch von Kieselrauchen und gebrannter Kieselgur aus. Bei der thermischen Behandlung von ungebrannter Kieselgur, aber auch von Kieselglas und Kieselgut kann nämlich eine teilweise Kristallisation stattfinden bzw. sogar kristallines SiO2 in beträchtlichen Mengen entstehen. Bei Zweifelsfällen über den kristallinen Anteil von Stäuben ist eine entsprechende Analyse durchzuführen.

Auch Gläser und Glasuren enthalten oft SiO2 als wesentlichen Bestandteil. Nach dem Aufschmelzen ist das SiO2 im Glas allerdings nur noch im amorphen Zustand vorhanden.

Amorpher Quarz