DE2222545A1 - Verfahren zur Herstellung von wasserhaltigem Calciumsilicat des Xonotlit-Typs - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von wasserhaltigem Calciumsilicat des Xonotlit-TypsInfo
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Description
DR. MÜLLER-BORE DIPL-PHYS. DR. MANlTZ ülPL.-CHEM. DR. DEUFEL
DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW ? ? 9 ? R Λ R
PATENTANWÄLTE
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έυΛ Ma/
D/Dek2/bg - A 2215
AGENCY OF INDUSTRIAL SCIENCE & TECHNOLOGY 3-1, Kasumigaseki 1 chome, Chiyoda-ku,
Tokyo / JAPAN
Verfahren zur Herstellung von wasserhaltigem Calciumsilicat
des Xonotlit-Typs
Priorität: Japan vom 8. Mai 1971, Nr. 30 572/71
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wasserhaltigem Caloiumsilicat des Xonotlit-Typs.
Wasserhaltiges Calciumsilicat, insbesondere Xonotlit, besitzthervorragendes
refraktäres Verhalten. Ein Formkörper, der in erster Linie aus Xonotlit besteht, besitzt von anderen
anorganischen Materialien unerreichte Festigkeit.' Sofindet wasserhaltiges Calciumsilicat des Xonotlittyps steigende
Anwendung im Bauwesen als feuerfestes Überzugsmaterial und als feuerfestes, Feuchtigkeit haltendes Material und findet
weiterhin Aufmerksamkeit als möglicher Füllstoff für Kunststoffe und Kautschukprodukte.
209849/1050
3raunschweig, Am Bürgerpark 8 8 München 22, Robert-Koch-StraBe 1 7 Stuttgart-Bad Cannstatt, Marktstraße 3
ORIGINAL INSPECTS}
Das für die Herstellung von Xonotlit üblicherweise verwendete
Verfahren ist kompliziert und weist eine zeitraubende Reaktion auf. Die Produktionskosten sind daher so hoch,
dass das Anwachsen der Nachfrage stark behindert wird.
Verfahren zur Erzeugung von Xonotlit sind bekannt und beispielsweise
in den US-PS 2 888 377 und 3 033 648 beschrieben. Nach diesen Verfahren wird Calciumoxid und Kieselsäure
äquimolar in Form einer Suspension oder Paste gemisoht und zu einer Reaktion einer Reihe von Stufen veranlasst,
die nachstehend angegeben sind, unter einem Druck gesättigten Dampfes bei einer Temperatur über 2000O, um Xonotlitkristalle
als Endprodukt zu liefern.
CaO + SiO2 +H2O ^lf5^2f0 OaO · 1,0 SiO2 · 1,5 ~ 2 H2O
(nachfolgend als C-S-H (II) abgekürzt) -*1,Oa,1,5 CaO · 1,0
SiO2 · 1,0*1,5 H2O (abgekürzt als C-S-H (I))->5 CaO · 6 SiO2
5H2O (Tobermorit) -* 6 CaO · 6 SiO2 · 1,0 HgO (Xonotlit).
Die Zahlenwerte(mit Ausnahme der Indices) in den vorstehenden
Formeln stellen die Molzahlen der jeweiligen Komponenten dar.
für das Verfahren der US-PS 2 888 377 sind die Reaktionsbedingungen
2460C und 17 Stunden. Ist die Reaktionszeit kürzer
oder die Reaktionstemperatur niedriger, läuft die Reaktion
nicht bis zur Entstehung des Bndprodukts Xonotlit ab, sondern hört inzwischen auf und erzeugt solche Zwischenstufen
wie lieiepielsweise C-S-H (I) oder Tobermorit.
Die US-PS 3 131 024 offenbart ein Verfahren, bei dem Calciumoxid xu Kieselsäure in einea Molverhältnis von 1,5 - 2,2 zu
zugegeben wird, den entstehenden Gemisch Alkali in einer
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Menge von 0,1 - 10 Gew.-#, bezogen auf das Gesamtgewicht
an Kieselsäure und Calciumoxid und ein solches Volumen Wasser zugesetzt werden, so dass das Ganze in eine Aufschlämmung
überführt wird, und diese Aufschlämmung hydrothermal bei 1800C über 4 Stunden umgesetzt wird, um Dicalciumsilicat-alpha-Hydrat
(nachfolgend als "cG-CgSH" abgekürzt)
zu liefern, welches eine Form wasserhaltigen Calciumsilioats ist und insbesondere als Einebnungsmittel für klare lacke
brauchbar ist. Dieses Verfahren vermag jedoch nicht wasserhaltiges öalciumsilicat des Xonotlit-Typs zu erzeugen.
So werden allgemein Calciumsilicat-Hydrate durch Umsetzen
der Ausgangsmaterialien Kieselsäure und Calciumoxid bei 180 C oder darüber unter dem Druck übersättigten Dampfes hergestellt.
Die Erzeugnisse haben voneinander verschiedene Zusammensetzungen, was hauptsächlich vom Molverhältnis des Calciumoxids
zur Kieselsäure, der Reaktionstemperatur, dem Reaktionsdruck und der Reaktionszeit abhängt. Beispielsweise zeigt
Tabelle 1, dass die gleichen Ausgangsmaterialien verschiedene Erzeugnisse entstehen lassen, wenn das Molverhältnis, die
Reaktionstemperatur und Reaktionszeit verschieden sind.
Tabelle 1 | 0,83 | 1,0-1,5 | |
CaO/SiO^-Molver- - hältnis^ |
1,0 | 180 | 150 |
Reakt^ons*empera- | 200 | VJl | 2 |
Reaktionsztit (h) | 8 | Tobermorit | C-S-H (I) |
Produkt | Xonotlit | 5H2O 2 | 1,0v1,5Ca0'Si09· 1,0^1,5H2O |
Molekülformel | 6CaO'6SiO2*H2O | ||
Kristallinität kristallin kristallin Pseudokristallin
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eine Tatsächlich jedoch kommt es häufig vor, dass/einem solohen Molverhältnis entsprechende Verbindung nioht erhalten werden
kann, wenn die Reinheit, die Korngrösse (spezifische Oberfläche), Kristallinitätsgrad und andere Paktoren der Ausgangsmaterialien
Kalk und Kieselsäure variiert werden. Wenn z.Bo quarzhaltiger SiOg-Sand (98,5 % SiO2, 0,9 # Al3O5, 0,05 #
Pe2O, und 0,4 $>
Glühverlust )mit einer Suspension von gebranntem Kalk 07,76 # Oa , 0,03 $>
SiO9, 0,06 % Al9O,, 0,69 #
axis c. j MgO und 1,31 % Glühverlust )*·η der hydrierten Form gemisoht
wird und das erhaltene Gemisch hydrothermal bei etwa 2300C
unter übersättigtem Dampfdruck von 28 kg/cm 2 Stunden umgesetzt wird, wird lediglich oC -σρβΗ oder O-S-H (I) und
kein Xonotlit erzeugt. Dies kann vielleicht erklärt werden, wenn man postuliert, dass die Löslichkeit von Kieselsäure
und von Calciumoxid während der Reaktion nicht der Temperatur angemessen sind, bei der Xonotlit gebildet wird. Der als
SiO9-Quelle verwendete Quarzsand besitzt eine geringere Lb"-
++ segeschwindigkeit als Calciumoxid. Polglich werden Ca Ionen,
die sich aus dem Lösevorgang ergeben, an der Oberfläche der Quarzsandteilchen adsorbiert. An der Oberfläche des
Quarzsandes reagieren diese Ionen mit den gelösten Silanolgruppen,
so dass eine dünne Schicht nichtkristallinen Oaloiumsilicat-Hydrats auf der Oberfläche der Quarzsandteilchen
in der Anfangsstufe der Reaktion gebildet wird. Läuft die Reaktion weiter ab und steigt die Temperatur, wächst die
Schicht nichtkristallinen Calciumsilicat-Hydrats, und der Wassergehalt nimmt nach und nach ab, um 0C-C2SH entstehen zu
lassen. Andernfalls kann kristallines Wachstum von C-S-H (I) zu Tobermorit eintreten, da das niohtkristalline Calciumsilicat-Hydrat
teilweise von Calcium- und Silioium-Bestandteilen und von Wassergehalt beraubt wird. Auf jeden Fall verbleiben
grössere Mengen nicht umgesetzten Quarzsandes und
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verschlackten Kalks unausweichlich in den Produkten.
Bei der Herstellung gewünschten Caloiumsilicat-Hydrats, insbesxidere
wasserhaltigen Caleiumsilicats des Xonotlit-Typs, ist es notwendig, die Rohmaterialien auszuwählen und Reaktionsbedingungen so genau wie möglich festzulegen,,
Es ist in erster Linie Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur
leichten Herstellung von wasserhaltigem Oalciumsilicat des
Xonotlit-Typs von praktisch gleichförmiger Teilchenform und
-grösse zu schaffen, ohne die Reaktionsbedingungen so genau
festlegen zu müssen, wie dies bei den herkömmlichen Verfahren erforderlich ist. Der Ausdruck "wasserhaltiges Oalciumsilicat
des Xonotlit-Typs", wie er in dieser Beschreibung
verwendet wird, bedeutet ein Oalciumsilicat-Hydrat, das sich überwiegend aus Xonotlit in der Form von stäbchenförmigen
Kristallen zusammensetzt.
Weiterhin soll die Erfindungen Verfahren zur Herstellung
von wasserhaltigem Oaleiumsilicat des Xonolit-Typs in einer
kurzen Reaktionszeit ermöglichen. Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der weiteren Beschreibung
der Erfindung sowie auch im Zusammenhang mit der Figo
Die Fig. ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung
zwischen der zu den Reaktanden zugesetzten Alkalimenge und der spezifischen Oberfläche des erhaltenen Produkts zeigt.
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Caloiumsilioat
entwickelt, das überwiegend aus Xonotlit in Form von Stäbchenkristallen
besteht. Es wurde gefunden, dass das gewünschte wasserhaltige Calciumsilicat des Xonotlit-Typs leicht
hergestellt werden kann, indem praktisoh äquimolare Mengen
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an Calciumoxid und Kieselsäure in Gegenwart einer kleinen Alkalimenge umgesetzt werden.
lässt man die Ausgangsmaterialien in Gegenwart einer kleinen Menge an zugesetztem Alkali reagieren, wird die löslichkeit
von Calciumoxid stark gesenkt und die der Kieselsäure erhöht. Polglich treten Ca -Ionen und H3SiO4 - oder
H,SiO.~ -Ionen, die für die hydrothermale Reaktion gebraucht
werden, in einem normalisierten Molverhältnis auf. Dies schliesst das zuvor genannte, in Abwesenheit von Alkalizusatz
beobachtete Phänomen aus, nämlich das Phänomen, dass gelöste Ca -Ionen an der Oberfläche von Quarzsandteilchen
adsorbiert werden und mit der Silanolgruppe reagieren. Werden Kieselsäure und Calciumoxid in praktisch äquimolarem Verhältnis
gemischt und in Gegenwart von zugesetztem Alkali umgesetzt, wird ein nichtkristallines wasserhaltiges Calciumsilicat,
CSHn (O/S = 1, 0,3 < η
< 1,2), rasch im Bereich hydrothermaler Temperaturen über 2000C gebildet. läuft die Reaktion
weiter ab, wandelt sich diese Verbindung nach und nach selbst in eine Verbindung mit geringerem Wassergehalt um.
Ist bei dieser Stufe die Reaktionstemperatur oberhalb einer Höhe von etwa 23O0C,tritt direkte Umwandlung von CSHn zu
Xonotlit ein. Liegt die Reaktionstemperatur jedoch unter
23O0C, ve:
C-S-H (I)
C-S-H (I)
23O0C, verläuft die Umwandlung von CSHn zu Xonotlit über
OaO + SiO2 + H2O + Alkali -» CSHn
r(Temp. < 23O0C) - 0·8-Η (I)
L(Temp.^ 23O0C) * Xonotlit
r(Temp. < 23O0C) - 0·8-Η (I)
L(Temp.^ 23O0C) * Xonotlit
Was die Rohmaterialien betrifft, müssen zwischen 0,8 Mol und 1,1 Μ·1 Kieselsäure pro Mol Calciumoxid zugesetzt werden.
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Erreicht die pro Mol Calciumoxid zugesetzte Kieselsäuremenge nicht 0,8 Mol oder überschreitet sie 1,1 Mol, weicht
das Verhältnis von Ca++-Ionen zu HgSiO. - oder H3SiO4" -Ionen
von dem normalisierten Verhältnis für die hydrothermale Reaktion ab. Polglich wird entweder Tobermorit oder C-S-H (I)
und kein Xonotlit erzeugt. Erwünschtermassen kann Alkali in einer Menge von etwa 0,002 Mol bis 0,04 Mol pro Mol als
Rohmaterial verwendeter Kieselsäure zugesetzt werden. Dieser Bereich entspricht dem Bereich von etwa 0,15 bis 3 Gew.-^,
bezogen auf das Gesamtgewicht an Calciumoxid und Kieselsäure.
Zwischen der Menge an zu den Reaktanden zugesetztem Alkali und der Korngrösse (spezifische Oberfläche) des erhaltenen
Produkts besteht eine enge Beziehung«, Sie wird durch die Pig.
dargestellt. Die senkrechte Achse dieses Diagramms stellt
die spezifische Oberfläche des erhaltenen Produkts dar, und die waagrechte Achse die Menge an zugesetztem Alkali, bezogen auf
das Gesamtgewicht an Kieselsäure und Calciumoxid. Xonotlit in Form von stäbchenförmigen Kristallen mit einer Oberfläche
von etwa 40m /g wird erhalten, wenn Alkali in einer Menge von 0,15 Gew.-^ zu einem Gemisch zugesetzt wird, das 52 Teile
Kieselsäure und 48 Teile Calciumoxid aufweist. Xonotlit in der Gestalt von bandförmigen Kristallen mit erhöhter Oberfläche
wird gebildets wenn die Menge an zugesetztem Alkali nicht mehr als 0,15 Gew.-# beträgt. Nähert sich die Alkalimenge
3.#f tritt zusätzlich zu Xonotlit in Form von stäbchenförmigen
Kristallen Xonotlit in Form von schuppig-fasrigen Kristallen auf, so dass die spezifische Gesamtoberfläche des
Produkts auf etwa 180 m /g ansteigt. CSHn in Form von nichtkristallinen lockeren Flocken entsteht, wenn die Alkalimenge
auf 5 # gesteigert wird.
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Nun sei das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung
beschrieben. Zuerst werden vorgeschriebene Mengen an Calciumoxid und Kieselsäure gemischt und in Wasser gerührt, um eine
Gemischaufsohlämmung zu bilden. Die angegebene Menge an kaustisch Soda wird der Gemischaufschlämmung zugesetzt. Das
Gemisch wird in einen Autoklaven gegossen und der hydrothermalen Umsetzung bei etwa 200 bis 25O0C unter einem gesättigten
Dampfdruck von über 25 kg/cm unterworfen.
Die Reaktionstemperatur hat eine ausgeprägte Wirkung auf das
zu erhaltende Produkt. Pur das erfindungsgemässe Verfahren
liegt die Reaktionstemperatur erwünschtermassen im Bereich
von etwa 20O0C bis etwa 2500C. Liegt die Reaktionstemperatur
bei 1900C oder darunter, erzeugt die Umsetzung nichtkristallines
CSIL, C-S-H (I) oder kristallinen Tobermorit und kein
Xonotlit, selbst wenn die Reaktion z.B. 8 Stunden fortgeführt wird. Überschreitet die Reaktionstemperatur 2500C,
ergibt sich ein unerwünschtes Ergebnis, dass sich nämlich Poshagit ( 4 OaO..·3 SiO2-H3O), Tricalciumsilicat-Hydrat
(0,SH1 ρ-) und cC-CoS-Hydrat teilweise unter das Produkt misehen.
Bei Reaktionstemperatüren im Bereich von etwa 200 C
bis etwa 23O0C läuft die" Reaktion von den Ausgangsmaterialien
zum Endprodukt Xonotlit über die Zwischenstufe C-S-H (I). Trotz dieser Zwischenstufe unterscheidet sich das Endprodukt
in keiner Weise von dem,das bei Reaktionstemperatüren im
Bereich von etwa 230 bis etwa 25O0C erhalten wird. Eine enge
Beziehung besteht zwischen der Reaktionszeit und der Reaktionstemperatur. Bei Reaktionstemperatüren von etwa 20O0C
ist die Reaktionszeit etwa 1 Stunde. Bei der Reaktionstemperatur von etwa 23O0C genügen 30 bis 45 Minuten Reaktionszeit.
Bei einer sich 25O0C nähernden Reaktionstemperatur reichen
einige Minuten Reaktionszeit aus. Bei Durchführung der Reaktion, wie oben erwähnt, kann ein wasserhaltiges Caloiumsilicat
erhalten werden, das überwiegend aus Xonotlit mit praktisch
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ORIGINAL INSPECTED
gleichförmiger Korngrösse besteht.
Die Erfindung ermöglicht esf ein wasserhaltiges Caloiumsilicat
des Xonotlit-Typs stabil und leicht zu erhalten, indem eine kleine Menge Alkali zu den Reaktionskomponenten
zugesetzt wird, ohne die Rohmaterialien auswählen zu müssen, die, wie oben erwähnt, starr kontrolliert werden
müssen. Weiterhin senkt sie die Reaktionszeit in hohem Maße. Dank diesen Verbesserungen gegenüber den herkömmlichen
Verfahren macht das erfindungsgemässe Verfahren die
Produktion von Xonotlit wirtschaftlich tragbar. Folglich kann das Erzeugnis Xonotlit ausgiebig und leicht als Wärmeisolationsmaterial, feuerfestes Baumaterial, Füllstoff usw
verwendet werden.
Die Erfindung wird duroh die folgenden, lediglich zur Veranschuliohung
dienenden, nicht beschränkenden Beispiele näher beschrieben.
In 1000 Teilen Wasser von 300O wurden 52 Teile Quarzsand von
Industriequalität (98,5 # SiO2, 0,9 i» Al3O5, 0,05 #
und 0,4 $> Glühverlust mit einer duroh ein Sieb von 0,044 mm
(325 mesh) durchgehenden Korngrösse und 48 Teile frisoh gebrannten Kalks (97,76 <f>
CaO, 0,03 l· SiO2, 0,06 # Al3O3,
0,69 % MgO und 1,31 # Glühverlust , erhalten durch Calcinieren
von Calciumcarbonat von Idustriequalität bei 1000°C
für 3 Stunden, unter Rühren gemischt. Mit dem in Tabelle angegebenen Verhältnis wurde der gemischten Aufschlämmung
Ätznatron zugesetzt· Das erhaltene Gemisoh wurde in einen
Autoklaven gebracht und der hydrothermalen Umsetzung bei 230 unter dem Druck gesättigten Dampfes von 28 kg/cm für etwa
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45 Minuten ausgesetzt. Am Ende dieser Reaktionszeit wurde
der in der wässrigen Lösung gebildete Feststoff abgetrennt und bei 15O0C 5 Stunden getrocknet, um eine trockne, pulvrige Substanz zu ergeben. Die Ergebnisse zeigt !Tabelle 2. Die Identifizierung des Reaktionsprodukte wurde aufgrund der
Ergebnisse der Röntgenbeugungsanalyse und der Differentialthermoanalyse durchgeführte Kristallform und Teilchengrösse wurden durch Betrachten unter Verwendung eines Elektronenmikroskops bestimmt. Der Ausdruck "Filter-Dehydratationseigenschaft" gibt den Grad saugender Dehydratation an, der durch ein Filterpapier (Nr. 3) bewirkt wird. Der Grad wurde an der "A-D"-Skala gemessen, wobei A praktisoh vollständige Entfernung von Wasser, B Entfernung von 3/4 des Wassers,
0 Entfernung von etwa 1/2 des gesamten Wassers und D praktisches Ausbleiben der Entfernung von Wasser bedeutet.
der in der wässrigen Lösung gebildete Feststoff abgetrennt und bei 15O0C 5 Stunden getrocknet, um eine trockne, pulvrige Substanz zu ergeben. Die Ergebnisse zeigt !Tabelle 2. Die Identifizierung des Reaktionsprodukte wurde aufgrund der
Ergebnisse der Röntgenbeugungsanalyse und der Differentialthermoanalyse durchgeführte Kristallform und Teilchengrösse wurden durch Betrachten unter Verwendung eines Elektronenmikroskops bestimmt. Der Ausdruck "Filter-Dehydratationseigenschaft" gibt den Grad saugender Dehydratation an, der durch ein Filterpapier (Nr. 3) bewirkt wird. Der Grad wurde an der "A-D"-Skala gemessen, wobei A praktisoh vollständige Entfernung von Wasser, B Entfernung von 3/4 des Wassers,
0 Entfernung von etwa 1/2 des gesamten Wassers und D praktisches Ausbleiben der Entfernung von Wasser bedeutet.
zugesetzte NaOH-Menge in Gew.-£ bez. auf (CaO + SiO2 |
Reaktions- produkt |
Tabelle 2 | spezifi sche Ober fläohe (»Ve) |
3^5x0,01 λ.0,03 |
50,0 | Glüh- -verlust beilOOOtJ (*) |
Filter- Dehydra- tations- eigen- sohaft |
|
O | Xonotlit | 5M0x0,25 64,8 | 3*5x0,01 "VO, 03 |
40,4 | 3,32 | D | ||
Nr. | 0,05 | Xonotlit | 5x0,05 | 40,6 | 3,0 | C | ||
1 | 0,15 | Xonotlit | Kristall- Korn form grösse Längex Breite in αχ |
5x0,05 | 79,4 | 2,51 | C | |
2 | 1.0 | Xonotlit | Band | 5x0,05 | 80,0 | 2,95 | A | |
3 | 2,0 | Xonotlit | Stäbchen | 5x0,05 | 160,0 | 7,98 | A | |
4 | 3,0 | Xonotlit + CSHn |
Stäbchen | schuppig-3%5xO9O3 faserig + Stäbchen |
159,2 | 8,5 | B | |
5 | 3,5 | CSHn | Stäbchen | lockere Flocken |
13,0 | B | ||
6 | 5,0 | CSHn | Stäbchen | lookere Flocken |
14,43 | B | ||
7 | ||||||||
8 | ||||||||
209849/1050
In der vorstehenden Tabelle wurde bezüglich des Produkts
des Ansatzes 1 durch Röntgenanalyse festgestellt, dass
es nicht umgewandelten Quarz in einer Menge von etwa 5 #
enthielt. Das Reaktionsprodukt OSIL wurde als nichtkristallines, wasserhaltiges Caloiumsilieat des Xonotlit-Typs
identifiziert, wobei η den Wert von 0,3 bis 1,2 hatte.
Die Ergebnisse der Tabelle 2 zeigen, dass das Reaktionsprodukt nur aus Xonotlit in der Form von stabellenförmigen Kristallen
bestand, wenn die Menge an zugesetzter NaOH zu den Reaktionskomponenten in den Bereich von 0,05 bis 3 $>
fiele Ohne Zusatz von Alkali gebildeter Xonotlit war unerwünscht,
weil er aus unregelmässigen lattenfö'rmigen Kristallen bestand
und weifeer gute Dehydratationseigenschaft besass. Eine
kleine Menge an CSHn trat zusätzlich zu Xonotlit von Stäbchenform
auf, wenn die Menge an zugesetztem NaOH 3 $> war.
War die NaOH-Menge 3,5 # oder 5 #, wurde nur OSHn gebildet.
Die spezifische Oberfläche (bestimmt nach der BET-Stickstoffmethode)
stieg scharf auf über 150 m /g an, wenn die Menge an zugesetztem NaOH 3 # überstieg. Der Glühverlust bei 10000C
zeigte den Minimalwert von 2,51 %, wenn die Menge an zugesetztem
NaOH 0,15 # war. Er stieg mit steigender Menge an zugesetztem NaOH. Er erreichte 10 9&, wenn die Menge an zugesetztem
NaOH auf 3,5 ^ stieg.
Wurde das Vorgehen nach dem vorgenannten Beispiel unter Verwendung
von KOH anstelle von NaOH wiederholt, wurden die gleichen Ergebnisse erzielte
2091349/1050
Claims (3)
- Patentansprüche1 · Verfahren zur Herstellung eines wasserhaltigen Galoium-* silicate des Xonotlit-Typs, dadurch gekennzeioh net, dass Kieselsäure, Calciumoxid und eine kleine Menge Alkali gemischt, das sieh ergebende Gemisch einer hydrothermalen Reaktion bei 2000O bis 25O0O unter dem Druok gesättigten Dampfes unterworfen und das so gebildete Hydrat abgetrennt und getrocknet werden·
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennaeieh net, dass ein Mischverhältnis von Kieselsäure zu Calciumoxid von 0,8 bis 1,1 Hol Kieselsäure pro Hol Calciumoxid angewandt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruah 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, dass das zuzusetzende Alkali in einer Menge von 0,002 bis 0,04 Mol pro Hol Kieselsäure verwendet wird·208849/1050
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2213233A1 (en) * | 1972-11-10 | 1974-08-02 | Johns Manville | Low residual quartz contg calcium silicate hydrate - prepd by hydrothermal reaction of finely ground quartz in presence of satd. steam |
DE2402670A1 (de) * | 1972-05-11 | 1975-04-17 | Onoda Chem Ind Co Ltd | Verfahren zur herstellung von wasserhaltigen calciumsilikaten |
EP0089314A1 (de) * | 1982-03-16 | 1983-09-21 | Ciba-Geigy Ag | Flammwidrige verstärkte thermoplastische Polyesterformmasse und deren Verwendung |
US8226764B2 (en) | 2007-07-27 | 2012-07-24 | Karlsruher Institut Fuer Technologie | Single-phase hydraulic binder, methods for the production thereof and structural material produced therewith |
US8226763B2 (en) | 2007-07-27 | 2012-07-24 | Karlsruher Institut Fuer Technologie | Single-phase hydraulic binder, methods for the production thereof and structural material produced therewith |
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Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4243429A (en) * | 1978-06-22 | 1981-01-06 | Kubota Ltd. | Process for producing tobermorite and ettringite |
US4277457A (en) * | 1978-07-07 | 1981-07-07 | Tokuyama Soda Kabushiki Kaisha | Alkali calcium silicates and process for preparation thereof |
US4294810A (en) * | 1978-07-07 | 1981-10-13 | Tokuyama Soda Kabushiki Kaisha | Alkali calcium silicates and process for preparation thereof |
ATE87595T1 (de) * | 1985-11-29 | 1993-04-15 | Redco Nv | Kristalline konglomerate aus synthetischen xonotlith und verfahren zu deren herstellung. |
DE3886239D1 (de) * | 1987-03-13 | 1994-01-27 | Redco Nv | Thixotropisches Additiv, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Benützung. |
US5374411A (en) * | 1987-08-28 | 1994-12-20 | The Dow Chemical Company | Crystalline aluminumphosphate compositions |
LT3803B (en) | 1994-09-19 | 1996-03-25 | Univ Kauno Tech | Process for the preparation of calcium hydrosilicates |
ATE311353T1 (de) * | 1999-08-26 | 2005-12-15 | Vijay Mathur | Multiphasige calsiumsilikathydrate, verfahren zur herstellung derselben und verbesserte papier- und pigment-produkte diese enthaltend |
US6726807B1 (en) * | 1999-08-26 | 2004-04-27 | G.R. International, Inc. (A Washington Corporation) | Multi-phase calcium silicate hydrates, methods for their preparation, and improved paper and pigment products produced therewith |
US7048900B2 (en) * | 2001-01-31 | 2006-05-23 | G.R. International, Inc. | Method and apparatus for production of precipitated calcium carbonate and silicate compounds in common process equipment |
EP1277826A1 (de) * | 2001-07-18 | 2003-01-22 | ATOFINA Research | Hydrierungsverfahren und Dehydrierungsverfahren und Katalysatoren dafür |
EP2082802A1 (de) | 2008-01-25 | 2009-07-29 | Total Petrochemicals Research Feluy | Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorverbundwerkstoff |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA554996A (en) * | 1958-03-25 | Owens-Illinois Glass Company | Method of making porous calcium silicate products | |
US2547127A (en) * | 1949-02-17 | 1951-04-03 | Owens Illinois Glass Co | Calcium silicate of microcrystalline lathlike structure |
US3131024A (en) * | 1961-03-22 | 1964-04-28 | Johns Manville | Method of producing dicalcium silicate alpha hydrate |
US3501324A (en) * | 1966-07-15 | 1970-03-17 | Osaka Packing | Manufacturing aqueous slurry of hydrous calcium silicate and products thereof |
-
1971
- 1971-05-08 JP JP7130572A patent/JPS5622812B2/ja not_active Expired
-
1972
- 1972-04-05 US US00241316A patent/US3806585A/en not_active Expired - Lifetime
- 1972-05-08 DE DE19722222545 patent/DE2222545B2/de not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2402670A1 (de) * | 1972-05-11 | 1975-04-17 | Onoda Chem Ind Co Ltd | Verfahren zur herstellung von wasserhaltigen calciumsilikaten |
FR2213233A1 (en) * | 1972-11-10 | 1974-08-02 | Johns Manville | Low residual quartz contg calcium silicate hydrate - prepd by hydrothermal reaction of finely ground quartz in presence of satd. steam |
EP0089314A1 (de) * | 1982-03-16 | 1983-09-21 | Ciba-Geigy Ag | Flammwidrige verstärkte thermoplastische Polyesterformmasse und deren Verwendung |
US8226764B2 (en) | 2007-07-27 | 2012-07-24 | Karlsruher Institut Fuer Technologie | Single-phase hydraulic binder, methods for the production thereof and structural material produced therewith |
US8226763B2 (en) | 2007-07-27 | 2012-07-24 | Karlsruher Institut Fuer Technologie | Single-phase hydraulic binder, methods for the production thereof and structural material produced therewith |
US8382892B2 (en) | 2007-07-27 | 2013-02-26 | Karlsruher Institut Fuer Technologie | Single-phase hydraulic binder, methods for the production thereof and building material produced therewith |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5622812B2 (de) | 1981-05-27 |
US3806585A (en) | 1974-04-23 |
DE2222545B2 (de) | 1977-03-31 |
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