DE2227001C3 - Verfahren zur Herstellung von mechanisch und thermisch widerstandsfähigen Werkstücken aus Kalksandstein und deren Verwendung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von mechanisch und thermisch widerstandsfähigen Werkstücken aus Kalksandstein und deren VerwendungInfo
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Description
45
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von mechanisch und
thermisch widerstandsfähigen Werkstücken aus Kalksandstein mit einer Xonolit-Struktur, welche ein
niedriges Gewicht aufweisen und widerstandsfähig gegen mechanische Beanspruchung sowie gegen Wärmeeinfluß
sind und auch gute Wärmeisoliereigenschaften aufweisen sowie die Verwendung dieser Werkstükke.
In der US-PS 30 33 648 und in Chem. Abstr. 1961, Spalte 6818 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung
von mechanisch und thermisch widerstandsfähigen Werkstücken aus Kalksandstein mit einer Xonotlit-Struktur
(faserförmige Kristalle mit der Zusammensetzung
6 CaO · 6 SiO2 · H2O
u5
durch Vermischen mit Silikatrohmaterial, Kalziumoxid und Wasser, zusätzlich eventuell Asbest, unter Rühren
und Erwärmen der resultierenden Mischung, Alterung derselben, Verformung in einer Form und Behandlung
des Geformten in einem Autoklav beschrieben. Da das verwendete Silikatrohmaterial noch Verunreinigungen
enthält, wird bei der Umsetzung der Kieselsäure mit dem Kalziumhydroxid immer plättchenförmiges Calciumsilikat
(Tobermorit mit der Zusammensetzung
5CaO -6SiO2 · 5H2O)
erhalten. Um jedoch die Tobermoritkristalle in die
gewünschte Xonotlit-Kristallform zu überführen, muß man zunächst die Tobermorit-Kristalle wachsen lassen,
und dann erst können diese unter Aufwendung von großen Kosten und viel Zeitaufwand in die gewünschte
Xonolit-Kristallform unterhalb von 1700C gebracht
werden.
Nach diesen beiden bekannten Verfahren ist es unmöglich, Werkstücke aus Kalksandstein mit einer
Xonotlit-Struktur direkt, d. h. nicht über die Tobermorit-Phase zu erhallen.
Bei den bekannten Verfahren finden als Silikatrohmaterial Kieselgur oder Schlacke Verwendung, deren
Teilchengröße relativ groß ist, so daß die Gelierung bei der Umsetzung mit Kalziumoxid nur langsam und
unvollständig eintritt, wie noch erläutert werden wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von mechanisch und thermisch widerstandsfähigen
Materialien aus Kalksandstein mit einer Xonotlit-Struktur durch Vermischen von Silikatrohmaterial,
Kalziumoxid und Wasser, zusätzlich eventuell Asbest, unter Rühren und Erwärmen der resultierenden
Mischung, Altemng derselben, Verformung in einer Form und Behandlung des geformten Produktes in
einem Autoklav, dadurch gekennzeichnet, daß als Silikatrohmaterial Flugasche, die als Nebenprodukt bei
der Herstellung von metallischem Silizium, Siliziumkarbid oder Ferrosiiizium in einem elektrischen Ofen
anfällt, verwendet wird, und daß die Mischung 10 bis ö0 Minuten bei Temperaturen zwischen 80 und 98°C
gerührt wird, daß die Alterung während 1 bis 2 Stunden bei wenigstens 70°C durchgeführt wird, worauf die
Wasserentfernung und Verformung bei einem Druck von 8 bis 150 kg/cm2 und die Autoklavenbehandlung bei
einem Druck von 15 bis 34 kg/cm2 während 5 bis 8 Stunden und einer Temperatur zwischen 200 und 2400C
durchgeführt wird.
Eine spezielle Ausführungsform des Verfahrens dieser Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die
eingesetzte Asche aus 85 bis 95 Gewichtsprozent amorphem Silikat und 5 bis 15 Gewichtsprozent
Metalloxid, Kohlenstoff und Siliziumkarbid einer Korngröße zwischen 0,1 und 10 μηι besieht.
Eine weitere Ausführungsform der vorstehenden Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung
mit einem Zusatz von Asbestfasern verarbeitet wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der nach einem der Ausführungsformen des Verfahrens
dieser Erfindung hergestellten Werkstücke aus Kalksandstein als Kalksandleichtsteine mit einer spezifischen
Dichte von 0,15 bis 0,55, einer Wärmewiderstandsfähigkeit bis zu 1000 bis 10500C, mit bis zu 30% verbesserten
Wärmeisolationseigenschaften sowie einer Schrumpfung bei 10000C von 0,8% oder weniger.
Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch nicht gewöhnliche Schlacke verwendet, sondern Flugasche
mit einem ungewöhnlichen Feinheitsgrad. Die Verwendung eines derartigen Produktes für den beanspruchten
Zweck ist in der Literatur weder vorbeschrieben noch
iahegelegt worden.
Bei dein Verfahren gemäß der vorliegenden liriin-.iung
werden somit aus dem speziellen Silikalrohmiile
ial direkt Werkslücke aus Kalksandstein mil Xonotlit-Struktur
hergestellt. Dies war bis jetzt nach anderen Verfahren nur in kleinem experimentellen Ausmaß
möglich.
Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht nur neu und
technisch fortschrittlich ist, sondern auch die erforderliche Erfindungshöhe besitzt, denn die nach dem
Verfahren der Erfindung erhaltenen ("ormsiücke aus
Kalksandstein mit Xonotlit-Siruktur besitzen in überraschender
Weise nicht zu erwartende, verbesserte Eigenschaften, oenn. die spezifische Dichte liegt dann
um 0,1 g/cm3 herabgesetzt vor, und der Biegewiderstand ist wesentlich mit 5 kg/cm2 vergrößert. Außerdem tritt
bei der Erhitzung um 1000'C nur eine gewisse Schrumpfung von weniger als 1 % auf.
Bei Vergleichsstücken, bei denen als Uilikatrohmateriai
sehr reiner Quarz Verwendung fand, lag die spezifische Dichte um 0,2 g/cmJ höher und das
Schrumptungsverhältnis betrug bei 10000C 2%.
Bezüglich der erreichten Qualitätsverbesserung |'Ur
die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Werkstücke aus Kalksandstein mit Yonotlit-Struktur
wird noch zusätzlich auf die Angaben in den Beispielen und auf die Erläuterungen zu den Figur-Beschreibungen
hingewiesen.
Die vorliegende Erfindung erlaubt somit nicht nur die Herstellung von den vorstehend genannten Weikstükken
bei niedrigem Preis, sondern sie erlaubt auch, die Flugaschen, welche bis jetzt als wertloses Abfallprodukt
angesehen wurden, zur Herstellung von Kalksandsteinen mit überraschendem Effekt zu verwenden.
Es ist bekannt, daß Kalksandleichtsteine (spezifische Dichte 0,5 bis 1,2) einen guten Wärmewiderstand, gute
Isoliereigensehaften, sowie einen hohen Widerstand gegenüber mechanischer Beanspruchung und andere
vorzügliche Eigenschaften trotz ihres niedrigen Gewichtes aufweisen. Diese bekannten Kalksandleichtsteine
werden normalerweise durch Mischen eines Silikates mit Kalziumoxid und Wasser, sowie gegebenenfalls
Asbestfasern, durch Rühren der Mischung unter Erwärmung, Verformung der resultierenden gelierten
Mischung unter Entfernung des Wassers, Überführung des geformten Materials in einen Autoklav und
Dampfdruckbehandlung des Forstückes, um eine hydrothermische synthetische Reaktion zu erhalten und
das Wachstum der Kalziumsilikat-Kristalle voranzutreiben, hergestellt. Um Kalksandleichtsteine in dieser Art
und Weise herzustellen ist es erforderlich, zunächst die Ausgangsmaterialien Silikat und Kalziumoxid unter
atmosphärischem Druck zur Reaktion zu bringen, um eine Gelierung des Reaktionsansatzes zu erhalten.
Deshalb wird dem Silikat normalerweise Kieselerde mit niedriger spezifischer Dichte zugemischt, welche diese
Reaktion leicht eingehen kann. Die Kieselerde enthält jedoch eine große Menge an Verunreinigungen, wie
z. B. AI2O3, FeiOj usw., die die durch die Umsetzung mit
Kaliumoxid resultierenden Kristalle erhalten eine plattenähnliche Tobermorit-Struk tür
(5CaO · 6SiO2 - 5 H2 O)
und weisen nur einen geringen Wärmewiderstand bei etwa 550 bis 6000C sowie einen relativ niedrigen
Widerstand gegenüber mechanischer Beanspruchung
Um diese Nachteile der Tobermorit-Struklur in
Kalksandleichtsteimn /u vermeiden, ist es bekannt,
solche Strukturen in eine Xonotli'.-Stiukuir zu überführen,
die aus länglichen faserartigen Kristallen der ^ Formel
6CaO 6SiO; ■ H2O
besteht. Um jedoch überhaupt die Xonotlit-Siruktur erhalten zu können werden Silikate von sehr hoher
Reinheit als Ausgangsmaterial benötigt. Amorphe Silikate hoher Reinheit, welche leicht mit Kalziumoxid
eine Reaktion unter Gelierung eingehen, sind sehr seilen. Dadurch ist es sehr schwierig, Kalksandsteinformstücke
mit Xonoilit-Kristallstruktur in einem industriellen Verfahren herzustellen. Die durch die
bekannten Verfahren erhaltenen Kalksandleichtsieine mit Xonotlit-Strukiur müssen eine spezifische Dichte
von wenigstens 0,24 aufweisen, und es war bis jetzt nicht möglich, leichtere Formstücke herzustellen.
Bei der bekannten Herstellung von Kalksandleichtsteinen mit Tobermorii- oder Xonollii-Kristallstruktur
werden die Ausgangssilikate auf mechanische Art und Weise auf eine Korngröße von ungefähr 10 bis 80 μηι
pulverisiert. Diese Pulver weisen deshalb gegenüber Kalziumoxid eine niedrige Reaktivität auf. Bei der
Umsetzung verwachsen die gebildeten Kristalle nicht genügend miteinander, und daher treten Risse nach
einem längeren Gebrauch der Kalksandleichtsteine bei hoher Temperatur auf, und somit geht das Widerstandsvermögen
gegen mechanische Beanspruchung derartig hergestellter Kalksandleichtsteine leicht verloren.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von neuen Werkstücken aus
Kalksandstein mit Xonotlit-Kristallstruktur zur Verfü-
.Vs gung zu stellen, welche eine hohe Widerstandsfähigkeit
gegen mechanische Beanspruchung aufweisen, wobei das Widerstandsvermögen durch eine starke Verfilzung
der langen faserartigen Kristalle miteinander erhalten wird und wobei das Widerstandsvermögen gegen
mechanische Beanspruchung selbst nach einem längeren Gebrauch bei hohen Temperaturen nicht verloren
geht. Die erfindungsgemäß hergestellten neuen Werkstücke aus Kalksandstein haben gute Wärmeisoliereigenschaften,
da sie viele Poren aufweisen, welche Durchmesser zwischen 5 und 10 Mikron haben;
hierdurch werden Werkstücke mit einer spezifischen Dichte von weniger als 0,55, und vorzugsweise weniger
als 0,18 oder sogar weniger als 0,15 erhalten. Ferner werden durch das Verfahren der Erfindung industrielle
Abfallprodukte, deren Beseitigung in der Vergangenheit einige Probleme darstellte, als Silikat-Rohstoff verwendet.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen elektronenmikroskopische Photographien von Werkstücken aus Kalksandsteinen
s5 bei einer 5000fachen Vergrößerung.
F i g. 1 zeigt die Tobermorit-Krislallstruktur,
Fig. 2 verdeutlicht die bekannte Xonotlit-Kristallstruktur und
Fig. 2 verdeutlicht die bekannte Xonotlit-Kristallstruktur und
Fig. 3 zeigt die Ausbildung der Xonotlit-Kristallstruktur, die bei dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung erhalten wird.
Die Fig.4 bis 6 sind Röntgenstrahlen-Beugungsdiagramme.
Fig.4 zeigt das Diagramm der Tobermorit-Kristall-
(15 struktur,
F i g. 5 zeigt das Diagramm der klassischen Xonotlit
Kristallstruktur und
F i g. 6 gibt das Diagramm der Xonotlit-Kristallstruk
tür wieder, welche die Werkstücke aufweisen, die nach
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind.
Die bei dem Verfahren dieser Erfindung eingesetzte Flugasche fällt bei der Herstellung von metallischem
Silizium, Siliziumkarbid, Ferrosilizium an. Hierbei wird deren Herstellung durch Vermischen von kristallinem
Silikat (SiO2) hoher Reinheit mit Kohlenstoff (Koks oder ähnlichem) als Rohmaterialien und Schmelzen der
resultierenden Mischung in einem elektrischen Ofen durchgeführt. Hierbei beträgt die Ofentemperatur
20000C oder mehr und das Silikat wird zu Silizium reduziert. Ein Teil wird wieder oxidiert und als sehr
feines amorphes Silikat zu Flugasche zerstäubt. Die Flugasche wurde bis jetzt nur zur Geländeauffüllung
verwendet. Viele Flugaschen können selbst für diesen Zweck nicht verwendet werden, da sie zu fein sind.
Die bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzten Flugasche besteht aus 85 bis 95 Gewichtsprozent
amorphem Silikat und 5 bis 15 Gewichtsprozent Metalloxiden (Fe2O3, AI2O3, CaO und MgO), Kohlenstoff
und Siliziumkarbid, und ungefähr 85% der Flugasche hat eine Korngröße zwischen 0,1 und 1
Mikron und ungefaähr 15% eine Korngröße zwischen 1
und 10 Mikron. Die Flugasche, welche bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
besteht aus ultrafeinen Partikeln, verglichen mit dem bisher für den gleichen Zweck verwendeten Silikatrohmaterial
einer Korngröße zwischen 10 und 80 μηι. Die Flugasche zeichnet sich durch eine gute Reaktivität
gegenüber Kalziumoxid aus. Die Flugaschen gelieren in einer kurzen Zeit bei der Umsetzung und nehmen
während der Reaktion viel Wasser auf, sie gehen dadurch in einen erheblich aufgequollenen Zustand
über. Das bedeutet, daß die resultierenden Werkstücke spezifisch leichter anfallen als die bekannten Formstük-
Das bevorzugte Verhältnis von Flugasche zu Kalziumoxid beträgt 1 zu wenigstens 1,2 Gcwichtstcilcn,
wohingegen das Verhältnis der Flugasche zu Wasser bei 1 :20 —24 liegt und das Verhältnis der Flugasche zu
Asbestfasern, wenn Asbestfasern eingesetzt werden 1:0,09 — 0,3 beträgt. Die Gclierungsreaktion wird
während 10 bis 60 Minuten zwischen 80 und 98"C durchgeführt, wohingegen eine eventuelle Alterung
während 1 bis 2 Stunden bei wenigstens 700C ausgeführt
wird. Die Wasserentfernung und Verformung erfolgt bei einem Druck zwischen 8 bis 150 kg/cm2. Die hydrothcrmische
Reaktion wird bei einem Druck von 15 bis 34 kg/cm2 während 5 bis 8 Stunden und Temperaturen
/.wischen 200 und 240" C ausgeführt.
Bei der Durchführung des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung wird während der Umsetzung der Flugasche mit Kaliumoxid Wasserstoffgas gebildet, da
sehr kleine Mengen Metall in der Flugasche vorhanden sind, und eine große Anzahl von Poren mit einer
Porengröße von 5 bis IO μηι werden in den Wcrkstükken
ausgebildet, wodurch die Werkstücke spezifisch leichter anfallen und größere WärmcisolierungseigcnschaftuMi
aufweisen.
Die (jcbrauchsdauer der Werkstücke, die crfindungsgeinäß
erhalten werden, liegt besonders bei hohen Temperaturen sehr erheblich verbessert vor. Da die bei
der Durchführung des Verfahrens gebildete Xonotlit-Struktur leicht geformt werden kann, ist die Verwendung
von Asbestfasern als Verstärkungsmittel in ilen Fällen unnötig, in denen nur die Qualililtseiucnsehaftcn
.■•'■■!•ii-ht werden sollen, die bei den bekannten Verfahren
anfallen.
Das Silikat, welches gemäß der vorliegenden
Erfindung in Form der Flugasche eingesetzt wird, enthält nur kleine Mengen von Verunreinigungen.
S welche eine Tobermorit-Struktur bilden könnten, zum
Beispiel AI2O3 und MgO, und somit wird bei der
Verfahrensdurchführung weitgehend alles hydratisiertes Kalziumsilikat in die Xonolit-Struktur übergeführt,
wodurch das Wärmewiderstandsvermögen der erhaltenen Werkstücke weitgehend bis zu 1000 bis 10500C
verbessert wird.
Die Flugasche, die als Silikat bei der vorliegenden Erfindung Verwendung findet, ist viel feiner als solche
Silikatwerkstoffe, welche durch Pulverisierung von amorphem Silikat, selbst mit den besten Pulverisierungsmaschinen
erhalten werden, und sie weist eine größere Reaktivität gegenüber Kalziumoxid auf. Dies
bedeutet, daß die Gelierungszeil und die Behandlungszeit im Autoklav bei der Durchführung des Verfahrens
der Erfindung herabgesetzt werden können im Vergleich mit den Verfahren, bei denen nur herkömmliche
Silikatrohstoffe Verwendung finden.
Im folgenden wird die Erfindung noch erläutert durch
die folgenden Beispiele.
Zunächst werden die Korngrößen und Zusammensetzungen der Flugasche, welche in den Beispielen
verwendet wurde, bekanntgegeben:
(1) Korngrößen:
5,5-10 μηι 1,5%
1.0-5,5 μ m 6,0%
1,0 μηι oder weniger 92,5%
Eine Untersuchung unter dem Elektronenmikroskop hat gezeigt, daß der größte Teil der Partikeln mit einer
Korngröße unterhalb 1,0 μηι vorliegt, nämlich eine
Korngröße von ungefähr 0,1 μιη besitzt.
(2) Chemische Zusammensetzung:
Glühverlust 3,3%
Unlöslicher Rückstand 2,82%
(Kohlenstoff und Siliziumkarbide) Lösliches
SiO2 91,34%
Fc2O3 0,38%
AI2O3 0,61%
CaO 0,33%
MgO 0,31%
Total 99,09%
50 Bemerkung: Die Analyse der chemischen Zusammensetzung
wurde gemäß dem Verfahren von Shoiehim Nagai, Handbook of Silicate Industry, Test of vulcanic
ashes, diatomaceous earth, eic. durchgeführt.
Falls Asbestfasern bei dem Verfahren der vorliegen-55
den Erfindung mitverwendet werden, ist es erforderlich.
Amphibol-Asbest, der kein Aluminium, Eisen oder nur geringe Mengen davon enthält, zu verwenden. Falls
Asbestfasern mit einem hohen Gehalt an Aluminium verwendet werden, wird die Reaktion im Autoklav
60 verhindert, und es ist schwierig, die Xonotlit-Kristalle zu bilden.
Bei der Verfahrensdiirchführung der vorliegenden
Erfindung ist es nicht erforderlich, Asbestfasern /u verwenden. Es können auch andere verstärkende
Materialien eingesetzt werden, falls sie ein gutes Würmewidcrstandsvennönen aufweisen und kein Alu
minium ode Eisen oder nur sehr gerinne Mengen davon
enthalten.
Flugasche
Löschkalk
Asbestfastern
Wasser
Löschkalk
Asbestfastern
Wasser
10 Gewichtsteile 12 Gewichtsteile 0.9 Gewichtsteile
220 Gewichtsteile
Die vorstehenden Komponenten wurden zu einer Aufschlämmung vermischt und bei 98°C während 10
Minuten gerührt. Die resultierende Aufschlämmung wurde während I bis 2 Stunden bei 80"C zwecks
Alterung stchengelasscii.
Das resultierende Produkt wurde bei einem Druck von 8 kg/cm2 zur Entfernung von Wasser und zur
Verformung gepreßt, und das verformte Material wurde i.s in einen Autoklav gegeben, wo es gesättigtem
Wasserdampf bei einem Druck von 15 kg/cm2 (2000C)
während 8 Stunden ausgesetzt wurde, um eine Reaktion zu bewirken. Das so erhaltene Werkstück wurde
getrocknet und es hatte folgende Eigenschaften:
Spezifische Dichte:
Biegefestigkeit:
Druckfestigkeit:
Lineare Schrumpfung bei 1000°C
(gebrannt während 3 Stunden)
0,15
4.0 kg/cm2 10,0 kg/cm2
0,8% oder weniger
Dieselben Komponenten, in demselben Mischlingsverhältnis wie im Beispiel 1 angegeben, wurden
vermischt und bei 80"C während b0 Minuten gerührt. Die resultierende Aufschlämmung wurde einem Druck
von JO kg/cm2 ausgesetzt, um Wasser zu entfernen und
Jie Masse zu verformen. Das Werkstück wurde dann, wie in Beispiel 1 beschrieben, behandelt.
Das resultierende Werkstück hatte die folgenden Eigenschaften:
Spezifische Dichte:
Biegefestigkeit:
Druckfestigkeit:
Lineare Schrumpfung bei H)OO0C
(gebrannt während 3 Stunden)
0,30
10,0 kg/cm2 20,0 kg/cm2
0,8% oder weniger
!•"Ingusche
1 .öschkalk
Asbest
Wasser
1 .öschkalk
Asbest
Wasser
lOCiewichlsteile
12 Gewiehtsteile .i.J Gewichisteile
220 Gewichtsteile
Die vorstehenden Komponenten wurden vermischt und wie in Beispiel I beschrieben, behandelt, jedoch mil
der Ausnahme, dal.l die Aufschlämmung einem Druck
von l'iOkg/cm' ausgesetzt wurde. Das resultierende
Werkstück hiitlcdie folgenden Eigenschaften:
Spezifische Dichte:
Biegefestigkeit:
Druckfestigkeit:
Lineare Schrumpfung bei K)(Ki1
(gebrannt während !Stunden)
0,Γ/>
(0,0 kg/cm·' Γ>(),() kg/cm·'
0,8"/(I oder weniger
Tails ein Werkstück mil einer hohen spezifischen Dichte linier grölicrcni Vnwk hergestellt wird, kann die
Biegefestigkeit weitgehend verbessert werden, indem eine l'.röl.kTc Menge an Asbestfaser!) /ugesel/l wird.
Flugasche
Löschkalk
Asbestfasern
Wasser
Löschkalk
Asbestfasern
Wasser
lOGewichtsteile 12 Gewichtsteile 1,9 Gewichtsteile
220 Gewichtsteile
Die vorstehenden Komponenten wurden zu einer Aufschlämmung vermischt und bei 90"C während 30
Minuten gerührt, um Gclicrung zu bewirken. Die gelierte Mischung wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben,
behandelt, und das resultierende Werkstück hatte die folgenden Eigenschaften:
Spezifische Dichte:
Biegefestigkeit:
Druckfestigkeit
Lineare Schrumpfung bei 1000°C:
(gebrannt während 3 Stunden)
0,16
11,0 kg/cm2 23.3 kg/em-
0,8% oder weniger
Flugasche
Löschkalk
Asbestfasern
Wasser
Löschkalk
Asbestfasern
Wasser
lOGewichtsteile 12Gewichtstcile
0,9Gcwiehtstcilc 2b4 Gewichtsteile
Diese Komponenten wurden vermischt und, wie in Beispiel 1 beschrieben, behandelt. Das resultierende
Werkstück hatte die folgenden Eigenschaften:
Spezifische Dichte:
Biegefestigkeit:
Druckfestigkeit:
Lineare Schrumpfung bei 1000"C:
(gebrannt während 3 Stunden)
0,148
7.2 kg/cm2 15,0 kg/cm2
0,8% oder weniger
Flugasche
Löschkalk
Wasser
Löschkalk
Wasser
lOGcwichtslcile
12 Gewichtsteile
220Gewichlsteile
Die vorstehenden Komponenten wurden vermischt und wie in Beispiel 4 angegeben, behandelt.
Das resultierende Werkstück hatte die folgenden Eigenschaften:
Spezifische Dichte:
Biegefestigkeit:
Druckfestigkeit:
I .ineai'e Schrumpfung bei 1000" C
(gebrannt während i Stunden)
0,18
2,5 kg/cm2 M.b kg/cm·1 0,8"/(i oder weniger
Die vorteilhaftesten Bedingungen zur I lerstellung de Werkstücke aus Kalksandstein gemäß dem Verfahre1
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend auge geben:
Mischungsverhältnis:
Flugasche
I .öschkalk
Asbest
I .öschkalk
Asbest
lOCicw. Teile I 2 Gew. Teile 0,2 2,0Gew. Teili
(ielieningsreaktioii:
<■>(> l)8"C während 20 bis 10 Minuten.
Alterungsbchandliing:
80"(' oder höher w ährcnd 2 Stunden.
80"(' oder höher w ährcnd 2 Stunden.
Reaktion in Autoklav:
17 kg/cm2 während 7 Stunden.
18 kg/cm2 während 5 Stunden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung werden 10 Gewichtsteile der Flugasche, 0,9
bis 3,0 Gewichtsteile Asbestfasern sowie 200 bis 240 Gewichtsteile Wasser zu einer Aufschlämmung vermischt,
wobei die Aufschlämmung unter den schon angegebenen Bedingungen gerührt wird, um eine
Gelierung zu erhalten und worauf die gelierte Aufschlämmung gealtert und unter den schon genannten
Bedingungen gepreßt wird, um das Wasser zu entfernen und das Material zu verformen, worauf das
verformte Material gesättigtem Wasserdampf bei der Autoklavenbehandlung unterworfen wird.
In einer spezielleren Ausführungsform des Verfahrens
der Erfindung wird unter Milverwendung von 0,9 bis 2,0 Gewichtsteilen Asbestfasern gearbeitet, wobei
die Gelierung durch Rühren bei 90 bis 98"C während 20 bis 30 Minuten, die Alterung bei wenigstens 80"C
während 2 Stunden und die Autoklavenbehandlung bei einem Druck von 12 kg/cm2 während 7 Stunden oder
18 kg/cm2 während 5 Stunden durchgeführt wird.
Aus den Fig. 1 bis 3 geht hervor, daß in den Werkstücken, die nach dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung hergestellt worden sind, die Xonotlit-Kristal-Ic mehr gewachsen sind, als die Xonotlil-Kristalle, die
bei bekannten Verfahren erhalten werden. Ferner geht auch daraus hervor, daß die Kristalle, die bei der
Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erhalten werden, enger miteinander verfilzt sind.
Aus einem Vergleich der F i g. 6 und 5 geht hervor, daß die Xonotlit-Kiistalle,die bei der Durchführung des
Verfahrens der vorliegenden Erfindung erhalten werden, besser ausgebildet sind als die Xonotlit-Kristallc,
die bei der Durchführung der bekannten Verfahren erhalten werden. Ein Werkstück, welches gemäß dem
Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, zeigt kein Kalziumkarbonat an, welches
jedoch in den Werkstücken, die gemäß den bekannten Verfahren hergestellt worden sind, als anwesend
nachgewiesen wurde.
Aus diesen speziellen Untersuchungen geht hervor, daß die Werkstücke, die nach dem Verfahren der
vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind, eine höhere mechanische Widerstandsfähigkeit und ein
besseres Wärmewiderstandsvermögen aufweisen.
Aus den Beispielen 1, 4, 5 und 6 geht hervor, daß gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung
Werkstücke mit einer spezifischen Dichte zwischen ungefähr 0,15 und 0,18 erhalten werden können,
wohingegen solche Werkstücke mit der bekannten Xonolit-Struktur in der Vergangenheit nicht erhalten
werden konnten. Die Wärmeisolation der Werkstücke kann durch das Verfahren der Erfindung bis zu 30%
verglichen mit den bekannten Xonotlit-Werkstücken heraufgesetzt werden.
Aus der Beschreibung geht hervor, daß Werkstücke aus Kalksandstein mit niedrigem Gewicht, hohen
mechanischem Widerstandsvermögen, guter Wärme widerstandsl'cstigkeit und guten Wärincisolierimgsei
genschaften industriell aus Flugasche, welche bis jetz als wertloser Abfall angesehen wurde, hergestell
werden können.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
- Patentansprüche:t. Verfahren zur Herstellung von mechanisch und thermisch widerstandsfähigen Werkstücken aus > Kalksandstein mit einer Xonoilit-Struktur durch Vermischen von Silikatrohmaterial, Kaliumoxid und Wasser, zusätzlich eventuell Asbest, unter Rühren und Erwärmen der resultierenden Mischung, Alterung derselben, Verformung in einer Form und Behandlung des geformten Produktes in einem Autoklav, dadurch gekennzeichnet, daß als Silikatrohmaterial Flugasche, die als Nebenprodukt bei der Herstellung von metallischem Silizium, Siliziumkarbid oder Ferrosiiizium in einem elektrisehen Ofen anfällt, verwendet wird und dal.' die Mischung 10 bis 60 Minuten bei Temperaturen zwischen 80 und 98°C gerührt wird, daß die Alterung während 1 bis 2 Stunden bei wenigstens 70"C durchgeführt wird, worauf die Wasserentfernung und Verformung bei einem Druck von 8 bis 150 kg/cm2 und die Autoklavenbehandlung mit einem Druck von 15 bis 34 kg/cm2 während 5 bis 8 Stunden und einer Temperatur zwischen 200 und 240°C durchgeführt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzte Asche aus 85 bis 95 Gewichtsprozent amorphem Silikat und 5 bis 15 Gewichtsprozent Metalloxid, Kohlenstoff und Siliziumkarbid einer Korngröße zwischen 0,1 und ΙΟμηι ίο besteht.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung mit einem Zusatz von Asbestfasern verarbeitet wird.
- 4. Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 3 erhaltenen Werkstücke als Kalksandleichtsteine mit einer spezifischen Dichte von 0,15 bis 0,55, einer Wärmewiderstandsfähigkeit bis zu 1000 bis 1050°C, mit bis zu 30% verbesserten Wärmeisolalionseigenschaften sowie einer Schrumpfung bei 10000C von 0.8% oder weniger.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3788271 | 1971-06-02 | ||
JP3788271 | 1971-06-02 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2227001A1 DE2227001A1 (de) | 1972-12-07 |
DE2227001B2 DE2227001B2 (de) | 1977-01-27 |
DE2227001C3 true DE2227001C3 (de) | 1977-09-22 |
Family
ID=
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