DE3303409C2 - Mischung zur Herstellung eines Maschinenfundamentes und deren Verwendung - Google Patents
Mischung zur Herstellung eines Maschinenfundamentes und deren VerwendungInfo
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Abstract
Fundament zur erschütterungsarmen Aufstellung von Maschinen od. dgl., hergestellt durch Aushärten einer Masse in einer Form. Das Fundament enthält eine ausgehärtete anorganische Masse mit einem spezifischen Gewicht von 2,2 bis 3,0, insbesondere 2,5 bis 2,7 g/cm3, hergestellt aus a) 15 bis 30 Gew.-% einer wäßrigen 30 bis 65%igen kalialkalischen Kaliumsilikatlösung, in der das Molverhältnis von SiO2 zu K2O 1,0 bis 2,0 zu 1 beträgt, b) 15 bis 35 Gew.-% eines Oxidgemischs mit Gehalten von amorphem SiO2 und Aluminiumoxid und/oder aus wasserhaltiger amorpher dispers-pulverförmiger Kieselsäure und c) 45 bis 65 Gew.-% Füllstoffen. Die Kaliumsilikatlösung kann durch Auflösen von wasserhaltiger amorpher Kieselsäure in Kaliumhydroxid oder dessen wäßriger Lösung hergestellt werden, wobei in diesem Falle die Komponente b) auch ganz oder teilweise aus Metakaolin bestehen kann.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischung zur Herstellung eines Fundaments zur erschütterungsarmen
Aufstellung von Maschinen od. dgl. und deren Verwendung zum Herstellen solcher Fundamente. Es besteht
vielfach die Aufgabe, Maschinen, die mit hoher Präzision arbeiten müssen, wie Bohrmaschinen, Fräsmaschinen,
Drehmaschinen, erschütterungsarm aufzustellen, so daß möglichst keine Resonanzschwingungen entstehen
und übertragen werden. Bekannt sind Maschinenfundamente aus gegossenem Stahl, Granit, Polymerbeton.
Während gegossene Stahlfundamente nicht in allen Fällen brauchbar sind, da sie Resonanzschwingungen
erzeugen können, Polymerbeton nicht in allen Fällen ausreichend hitzebeständig ist, erfüllt Granit die gestellten
Anforderungen besser, ist jedoch sehr teuer, da die Fundamente aus Naturfelsen gebrochen und verarbeitet
werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maschinenfundamente
herzustellen, die erschütterungsarmes Lagern insbesondere von Präzisionsmaschinen ermöglichen.
Solche Präzisionsmaschinen sind beispielsweise Bohrmaschinen mit sehr hohen Geschwindigkeiten zum
Herstellen von Präzisionslochungen.
Polymerbeton und seine Anwendungen sind beispielsweise in der Zeitschrift Bautechnik, 102. Jahrgang,
Nr. 35 vom 2.5.1980, Seiten 21 bis 24 beschrieben. PoIymerbeton
enthält als Bindemittel Polyesterharz, F.poxidharz oder Polymethylmetacrylatharz und als trockene
Zuschlagstoffe Kiesel, Quarzsande u. ä.
Aus der europäischen Patentanmeldung 00 26 687 sind bereits anorganische Formmassen bekannt, die zu
Kunstgegenständen, Werkzeugen, Industrieformen, also sehr vielfältig eingesetzt werden soUea Diese bekannten
anorganischen Formmassen haben jedoch ein relativ geringes spezifisches Gewicht, das zwischen 1,5
bis 1,8 g/cm3 liegt
Aus der DE-AS 12 40 457 ist auch bekannt, einen SiIikatmörtel
aus festem Alkalisilikatpulver, gemahlenen Füllstoffen, wasserunlöslichen kolloidalen Metalloxiden
und einem wäßrigen Kieselsäuresol als Bindemittel herzustellen. Nach der GB-PS 20 41 354 werden Alkalisilikate
als Bindemittel für leichte Zuschlagstoffe, wie Vermiculit und Cellulosefasern, verwendet
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein erschütterungsarmes Fundament auf Basis preiswerter
Rohstoffe zu schaffen, das sowohl ein hohes spezifisches Gewicht als auch gute mechanische Eigenschaften aufweist
und eine einfache Formgebung ermöglicht
Gemäß dem Hauptpatent wird die Aufgabe durch eine Mischung zur Herstellung eines Fundaments zur
erschütterungsarmen Aufstellung von Maschinen, gekennzeichnet durch eine Masse enthaltend 20 bis
30 Gew.-% einer wäßrigen, 30 bis 65 Gew.-°/oigen kalialkalischen Kaliumsilikatlösung, in der das Molverhältnis
von SiO2 zu K2O 13 bis 1,55 zu 1 beträgt, 15 bis
25 Gew.-% Metakaolin und 45 bis 65 Gew.-% Füllstoffe gelöst
Als Füllstoffe eignen sich bevorzugt schwere Füllstoffe wie Korund, Schwerspat Zirkonsand, Glimmer, Abfall
aus Bauxitschmelze, Basaltmehl, Quarz, Feldspat, Granitbruch, Bleiverbindungen o. ä.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Mischung
zur Herstellung eines Fundamentes zur erschütterungsarmen Aufstellung von Maschinen nach den Ansprüchen
1,2,3 und 4 und die Verwendung dieser Masse nach den Patentansprüchen 5 oder 6.
Die ausgehärtete Masse hat ein spezifisches Gewicht von 2,2 bis 3,0, insbesondere 2,5 bis 2,7 g/cm3.
Die ausgehärtete Masse hat ein spezifisches Gewicht von 2,2 bis 3,0, insbesondere 2,5 bis 2,7 g/cm3.
Fundamente mit einer anorganischen Masse gemäß der Erfindung können durch Formen in allen gewünschten
Dimensionen hergestellt werden. Die Fundamente weisen durch ihr hohes spezifisches Gewicht und ihren
eo Aufbau wenig Neigung zu Resonanzschwingungen auf und ermöglichen u. a. die erschütterungsarme Lagerung
von schnellaufenden Präzisionsmaschinen. Die Oberflächen können für die Aufstellung der Maschinen nachbearbeitet
werden. Die Fundamente weisen eine hohe Druckfestigkeit von mindestens 60 N/mm2 und ausreichende
Härte nach Mohs-Scala von ca. 6 bis 7 auf. Die wäßrige Kaliumhydroxid enthaltende Kaliumsilikatlösung
bildet den Härter, der mit Bestandteilen des Oxid-
gemisches bzw. der wasserhaltigen Kieselsäure bzw. mit Metakaolin reagiert Die Kaliumsilikatlösung kann eine
käufliche Kaliumsilikatlösung sog. Wasserglaslösung sein oder erfindungsgemäß durch Auflösen von wasserhaltiger
amorpher, dispers-pulverförmiger Kieselsäure in einer Lösung von Kaliumhydroxid oder durch Einrühren
von festem Kaliumhydroxid in die sich verflüssigende wasserhaltige amorphe Kieselsäure hergestellt werden.
Das Oxidgemisch mit Gehalten von amorphem SiO2
und Aluminiumoxid hat stark wechselnde Gehalte beider Oxide, deren gemeinsamer Anteil häufig 75 bis über
9OGew.-°/o des Oxidgemisches beträgt, wobei aber auch geringere Gehalte als 75 Gew.-% und höhere Gehalte
sonstiger Oxide möglich sind. Das Oxidgemisch ist wasserfrei. Es besteht ausschließlich oder ganz überwiegend
aus Gemischen von Oxiden. Solche Oxidgemische entstehen typischerweise bei industriellen Hochtemperatur-Schmelzprozessen
als Stäube und bilden zunächst eine Dampf- oder Gasphase, aus der sie beim Abkühlen
als feinverteiiter Staub abgeschieden werden. Häufig entsprechen die Oxidgemische nicht der Zusammensetzung
des industriellen Schmelzprodukts.
Im Röntgenogramm finden sich keine Hinweise auf kristallines S1O2, während AI2O3 kristallin zumindest
zum Teil als Λ-ΑΙ2Ο3 (Korund) und in wechselnden Anteilen
als alkalihaltiges/?-AI2O3 vorliegt Eisenoxide können
anwesend sein, z. B. als Fe2Oj. Erdalkalien, besonders
CaO, sind gegebenenfalls in geringen Mengen anwesend. Geringe Anteile von Fluoriden P2Os oder ZrO2
können in Abhängigkeit vom jeweiligen Schmelzprodukt vorkommen.
Die Oxidgemische können 7 bis 75 Gew.-% S1O2 und
12 bis 87 Gew.-% AI2O3 enthalten, wobei hohe SiO2-Gehalte
oder hohe Al2O3-Gehalte je nach Art des Schmelzprozesses,
jedoch auch bei demselben Schmelzprozess
am Beginn oder Ende einer »Ofenreise« auftreten können. Geeignete Oxidgemische entstehen bei Schmeizprozessen
der Herstellung verschiedener Korund-Typen, des Mullits gegebenenfalls auch bei der Herstellung
von elementarem Silicium, Ferrosilicium oder bei der Metallverhüttung.
Kennzeichnend für die Verwendbarkeit der Oxidgemische gemäß der Erfindung ist die Unlöslichkeit in Alkalisilik^t-Lösungen
bei Herstellung der Formmasse und die Reaktionsfähigkeit mit wäßriger Alkalisilikat'ösung
bzw. mit wäßriger Alkalihydroxidlösung in der wasserhaltigen Formmasse zum steinbildenden Bestandteil
der Formkörper. Die amorphe dispers-pulverförmige wasserhaltige Kieselsäure liegt als lagerfähiges
und rieselfähiges Pulver, filterfeucht oder als breiiges Gel vor.
Der Wassergehalt kann 20 bis 60 Gew.-% oder gegebenenfalls mehr betragen, wobei die Trockensubstanz
zu 85 bis 100 Gew.-°/o analytisch als SiO2 bestimmt wird,
neben kleineren Anteilen von u. a. Aluminiumoxid, Eisenoxid, Metallfluoriden, ggf. Ammoniumfluorid sowie
Glühverlust. Solche amorphen dispers-pulverförmigen wasserhaltigen Kieselsäuren werden im allgemeinen
durch Fällung aus wäßrigen Lösungen erhalten, beispielsweise bei der Gewinnung und Reinigung mineralischer
Ausgangsstoffe der Aluminiumindustrie beispielsweise bei der Umsetzung von H2SiFo zu Alkalifluoriden
oder Kryolith oder auch aus anderweitig erhaltenen wäßrigen Silikatlösungen. Bei diesen in zahlreichen industriellen
Prozessen abzutrennenden amorphen wasserhaltigen Kieselsäuren kommt es nur darauf an, daß
wasserhaltigen Kieselsäuren d. h. hydratisierte nichtoxidische Kieselsäuren in amorpher, feinverteilter und bei
der Steinbildung reaktionsfähiger Form vorliegen.
Als besonders vorteilhaft hat sich der Zusatz von Bauxitabfall erwiesen, da er eine relativ hohe Festigkeit
des Fundaments bewirkt
Die für die Erfindung einsetzbaren Füllstoffe sind nicht auf die aufgezählten beschränkt, sondern es können
auch andere geeignete Stoffe, insbesondere wenn sie das spezifische Gewicht in den gewünschten Bereich
erhöhen bzw. die Festigkeiten erhöhen, eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung der Masse zum Herstellen eines Fundaments arbeitet in der Weise, daß
zuerst aus den Feststoffen eine Feststoffmischung hergestellt wird, dann unter Kühlen der Mischung auf eine
Temperatur unter 300C vorzugsweise unter 25" C die
Kaliumhydroxid enthaltende Kalitimsilikatlösung zugemischt wird, danach die Mischung entlüftet wird und
zwar entweder vor dem Einbringen in die Form oder in der Form, und dann bei einer Temperatur unter 1000C,
vorzugsweise im Bereich vor, 60 bis 95° C in der Form ausgehärtet wird. Die Aushärtungszeit richtet sich hierbei
nach den Dimensionen des Fundamentes und liegt bei sehr kleinen Dimensionen bei einer halben Stunde
und kann bis zu mehreren Tagen andauern. Vorteilhaft kann gegebenenfalls noch eine Nachtrocknungszeit
nach der Aushärtungszeit angeschlossen werden, wobei eine Festigkeitssteigerung durch Nachhärten erzielt
werden kann. Diese Nachtrocknungrzeit kann nach dem Entformen nochmals in einer Temperung bei etwa 500C
während 3 bis 5 Tagen oder aber einfach durch längere Lagerzeiten an der Luft bewirkt werden.
Die bevorzugte Zusammensetzung der Masse liegt bei
a) 16 bis 25Gew.-°/o einer wäßrigen 30 bis
65 Gew.-°/oigen kalialkalischen Kaüumsilikatlösung,
b) 20 bis 33 Gew.-% Oxidgemisch und/oder wasserhaltiger
amorpher Kieselsäure bzw. ganz oder teil-. weise Metakaolin und
c) 45 bis 65 Gew.-% Füllstoffen.
Als Füllstoffe wird ein Gemisch von verschiedenen der genannten Füllstoffe bevorzugt Soweit die Kaliumsilikatlösung
durch Auflösen aus wasserhaltiger amorpher Kieselsäure hergestellt wurde, kann die Komponente
b) auch ganz oder teilweise aus Metakaolin bestehen.
Das Gewichtsverhältnis der kalialkalischen Kaliumsilikatlösung zu der Komponente b) soll vorzugsweise bei
0,5 :1 bis 1,5 :1 liegen.
20 kg eines Oxidgemisches, enthaltend 42Gew.-% größtenteils amorphes, reaktionsfähiges Siliciumdioxid,
50 Gew. -% Aluminiumoxid, 2 Gew.-% Eisenoxid, sowie kleinere Anteile weiterer Oxide werden mit je 11 kg
Korundpulver und Scherspatpulver, mit je 13 kg Zirkonsand und Bauxitabfall, mit 6 kg Glimmer und 1,5 kg
Farbpigmenten und 24,5 kg einer kaiialkalischen Kaliumsilikatlösung,
die durch Auflösen von Kaliumhydroxid in Kaliumwasserglaslösung hergestellt wurde, wobei
ein Molverhältnis SiO2 : K2O von 1,5 :1 und ein Wassergehalt
von 50Gew.-% eingestellt wurde, intensiv gemischt und die unter Kühlung erhaltene Gießmasse in
eine Form gegossen, entlüftet und bei 900C gehärtet.
133 kg eines Oxidgemisches, enthaltend 36Gew.-°/o
größtenteils amorphes, reaktionsfähiges Siliciumdioxid, 56 Gew.-% Aluminiumoxid, 5 Gew.-% Eisenoxid sowie
kleinere Mengen weiterer Oxide werden mit je 4,5 kg Korundpulver, Schwerspatpulver, Zirkonsand und Bauxitabfall und 8,5 kg einer kalialkalischen Kaliumsilikatlösung mit einem Molverhältnis SiO2: K2O von 1,4, die
durch Auflösen einer wasserhaltigen amorphen Kieselsäure von 50 Gew.-% Feststoffgehalt in einer wäßrigen
Kaliumhydroxidlösung hergestellt worden war, intensiv zu einer homogenen Gießmasse unter Kühlen gemischt,
in eine Form gegossen, entlüftet und bei 85° C gehärtet.
In der Zeichnung ist schematisch ein Fundamentblock zur Lagerung von Maschinen dargestellt, wobei 1 das
Fundament und 2 die Maschine bezeichnet
! iierzu ! Blau Zeichnungen
10
15
20
25
30
35
45
50
Claims (6)
1. Mischung zur Herstellung eines Fundaments zur erschütterungsarmen Aufstellung von Maschinen
nach Patent 32 29 339, gekennzeichnet durch eine Masse enthaltend 15 bis 30Gew.-%
einer wäßrigen 30 bis 65%igen kalialkalischen Kaliumsilikatlösung,
in der das Molverhältnis von SiO2 zu K2O 1,0 bis 2,0 zu 1 beträgt, 15 bis 35 Gew. -%
eines Oxidgemisches mit Gehalten von amorphem SiO2 und Aluminiumoxid und/oder eine wasserhaltige
amorphe, dispers-pulverförmige Kieselsäure und 45 bis 55 Gew.-°/o Füllstoffe.
2. Mischung zur Herstellung eines Fundamentes zui erschütterungsarmen Aufstellung von Maschinen
nach Patent 32 29 339, gekennzeichnet durch eine Masse enthaltend 15 bis 30 Gew.-% einer wäßrigen
30 bis 65%igen kalialkalischen Kaliumsilikatlösung,
in der. da* Molverhältnis von SiO2 zu K2O 1,0
bis 2,0 zu 1 beträgt, wobei die Kaliumsilikatlösung
aus einer Lösung von wasserhaltiger amorpher, dispers-pulverförmiger
Kieselsäure in Kaliumhydroxid oder dessen wäßriger Lösung besteht, 15 bis
35Gew.-% Metakaolin und/oder eines Oxidgemisches
mit Gehalten von amorphem SiO2 und Aluminiumoxid
und/oder eine wasserhaltige amorphe, dispers-pulverförmige
Kieselsäure und 45 bis 65 Gew.-% Füllstoffe.
3. Mischung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff Aluminiumoxid,
Schwerspat Zirkonsand, Glimmer, Abfälle aus Bauxitschraelze, Basultmehi, Quarz, Feldspat,
Granitbruch, Bleiverbindungen oder Gemische dieser Stoffe verwendet sind.
4. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es Armierungen aus
Metall, Drahteinlagen, Matten o. dgl. enthält
5. Verwendung der Masse nach einem der Ansprüehe 1 bis 4, bei der sie in einer Form ausgehärtet
wird, wobei zuerst aus den Feststoffen eine Feststoff mischung hergestellt wird, dann unter Kühlen
der Mischung auf Temperaturen unter 300C, vorzugsweise unter 25° C, die wäßrige kalialkalische
Kaliumsilikatlösung zugemischt wird, dann die Mischung in die Form gebracht, ggf. verdichtet und bei
einer Temperatur unter 1000C, vorzugsweise im Bereich von 60 bis 95° C, ausgehärtet wird.
6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung vor dem Einbringen in
die Form bzw. in der Form entlüftet wird.
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| DE19833303409 DE3303409C2 (de) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | Mischung zur Herstellung eines Maschinenfundamentes und deren Verwendung |
| AT83106142T ATE15026T1 (de) | 1982-08-06 | 1983-06-23 | Maschinenfundament und verfahren zu seiner herstellung. |
| DE8383106142T DE3360612D1 (en) | 1982-08-06 | 1983-06-23 | Foundation for machines and process for its construction |
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| ES524783A ES8501083A1 (es) | 1982-08-06 | 1983-08-05 | Procedimiento para producir un cimiento para la instalacion con escasas vibraciones, de maquinas o similares |
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| DE3303409C2 true DE3303409C2 (de) | 1986-10-30 |
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ID=6189794
Family Applications (1)
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