DE3882996T2

DE3882996T2 - Hart abbindende feuerfeste Zusammensetzung.

Info

Publication number: DE3882996T2
Application number: DE88309912T
Authority: DE
Inventors: Harold L Rechter
Original assignee: Chicago Fire Brick Co
Current assignee: Chicago Fire Brick Co
Priority date: 1987-01-08
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1994-01-13
Anticipated expiration: 2008-10-22
Also published as: ATE92450T1; US4780142A; EP0364640A1; EP0364640B1; JPH02116681A; DE3882996D1

Description

Die Erfindung betrifft hart abbindende, feuerfeste Mischungen und insbesondere schnell hart abbindende, gießbare, feuerfeste Mischungen, welche geräuchertes Silika und ein feuerfestes Material enthalten, wie beispielsweise ein tonerdehaltiges Material, welche nach Mischung mit Wasser zu einer harten Masse bei normalen Außentemperaturen abbinden, ohne daß in der Mischung irgendwelches kalkhaltiges, zementartiges Material enthalten ist.
Kalkhaltige Zemente, welche geräuchertes Silika enthalten, und welche schnell abbindend sind, sind beispielsweise aus der US-A-4,501,830 bekannt. In der US-A-4,506,025 ist ferner eine gießbare Mischung für Silikasteine bekannt, welche geräuchertes Silika, verschmolzenes Silika und Portlandzement enthält. Diese Mischung ist vergleichsweise langsam abbindend und enthält nachteilige Zementverbindungen. Die JP-A-1981-78476 bescheibt eine ähnliche, gießbare Mischung, welche auf der Koagulation von superfeinem Silikapulver mit den Calziumionen von Portlandzement basiert.
In der US-A-3,121,641 ist eine gießbare Mischung beschrieben, welche Tonerde und geräuchertes Silika enthält, und die US-A-3,067,050 beschreibt eine spritzfähige Masse, die ebenfalls Tonerde und geräuchertes Silika enthält. Diese Mischungen binden jedoch nicht schnell zu einem harten Körper ab, und es muß eine lange Zeitspanne zur Aushärtung vorgesehen sein, woran sich ein Brennen anschließt, um eine zweckdienliche Festigkeit und Härte zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß Alkalisilikate mit geräuchertem Silika und einem feuerfesten Material nach Mischung mit Wasser zu einer harten Masse bei normalen Umgebungstemperaturen und selbst darunter aushärtet. Die Alkalimetallsilikate wirken als reaktive Reagenzien oder Beschleuniger, um das Aushärten des geräucherten Silikas in derartigen Mischungen auszulösen und zu beschleunigen. Sie in derartig kleinen Mengen wie beispielsweise 0,2% bis 5 % der Mischung wirksam.
Nach einem Gesichtspunkt ist folglich die Erfindung auf einen säurefesten und bearbeitbaren Binder für feuerfeste Mischungen gerichtet, welcher an Ort und Stelle gegossen oder unter Vibration eingebracht werden kann, und welcher bei normalen Umgebungstemperaturen zu einer harten Masse abbindet, wobei dieser Binder im wesentlichen frei von CaO oder kalkhaltigem Zement ist und hierbei aus einer Mischung aus einem Bestandteil A, bestehend aus Wasser und geräuchertem Silika, und einem Bestandteil B besteht, welcher im wesentlichen aus einen Alkalimetallphosphat und einem teilchenförmigen Kalimetallsilikat besteht, welches aus der Gruppe von Natriumsilikatanhydriden gewählt wird, die ein Molarverhältnis an SiO&sub2;:Na&sub2;O von 1:1 bis 4:1 aufweisen, ferner aus hydriertem Natriumsilikat mit einem Molarverhältnis von SiO&sub2;:Na&sub2;O von 3:1 bis 4:1 und Kaliumsilikatanhydriden mit einem Molarverhältnis an SiO&sub2;:K&sub2;O von mindestens 3:1 und Mischungen aus diesen Stoffen.
Die Erfindung betrifft ferner eine feuerfeste Mischung, wie sie in Anspruch 4 angegeben ist.
Mischungen, welche geräuchertes Silika und flüssige Natriumsilikate oder hydrierte Natriumsilikate oder hydrierte Natriumsilikate mit einem Molarverhältnis an SiO&sub2;:Na&sub2;O von 1:1 enthalten, weisen ein sehr schnelles oder blitzartiges Abbinden auf und sind für die meisten Anwendungsfälle ungeeignet, da sie nicht gleichmäßig gemischt werden können, ehe das Abbinden auftritt. Sie können jedoch zum Füllen von Löchern, zum Ausflicken oder dergl. verwendet werden.
Die Bindungsmechanismen von Alkalimetallsilikaten mit geräuchertem Silika können bei einer großen Zahl unterschiedlicher Formulierungen angewandt werden, vorzugsweise solche, welche Tonerde, wie beispielsweise Bauxit, enthalten und Materialien mit hohem Tonerdegehalt. Andere Materialien, welche bei feuerfesten Anwendungen verwendet werden, wie beispielsweise gebrannter Kalk, Siliziumkarbid, Magnesia, Spinell, Ziegelmehl feuerfester Ziegel, geglühtes Silika, Zirkon und Zirkonerde können verwendet werden. Diese schließen Formulierungen zum Einbau durch Spritzen, Einschießen wie auch durch Gießen ein.
Ein Vorteil gemäß der Erfindung liegt darin, daß es nicht notwendig ist, kalkhaltige Zemente oder Kalk zu verwenden.
Es ist ferner ein Ziel der Erfindung, feuerfeste, gegossene Erzeugnisse bereitzustellen, welche mit weniger Überlegung hinsichtlich der Aushärtprozeduren eingebaut werden können, und welche kurz nach dem Härten in Betrieb genommen werden können.
Weiteres Ziel der Erfindung ist es, sehr viel besser voraussagbare und zuverlässige Eigenschaften zu erzeugen, als dies häufig bei komplexen Kalziumaluminatzementsystemen der Fall ist.
Eine bevorzugte Mischung, welche zum Aushärten sowohl von Gieß- als auch von Spritzmaterialien geeignet ist, enthält geräuchertes Silika von 3 bis 30% der gesamten feuerfesten Mischung, pulverförmiges, wasserfreies Natriumsilikat mit einem Silikasodaverhältnis von 1:1 bis 4:1 in dem Bereich zwischen 0,2 bis 5 % der Gesamtmischung und einer größeren Menge an feuerfestem, tonerdehaltigem Aggregat. Wenn das wasserfreie Natriumsilikat durch hydriertes Natriumsilikat ersetzt wird, sollte das Molarverhältnis an SiO&sub2;:Na&sub2;O für ähnliche Resultate zwischen 3:1 und 4:1 liegen. Bei wasserfreiem Kaliumsilikat sollte das Molarverhältnis an SiO&sub2;:K&sub2;O mindestens 3:1 betragen. Alternativ kann eine Kombination an wasserfreien und hydrierten Natriumsilikaten verwendet werden, wobei das Verhältnis von wasserfreien zu hydrierten Silikaten bei 3:1 liegt, und der gesamte prozentuale Gehalt an Natriumsilikat bei etwa 0,6 bis 1% der Mischung liegt.
Bei feuerfesten Mischungen, welche ein feuerfestes Aggregat, geräuchertes Silika und ein Alkalimetallsilikat enthalten, ist eine geringe Menge an Alkalimetallphosphat (so niedrig wie 1/2 % oder sogar weniger) hilfreich, um verbesserte Fließeigenschaften für die Gußmischung zu erreichen. Beispielsweise sind Polyphosphate, wie beispielsweise Natriumhexametaphosphat, hilfreich in Mengen von etwa 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent der Gesamtmischung.
Gießbare und spritzbare Formulierungen können ohne Einschluß kalkhaltiger Zementbestandteile hergestellt werden, indem geräuchertes Silika als einziges Bindemittel verwendet wird. Dies wird durch die der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis möglich, daß die Zugabe an Alkalimetallsilikatreagenzien zu dem geräucherten Silika eine Aushärtreaktion hervorruft, sogar ohne CaO, welche ähnlich ist wie die bei Portlandzementprodukten übliche. Zum Gießen wird die trockene Mischung mit sauberem Wasser vermischt und kann an Ort und Stelle gegossen und unter Vibration eingebracht oder mit der Kelle aufgetragen werden, und zwar in der normalen Weise. Da diese Mischungen wegen des geringen Wasserbedarfs vergleichsweise dicht sind, müssen sie ein paar Minuten länger gemixt werden und sind beim Gießen etwas klebrig. Beim Einbau sollten sie nicht mit Wasser bestäubt, bedeckt oder abgedichetet oder in irgendeiner Form am Austrocknen gehindert werden. Beim Spritzen sind keine speziellen Prozeduren erforderlich. Nachdem die Formen abgezogen sind, können die gegossenen oder gespritzten Produkte austrocknen gelassen werden, selbst unter Anwendung geringer Hitze und können dann endgültig abbinden. Kurz nach dem Abbinden können diese Erzeugnisse vollständig anders wie übliche feuerfeste oder auf Portlandzement basierende Produkte gebrannt werden oder auf andere Weise gleichmäßig hoher Hitze ausgesetzt werden, ohne daß die Produkte beschädigt werden.
Im folgenden werden verschiedene Formulierungsbeispiele angegeben, die nach der Erfindung hergestellt wurden.

Beispiel 1

Eine gießbare,feuerfeste Mischung wurde wie folgt zusammengesetzt: Siebfeinheit Mesh Mulcoa 60 Bauxit geglühte Tonerde gebrannte Tonerde geräuchertes Silika (kugelförmige Teilchen durchschnittlich 0,15 Mikron) Natriumsilikat (Portil N) Natriumhexametaphosphat
Mulcoa 60 ist eingebranntes Kaolinerzeugnis der D.E. Minerals Company, welches etwa 60% Tonerde enthält. Der Bauxit kann ein südamerikanischer, ein chinesischer oder eine Mischung gebrannter Bauxite sein.
Das Natriumsilikat des obenstehenden Beispiels (Portil N) lag bei dem Gewichtsverhältnis an SiO&sub2; zu Na&sub2; von 3,22 : 1, und es ist ein hydriertes Natriumsilikat mit etwa mit 14% Wassergehalt durch Hydrierung. die Henkel KGaA in Deutschland vertreibt Portil N. Das Niveau von 0,3% an Natriumsilikat läßt eine ausreichende Bearbeitungszeit zu, um das Material zu gießen. Reagenzien mit größeren Korngrößen, welche dieses Verhältnis aufweisen, sind ebenfalls verfügbar. Die von der Philadelphia Quartz Company vertriebenen SS-20 und SS65 sind wasserfreie Natriumsilikate mit einem SiO&sub2;:Na&sub2;O-Verhältnis von 3,2:1 und können in höheren Gehalten an Natriumsilikat aufgrund ihrer geringeren Reaktionsfähigkeit verwendet werden. In der Kombination oder einzeln kann der Bereich an Silikatpulvern vorzugsweise 0,2% bis 1,5 % bei gießbaren Mischungen und bis zu 5 % bei spritzfähigen Mischungen überspannen. Die Beschränkung bei letzterem liegt darin, einen hohen Grad an Alkalieinschlüssen zu vermeiden und eine Schnelligkeit des Abbindens, welche Reinigngsprozeduren komplizieren kann.
Zum Mischen können 4 bis 4% Wasser in den Mischer zuerst eingebracht werden oder der trockenen, gießbaren Mischung zugefügt werden. Eine Minimalzeit von 5 Minuten Mischzeit wird angewandt, um eine zum Gießen geeignete Gleichmäßigkeit und Konsistenz zu erreichen. Innere und äußere Vibratoren sind beide zweckdienlich, um ein gutes Einbauen zu gewährleisten. Die hohen Dichten, welche jedoch mit diesen niedrigen Wassergehalten erreicht werden, führen dazu, daß eine äußere Vibration sehr viel wirksamer ist, wenn diese praktisch sein sollte. Kurz nachdem die Materialien abgebunden haben, normalerweise innerhalb einer Stunde, können die Formen üblicherweise entfernt werden. An diesem Punkt kann der Rohling sanft erwärmt werden oder zum Trocknen in einen Ofen eingesetzt werden, um dann gleichzeitig bei hohen Temperaturen erhitzt oder sogar gebrannt zu werden. Starke, direkte Flammen sollten vermieden werden bis ein wesentlicher Trocknungsgrad erreicht wurde oder bis etwa 48 Stunden vergangen sind, falls keine andere Wärmequelle verwendet wurde.

Beispiel 2

Eine Reihe von gießbaren Mischungen wurden in der folgenden Weise formuliert: Siebfeinheit Mulcoa 47 geschmolzene Tonerde geräuchertes Silika gebrannte Tonerde Natriumsilikat Natriumhexametaphospat Wasser (mesh) Physikalische Daten 538º C (1000ºF): Rohdichte Kaltdruckfestigkeit
Diese Daten zeigen die Wirkung unterschiedlicher Gehalte an Natriumhexametaphosphat (SHMP). Das Viveau bei Test 2 war optimal bei 0,2%. Die Natriumsilikate in sämtlichen obenstehenden Versuchen lagen in Pulverform vor und hatten ein Gewichtsverhältnis von SiO&sub2; zu Na&sub2;O von etwa 3,22:1.

Beispiel 3:

Eine Mischung wurde hergestellt aus 4,08 kg (9 lbs.) an kalziniertem Missouri-flint-Kalk - 0,159 cm (-1/16 Zoll), 1,81 kg (4 lbs.) an 325 mesh (Siebfeinheit 44 m) geschmolzenen Tonerdefeinstoffen, 0,91 kg (2 lbs) geräuchertem Silika, 0,91 kg (2 lbs.) an 35 mesh (Siebfeinheit 425 m) rohem Cyanid und 14,17 g (1/2 oz.) an SHMP. Dieser Mischung wurden verschiedene Gehalte an 200 mesh (Siebfeinheit) 75 m) hydriertem Natriumsilikat (Portil N) mit einem Gewichtsverhältnis von SiO&sub2;:Na&sub2;O von 3,22:1 (ungefähres Molarverhältnis von 3:1) hinzugegeben. Sämtliche Mischungen wurden mit 539 bis 567 g (19 bis 20 oz.) Wasser (so etwa 6%) gegossen. Die erhaltenen Resultate sind wie folgt: Portil N Gewicht in g Arbeit in Minuten 538º C (1000ºF) Kaltdruckfestigkeit kg/cm² kein Abbinden Haut nicht hart blitzartig
Das blitzartige Abbinden kann dadurch vermieden werden, daß das meiste des Portil N am Ende der Mischung kurz bevor dem Gießen hinzugefügt wird. Gröbere Silikate, wie beispielsweise Philadelphia-Quartz SS-20 und SS-65 können anfänglich verwendet werden, jedoch vorzugsweise nicht mehr als 1,5% in den meisten Fällen oder können kurz vor dem Gießen hinzugefügt werden. Gehalte oberhalb 0,5% an irgendeinem Pulver werden nicht empfohlen als anfängliche Mischungen mit 85% Tonerde und mehr.
Formulierungen, welche Graphit, Siliziumkarbid, Chromoxid, Zirkon und Zirkonerde enthalten, wurden sämtlich hergestellt und sind bei dem Bindungsverfahren geeignet. Zuschläge an Siliciummetall sind in der Kombination mit Graphit zweckdienlich, und Siliciumkarbid kann hinzugefügt werden, um höhere Festigkeiten und einen höheren Oxidationswiderstand zu erreichen. Die Verwendung pulverförmiger Metalle oder in der Kugelmühle gemahlener Rohmaterialien kann jedoch zur Erzeugung von Wasserstoffgas in Mengen führen, die groß genug sind, um bedenklich zu sein.

Beispiel 4:

Die folgende Formulierung ist ein Beispiel einer spritzfähigen Masse unter Verwendung des neuen Bindungssystems. Teile Teil kalzinierter Bauxit geräuchertes Silika rohes Zyanid Töpferton Natriumsilikat inch mesh (Siebfeinheit 150 m) (Portil N)
Dieses Produkt wurde unter geringem Rückprall geringer Staubentwicklung verspritzt und benötigte weniger Wasser als übliche, spritzfähige Massen. Ein höherer Grad an Silikatbeschleuniger wird verwendet im Vergleich mit üblichen, gießfähigen Massen, um ein schnelles Aushärten zu unterstützen, so daß die Neigung zum Abtropfen verhindert wird. Die praktische Grenze liegt bei etwa 5%, um einen zu hohen Natriumgehalt (ein Flußmittel) zu vermeiden. SHMP ist in den spritzfähigen Massen nicht erforderlich.
Viele andere Zuschlagstoffe können verwendet werden, wie zum Beispiel gebrannte Kalke, geschmolzene und tafelförmige Tonerden usw. Additive wie Kohlenstoffe, Siliziumkarbid, Chromoxid, Zirkon und Zirkonerde können in diesem System von Vorteil sein. Metallpulver, wie beispielsweise Silicium, sind hinsichtlich gewisser Eigenschaften von Vorteil, können jedoch Wasserstoff erzeugen.
Der Grad an geräuchertem Silika wurde ebenfalls untersucht. Eine praktische Untergrenze von 5% erzeugt gute Festigkeiten und annehmbar niedrigen Wasserbedarf und wird bevorzugt für hoch toneerdehaltige, gießbare Massen und spritzfähigen Mischungen (wo höhere Anteile stauberzeugend wirken). Das 10%-Niveau hat sich als im allgemeinen ausreichend und optimal bei den meisten Fällen von gießfähigen Massen herausgestellt. Niveaus von 15 bis 25 % führen zu einer nachteiligen Klebrigkeit und einem Anstieg des Wasserbedarfs. Silikagehalte können vergleichsweise hoch bei den höheren Niveaus sein. Der Gesamtbereich von etwa 3 bis 30% an geräuchertem Silika is bei dem beschriebenen Bindungsmechanismus möglich.
Fein gepulverte Natriumsilikate, die am zweckdienlichsten sind, haben groß 63% SiO&sub2;, 19% Na&sub2;O und 18 H&sub2;O, was einem Molarverhältnis an SiO&sub2;:Na&sub2;O von eta 3:1 entspricht. Die beiden gröberen Silikate, nämlich das SS-20 und SS-65 der Philadelphia Quartz Company, sind im wesentlichen wasserfrei und enthalten grob 75% SiO&sub2; und 23% Na&sub2;O. Wie bereits erwähnt, läßt sich hiermit ebenfalls arbeiten, jedoch vorzugsweise bei höheren Konzentrationsniveaus.
Zusammensetzungen wurden untersucht, welche Kaliumsilikate im Molarverhältnis an SiO&sub2;:K&sub2;O etwa 3:1 (Portil Potassium) aufwiesen, geliefert von der Henkel KGaA mit Gehalten von 56% SiO&sub2;, 28% K&sub2;O und 16% H&sub2;O. In dieser hydrierten Form ist dieses Reagenz zu schnell löslich und führte zu einer nahezu plötzlichen Abbindreaktion. Dieses Material wurde durch Brennen bei etwa 1300ºF etwa 18 Stunden lang und Mahlen auf -75 mesh dehydriert. Dieses Material war im wesentlichen vollständig wasserfrei. Diese Behandlung führte zu einem erfolgreichen Resultat, welches in dem folgenden Beispiel beschrieben ist.

Beispiel 5:

Eine Mischung aus 5,44 kg (12 lbs.) an 0,635 cm (1/4 Zoll) an gebranntem Kalk der Marke Mulcoa 47, 0,097 kg (2 lbs.) an geräuchertem Silika, 1,81 kg (4 lbs.) an 325 mesh (Siebfeinheit 44 m) an Tonerdefeinstoffen, 9,97 kg (2 lbs.) an 100 mesh (Siebfeinheit 150 m), Cyanid, 14,17 g (1/2 oz.) an SHMP und 35,44 g (1 1/4 oz.) an dehydriertem Natriumsilikat, 65 mesh (Siebfeinheit 212 m) wurde mit 0,567 kg ( 1 lb. 4 oz.) Wasser gemischt. Dies ergab eine gut bearbeitbare Gießmasse. Die Bearbeitungszeit vor einem anfänglichen Abbinden lag bei etwa 8 Minuten, etwas geringer als wie sie mit Natriumverbindungen erreicht wurde. Nach Trocknen über etwa 20 Stunden bei 104º C (220º F) lag die Kaltdruckfestigkeit bei durchschnittlich 267 kg/cm² (3800 psi.).
Wasserfreies Natriumsilikat mit einem Gewichtsverhältnis an SiO&sub2;:K&sub2;2O von 2:1 (Molarverhältnis 3:1) wird durch die Philadelphia Quartz Company als Kasil SS-Pulver hergestellt und führt zu den gleich Resultaten wie obiges hydriertes Material.
Das folgende zeigt die Resultate von Untersuchungen der Reagenzverhältnisse (und entsprechenden Molarverhältnissen) an SiO&sub2;:Na&sub2;O und SiO&sub2;:K&sub2;O mit oder ohne Hydrierung der Silikate bezüglich der Arbeitszeit zum Mischen mit Wasser, um ein Abbinden zu erreichen. Siebfeinheit Menge in kg gebrannter Ton (Mulcoa 47) geräuchertes Silica geschmolzene Tonerde Feinstoffe Roh-Cyanid Natriumhexametaphosphate (mesh)
Dieser Mischung wurden verschiedene Alkalisilikatzuschläge hinzugegeben, die in der folgenden Tabelle zusammengefaßt sind, und die unterschiedliche SiO&sub2;:Na&sub2;O- und K&sub2;O-Verhältnisse sowohl hydriert als auch wasserfrei aufwiesen. Die Resultate sind wie folgt: Silikate Gewichtsverhältnis Zugabe in g Hydrat Arbeitszeit Kaltdruckfestigkeit nach 110º C (nach 230ºF in kg/cm²) Natrium Kalium mesh (Siebfeinheit) ja nein blitzartig
Sämtliche untersuchte Mengenverhältnisse sind durchführbar. In der hydrierten Form würden die Materialien mit niedrigerem Verhältnis zum Gießen zu schnell abbinden. Sie können sämtlich jedoch als Spritzmassen verwendet werden. Sämtliche vergießbaren Massen wurden für etwa 6% Wasser untersucht. Die Silikate lagen sämtlich unter Pulverform vor.
The prozentualen Mengen, wie sie in der Beschreibung und in den Patentansprüchen angegeben sind, betreffen sämtlich Gewichtsprozente. Die Mischgrößen sind Tyler Norm sieben.

Beispiel 6:

Die hydrierten Natriumsilikate, wie beispielsweise Portil N, sind schwieriger zu kontrollieren, da sie die Neigung zeigen, als Abbindemittel schneller zu wirken. Die leichter steuerbaren, wasserfreien Silikate, wie beispielsweise SS- 65 der Philadelphia Quartz zeigen jedoch die Neigung, während der Lagerung Wasser aufzunehmen. Es wurde gefunden, daß diese beiden Abbindemittel oder Abbindebeschleuniger miteinander gemischt und in der Kombination verwendet werden können. Beispielsweise wird durch Mischen hydrierter Silikate mit etwa 0,2% und wasserfreier Silikate mit etwa 0,6% der gesamten feuerfesten Mischung ein Abbinden hoher Voraussagbarkeit erzielt, wobei der zusätzliche Vorteil darin besteht, daß der Natriumgehalt im Vergleich zu einer Mischung, in der lediglich ein wasserfreies Abbindemittel vorliegt, verringert wird.
Die folgenden Proben wurden vorbereitet, um den Widerstand gegen Säuren von feuerfesten Gußteilen zu untersuchen, die nach vorliegender Erfindung hergestellt wurden. gebrannter Missouri-Ton - grob bis 1/16 Ziegelmehl (feuerfester Ziegel) pulversiertes Ziegelmehl geräuchertes Silika 50 mesh Sand (Siebfeinheit 300 m) 325 mesh gebrannte Tonerde (Siebfeinheit 44 m) Wasser
Der Gehalt an SS-65 war hoch, um die Herstellung der Proben zu beschleunigen, jedoch können sehr viel niedrigere Gehalte andere Zuschlagstoffe oder andere Kombinationen an Zuschlagstoffen zweifelsfrei verwendet werden, um die Abbindzeit der Mischung einzustellen. Die aus diesen Massen hergestellten Würfel wurden bei 104º C (220º F) getrocknet. Eine Gruppe von drei Würfeln pro Sorte wurde in dem Trokkner zurückgelassen, und eine andere Gruppe von drei Stück wurde vier Tage lang in Salzsäure eingesetzt. Die der Säure ausgesetzten Proben wurden abgewaschen und in dem Ofen getrocknet. Zementhaltige Gußstücke werden durch diese kommerziell erhältliche konzentrierte Säure zerstört, welche in den unterschiedlichsten Anwendungsfällen, wie beispielsweise zum Reinigen feuerfester Oberflächen, verwendet wird. Die nach dem Trocknen erzielten Resultate waren wie folgt: Dichte Kaltdruckfestigkeit säurebehandelt Kaltdruckfestigkeit ohne Säure
Wie aus obenstehenden Ergebnissen ersichtlich, waren die Proben lediglich geringfügig durch das sehr gründliche in Berührungbringen mit der Säure beeinflußt. Der Mangel an Kalk in den zementfreien Gießmassen beeinflußt den gesamten Säurewiderstand, wodurch zweckdienliche Formulierungen für Bauzwecke in vielen Fällen geeignet werden, wo diese Chemicalien ausgesetzt sind. Diese können von der Natur her auch nicht feuerfest sein, solange wie kalkhaltige Zuschlagstoffe vermieden werden. Die Gußmassen müssen nicht wärmegetrocknet werden, so daß vorgegossene und getrocknete Formkörper praktischer werden im Vergleich als möglicherweise das Gießen an Ort und Stelle zu Böden und Wänden. Die Temperaturen zum Erhitzen und zum Austrocknen stellen jedoch keine Schwierigkeit dar.
Die angegebenen Verhältnisse in der Beschreibung und in den Ansprüchen sind Molarverhältnisse, es sei denn, es sind diese speziell als Gewichtsverhältnisse angegeben. Die Gewichts- und Molarverhältnisse für die Natriumsilikate sind im wesentlichen die gleichen, und die 2:1 Gewichtsverhältnisse für die Kaliumsilikate entsprechen etwa einem 3:1 Molarverhältnis.
Das geräucherte Silika wird in der Praxis auch als verdampftes Silika, Lichtbogensilika und Silikadampf bezeichnet. Eine typisches Analyse einschließlich der Teilchengröße von Silikadampf ist in der US-A-4,310,486 beschrieben.

Claims

1. Gegen Säure widerstandsfähiges und bearbeitbares Bindemittel für feuerfeste Mischungen, welche an Ort und Stelle gegossen oder mit Vibratoren behandelt werden können, und welche zu einer harten Masse bei normalen Umgebungstemperaturen abbinden, wobei das Bindemittel im wesentlichen frei von CaO oder kalkhaltigem Zement ist und aus einer Mischung aus einem Bestandteil A, bestehend aus Wasser und geräuchertem Silika, und einem Bestandteil B besteht, welcher im wesentlichen aus einem Alkalimetallphosphat und einem teilchenförmigen Alkalimetallsilikat besteht, welches aus der aus wasserfreiem Natriumsilikat mit einem Molarverhältnis an SiO&sub2;:Na&sub2;O von 1:1 bis 4:1, hydriertem Natriumsilikat mit einem Molarverhältnis an SiO&sub2;:Na&sub2;O von 3:1 bis 4:1 und wasserfreiem Kaliumsilikat mit einem Molarverhältnis an SiO&sub2;:K&sub2;O von mindestens 3:1 und Mischungen derselben bestehenden Gruppe gewählt wird.

2. Bindemittel nach Anspruch 1, wobei das Alkalimetallsilikat eine Mischung aus wasserfreiem und hydriertem Material ist.

3. Bindemittel nach Anspruch 2, wobei die Silikate in einem Verhältnis von etwa drei Teilen wasserfreiem Silikat zu einem Teil hydriertem Silikat gemischt sind.

4. Feuerfeste Mischung, welche im wesentlichen frei von CaO oder kalkhaltigem Zement ist, und welche nach Mischen mit Wasser gegossen oder an Ort und Stelle einer Vibrationsbehandlung ausgesetzt werden kann, und welche zu einer harten Masse bei normalen Umgebungstemperaturen abbindet, wobei die Mischung im wesentlichen aus einem Zuschlagstoff, geräuchertem Silika und einem teilchenförmigen Alkalimetallsilikat besteht, welches aus der aus wasserfreiem Natriumsilikat mit einem Molarverhältnis an SiO&sub2;:Na&sub2;O von 1:1 bis 4:1, hydriertem Natriumsilikat mit einem Molarverhältnis an SiO&sub2;:Na&sub2;O von 3:1 bis 4:1 und wasserfreiem Kaliumsilikat mit einem Molarverhältnis an SiO&sub2;:K&sub2;2O von mindestens 3:1 und Mischungen dieser Stoffe bestehenden Gruppe gewählt wird.

5. Feuerfeste Mischung nach Anspruch 4, bei welcher das Alkalimetallsilikat in Mengen von 0,2% bis 1,5% der Mischung vorhanden ist.

6. Feuerfeste Mischung nach Anspruch 4, bei welcher der Zuschlagstoff in einer größeren Menge und das geräucherte Silika in einer kleineren Menge vorliegt.

7. Feuerfeste Mischung nach Anspruch 4, in welcher der Zuschlagstoff aus der aus gebranntem Ton, Tonerde, Magnesia, Zirkon, Zirkonerde, Silika, geräuchertem Silika, Siliciumkarbid, Spinell, Ziegelstaub aus feuerfesten Ziegeln, metallischen Materialien und Mischungen dieser Stoffe bestehenden Gruppe gewählt wird.

8. Feuerfeste Mischung nach Anspruch 4, in welcher das geräucherte Silika in Mengen von 3 bis 30 Gewichtsprozent der feuerfesten Mischung und das Alkalimetallsilika in Mengen von 0,2 bis 1,5 Gewichtsprozent der Mischung vorliegt.

9. Gießbare Mischung nach Anspruch 4, in welcher ferner Natriumhexametaphosphat in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent der Mischung vorliegt.