AT142252B

AT142252B - Verfahren zur Herstellung eines Mörtelstoffes, Baustoffes, keramischen Kittes, Bindemittels, Kunststeines und ähnlicher Massen.

Info

Publication number: AT142252B
Authority: AT
Inventors: Ludwig Dr Ing Holleck; Paul Ing Hallawitsch
Original assignee: Ludwig Dr Ing Holleck; Paul Ing Hallawitsch
Priority date: 1934-03-07
Filing date: 1934-03-07
Publication date: 1935-06-25

Description

Verfahren zur Herstellung eines Mörtelstoffes, Baustoffes, keramischen Kittes, Bindemittels, Kunst- steines und ähnlicher Massen.

Es ist bereits bekannt, Mörtelstoffe u. dgl. aus Dolomit und ähnlichen Calcium- und Magnesiumcarbonat haltigen Materialien in der Weise herzustellen, dass diese Stoffe bei höherer Temperatur gebrannt werden und die so erhaltenen Massen mit Wasser angemacht an der Luft erhärten. Eine besondere Bedeutung kommt diesen Materialien vielfach nicht zu, da sie zu geringe mechanische Festigkeiten aufweisen.

Es wurde nun gefunden, dass, wenn man Calcium- und Magnesiumcarbonat, oder Magnesiumcarbonat enthaltende Materialien vorzugsweise nach einer Wärmebehandlung, durch die die Kohlensäure ganz oder teilweise entfernt wurde, nach geeigneter Zerkleinerung mit wässerigen Lösungen von Alkalien, insbesondere Ätznatron, behandelt, ausgezeichnete Festigkeitseigenschaften erzielt werden können.

Als besonders geeignetes Ausgangsmaterial haben sich Dolomit und ähnliche Calcium- und Magnesiumcarbonat enthaltende Materialien erwiesen. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass für einen besonders günstigen Grad der Festigkeit oder für Erreichung maximaler Festigkeiten der Brenngrad des Ausgangsmaterials von wesentlicher Bedeutung ist. Günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn man den Kohlen-
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CaC03 vorliegt.

Es wurde festgestellt, dass, wie aus beiliegender Zeichnung hervorgeht, die Festigkeitswerte vom jeweiligen Brenngrad eines kohlensäurehaltigen Rohmaterials abhängen. Dabei gibt es für jedes Rohmaterial ein Maximum der Festigkeit, das aber von der Materialbeschaffenheit abhängt, bspw. vom Gehalt des Ausgangmaterials an MgC03 und COCO3 sowie vom Verhältnis MgC03 : CaC03 und sich daher nicht von vornherein voraussehen lässt. Durch einfache Anstellung von Brennversuchen und Ermittlung der resultierenden Festigkeit nach entsprechender Alkalibehandlung kann dann jener verbleibende CO2-Gehalt und Brenngrad festgestellt werden, der einer maximalen Festigkeit entspricht.

In der Zeichnung, welche diese Verhältnisse für Dolomit von der ungefähren Ausgangszusammensetzung SMgCOs. SCaCOg wiedergibt, entspricht dem ungebrannten Material bei einem CO2-Gehalt von 45%, nach der Behandlung mit Alkalien eine Festigkeit von 175 / < 'm. Diese Festigkeit steigt mit sinkendem Kohlensäuregehalt bis auf etwa 380 kg/cm2 bei 27 -22% CO2, um dann bei noch stärker gebranntem Dolomit rasch abzusinken. Diesem Maximum entspricht im Falle des Beispieles ungefähr eine Zusammensetzung von 4 MgO. 3 CaO. 3 CaC03, Diese angeführten Festigkeitswerte kommen normenmässig eingeschlagenen Mörtelwürfeln zu.

Als günstigste und ökonomischeste Alkalilösung hat sich Natronlauge erwiesen. Es können jedoch auch andere alkalische Lösungen, beispielsweise Kalilauge, Bariumhydroxydlösung, Kalkmilch u. dgl., verwendet werden. Vorteilhaft wird die Konzentration der Natronlauge nicht allzu verdünnt gewählt, sondern beispielsweise 25-45%. Es hat sich herausgestellt, dass bei gleicher Materialzusammensetzung unter Umständen durch Anwendung einer konzentrierteren Lauge eine höhere Festigkeit als bei Anwendung dünnerer Lauge erzielt werden kann. Als geeignet hat sich auch die chloridhaltige wässerige Lösung von Alkalien, die bei der Alkali-Chlor-Elektrolyse anfällt, erwiesen. Der verwendeten Lauge kann man auch Natriumsilikat bzw. dessen Lösung, insbesondere Wasserglaslösung, zusetzen.

Neben Dolomit und andern ähnlichen Magnesium- und Calciumcarbonat enthaltenden Stoffen, haben sich auch jene in der Natur vorkommenden Calcium und Magnesium enthaltenden Rohmaterialien als geeignet erwiesen, die auch Kieselsäure, Eisenoxyd und/oder Tonerde enthalten, wie beispielsweise

diese Stoffe enthaltenden oder damit vergesellschaftet vorkommenden dolomitischen Kalke u. dgl. Weiters wurde die Beobachtung gemacht, dass die Festigkeitswerte der mit Lauge versetzten oder vermischten Ausgangsmaterialien durch eine mechanische Bearbeitung, wie beispielsweise eine Verdichtung durch Stampfen, Pressen, in Formenschlagen u. dgl., gesteigert werden können.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass eine ganz besondere Steigerung der Festigkeitswerte erreicht werden kann, wenn die mit der Lauge behandelten Ausgangsmaterialien, vorzugsweise in bereits geformten Zustand, einer Wärmebehandlung unterzogen werden, wobei sich eine Wärmebehandlung an noch nicht abgebundenem Material als vorteilhaft erwiesen hat. Die Wärmebehandlung besteht in einem Erhitzen auf Temperaturen zwischen etwa 40-150 C, z. B. in einen hiezu geeigneten Ofen.

So haben z. B. Mortelwürfel, die aus einem bis 25% CO-Gehalt gebrannten Dolomit von der ursprünglichen Zusammensetzung 3 CaC03. 2 MOCO3 mit etwa 45% COW-Gehalt im Verhältnis l : 3 mit Normensand und bis zur Erdfeuchte mit einer Lauge von 36% NaOH vermischt hergestellt wurden, folgende Druckfestigkeiten ergeben : Nach sieben Tagen ohne Erwärmung eine Festigkeit von 320 kg/cw, während nach eintägiger Erhitzung auf 800 C die Festigkeit eines auf gleiche Weise hergestellten Würfels auf 700 kg/?m2 erhöht wurde. Festigkeitswerte von 800 kg/cm2 wurden unter günstigen Versuchsbedingungen erzielt.

Es hat sieh dabei auch herausgestellt, dass für die Erreichung hoher bzw. höchster Festigkeiten bei der Nachbehandlung durch Erwärmen die Laugenkonzentration niedriger gewählt werden kann, als wenn das gleiche Ausgangsmaterial ohne Erwärmung nur mit Lauge behandelt wird. Die Wärmebehandlung kann durch strahlende Wärme oder mittels direkter Flamme erfolgen.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines Mörtelstoffes, Baustoffes, keramischen Kittes, Bindemittels, Kunststeines und ähnlicher Massen, dadurch gekennzeichnet, dass Calcium- und Magnesiumcarbonat oder Magnesiumcarbonat enthaltende Materialien vorzugsweise nach einer Wärmebehandlung, durch die die Kohlensäure ganz oder teilweise entfernt wurde, nach geeigneter Zerkleinerung mit wässerigen Lösungen von Alkalien, insbesondere Ätznatron, behandelt werden.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als vorteilhaftestes Ausgangsmaterial Dolomit oder ähnliche Magnesium- und Calciumcarbonat enthaltende Materialien verwendet werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der CO2-Gehalt durch die Wärmebehandlung derart vermindert wird, dass vorwiegend MgO neben MgC03 und grösstenteils unverändertem CaCOg vorliegt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der CO2-Gehalt durch die Wärmebehandlung derart vermindert wird, dass vorwiegend MgO neben CaCOg vorliegt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der CO2-Gehalt durch die Wärmebehandlung derart vermindert wird, dass MgO neben CaO und COCO3 vorliegt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung maximaler Festigkeit nach der Behandlung der gebrannten Stoffe mit Alkalien jener CO2-Gehalt, der eine maximale Festigkeit ergibt, durch Brennversuche ermittelt wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Natronlauge vorzugsweise 25-45% beträgt.

8. Verfahren nach "den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als wässerige Lösung von Alkalien die chloridhaltige, bei der Alkali-Chlor-Elektrolyse anfallende Lauge verwendet wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkalilösung Natriumsilikat bzw. dessen Lösung zugesetzt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterialien solche verwendet werden, die auch Kieselsäure, Eisenoxyd und bzw. oder Tonerde enthalten.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Lauge versetzten oder vermischten Ausgangsmaterialien einer mechanischen Bearbeitung, wie beispielsweise einer Verdichtung durch Stampfen, Pressen, in Formensehlagen u. dgl., ausgesetzt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Lauge behandelten Ausgangsmaterialien vorzugsweise in bereits geformtem Zustand einer Wärmebehandlung unterzogen werden, wobei diese Wärmebehandlung zweekmässigerweise am noch nicht abgebundenen Material erfolgen soll.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung in einem Erhitzen auf Temperaturen zwischen 40-150 C besteht.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Laugenkonzentration für die Erreichung hoher bzw. maximaler Festigkeiten bei der Nachbehandlung durch Erwärmen niedriger gehalten wird, als wenn das gleiche Ausgangsmaterial ohne die Nachbehandlung durch Erwärmen nur mit Lauge behandelt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme- EMI2.1