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Verfahren zur Herstellung von Magnesiazement enthaltenden Erzeugnissen.
Bekanntlich bildet kaustische Magnesia mit löslichen Salzen, wie Magnesiumchlorid oder Magnesiumsulfat, eine steinartig erhärtende Masse, die als Magnesiazement oder Sorelzement bezeichnet wird. Dieser Zement ist befähigt, grosse Mengen von Füllstoffen, insbesondere organischen Füllstoffen, wie z. B. Holzmehl, aufzunehmen und auch zur Verkittung organischer Faserstoffe, wie von Holzspänen, Torf, Schilf, Stroh u. dgl., in hervorragendem Masse geeignet. Aus diesem Grunde dient Magnesiazement vor allem zur Herstellung von Steinholz (Xylolith) sowie von dichten oder porösen Bau-, Belag-und Isolierplatten aus den genannten und ähnlichen Faserstoffen. In neuerer Zeit wird zur Erzeugung solcher mit Magnesiazement hergestellten Erzeugnisse die Verwendung von Magnesiumsulfatlauge (z. B. in Form von Kieseritlösungen) bevor- zugt, insbesondere in jenen Fällen, in denen, wie z.
B. bei der Herstellung poröser Holzwollplatten, nach einer längeren Vorbereitungszeit eine rasche
Erhärtung in der Wärme durchgeführt wird.
Die Verwendung von Magnesiumsulfatlösung ermöglicht nämlich zufolge der langsameren
Abbindungsgeschwindigkeit mit Magnesiumoxyd einerseits eine genügend lange Vorbereitungszeit für die Formgebungsoperationen, anderseits kann unter Verwendung von Magnesiumsulfatlauge die anschliessende Erhärtung bei erhöhter Temperatur auch in technischem Massstab genügend rasch erreicht werden. Da Magnesiumsulfat auch die Apparatur nicht angreift, hat sich die Herstellung von Magnesiazementmischungen unter Verwendung von Magnesiumsulfat grosstechnisch durchgesetzt.
Eine einwandfreie Beherrschung der Abbindung und Erhärtung des mit Magnesiumsulfatlösung hergestellten Magnesiazementes, insbesondere wenn die Abbindung und Erhärtung während des Durchganges durch beheizte Formmaschinen innerhalb eines vorbestimmten Zeitmasses bewirkt werden muss, bereitet jedoch erhebliche Schwierigkeiten. Die beiden Bedingungen, dass die kaustische Magnesia in der Kälte tunlichst langsam zu erhärten beginnt und dass sie trotzdem nach dem raschen Erhärtungsvorgang in der Hitze eine möglichst hohe Festigkeit besitzt, widersprechen sich zum Teil, da die höchste Endfestigkeit bei einem möglichst hohen Gehalt des Mörtels an aktivem Magnesiumoxyd erreicht wird, ein hoher Gehalt an aitftem
Magnesiumoxyd aber eine verhältnismässig kurze
Abbindezeit zur Folge hat.
Es wurde nun gefunden, dass man die Abbindung und Erhärtung von Magnesiazement planmässig regeln kann, wenn man die Reaktion in Gegenwart von Salzen durchführt, die in der Wärme kuf
Magnesiumoxyd aktivieren wirkende Säuren freigeben. Als solche Salze kommen vornehmlich Ammonsalze und insbesondere Ammonsulfat in Betracht. Ammonsulfat reagiert in der Kälte mit der kaustischen Magnesia nur in sehr geringem Umfang, zersetzt sich aber bei erhöhter Temperatur ; die hiebei gebildete Schwefelsäure ätzt auch die in der kaustischen Magnesia vorhandenen inaktiveren Anteile stark an und greift somit in den Abbindevorgang im Sinne einer Festigkeitssteigerung ein.
Ein Zusatz freier Säure zur Magnesiumsulfatlösung würde hingegen das gewünschte Ergebnis nicht erreichen lassen, da freie Säure schon in der Kälte mit dem aktiven Anteil des Magnesiumoxyds abreagieren würde, während gegen Ende des Prozesses nur mehr inaktives Magnesiumoxyd und Magnesiumsulfat zur Verfügung stünden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung bietet den Vorteil, dass man in dieser Weise in kurzer Zeit bei Durchführung der Erhärtung in der Wärme
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kann, kann in weiten Grenzen schwanken ; im allgemeinen werden ausgezeichnete Ergebnisse mit einem Zusatz von 5% Ammonsulfat, auf die
Menge des verwendeten Magnesiumsulfates be- rechnet, erzielt. Man kann aber die Reaktion auch in Gegenwart von überwiegenden Mengen Ammonsulfat im Verhältnis zu dem vorhandenen Magnesiumsulfat durchführen und selbst ausschliesslich mit Ammonsulfat an Stelle von Magnesiumsulfat arbeiten.
Anstatt von kaustischer Magnesia kann auch halbgar gebrannter, d. h. teilweise entsäuerter Dolomit, der keine wesentlichen Mengen an freiem Kalk enthält, also aus kaustischer Magnesia und unzersetzten Karbonaten besteht, in Gegenwart von Ammonsulfat od. dgl. zur Zementbildung im Rahmen des Verfahrens gemäss der Erfindung dienen.
Die Wirkung des Verfahrens gemäss der Erfindung bei einem Zusatz von 5% Ammonsulfat zu einer Magnesiumsulfatlauge von 200 Bé ergibt sich aus den folgenden Angaben über die Endfestigkeit eines damit hergestellten Sorelzementes, die bei einer Abbindung in der Wärme (50 ) gemessen wurde.
1. Handelsübliche aktive kaustische Magnesia (Glühverlust 18. 6 %)
Magnesiumsulfatlösung ohne Zusatz mit Zusatz von 5 % (NH,), SO, Endfestigkeit : 8-2 cm2 13-1 kg/cm2
2. DurchNachglühen bei 500 C der in Probe 1 verwendeten kaustischen Magnesia verringerter
Aktivität (Glühverlust 8-2 %).
Endfestigkeit : 9 kglcm2 15 kg'cm2
3. Durch Nachglühen bei 600 C der in
Probe 1 verwendeten kaustischen Magnesia ver- ringerter Aktivität (Glüllverlust 7. 55 o).
Endfestigkeit : 7, 9 kgjcm2 13. 2 kgícm2
Aus diesen Vergleichsversuchen ergibt sich, dass der Zusatz von Ammonsulfat zur Magnesiumsulfatlösung bei Abbindung in der Wärme eine sehr erhebliche Steigerung der Festigkeit ergibt.
Die Abbindezeit wurde durch den Zusatz nicht wesentlich geändert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Magnesiazement enthaltenden Erzeugnissen unter Verwendung von kaustischer Magnesia oder kaustische Magnesia enthaltenden Mörtelbildnern und Salzlösungen, wobei die Abbindung und Erhärtung des Magnesiazementes in der Wärme bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion in Gegenwart von Salzen durchgeführt wird, die, wie Ammonsulfat, in der Wärme auf Magnesiumoxyd aktivierend wirkende Säuren in Freiheit setzen.
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Process for the manufacture of products containing magnesia cement.
As is known, caustic magnesia forms a stone-like hardening mass with soluble salts such as magnesium chloride or magnesium sulfate, which is known as magnesia cement or Sorel cement. This cement is able to use large amounts of fillers, especially organic fillers, such as. B. wood flour, and also for cementing organic fibers, such as wood chips, peat, reeds, straw and. Like., suitable to an excellent extent. For this reason, magnesia cement is used primarily for the production of stone wood (xylolite) and of dense or porous building, covering and insulating panels made of the aforementioned and similar fibrous materials. Recently, the use of magnesium sulphate liquor (e.g. in the form of kieserite solutions) has been preferred for the production of such products made with magnesia cement, especially in those cases in which, e.g.
B. in the production of porous wood wool panels, after a long preparation time a quick one
Hardening is carried out in the heat.
The use of magnesium sulphate solution allows for the slower one
Setting speed with magnesium oxide on the one hand a sufficiently long preparation time for the shaping operations, on the other hand the subsequent hardening at elevated temperature can be achieved sufficiently quickly even on an industrial scale using magnesium sulphate lye. Since magnesium sulphate does not attack the equipment either, the production of magnesia cement mixtures using magnesium sulphate has established itself on an industrial scale.
A perfect control of the setting and hardening of the magnesia cement produced with magnesium sulfate solution, especially if the setting and hardening has to be effected within a predetermined amount of time during the passage through heated molding machines, presents considerable difficulties. The two conditions that the caustic magnesia slowly begin to harden in the cold and that it still has the highest possible strength after the rapid hardening process in the heat, contradict each other in part, since the highest final strength with the highest possible content of the mortar active magnesium oxide is achieved, a high content of aitftem
Magnesium oxide but a comparatively short one
Setting time.
It has now been found that the setting and hardening of magnesia cement can be regulated according to plan if the reaction is carried out in the presence of salts which are sold in the heat
Activating magnesium oxide, releasing active acids. Particularly suitable salts are ammonium salts and, in particular, ammonium sulfate. In the cold, ammonium sulphate reacts with caustic magnesia only to a very small extent, but it decomposes at higher temperatures; the sulfuric acid formed in this process also strongly etches the more inactive components present in the caustic magnesia and thus intervenes in the setting process in the sense of increasing strength.
Adding free acid to the magnesium sulphate solution, on the other hand, would not achieve the desired result, since free acid would already react with the active part of the magnesium oxide in the cold, while towards the end of the process only inactive magnesium oxide and magnesium sulphate would be available.
The method according to the invention offers the advantage that in this way you can perform the hardening in the heat in a short time
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can, can vary within wide limits; in general, excellent results will be obtained with an addition of 5% ammonium sulfate to the
Calculated amount of magnesium sulfate used, achieved. However, the reaction can also be carried out in the presence of predominant amounts of ammonium sulfate in relation to the magnesium sulfate present and you can even work exclusively with ammonium sulfate instead of magnesium sulfate.
Instead of caustic magnesia, half-cooked magnesia can also be used. H. partially deacidified dolomite, which does not contain any significant amounts of free lime, i.e. consists of caustic magnesia and undecomposed carbonates, is used in the presence of ammonium sulfate or the like to form cement in the context of the method according to the invention.
The effect of the method according to the invention with an addition of 5% ammonium sulphate to a magnesium sulphate liquor of 200 Bé results from the following information about the final strength of a Sorel cement produced with it, which was measured when setting in heat (50).
1. Commercially available active caustic magnesia (loss on ignition 18.6%)
Magnesium sulphate solution without addition with the addition of 5% (NH,), SO, final strength: 8-2 cm2 13-1 kg / cm2
2. Reduced by afterglow at 500 ° C of the caustic magnesia used in Sample 1
Activity (loss on ignition 8-2%).
Ultimate strength: 9 kglcm2 15 kg'cm2
3. By afterglowing at 600 C the in
Sample 1 used caustic magnesia of reduced activity (glow loss 7.55 o).
Ultimate strength: 7, 9 kgjcm2 13. 2 kgícm2
These comparative tests show that the addition of ammonium sulfate to the magnesium sulfate solution results in a very considerable increase in strength when it sets in heat.
The setting time was not significantly changed by the addition.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the manufacture of products containing magnesia cement using mortar formers and salt solutions containing caustic magnesia or caustic magnesia, the setting and hardening of the magnesia cement being effected in the heat, characterized in that the reaction is carried out in the presence of salts which, like ammonium sulphate, release acids that activate magnesium oxide in the warmth.