AT242585B - Verfahren zur Herstellung von Leichtsteinen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Leichtsteinen 
Für die Herstellung von feuerfesten Leichtsteinen, also porösen, keramischen Produkten, sind Ausbrenn-, Lösungs-, Sublimations-, Verdampfungs-,   Quellungs- und Schaumverfahren   bekannt. Auf Grund vorliegender Erfahrungen stellen die klassische Ausbrennmethode und das moderne Schaumverfahren die zweckmässigsten Arbeitsmethoden dar, während man das Lösungs-, Sublimations- und Verdampfungsverfahren als überholt ansieht, das Quellungsverfahren als nur wenig wirksam und das Gastreibeverfahren als ziemlich schwierig durchführbar hält. Beim Ausbrennverfahren hat man Braunkohle, Steinkohle, Torf, Haare, Lumpen usw., auch vorbehandelten Kork oder wässerige Lösungen von Torf und verseiftem Harz oder Pech und schliesslich auch Petrolkoks als Ausbrennstoffe genommen. 



   Die Schaumverfahren wenden Kondensationsprodukte als Porenbildner an, z. B. Fettalkohol, Fettalkoholsulfate, Alkylsulfonate, Alkylacrylsulfonate usw. 



   Mit diesen bekannten Verfahren hat man   Leichtsteine mit Porositäten von bis 441o bzw. 671o   bei Raumgewichten von 0,6 bis 1, 40   kg/du ?   und Kaltdruckfestigkeiten von 15 bis 75   kg/cm 2 als   Bestwerte erzielt, wobei sich die unteren Werte auf Schaumverfahren und die oberen Werte auf Ausbrennverfahren mit Petrolkoks beziehen. Aus diesen Werten ist jedoch   ersichtlich, dass   sie keineswegs als besonders günstig anzusprechen sind. Sie erklären auch die Tatsache, dass die Technik von diesen bekannten Verfahren nur einen beschränkten Gebrauch gemacht hat. 



   Die Erfindung betrifft demgegenüber ein Verfahren zur Herstellung von Leichtsteinen unter Verwendung von blähfähigen, verdampfbaren oder vergasbaren Thermoplasten oder Duroplasten als Porenträger, gemäss welchem die Porenträger in an sich bekannter Weise gebläht und nach Korngrössen klassiert, mit chemischen Bindemitteln und eine Porosität bewirkenden Zuschlagstoffen sowie gegebenenfalls Füllstoffen vermischt werden, worauf die gebildete Masse verformt wird und die vorzugsweise getrockneten Steine einer Nachbehandlung durch Erhitzen auf 200 - 3000C zur Verdampfung bzw. Vergasung der Porenträger unterzogen werden. 



   Das Blähen der als Porenträger benutzten Thermoplaste oder Duroplaste erfolgt nach bekannten Verfahren, wie z. B. Kochen im Wasser, Behandeln mit Dampf, Behandeln mit Warmluft oder Infrarotstrahlung in einem Wärmekanal. Je nach der angewendeten Methode, in Sonderheit der Zeit, während der man das Blähen vornimmt, ergeben sich viele kleine Zellen in Wabenstruktur beim langsamen Blähen, die umso grösser werden, je rascher die oberen Blähtemperaturen erreicht werden. Das Blähen wird zweckmässig bis auf ein Raumgewicht von 0,04 bis 0,015   kg/dm   getrieben. 



   Durch die vor der Weiterverwendung vorgesehene Lagerung wird eine Verfestigung der geblähten   Duro- oder Thermoplastkörper   erreicht. Die Lagerung soll erfindungsgemäss bis zu 14 Tagen, vorzugweise bis zu 8 Tagen betragen. 



   Die Kornklassierung wird auf Korngrössen zwischen 0, 1 und 3 mm Durchmesser und innerhalb dieses Bereiches vorzugsweise mit einer Toleranz von   :     0,   2 mm durchgeführt. 



   Als Bindemittel kommen für das erfindungsgemässe Verfahren insbesondere Zement, ff. Zement, Gips, Wasserglas, wässerige Sulfitäblauge, kaustischer Magnesit, Sintermagnesit in Verbindung mit Wasser und/oder Magnesiumsulfat bzw. Natriumsulfat in Frage. 



   Die Zuschlagstoffe müssen zugegeben werden, um eine Möglichkeit zu schaffen, dass die bei der Behandlungstemperatur entstehenden gasförmigen Produkte aus den Steinen entweichen können. Als solche Zu- 

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 schlagstoffe kommen z. B. Kieselgur, Asbest, Asche von Reisstroh, Vermiculit, Diatomeenerde bzw. geblähte oder ungeblähte Thermoplaste oder Duroplaste in   Faden-oder Röhrchenform   in Frage. Die Gasdurchlässigkeit bei den zuerst genannten Zuschlagstoffen beruht darauf, dass entlang der faser-bzw. fadenförmigen Beimengungen eine Diffusion der entstehenden Gase aus   dem Steininneren nach aussen er-   folgen kann.

   Bei der Verwendung von faden- oder röhrchenförmigen geblähten oder ungeblähten Thermoplasten oder Duroplasten entstehen durch bevorzugte Verdampfung dieser Materialien röhrchenförmige nach aussen führende Kanäle, die dann den Weg für die Verdampfungsprodukte beim Erhitzen des Steines auf etwa   250 - 3000C   bilden. Die Verdampfung dieser Stoffe erfolgt in bevorzugter Weise deshalb, weil durch die   faden-oder röhrchenförmige   Ausbildung eine Verbindung mit der Atmosphäre besteht, die bereits beim herrschenden Dampfdruck von einer Atmosphäre zum Entweichen aus dem Stein Gelegenheit gibt.

   Die kugeligen geschlossenen Thermoplaste hingegen, die keine Verbindung mit der Aussenhaut des Steines haben, neigen erst bei wesentlich höheren Temperaturen zur Verdampfung, weil sie in einem geschlossenen System unter erhöhtem Dampfdruck stehen. Als Füllstoffe kommen Quarz- oder Schlackensand und Schamotte bzw. poröse Schamotte, deren Raumgewicht zwischen 0. 5 und 0,8   kg/du ?   liegt, in Frage ; alle Füllmaterialien sollen feinst gemahlen sein, d. h. sie liegen in einem   Korngrössenbereich   von 0,06 bis zu 0, 2 mm vor. 



   Die Auswahl des Anteiles der verschiedenen Körnungen der Porenbildner und Bindemittel einschliesslich der Zuschlag- bzw. Füllstoffe soll gemäss einem Merkmal der Erfindung nach den Gesetzen der dichtesten Packung erfolgen. Der Sinn dieser Massnahme ist es, dass im Endprodukt einem möglichst grossen gesamten Porenraum eine möglichst grosse Anzahl von Trennwänden gegenübersteht, die durch die Bindemittel und die Zuschlag- bzw, Füllstoffe gebildet werden. Die Zellwände,   d. h.   die engsten Stellen zwischen den Porenträgern sollen eine Stärke von 5 bis   200 IL   aufweisen.

   Die Porenträger liegen also nicht unmittelbar aneinander, sondern zwischen ihnen bestehen aus feinsten Anteilen der Bindemittel bzw. der Zuschlagstoffe gebildete Wände, die nach der chemischen Abbindung und nach dem Verdampfen der Porenträger die mechanische Festigkeit der hergestellten Leichtsteine entscheidend bestimmen. Praktisch bedeutet dies, dass zwischen je vier   benachbarten Porenkörpern von z. B. 1 mm Durchmesser   auch ein kleine-' res kugel- oder polygonförmiges Teilchen aus Bindemitteln oder Zuschlag-bzw. Füllstoffen von 0, 12 bis 0, 14 mm untergebracht werden kann. 



   Die Mischungen der Porenträger mit den oben genannten Stoffen werden zu einer teigigen oder giessförmigen Masse angemacht und durch Pressen oder einfaches Giessen entsprechende Formlinge hergestellt. 



  Die vorzugsweise getrockneten Formlinge werden sodann einer Nachbehandlung durch Erhitzen auf 200 bis 3000C unterzogen, um eine Verdampfung bzw. Vergasung der Porenträger zu bewirken. 



   Beim   erfindungsgemässen   Verfahren entstehen poröse Körper mit Raumgewichten von 0, 4 bis 0,8 
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 ergeben sich Porositäten von 80 bis   600/0,  
Das erfindungsgemässe Verfahren ist kein Ausbrennverfahren, zumal die angewendeten Temperaturen unterhalb des Flammpunktes der verdampfenden Porenbildner liegen. Es hat gegenüber den bekannten
Verfahren den Vorteil, dass die beim Ausbrennen durch örtliche Überhitzung nicht zu vermeidenden
Schwierigkeiten durch das Nachschwinden und Reissen der Formlinge vermieden werden. so dass absolut rissefreie und masshaltige Formkörper resultieren. 



   Bei der vorgeschlagenen Wärmebehandlung werden zufolge der niedrigen Behandlungstemperaturen explosionsartige Verdampfungserscheinungen, die zur Sprengung und zur Rissbildung führen könnten, vermieden. Ausserdem führt die Verwendung der vorgeblähten Thermoplaste bzw. Duroplaste als Porenbildner dazu, dass gewichtsmässig gesehen nur ganz geringfügige Mengen verdampft werden müssen. 



   Die so hergestellten Leichtsteine können je nach Wahl der Bindemittel und Zuschlagstoffe für Temperaturen bis zu   12000C   Verwendung finden. Die Methode der Herstellung der Mischung und der Form- linge gestattet ohne Schwierigkeiten die Fabrikation von sehr komplizierten Formsteinen, weil in diesem Falle mit dem Giessverfahren gearbeitet werden kann. Des weiteren haben die Thermoplaste oder Duro- plaste keine Aschenrückstände. Die resultierende Feuerfestigkeit des Leichtsteines wird also nicht durch Bestandteile herabgesetzt, wie sie sich ergeben, wenn man beim Ausbrennverfahren Kohlen, Sägespäne, oder andere brennbare Stoffe mit mineralischen Bestandteilen vermischt, anwendet. Die vorgeschlagene
Masse eignet sich aber auch zur Herstellung von Formlingen durch Verarbeitung auf Maschinen, wie   z. B.   



   Strangpressen und Nachschlagpressen, denen die Masse in plastischer oder unplastischer Form zugeführt wird. 



   Die erfindungsgemäss hergestellten Steine bzw. Leichtmassen dienen der Herstellung von Mauerwerk, das isolierend wirkt, so dass sie   z. B.   zwischen einem feuerfesten Mauerwerk und der Aussenwand einge- 

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 setzt werden können, um den Wärmeverlust auf ein Minimum zu reduzieren. Die   Isolierwirkung   ist nicht nur in bezug auf Wärme, sondern auch in bezug auf Schall vorhanden, so dass sich die erfindungsgemäss hergestellten Steine auch für Schalldämmzwecke eignen. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung von Leichtsteinen unter Verwendung von   blähfähigen,   verdampfbaren oder vergasbaren Thermoplasten oder Duroplasten als Porenträger, dadurch gekennzeichnet, dass die Porenträger in an sich bekannter Weise, gebläht und nach Korngrössen klassiert, mit chemischen Bindemitteln und eine Porosität bewirkenden Zuschlagstoffen sowie gegebenenfalls Füllstoffen vermischt werden, worauf die gebildete Masse verformt wird und die vorzugsweise getrockneten Steine einer Nachbehandlung durch Erhitzen auf   200 - 3000C   zur Verdampfung bzw. Vergasung der Porenträger unterzogen werden. 
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Claims (1)

1. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die geblähten Porenträger vor ihrer Weiterverwendung zwecks Alterung 8 - 14 Tage gelagert werden.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kornklassierung auf Korngrössen zwischen 0, 1 und 3 mm Durchmesser durchgeführt wird.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kornklassierung innerhalb des Bereiches von etwa 0,3 bis 3 mm mit einer Toleranz von : 0, 2 mm erfolgt.

   6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Zement, ff. Zement, Gips, Wasserglas, wässerige Sulfitablauge, kaustischer Magnesit, Sintermagnesit in Verbindung mit Wasser. und/oder Magnesiumsulfat bzw. Natriumsulfat verwendet wird.

   7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zuschlagstoffe z. B. Kieselgur, Asbest, Asche von Reisstroh, Vermiculit, Diatomeenerde bzw. geblähte oder ungeblähte Thermoplaste oder Duroplaste in Faden - oder Röhrchenform verwendet werden.

   8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass als Füllstoffe Quarz- oder Schlackensand bzw. Leichtschamotte mit einem Raumgewicht von 0,5 bis 0,8 kg/dm* Verwendung finden.

   9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dassPorenbildnerundBindemitteleinschliesslichZuschlagstoffennachdenGesetzenderdichtesten Packung gewählt werden, und dass die Zellenwände eine Stärke von 5 bis 200 ji aufweisen.