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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von fliessfähigen, selbsthärtenden Massen für
Giesskerne und-formen, bei dem ein Füllstoff, insbesondere Quarzsand, mit Gips als mineralischem Bindemit- tel, einem vorzugsweise A1kylarylsulfonate enthaltenden Schaumbildner und mit Wasser innig vermengt wird.
Bei bekanntgewordenen Verfahren dieser Art besteht die Masse im wesentlichen aus Gips und es musste eine erhebliche Menge Wasser zugesetzt werden, um einerseits den Gips vollständig zu hydratisieren und anderseits eine ausreichende Fliessfähigkeit des Gemisches zu erreichen, welche das Ausfüllen der Formkasten gewährlei- stet. Die hergestellten Giesskerne- oder -formen mussten dann zur Entfernung der überschüssigen Feuchtigkeit warm getrocknet werden, da andernfalls das Wasser beim Giessen verdampfte und Gussfehler auftreten (brit. Pa- tentschrift Nr. 696, 169). Das Warmtrocknen verursacht nicht nur zusätzliche Kosten, sondern bedingt auch einen Transport der noch feuchten und daher wenig festen Formen, so dass Brüche nicht vermeidbar sind.
Es sind auch fliessfähige selbsterhärtende Massen vorgeschlagen worden, die ausser Füllstoffen und einem Schaumbildner flüssiges Wasserglas als Bindemittel sowie Zusatzmittel mit einem Anteil an Calciumorthosili- katen enthalten. Diese Zusatzmittel bewirken das selbsttätige Erhärten der Masse an Luft (franz. Patentschrift Nr. 1. 342. 529).
Solche Massen können zwar in Kernkästen od. dgL'eingegossen werden, ohne einer anschliessenden Verdichtung zu bedürfen, haben jedoch bei hohen Temperaturen eine ungenügende Festigkeit und lassen sich von den Giessstücken nur verhältnismässig schwer abnehmen.
Es ist auch versucht worden, fliessfähige und selbsterhärtende Massen herzustellen, die als Bindemittel Salze der Ligninsulfonsäuren enthielten, wobei aber der Zusatz eines Härters notwendig war, der sechswertiges Chrom enthält. Derartige Massen nehmen die Gestalt des abzuformenden Modelles wohl mit genügender Genauigkeit an und erhärten an der Luft. Sie sind auch von den Gussstücken verhältnismässig leicht abnehmbar. Unbefriedigend ist die Festigkeit von aus derartigen Massen hergestellten Formen oder Kernen, die ihre Verwendung auf einfache Form- oder Kerngestalten beschränkt. Mit einer mehrmaligen Verwendbarkeit der Formen war nicht zu rechnen und überdies bedeutet die notwendige Verwendung eines Verbindungen des sechswertigen Chroms enthaltenden Härters eine erhebliche Verteuerung.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Massen, die von sämtlichen angeführten Mängeln frei sind, also eine erhöhte Festigkeit im harten Zustand bei guter Feuerfestigkeit aufweisen, die keiner Wärmetrocknung bedürfen, sich leicht von den Gussstücken trennen lassen und billige praktisch überall verfügbare mineralische Bindemittel enthalten.
Dieses Ziel ist mit einem Verfahren der eingangs umrissenen Art erreichbar, bei dem erfindungsgemäss das Abbinden der Masse mitHilfe eines Zusatzes von Ligninsulfonsäuresalzen und/oder deren Polymerisaten zeitlich verzögert und durch diesen Zusatz gleichzeitig eine höhere als die mit dem mineralischen Hauptbindemittel allein erreichbare Festigkeit der erstarrten Masse erzielt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die Salze der Ligninsulfonsäure primär die Abbindezeit verzögern, wobei sie auch als willkommene Begleiterscheinung die Festigkeit verbessern.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Ligninsulfonsäuresalze und/oder deren Polymerisate der Masse in einer Menge von 0, 1 bis 21o ihres Gesamtgewichtes in Form einer wässerigen Lösung zuzusetzen. Wird in die Masse als zusätzliches mineralisches Bindemittel Zement in einer Menge von 0, 1 bis 10/0 des Gesamtgewichtes der Masse eingeführt, so ergibt sich eine weitere, merkliche Zunahme der Festigkeit.
Es empfiehlt sich, die festen und die flüssigen Bestandteile gesondert innig zu vermischen und beide Gemische anschliessend zu der fliessfähigen, selbsthärtenden Masse zu vermengen. Auf diese Weise ist ohne we- sentliche Erhöhung der Mischdauer eine bessere Homogenität des Gemisches erzielbar.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Beispiel l : Zur Bereitung der Masse wurden verwendet (in Gewichtsteilen) :
EMI1.1
<tb>
<tb> Quarzsand <SEP> als <SEP> Füllstoff <SEP> 85, <SEP> 0
<tb> a-Gips-Halbhydrat <SEP> als <SEP> Mineral-Bindemittel <SEP> 15, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Sulfitspiritusschlempe, <SEP> enthaltend <SEP> Salze <SEP> von <SEP> Ligninsulfonsäuren <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Raffiniertes <SEP> Alkylarylsulfonat <SEP> als <SEP> Schaumbildner <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP>
<tb> Wasser <SEP> 6, <SEP> 0 <SEP>
<tb>
DieMasse wird wie folgt hergestellt : Die trockenen Materialien, nämlich Quarzsand und Gips, wurden 1 bis 2 min gemischt und dann mit einem vorher zubereiteten Gemisch aus den flüssigen Komponenten und dem Schaumbildner vermengt. Das Vermengen nahm 1 bis 3 min in Anspruch. In dieser Zeit ging die Masse in dünnflüssigen Zustand über, und war gebrauchsfähig.
Aus dieser Masse hergestellte Probekörper weisen folgende Kennwerte auf. Nach einer Wartezeit von 1 h betrug die Druckfestigkeit der Probekörper 1, 5 bis 2, 0 Kp/cmz, nach 24 h 7 bis 9 Kp/cm.
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Beispiel 2 :
EMI2.1
<tb>
<tb> Ausgangsmaterialien <SEP> (in <SEP> Gewichtsteilen)
<tb> Quarzsand <SEP> 87, <SEP> 5 <SEP>
<tb> a-Gips-Halbhydrat <SEP> als <SEP> Mineralbindemittel <SEP> 12, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Sulfitspiritusschlempe <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP>
<tb> Portlandzement <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Raffiniertes <SEP> A <SEP> lkylarylsulfona <SEP> t <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Wasser <SEP> 5, <SEP> 0
<tb>
Aus dieser Masse hergestellte Probekörper hatten nach 1 h Wartezeit eine Druckfestigkeit von 2, 5 bis
4 kp/cm2 ; nach 24 h Wartezeit eine Druckfestigkeit von 10 bis 12 kp/cmz.
Eine gleichzeitige Einführung der Salze derLigninsulfonsäuren und des Portlandzements bewirkt die Festig- keitssteigerung in einer kürzeren Zeit.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Massen weisen eine hohe Gasdurchlässigkeit auf und aus diesen erzeugte Formen bzw. Kerne lassen sich von dem Gussstück leicht trennen. Die Kernkästen und und Modelle brauchen nicht mit irgendwelchen Trennschichten zur Verhinderung eines Anhaftens der Masse überzogen zu werden. Als Füllstoffe können ausser Quarzsand Chrommagnesit u. ähnl. Material verwendet werden.
Ligninsulfonsäuresalze - Calcium- oder Ammoniumsalze - finden sich beispielsweise in der Sulfitspiritus- schlempe, die bei der Vergärung von in Sulfitlaugen enthaltenen Sacchariden als Abfallprodukt anfällt, und selbst keinen Alkohol enthält. Dieses Abfallprodukt kann bei dem erfindungsgemässen Verfahren nutzbringend verwertet werden.
Wärmepolymerisate, die einen Bestandteil der Masse bilden können, stellen Konzentrate dar, die durch Wärmebehandlung der Salze der Ligninsulfonsäuren hergestellt werden.
Als Schaumbildner können oberflächenaktive Stoffe aus der Klasse der anionischen, kationischen und nichtionogenen Verbindungen verwendet werden. Die geeignetsten Schaumbildner zum Überführen einer plastischen Masse in den fliessfähigen Zustand, die keine Verdichtung bei der Herstellung von Kernen und Formen erfordert, mit ausreichender Fliessfähigkeit und Beständigkeit des Schaumes sind Alkylarylsulfonate, Alkylsulfonate und Alkylsulfate, die durch Sulfurierung und Sulfatierung der Verarbeitungsprodukte von Erdöl oder auf synthetischem Wege hergestellt werden, sowie die durch die Oxyäthylierung organischer Verbindungen erhaltenen Produkte, die aktiven Wasserstoff, Amine, Nitrile und quartäre Ammoniumverbindungen enthalten.
Erfindungsgemäss hergestellte Massen bedürfen keiner Verdichtung bei der Anfertigung von Giesskernen und - formen aus diesen. Die letzteren werden durch einfaches Giessen der Masse in die Kernkästen bzw. aufdieModelle hergestellt. Das Erhärten erfolgt an der Luft gleichzeitig über den ganzen Körper des Kernes oder der Form, die 15 bis 25 min nach dem Eingiessen herausgenommen werden können.
Zufolge des geringen, etwa 6 Gel.-% betragenden Wassergehaltes der Masse ist ein Warmtrocknen der Formen od. dgl. unnötig, weil kein überschüssiges Wasser vorhanden ist, das verdampft werden müsste.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen von fliessfähigen, selbsthärtenden Massen für Giesskerne und-formen, bei dem ein Füllstoff, insbesondere Quarzsand, mit Gips als mineralischem Bindemittel, einem vorzugsweise Alkylarylsulfonate enthaltenden Schaumbildner und mit Wasser innig vermengt wird, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Abbinden derMasse mitHilfe eines Zusatzes von Ligninsulfonsäuresalzen und/oder deren Polymerisaten zeitlich verzögert und durch diesen Zusatz gleichzeitig eine höhere als die mit dem mineralischen Hauptbindemittel allein erreichbare Festigkeit der erstarrten Masse erzielt wird.
2. Verfahren nachAnspruchl, dadurch gekennzeichnet, dass dieLigninsulfonsäuresalze und/oder deren Polymerisate der Masse in einer Menge von 0, 1 bis 21o ihres Gesamtgewichtes in Form einer wässerigen Lösung zugesetzt werden.