DE1269935B

DE1269935B - Dauerform fuer plastische und giessfahige keramische Massen

Info

Publication number: DE1269935B
Application number: DEP1269A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Harkort; Dipl-Ing Rudolf Rasch
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Battelle Institut eV
Priority date: 1964-02-15
Filing date: 1964-02-15
Publication date: 1968-06-06

Description

Dauerform für plastische und gießfähige keramische Massen Formen für plastische und gießfähige keramische Massen werden vorwiegend aus Gips hergestellt. Die Vorteile der Gipsformen sind bekannt und beruhen im wesentlichen auf der Kapillarstruktur, der guten Benetzungsfähigkeit und dem Konzentrationsgefälle, so daß dem keramischen Schlicker in kurzer Zeit das Wasser entzogen wird, wobei sich gleichzeitig ein ausreichend fester Scherben bildet, der nicht an der Form klebenbleibt. Nachteilig ist bei der Gipsform die unzureichende Korrosionsbeständigkeit, so daß deren Lebensdauer beschränkt ist und beispielsweise beim Schlickguß nur etwa 60 bis 100 Abgüsse möglich sind.
Es ist bekannt, daß die unzureichende Korrosionsbeständigkeit vorwiegend darauf zurückzuführen ist, daß Gips wasserlöslich ist und daß entweder durch die Feuchtigkeit plastischer keramischer Massen oder durch den Wasseranteil im Zusammenwirken mit den Elektrolyten der keramischen Gießmassen eine Lösung der Oberfläche der Gipsform stattfindet, durch die sie abgetragen wird.
In der deutschen Patentschrift 881324 ist eine Gießform für die Herstellung keramischer Körper beschrieben, die aus Gips und Schamotte besteht. Wie der Vorerfinder ausführt, erfolgt der Zusatz von Schamotte, um einerseits die Temperaturwechselbeständigkeit von Gipsformen zu verbessern und andererseits den Gipsverbrauch zu verringern. Der nicht lösliche Zusatzstoff Schamotte verzögert zwar etwas die Abnutzung einer solchen Gießform, er kann sie aber keineswegs wirksam verhindern, weil der vorhandene Gipsanteil durch die Feuchtigkeit der keramischen Massen von der Oberfläche der Gießform her abgetragen wird. Bei der vorbekannnten Gießform handelt es sich also um keine Dauerform für keramische Massen. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei den Gegenständen der weiterhin bekannten deutschen Patentschriften 435 196 und 67 176. Die Gießform nach der deutschen Patentschrift 435 196 soll aus einer Mischung von Tonpulver mit einem Bindemittel, wie z. B. Zement, gelöschtem Kalk oder schwachgebrannter Magnesia, bestehen. Eine sinnvolle Lehre zum technischen Handeln ist damit jedoch nicht gegeben. DerZusatz von Zement macht eine Gipsform praktisch wasserundurchlässig, weshalb dem keramischen Schlicker über die Gießform kein Wasser entzogen werden kann und letztere deshalb als unbrauchbar zu bezeichnen ist. Nicht viel besser liegen die Verhältnisse bei gelöschtem Kalk als Zuschlagstoff, da auch er nicht genügend saugfähig ist, während schwach gebrannte Magnesia mit Wasser reagiert, wodurch sie wächst und über kurz oder lang ein Reißen der Gießform bewirkt. Was nun die deutsche Patentschrift 67 176 anbelangt, so bestehen die dort beschriebenen Formen aus einer Mischung mit einem nicht unerheblichen Anteil an Gips und gebrannter Magnesia. Wie bereits ausgeführt, sind diese beiden Komponenten wasserlöslieh, und man erreicht deshalb nur etwa eine Verdoppelung der Lebensdauer von vorwiegend aus Gips hergestellten Formen. Außerdem bewirkt die gebrannte Magnesia das bereits erwähnte Reißen der Form.
Die allmähliche Auflösung der Formoberfläche tritt nicht auf, wenn man erfindungsgemäß als Formmasse poröse Kalzium-Silikat-Hydrate verwendet. Diese Werkstoffe sind wegen ihrer geringen Wasserlöslichkeit sehr korrosionsbeständig und gewährleisten gegenüber herkömmlichen Gipsformen vielfach verlängerte Lebensdauer.
Die Formmasse wird durch die an sich bekannte hydrothermale Behandlung eines Kalk-Kieselsäure-Gemisches in einem Autoklav bei Temperaturen oberhalb 1651 C gewonnen. Bekanntlich läßt sich, beispielsweise durch hohen Wasserüberschuß in der Ausgangsmischung oder durch Zusatz gasabgebender Stoffe, wie Wasserstoffsuperoxyd, oder gasentwickelnder Stoffe, wie Aluminiumpulver, oder schaumbildender Stoffe, wie Saponine, jede gewünschte Porenstruktur, vorzugsweise Kapillarstruktur im Kalzium-Silikat-Hydrat erzielen. Auf diese Weise läßt sich jede gewünschte Saugfähigkeit der erfindungsgemäßen Dauerform einstellen.
Um eine vollständige Bindung des Kalks an Kieselsäure zu erreichen, wählt man zweckmäßigerweise die Kalk- und Kieselsäureanteile im Gemisch so, daß sich ein Mol-Verhältnis von CaO - Si02 gleich 0,1 bis 1: 1 ergibt. Hierdurch werden optimale mechanische Festigkeiten erreicht.
Als CaO-Träger im Kalk-Kieselsäure-Gemisch können Branntkalk oder Kalkhydrat, angeteigter Kalk (Speckkalk), Kalziumkarbidschlamm oder hy- draulischer Kalk verwendet werden.
Als Si02-Träger können Kieselgar oder Kieselkreide, Schluffsand, puzzolanähnliche Stoffe, Quarzmehl, bevorzugt unter 0,1 mm Komgröße zur Anwendung gelangen.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dauerform wird ein Modell mit dem im Wasser aufbereiteten Kalk-Kieselsäure-Gemisch umgossen, dem gegebenenfalls Zuschläge beigemischt sind, welche die Kapillarstruktur beeinflussen. Die gießfähige Formmasse erstarrt nach kurzer beeinflußbarer Zeit unter Abbindeerscheinungen. Bei Bedarf lassen sich in bekannter Weise auch geteilte Formen herstellen. Nach dem Abbinden des Gemisches wird die Rohform in einen Autoklav eingesetzt. Die Festigkeit der Rohform kann durch Zusatz von Abbindereglern, beispielsweise Zucker oder Melasse, zur Ausgangsmischung verbessert werden. Die Rohform wird in dem Autoldav bei Temperaturen über 1651 C, vorzugsweise zwischen 180 und 2101 C, ausgehärtet. Die Zeitdauer der Aushärtung bestimmt sich aus der Bedingung, daß das Produkt aus Zeit und Dampfdruck mindestens 65 Atmosphärenstunden betragen muß.
Zur Verbesserung der Bruchfestigkeit, besonders bei größeren Formen, kann man beim Umgießen des Modells in die Form eine Metalleinlage, beispielsweise aus Streckmetall, einbetten.
Die Ablösbarkeit des rohen Scherbens aus der erfindungsgemäßen Form wird verbessert, wenn man die fertige Form aus einem Kalzium-Silikat-Hydrat gemäß der Zeichnung außen mit einem Gipsmantel umhüllt oder bei der Herstellung der Form dem Kalk-Kieselsäure-Gemisch grobkörnigen Gips zusetzt, oder beide Maßnahmen zugleich vorsieht. Die Zeichnung stellt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Dauerform dar. Der Gips wird als Stuckgips, Hartgips oder gemahlener Gipsstein, abgebundener Gips, Anhydrit od. dgl., dem Kalk-Kieselsäure-Gemisch zugesetzt. Der Gipsanteil kann bis zu 35 % betragen. Ein Herauslösen des Gipses tritt bei der erfindungsgemäßen Dauerform nicht auf, da er, soweit er überhaupt abgelöst wird, in den Kapillaren erhalten bleibt und dort befin Trocknen der Dauerform wieder auskristallisiert.

Claims

Patentansprüche: 1. Die Verwendung einer Formmasse aus porösem Kalzium-Silikat-Hydrat für die Herstellung einer Dauerform für plastische und gießfähige keramische Massen.
2. Verfahren zur Herstellung der Dauerform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modell mit einem in Wasser aufbereiteten Kalk-Kieselsäure-Gemisch, dem gegebenenfalls bis zu 351/o grobkörniger Gips beigemischt ist umgossen wird und nach dem Abbinden die Rohform vom Modell entfernt und im Autoklav bei einer Temperatur oberhalb 1651 C ausgehärtet wird, wobei die Zeitdauer der Aushärtung aus der Gleichung Zeitdauer mal Dampfdruck ##, 65 Atmosphärenstunden bestimmt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohform im Autoklav bei einer Temperatur zwischen 180 und 2101 C ausgehärtet wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Form außen von einem Gipsmantel umhüllt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 881324, 435 196, 67176.