DE1471147C

DE1471147C - Process for the production of burned components

Info

Publication number: DE1471147C
Authority: DE
Inventors: Ferenc Ott Miklos Pecs Czart (Ungarn)
Original assignee: Ferumon, Muszaki Kulkereskedelmi Vallalat, Budapest
Publication date: 1972-01-27

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geschlossenen Poren besitzenden Bauelementen mit geringem Raumgewicht und großer Abmessung.The invention relates to a method of manufacture of closed-pore construction elements with a low volume weight and large dimensions.

Es wurden bereits Verfahren bekannt, wonach zur Herstellung von Filterkörpern poröse Laven verwendet werden können (deutsche Patentschrift 290 961), ferner, daß durch die Verwendung von Sulfitablauge bzw. Säureharz (deutsche Patentschrift 832 569) bzw. vonschwefelhaltigenSteinkohlenteerölenoderTürkischrotöl in Kombination mit Wasserstoffperoxid (deutsche Patentschrift 723 609) eine Strukturverbesserung bzw. Blasenregelung bei der Schaumbildung verschiedener Produkte, gegebenenfalls ohne Sinter- und Brennvorgang, hervorgerufen ,werden kann.Processes have already been known according to which porous lavas are used for the production of filter bodies can be (German Patent 290 961), further that through the use of sulphite waste liquor or acid resin (German Patent 832 569) or of sulfur-containing coal tar oils or turkish red oil in combination with hydrogen peroxide (German patent specification 723 609) a structural improvement or Bubble control during the foam formation of various products, if necessary without sintering and firing, can be caused.

Die Patentschrift 24 761 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in Ost-Berlin betrifft die Herstellung großformatiger poröser; Bauelemente aus Schiefer, Ton usw., welche durcti Erhitzen gesintert und gebläht, sodann in noch plastischem Zustand durch Verpressen geformt werden können.Patent specification 24 761 of the Office for Invention and The patent system in East Berlin concerns the production of large-format porous ones; Building elements made of slate, Clay, etc., which are sintered and expanded by heating, can then be shaped by pressing while still in a plastic state.

In der USA.-Patentschrift 1746 860 wird beschrieben, daß schwefel- und kohlenstoffhaltige Betriebsabfallstoffe durch oxydierenden Luftstrom behandelt und dadurch ein festes, zellartiges Material erzeugt werden kann, welches als Füllstoff benutzt wird.US Pat. No. 1,746,860 describes that sulfur- and carbon-containing industrial waste is treated by an oxidizing air stream and thereby a solid, cellular material can be produced which can be used as a filler will.

In der deutschen Patentschrift 594 000 und im Artikel der Zeitschrift »Zement und Kalk« (S. 50, Absatz 5, Zeilen 1 bis 4) werden Verfahren beschrieben, die sich auf die Herstellung von Formkörpern aus Ton bzw. feuerfestem Bindeton beziehen. Bei der Herstellung der Formkörper wird zur Förderung der Porosität der Produkte Sulfitablauge verwendet, und die hergestellten PrOdukte'Werden als Betonzusätze verwendet.In the German patent specification 594 000 and in the article in the magazine "Zement und Kalk" (p. 50, Paragraph 5, lines 1 to 4) processes are described which relate to the production of moldings Obtain clay or fireproof binding clay. In the production of the molded body is used to promote the Porosity of the products used sulphite waste liquor, and the products manufactured are used as concrete additives used.

Die vorliegende Erfindung betrifft demgegenüber ein Kombinationsverfahren, wonach aus vulkanischem Gestein Bauelemente mit reproduzierbaren Eigenschaften hergestellt werden können. Der Gedanke, vulkanisches Gestein zur Herstellung von großflächigen Bauelementen mit geschlossenen Poren zu verwenden, ist daher.:als./überraschend zu betrachten,·; da die erfindungsgemäße Kombination den zusätzlichen Effekt aufweist, welcher dei Ausarbeitung der vulkanischen Gesteine; int ,Bauelementen mit geschlossenen Poren und großenÄbmessungen ermöglicht. Im vorliegenden Fall wurde jene Erkenntnis verwertet,' daß aus vulkanischen Gesteinen durch Zusatz von spezifischen gasbildenden Stoffen und mit plastischer Verformung, Einlegen^l:iirFörrnen, Ausbrennen■ und^: Auskühlung der Form solche Bauelemente hergestellt werden, die in der Bauindustrie neue Produkte darstellen und zusätzliche Vorteile aufweisen.In contrast, the present invention relates to a combination process, according to which structural elements with reproducible properties can be produced from volcanic rock. The idea of using volcanic rock for the production of large-area construction elements with closed pores is therefore: to be considered as / surprising, ·; since the combination according to the invention has the additional effect that the elaboration of volcanic rocks; in t , construction elements with closed pores and large dimensions. In this case, those knowledge was exploited, 'that made of volcanic rocks by the addition of specific gas-forming materials and with plastic deformation, inserting ^l: iirFörrnen, burning and ^■: cooling of the mold are manufactured such devices which are novel in the construction industry products and additional Have advantages.

Die vorliegende Erfindung zur Herstellung von geschlossenen Poren besitzenden Bauelementen großer Abmessung mit hoher Bruchfestigkeit und geringem Raumgewicht aus vulkanischen Gesteinpulvern ist dadurch gekennzeichnet, daß feingemahlenes, vulkanisches Gesteinspulver mit einer Korngröße von weniger als 500 μ im Gemisch mit beim Erhitzen schweflige Gase erzeugenden Stoffen auf feuchtem Wege plastisch verformt, der Formkörper dann in wärmebeständige, vorzugsweise mit einem nicht sinternden Stoff, wie Aluminiumoxid, bestreute Formen, wobei eine Oberfläche der Form offenbleibt, eingelegt, darin bis zur Bildung einer zusammenhängenen Schmelzschicht auf der freien Oberfläche gebrannt und dann stufenweise abgekühlt wird.The present invention for the manufacture of closed pore having structural elements Dimension with high breaking strength and low density made of volcanic rock powders characterized in that finely ground volcanic rock powder with a grain size of less than 500 μ in a mixture with substances that produce sulphurous gases when heated on moist Ways plastically deformed, the molded body then into heat-resistant, preferably with a non sintering material, such as aluminum oxide, sprinkled molds, leaving one surface of the mold open, inserted into it until a cohesive layer of enamel has formed on the free surface is fired and then gradually cooled.

Für diese Formkörper wird ein vulkanischesFor this shaped body is a volcanic

V .Gesteinpulver verwendet, dessen Körngröße kleiner als 500 Mikron ist, zweckmäßiger ein Pulver, das mindestens zu 10 %> zweckmäßig aber mindestens zu 70°/o ^eme Korngröße unter 200 Mikron besitzt. Je feiner die Körnung ist, desto gleichmäßiger wird die Struktur des hergestellten Formkörpers, und das beim Erhitzen erzeugte Gas ist in feinverteilten Gasblasen in dem Sinterkörper eingeschlossen. Es hat sich praktisch als sehr vorteilhaft ein Pulvergemisch erwiesen, das zu 70% aus Körnern unter 100 Mikron, zu 25 bis 30% aber aus Körnern zwischen 100 und 200 Mikron besteht. Als gaserzeugendes Material wird eine Schwefelverbindung gebraucht. Sehr vorteilhaft kann Pyrit enthaltendes Gesteinpulver verwendet werden, wobei das Sintern dann in oxydierender Atmosphäre durchgeführt wird. Zur feuchten Her-Stellung der Formkörper kann Sulfitablauge gebraucht werden. Mit gutem Erfolg kann man auch die wäßrige Emulsion von Säureharz verwenden.V. Rock powder used, the grain size of which is smaller than 500 microns, more expediently a powder that has at least 10%> expediently but at least 70% ^eme grain size below 200 microns. The finer the grain size, the more uniform the structure of the molded body produced, and the gas generated during heating is enclosed in finely divided gas bubbles in the sintered body. In practice it has been found to be very advantageous to use a powder mixture which consists of 70% grains below 100 microns, but 25 to 30% of grains between 100 and 200 microns. A sulfur compound is used as a gas generating material. Rock powder containing pyrite can be used very advantageously, the sintering then being carried out in an oxidizing atmosphere. Sulphite waste liquor can be used to produce the moldings in a moist state. The aqueous emulsion of acid resin can also be used with good success.

Als vulkanisches Gesteinpulver können z. B. die folgenden Gesteine verwendet werden: Dazit, Dazittuff, Riolith, Phönölith: oder .'Trachit. Sehr vorteilhaft ist der Gebrauch von Tuffen, weil diese leicht zu feinem Pulver gemahlen werden können.As volcanic rock powder z. B. the following rocks are used: Dazite, Dazittuff, Riolith, Phönölith: or .'Trachit. Very advantageous is the use of tuffs because they can easily be ground into a fine powder.

Nachstehend ist die Analyse einiger der wichtigeren vulkanischen Gesteine, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gut angewendet werden können, angegeben:Below is an analysis of some of the more important volcanic rocks involved in the invention Procedures can be applied well, stated:

"Öazit"
Vo"Öazit"
Vo -Dazit-
tuff
■"%-Dazit-
tuff
■ "% RiolithRiolith -Phono-
Iith
°/o .-Phono-
Iith
° / o. TrachitTrachite 35
SiO₀
AUO₃
FeO
4o CaO
Na₉O
,K₂O..
MgO
FeS, 35
SiO ₀
AUO ₃
FeO
4o CaO
Na ₉ O
, K ₂ O ..
MgO
FeS, 62,32
16,62
1,51
2,06
_.._4,62
l',70
2,30
2,362.32
16.62
1.51
2.06
_.._ 4.62
l ', 70
2.30
2.3 68,81
14,61
1,36
1,26
2,21..
3,31"
• 4,61-.
'0,74
Z,ö 68.81
14.61
1.36
1.26
2.21 ..
3.31 "
• 4.61-.
'0.74
Z, ö 73,82
12,63
1,63
1,75
0,35
0,86
7,35
0,36
1,073.82
12.63
1.63
1.75
0.35
0.86
7.35
0.36
1.0 58,97
20,18
2,18
1,51
1,02
8,45^:
4,28
0,1258.97
20.18
2.18
1.51
1.02
8.45 ^:
4.28
0.12 55,05
16,32
4,02
3,46
6,48
' 3,88
4,55
2,7255.05
16.32
4.02
3.46
6.48
'3.88
4.55
2.72

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Formkörper von 1000 bis 500 kg/m³ Raumgewicht hergestellt werden _:— oder.aber auch FormkörperWith the process according to the invention, moldings with a density of 1000 to 500 kg / m ³ can be produced _: - or, however, moldings as well

^:5ο' mit noch geringerem Raurngfcwicht —, die eine genügende Festigkeit besitzen, um als Bauelemente von großen Abmessungen angewandt werden zu können. Diese Bauelemente von.gr_oJ3en Abmessungen werden so bemessen, daß sie wenigstens in zwei Dimensionen .den Abmessungen;:einer. ::ganzen Wand oder deren Bruchteilen entsprechen. So -können z. B. Bauelemente von 3 · 4 · 0,30 m'hergestellt", weiden. Man kann aber auch kleinere Bauelemente '-— mit normierten Abmessungen— herstellen. ■ ■·· · ^: 5ο 'with even less storage weight - which have sufficient strength to be used as structural elements of large dimensions. These components of large dimensions are dimensioned in such a way that they are at least in two dimensions, the dimensions: one. :: correspond to the whole wall or its fractions. So -can z. B. construction elements of 3 · 4 · 0.30 m 'manufactured ", but one can also produce smaller construction elements" - with standardized dimensions ". ■ ■ ·· ·

Diese Formstucke :werden", zweckmäßig in noch plastisch feuchtem/Zustand in- Schamottformen eingelegt und ausgebrannt,-; indem-eine Seite der Form offen ist. Das Ausbrennen (Sintern) wird dann so ausgeführt, daß auf der freien Seite des Bauelementes eine schmelzartige Schicht erzeugt wird. Der von der Form begrenzte Teil des Bauelementes sintert weniger stark als seine der Feuerung ausgesetzte freie Oberfläche. Die aus einer Schmelzschicht gebildete SeiteThese fittings: are ", expedient in yet plastically moist / state in fireclay molds inserted and burned out, -; by-one side of the form is open. The burn-out (sintering) is then carried out so that on the free side of the component a melt-like layer is produced. The part of the component that is limited by the shape sinters less stronger than its free surface exposed to the fire. The side formed from a layer of enamel

der Bauelemente kann als äußere Wandfläche von Gebäuden dienen und bedarf keines Verputzes; außerdem widersteht eine solche Wand sehr gut der Witterung. Auch auf die innere Seite der erfindungsgemäßen Bauelemente muß zumeist kein Verputz aufgetragen werden, diese können unmittelbar angestrichen werden.the building element can serve as the outer wall surface of buildings and does not require plastering; Besides that such a wall withstands weather conditions very well. Also on the inner side of the invention Components usually do not have to be plastered, they can be painted immediately will.

Die Korngröße der verschiedenen vulkanischen Gesteinpulver, die Menge der gaserzeugenden Materialien, ferner die Temperatur und Zeitdauer des Sinterns wird auf Grund von Vorversuchen so gewählt, daß das erwünschte Raumgewicht und die entsprechende Festigkeit der gebrannten Bauelemente erreicht werden können. So erfolgt z. B. das Sintern im Falle eines Materials geringerer Korngröße bei niedrigeren Temperaturen. Die Gasbildung und somit die Struktur mit geschlossenen Blasen (Poren) entstehen schneller als in einem Grundstoff von größeren Körnern. Bauelemente von höherer Festigkeit können erzeugt werden, wenn außer überwiegend feineren Körner — z.B. zu 70% unter 100 Mikron — eine gewisse Menge gröberer Körner z. B. zu 25 bis 30 % zwischen 100 und 200 Mikron anwesend sind.The grain size of the various volcanic rock powders, the amount of gas-generating materials, Furthermore, the temperature and duration of the sintering is chosen on the basis of preliminary tests so that that the desired density and the corresponding strength of the fired components can be achieved be able. So z. B. sintering in the case of a material with a smaller grain size at lower temperatures. The gas formation and thus the structure with closed bubbles (pores) arise more quickly than in a base of larger grains. Components of higher strength can be produced if apart from predominantly finer grains - e.g. 70% below 100 microns - a certain Amount of coarser grains e.g. B. 25 to 30% between 100 and 200 microns are present.

Zwecks Herabsetzung der Sintertemperatur können dem vulkanischen Gesteinpulver zusätzlich Alkaliverbindungen zugesetzt werden.Alkali compounds can also be added to the volcanic rock powder to reduce the sintering temperature can be added.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen die nachstehenden Beispiele.The examples below serve to illustrate the process according to the invention.

example 1

10 kg Dazittuff-Mahlgut — mit der oben angegebenenen Zusammensetzung —, dessen Korngröße unter 200 Mikron ist und in dem die Menge der Körner unter 100 Mikron 70% beträgt, wird mit 401 Sulfitablauge zu einer plastischen Masse verarbeitet. Dieses Material wird dann in eine Schamotteschablone von 1 · 1,5 · 0,20 Meter Abmessungen eingelegt und abgeglättet. Die Schamottewände werden vorher mit aluminiumoxidhydrathaltigen Dextrinklebemitteln ausgekleidet. Das in die Form eingelegte Material wird in feuchtem Zustand in einen Tunnelofen geschoben und in dem Ofen während 5 Stunden bis auf 125O⁰C erhitzt. Auf dieser Temperatur wird es 5 Stunden lang gehalten und schließlich während 10 Stunden langsam abgekühlt. Auf der freien Oberfläche des so erzeugten Bauelementes bildet sich eine grünlichgraufarbige Schmelzschicht, während die mit den Wänden der Schablone in Berührung kommenden Teile matt bleiben. Die Bruchfestigkeit ist 150 kg/cm², das Raumgewicht 800 kg/m³. Die Poren im Inneren des Materials sind nicht größer als 2 mm. Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist 4 · 10~⁷.10 kg of Dazittuff grist - with the above composition - whose grain size is less than 200 microns and in which the amount of grains is less than 100 microns is 70%, is processed with 40 l of sulphite waste liquor to form a plastic mass. This material is then placed in a fireclay template measuring 1 x 1.5 x 0.20 meters and smoothed off. The fireclay walls are previously lined with dextrin adhesives containing aluminum oxide hydrate. The moist material placed in the mold is pushed into a tunnel oven and heated ^{in the oven to 125O 0 C for 5 hours.} It is kept at this temperature for 5 hours and then slowly cooled down over 10 hours. A greenish-gray enamel layer forms on the free surface of the component produced in this way, while the parts that come into contact with the walls of the stencil remain matt. The breaking strength is 150 kg / cm ² , the density is 800 kg / m ³ . The pores inside the material are no larger than 2 mm. The coefficient of thermal expansion is 4 · 10 ~ ⁷ .

Falls man eine von der beim Ausbrennen (Sintern) entstehenden grünlichgrauen Farbe abweichende Farbe erzielen will, so soll vor dem Ausbrennen ein Farbstoff (ein färbendes Metalloxyd), z. B. Kobaltoxyd, aufgetragen werden, wobei dann beim Ausbrennen auf niedrigeren Temperaturen eine blaue j Schmelzschicht erhalten werden kann. Bei höheren ( Temperaturen erzeugt das Kobaltoxyd eine schwarze ! Farbe. Mit entsprechenden organischen Farbstoffen : können verschiedene Farben oder Musterungen erzielt ■ werden.If you have a greenish-gray color that deviates from the greenish-gray color that occurs during burning out (sintering) Want to achieve color, a dye (a coloring metal oxide), e.g. B. cobalt oxide, applied, with a blue color when it is burned out at lower temperatures j enamel layer can be obtained. At higher (temperatures, the cobalt oxide produces a black ! Color. With appropriate organic dyes: different colors or patterns can be achieved ■ become.

B e i s ρ i e 1 2 ^6s B is ρ ie 1 2 ^6s

100 kg gemahlener Dazittuff, dessen Korngröße mit jener nach Beispiel 1 identisch ist, wird mit 5 kg in Wasser suspendiertem Säureharz vermischt und die so vorbereitete Masse gemäß Beispiel 1 in eine.Schamotteschablone gelegt. Das Brennen wird bei 1050° C Höchsttemperatur durchgeführt. Man erhält so Bauelemente von 60 kg/cm² Bruchfestigkeit, deren Raumgewicht 500 kg/m³ beträgt. Die Poren sind höchstens mm groß, doch 60 % der Poren bleibt unter 1 mm. Der Wärmeausdehnungskoeffizient und die Farbeffekte des erzeugten Materials gleichen jenem gemäß Beispiel 1.100 kg of ground dazite tuff, the grain size of which is identical to that according to Example 1, is mixed with 5 kg of acid resin suspended in water and the mass prepared in this way according to Example 1 is placed in a fireclay template. The firing is carried out at a maximum temperature of 1050 ° C. In this way, components with a ^{breaking strength of 60 kg / cm 2} and a density of 500 kg / m ³ are obtained. The pores are at most mm in size, but 60% of the pores remain below 1 mm. The coefficient of thermal expansion and the color effects of the material produced are the same as those in Example 1.

Example 3

50 kg gemahlener Dazittuff wird mit 35 kg Phonolithpulver-Mahlgut vermischt. Die Korngrößen sind gleich den unter Beispiel 1 angeführten. Diese Mischung wird mit in Wasser suspendiertem Säureharz vermischt und geknetet. Das Sintern wird analog dem Beispiel 1 durchgeführt. Die Aufheizzeit beträgt Stunden, die höchste Ausbrenntemperatur erreicht 1000⁰C. Das Produkt wird während 5 Stunden auf dieser Temperatur gehalten, die Abkühlung dauert zweckmäßigerweise 6 Stunden. Die erhaltenen Bauelemente haben ein Raumgewicht von 500 kg/m³ und eine Bruchfestigkeit von 50 kg/cm².50 kg of ground Dazittuff is mixed with 35 kg of phonolite powder grist. The grain sizes are the same as those listed under Example 1. This mixture is mixed with acid resin suspended in water and kneaded. The sintering is carried out analogously to Example 1. The heating time is hours, the highest burnout temperature reaches 1000 ^° C. The product is kept at this temperature for 5 hours, the cooling expediently lasts 6 hours. The components obtained have a density of 500 kg / m ³ and a breaking strength of 50 kg / cm ² .

Bauelemente von großen Abmessungen können an einem Baugerippe einfach befestigt werden; sie können aber auch als selbsttragende Bauelemente verwendet werden, da sie eine genügende Festigkeit besitzen. Die äußere witterungsfeste Schmelzschicht macht auch einen äußeren Wandputz und spätere Reparaturen überflüssig.Components of large dimensions can easily be attached to a structure; you can but can also be used as self-supporting components, as they have sufficient strength. the outer weatherproof enamel layer also makes an external wall plaster and subsequent repairs superfluous.

Claims

Patent claims:

1. A method for the production of closed pore building elements of large dimensions with high breaking strength and low density from volcanic rock powders, characterized in that finely ground volcanic rock powder with a grain size of less than 500 μ in a mixture with substances that produce sulphurous gases when heated on a moist path plastically deformed, the molded body is then placed in heat-resistant molds, preferably sprinkled with a non-sintering substance such as aluminum oxide, with one surface of the mold remaining open, burnt therein until a coherent layer of melt has formed on the free surface and then gradually cooled.

2. The method according to claim 1, characterized in that for the production of the molded body a volcanic rock powder is used, the grain content of which is at least 50% - practical but 70% - consists of grain sizes below 200 microns.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that for the production of the molded body a volcanic rock powder is used, the grain content of which is 70% grains below 100 microns, 25 to 30% but consists of grains between 100 and 200 microns grain size.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that as a gas generating Material a sulfur compound, expediently pyrite-containing volcanic rock powder used and the sintering is carried out in an oxidizing atmosphere.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that during manufacture the molding used sulphite waste liquor.

6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that during manufacture the molding acid resin is used.