DE1671223C - Verfahren zum Herstellen einer Magnesia-Zement-Mischung - Google Patents

Description

Beispiel 2 ^c^^{cn nur} ^'^e Zementmischung und Wasser transportiert zu werden.

20 Gewichtsteile teilweise kalzinierten Dolomits Ein weiterer Vorteil der Zementmischungen nach

(MgO ■ CaCO₃) werden mit 6 Gewchtsteilen kalzinier- der Erfindung in Verbindung mit Füllstoffen liegt

tem Magnesiumsulfat (MgSO₄) u.id mit 2 Gewichts- 5 darin, daß auf Grund der exothermen Reaktion in

teilen Calciumchlorid-Anhydrid (CaCl₂) vermischt. dem Zementbrei in Formen hergestellte Gegenstände

Diese Mischung wird mit A₁ bezeichnet innerhalb weniger Stunden aus den Formen herausge-

3 Gewichtsteile der Mischung A₁ und 2 Gewichts- nommen werden können.

teile der Mischung B von Beispiel 1 werden sorgfältig Wenn die -rfindungsgemäße Zementmischung mit miteinander vermischt und fein gemahlen. 10 Ge- io Sand und Kies als Füllstoffe verwendet wird, so sind wichtsteile der fertigen Mischung ergeben nach dem die abgebundenen und ausgehärteten Teile wenigstens Anrühren mit 6 Gewichtsteilen Wasser einen Zement- ebenso gut wie ähnliche Teile aus üblichen Zementen, brei, der in einer passenden Form in etwa 7 Tagen ab- wobei jedoch Sand und Kies durch Erde und Ton verbindet und aushärtet. schmutzt sein können und die Reinheit des zum An-

Die aus dieser Zementmischung hergestellten Bau- 15 setzen verwendeten Wassers nicht kritisch ist, im

stoffe, etwa Blöcke, Steine, Platten, Ziegel u. dgl., er- Gegensatz zu Portlandzement.

füllen alle Anfordenvgen des Baugewerbes, wie oben Zementbreie aus der Zementmischung nach der

dargelegt, und weisen außerdem noch ausgezeichnete Erfindung lassen sich in hoch verdünnter Konsistenz

mechanische Festigkeitseigenschaften auf. in den Boden einspritzen, um Erdrutsche unter Schie-

Es wurde außerdem festgestellt, das wegen der Be- 20 nenwegen, Dämmen, Kanälen, Gebäuden und anderen

schaffenheit der komplexen Reaktionen beim Abbin- Bauten anzuhalten.

den und Aushärten und möglicherweise wegen des Die Aufschlämmung der Zementmischung nach der günstigen Austausches von Kationen und Anionen der Erfindung läßt sich mit Sägemehl oder anderen Füll-Bestandteile der Zementmischung selbst bei beträcht- stoffen zu einem festen, elastischen und leichten Matelichen Abweichungen von den Standardrezepturen in 25 rial verarbeiten, welches sich mittels einer Holzsäge den Beispielen sich nur geringfügige Auswirkungen auf verarbeiten, sich bohren und sich verschrauben läßt, die mechanischen Festigkeitseigenschaften der fertigen Es ist natürlich auch möglich, die Bestandteile der Baustoffe ergeben. Außerdem hat die Menge des zum Zementmischung in einer anderen Weise zusammenzu-Anteigen verwendeten Wassers .iurein λ geringen Ein- · setzen, als in den obenstehenden Beispielen angegeben fluß auf diese Eigenschaften. Es ist zwar eine gewisse 30 ist Zum Beispiel ist es.möglich, sämtliche fünf Beminimale Wassermenge erforderlich, ν. η die Reak- standteile, d. h. Magnesiumoxid, Magnesiumsulfat, CaI-tionen einzuleiten, jedoch hat selbst die Zugabe von ciumchlorid,Natriumfiuorsilikat und Natriumsilikat, in beträchtlichen überschüssigen Wassermengen keinen dem gewünschten Anteil zu vermischen. Es ist auch besonders ungünstigen Einfluß auf die Festigkeiten der möglich, eine erste Mischung aus zwei oder vier der fertigen Baustoffe, sondern es tritt im wesentlichen nur 35 Bestandteile herzustellen und sodarn die anderen eine Erhöhung der Abbindezeit ein. drei bzw. eine Komponente in dem erforderlichen

Es sei bemerkt, daß der mit einer bestimmten Wasser- Anteil hinzuzusetzen. Die Bestandteile müssen natürmenge angesetzte Zementbrei eine Beschaffenheit hat, lieh wasserfrei sein und im wesentlichen im Anhydridweiche dünnflüssiger ist als bei einem üblichen Zement- zustand vorliegen.

brei, der mit demselben Wasseranteil angesetzt ist. Als 40 Außerdem läßt sich an Stelle von Natriamfluorsilikat

Folge davon läßt sich die relative Menge an Füllstoff, und/oder Natriumsilikat ein anderes Alkalisilikat

der zugesetzt werden kann, beträchtlich erhöhen, so und andere Alkalimetallfluorsilikate verwenden, etwa

daß sich leichtere und billigere Zementbreie herstellen die entsprechenden Kalium-und Lithiumverbindungen,

lassen als mit üblichen Zementmischungen. In ähnlicher Weise kann man Calciumchlorid

Ein besonders wichtiger Vorteil der Zementmischung 45 durch andere Erdalkalichloride, etwa Barium- oder

nach der Erfindung besteht darin, daß sie sich mit Meer- Strontiumchlorid, ersetzen.

wasser oder mit verschmähtem Wasser verwenden Die folgenden Beispiele zeigen gewisse Modifikatioläßt, welches etwa Algen enthält, wobei die derart her- nen von Zementmischungen nach der Erfindung. Die gestellten Probestücke ausgezeichnete Eigenschaften erste Gruppe der Beispiele bezieht sich auf die Heraufwiesen. Für Portlandzement läßt sich derartiges 50 stellung von Formkörpern irgendeiner gewünschten verunreinigtes Wasser nicht verwenden. Gestalt, wobei während der Formung kein Druck ange-

Die Zementmischung nach d>_r Erfindung ist sowohl wendet wurde,
mit organischen als auch mit anorganischen Füllstoffen

verwendbar und ermöglicht daher die leichte und Beispiel 3
preiswerte Herstellung einer großen Anzahl von Ge- 55

genständen, etwa Bohlen, Platten, Tafeln, Wänden, Es wurden die folgenden zerkleinerten Bestandteile Wandelementen, vollständigen Treppen, Trennwän- miteinander vermischt:
den und anderen kleinen und großen Bauteilen für vorgefertigte Bauten. . . . Gew,chtsteile

Die Kombination mit verschiedenartigen anorgani- 60 Kalziniertes Magnesit 25

• sehen Füllstoffen ermöglicht die Herstellung von Kalziniertes Magnesiumsulfat 12

festen, ungebrannten Ziegelsteinen, nichthygrosko- Calciumchlorid-Anhydrid 10

pischen Zementsteinpn, Plattenbelägen, vollständigen Getrocknetes Natriumsilikat 8

Gehwegen usw. Durc.i Vermischen der aufgeschlämm- Getrocknetes Natriumfluorsilikat 2

ten Zementmischung mit Erde und selbst mit Mutter- 65

boden ist es möglich Gehwege, Fahrbahnen usw. herzu- Eine Zementmischung, welche mehr Bestandteile der

r.tellen, ohne daß d^;e Eide, etwa der Mutterboden, an Mischung A von Beispiel 1 enthält, ist besonders

der betreffenden Stelle iortgenommen wird. Es brau- geeignet zum Binden organischer Füllstoffe.

5 * 6

Be is Di el 4 Stabilisieien sich bewegender Erde verwendet, bei

spielsweise zum Verstärken von Düsen, von Boden

Die folgenden Bestandteile wurden innig miteinan- unter absinkenden Gründungen, für Aushebungen, im der vermischt: Tunnelbau, für Oelschächte u.dgl. Die zum An-

Gewichtsteile ⁵ setzen des Zementes verwendete Wassermenge hängt Magnesiumoxid 9 natürlich vom Feuchtigkeitsgehalt des zu stabilisieren-

Magnesiumsulfat'..'.''.'.'.'.'.'..'.'.'.'.'.'.'.''.'.'. 4 ^{den Bodens ab}·

Kaliumsilikat 4 Beispiel7

Kaüumfluorsilikat 1 ,, . _ . , ., „, . .... _/VI „.„ .

ίο 13,3 Gewichtsteile Natnumsihkat (Na₂^iO₃) von

Danach wurden 3 Teile Calciumchlorid innig mit 40° Be wurden mit 1,5 Gewichtsteilen Natriumfluorsilidieser Mischung vermischt. kat (Na₂SiF₆) und 5 Gewichtsteilen Wasser vermischt.

Zur Erleichterung der Reaktion wurde Wärme ange-B e i s ρ i e 1 5 . wendet.

15 Nach vollständiger Auflösung in eine gleichmäßige

Die folgenden Bestandteile wurden innig mitein- Flüssigkeit wurden die insgesamt 20 Gewichtsteile ander vermischt: des Stoffes dehydriert und ergaben 6 Gewichtsteile

Gewichtsteile ^e'^nes trockenen Reaktionsprodi,.:tes, das sich ge-

Magnesiumoxid 14 ^{mäß der fo]}g^enden Gleichung gebildet hatte:

Magnesiumsulfat 7 ²⁰ Na₂SiF₀ + 6H₂O + 2(Na₂SiO₃) = 6NaF + 3Si(OH)₄

Calciumchlorid 10 _. , „ , , , . . . ,. . _

Natriumsilikat 8 Dieses trockene Produkt wurde innig mit 53,5 Ge-

Natriumfluorsilikat '.'. 2 wichtsteilen trockenem Magnesiumoxid. 31,5 Ge

wichtsteilen getrocknetem Magnesiumsulfat und 9 Ge-

Eine Zementmischung, welche weniger von den Be- 25 wichtsteilen Calciumchlorid vermengt,
•tandteilen der Mischung A aus Beispiel 1 enthält, ist Die fertige Zementmischung entspricht in ihren Ei-

besonders geeignet zum Bind· η anorganischer Füll- genschaften dem hergestellten Produkt, z. B. gemäß »toffe. Beispiel 1.

Beispiel 6 ^^as Vormischen von Natriumsilikofluorid und

30 Natriumsilikat im nassen Zustand gemäß diesem Bei-

Es wurde eine Zementmischung nach Beispiel 5 spiel garantiert eine befriedigende und gründliche Vermit der zweifachen Wassermenge angesetzt und zum mischung der Bestandteile miteinander.

Claims (4)

1 2 Es ist auch bereits bekannt, Magnesia-Zement-Mischungen zur Herstellung von Baukörpern zu verwen- ratentansp.-ücne: den> weiche außer fvfagnesiumoxid und Magnesium chlorid noch Alkalisilikat und Erdalkalichlorid ent-

1. Verfahren zum Herstellen einer Magnesia- 5 halten. Die chemische Stabilität und mechanische Zement-Mischung auf der Basis von Magnesium- Widerstandsfähigkeit der mit derartigen Zementverbindungen, Erdalkalichlorid und Alkalisilikat, Mischungen hergestellten Baukö.per ist jedoch nicht dadurch gekennzeichnet, daß eine zufriedenstellend.

Mischung aus Magnesiumoxid, Magnesiumsulfat Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver-

und Erdalkalichlorid mit einer Mischung aus Alkali- io fahren zum Herstellen einer Magnesia-Zement-Mi-

silikat, Alkalinietallfluorsilikat und Erdalkalimetall- schung zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten

chlorid miteinander vermischt werden. Zementmischungen nicht aufweist und sich durch

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- chemische Stabilität und verbesserte mechanische kennzeichnet, daß eine Mischung der Zusammen- Widerstandsfähigkeit auszeichnet.

setzung 15 Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß

m (MgO) I- η (MgSO₁) + η (CaCI.) ^eine Mischung aus Magnesiumoxid Magnesiumsulfat

⁶ ' ' - und Erdalkalichlorid mit einer Mischung aus Alkahsili-

hcrgestellt wird, wobei die quantitativen Koeffizien- kat, Alkalifluorsilikat und Erdalkalichlorid miteinten /χ, η und ρ so gewählt sind, daß das 'verhältnis ander vermischt werden. Die günstigen Eigenschaften /)i: η etwa zwischen 10: 4 und 10: 9 und das Ver- 20 einer derartigen Zementmischung beruhen im wcsenthältnis in: ρ etwa zwischen 10· 1 und 10: 3 liegt, liehen darauf, daß diese zwei komplexe Stoffgruppen daß eine zweite Mischung der Zusammensetzung enthält, wobei die eine aus Magnesiumoxid, Magnesi- q (CaCU) }- r (Na₂SiO₃) l· s (Na₄SiF,) umsulfat und Calciumchlorid zusammengesetzt ist und

die andere aus Calciumchlorid, einem Alkalifluorsilikat

herges;eilt wird, wobei die quantitativen Koeffizien- 25 und einem Alkalisilikat. Die aus einer derartigen

ten q, : und s so gewählt werden, daß das Verhält- Zementmischung hergestellten Erzeugnisse sind was-

nis q: ^r etwa zwischen 3 : 8 un<! 1 : 8 und das Ver- serunlöslich und für unbegrenzte Zeit chemisch stabil,

hältnis r: s etwa zwischen 9 : 2 und 7 : 2 liegt, und weisen gute mechanische Resistenzeigenschaften auf,

daß die c-ste uni die zweite Mischung in solchen haben kurze Abbinde- und Aushärtezeiten und sind

Mengen zu einer homogenen, trockenen Zement- 30 weniger kostspielig als andere vergleichbare Produkte,

mischung miteinander vermengt werden, daß das Die damit hergestellten Baukörper weisen keine schäd-

Verhälinis η: r etwa zwischen 1: 1 und 1: 3 liegt. liehe Porosität und Sprödigkeit auf, selbst beim Zusatz

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- von großen Mengen organischer oder sonstiger Füllkennzeichnet, daß die erste Mischung durch Ver- stoffe, wobei die Qualität der Baukörper vom Wassermischeii von etwa 10 Gewichtsteilen Magnesium- 35 Zement-Faktor sowie vom Grad der Verunreinigung oxid, etwa 6 bis 7 Gewichtsteilen Magnesiumsulfat des Wassers wenig abhängt.

und etwa 2 Gewichtsteilen Calciumchlorid hergestellt wird, daß die zweite Mischung durch Ver- Beispiel 1
mischen von etwa 1 Gewichtsteil Calciumchlorid, 10 Gewichtsteile kalzinierter Magnesit (MgO) -veretwa 8 Gewichtsteilen Natriumsilikat und etwa 40 den mit 7 Gewichisteilen kalziniertem oder gut get·ock-2 Gewichtsteilen Natriumfluorsilikat hergestellt netem Magnesiumsulfat (MgSO₄) und mit 2 Gewichtswird und daß diese Mischungen in einem Verhält- teilen Calciumchlorid-Anhydrid (CaCl,) vermengt. Die nis von 1 Teil der ersten Mischung auf 1 bis 2 Teile Bestandteile werden fein gemahlen und durch sorgder zweiten Mischung miteinander in feinzerteiltem fältiges Mischen homogenisiert. Diese Mist-iiung ist im Zustand homogen vermischt werden. 45 folgenden als Mischung A bezeichnet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 1 Gewicl.tsteil kalziniertes Calciumchlorid (CaCl₂) zeichnet, daß an Stelle von Magnesiumoxid in wird mit 8 Gewichtsieilen Natriumsilikat (Na₈SiO₃), der ersten Mischung halbkalziniertes Dolomit in das vorher bei etwa 25O°C getrocknet wurde, und mit solcher Menge verwendet wird, die in bezug auf den 2 Gewichtsteilen von in ähnlicher Weise getrocknetem Magnesiumoxidgehalt der Menge des ersetzten 50 Natriumfluorsilikat (NaSiF₄) vermengt. Diese Mi-Magnesiumoxids entspricht. schung wird fein gemahlen und homogenisieirt und ist

im folgenden als Mischung B bezeichnet.
3 Gewichtsteile der Mischung A und 1 bis 2 Ge-

wichtsteile der Mischung B werden dann miteinander

55 vermischt und homogenisiert. Die sich daraus ergebende Mischung, ein weißliches Pulver, bildet eine Zement-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen mischung nach der Erfindung.

einer Magnesia-Zement-Mischung auf der Basis von Vermischt man IC Teile dieser Zementmischung mit

Magnesiumverbindungen, Calciumchlorid und Alkali- 8 Teilen Wasser, so bindet die Mischung ab und ersilikat. 60 härtet in einer geeigneten Form ohne Zufuhr von

Es sind bereits Magnesia-Zement-Mischungen be- Hitze innerhalb weniger Stunden, wonach der fertige kannt, die auf der Basis von Magnesiumoxid und Ma- Gegenstand aus der Form herausgenommen werden gnesiumchlorid hergestellt sind und gegebenenfalls kann. Die vollständige Aushärtung benötigt etwa noch Magnesiumsulfat und Wasserglas enthalten. Der- 5 Ta^e, d. h. einen Bruchteil derjenigen Zeit, die aus artige Mischungen sind für Dekorationszwecke geeig- 65 Portlandzement hergestellter Beton zum Abbinden benet, weisen jedoch keine genügende chemische Stabili- nötigt. Dies rührt im wesentlichen her vom exothermen tat und mechanische Widerstandsfähigkeit auf, um für Charakter der Reaktionen, die beim Abbinden und tragende Baukörper verwendet zu werden. Aushärten auftreten.