DE1900950C - Flowable molding sand mixture based on molten cement - Google Patents
Flowable molding sand mixture based on molten cementInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine fließfähige Formsandmischung auf der Basis von Schmelzzement oder einer Mischung aus einem Schmelzzement mit einem anderen damit vertraglichen Zement, Sand, einem oberflächenaktiven Mittel und einem Beschleuniger für das Abbinden des Zementes.The invention relates to a flowable molding sand mixture on the basis of molten cement or a mixture of a molten cement with a other compatible cement, sand, a surfactant and an accelerator for setting the cement.
Es soll eine fließfähige Formsandmischung angegeben werden, die nach Aushärtung eine wesentlich höhere Druckfestigkeit liefert als die bisher bekannten Formsandmischungen, ohne daß dadurch eine höhere Schrumpfung, das Auftreten von Gießfehlern oder eine schlechtere Ausschlagbarkeit des Formlinge aus der Gießform oder des Gießkems in Kauf genommen werden müßte.A flowable molding sand mixture is to be specified which, after hardening, is an essential provides higher compressive strength than the previously known molding sand mixtures, without thereby a higher shrinkage, the occurrence of casting defects or poorer knock-out properties of the moldings would have to be accepted from the mold or the casting core.
Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß die fließfähige Formsandmischung neben Sand und einem oberflächenaktiven Mittel als wesentliche Bestandteile eine Kombination aus Schmelzzement (Tonerdezement) mit Lithiumchlorid als Beschleuniger und ein Phenol- oder Phenol-Resorzin-Harz ao mit Formaldehyd als Härter enthält.This is achieved according to the invention in that the flowable molding sand mixture in addition to sand and a surfactant as essential ingredients, a combination of fused cement (Alumina cement) with lithium chloride as an accelerator and a phenol or phenol resorcinol resin ao with formaldehyde as a hardener.
Durch diese spezielle Kombination ist es einerseits möglich, nach dem Aushärten eine um Größenordnungen höhere Druckfestigkeit bei gleicher Schrumpfung und besserer Ausschlagbarkeit zu erzielen und as andererseits das Auftreten von Gießfehlern zu vermeiden, da die zugesetzten Phenolharze das bei der Aushärtungsreaktion nichtgebundene freie Wasser binden, so daß dieses die Eigenschaften des Gießlings nicht beeinträchtigen kann. 3»This special combination makes it possible, on the one hand, to achieve an order of magnitude after hardening to achieve higher compressive strength with the same shrinkage and better deflection and as on the other hand to avoid the occurrence of casting defects, since the added phenolic resins in the Hardening reaction binds unbound free water, so that this the properties of the casting can not affect. 3 »
■ Zweckmäßig besteht der Zement aus einer Mischung aus Schmelzzement und Pozzolan-Zement.■ The cement expediently consists of a mixture of molten cement and Pozzolan cement.
Vorteilhaft wird das Harz mit alkalischen Verbindungen aus der Gruppe der Alkalimetall- und Erdalkalimetallhydroxyde, -carbonate und -bicarbonate behandelt.The resin is advantageous with alkaline compounds from the group of alkali metal and Alkaline earth metal hydroxides, carbonates and bicarbonates treated.
An sich ist Schmelzzement oder Tonerdezement in Form von selbsthärtendem Zement fUr diesen Zweck bekannt (französische Patentschrift 1 342 649).In itself, molten cement or calcium aluminate cement in the form of self-hardening cement is suitable for this Purpose known (French patent 1 342 649).
Das erfindungsgemäß oben geschilderte Ziel einer möglichst hohen Druckfestigkeit bei hoher Ausschlagsfestigkeit läßt sich auch nicht mit einer Formsandmischung nach der britischen Patentschrift 1085 651 erreichen, die im wesentlichen aus siliziumhaltigem Sand, einem Bindemittel in Form schnellhärtenden Zements, einem Schäumungsmittel und Wasser besteht; hierbei wird allerdings weder Schmelzzement (Tonerdezement) noch Lithiumchlorid als Beschleuniger verwendet. Vergleichsversuche haben gezeigt, daß im Falle der Erfindung die Druckfestigkeit mehr als 2l/«mal über der nach der britischen Patentschrift 1 085 651 lag.The aim of the invention above of the highest possible compressive strength with high deflection strength cannot be achieved with a molding sand mixture according to British patent specification 1085 651, which consists essentially of silicon-containing sand, a binder in the form of fast-setting cement, a foaming agent and water; here, however, neither fused cement (alumina cement) nor lithium chloride is used as an accelerator. Comparative tests have shown that in the case of the invention / "times the compression strength was more than 2 liters to the British by the patent 1,085,651.
Die auf die erfindungsgemäße Maßnahme zurückzuführenden Ergebnisse sind vor allem darum überraschend, da bekannt war, daß zwar tonerdehaltige Elemente (Schmelzzemente) auf Grund der exotherm ablaufenden Hydratationsreaktion besser Aushärten als andere Zemente, es aber andererseits auch bekannt war, daß die die Aushärtung des Tonerdezements bewirkende Hydratationsreaktion, die bei einem pH-Wert von 11 beginnt und bei einem pH-Wert von 12,2 beendet ist, einen außerordentlich langen Zeitraum (etwa 7 Stunden) in Anspruch nimmt. Auf Grund dieser lang andauernden Aushärtung war der Fachmann abgehalten, solche tonerdehaltigcn Schmelzzcmcnte in einer Formsandmischung, in der möglichst kurze Aushärtungszeiten in der Größenordnung von einigen Minuten notwendig sind, zu verwenden.The results attributable to the measure according to the invention are above all surprising because because it was known that alumina-containing elements (molten cements) due to the exothermic The hydration reaction that takes place cures better than other cements, but on the other hand it is also known was that the hydration reaction causing the hardening of the alumina cement, which in starts at pH 11 and at pH of 12.2 is completed, it takes an extremely long period of time (about 7 hours) to complete takes. Because of this long-term hardening, the person skilled in the art was prevented from using such alumina Melting in a molding sand mixture with the shortest possible curing times on the order of a few minutes are necessary to use.
Das oberflächenaktive Mittel nach der Erfindung, welches sowohl die Verflüssigung der Harz-Sand-Zeme0tmischung wie auch die Vermeidung des mechanischen Zusammenbackens der Mischung ermöglicht, kann irgendein oberflächenaktives Mittel sein, das mit dem Harz nicht reagiert.The surface-active agent according to the invention, which both the liquefaction of the resin-sand-cement mixture as well as avoiding mechanical caking of the mixture, can be any surfactant that does not react with the resin.
Der Sand kann von einem beliebigen, dem Fachmann bekannten Typ sein* beispielsweise ein Send auf der Basis von Siliziumdioxyd, Chromit, Olivin, Zirkon usw. Wenn alle Bedingungen der Mischungskomponenten erfüllt sind,' wird eine flüssige Masse erhalten, die homogen und langsam aushärtet, wodurch eine hohe Druckfestigkeit und eine sehr gute Abriebfestigkeit entstehen.The sand can be of any type known to those skilled in the art * for example a send on the basis of silicon dioxide, chromite, olivine, zircon, etc. If all the conditions of the mixture components are met, 'becomes a liquid mass obtained that cures homogeneously and slowly, creating a high compressive strength and a very good one Abrasion resistance arise.
Da eine Harz-Wasser-Lösung vorliegt, ist es außerdem nicht erforderlich, einen Überschuß an Wasser zu verwenden, um dem Zement das Aushärten zu ermöglichen; deshalb erhöht sich die enthaltene Menge an Wasser nicht, da sowohl das Abbinden des Zements als auch die Gelbildung oder das Aushärten des Harzes in dem gleichen Wasser erfolgen. Infolgedessen wird das verbleibende Wasser nach dem Abbinden des Zements in dem Harz zurückgehalten und entweicht nicht stürmisch während des Gießens, wobei die Gefahr besteht, daß in dem Metall Blasen entstehen.In addition, since a resin-water solution is present, it is not necessary to use an excess of water to be used to allow the cement to harden; therefore the contained increases Amount of water not, as both the setting of the cement and the gel formation or hardening of the resin in the same water. As a result, the remaining water will be after the setting of the cement is retained in the resin and does not escape stormily during the Casting, with the risk that bubbles will arise in the metal.
Die Anwesenheit des Harzes ist außerdem auch vorteilhaft für das anschließende Herausschlagen des Formlinge; die geschmolzenen Metallmassen verbrennen die organische Substanz, und so kann der Kern oder die Form leicht zerschlagen und der Formling kann herausgezogen werden.The presence of the resin is also advantageous for the subsequent knocking out of the Moldings; the molten metal masses burn the organic matter, and so can the Easily smash the core or the mold and the molding can be pulled out.
Die folgenden Beispiele zeigen einige AusfUhrungsformen der vorliegenden Erfindung; sie sollen die Erfindung lediglich erläutern, ohne sie jedoch darauf zu beschränken.The following examples show some embodiments of the present invention; they are only intended to explain the invention, but without it to restrict.
Es wird eine flüssige Mischung hergestellt, die besteht aus:A liquid mixture is made, which consists of:
Schmelzzement
(enthält etwa 40 °/o Aluminiumoxyd) 5 %>Molten cement
(contains about 40% aluminum oxide) 5%>
Oberflächenaktives Mittel 0,3 °/oSurface active agent 0.3%
Wasser 3,5%Water 3.5%
Lithiumchlorid O,O25°/oLithium chloride 0.025%
Phenol-Resorzin-Harz (50/50)
(als 5O°/oige Wasserlösung behandelt
mit Lithiumcarbonat und Formaldehyd als Härter enthaltend) .... 4%
Sand 87,2%Phenol resorcinol resin (50/50)
(treated as a 50% water solution
with lithium carbonate and formaldehyde as hardener) .... 4%
Sand 87.2%
Alle Prozentangaben sind auf das Gewicht bezogen. Die Herstellung erfolgt folgendermaßen: der Zement und der Sand werden durch geeignetes Rühren mit dem Wasser vermischt, in dem vorher das Lithiumchlorid gelöst wurde. Sobald die Mischung homogen wird, werden zuerst das oberflächenaktive Mittel und dann die Harzlösung zugegeben. Sofort ist die Aushärtung der Mischung zu beobachten, die einen Wert erreicht, der ausreicht, um nach etwa 20 Minuten die Aushebung aus dem Gußmodell zu ermöglichen. Die Druckfestigkeit als Funktion der Zeit wird auf zylindrischen Standard-Teststücken (Durchmesser 50 mm, Höhe 50 mm) aus den soAll percentages are based on weight. The production takes place as follows: the Cement and sand are mixed with the water in which the Lithium chloride was dissolved. As soon as the mixture becomes homogeneous, the surfactants become first Agent and then the resin solution added. The hardening of the mixture can be observed immediately reaches a value that is sufficient to be excavated from the casting model after about 20 minutes enable. Compressive strength as a function of time is measured on standard cylindrical test pieces (Diameter 50 mm, height 50 mm) from the so
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