DE1944523B2

DE1944523B2 - Verfahren zur herstellung von poroesem schaumglas gleichmaessiger zellenstruktur mit einer dichte von o,o5 bis o,4g/cm hoch 3 und mit hoher chemischer resistenz durch erhitzen einer wasserglas, metalloxide und ggf. treibmittel enthaltenden mischung

Info

Publication number: DE1944523B2
Application number: DE19691944523
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-09-05
Filing date: 1969-09-02
Publication date: 1977-09-01
Also published as: DE1944523C3; DE1944523A1; SE324640C; SE324640B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von porösem Schaumglas gleichmäßiger Zellenstruktur mit einer Dichte von 0,05 bis 0,4 g/cm³ und mit hoher chemischer Resistenz durch Erhitzen einer Wasserglas, Metalloxide und gegebenenfalls Treibmittel enthaltenden Mischung. Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (US-PS 3184 371) wird die das Wasserglas, anorganisches faseriges Silikat sowie gegebenenfalls gepulverte steinähnliche Silikate als Metalloxide und Wasser enthaltende Mischung zwecks vollständigen Abtreibens von freiem Wasser zunächst auf eine Temperatur von 140 bis 360⁰C erhitzt und danach die so erhaltene trockene Masse auf eine Korngröße von 0,1 his 10 mm vermählen sowie abschließend zum Aufschäumen auf eine Temperatur zwischen 700 und 900° C erhitzt. Bei einer Abwandlung dieses Verfahrens (GB-PS 9 47 988) wird der vermahlenen Masse zur Erhöung der mechanischen Festigkeit des Schaumglases vor dem Aufschäumen noch ein Metallpulver, insbesondere Aluminiumpulver, zugemischt. Die beschriebene Herstellungsweise ist aufgrund des schlechten Reaktionsvermögens des im faserigen Silikat regelmäßig in größeren Mengen vorhandenen CaO mit dem Wasserglas und insbesondere aufgrund der mehrstufigen Verfahrensführung verhältnismäßig aufwendig.

Es sind zwar auch einstufige Verfahren zur Herstellung von porösem Schaumglas bzw. glasartigen Schaumkörpern bekannt, bei denen eine Mischung aus Glaspulver, Wasserglas und Treibmittel (Silikattechnik 11/7, 1960, S. 350) oder eine Mischung aus Glaspulver, Wasserglas und gegebenenfalls Metalloxidpigmenten sowie anorganischen porösen Teilchen auf eine Temperatur zwischen 660 und 76O⁰C (GB-PS 10 02 786) oder eine Mischung aus Glaspulver und Kohlenstofftreibmittel auf eine Temperatur zwischen 871 und 927°C (US-PS 26 91248) oder eine Mischung aus Glaspulver und alkalische Metalloxide enthaltenden Flußmitteln auf eine Temperatur zwischen 760 und 1038⁰C (US-PS 26 11712) oder eine vermahlene glasähnliche Schlacke mit verhältnismäßig niedrigem Silikatgehalt sowie hohem Alkaligehalt auf eine Temperatur zwischen 300 und 700⁰C (US-PS 32 68 350) oder eine Mischung aus Wasserglas, Aluminiumpulver und gegebenenfalls vulkanischem Glasexpandat oder Mineralwolle auf eine Tempratur zwischen 46 und 260°C (US-PS 26 64 405) erhitzt wird. Die nach diesen Verfahren hergestellten Schaumkörper besitzen jedoch ausnahmslos keine hohe ehemische Restistenz. Letztere ist nur dann gegeben, wenn der Schaumkörper einen verhältnismäßig niedrigen Gehalt an ungebundenem Alkali, einen verhältnismäßig hohen Gehalt an gebundenen mehrwertigen Metalloiden, wie Al₂O₃ und MgO, und praktisch kein ungebundenes Wasserglas enthält. Zumindest jeweils eine dieser Voraussetzungen ist nicht gegeben. Zu berücksichtigen ist hierbei, daß die Mischungskomponenten sich bei den genannten Temperaturen nicht zu einem homogenen Glas vereinigen, d. h. zumindest nicht vollständig chemisch eingebunden werden. Das gilt insbesondere für gegebenenfalls unmittelbar zugesetzte hochresistente Metalloxide, die regelmäßig eine weit über 145O°C liegende Schmelztemperatur aufweisen. Die Anwendung entsprechend hoher Temperaturen scheitert daran, daß die die Aufschäumung bewirkenden Treibgase oberhalb etwa 950°C entweichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren bei vergleichsweise niedriger Erhitzungstemperatur einstufig zu führen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Metalloxide der zu erhitzenden Mischung zumindest teilweise in Form von amorphen, bei der Erhitzungstemperatur von etwa 800⁰C mit dem Wasserglas zu einem homogenen Glas reagierenden Mineralpulvern beigegeben werden.

Die Erfindung nutzt hierbei die bisher unbekannte Tatsache, daß bei einer Zugabe der Metalloxide zumindest teilweise in Form amorpher Mineralpulver die für die Reaktion zu einem homogenen Glas erforderliche Temperatur überraschenderweise so niedrig liegt, daß nicht nur die für die gewünschte hohe chemische Resistenz notwendigen hochresistenten Metalloxide homogen erschmolzen werden, sondern

crleich auch der Schäumvorgang ohne Schwierigkei-

abläuft. Foiglich ist es nunmehr möglich, auf einfache

^te°d billige Weise ein in Wasser unlösliches poröses

schaumglas mit gleichmäßiger Zellenstruktur und

eleich hoher chemischer Resistenz herzustellen.

im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann

ohl Natron-, als auch Kaliwasserglas mit unter-

^S°hiedlichem Verhältnis SiCh : Me₂O verwendet wer-

A_n im Hinblick auf raschere Trocknung und weniger den, H" "' .iu a;_o c_n,;i\ ;

Eine chemische Modifikation und teilweise Neutralisierung des Wasserglases kann durch geringe Zusätze an Phosphorsäure, welche eine Fällung von SiO₂ in der Schmelze bewirkt, ferner Silikofluoride, Dicynadiamid oder Hexametaphosphat erreicht werden. Der Einsatz von Dispergierungsmittehi, wie ölen, Glykol, Kaolin usw., ist ebenfalls möglich.

Jedenfalls wird die Mischung vorzugsweise in einer zu einem Fernglas mit etwa 80% SiO₂. ungefähr 10%

Γ C₂VJ₃, LUU, l_U₂V_/J, IVIIlVJ₂ IUI1H.HU1.II t-uj« ~

eingesetzt. Zur Verbesserung der mechanischen Stärke kann das noch heiße Schaumglas vor der Kühlung einer Behandlung in einem Autoklav, wie sie bei Gasbeton

α m Hinblick aui rascncic nuiMiuug uuu wtiugci einem rcitigia:» hui ciwa au «■ ^w₁, ™··_α

ve Verdampfung, welche die Entwicklung einer ₁₀ Alkalioxid, Rest Erdalkalioxide, AI₂Oj, MgO₁ZnO₁TiO₃, "|^tenhrnäßigen Zellenstruktur behindern kann, wird Fe₂O₃, CuO, Co₂Oj, MnO₂ führenden Zusammensetzung •doch ein Natronwasserglas 48/50 Be mit etwa 50 %
Wassergehalt vorgezogen. Um den Wassergehalt

u oh7iisetzen kann einem flussigen Wasserglas auch ucnauuiung ■■· ι......... ^u^».-

·.·! fniilver beigemischt werden. Man benötigt Wasser 15 üblich ist, unterworfen werden. Je nach Temperaturlunin einer derartigen Menge, daß d:e Mischung zu »·«» ™ 7"- ^ v«f»hrpn« kann man eeschlossene, ^nUr ' homogenen Teig angemacht werden kann.

Metalloxide kommen hauptsächlich SiO₂, CaO, SrO AbO* MgO, ZnO. TiO₂, Fe₂O₃, CuO, Co₂Oj, in Frage. Als Mineralpulver werden vorzugsweise pvnindierte Perlite, Bimsstein, Basalt, Kieselgur und/ der Staub aus Rauchgasen der Ferrosiliziumherstel- hrne verwendet. Zusätzlich können der Mischung kieselhaltige Füllstoffe in Form von Abfall aus der μ npnlfaser- oder Eisenschwammerzeugung, Asbest-^Mr_er TaTk, Magnesit, fein gemahlener Quarzit, Karbo'rundumpulver, Schlacke und/oder Asche beigeben werden. Jedenfalls empfiehlt es sich, die pulvrigen MUrhunesbestandteile mit einer Partikelgröße kleiner Ü£ 40um und mit glasigem Oberflächencharakter

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aus dem Wasserglas verdampfenden Wasser können zusätzliche Treibmittel eingesetzt werden und zwar solche, die keinen Einfluß auf die Chemische Zusammensetzung haben, und solche mit Einfluß auf die Zusammensetzung. Zur ersten Gruppe Sen Zucker, Melasse, Glykol, Glyzerin Phenol, Kohle Kohlenwasserstoffe und gewisse Öle Zur zweiten Gruppe gehören Ferrosilizium sowie S.hz.de, Hie mit Wasserglas unter Bildung von Wasserstoffgas I SiO, reagieren, Aluminiumpulver, das sich mit dem .an Na₂O im Wasserglas unter Abgabe von sas verbindet, ferner Sulfate und Karbonate die SO₃ H2S, CO₂ usw. entwickeln. Kleine rung im Zuge des Verfahrens kann man geschlossene, aber auch offene, miteinander in Verbindung stehende Poren erzielen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert,

Beispiel 1

100 Gewichtsteile Natromwasserglas 37/40° Be werden mit 15 Gewichtsteilen expandiertem Perlitepulver, 8 Gewichtsteilen Ferrosilizium (untrr 40 um), 3 Gewichtsteilen Kaolin und 3 Gewichtsteilen Schlacke (z. B. Dekalziumsilikat) gemischt. Die Mischung wird langsam auf etwa 800°C erhitzt und langsam gekühlt.

Beispiel 2

100 Gewichtsteile Natronwasserglas 48/50° Be werden mit 20 Gewichtsteilen expandiertem Perlite-Pulver (unter 1 μΐπ), 10 Gewidmteilen Kieselgur, 10 Gewichtsteilen fvilineralwolle-Abfalipulver, 2 Gewichtsteilen Kalk (oder Gips) und 0,5 Gewichtsteilen Melasse (oder aktive Ki>le) gemischt. Erhitzung für etwa 2 Stunden auf etwa S20°C, danach Kühlung in etwa 3 Stunden.

Beispiel 3

Ähnlich wie Beispiel 2, das Perlitepulver wird jedoch durch Staub aus Rauchgasen der Ferrosiliziumherstel· lung ersetzt und Ά des flüssigen Wasserglases durch getrocknetes Wasserglas, welches mit den anderen

u.dgl., die SO3, H2S, CO₂ usw. entwickeln. Kleine getrocknetes Wasserglas, weicnes um uu. «^ Zusätze von Akrylverbindungen erleichtern das gleich- ₄₅ Pulvern gemischt wird. Danach wird 0,5 Gewichtsteil . "> ,. ,w w-jccPrcrlnQlr^iine 6O°/oige Phosphorsäure hinzugefügt, bevor die Mi-

Sige^e Abgasen des Wassers aus der g

undI tragen zur Zellenbildung im Zuge eines Verkohlens

60%ige Phosphorsäure hinzugefügt, bevor die Mischung mit der Wasserglaslösung erfolgt.

Claims

U. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von porösem Schaumglas gleichmäßiger Zellenstruktur mit einer f, Dichte von 0,05 bis 0,4 g/cm³ und mit hoher chemischer Resistenz durch Erhitzen einer Wasserglas, Metalloxide und gegebenenfalls Treibmittel enthaltenden Mischung, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxide der zu erhitzenden |₀ Mischung zumindest teilweise in Form von amorphen, bei der Erhitzungstemperatur von etwa 800⁰C mit dem Wasserglas zu einem homogenen Glas reagierenden Mineralpulvern beigegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metalloxide SiO₂, CaO, BaO, SrO, AI₂Oj, MgO, ZnO, TiO₂, Fe₂O₃, CuO, Co₂O₃, MnO₂ eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralpulver expandierte Perlite, Bimsstein, Basalt, Kieselgur und/oder Staub aus Rauchgasen der Ferrosiliziumherstellung verwendet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung zusatzlieh kieselhaltige Füllstoffe in Form von Abfall aus der Mineralfaser- oder Eisenschwammerzeugung, Asbestpulver, Talk, Magnesit, feingemahlenem Quarzit, Karborundumpulver. Schlacke und/oder Asche beigegeben werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die pulvrigen Mischungsbestandteile mit einer Paitikelgröße kleiner als 40 μΐη und mit glasigem Oberflächencharakter eingesetzt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibmittel Zucker, Melasse, Glykol, Glyzerin, Phenol, Kohle, Öle, Kohlenwasserstoffe, Ferrosilizium, Suizide, Aluminiumpulver, Sulfate und/oder Karbonate eingesetzt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung außerdem Phosphorsäure, Silikofluoride, Dicyandiamid oder Hexametaphosphat beigegeben wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in einer zu einem Schaumglas mit etwa 80 % SiO₂, ungefähr 10% Alkalioxid, Rest Erdalkalioxide, AI₂O₃, MgO, ZnO, TiO₂, Fe₂O₃, CuO, CO2O3, MnO₂ führenden Zusammensetzung eingesetzt wird.