DE2037937C3

DE2037937C3 - Verfahren zum Herstellen von leichten keramischen Formkörpern

Info

Publication number: DE2037937C3
Application number: DE19702037937
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Dr. 6640 Merzig Poegel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-07-30
Filing date: 1970-07-30
Publication date: 1980-01-03
Also published as: DE2037937B2; DE2037937A1

Description

4-8% Al₂O₃
SiO₂:

6. Verfahren nach einem der vorstehenden An- π sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leichtzuschlagstoffe nur an bestimmten Stellen des keramischen Erzeugnisses eingearbeitet werden.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Roh· -to masse 10-50, vorzugsweise 20-35 Gew.% Wasserglas von 28° Be zugesetzt werden.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserglashärtermenge so gewählt wird, daß eine 4> Aushärtung der geformten Rohmasse innerhalb von 5-60 Minuten erfolgt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von leichten keramischen Formkörpern durch Verformen, Trocknen und Brennen einer Ton oder Tonmaterial und Leichtzuschlagstoffe, insbesondere keramische Schaumkörper, Blähton, Perlit, Vermicu* Ht, enthaltenden keramischen Rohmasse.

Es ist bekannt, daß man keramische Leichtbau^ stoffe, z. B. Ziegel und andere Tonerzeugnisse, aus Ton herstellen kann, indem man dem Ton brennbare organische Stoffe wie Sägemehl, Kohlenstaub oder dergleichen zumischt und dann brennt. Diese Erzeugnisse bringen aber bei geringen Dichten unter 1 g/cm¹ unzureichende Festigkeiten. Die Festigkeiten sinken sehr stark mit dem steigenden Gehalt an organischen Stoffen. Die organischen Stoffe lassen sich sehr wenig zusammendrücken, und bei der Trocknung und beim Brennen entstehen daher durch Schwindung des Tones Risse, Geschlossene Zellen können sich auch nicht ausbilden.

Es ist auch bekannt, dem Ton einen gasentwickelnden Stoff zuzusetzen, wodurch Blasen oder Schaum erzeugt werden. Dabei können aber keine Blasen mit einheitlichen günstigen Größen erzeugt werden. Die Blasen sind im unteren Teil infolge des darauf lastenden Druckes flach und linsenförmig. Auf diesem Wege lassen sich auch keine hohen Druckfestigkeiten bei geringen Dichten erreichen.

Es wurde auch versucht, dem Ton zur Erzielung leichter Ziegel, Hohlkugeln aus keramischem Material wie z. B. Blähton oder Perlit, die sich infolge der Kugelgestalt durch hohe Druckfestigkeiten auszeichnen, oder Vermiculit oder dergleichen zuzusetzen. Auch bei diesem Verfahren konnten keiue keramischen Leichtbaustoffe wie Ziegel, Platten usw. mit hohen Festigkeiten erhalten werden, da durch die Schwindung des Tones beim Trocknen und Brennen sehr viele Schwindungsrisse auftraten, welche die Zugfestigkeiten sehr stark herabsetzten. Wegen der Schwindung des Tones war es auch sehr schwierig, großformatige Ziegel und Wandbauplatten herzustellen.

Diese bekannten Nachteile können durch das Verfahren der Erfindung beseitigt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, leichte gebrannte keramische Erzeugnisse für die verschiedensten Anwendungsgebiete lierzustellen, die sich auch in komplizierten Formen und großen Formkörpern herstellen lassen und dabei hohe Festigkeiten aufweisen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Rohmasse vor dem Verformen Wasserglas und Wasserglashärter zugegeben werden.

Durch die unter Wirkung des Härters eintretende Härtung des Wasserglases werden die einzelnen Bestandteile der Rohmasse eng miteinander verbunden. Die Rohmasse wird dadurch fest und kann getrocknet und gebrannt werden. Die Trocknung vereinfacht sich infolge der Bindung von Wasser durch das Wasserglas.

Die Verwendung von Wasserglas in keramischen Massen ist seit vielen Jahrzehnten bekannt und üblich in der Feuerfestindustrie bei der Herstellung von feuerfesten Materialien, insbesondere feuerfestem Mörtel, tn der Patentliteratur existiert darüber z. B. die DE-PS 841872. Nie verwendet worden ist Wasserglas nichtsdestoweniger anstelle plastischer Tonmaterialien in Rohmassen zur Herstellung von Formungen. Außerhalb der Feuerfestindustrie kennt man Wasserglas als keramisches Ausgangsmaterial nicht. Wie sich durch Erprobung der vorliegenden Erfindung erwiesen hat, ist es hier jedoch in Massen mit Leichtzuschlagstoffen außerordentlich vorteilhaft; es führt zu ganz neuartigen Produkten.

Die Rohmasse kann außer Ton oder Tonmateria' lien wie Kaolin oder Schamotte noch andere alurnosilikat-haltige Rohstoffe, auch in gebrannter Form, enthatten. Ferner kann auch Sand oder Quai '.mehl in unterschiedlichen Mengen zugesetzt werden.

Für das Verfahren der Erfindung kann das übliche Wasserglas verwendet werden, vorzugsweise Wasserglas von etwa 29° Be. Das Wasserglas wird der Rohmasse in einer Menge von 10-50, vorzugsweise 20-35 Gew.% zugesetzt. Als Härter für das Wasserglas kommen z. B. Silicofluoric), Säurehärter oder organische Härter in Frage. Das Wasserglas und der Härter sind am besten so abgestimmt, daß die Härtung

zwischen etwa 5 und 60 Minuten erfolgt.

Man kann die einzelnen Komponenten der Ronmasse so wählen, daß nach dem Brennen eine hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung homogene Masse vorliegt. Wird z. B. als Leichtzuschlagstoff ein Perlit verwendet, der in den Hauptkomponenten aus 6% Na₂Oi-K₂O, 15% Al₂O₃ und 75% SiO₂ besteht, so wählt man die Zusammensetzung der übrigen Masse derart, daß sie ebenfalls diese Zusammensetzung nach dem Brennen aufweist.

Günstige Zusammensetzungen für die leichten keramischen Erzeugnisse liegen bei dem Verfahren der Erfindung bei den Hauptkomponenten etwa in folgenden Grenzen:

Na₂O + K₂O:

Al₂O₃:

SiO₂:

3-12%, vorzugsweise 4-8%, 10-50%, vorzugsweise 12-30%, 50-85%, vorzugsweise 60-80%.

Man kann der Rohmasse auch noch brennbare Stoffe wie öl og«r Kohle zusetzen, wodurch beim Brennen der Masse im Brennofen die Zufuhr von Brennstoffen herabgesetzt oder ganz überflüssig wird.

Die Rohmasse kann sowohl durch Auspressen aus einer Maschine wie auch im Gießverfahren, verarbeitet werden. Letzteres hat den Vorteil, daß auch kompliziert aufgebaute Formen hergestellt werden können.

Die Härtung des Wasserglases, durch welches die Rohmasse fest wird, kann auch auf kurze Zeiten eingestellt werden, wenn dies für eine schnelle kontinuierliche Arbeitsweise erforderlich ist. Bei geeigneter Wahl der Komponenten treten auch bei schnellem Trocknen und Brennen keine Scbr/indungsrisse auf. Bei Brenntemperaturen von) 000° C trat nur eine geringe Schwindung von etwa 4% auf. Wie bei entsprechenden keramischen Massen üblich, kann auch bei wesentlich höheren Temperaturen gebrannt werden. Dabei nimmt infolge der Schwindung die Dichte, aber auch die Festigkeit zu.

In den meisten Fällen sind die keramischen Leichtzuschlagstoffe wie Perlit, Blähton usw. gleichmäßig in der Rohmasse verteilt. Es ist aber auch möglich, die Leitzuschlagstoffe unregelmäßig zu verteilen, wenn man eine dichte Oberflächenschicht erhalten will, ζ. Β, an der Außenseite eines Ziegels, die aus Gründen der Wetterbeständigkeit möglichst geringe Porosität ι aufweisen soll.

Beispiel 1

Aus folgenden Komponenten wurde eine Rohmasse hergestellt;

ίο 8 Teile Perlit unter 2 mm Durchmesser 46 Teile Schamottemehl 15 Teile Wasser 29 Teile Kaliwasserglas 28° Be 2 Teile organischer Wasserglashärter.

ii Die gießfähige Rohmasse wurde in eine Form gegossen und war nach 5 Minuten fest und konnte aus der Form entfernt werden. Nach Trocknung bei 90° C wurde die Masse bei 1000° C gebrannt. Dabei wurde eine keramische Leichtbauplatte mit einer Dichte von

0,85 g/cm³ erhalten, die eine Druckfestigkeit von 150 kg/cm² erreichte. Die Schwindung betrug insgesamt 4%. Die Festigkeit kann durch höhere Brenntemperaturen noch gesteigert werden.

_2ΐ Beispiel 2

Aus folgenden Komponenten wurde, eine Rohmasse hergestellt:

10 Teile Perlit unter 5 mm Durchmesser 224 TeHe Ton jo 22,5 Teile Schamotte 14 Teile Wasser 29 Teile Kaliwasserglas 28° Be 2 Teile organischer Wasserglashärter.

Die gießfähige Rohmasse wurde in eine Form get's gössen, in welcher sie nach 5 Minuten fest wurde. Nach der Trocknung wurde bei 1000° C gebrannt. Die keramische Leichtbauplatte hatte eine Dichte von 0,55 g/cm³. Die Druckfestigkeit betrug 40 kg/cm². Die Schwindung betrug 5%. Die Festigkeit kann durch höhere Brenntemperaturen noch erheblich gesteigert werden.

Claims

Na2O + K2O: 3-12, vorzugsweise 4-8% Al2O3: 10-50, vorzugsweise 12-30% "•~ 50-85, vorzugsweise 60-80%. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Hersteljen von leichten keramischen Formkörpern durch Verformen, Track- "> nen und Brennen einer Ton oder Tonmaterial und Leichtzuschlagstoffe, insbesondere Blähton, keramische Schaumkörper, Perlit, Vermiculit, enthaltenden keramischen Rohmasse, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohmasse vor dem "' Verformen Wasserglas und Wasserglashärter zugegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ferner als Zuschlagstoffe Sand und/oder Quarzmehl zugegeben werden. π

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Wasserglashärter ein Sili cofluoric!, ein Säurehärter oder ein organischer Härter zugegeben wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden An- 2" sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der keramischen Masse so gewählt wird, daß die chemische Zusammensetzung der gebrannten Keramik der chemischen Zusammensetzung der verwendeten Leichtzuschlagstoffe j> entspricht.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Masse mit folgender chemischer Zusammensetzung erzeugt wird: jii