DE2048488B2 - Feuerfeste Mischungen mit hydraulischer Abbindung - Google Patents

Feuerfeste Mischungen mit hydraulischer Abbindung

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Description

verflüssigenden bzw. entflockenden Mittels,
86 bis 92 Gewichtsteile wenigstens eines » feuerfesten Zuschlagstoffes
enthalten.
2. Feuerreste Mischungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als pulverförmiges as feuerfestes Material mit sehr großer spezifischer Oberfläche und hoher Wasserabsorptionsfähigkeit Ton, Kaolin, Bentonit, mikronisierte Kieselsäure, mikronisierte Tonerde, mikronisiertes Magnesiumoxyd, mikronisierter Chromit, mikroni- 3<> sierter Forsterit oder Mischungen daraus enthalten sind.
3. Feuerfeste Mischungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte pulverförmige Material mit sehr großer spezifischer Oberfläche und hoher Wasserabsorptionsfähigkeit eine Körnung von weniger als 50 Mikron und vorzugsweise weniger als 1 Mikron aufweist.
4. Feuerfeste Mischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das genannterer- 4» flussigende bzw. entflockende Material m einem wäßrigen Milieu aktiv wird, dessen pH wenigstau 11 betragt.
*5
So
Die Erfindung betrifft feuerfeste, wenigstens 5°/o Tonerdeschmelzzement enthaltende Mischungen mit hydraulischer Abbindung für die Herstellung feuerfesten Betons mit gegenüber gebrannten und geformten Erzeugnissen mit gleichem Tonerdegehalt, gleichwertigen Eigenschaften.
Der bekannte dichte feuerfeste Beton besteht im allgemeinen aus etwa 12 bis 20°/o hydraulischem tonerdehaltigem Zement und 80 bis 88°/o feuerfesten inerten Zuschlagstoffen.
Bekanntlich weist der übliche feuerfeste Beton Vorteile auf, weiche die Ausweitung seiner Anwendung rechtfertigen, wie z. B. Schnelligkeit der Bereitstellung, Einfachheit und Wirtschaftlichkeit der Anwendung, Schnelligkeit der Ingebrauchnahme. Dafig in übermäßiger Weise die Anmachwassermenge, was zur Folge hat daß die eigenüichen Eigenschaften des Material» m ihrer Qualität herabgesetzt werdex
Alle diese Mangel vermindern die Vorteile und die Verwendungswirtsrhaftiichkeit der derzeitigen feuerfesten Betons; das geht so weit, daß seine Verwendung in einer gewissen Anzahl von Anwendungsgebieten ausgeschlossen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dichten feuerfesten Beton zu schaffen, der diese verschiedenen Mangel nicht aufweist und im übrigen gleichartige Eigenschaften wie die gebrannten geformten feuerfesten Erzeugnisse gleichwertiger Art aufweist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine wenigstens 50OTonerdezement enthaltende Mischung mit hydraulischer Abbindung gelöst worden, die gekennzeichnet ist durch
5 bis g Gewichtsteile wenigstens eines hydraulisehen tonerdehaltigen Zements,
2 5 bjs 4 Gewichtsteile wenigstens eines pulverförmi feuerfesten Materials mit sehr großer s°ezifischer oberfläche und hoher Wasserabsorptions** &keit,
0,01 bis 0,.Jl) Gewichtsteile wenigstens eines verflüssigenden bzw. entflockenden Mittels,
86 bis 92 Gewichtsteile eines feuerfesten Zuschlagstoffes.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Mischung läßt man darauf die erforderliche Menge Wasser einwirken, um eine gute Verarbeitbarkeit de! Betons sicherzustellen.
Der oder die benutzten hydraulischen tonerdehal tigen Zemente werden in Mengen von 5 bis 8 Ge wichtsteilen der Gesamtmischung verwandt. Dies« Menge Zement ist beträchtlich geringer als die de bis jetzt zur Herstellung von feuerfestem Beton be nutzten Zemente. Diese hydraulischen Tonerde zemente können je nach Bedarf unter den zwischei 40 und 80% AI2O3 enthaltenden Zementen ausge wählt werden.
Als pulverförmige feuerfeste Erzeugnisse mit seh großer spezifischer Oberfläche und hoher Wasser absorptionsfähigkeit können z. B. Ton, Kaolin, Ben tonit, mikronisierte Kieselsäure, mikronisierte Ton erde, mikronisiertes Magnesiumoxyd, mikronisierte Chromit, mikronisierter Forsterit eingesetzt werden
ypiese Erzeugnisse, die in Mengen von 2^ bis lieh in sehr feinen Teilchen dispergiert, welche sich
swichtsteüen der Gesamtmischung verwandt wer- mit den Zemenlgel-Teilchen im Reaktiunsgleich-
niüssen in feiner pulvriger Form vorliegen, deren gewicht befinden und stellt für letztere eine Stütze
ngröße weniger als 50 Mikron (d.h., daß die und Führung dar. Diese Zementgel-Teilchen verteilen
ijgße des gröbsten Korns weniger als 50 Mikron be- 5 sich somit ausgezeichnet auf alle Stellen des Zu-
W) 0^ vorzugsweise weniger als 1 Mikron beträgt. schlagstoffes. Deshalb genügt eine sehr geringe
jUs entsprechend der Erfindung anwendbare ver- Menge Zement, um dem gemäß der Erfindung herge-
^sägende bzw. entflockende Mittel können z. B. ver- stellten feuerfesten Beton einen ausgezeichneten Zu-
§aodt werden: alkalische Phosphate, alkalische Poly- sammenhalt und vorzügliche mechanische Eigen-
" ate, alkalische Karbonate, alkalische Salze der io schäften zu verleihen. Die Erfindung liegt daher in
alkalische humussaure Salze sowie der Nutzbarmachung einer Mischung eines tonerde-
sfilll|£arboxylsäure, alkalische humussaure balze sowie lllilii«anische Stoffe, die diesen Salzen gleichgesetzt
haltigen Zements, eines pulverförmigen Materials mit
„ können. großer spezifischer Oberfläche und hoher Wasserbiese Erzeugnisse, die in einer wäßrigen Um- absorptionsfähigkeit und eines verflüssigenden bzw. mit einem pH-Wert von mindestens 11 aktiv 15 entflockenden Materials zur Herstellung eines feuerjrden in Mengen von 0,01 bis 0,30 Gewichts- festen Betons, erzielt mit tonerdehaltigem Zement in der Gesamtmischung verwandt und feuerfestem Zuschlagstoff.
Der in Mengen von 86 bis 92 Gewichtsteilen in der Eine bedeutende Eigenschaft der Mischungen Gesamtmischung anzuwendende feuerfeste Zu- entsprechend der Erfindung tritt noch auf, wenn das «rhlaestoff kann jedes Material und jeder Stoff sein, *o Anmachen mit Wasser erfolgtWenn die der Mischung die allgemein als Zuschlagstoff für die Herstellung hinzugefügte Menge Anmachwasser derjenigen entmn feuerfestem dichten Beton verwandt werden, spricht, die erforderlich ist, um eine gute Verarbeit-
VUU »*■" ™___ τ. ■. /-> :. 1 i_- = i :_!__ ..«Ί lnclv»niuil>n> fiPT ITl den
von f
z β : kalzinierter feuerfester Ton, Bauxit, Cyanit, Sillimanit. Andalusit, Korund, Tafel-Tonerde, SiIiriumkarbid, Magnesiumoxyd, Chromerz, Zirkon.
Diese Zuschlagstoffe werden in körniger Form verwandt und die größte Körnung liegt unter etwa 30 mm. Vorzugsweise wurden Zuschlagstoffe verwendet, deren Körner durch ein Sieb mit einer Maschenspricht, die erforderlich ist, u g
barkeit zu erzielen, und insbesondere der in den nachstehenden Beispielen angegebenen Menge, tritt in der Mischung in hohem Grade das Phänomen der Thixotropic auf, das sich in einer sehr großen Verringerung der scheinbaren Viskosität der Mischung bemerkbar macht, sobald diese Vibrier- bzw. Ruttelvorgängcn oder einfachen Stoßen ausgesetzt wird di Mih ich sehr schnell und
vorgängcn oder einfachen Stoßen g
weite von Vo mm gehen und die etwa 25 ·/. Körner 30 Hierdurch kann die Mischung sich sehr schnell und enthalten, welche ein Sieb mit einer Maschenweite in aus. szeichneter Weise auf die Gesamtheit des zu «nftS mm oassieren füllenden Raumes verteilen, und diese Erscheinung
Nach Γ Cung der verschiedenen Bestandteile garantiert bei Aufhören der Vibrier- bzw · RutteWoreemaß der Erfindung wird eine vorbestimmte Menge gänge oder Stöße einen sehr guten Zusammenhalt Anmachwasser hinzugefügt, durch welche gewähr- 35 und eine große Steifigkeit.
κ»»!».«, c ρ— als die in dem bisher bekannten 4« l&ltl ^,&x.lL^.,^^ ,
dichten Beton verwandte Menge. Dennoch ist das Dosierung der benutzten Wassermengen zu irren.
erhaltene Material in seiner ganzen Masse sehr Folgende Beispiele erläutern die Erfindung:
homogen und besitzt vor, während und nach dem
Aufheizen ausgezeichnete Eigenschaften. Die vorteil- .
haften Eigenschaften der beschriebenen Mischungen +5 Beispiel 1
sind folgendermaßen zu erklären: ,.,„.,. ^ j j cc j
Wenn man nach dem klassischen Verfahren zur Es wird eine Mischung entsprechend der Erfindung
Herstellung von feuerfestem Beton das Anmachwas- mit folgenden Gewichtstellen hergestellt:
ser auf den Zement einwirken läßt, ergibt sich eine . Λη ,. . Art Gel mit sehr großer spezifischer Oberfläche. Die 50 Schamotte mit 40 ·/· Tonerde, die m
Beweglichkeit der Teilchen dieses Gels ist jedoch Stuckchen von 0 bis 5 mm vorhanden ist 90Tede
nicht ausreichend, um eine korrekte Umhüllung der Tonerdezement mit 40 »/0 Al2O3 6 Teile
Körner des Zuschlagstoffes sicherzustellen und die *on e
ZW-, äume zwischen) diesen Körnern auszufüllen Entflockungsmittel enthaltend
Um eine ausreichende Piastizitat fur den Beton und 55 * ,
vor .owie nach dem Aufheizen eine gute Bindung 38 «/ο Natriumphosphat l
zwischen den Körnern des ZuschlaEstoffes sicherzu- \ "'<> Natriumsilikat 1 0 ,2 Teiie
stellen, ist es deshalb notwendig, vFel größere Men- 14 »/0 Natriumkarbonat
gen Zement als die theoretische Mindestmenge zu 37"/oNatnumhumat J
verwenden. 60
Die Mischung entsprechend der Erfindung führt Diese Mischung wurde mit sieben Teilen Wasser
dagegen dank der gleichzeitigen Verwendung eines zu einem Beton angemacht, dessen Eigenschaften
pulverförmigen Materials und eines verflüssigenden getestet wurden.
bzw. entflockenden Mittels zur Anwendung einer sehr Diese Eigenschaften sind in der nachstehenden geringen Zementmenge. 65 Tabelle I angegeben und den gleichartigen Eigen-
Däs pülverförmige Material mit sehr großer spezi- schaftswerten eines üblichen Betons gegenüber-
fiseher Oberfläche, das durch das zweckentspre- gestellt, der durch Mischung von 80 Gewichtsteilen
chende Mittel verflüssigt bzw: entflockt wird, ist näm- der gleichen Schamotte und 20 Gewichtsteilen des
gleichen Zements, unter Anmachen der Mischung mit 12 Gewichtsteilen Wasser, hergestellt wird. Diese Eigenschaften sind auch mit denjenigen eines hochverdichteten feuerfesten Steines verglichen, der aus einer Mischung von 93 Gewiehtsteilen der gleichen Schamotte und 7 Gewichtsteilen der gleichen Tonerde erzeugt ist, wobei die genannte Mischung mit Gewiehtsteilen Wasser angemacht unter hohem spezifischen Druck geformt und anschließend bei 1400° C gebrannt wurde.
Tabelle 1
Erzeugnisse mit 40% Tonerde
Ein jetziger Beton
Formbare Ff-Masse gemäß der Erfindung
Ff-Stein hochverdichtet
Bestandteile (in Gewichtsteilen):
Schamotte 40 % Al2O3,0 bis S mm Tonerdezemeat mit 4O0ZoAI2O3
Entnockungsmittel enthaltend
38 */o Natriumphosphat
11% Natriumsilikat
14 °/o Natriumkarbonat
37 % Natriumhumat
Wasser
Getrocknetes Roherzeugnis:
Raumgewicht (g/cm3)
Offene Porosität (Volumprozent) Kaltdruckfestigkeit (kp/cm*)
Nach Brennen bei
Raumgewicht (g/cms)
Offene Porosität (Volumprozent) Kaltdruckfestigkeit (kp/cm*)
Maßänderung (°/o)
Feuerfestigkeit
Druckerweichungstemperatur
(0,5 o/o) unter Belastung von 2 kg/cin2
80 20
12 90
0,12
93 7
2,0 2,25 1400° C
23 15,2 2,15
350 350 20
1250° C 1350° C 250
1,90 2,20
27 14,4 1720° C
250 850 1400° C
-0,4 -0,04
1480° C 1710°C
1250° C 1390° C
Biegefestigkeit bei höheren TempeiUuren
Getrocknetes Roherzeugnis
(kp/cm*) Getrocknetes Roherzeugnis
Bei Tempe 48 65,3
raturen von 27 54,8
2O0C 28 57
400° C 29 58,6
600° C 26 55,5
800° C 18 43,5
1000° C 13 33,4
1200° C 65 Di
A^ TI
1300° C
Beispiel 2
Gebranntes Erzeugnis
Eine andere Mischung entsprechend der Erfindung wurde aus Bauxit mit 88% Tonerde hergestellt.
54,8
57,3
62,2
57,3
58,5
44
33,6
Die Tabelle 2 zeigt die so erzielten Eigenschaften des Betons in Gegenüberstellung mit denjenigen eines klassischen Betons und eines feuerfesten Steines, die aus dem gleichen Bauxit hergestellt wurden.
Tabelle 2
Erzeugnisse mit 85°/o Tonerde
Ein jetziger Beton
Formbare Ff-Masse
gemäß der Erfindung
Ff-Stein hochverdichtet
Bestandteile (in Gewichtsteilen):
Bauxit aus Guyana 88% Al2O3,0 bis S mm Tonerdezement mit 70% Al2Oj
Entflockungsmittel enthaltend 64 °/o Natriumphosphat \ 26 °/o Natriumsilikat > 10 % Natriumkarbonat J
Wasser (zusätzlich)
Getrocknetes Roherzeugnis: Raumgewioht (g/cm3) Offene Porosität (Volumprozent) Kaltdruckfestigkeit (kp/cm2)
Nach Brennen bei
Raumgewicht (g/cm3) Offene Porosität (Volumprozent) Kaltdruckfestigkeit (kp/cm2) Maßänderung (°/o)
Feuerfestigkeit
Druckerweicherungstemperatur (0,5 °/o) unter Belastung von 2 kg/cms
80 92 93
20 5
3 7
0,10
10 6 6
2,60 2,85
25 18,9
400 400
1300° C 16000C 1400° C
2,50 2,96 2,70
27 16,9 23
450 1200 500
-0,3 -0,52
18000C 1920° C 1880° C
1375CC 1465° C 1480° C
Biegefestigkeit b& höheren Temperaturen
Oetrock- Getrocknetes Ruh- netes Roherzeugnis
(kp/cm1)
Gebranntes Er-
Bei Tempe 45 60,2 58
raturen von 30 61,5 60,5
20° C 31 67,6 65
400° C 33 73,8 74
600° C 35 81,5 83
800° C 30 60,8 62
1000°C 21 50,2 51
1200°C
1300°C
Nur der erfindungsgemäße feuerfeste Beton besitzt 65 gen des Wegfalls des einen oder anderen Bestaaddie gesamten, durch die vorhergehenden Beispiele teile* in dem unter Beispiel 1 aufgeführten feuerfesten erläuterten Eigenschaften. Dieses geht auch aus der Beton dargestellt sind, nachstehenden Tabelle 3 hervor, in der die Wirkun-
5Ö9 539/196
9 \σ 10
Tabelle 3
Feuerfester Beton mit 40 % Tonerde
Mit der Erfindung Nicht Nicht über-
übereinstimmend übereinstimmend ein
stimmend
Schamotte 4O0ZoAI2O3
Obis5mm(°/o) 90 90 94
Tonerdezement mit 40%
Al2O3 (Vo) 6 6 6
Ton (%) 4 4
Entflockungsmittel enthaltend 38 % Natriumphosphat 11 °/o Natriumsilikat 14% Natriumkarbonat 37 % Natriumhumat
Wasser, zusätzlich (Vo)
Roherzeugnis, getrocknet: Raumgewicht (g/cms) Offene Porosität (Volumprozent) Kaltdruckfestigkeit (kp/cm2)
Nach Brennen bei 1350° C: Raumgewicht (g/cm*) Offene Porosität (Volumprozent) Kaltdruckfestigkeit (kp/cm2) Maßänderung (Vo)
Die erfindungsgemäßen feuerfesten Mischungen entweder in Form von losen, gebrauchsfertigen Mi-
mit hydraulischer Abbindung können für alle der- schlingen zum Einsatz im Gieß- und Rüttelverfahren,
zeitigen Anwendungsgebiete von feuerfestem Beton 40 durch Stampfen oder Spritzen, oder in Form von
benutzt werden und außerdem — wegen ihrer neuen Steinen oder vorgefertigten Formteilen, geliefen
Eigenschaften — für alle jetzigen Verwendungs- werden.
zwecke der feuerfesten Erzeugnisse im allgemeinen, Selbstverständlich können die erfindungsgemäßei
die mit deren Eigenschaften in Übereinstimmung zu Mischungen außerdem die üblichen, zurVeränderunj
bringen sind. 45 der Zementabbindung verwandten Zusatzstoffe ent
Diese Mischungen können dem Verbraucher halten.
0,12 10 0,15
7 2,09 7
2,25 22,6 2,12
15,2 100 21
350 2,00 100
2,20 24,6 2,04
14,4 240 24
850 +0,43 150
-0,04 +0,67

Claims (1)

  1. Patentansorüche:
    I. Feuerfeste, wenigstens 5 Va Tonerdeschmelzzement enthaltende Mischungen mit hydraulischer Abbindung, für die Herstellung feuerfesten Betons mit gegenüber gebrannten und geformten Erzeugnissen mit gleichem Toserdegehalt, gleichwertigen Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß sie
    gegen sind im Vergleich zu den gebrannten geformten gleichwertigen ff-Erzeugnissen, d.h. mit gleichem Tonerdegehalt, seine Eigenschaften im allgemeinen minderwertiger. Insbesondere sind seine Feuerfestigkeit und sein Druckerweichungsverhalten schlechter; seine Porosität vor und vor allem nach dem Brennen ist wesentlich höher. Außerdem verschlechtem sich seine mechanischen Eigenschaften wesentlich im Temperaturbereich zwischen der EntWässerungstemperatur des Bindemittels und dem 32S3SS3SS
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