DE2049536A1

DE2049536A1 - Verfahren zur Herstellung von keramischen Erzeugnissen

Info

Publication number: DE2049536A1
Application number: DE19702049536
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dr. 6700 Ludwigshafen Poegel
Original assignee: Woellner-Werke, 6700 Ludwigshafen
Priority date: 1970-10-08
Filing date: 1970-10-08
Publication date: 1972-04-13
Also published as: AT315722B; BE773576A; SE392717B; AU3411471A; GB1373394A; IT939040B; CH577437A5; NL7113814A; CA984415A; DE2049536B2; DE2049536C3; FR2111050A5; AU470018B2; NL173049C; NL173049B

Description

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PATE NT AN WALTE

DR. ING. A. VAN DER WERTH " DR. FRAN Z LEDE R E R

21 HAMBURG 9O 8 MÜNCHEN 80

WIL5TORFE» STR. 32 - TEL. <041l> 770361 LUCILI-CRAHN-eTR. S3 - TIL (081Il 4*0846

München, 8. Oktober 1970 L/ha

Anmelder: Woellner-Werke, Ludwigshafen/Rhein

Verfahren zur Herstellung von keramischen Erzeugnissen

Die vorliegende Erfindung hat die Herstellung von insbesondere leichten keramischer Erzeugnissen «um Gegenstand, die fflr die verschiedensten Zwecke, z.B. Bausiegel* Leichtbauelemente, Haushalt- und Sanitärkeramik usw. verwendet werden können und hohe Fest igkeitenauf weisen.

Es ist bekannt, daß man keramische Leichtbaustoffe, s.B. Ziegel und andere Tonerzeugnisse, aus Ton herstellen kann, indem aan dem Ton brennbare organische Stoffe wie Sägemehl, Kohlenstaub oder dergl. zumischt und dann brennt. Biese Erzeugnisse bringen aber bei geringen Dichten unter 1 g/cm' unzureichende Festigkeiten. Die Festigkeiten sinken sehr stark »it dea steigenden Gehalt an organischen Stoffen. Die organischen Stoffe lassen sich sehr wenig zusaimendrucken und bei der Trocknung und bei» Brennen entstehen daher durch Schwindung des Tones Risse. Geschlossene Zellen können sich auch nicht ausbilden.

Ss ist auch bekannt, dem Ton einen gasentwickelnden Stoff su2u~ setzen, wodurch Blasen oder Schaum erzeugt werden* Dabei können aber keine Blasen mit einheitlichen günstigen Qrößsn erzeugt

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werden. Die Blasen sind im unteren Teil infolge des darauf lastenden Druckes flach und linsenförmig. Hif diesem Vege lassen sich auch keine hohen Druckfestigkeit;*.! bei geringen Diel.· ten erreichen*

Es wurde auch versucht, dem Ton zur Ersieiutig leichter Ziegel₅ Hohlkugeln aus keramischen Material wie sJ3. Leea oder Perlit, die sich infolge der Kugelgestalt durch huh® Druckfestigkeiten ausseiehnen, oder Vermiculit oder dergl. ^istisetsen. Auch bei diesen Verfahren konnten keine keramischer lelchtbaustoffe wie Ziegel, Platten usw. mit hohen Festigkeiten erhalten werden, da durch die Schwindung des Tones bein Trcuknan und Brennen sehr viele Sehwindungerisse auftraten, weJnha die Zugfestigkelten sehr stark herabsetzen. Wegen dar i>.hv$iduRg des Tones war es auch sehr schwierig, großformatige "iögel und Wandbauplatten hereustellen.

In dem deutsehen Patent .... (Patentanmeldung P 20 37 i>37.7) wird ein Verfahren ssur Herstellung von kat'smlschen Erzeugnis-u·.-·; durch Verfemen und Brennen einer im wesentlichen aus Ton ού&ν TonmateriaSen sowie Zuschlagstoffen bestehenden keramischen Rohnasse beansprucht, welches dadurch geker η zeichne iit, daß der Rohmasse vor dem Verformen flüssiges Wasserglas so*?l>» air, Waeserglashärter zugesetzt werden» die Hasie dann v«rf^rmt, getrocknet und in üblicher Welse gebrannt <*ir3·

Es wurde nunmehr gefunden, daft man in diesem soeben be**chritb&r?n

Verfahren vorteilhaft das flüssige Wasserglas durch in fester, hoebvoluninöser Form ersetzen k*nn.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit ei«» weitere des Verfahrens eur Herstellung von keraails^han Erseugnissen am Verformen und Brennen einer Im'wesentliche·" aus Ton od«t· TonmateriaU»n sowie Zuschlagstoffen beste!««*! ^* keramischen Rohmasse unter Susats von Wasserglas und ein« ? Waseerglas-iSrtc^ %n. der keramischen Rohmasse vor de« Verformen» gfciaäö Fatevf ,.,. (Patentanmeldung P 20 37 937.7), welclte» d;t«litreIi gd ist, daft der keramischen ftaftnasse das Wass«'i*glas In Τ&:-^ιν hoshvolumlnuser Form zugeeetst wird.

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BADOWIQiNAl.

Das erfindungsgemäß verwendete feste, hochvoluminöse Wasserglas ist ein solches von geringem Schüttgewicht, vorzugsweise aiit einem Schüttgewicht von 80 - 100 g/l, welches ein 3iO₂ : Na₂O-Verhältnis im Bereich von 4,0 - 1,8 besitzt. Sin unter den Warenzeichen "Sikalon" vertriebenes Handelsprodukt, welches etwa 29Jt Na₉O, 59% SiO. und 12* H₉O enthält

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und aus kleinen Hohlkugeln besteht, welche ein Schüttgewicht von etwa 70 g/l bewirken, kann vorteilhaft verwendet werden.

Im allgemeinen kann festes, hochvoluminöses Wasserglas z.B. aus einer Wasserglaslösung üblicher Zusammensetzung durch ein Heißsprühverfahren hergestellt «erden. Dabei wird dem Wasserglas Wasser durch Verdampfung entzogen, wodurch das Wasserglas fest wird. Es werden dabei kleine feste Hohlkugeln gebildet, die unterschiedliche Durctoesser haben können. Der Durchmesser der einzelnen Hohlkugeln liegt im allgemeinen unterhalb von 1 Millimeter, er kann jedoch auch größer sein. In letzterem Fall entstehen in der keramischen Masse größere Poren, die dann auch eine geringere Dichte der leichten keramischen Erzeugnisse sur Folge haben.

Das feste Wasserglas wird der Rohmasse in einer Menge von 2 - 40,vorzugsweise 5-25 Gew.Ji zugesetzt.

unter der Wirkung des in der keramischen Rohmasse enthaltenen Wassere wird das feste voluminöse Wasserglas gelöst und erhärtet unter Wirkung des Wasserglashärters die keramische Rohnasse unter Hinterlassung einer Vielzahl feiner Poren. Durch die unter der Wirkung des Härtere eintretende Hortung des Wasserglases werden die einzelnen Bestandteile der Rohmasse eng miteinander verbunden. Die Rohmasse wird dadurch fest und kann getrocknet und gebrannt werden. Das feste voluminöse Wasserglas läßt nach Auflösung und Härtung eine Vielzahl feiner Poren zurück, die sich über die ganze keramische Masse verteilen.

Die Rohmasse kann die üblichen keramischen Rohstoffe enthalten, wie B.B. Ton, Tonmineralien, Kaolin, Schamotte oder andere ä-luminesilikathaltlge Rohstoffe, auch in gebrannter Form.

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Ferner kann Quarzsand oder Quarzmehl zugesetzt werden.

Als wasserglashärter können die üblichen Härter verwendet werden, wie z.B. Silicofluorid, SäurehSrter oder organische Härter. Das festevoluminOse Wasserglas und der Härter sind am besten so abgestimmt, daß die Härtung in etwa 5-60 Minuten erfolgt.

Man kann die einseinen Komponenten der Rohnasse so wählen, daß nach dem Brennen bestimmte chemische Zusammensetzungen vorliegen, Günstige chemische Zusammensetzungen für die leichten keramischen Erzeugnisse, die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt werden, liegen bei den Hauptkomponenten etwa in den folgenden Grensen:

₂O ♦ K₂O 3 - 12 %₉ vorzugsweise 1 - 8 K, Al₂O* IO - 50 Jf, vorzugsweise 12 - 30 Jf,

SiO₂ 50 - 85 %₉ vorzugsweise 60 - 80 Jf.

Man kann der Rohmasse auch noch brennbare Stoffe, wie s.B. Ul oder Kohle zusetzen, wodurch beim Brennen der Kasse 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 welche die Rohmasse fest wird, kann auf kurze Zeiten eingestellt werden, wenn dies für eine schnelle kontinuierliche Arbeitsweise erforderlich ist. Bei geeigneter wahl der Komponenten treten aueh bei schnellem Trocknen und Brennen keine Sohwindungsrisse auf.

Man kann dem festen voluminösen wasserglas auch normales flüssiges Wasserglas zusätzlich zugeben. Ferner kann man auch noch Leichtzuschlagstoffe organischer oder anorganischer Art

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zugefoen, wodurch ein® Modifizierung der erhaltenen leichten keramischen Erzeugnisse erreicht «erden kann« Es ist aber auch möglich, das feste voluminöse und/oder flüssige Wasserglas und die Leichtzuschlagstoffe unregelmäßig zu verteilen, um s.B. verschiedene Dichten der leichten keramischen Erseugnisse ssu erhalten. Letzteres kann z.B. bei Ziegeln vorteilhaft sein» wenn man eine dichte Oberflächenschicht an der Außen« und Wetterseite eines Ziegels erhalten will, die wegen der Wetterbeständigkeit eine möglichst geringe Porosität aufweisen soll.

Aus folgenden Komponenten wurde eine keramische Rohmasse

25 Teile Kaolin
25 Teile Schamotte
35 Teile Wasser

1*1 Teile festes voluminöses Wasserglas "Sikalon" 4 Teile organischer Wasserglashärter

Die gießfähige Rohmasse wurde in eine Form gegossen und war nach IO Minuten fest.

Nach Trocknung bei 90⁰C wurde die Kasse bei 1 000° C gebrannt. Dabei wurde eine Leichtbauplatte mit einer Dichte von 0,75 g/c»* erhalten.

Durch weiteren Zusatz von festem voluminösen Wasserglas erhält man leichte keramische Erzeugnisse geringerer Dichte. Durch Erhöhung der Brenntemperatur werden Dichte und Festigkeit erhöht.

Das in dem Beispiel verwendete Wasserglas, welches unter dem Warenzeichen "Sikalon^w auf dem Harkt ist, ist ein Sprühprodukt, welches einen Gehalt von etwa 60 % SiO₂ » 29Jt IKt₂ ^{0 und 12}* Wasser aufweist, bei einem Sehüttgewicht von etwa 70 g/l.

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Claims

- 6 Ραtentansprüche

I))Abwandlung des Verfahrens zur Herstellung von keramischen

Erzeugnissen durch Verfonaen und Brennen einer im wesentlichen aus Ton oder Tonraaterlalien sowie Zuschlagstoffen besteherden keramischen Rohmasse unter Zusatz von Wasserglas und einem Wasserglashärter su der keramischen Rohmasse vor den Verformen gemäß Patent ... (Patentanmeldung P 20 3? 937*7) dadurch gekennzeichnet, daß der keramischen Rohmasse das Wasserglas in fester, hoehvoluminOser Foros sug@e©tgt wird.

S) Verfahren naeh Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserglas ein Sehüttgewicht von 80 - 100 g/Liter besitzt.

3) Verfahren naeh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet _s daß das Wasserglas aus Hohlkugelchen mit einem Durchmesse unterhalb von 1 so besteht.

k) V©rfahren naeh einen der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem festen hoohvoluminOsen Wasser glas auch flüssiges Wasserglas der keramischen Rohnasse su~ gesetzt wird.

5) Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der keramischen Rohmasse zusätzlich andere poröse Stoffe oder SchaumkOrper aus organischen oder anorganischen Materialien zugesetzt werden.

6) Verfahren naeh einen der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserglashärter ein Silicofluoric ein Säurehärter oder ein organischer Härter ist.

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7) Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprache, dafiur« r gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der keramik »v ^- Nasse so gewühlt wird, daß die chemische Zueafameiisctri ; der gebraniiiftsi keramischen Erzeugnisse folgende Werte aufweist :

Na₂O + K₂O 3 - 12 Ji₉ voreugsveise ή - 8 JC,

Al₂O, 10 - 50 %, vorzugsweise 12 - 30 Ji,

50 - 85 JS₉ vorzugsweise 60 - 80 %.

B) Verfahren nach einest der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feste vroitiminuse Wasserglas und/ oder flüssige Wasserglas nur an bestimmten Stellen der keramischen Rohmasse eingearbeitet wird. "

9) Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohrttaose 2 * 40, vorsugsweise 5-25 Gew.JC festes Wasserglas sugesetst werden.

10) Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß poröse Körper oder SchaumkOrper nur an bestimmten Stellen der keramischen Rohwaase eingearbeitet werden.

11) Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Waeserglashärtermenge so gewählt ist, λ daß eine Aushärtung der geformten keramischen Rohmasse innerhalb von 5 bis 60 Minuten erfolgt.

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