DE2161242A1 - Light ceramic - contg clay and clay materials and added water glass and water glass hardener - Google Patents

Light ceramic - contg clay and clay materials and added water glass and water glass hardener

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DE2161242A1 DE19712161242 DE2161242A DE2161242A1 DE 2161242 A1 DE2161242 A1 DE 2161242A1 DE 19712161242 DE19712161242 DE 19712161242 DE 2161242 A DE2161242 A DE 2161242A DE 2161242 A1 DE2161242 A1 DE 2161242A1
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Abstract

Raw material for prodn. of predominantly light ceramic articles for building and ceramic industry, e.g as bricks, light building elements, domestic and sanitary ceramic ware, and contg. clay, argillaceous material and additives, is admixed, before moulding, with a water glass hardener, in concns. such as to effect hardening in 5-60 min, and also with esp. porous inorganic or organic materials contg. water glass, followed by moulding, drying and firing in standard manner. Pref. water glass is at surface of (in)organic material which is pref. spherical and pref. has 0.1-0.4 mm dia. Remaining ceramic compsn. may also contain water glass. Raw material compsn. may be chosen so that fired ceramic contains 0-10 (0-6)% Na2O and/or K2O, 10-80 (12-40)% Al2O3, 20-85 (60-80)% SiO2. With addn. of Li water glass or of organic water glass + Li cpd. raw material compsn. is pref. chosen so that fired ceramic contains 12 (3.7)% Li2O, 10-60 (15-40)% Al2O3 and 30-85 (40-80)% SiO2.

Description

Verfahren zur Herstellung von leichten keramischen Erzeugnissen. Process for the production of light ceramic products.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von vorwiegend leichten keramischen Erzeugnissen durch Verformen,Trocknen und Brennen einer keramischen Rohmasse auf der Basis von Ton, Tonmaterialien sowie Zuschlagstoffen.The invention relates to a method for producing predominantly lightweight ceramic products by molding, drying and firing a ceramic Raw mass on the basis of clay, clay materials and aggregates.

Die gemäss vorliegender Erfindung hergestellten leichten keramischen Erzeugnisse weisen hohe Festigkeitsværte bei leichtem Gewicht auf und können für die verschiedensten Zwecke der Bauindustrie und Keramik verwendet werden wic s,f3, Bauziegel, Leichtbauelemente, Haushalt- und Sanitärkerarnik Es ist bekannt, dass man keramische Leichtbaustoffe, z.30 poröse Ziegelsteine und andere Tonerzeugnisse, aus Ton herstellen kann1 indem man dem Ton organische Stoffe wie z.B. Sägemehl, Kohlenstaub oder dgl.The lightweight ceramic produced in accordance with the present invention Products have high strength values while being light in weight and can be used for the most diverse purposes of the construction industry and ceramics are used wic s, f3, Building bricks, lightweight construction elements, household and sanitary ware It is known that one ceramic lightweight building materials, z.30 porous bricks and other clay products, can be made from clay1 by adding organic substances to the clay, such as sawdust, Coal dust or the like.

zumischt und dann brennt. Diese Erzeugnisse bringen aber bei geringen Dichten unzureichende Festigkeiten. Es ist auch bekannt, dass man der keramischen Rohmasse als Ausbrennstoff Kunstharzhohlkörper, insbesondere in Kugelform zufügt. Bei diesem Verfahren zeigen sich aber erhebliche Nachteile bei der kontinuierlichen Herstellung von grossformatigen leichten keramischen Erzeugnissen. Bei der Verarbeitung mit Schneckenpressen kann der erforderliche hohe Druck zur Beschädigung oder Zerstörung der Hohlkörper sowie zu ihtmiechungen führen.mixes and then burns. These products bring but low Insufficient strengths to seal. It is also known that one of the ceramic Adds raw material as a burn-out synthetic resin hollow body, in particular in spherical shape. In this process, however, there are considerable disadvantages with the continuous one Manufacture of large-format light ceramic products. While processing With screw presses, the high pressure required can cause damage or destruction the hollow body and lead to ihtmiechungen.

ist ferner bekannt, dasS man lichte keramische Erzeugnisse dadurch herstellen kann, dass man der keramischen Rohmasse anorganische Leichtzuschlagstoffe wie z.3. Perlit, Leca oder Vermiculit zusetzt. Auch hier ergeben sich bei der Verarbeitung erhebliche Nachteile. Korngrösse und Zusammensetzung können sich nachteilig auswirken. Bei Verwendung von Wasserglas in fester hochvoluminöser Form und einem Wasserglashärter in der keramischen Rohmasse kann man ebenfalls leichte keramische Erzeugnisse herstellen. Wenn man jedoch auf diese Weise leichtere Erzeugnisse mit einer Dichte von etwa 0,5 bis 0ß8 g/cn3 herstellen will, muss man grössere Mengen von dei hochvoluminösen Wasserglas zugeben. Dadurch ergeben sich aber erhebliche Nachteile, die durch den hohen Alkaligehalt bedingt sind, z. B. Ausblühungen und leichte Sinterung beim Brennen.It is also known that this results in light ceramic products can produce that one of the ceramic raw mass inorganic lightweight aggregates such as 3. Perlite, leca or vermiculite added. Here, too, arise during processing significant disadvantages. Grain size and composition can have a detrimental effect. When using water glass in a solid, high-volume form and a water glass hardener Light ceramic products can also be produced in the ceramic raw material. However, if one lighter products with a density of about If you want to produce 0.5 to 0.8 g / cn3, you have to use larger quantities of the high-volume Add water glass. However, this results in considerable disadvantages by the high alkali content, z. B. Efflorescence and slight sintering during firing.

Die bekannten Nachteile können durch das Verfahren der Erfindung beseitigt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, leichte und grossforiatige keramische Erzeugnisse herzustellen, welche geringe Scherbendichten bis etwa 0,5 g/cm3 haben können und dabei hohe Festigkeiten aufweisen.The known disadvantages can be eliminated by the method of the invention will. The invention is based on the object of lightweight and large-format ceramic Manufacture products that have low body densities of up to about 0.5 g / cm3 can and thereby have high strengths.

Erfindungsgeiäss wird dies dadurch erreicht, dass der keramischen Rohessse vor den Verformen ein Wasserglashärter sowie anorganische oder organische Stoffe, welche Wasserglas enthalten, zugesetzt werden, dio Masse dann verformt, getrocknet und in üblicher Weise gebrannt wird. Erhöhte Festigkeiten können erreicht werden, wenn die anorganischen oder organischen Stoffe, welche Wasserglas enthalten und auch porös sein können, der keramischen Rohmasse in Kugelform zugesetzt werden.According to the invention, this is achieved in that the ceramic Rohessse a water glass hardener as well as inorganic or organic before deforming Substances that contain water glass are added, the mass is then deformed, dried and fired in the usual way. Increased strength can be achieved if the inorganic or organic substances which contain water glass and can also be porous, can be added to the ceramic raw material in spherical form.

Das Wasserglas kann sich auch an der Oberfläche der zugesetzten anorganischen und organischen Stoffe befinden. Besondere Vorteile ergeben sich,wenn der Durchnesser der zugesetzten porenbildenden anorganischen oder organischen Stoffe bei etwa 0,1 bis 0,4 mm liegst. Die gross.n Vorteile liegen sowohl in der Verarbeitung wie auch in den Eigenschaften der gebrannten keramischen Masse, wie z.B. in den Festigkeiten, Oberflächenbearbeitung, Auftrag von glasuren usw.The water glass can also be on the surface of the added inorganic and organic matter. Special advantages arise when the diameter the added pore-forming inorganic or organic substances at about 0.1 up to 0.4 mm. The major advantages lie in the processing how also in the properties of the fired ceramic mass, e.g. in the strengths, Surface treatment, application of glazes, etc.

Günstige Zusammensetzungen erhält man, wenn man die keramische Rohmasse so wählt, dass die chemische Zusammensetzung der gebrannten keramischen Erzeugnisse folgende Werte aufweist a2O und/oder K20 bis 10 ffi , vorzugsweise 0 - 6 % A1205 10 - 80 % , vorzugsweise 12 - 40 % , SiO2 20 - 85 % , vorzugsweise 60 - 80 % Als Wasserglas kann man der keramischen Rohmasse in den anorganischen oder organischen Stoffen auch Lithium - Wasserglas oder auch srganisches Wasserglas + Lithiumverbindung zugeben. Man erhält dann sehr günstige Ausdehnungskoeffizienten, die sich sehr wenig von 0 unterscheiden, wenn man die folgende chemische Zusammensetzung der gebrannten Masse hat i20 bis 12 % , vorzugsweise 3 - 7 % Al 203 10 - 60 ffi , vorzugsweise 15 - 40 56 Si02 30 - 85 % , vorzugsweise 40 - 80 % In der Regel sind die Leichtzuschlagstoffe in der gesamten Rohmasse verteilt, so dass eine gleichmässige durchgehende Porenbildung entsteht. Es ist aber auch möglich, die Leichtzuschlagstoffe unregelmässig zu verteilen, wenn man z.130 eine dichte Oberflächenschicht erhalten will, z.B. an der Aussenseite von Bauelementen, die aus Gründen der Wetterbeständigkeit möglichst geringe Porosität aufweisen soll.Favorable compositions are obtained by using the ceramic raw material so chooses the chemical composition of the fired ceramic products a2O and / or K20 up to 10 ffi, preferably 0-6% A1205 10-80%, preferably 12-40%, SiO2 20-85%, preferably 60-80% as Water glass can be used in the raw ceramic mass in the inorganic or organic Substances also lithium - water glass or even organic water glass + lithium compound admit. Very favorable expansion coefficients are then obtained, which differ very little differ from 0 if one considers the following chemical composition of the fired The mass has i20 to 12%, preferably 3 - 7% Al 203 10-60 ffi, preferably 15 - 40 56 Si02 30 - 85%, preferably 40 - 80% As a rule, these are lightweight aggregates Distributed throughout the raw material, so that a uniform, continuous pore formation arises. But it is also possible to distribute the lightweight aggregates irregularly, if you want to get a dense surface layer, e.g. on the outside of components that have the lowest possible porosity for reasons of weather resistance should have.

Die Rohmasse kann aus den Rohstoffen bestehen, die in der Tonindustrie und Keramik üblich sind, Ze Be Ton, Tonmaterialien, Sand,Quarzmehl, Aluminiumoxid oder andere Rohstoffe mit hohem Aluminiumoxid - Gehalt auch in gebrannter Form Die Rohmasse kann selbst auch Wasserglas enthalten, das zOBo zur Verflüssigung zugegeben wird.Das Verfahren gemäss vorliegender Erfindung kann besonders dann mit Vorteil angewendet werden, wenn die Rohmasse Stoffe entknlt, welche das Wasserglas härten, wie zOBo Calcium- oder Magnesiumverbindungen. Die Rohmasse würde fest werden, wenn bei der Produktion grössere Mengen hergestellt werden müssen, die nicht gleich verarbeitet werden können, Die Rohmasse kann dann mit dem Wasserglashärter angesetzt werden und die porenbildenden anorganischen oder organischen Stoffe welche Wasserglas enthalten, kurz vor dem Verformen zugegeben und vermischt werden0 Die Ijärtung der Rohmasse kann auf kurze Zeiten eingestellt werden, wenn dies für eine schnelle kontinuierliche Arbeitsweise erforderlich ist0 Es Härter kommen die üblichen Wasserglashärter in Frage, so z.B.The raw mass can consist of the raw materials used in the clay industry and ceramics are common, Ze Be clay, clay materials, sand, quartz powder, aluminum oxide or other raw materials with a high aluminum oxide content, also in burnt form the The raw mass itself can also contain water glass, which zOBo adds for liquefaction The method according to the present invention can then be particularly advantageous be used when the raw material releases substances that harden the water glass, like zOBo calcium or magnesium compounds. The raw mass would become solid if Larger quantities have to be produced during production that are not processed immediately The raw material can then be prepared with the water glass hardener and the pore-forming inorganic or organic substances which contain water glass, are added and mixed shortly before shaping. The hardening of the raw material can be set to short times if this is for fast continuous Working method is required0 The usual water glass hardeners come in hardeners Question, e.g.

Silicofluorid, Siureharter oder organische Härtere Es hat sich als günstig erwiesen, Wasserglas und Härter so abzustimmen, dass die Härtung zwischen etwa 5 und 60 Minuten erfolgte Die porenbildenden Zuschlagstoffe können selbst ganz oder teilweise in der keramischen Rohmasse löslich sein, wenn die Lösung zusammerl mit der Härtung erfolgt, so dass dadurch Poren entstehen0 Eine ähnliche Wirkung kann man auch erzielen, wenn die zugesetzten organischen Stoffe bei erhohten Temperaturen schmelzen oder sich zersetzen Als Wasserglaser können die üblichen Natron- und Kaliwassergläser verwendet werden Fiir besondere Zwecke werden Lithiumwassergläser eingesetzt Man kann aber auch ganz oder teilweise organische Wassergläser verwenden, wie z.13. das unter dem IJamen Guanidinsilikat bekannte Wasserglas, wenn man den Alkal igella] t herabsetzen will ç Beispiel Aus folgenden Komponenten wurde eine keramische Rohmasse hergestellt 40 zu% Kaolin Kaolin 21 ß Schamotte 2 ffi Wasserglashärter 30 ejt Wasser 2 o Kunstharzhohlkörper mit 5 % Wasserglas in fester Form an der Oberfläche0 Die Rohmasse wurde in eilie Form gebracht und war nach etwa 20 Minuten fest. Nach Trocknung bei 90 - 1100 wurde die Masse bei etwa 1 1000 gebrannt. Dabei wurde eine Beichtbauplatte mit einer Dichte von 0,5 g/cm3 erhalten.Silicofluorid, acid harder or organic harder It has been found to be proven to be beneficial to coordinate water glass and hardener so that the hardening between about 5 and 60 minutes took place. The pore-forming aggregates can even be whole or be partially soluble in the ceramic raw material if the solution is combined takes place with the hardening, so that pores arise as a result0 A similar effect can also be achieved if the added organic substances at elevated temperatures melt or decompose The usual soda and potash water glasses can be used as water glasses are used For special purposes, lithium water glasses are used but can also wholly or partially use organic water glasses, such as 13. the water glass known under the IJamen guanidine silicate, if one uses the alkali igella] t want to belittle ç Example The following components became a ceramic raw material produced 40% kaolin kaolin 21 ß chamotte 2 ffi water glass hardener 30 ejt water 2 o Synthetic resin hollow body with 5% water glass in solid form on the surface0 The raw mass was brought into an egg shape and was solid after about 20 minutes. To Drying at 90-1100, the mass was fired at about 1,100. It was a Confessional board with a density of 0.5 g / cm3.

Die Verformung dieser keramischen Rohmasse war sehr gmto Aus den vier ersten Komponenten konnten grsssere Mengen angesetzt werden0 Die Kunstharzkörper, die an der Oberfläche Wasserglas in fester Form enthielten, wurden unmittelbar vor der Verformung zugesetzt. Die Kunstharzhohlkörper verteilten sich bei der Vermischung sehr gut in der Rohmasse, was wahrscheinlich auch auf den Umstand zurückzufuhren ist, dass die Härtung an der Oberfläche der Kunstharzhohlkörper beginnt, und als Folge davon eine Ehtmischung oder stellenweise Anreicherung verhindert wird.The deformation of this ceramic raw mass was very gmto from the four The first components could be used in larger quantities0 The synthetic resin bodies, which contained water glass in solid form on the surface were immediately before added to the deformation. The synthetic resin hollow bodies distributed during the mixing very good in the raw mass, which is probably due to the fact is that hardening begins on the surface of the synthetic resin hollow body, and than As a result, a marriage or local enrichment is prevented.

Es ist auch moglich, der keramischen Rohmasse organische Flüssigkeiten zuzugeben, welche die Kunstharzhohlkörper lösen oder zersetzen, so dass dadurch Poren entstehen, während die Rohmasse erhärtet.It is also possible to use the ceramic bulk organic liquids admit, which dissolve or decompose the synthetic resin hollow body, so that thereby Pores arise while the raw material hardens.

Claims (1)

Patentansprüche - Claims - 1. Verfahren zur Herstellung von vorwiegend leichten keramischen Erzeugnissen durch Verformen, Trocknen und Brennen einer keramischen Rohmasse aus Ton, Tonmaterialien sowie Zuschlagstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohmasse vor dem Verformen ein Wasserglashärter sowie anorganische oder organische Stoffe, welche Wasserglas enthalten, zugesetzt werden, die Masse dann verformt, getrocknet und in üblicher Weise gebrannt wird0 20 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen oder organischen Stoffe, welche Wasserglas enthalten, porös sind.1. Process for the production of mainly light ceramic products by shaping, drying and firing a ceramic raw mass of clay, clay materials as well as aggregates, characterized in that the raw mass before deforming a water glass hardener as well as inorganic or organic substances, which water glass contain, added, the mass then shaped, dried and in the usual The method according to claim 1, characterized in that the inorganic or organic substances which contain water glass are porous. 30 Verfahren nach Anspruch 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen und organischen Stoffe, welche Wasserglas enthalten Rugelform haben 40 Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserglas sich an der Oberfläche der anorganischen oder organischen Stoffe befindet 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der zugesetzten porenbildenden anorganischen oder organischen Stoffe bei etwa 0,1 bis 0,4 mm liegt.30 The method according to claim 1 and 2, characterized in that the inorganic and organic substances that contain water glass Rugel-shape have 40 method according to claim 1 to 3, characterized in that the water glass is on the surface of the inorganic or organic substances 5. Process according to claim 1 to 4, characterized in that the diameter of the added pore-forming inorganic or organic substances is about 0.1 to 0.4 mm. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die übrige keramische Rohmasse ebenfalls Wasserglas enthalto 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung der keramischen Rohmasse so gewählt wird, dass die chemische Zusammensetzung der gebrannten Masse folgende Werte aufweist Na2O und/ oder K2O 0 - 10 ffi , vorzugsweise 0 - 6 % S Al2O3 10 - 80 % , vorzugsweise 12 - 40 % s SiO2 20 - 85 ffi , vorzugsweise 60 - 80 % 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, dass bei Zusatz von Lithiumwasserglas oder organischem Wasserglas + Lithiumverbindung die Zusammensetzung der keramischen Rohmasse so gewählt wird, dass die chemische Zusammensetzung der gebrannten Klasse folgende Werte aufweist Li2O bis 12 % , vorzugsweise 3 - 7 % , Al 203 10 - 60 % , vorzugsweise 15 - 40 % , SiO2 30 - 85 % , vorzugsweise 40 - 80 % 9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die porenbildenden Zuschlagstoffe nur an bestimmten Stellen der keramischen Rohmasse eingearbeitet werden.6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the rest of the ceramic raw material also contains water glass. 7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the composition of the ceramic raw material is chosen so that the chemical composition of the fired mass is as follows Has values Na2O and / or K2O 0 - 10 ffi, preferably 0 - 6% S Al2O3 10-80%, preferably 12-40% s SiO2 20-85 ffi, preferably 60 - 80% 8. The method according to claim 1 to 6, characterized in that at Addition of lithium water glass or organic water glass + lithium compound die Composition of the ceramic raw material is chosen so that the chemical composition Li2O up to 12%, preferably 3 - 7, has the following values of the fired class %, Al 203 10-60%, preferably 15-40%, SiO2 30-85%, preferably 40 - 80% 9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the pore-forming Aggregates only incorporated into the ceramic raw material at certain points will. 10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserglashärtermenge so gewählt wird, dass die Aushärtung der keramischen Rohmasse in etwa 5 bis 60 Minuten erfolgt.10. The method according to claim 1 to 9, characterized in that the amount of water glass hardener is chosen so that the hardening of the ceramic raw material takes about 5 to 60 minutes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0298378A1 (en) * 1987-07-06 1989-01-11 Hans Joachim Dr. Poegel Process for the production of ceramic products
WO2009037546A1 (en) * 2007-09-20 2009-03-26 Eureka Projekt D.O.O. Lightweight composition and method for producing a lightweight mixture

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