DE2161242C2 - Process for the manufacture of light ceramic products - Google Patents

Process for the manufacture of light ceramic products

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DE2161242C2 DE19712161242 DE2161242A DE2161242C2 DE 2161242 C2 DE2161242 C2 DE 2161242C2 DE 19712161242 DE19712161242 DE 19712161242 DE 2161242 A DE2161242 A DE 2161242A DE 2161242 C2 DE2161242 C2 DE 2161242C2
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26—Silicates of the alkali metals

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Description

3030th

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 the production of predominantly light ceramic products by shaping, drying and firing a ceramic raw material based on clay, Clay materials and aggregates.

Die gemäß vorliegender Erfindung hergestellten leichten keramischen Erzeugnisse weisen hohe Festigkeitswerte bei leichtem Gewicht auf und können für die verschiedensten Zwecke der Bauindustrie und Keramik verwendet werden wie z. B. Bauziegel, Leichtbauelemente, Haushalt- und Sanitärkeramik.The lightweight ceramic products made according to the present invention have high strength values at light weight and can be used for a wide variety of purposes in the construction industry and ceramics can be used such as B. building bricks, lightweight construction elements, household and sanitary ceramics.

Es ist bekannt, daß man keramische Leichtbaustoffe, z. B. poröse Ziegelsteine und andere Tonerzeugnisse, aus Ton herstellen kann, indem man dem Ton organische Stoffe wie z. B. Sägemehl, Kohlenstaub oder dgl. 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 Entmischungen führen.It is known that lightweight ceramic building materials such. B. porous bricks and other clay products, can be made from clay by adding organic substances to the clay, such as B. sawdust, coal dust or Like. Mixes and then burns. However, these products are inadequate at low densities Strengths. It is also known that the ceramic raw material is used as a burn-out synthetic resin hollow body, in particular adds in spherical shape. However, this method has considerable disadvantages in the continuous production of large-format lightweight ceramic products. In the Processing with screw presses can damage or destroy the required high pressure Hollow bodies and lead to segregation.

Es ist ferner bekannt, daß man leichte keramische Erzeugnisse dadurch herstellen kann, daß man der keramischen Rohmasse anorganische Leichtzuschlagstoffe wie z. B. Perlit, Blähton 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 0,8 g/cm3 herstellen will, muß man größere Mengen von dem 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 lightweight ceramic products can be produced by adding inorganic lightweight aggregates such as, for. B. added perlite, expanded clay or vermiculite. Here, too, there are considerable disadvantages during processing. Grain size and composition can have a detrimental effect. When using water glass in a solid, high-volume form and a water glass hardener in the ceramic raw material, it is also possible to produce lightweight ceramic products. However, if you want to produce lighter products with a density of about 0.5 to 0.8 g / cm 3 in this way, you have to add larger amounts of the high-volume water glass. This results in considerable disadvantages due to the high alkali content, e.g. B. Efflorescence and slight sintering during firing.

In der deutschen Patentschrift 21 50 735 wird ein Verfahren geschützt zur Herstellung von leichten keramischen Erzeugnissen durch Verformen, Trocknen und Brennen einer keramischen Rohmasse aus Ton, Tonmaterialien sowie Leichtzuschlagstoffen, welches dadurch gekennzeichnet ist daß als Leichtzuschlagstoffe Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper, Wasserglas sowie ein Wasserglashärter der keramischen Rohmasse vor dem Verformen zugesetzt werden, die Masse dann verformt getrocknet und in üblicher Weise gebrannt wird.In the German patent specification 21 50 735 a method for the production of light weight is protected ceramic products by shaping, drying and firing a ceramic raw material made of clay, Clay materials and lightweight aggregates, which is characterized in that as lightweight aggregates Plastic particles and / or plastic hollow bodies, water glass and a water glass hardener of the ceramic Raw mass can be added before deforming, the mass then deformed and dried in the usual way Way is burned.

. Es wurde gefunden, daß man bei diesem soeben beschriebenen Verfahren vorteilhaft Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper verwenden kann, die Wasserglas enthalten.. It has been found that this is just now described method can advantageously use plastic particles and / or plastic hollow bodies that Water glass included.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit eine weitere Ausbildung des Verfahrens zur Herstellung von vorwiegend leichten keramischen Erzeugnissen durch Verformen, Trocknen und Brennen einer keramischen Rohmasse aus Ton, Tonmaterialien sowie Leichtzuschlagstoffen, welche als Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper zusammen mit Wasserglas sowie einem Wasserglashärter der keramischen Rohmasse gemäß Patent 21 50 735 zugesetzt werden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper Wasserglas enthalten, um allein oder zusammen mit einer in geringerer Menge der keramischen Rohmasse zugesetztem Wasserglas eine Erhärtung zu bewirken, die Masse dann verformt, getrocknet und in üblicher Weise gebrannt wird.The present invention thus relates to a further embodiment of the method for producing mainly light ceramic products by molding, drying and firing a ceramic Raw mass of clay, clay materials and lightweight aggregates, which are plastic particles and / or Plastic hollow body together with water glass and a water glass hardener for the ceramic raw material according to patent 21 50 735, which is characterized in that the plastic particles and / or hollow plastic bodies contain water glass, alone or together with a smaller amount to cause a hardening of the waterglass added to the ceramic raw mass, the mass is then deformed, dried and fired in the usual way.

Zur Herstellung der leichten keramischen Erzeugnisse können poröse Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper verwendet werden. Das Wasserglas kann sich an der Oberfläche der Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper befinden.Porous plastic particles and / or plastic hollow bodies can be used to manufacture the lightweight ceramic products be used. The water glass can stick to the surface of the plastic particles and / or plastic hollow bodies are located.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Durchmesser der 7\igesetzten porenbildenden organischen Stoffe bei etwa 0,1 bis 0,4 mm liegt. Die großen 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.Particular advantages arise when the diameter of the pore-forming organic Substances is about 0.1 to 0.4 mm. The big advantages lie in the processing as well as in the Properties of the fired ceramic mass, such as B. in 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:Favorable compositions are obtained if the ceramic raw material is chosen so that the chemical The composition of the fired ceramic products has the following values:

Na2O und/oder K2O
vorzugsweiseNa 2 O and / or K 2 O
preferably

Al2O3
vorzugsweiseAl 2 O 3
preferably

SiO2
vorzugsweiseSiO 2
preferably

bis 10%,
0- 6%,
10-80%,
12-40%,
20-85%,
60-80%.until 10%,
0- 6%,
10-80%,
12-40%,
20-85%,
60-80%.

Als Wasserglas kann man der keramischen Rohmasse in den anorganischen oder organischen Stoffen auch Lithiumwasserglas oder auch organisches Wasserglas und Lithiumverbindung zugeben. Man erhält dann sehr günstige Ausdehnungskoeffizienten, die sich sehr wenigThe ceramic raw material in inorganic or organic substances can also be used as water glass Add lithium water glass or organic water glass and lithium compound. You then get a lot favorable coefficient of expansion, which is very little

von 0 unterscheiden, wenn man die folgende chemische Zusammensetzung der gebrannten Masse hat:differ from 0 if one has the following chemical composition of the fired mass:

Li2OLi 2 O bis 12%,until 12%, vorzugsweisepreferably 3- 7%,3- 7%, Al2O3 Al 2 O 3 10—60%,10-60%, vorzugsweisepreferably 15-40%,15-40%, SiO2 SiO 2 30-85%,30-85%, vorzugsweisepreferably 40—80%.40-80%.

2020th

In der Regel sind die Leichtzuschlagstoffe in der gesamten Rohmasse verteilt, so daß eine gleichmäßige durchgehende Porenbüdung entsteht Es ist aber auch möglich, die Leichtzuschlagstoffe unregelmäßig zu verteilen, wenn man z. B. eine dichte Oberflächenschicht erhalten will, z. 3. an der Außenseite von Bauelementen, die aus Gründen der Wetterbeständigkeit möglichst geringe Porosität aufweisen soll.As a rule, the lightweight aggregates are distributed throughout the raw material, so that a uniform continuous pore formation but it is also possible to add the lightweight aggregates irregularly distribute if you z. B. wants to obtain a dense surface layer, e.g. 3. on the outside of structural elements, which should have the lowest possible porosity for reasons of weather resistance.

Die Rohmasse kann aus den Rohstoffen bestehen, die in der Tonindustrie und Keramik üblich sind, z. B. Ton, Tonmaterial, Sand, Quarzmehl, Aluminiumoxid oder andere Rohstoffe mit hohem Aluminiumoxidgehalt, auch in gebrannter Form.The raw mass can consist of the raw materials that are common in the clay industry and ceramics, e.g. B. sound, Clay material, sand, quartz powder, aluminum oxide or other raw materials with high aluminum oxide content, also in fired form.

Die Rohmasse kann selbst auch Wasserglas enthalten, das z. B. zur Verflüssigung zugegeben wird. Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung kann besonders dann mit Vorteil angewendet werden, wenn die Rohmasse Stoffe enthält, welche das Wasserglas härten, wie z. B. 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 werden.The raw mass itself can also contain water glass, the z. B. is added for liquefaction. That The method according to the present invention can be used particularly with advantage when the Raw material contains substances that harden the water glass, such as B. calcium or magnesium compounds. the Raw mass would become solid if larger quantities had to be produced during production, which were not can be processed immediately. The raw material can then be prepared with the water glass hardener and the pore-forming inorganic or organic substances that contain water glass, shortly before Deforming added and mixed.

Die Härtung der Rohmasse kann auf kurze Zeiten eingestellt werden, wenn dies für eine schnelle kontinuierliche Arbeitsweise erforderlich ist Als Härter kommen die üblichen Wasserglashärter in Frage, so z. B. Siüciumfluorid, Säurehärter oder organische Härter. Es hat sich als günstig erwiesen, Wasserglas und Härter so abzustimmen, daß die Härtung zwischen etwa 5 und 60 Minuten erfolgt. Die porenbildenden Zuschlagstoffe können selbst ganz oder teilweise in der keramischenThe hardening of the raw mass can be set for short times, if this is for quick times continuous work is required as a hardener the usual water glass hardeners come into question, such. B. Siüciumfluorid, acid hardener or organic hardener. It has proven to be beneficial to coordinate water glass and hardener so that the hardening is between about 5 and 60 minutes takes place. The pore-forming aggregates can be completely or partially in the ceramic

30 Rohmasse löslich sein, wenn die Lösung zusammen mit der Härtung erfolgt so daß dadurch Poren entstehen. Eine ähnliche Wirkung kann man auch erzielen, wenn die zugesetzten organischen Stoffe bei erhöhten Temperaturen schmelzen oder sich zersetzen. 30 raw material be soluble if the solution takes place together with the hardening so that pores are created. A similar effect can also be achieved if the added organic substances melt or decompose at elevated temperatures.

Als Wasserglas können die üblichen Natrium- und Kal:umwassergläser verwendet werden. Für besondere Zwecke werden Lithiumwassergläser eingesetzt Man kann aber auch ganz oder teilweise organische Wassergläser verwenden, wie z. B. das unter dem Namen Guanidinsilikat bekannte Wasserglas, wenn man den Alkaligehalt herabsetzen will.As water glass the usual sodium and Kal can: be used umwassergläser. Lithium water glasses are used for special purposes. B. known under the name guanidine silicate water glass, if you want to reduce the alkali content.

Beispielexample

Aus folgenden Komponenten wurde eine keramische Rohmasse hergestellt:A ceramic raw material was produced from the following components:

40% Kaolin
21% Schamotte40% kaolin
21% chamotte

2% Wasserglashärter
30% Wasser2% water glass hardener
30% water

2% Kunstharzhohlkörper mit 5% Wasserglas in fester Form an der Oberfläche.2% synthetic resin hollow body with 5% water glass in solid form on the surface.

Die Rohmasse wurde in eine Form gebracht und war nach etwa 20 Minuten fest. Nach Trocknung bei 90-110° wurde die Masse bei etwa 1100° gebrannt. Dabei wurde eine Leichtbauplatte mit einer Dichte von 0,5 g/cm3erhalten.The raw mass was placed in a mold and was solid after about 20 minutes. After drying at 90-110 °, the mass was fired at around 1100 °. A lightweight board with a density of 0.5 g / cm 3 was obtained.

Die Verformung dieser keramischen Rohmasse war sehr gut. Aus den vier ersten Komponenten konnten größere Mengen angesetzt werden. 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 zurückzuführen ist, daß die Härtung an der Oberfläche der Kunstharzhohlkörper beginnt, und als Folge davon eine Entmischung odsr stellenweise Anreicherung verhindert wird.The deformation of this ceramic raw material was very good. From the first four components could larger amounts are used. The synthetic resin body attached to the surface of water glass in solid form were added immediately before deformation. The synthetic resin hollow bodies distributed at the mixing very well in the raw mass, which is probably also due to the fact is that the hardening begins on the surface of the synthetic resin hollow body, and as a result one Segregation or enrichment in places is prevented.

Es ist auch möglich, 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 add organic liquids, which form the synthetic resin hollow bodies, to the ceramic raw material dissolve or decompose, creating pores while the raw material hardens.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von vorwiegend leichten keramischen Erzeugnissen durch Verformen, Trocknen und Trennen einer keramischen Rohmasse aus Ton, Tonmaterialien sowie Leichtzuschlagstoffen, welche als Kunststoffteilchen und/ oder Kunststoffhohlkörper zusammen mit Wasserglas sowie einem Wasserglashärter der keramischen Rohmasse gemäß Patent 21 50 735 zugesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper Wasserglas enthalten, um allein oder zusammen mit einer in geringerer Menge der keramischen Rohmasse zusätzlich zugesetztem Wasserglas eine Erhärtung zu bewirken, die Masse dann verformt, getrocknet und in üblicher Weise gebrannt wird.1. Process for the production of mainly light ceramic products by deforming, Drying and separating a ceramic raw mass made of clay, clay materials and lightweight aggregates, which as plastic particles and / or plastic hollow bodies together with water glass as well as a water glass hardener are added to the ceramic raw material according to patent 21 50 735, characterized in that the plastic particles and / or plastic hollow bodies Water glass included, alone or together with a smaller amount of the ceramic Raw mass to cause additional waterglass to harden, the mass is then deformed, dried and fired in the usual way. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß poröse Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper verwendet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that that porous plastic particles and / or plastic hollow bodies are used. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß das Wasserglas sich an der Oberfläche der Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper befindet3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the water glass is on the surface of the plastic particles and / or plastic hollow bodies is located
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