DE2214073A1

DE2214073A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von geblaehten keramischen erzeugnissen

Info

Publication number: DE2214073A1
Application number: DE19722214073
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Dr Poegel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-03-23
Filing date: 1972-03-23
Publication date: 1973-09-27

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von geblahten keramischen Erzeugnissen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von geblähten keramischen Erzeugnissen mit kleinen Abmessungen0 Sie können als Hohlkugeln oder auch in Zellenstruktur ausgebildet sein mit Durchmessern, die vorzugsweise unter 5 mm liegen Die gemass Verfahren der Erfindung hergestellten geblähten keramischen Erzeugnisse können als Zuschlagstoff für Beton und Stahlbeton, sowie mit keramischer Bindung als Leichtziegel oder.
Leichtbaustoffe verwendet werden. Als Isoliermaterial zeichnen sie sich durch hervorragende Temperaturbeständigkeit aus Es ist bekannt, dass man geblähte keramische Materialien voreiegend in Kugelform, z. Bo Blahton, durch Aufblähen von tonigen oder überwiegend tonhaltigen Rohstoffen bei den in der Keramik üblichen Brenntemperaturen herstellen kann0 Die Herstellung des Blähtones ist nur bei einem hohen Gehalt an Eiussmitteln möglich. Sinter-und Schmelztemperatur liegen daher ziemlich dicht nebeneinander0 Daher ist die Oberfläche des Blähtones auch sehr stark verglast und wenig saugfähig, was bei der Verwendung Nachteile bringt, wie zBo bei der Mischung und Verbindung mit BetonmörtelO Wegen des niedrigen Sinterintervalles kann der Blähton auch als Magerungsmittel und Leichtzuschlagstoff zu keramischen Rohstoffen nur sehr beschrankt zugegeben werden, da bei den Brenntemperaturen Erweichung eintritt Der vorliegenden. Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, geblahte keramische Erzeugnisse mit kleinen Durchmessern, vorzugsweise unter 5 mm , und geringen Schüttgewichten herzustellen,- die sich als leichter Zuschlagstoff für Beton und Eisenbeton eignen sowie als Magerungs- und Leichtzuschlagstoff zu keramischen Rohmassen zugegeben werden, welche such in grossen Formaten gebrannt und glasiert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemss dadurch gelöst, dass einer keramischen Rohmasse in giess- oder pressfähigem Zustand, die Kaolin, Ton und / oder andere für keramische Rohmassen übliche Rohstoffe enthalten kann, Wasserglas und ein Klebe- oder Verdickungsmittel zugesetzt werden, die Masse nach Zerkleinerung oder Zerteilung, z.B. in Tröpfchen, einer Wärmeeinwirkung bei Temperaturen über 1000 ausgesetzt und nach Aufblähung und Trocknung bei den üblichen Temperaturen gebrannt wird.
Als Klebe- und Verdickungsmittel können organische stoffe, z.B.
Alginate oder Cellulosederivate verwendet werden. Ausserdem können zur besseren Ausbildung der Hohlkugekn oder der Zell struktur zusätzlich oberflachenaktive Stoffe wie z.B. Stearate zugesetzt werden0 Günstige Eigenschaften der geblahten keramischen Erzeugnisse kann man erhalten, wenn die keramische Rohmasse so gewählt wird, dass die chemische Zusammensetzung der gebrannten Erzeugnisse in den Hauptkomponenten folgende Werte aufweist NaSO und / oder K20 0 - 10 %0 , vorzugsweise 0 - 6 % A1203 10 - 80 r , vorzugsweise 12 - 40 O/o SiO2 20 - 85 S' , vorzugsweise 60 - 80 % Als Wassergläser können die üblichen Natron- und Kaliwassergläser verwendet werden. Man kann aber auch ganz oder teilweise organische Wassergläser verwenden, wie z0B. das unter dem Namen Guanidinsilikat bekannte Wasserglas, wenn man den Alkaligehalt herabsetzen will Der keramischen Rohmasse kann auch Lithiumwasserglas oder organisches Wasserglas + Lithiumverbindung zugesetzt werden.
Man kann dabei Erzeugnisse mit sehr kleinen Ausdehnungskoeffizienten erhalten, die sich sehr wenig von null unterscheiden0 In den Hauptkomponenten soll die chemische Zusammensetzung der gebrannten Masse etwa folgende Werte aufweisen Li20 bis 12 ffi , vorzugsweise 3 - 7 % , Al 203 10 - 60 % , vorzugsweise 15 - 40 % , SiO2 30 - 85 % , vorzugsweise 40 - 80 6g0 .
Die keramische Rohmasse kann die in der Keramik üblichen Materialien enthalten wie z.B, Kaolin, Ton, Schamotte, Quarzmehl oder andere Stoffesmit hohem Al2O3 Gehalt, auch in gebrannter Form.
Die mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erzielten Vorteile betreffen sowohl die Herstellung wie auch die Eigenschaften der erhaltenen geblähten Erzeugnisse . Man kann z.B. eine keramische Rohmasse in giessfähigem Zustand durch Düsenöffnungen in einen geheizten Raum versprühen oder auftropfen lassen, der -Temperaturen von einigen 100° aufweisen kann, in welchem eine Aufblähung und Trocknung erfolgt. In einem gesonderten Raum oder Ofen können die so erhaltenen Kügelchen bei den üblichen Temperaturen dann gebrannt werden Die Durchmesser der Kügelchen können vorzugsweise unter 5 mm liegen0 Im Sprühverfahren sind auch Durchmesser unter 0,5 mm mögliche Die Schüttgewichte liegen je nach Herstellungsbedingungen zwischen etwa 0,1 und 1 kg / Liter e Die Eigenschaften hängen von der Zusamrnensetzung und der Brenntemperatur ab. Zur Verwendung als Zuschlagstoff fiir Beton und Stahlbeton können saugfähige Kügelchen hergestellt werden, die sich durch sehr gute Festigkeiten auszeichnen. Bei entsprechender Zusammensetzung können die Kügelchen auch als Leichtschamotte zu keramischen Rohmassen zugegeben werden, um zu grossformatigen keramischen Leichtbau platten verarbeitet zu werden, die sehr gute Isolier- und Festigkeitseigenschaften haben. Diese keramischen Platten zeichnen sich -beim Brand durch geringe Schrumpfung aus, da die Erweichungs- und Schmelztemperaturen der Kügelchen sehr hoc sind und über den Brenntemperaturen der Leichtbauplatten liegen Eine weitere Anwendung der geblähten keramischen Erzeugnisse gemäss vorliegender Erfindung ist die Verwendung als Isoliermittel für hohe Temperaturen.
Beispiel : Es wurde eine gi-essfahige Rohmasse folgender Zusammensetzung hergestellt : 5Q Gewichtsteile Kaolin 30 " Wasserglas 1 " Alginat 90 " Wasser Diese Rohmasse tropfte durch eine Düsenöffnung auf eine Uterlage, die sich in einem auf 300 bis 400° beheiztem Raum befand.
Nach etwa 2 Minuten wurden die aufgeblähten und getrockneten Kügelchen in einem auf etwa 11000 erhitzten Ofen gebrannt.
Dabei wurden Kügelchen mit gleichmässigem Durchmesser von etwa 4,5 mm und einem Schüttgewicht von 03 kg / Liter erhalten ç

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Herstellung von geblähten keramischen Erzeugnissen mit kleinen Abmessungen, vorzugsweise in Kugelform, dadurch gekennzeichnet, dass einer keramischen-Rohmasse in giess- oder pressfähigeni Zustand,, die Kaolin,-Ton und / oder andere für keramische Rohmassen übliche Rohstoffe enthalten kann, Wasserglas und ein Klebe-.oder Verdickungsmittel zugesetzt werden, die Masse nach Zerkleinerung oder Zerteilung, z.B. in Tröpfchen, einer Wärmeeinwirkung bei Temperaturen über 100° ausgesetzt und nach Aufblähung und Trocknung bei den üblichen Temperaturen gebrannt wird.
2. Verfahren nach Ansptuch 1 , dadurch gekennzeichnet,dass als Klebe- und Verdickungsmittel organische Stoffe, z*Bç Alginate oder Cellulosederivàte , verwendet werden.
30 Verfahren nach Anspruch 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich oberflächenaktive Stoffe wie z.BelStearate zur Regulierung der Porenstruktur zugesetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung der keramischen Rohmasse so gewählt wird, dass die chemische Zusammensetzung der -gebrannten Masse in den Hauptkomponenten folgende Werte-aufweist Na2O und / oder K2O 0 - 10 % , vorzugsweise 0 - 6 % , A1203 10 - 80 % , vorzugsweise 12 - 40 %, SiO2 20 - 85 % , vorzugsweise 50 - 80 % .
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 , 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 keramischen Masse in den Hauptkomponenten folgende Werte aufweist Li20 bis 12 e4 , vorzugsweise 3 -- 7 % A1203 10 - 60 yO , vorzugsweise 15 - 40 % SiO2 30 - 85 s t vorzugsweise 40 - 80 %.
6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Ansptuch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Zerteilung der giessfähigen keramischen Rohmasse zu Tröpfchen Durch Versprühung oder Austropfen aus Düsenöffnungen erfolgt.