DE2227001B2 - Verfahren zur herstellung von mechanisch und thermisch widerstandsfaehigen werkstuecken aus kalksandstein und deren verwendung - Google Patents
Verfahren zur herstellung von mechanisch und thermisch widerstandsfaehigen werkstuecken aus kalksandstein und deren verwendungInfo
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Description
45
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von mechanisch und
thermisch widerstandsfähigen Werkstücken aus Kalksandstein mit einer Xonolit-Struktur, welche ein
niedriges Gewicht aufweisen und widerstandsfähig gegen mechanische Beanspruchung sowie gegen Wärmeeinfluß
sind und auch gute Wärmeisoliereigenschaften aufweisen sowie die Verwendung dieser Werkstükke.
In der US-PS 30 33 648 und in Chem. Abstr. 1961, Spalte 6818 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung
von mechanisch und thermisch widerstandsfähigen Werkstücken aus Kalksandstein mit einer Xonotlit-Struktur
(faserförmige Kristalle mit der Zusammensetzung
6 CaO ■ 6 SiO2 · H3O
durch Vermischen mit Silikatrohmaterial. Kalziumoxid und Wasser, zusätzlich eventuell Asbest, unter Rühren
und Erwärmen der resultierenden Mischung, Alterung
65 derselben, Verformung in einer Form und Behandlung
des Geformten in einem Autoklav beschrieben. Da das verwendete Silikatrohmaterial noch Verunreinigungen
enthält wird bei der Umsetzung der Kieselsäure mit dem Kalziumhydroxid immer plättchenförmiges Calciumsilikat
(Tobermorit mit der Zusammensetzung
5CaO · 6SiO2- 5H2O)
erhalten. Um jedoch die Tobermoritkristalle in die gewünschte Xonotlit-Kristallform zu überführen, muß
man zunächst die Tobermorit-Kristalle wachsen lassen, und dann erst können diese unter Aufwendung von
großen Kosten und viel Zeitaufwand in die gewünschte Xonolit-Kristallform unterhalb von 17O0C gebracht
werden.
Nach diesen beiden bekannten Verfahren ist es unmöglich. Werkstücke aus Kalksandstein mit einer
Xonotiii-Strukiur direkt, d. h. nicht über die Tobermorit-Phase
zu erhalten.
Bei den bekannten Verfahren finden als Silikatrohmaterial Kieselgur oder Schlacke Verwendung, deren
Teilchengröße relativ groß ist, so daß die Gelierung bei der Umsetzung mit Kalziumoxid nur langsam und
unvollständig eintritt, wie noch erläutert werden wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von mechanisch und thermisch widerstandsfähigen
Materialien aus Kalksandstein mit einer Xonotlit-Struktur durch Vermischen von Silikatrohmaterial,
Kalziumoxid und Wasser, zusätzlich eventuell Asbest, unter Rühren und Erwärmen der resultierenden
Mischung, Alterung derselben, Verformung in einer Form und Behandlung des geformten Produktes in
einem Autoklav, dadurch gekennzeichnet daß als Silikatrohmaterial Flugasche, die als Nebenprodukt bei
der Herstellung von metallischem Silizium, Siliziumkarbid oder Ferrosilizium in einem elektrischen Ofen
anfällt, verwendet wird, und daß die Mischung 10 bis faü
Minuten bei Temperaturen zwischen 80 und 98°C gerührt wird, daß die Alterung während ' bis 2 Stunden
bei wenigstens 70°C durchgeführt wird, worauf die Wasserentfernung und Verformung bei einem Druck
von 8 bis 150 kg/cm2 und die Autoklavenbehandlung bei
einem Druck von 15 bis 34 kg/cm2 während 5 bis 8 Stunden und einer Temperatur zwischen 200 und 2400C
durchgeführt wird.
Eine spezielle Ausführungsform des Verfahrens dieser Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die
eingesetzte Asche aus 85 bis 95 Gewichtsprozent amorphem Silikat und 5 bis 15 Gewichtsprozent
Metalloxid, Kohlenstoff und Siliziumkarbid eine. Korngröße zwischen 0,1 und 10 μΐη besteht.
Eine weitere Ausführungsform der vorstehenden Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung
mit einem Zusatz von Asbestfasern verarbeitet wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der nach einem der Ausführungsformen des Verfahrens
dieser Erfindung hergestellten Werkstücke aus Kalksandstein als Kalksandleichtsteine mit einer spezifischen
Dichte von 0,15 bis 0,55, einer Wärmewiderstandsfähigkeit bis zu 1000 bis 1050° C. mit bis zu 30% verbesserten
Wärmeisolalionseigenschaften sowie einer Schrumpfung bei 1000°C von 0,8% oder weniger.
Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch nicht gewöhnliche Schlacke verwendet, sondern Flugasche
mit einem ungewöhnlichen Feinheitsgrad. Die Verwendung eines derartigen Produktes für den beanspruchten
Zweck ist in der Literatur weder vorbeschrieben noch
nahegelegt worden.
Bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden somit aus dem speziellen Silikatrohmaterial
direkt Werkstücke aus Kalksandstein mit Xonotlit-Struktur hergestellt Dies war bis jetzt nach anderen
Verfahren nur in kleinem experimentellen Ausmaß möglich.
Die vorstehenden Ausführungen zeigen, da3 das , Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht nur neu und
technisch fortschrittlich ist, sondern auch die erforderiiehe
Erfindungshöhe besitzt, denn die nach dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Formstücke aus
": Kalksandstein mit Xonotlit-Struktur besitzen in überra-■'.-sehender
Weise nicht zu erwartende, verbesserte % 4 Eigenschaften, denn die spezifische Dichte liegt dann
r : um 0,1 g/cm3 herabgesetzt vor, und der Biegewiderstand
ist wesentlich mit 5 kg/cm2 vergrößert Außerdem tritt
f bei der Erhitzung um 10000C nur eine gewisse
fei Schrumpfung von weniger als ί % auf.
III! Bei Vergleichsstücken, bei denen als Silikatrohmate-
III! Bei Vergleichsstücken, bei denen als Silikatrohmate-
Üfi rial sehr reiner Quarz Verwendung fand, lag die
Pl spezifische Dichte um 0,2 g/cm3 höher und das
|ij| Schrumpfungsverhältnis betrug bei 1000DC 2%.
Ill Bezüglich der erreichten Qualitätsverbesserung für
Ill Bezüglich der erreichten Qualitätsverbesserung für
ill die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten
Ip Werkstücke aus Kalksandstein mit Yonotlit-Struktur
plß wird noch zusätzlich auf die Angaben in den Beispielen
j§f und auf die Erläuterungen zu den Figur-Beschreibungen
ill hingewiesen.
β?; Die vorliegende Erfindung erlaubt somit nicht nur die
pi Herstellung von den vorstehend genannten Werkstükken bei niedrigem Preis, sondern sie erlaubt auch, die
Flugaschen, welche bis jetzt als wertloses Abfallprodukt angesehen wurden, zur Herstellung von Kalksandsteinen
mit überraschendem Effekt zu verwenden.
Es ist bekannt, daß Kalksandleichtsteine (spezifische Dichte 0,5 bis 1,2) einen guten Wärmewiderstand, gute
Isoliereigenschaften, sowie einen hohen Widerstand gegenüber mechanischer Beanspruchung und andere
vorzügliche Eigenschaften trotz ihres niedrigen Gewichtes aufweisen. Diese bekannten Kalksandleichtsteine
werden normalerweise durch Mischen eines Silikates mit Kalziumoxid und Wasser, sowie gegebenenfalls
Asbestfasern, durch Rühren der Mischung unter Erwärmung, Verformung der resultierenden gelierten
Mischung unter Entfernung des Wassers, Überführung des geformten Materials in einen Autoklav und
Dampfdruckbehandlung des Forstückes, um eine hydrothermische synthetische Reaktion zu erhalten und
das Wachstum der Kalziumsilikat-Kristalle voranzutreiben, hergestellt. Um Kalksandleichtsteine in dieser Art
und Weise herzustellen ist es erforderlich, zunächst die Ausgangsmaterialien Silikat und Kalziumoxid unter
atmosphärischem Druck zur Reaktion zu bringen, um eine Gelierung des Reaktionsansatzes zu erhalten.
Deshalb wird dem Silikat normalerweise Kieselerde mit niedriger spezifischer Dichte zugemischt, welche diese
Reaktion leicht eingehen kann. Die Kieselerde enthält jedoch eine große Menge an Verunreinigungen, wie
t, B. Al2O3, Fe2O3 usw., die die durch die Umsetzung mit
c. Kaliumoxid resultierenden Kristalle erhalten eine
■' plattenähnliche Tobermorit-Struktur
(5CaO · 6SiO2 · 5H2O)
! und weisen nur einen geringen Wärmewiderstand bei
' etwa 550 bis 600° C sowie einen relativ niedrigen Widerstand gegenüber mechanischer Beanspruchung
auf
Um diese Nachteile der Tobermorit-Struktur in Kalksandleichtsteinen zu vermeiden, ist es bekannt
solche Strukturen in eine Xonotlit-Struktur zu überführen, die aus länglichen fascrartigen Kristallen der
Formel
6CaO- 6SiO2- H2O
besteht Um jedoch überhaupt die Xonotlit-Struktur erhalten zu können werden Silikate von sehr hoher
Reinheit als Ausgangsmaterial benötigt Amorphe Silikate hoher Reinheit, welche leicht mit Kalziumoxid
eine Reaktion unter Gelierung eingehen, sind sehr selten. Dadurch ist es sehr schwierig, Kalksandsteinformstücke
mit Xonotlit- Kristallstruktur in einem industriellen Verfahren herzustellen. Die durch die
bekannten Verfahren erhaltenen Kalksandleichtsteine mit Xonotlit-Struktur müssen eine spezifische Dichte
von wenigstens 0,24 aufweisen, und es war bis jetzt nicht möglich, leichtere Formstücke herzustellen.
Bei der bekannten Herstellung von Kalksandleichtsteinen mit Tobermorit- oder Xonotlit-Kristallstruktur
werden die Ausgangssilikate auf mechanische Art und Weise auf eine Korngröße von ungefähr 10 bis 80 μΐη
pulverisiert. Diese Pulver weisen deshalb gegenüber Kalziumoxid eine niedrige Reaktivität auf. Bei der
Umsetzung verwachsen die gebildeten Kristalle nicht genügend miteinander, und daher treten Risse nach
einem längeren Gebrauch der Kalksandleichtsteine bei hoher Temperatur auf, und somit geht das Widerstandsvermögen
gegen mechanische Beanspruchung derartig hergestellter Kalksandleichtsteine leicht verloren.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von neuen Werkstücken aus
Kalksandstein mit Xonotlit-Kristallstruktur zur Verfügung zu stellen, welche eine hohe Widerstandsfähigkeit
gegen mechanische Beanspruchung aufweisen, wobei das Widerstandsvermögen durch eine starke Verfilzung
der langen faserartigen Kristalle miteinander erhalten wird und wobei das Widerstandsvermögen gegen
mechanische Beanspruchung selbst nach einem längeren Gebrauch bei hohen Temperaturen nicht verloren
geht. Die erfindungsgemäß hergestellten neuen Werkstücke aus Kalksandstein haben gute Wärmeisoliereigenschaften,
da sie viele Poren aufweisen, welche Durchmesser zwischen 5 und IO Mikron haben;
hierdurch werden Werkstücke mit einer spezifischen Dichte von weniger als 0,55, und vorzugsweise weniger
als 0,18 oder sogar weniger als 0,15 erhalten. Ferner werden durch das Verfahren der Erfindung industrielle
Abfallprodukte, deren Beseitigung in der Vergangenheit einige Probleme darstellte, als Silikat-Rohstoff verwendet.
Die F i g. 1 bis 3 zeigen elektronenmikroskopische Photographien von Werkstücken aus Kalksandsteinen
bei einer 5000fachen Vergrößerung
Fig. 1 zeigt die Tobermorit-Kristallstruktur,
Fi g. 2 verdeutlicht die bekannte Xonotlit-Kristallstruktur
und
Fig.3 zeigt die Ausbildung der Xonotlit-Kristallstruktur,
die bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten wird.
Die F i g. 4 bis 6 sind Röntgenstrahlen-Beugungsdiagramme.
Fig.4 zeigt das Diagramm der Tobermorit-Kristallstruktur,
Fig.5 zeigt das Diagramm der klassischen Xonotlit-Kristallstruktur
und
F i g. 6 gibt das Diagramm der Xonotlit-Kristallstruk-
tür wieder, welche die Werkstücke aufweisen, die nach
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind.
Die bei dem Verfahren dieser Erfindung eingesetzte Flugasche fällt bei der Herstellung von metallischem
Silizium, Siliziumkarbid, Ferrosilizium an. Hierbei wird deren Herstellung durch Vermischen von kristallinem
Silikat (SiO?) hoher Reinheit mit Kohlenstoff (Koks oder ähnlichem) als Rohmaterialien und Schmelzen der
resultierenden Mischung in einem elektrischen Ofen durchgeführt. Hierbei beträgt die Ofentempe-atur
20000C oder mehr und ias Silikat wird zu Silizium
reduziert. Ein Teil wird wieder oxidiert und als sehr feines amorphes Silikat zu Flugasche zerstäubt. Die
Flugasche wurde bis jetzt nur zur Geländeauffüliung verwendet. Viele Flugascnen können selbst für diesen
Zweck nicht verwendet werden, da sie zu fein sind.
Die bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzten Flugasche beste' . aus 85 bis 95 Gewichtsprozent
amorphem Silikat und 5 bis 15 Gewichtsprozent Metalloxiden (Fe2O3, Al2O3, CaO und MgO), Kohlenstoff
und Siliziumkarbid, und ungefähr 85% der Flugasche hat eine Komrröße zwischen 0,1 und 1
Mikron und ungefaähr 15% eine Korngröße zwischen 1 und 10 M'kron. Die Flugasche, welche bei dem
Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, besteht aus ultrafeinen Partikeln, verglichen mit dem
bisher für den gleichen Zweck verwendeten Silikatrohmaterial einer Korngröße zwischen 10 und 80 μπι. Die
Flugasche zeichnet sich durch eine gute Reaktivität gegenüber Kalziumoxid aus. Die Flugaschen gelieren in
einer kurzen Zeit bei der Umsetzung und nehmen während der Reaktion viel Wasser auf, sie gehen
dadurch in einen erheblich aufgequollenen Zustand über. Das bedeutet, daß die resultierenden Werkstücke
spezifisch leichter anfallen als die bekannten Formstükke.
Das bevorzugte Verhältnis von Flugasche zu Ka'iziumoxid beträgt 1 zu wenigstens \2 Gewichtsteilen,
wohingegen das Verhältnis der Flugasche zu Wasser bei 1 :20 - 24 liegt und das Verhältnis der Flugasche zu
Asbestfasern, wenn Asbestfasern eingesetzt werden 1 :0.09 —03 beträgt Die Gelierungsreaktion wird
während 10 bis 60 Minuten zwischen 80 und 98CC
durchgeführt wohingegen eine eventuelle Alterung während 1 bis 2 Stunden bei wenigstens 700C ausgeführt
wird. Die Wasserentfernung und Verformung erfolgt bei
einem Druck zwischen 8 bis 150 kg/cm2. Die hydrothermisclie
Reaktion wird bei einem Druck von 15 bis 34 kg/cm2 während 5 bis 8 Stunden und Temperaturen
zwischen 200 und 240° C ausgeführt
Bei der Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird während der Umsetzung der
Flugasche mit Kaliumoxid Wasserstoffgas gebildet da sehr kleine Mengen Metall in der Flugasche vorhanden
sind, und eine große Anzahl von Poren mit einer Porengröße von 5 bis 10 um werden in den Werkstükken
ausgebildet, wodurch die Werkstücke spezifisch leichter anfallen und größere Wärmeisolierungseigenschaften
aufweisen.
Die Gebrauchsdauer der Werkstücke, die erfindungsgemäß erhalten werden, liegt besonders bei hohen
Temperaturen sehr erheblich verbessert vor. Da die bei der Durchführung des Veifahrens gebildete Xonotlit-Struktur
leicht geformt werden kann, ist die Verwendung von Asbestfasern als Verstärkungsmittel in der
Fällen unnötig, in denen nur die Qualitätseigensrhaften
erreicht werden seilen, die bei den bekannten Verfahren
anfallen.
Das Silikat, welches gemäß der vorliegenden Erfindung in Form der Flugasche eingesetzt wird,
enthält nur kleine Mengen von Verunreinigungen, welche eine Tobermorit-Struktur bilden könnten, zum
Beispiel Al2O3 und MgO, und somit wird bei der
Verfahrensdurchführung weitgehend alles hydratiisiertes Kalziumsilikat in die Xonolit-Struktur übergeführt,
wodurch das Wärmewiderstandsvermögen der erhaltenen Werkstücke weitgehend bis zu 1000 bis 1050°C
verbessert wird.
Die Flugasche, die als Silikat bei der vorliegenden Erfindung Verwendung findet, ist viel feiner als solche
Silikatwerkstoffe, welche durch Pulverisierung von amorphem Silikat, selbst mit den besten Pulverisierungsmaschinen
erhalten werden, und sie weist eine größere Reaktivität gegenüber Kalziumoxid auf. Dies
bedeutet, daß die Gelierungszeit und die Behandlungszeit im Autoklav bei der Durchführung des Verfahrens
der Erfindung herabgesetzt werden können im Vergleich mit den Verfahren, bei denen nur herkömmliche
Silikatrohstoffe Verwendung finden.
Im folgenden wird die Erfindung noch erläutert durch
die folgenden Beispiele.
Zunächst werden die Korngrößen und Zusammensetzungen der Flugasche, welche in den Beispielen
verwendet wurde, bekanntgegeben:
(1) Korngrößen.
5,5-10μΐη
l,0-5,5|.tm
1,0 μπι oder weniger
5,5-10μΐη
l,0-5,5|.tm
1,0 μπι oder weniger
1,5%
6,0%
92,5%
Eine Untersuchung unter dem Elektronenmikroskop ha' gezeigt, daß der größte Teil der Partikeln mit einer
Korngröße unterhalb 1,0 μΐη vorliegt, nämlich eine
Korngröße von ungefähr 0,1 μΐη besitzt
(2) Chemische Zusammensetzung: | 33% |
Glühverlust | 2,82% |
Unlöslicher Rückstand | |
(Kohlenstoff und SiI /iumkarbide) | |
Lösliches | 91,34% |
SiO2 | 038% |
Fe2O3 | 0,61% |
Al2O3 | 033% |
CaO | 031% |
MgO | 99,09% |
Total | |
Bemerkung: Die Analyse der chemischen Zusammensetzung wurde gemäß dem Verfahren von Shoichiro
Nagai, Handbook of Silicate Industry, Test of vulcanic ashes, diatomaceous earth, etc. durchgeführt
Falls Asbestfasern bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung mitverwendet werden, ist es erforderlich,
Amphibol-Asbest der kein Aluminium, Eisen oder nur geringe Mengen davon enthält zu verwenden. Falls
Asbestfasern mit einem hohen Gehalt an Aluminium verwendet werden, wird die Reaktion im Autoklav
verhindert und es ist schwierig, die Xonoi.it-Kristalle zu
bilden.
Bei der Verfahrensdurchführung der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich, Asbestfasern zu
verwendea Es können auch andere verstärkende Materalien eingesetzt werden, falls sie ein gutes
Wärmewiderstandsvermögen aufweisen und kein Aluminium ode Eisen oder nur sehr geringe Mengen davon
enthalten.
Flugasche
Löschkalk
Asbestfastern
Wasser
Löschkalk
Asbestfastern
Wasser
10 Gewichtsteile Flugasche
12 Gewichtsteile Löschkalk
0,9 Gewichtsteile 5 Asbestfasern 220 Gewichtsteile Wasser
10 Gewichtsteile 12 Gewichtsteile 1,9 Gewichtsteile 220 Gewichtsteile
Die vorstehenden Komponenten wurden zu einer Aufschlämmung vermischt und bei 98°C während 10
Minuten gerührt. Die resultierende Aufschlämmung wurde während 1 bis 2 Stunden bei 800C zwecks
Alterung stehengelassen.
Das resultierende Produkt wurde bei einem Druck von 8 kg/cm2 zur Entfernung von Wasser und zur
Verformung gepreßt, und das verformte Material wurde in einen Autoklav gegeben, wo es gesättigtem
Wasserdampf bei einem Druck von 15 kg/cm2 (200° C)
während 8 Stunden ausgesetzt wurde, um eine Reaktion zu bewirken. Das so erhaltene Werkstück wurde
getrocknet und es hatte folgende Eigenschaften:
Die vorstehenden Komponenten wurden zu einer Aufschlämmung vermischt und bei 9O0C während 30
Minuten gerührt, um Gelierung zu bewirken. Die gelierte Mischung wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben,
behandelt, und das resultierende Werkstück hatte die folgenden Eigenschaften:
Spezifische Dichte: | 0,15 | Flugasche |
Biegefestigkeit: | 4,0 kg/cm2 | Löschkalk |
Druckfestigkeit: | 10,0 kg/cm2 | 25 Asbestfasern |
Lineare Schrumpfung bei 10000C: | 0,8% oder weniger | Wasser |
(gebrannt während 3 Stunden) | ||
Spezifische Dichte:
Biegefestigkeit:
Druckfestigkeit
Lineare Schrumpfung bei 10000C:
(gebrannt während 3 Stunden)
0,16
11,0 kg/cm2 23,3 kg/cm2
0,8% oder weniger
Dieselben Komponenten, in demselben Mischungsverhältnis wie im Beispiel 1 angegeben, wurden
vermischt und bei 8O0C während 60 Minuten gerührt. Die resultierende Aufschlämmung wurde einem Druck
von 30 kg/cm2 ausgesetzt, um Wasser zu entfernen und die Masse zu verformen. Das Werkstück wurde dann,
wie in Beispiel 1 beschrieben, behandelt.
Das resultierende Werkstück hatte die folgenden Eigenschaften:
10 Gewichtsteile 12 Gewichtsteile 0,9 Gewichtsteile 264 Gewichtsteile
Diese Komponenten wurden vermischt und, wie in Beispiel 1 beschrieben, behandelt Das resultierende
Werkstück hatte die folgenden Eigenschaften:
Spezifische Dichte:
Biegefestigkeit:
Druckfestigkeit:
Lineare Schrumpfung bei 10000C:
(gebrannt während 3 Stunden)
0,148
7,2 kg/cm2 15,0 kg/cm2 0,8% oder weniger
Spezifische Dichte:
Biegefestigkeit·
Druckfestigkeit:
Lineare Schrumpfung bei 10000C
(gebrannt während 3 Stunden)
0,30
10,0 kg/cm2 20,0 kg/cm2
0,8% oder weniger
40
45
Flugasche Löschkalk Wasser 10 Gewichtsteile
12 Gewichtsteile
220 Gewichtsteile
Die vorstehenden Komponenten wurden vermischt und wie in Beispiel 4 angegeben, behandelt
Das resultierende Werkstück hatte die folgender Eigenschaften:
Flugasche
Löschkalk
Asbest
Wasser
Löschkalk
Asbest
Wasser
10 Gewichtsteile 12 Gewichtsteile 33 Gewichtsteile 220 Gewichtsteile
Die vorstehenden Komponenten wurden vermischt und wie in Beispiel 1 beschrieben, behandelt jedoch mit
der Ausnahme, daß die Aufschlämmung einem Druck von 150kg/cnv ausgesetzt wurde. Das resultierende
Werkstück hatte die folgenden Eigenschaften:
Spezifische Dichte:
Biegefestigkeit:
Druckfestigkeit:
Lineare Schrumpfung bei 1000° C:
(gebrannt während 3 Stunden)
0,18
23 kg/cm2 19,6 kg/cm2 0,3% oder weniger
Spezifische Dichte:
Biegefestigkeit:
Druckfestigkeit:
Lineare Schrumpfung bei 10000C:
(gebrannt während 3 Stunden)
0,55
30,0 kg/cm2 150,0 kg/cm2 0,8% oder weniger Die vorteilhaftesten Bedingungen zur Herstellung de
Werkstücke aus Kalksandstein gemäß dem Verfahre der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend ange
geben:
Mischungsverhältnis:
60
Flugasche Löschkalk Asbest lOGew.-Teile
12Gew.-Teile 0,2-2,0Gew.-Teil
Falls ein Werkstück mit einer hohen spezifischen Dichte unter größerem Druck hergestellt wird, kann die
biegefestigkeit weitgehend verbessert werden, indem eine größere Menge an Asbestfasern zugesetzt wird.
Gelierungsreaktion:
90 - 98° C während 20 bis 30 Minuten.
Alterungsbehandlung:
80° C oder höher während 2 Stunden.
80° C oder höher während 2 Stunden.
609 584/c
Reaktion in Autoklav:
17 kg/cm2 während 7 Stunden.
18 kg/cm2 während 5 Stunden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung werden 10 Gewichtsteile der Flugasche, 0,9
bis 3,0 Gewichtsteile Asbestfasern sowie 200 bis 240 Gewichtsteile Wasser zu einer Aufschlämmung vermischt,
wobei die Aufschlämmung unter den schon angegebenen Bedingungen gerührt wird, um eine
Gelierung zu erhalten und worauf die gelierte Aufschlämmung gealtert und unter den schon genannten
Bedingungen gepreßt wird, um das Wasser zu entfernen und das Material zu verformen, worauf das
verformte Material gesättigtem Wasserdampf bei der Autoklavenbehandlung unterworfen wird.
In einer spezielleren Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird unter Mitverwendung von 0,9
bis 2,0 Gewichtsteilen Asbestfasern gearbeitet, wobei die Gelierung durch Rühren bei 90 bis 98°C während 20
bis 30 Minuten, die Alterung bei wenigstens 8O0C während 2 Stunden und die Autoklavenbehandlung bei
einem Druck von 12 kg/cm2 während 7 Stunden oder 18 kg/cm2 während 5 Stunden durchgeführt wird.
Aus den Fig. 1 bis 3 geht hervor, daß in den Werkstücken, die nach dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung hergestellt worden sind, die Xonotlit-Kristalle mehr gewachsen sind, als die Xonotlit-Kristalle, die
bei bekannten Verfahren erhalten werden. Ferner geht auch daraus hervor, daß die Kristalle, die bei der
Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erhalten werden, enger miteinander verfilzt sind.
Aus einem Vergleich der F i g. 6 und 5 geht hervor.
daß die Xonotlit-Kristalle, die bei der Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erhalten werden,
besser ausgebildet sind als die Xonotlit-Kristalle, die bei der Durchführung der bekannten Verfahren
erhalten werden. Ein Werkstück, welches gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt
worden ist, zeigt kein Kalziumkarbonat an, welches jedoch in den Werkstücken, die gemäß den bekannten
Verfahren hergestellt worden sind, als anwesend nachgewiesen wurde.
Aus diesen speziellen Untersuchungen geht hervor, daß die Werkstücke, die nach dem Verfahren der
vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind, eine höhere mechanische Widerstandsfähigkeit und ein
besseres Wärmewiderstandsvermögen aufweisen.
Aus den Beispielen I, 4, 5 und 6 geht hervor, daß gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung
Werkstücke mit einer spezifischen Dichte zwischen ungefähr 0,15 und 0,18 erhalten werden können,
wohingegen solche Werkstücke mit der bekannten Xonolit-Struktur in der Vergangenheit nicht erhalten
werden konnten. Die Wärmeisolation der Werkstücke kann durch das Verfahren der Erfindung bis zu 30%,
verglichen mit den bekannten Xonotlit-Werkstücken heraufgesetzt werden.
Aus der Beschreibung geht hervor, daß Werkstücke aus Kalksandstein mit niedrigem Gewicht, hohem
mechanischem Widerstandsvermögen, guter Wärmewiderstandsfestigkeit und guten Wärmeisolierungseigenschaften
industriell aus Flugasche, welche bis jetzt als wertloser Abfall angesehen wurde, hergestellt
werden können.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von mechanisch und thermisch widerstandsfähigen Werkstücken aus
kalksandstein mit einer Xonotlit-Struktur durch Vermischen von Silikatrohmaterial, Kalziumoxid
nind Wasser, zusätzlich eventuell Asbest unter "Rühren und Erwärmen der resultierenden Mischung,
!,Alterung derselben, Verformung in einer Form und !Behandlung des geformten Produktes in einem
'Autoklav, dadurch gekennzeichnet, daß als Silikatrohmaterial Flugasche, die als Nebenprodukt
bei der Herstellung von metallischem Silizium, Siliziumkarbid oder Ferrosilizium in einem elektri-
-sehen Ofen anfällt, verwendet wird und daß die Mischung 10 bis 60 Minuten bei Temperaturen
zwischen 80 und 98° C gerührt wird, daß die Alterung während 1 bis 2 Stunden bei wenigstens 700C
durchgeführt wird, worauf die Wasserentfernung und Verformung bei einem Druck von 8 bis
150 kg/cm2 und die Autoklavenbehandlung mit einem Druck von 15 bis 34 kg/cm2 während 5 bis 8
Stunden und einer Temperatur zwischen 200 und 240° C durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzte Asche aus 85 bis 95
Gewichtsprozent amorphem Silikat und 5 bis 15 Gewichtsprozent Metalloxid. Kohlenstoff und Siliziumkarbid
einer Korngröße zwischen 0,1 und ΙΟμίτι
besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung mit einem Zusatz
von Asbestfasern verarbeitet wird.
4. Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 3 erhaltenen Werkstücke als Kalksandleichtsteine
mit einer spezifischen Dichte von 0,15 bis 0,55, einer Wärmewiderstandsfähigkeit bis zu 1000 bis
1050° C, mit bis zu 30% verbesserten Wärmeisolationseigenschaften
sowie einer Schrumpfung bei 10000C von 0,8% oder weniger.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3788271 | 1971-06-02 | ||
JP3788271 | 1971-06-02 |
Publications (3)
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---|---|
DE2227001A1 DE2227001A1 (de) | 1972-12-07 |
DE2227001B2 true DE2227001B2 (de) | 1977-01-27 |
DE2227001C3 DE2227001C3 (de) | 1977-09-22 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU449758B2 (en) | 1974-06-20 |
NO132428B (de) | 1975-08-04 |
FR2140146B1 (de) | 1977-12-23 |
DE2227001A1 (de) | 1972-12-07 |
CA960844A (en) | 1975-01-14 |
SE7206742L (de) | 1972-12-04 |
CH592589A5 (de) | 1977-10-31 |
FR2140146A1 (en) | 1973-01-12 |
NO132428C (de) | 1975-11-12 |
AU4293272A (en) | 1973-12-06 |
IT956043B (it) | 1973-10-10 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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