DE2264835C3

DE2264835C3 - Verfahren zum Herstellen einer Magnesiazementmasse

Info

Publication number: DE2264835C3
Application number: DE19722264835
Authority: DE
Inventors: Guenter 6680 Neunkirchen Culmann; Hans-Guido Dipl.-Ing. Dr. 6670 St Ingbert Klinker; Helmut Dipl.- Chem. Dr. 6601 Bischmisheim Kunz; Wolfgang Prof. Dr. 6670 St Ingbert Schuhknecht
Original assignee: SAARBERGWERKE AG 6600 SAARBRUECKEN
Current assignee: SAARBERGWERKE AG 6600 SAARBRUECKEN
Priority date: 1972-04-05
Filing date: 1972-04-05
Publication date: 1978-05-18
Also published as: DE2264835A1; DE2264835B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Magnesiazementmasse, bei dem eine Flüssigkeit aus Magnesiumoxid, Magnesiumchlorid und Wasser sowie Zusatz- und Füllmittel erzeugt und Gas in der Flüssigkeit dispergiert wird.

Fin solches Verfahren ist in der I)T-OS 19 65 950 zur Frzeugung einer Deckschicht auf Bauplatten als bekannt vorausgesetzt. F.ine wäßrige Magnesiumchloridlösimg wurde mit einem schaumbildendcn Mittel vermischt; der so erzeugten Schaummasse wurden Bitumen oder Kunstharz als Zusatzmittel und das Magnesiumoxid zugegeben. Der Offenlegungsschrift zufolge wird bei diesem Verfahren der Schaum durch die Zugabe der Feststoffe weitgehend wieder zerstört und lerner die Bildung des Magnesiazement··, gehemmt, so ιΙ,ιΙί die eiieiehle Festigkeil oft unhcfiicdiuend ist Die ι lflenlegunysschnfl hi ι ημί den \ orschl.ig. /lh hei u nulling d;_ser Mängel stall des Magnesiumehlonds .in /wem ei Iiges SnIIaI. insbesiMiilei e Magne-MLiniMill.it. /Li \eiuenden und πι I (inn einei aiii etwa 70 G rad erwärmten wäßrigen Lösung zuzugeben und schließlich pastcnförmiges, neutralisiertes Polyvinylacetat hinzuzusetzen. So entsteht eine Masse von erhöhter Biegefestigkeit und einer Porosität, die durch die Mischbcarheitungen entstanden ist.

Überraschend wurde nun gefunden, daß durch Zugabe von leilverseiftem Polyvinylacetat und Bentonit wieder auf die übliche, bessere Zusammensetzung des Magnesiazements mit dem billigeren Magnesiumchlorid als Salzbestandteil zurückgegriffen werden kann. Der Bentonit beschleunigt dabei die, wie erwähnt, bei dem eingangs genannten Verfahren gehemmte Magnesiazemenlbildung und führt damk zu guten Festigkeiten. Es entsteht ein neuer Werkstoff von außerordentlichen Eigenschaften: ein anorganisches, steinartiges, nicht brennbares, poröses, in beschränktem Maße plastisches Material, das ein weit geringeres spezifisches Gewicht als Wasser - bis 0,85 g/cnr' und weniger - aufweisen kann und sich mechanisch bearbeiten, wie bohren, fräsen, drehen, nageln usw., läßt. Für diesen Werkstoff besteht auch neben der Verwendung als Bindemittel eine Vielzahl von Anwcndungsmöglichkcitcn. Man kann durchaus beispielsweise Formstücke verschiedenster Art, wie für Apparats, Maschinen, Gießereiformen u. v. m., herstellen und kann ihn als Leichtbaustoff zum Errichten schalldämmender Zwischenwände und zum AulTiringcn schalldämmendcr und wärmeisolierender Hstriche verwenden.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren dahin weitcrzuentwickeln, daß die erzeugte Flüssigkeit unbeeinträchtigt, also rasch genug und weit genug, aushärtet.

Der diesen Zweck erfüllende Erfindungsvorschlag ist, daß der Flüssigkeit teilverseiftes Polyvinylacetat und Bentonit zugegeben werden.

Die erwähnten Bearbeitungs- und Anwendungsmöglichkeiten sind weitere Vorteile der Erfindung; darüber hinaus stabilisiert der Bentonit als Zusatz- bzw. Füllmittel die Dispersion des Magnesiumoxids in der Magncsiumchloridlösung.

Maßnahmen, die zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dienen können, sind in den nachstehender Versuchsbesehreibungen sowie in den An-Sprüchen angeführt.

Versuche

Wäßrige Lösung eines teilverseiften Polyvinylacetats wurde technischer Magnesiumchloridlösung zuge-

so geben. Danach wurde 5 Min. mittels eines Blattrührers bei 250 U/Min, kräftig gerührt. Anschließend wurde technische gebrannte Magnesia zugegeben und weitere IO Min. mit derselben Intensität gerührt. Bei beiden Rührvorgängen fand eine Schaumbildung statt.

Schließlich wurde Benlonit zugegeben und noch einmal 10 Min. mit derselben Intensität gerührt. Der Schaum blieb dabei erhallen.
Die Ausgangsstoffe hatten folgende Beschaffenheit:

Teilverseiftes Polyvinylacetat

Viskosität 4 1:0,5 cP (einer vierprozentigen wäßrigen Lösung bei 20 Grad), Hydrolysegrad 88 ±0,8 Mol-"/,, Fstcr/ahl 140+10mg KOII/g Resiacelylgehall 1(1.7 ■ (1.7 Gew.-"/,,. maximaler As ι hegellall (berechnet als Na,O) unter ti.^ "„.

1 eclmisehe Magnesiimichlondlosiing

( hemisehe Analw: Sili/iiimoxid 0.1)4 Gew.-",,. Ilsen 0.05 Gv^-W.-".. K. l/ium 0.08 Gew.-",.. Magnesium

22

64 335

Chlorid 24.43 Gew.-¹/,,, Sulfat 1,44 Gew.-%, Wasser 64,78 Gew.-%.
Spez. Gewicht: 1,334 g/l (konzentrierte Lösung).

Technische gebrannte Magnesia

Chemische Analyse: Magnesiumoxid 86,4 Gew.-%, Kalziumoxid 0,98 Gew.-%.
Schüttgewicht (lose, geschüttet): ca. 650 g/l.

Bentonit

50% Montorillonit und 10% Kaolinii.
Folgende Untersuchungen wurden ausgeführt:

1. Es wurde das spez. Gewicht des erhärteten Materials bestimmt.

2. Zur Ermittlung des Erhärtungsverlaufs wurde der Anstieg der R2aktionstemperatur in Abhängigkeit von der Zeit gemessen.

3. Zwei unglasierte Kacheln (19,6 x 19,6 x 4,1 mm) wurden jeweils an einer ihrer quadratischen Oberflächenseiten mit der angesetzten Dispersion benetzt, mit den benutzten Seiten aufeinandergelegt und in Berührung miteinander stehengelassen. Danach wurde die Scherfestigkeit der Verbindungsstelle ermittelt.

4. Es wurden Formlinge von 20 χ 20 χ 200 mm gegossen. Anschließend wurde die Bicgczugfestigkeit des nach dem Entformen erhaltenen Prüfkörpers bei mitliger Belastung und 100 mm Abstand der Auflagen bestimmt.

Die übrigen Versuchsdaten sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.
Tabelle

Ϊ	Ver	Cjewichtsanlcile im Ansatz	207„igc I	OIv-	72 h	MgC)	Ben	") nach
Ϊ 1	such	33%ige	vinylacctat-	40,5		tonit	48 h 72 h
	Nr.	MgCI₂-	Lösung	18,5			64 101
		Lösung	2,5	18	32,0	17,5	48 58
	1	48,0	5,0		31,0	17,5	20,5 27
	2	46,5	5,0	32,0	15,0
	3	48,0	Scherfestigkeit		Biegezugl'estigkeit
	Ver	Spez.	(kp/cm") nach	(kp/cm
	such	(Jew.	24 h 48 h	24 h
	Nr.		16 38	41
	I	1,42	14 18	24
2	1,30	8 Il	7,5
3	0,96

Versuch

Nr.

Beschaffenheit des erhärteten Materials

Gleichmäßige Schaumstruktur mit Bläschen bis etwa 1 mm Durchmesser, Plastizität gering.

Vorwiegend feine Bläschen mit etwa 0,1 bis 0,2 mm Durchmesser, einzelne große Blasen bis etwa 5 mm Durchmesser. Deutliche Plastizität (Einschlagen von Nägeln).

Ein Gegenversuch, bei dem 53,53 Gew.-% MgCl₃-Lösung,31,64Gew.-%Magnesiumoxid und 15,0Gew.-% Bentonit ohne Zugab·; von Polyvinylacetat-Lösung, aber sonst entsprechend Versuch Nr. 1 und 2 vermischt wurden, ergab ein spezifisches Gewicht des erhärteten Materials von 1,77 g/cm³.

Bei den beschriebenen Beispielen handelt es sich um erste Versuche, deren Ergebnisse naturgemäß nicht die erreichbaren Bestwerte darstellen; man wird vielmehr mit einer Reihe von Routineversuchen die Resultate wesentlich verbessern können. Die Erhärtung kann beispielsweise durch Anwendung eines reaktionslahigeren Magnesiumoxids, wie eines durch Fällung gewonnenen Materials, noch erheblich beschleunigt werden. An den für die Messung des Erhärtungsvcrlaul's verwendeten Probekörpern hat sich übrigens im Vergleich zu den wesentlichen kleineren and daher stärker auskühlenden Probekörpern für die Biegezugfestigkeit gezeigt, daß die Aushärtung bei höherer Temperatur wesentlich schneller verläuft. Die Probekörper für die Biegezugfestigkeit waren nach 24 h noch ungenügend verfestigt, während die erslcren Probekörper nach der gleichen Zeitspanne längst ausgehärtet waren.
Um eine möglichst gute Endfestigkeit zu erzielen, solle man den Wassergehalt der angesetzten Flüssigkeit so gerii.g wie möglich hallen. Bei Verwendung von teil verseiftem Polyvinylacetat wird man deshalb ein Material wählen, aus dem sich eine möglichst hochprozentige wäßrige Lösung herstellen läßt, ohne daß dabei die Viskosität der Lösung so groß wird, daß sich die Lösung in der Praxis nicht mehr in Magnesiumchloridlösung eingießen und einrühren läßt.

Schließlich ist noch zu erwähnen, daß sich bei Vcr-

SD wendung eines vollversciftcn Polyvinylacctats, d. h. praktisch eines Polyvinylalkohol, keine Poren einrühren ließen.

Claims

Patentansprüche:

!. Verfahren zum Herstellen einer Magnesia-/emenlmasse, bei dem eine Flüssigkeit aus Magnesiumoxid, Magnesiumchlorid und Wasser sowie Zusatz- und Füllmittel erzeugt und Gas in der Flüssigkeit dispergiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeit teilverseiftes Polyvinylacetat und Bentonit zugegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyvinylacetat mit 5 - 30"/» Restacetylgehalt, vorzugsweise in einer Menge von bis zu 5 Gew.-"/!, zugegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bentonit in einer Menge von bis zu 25 Gew.-"',,, vorzugsweise H) - 20 Gew.-¹«., zugegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Wasser gelöstes teilverseiftes Polyvinylacetat mit der Magnesiumchloridlösung vermischt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Magnesiumchloridlösung von mehr als 1,25 g/cnr spez. Gew., vorzugsweise von mehr als 1,30 g/cm' spez. Gew., verwendet wird.
h. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dall das Magnesiumoxid und das Magnesiumchlorid in einem Mengenverhältnis zwischen 3,5:'. und 0,9:1, vorzugsweise zwischen 2,0: 1 und 1.0: I, verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - (>, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mindestens zum Teil in die Flüssigkeil und/oder mindestens eines ihrer Ausgangspro:lukte eingerührt wird.
8. Verfahren nach einem uer Ansprüche I - 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mindestens zum Teil in die Flüssigkeit und/oder mindestens eines ihrer Ausgangsprodukte in feinen Strahlen eingepreßt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekernzeichnet, daß das Gas mindestens zum Teil in der Flüssigkeit und/oder mindestens einem ihrer Ausgangsprodukte selbst erzeugt wird.