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Verfahren zur Herstellung von wasserhaltigen Calciumsilikaten Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von hydratisierten
Calciumsilikaten. Bei diesem Verfahren geht man so vor, daß man ein kieselhaltiges
Material mit einem kalkhaltigen Material in einer wässrigen Auischlämmung bei hohem
Druck und bei hoher Temperatur hydrothermisch miteinander umsetzt. Die erfindungsgemäß
erhaltenen hydratisierten Calciumsilikate sind hochkristallisierte, hydratisierte
Calciumsilikate wie Xonotlit, Tobermorit oder Gemische daraus.
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Bislang wurde hydratisiertes Calciumsilikat absatzweise durch eine
absatzweise durchgefuhrte Umsetzung eines kieselhaltigen Materials mit einem kalkhaltigen
Material in einer wässrigen Aufschlämmung unter gesättigtem Dampf bei Temperaturen
oberhalb loo°C hergestellt. Die Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Calciumsilikathydrats
variieren entsprechend dem Verhältnis der Materialien, der Reaktionstemperatur,
dem Reaktionsdruck und der Reaktionszeit. Der folgende Reaktionsprozess wird im
Falle eines Ausgangsgernisches angenommen, das ein CaO/SiO2-Verhältnis (Molverhältnis)
von etwa 1 besitzt.
Tobermorit -, CSH(II) aCSH(I) zu Tobermorit-eXonotlit |
Gel |
- - C2SH |
C : CaO, S : SiO2, H : H20 Die nach dem Verfahren gemäß dem -Stand der Technik hergestellten
Calciumsilikate haben viele Nachteile, z.B.
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die folgenden: (1) Es ist nicht wirtschaftlich, hydratisierte Calciumsilikate
nach dem absatzweise geführten Verfahren gemäß.
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dem Stand der Technik herzustellen, da hierzu viel Zeit erforderlich
ist.
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(2) Es ist insbesondere schwierig, hydratisierte Calciumsilikate herzustellen,
die geeignete physikalische Eigenschaften für unterschiedliche Zwecke besitzen und
(5) Es ist sehr schwierig,das Verformungsverhalten und die Festigkeit eines Grünkörpers
zu verbessern, der aus einer Aufschlämmung eines Gemisches von nach dem Stand
der
Technik hergestellten hydratisierten Calciumsilikaten und Fasern, wie Asbestfasern
hergestellt worden ist. Wenn ein solcher Grünkörper getrocknet wird, um das gewünschte
Produkt herzustellen, dann ist es schwierig, die Trocknungsschrumpfung und die Festigkeit
davon einzustellen und die Verwerfung zu vermindern.
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Um die Nachteile der obigen Produkte zu verbessern, sind schon einige
Verfahren vorgeschlagen worden, z.B. ein Verfahren, bei welchem man Ton oder dergleichen
zu der Aufschlämmung der hydratisierten Calciumsilikate gibt.
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Dieses Verfahren ist jedoch deswegen nicht zufriedenstellend, da eine
längere Verformungszeit notwendig ist und die Trocknungsschrumpfung der erhaltenen
Produkte proportional zu der Menge der Zusatzstoffe, z.B. Ton, zunimmt.
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Es ist auch schon ein absatzweise geführtes Verfahren zur Herstellung
von Calciumsilikat-hydrat durch hydrothermische Reaktion eines kieselhaltigen Materials
mit einem kalkhaltigen Material in Gegenwart von Alkalioxid vorgeschlagen worden,
um die Reaktionszeit zu verkürzen, doch nimmt im Verhältnis zu der Menge des Alkalioxids
der Kristallinitätsgrad der hydratisierten Calciumsilikate ab und es können keine
gleichförmigen Kristalle von Calciumsilikathydrat erhalten werden. Insbesondere,
wenn ein Alkalioxid oder Alkalihydroxid in einer Menge von mehr als 1 Gew.-% zu
dem durch die Reaktion gebildeten Xonotlit gegeben wird, dann können keine Xonotlit-Kristalle
hergestellt werden oder, selbst wenn das Xonotlit erhalten wird, dann hat das aus
der Xonotlit-Aufschlämmung gebildete Formprodukt eine erheblich erhöhte Trocknungsschrumpfung
und eine sehr große innere Beständigkeit gegenüber einer hohen Temperatur.
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Durch die Erfindung wird nun ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung
von hydratisiertem Calciumsilikat zur Verfügung gestellt, bei dem man so vorgeht,
daß man oberhalb 50 Gew.- der Gelierungsaufschlämmung durch eine hydrothermische
Umsetzung eines kieselhaltigen Materials mit einem kalkhaltigen Material bei 50
bis loo°C herstellt, die Aufschlämmung kontinuierlich herausnimmt und ihre Temperatur
auf oberhalb 160°C erhöht, indem man kontinuierlich Druckwasser mit hoher Temperatur
und hohem Druck zusetzt, bei der Temperatur während einer definierten Zeitspanne
stehenläßt und daß man die Aufschlämmung der hydratisierten Calciumsilikate aus
der Druckvorrichtung kontinuierlich entnimmt.
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Durch die Erfindung können somit kontinuierlich hydratisierte Calciumsilikate
hergestellt werden. Es wurde besonders auf die Bildung und auf das Wachstum der
hydratisierten Calciumsilikate unter dem Einfluß von chemischen und physikalischen
Bedingungen bei der Herstellung von hydratisierten Calciumsilikaten durch hydrothermische
Umsetzung zwischen einem kieselhaltigen Material und einem kalkhaltigen Material
geachtet. Es wurde gefunden, daß die physikalischen Eigenschaften der hydratisierten
Calciumsilikate und der Reaktionsverlauf beim kontinuierlichen Verfahren in einem
ausgeprägten Gegensatz zu dem absatzweise geführten Verfahren stehen.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur wirtschaftlichen
und wirksamen Herstellung von hydratisiertem Calciumsilikat zur Verfügung zu stellen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von hydratisiertem
Calciumsilikat zur Verfügung zu stellen, deren Eigenschaften entsprechend dem
Anwendungszweck
fre gewählt werden können.
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Schließlich ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren
zur Herstellung von hydratisierten Calciumsilikaten zur Verfügung zu stellen, das
die Herstellung von Grünkörpern begünstigt, die aus der hydratisierten Calciumsilikat-Aufschlämmung
im Gemisch mit Fasern, wie Asbestfasern, geformt werden und die eine höhere Festigkeit
und eine gerlngere Trocknungsschrumpfung haben.
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Schließlich ist es noch ein weiteres Ziel dieser Erfindung, ein Verfahren
zur Herstellung von hydratisierten Calciumsilikat-Aufschlämmungen zur Verfügung
zu stellen, die einen geringeren Filtrationswiderstand und bessere Verformungseigenschaften
besitzen und die eine geringere Trocknungs- und Brennschrumpfung besitzen.
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Als kieselhaltiges Material wird gemäß der Erfindung ein feines natürliches,amorphes,
kieselhaltiges bzw.
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siliciumhaltiges Material (weniger als o,o74 mm = 2oo mesh) z.B. kieselhaltiges
Sinterprodukt, saure Erden, Diatomeenerde und weicher kieselhaltiger Stein, feines
synthetisches kieselhaltiges Material, z.B. Kieselsäure oder als Nebenprodukt gebildetes
amorphes kieselhaltiges Material, z.B. ein bei der Herstellung von Ferrosilisium
erhaltener Staub, ein bei der Herstellung von Kryolit aus Natriumsilicofluorid als
Nebenprodukt erhaltenes Kieselsäureprodukt oder ein Gemisch aus dem oben genannten
kieselhaltigen Material und einem feinverteilten kristallinen kieselhaltigen Material
verwendet. Als kalkhaltiges wird gemäß der Erfindung gelöschter Kalk, gebrannter
Kalk und/oder Calciumcarbid-Rückstände verwendet.
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Das Verhältnis von CaO/SiO2 in dem Rohgemisch muß prinzipiell im Bereich
von 1,00 : o,6 kontrolliert werden, um mit der chemischen Zusammensetzung der herzustellenden
hydratisierten Calciumsilikate im Einklang zu stehen. Die für die Aufschlämmung
verwendete Wassermenge variiert etwa je nach den Prozessbedingungen.
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Sie ist etwa 2,5 bis 20 mäl so groß wie das Gesamtgewicht der Rohmaterialien.
Für den Gelierungsprozess wird eine Reaktionszeit von 1 bis 5 Stunden empfohlen.
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Es wird empfohlen, daß das Gemisch während der Gelierung gerührt wird,
um eine Sedimentation der Rohmaterialien und eine Adhäsion und Verfestigung des
erzeugten Gels zu verhindern.
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Die vorliegende Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß man ein
Gel, das Tobermorit-Gel, CS}T(IIj und CSH(I) umfaßt, durch Umsetzung von kieselhaltigen
und kalkhaltigen Materialien in einer wässrigen Aufschlämmung herstellt und sodann
Calciumsilikat-hydrat durch hydrothermische Umsetzung der Gelierungsaufschlämmung
herstellt.
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Wenn unterhalb 50 Geir.»% der Gelierungsaufschlämmung für die kontinuierliche
Herstellung von hydratisierten Calciumsilikaten bei hohen Temperaturen verwendet
wird, dann haften Abscheidungen, die aus varschiedenen Produkte bestehen, fest auf
den Innenwänden der Rohrleitlngnn und der Hochdruckgefäße und behindern den kontinuierlichen
Betrieb. Wenn jedoch oberhalb 50 Gew.- der Gelierungsaufschlämmung für die kontinuierliche
Herstellung verwendet werden, dann wird eine Abscheidung auf den Innenwänden der
Rohrleitungen und der Hochdruckgefäße verhindert und ein kontinuierlicher Betrieb
wird garantiert.
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Das Gelierungsverhältnis gemäß der vorliegenden Erz in dung bedeutet
das umgesetzte Gewichtsverhältnis von Kieselsäure und Kalk zu dem Gesamtgewicht
von Kieselsäure und Kalk, disc in den Rohmaterialien enthalten sind. Dieses Verhältnis
kann anhand der chemischen Analyse des Produkts errechnet werden, um die Mengen
der nicht umgesetzten Kieselsäure und des nicht umgesetzten Kalks zu erhalten.
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Die Gelierungsaufschlämmung, die ein kieselhaltiges Material und ein
kalkhaltiges Material enthält, wird, wie oben beschrieben, konditioniert, indem
man die wässrige Aufschlämmung 1 bis 5 Stunden auf So bis loo°C erhitzt. Die Gelierungszeit
wird durch Zugabe von Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumsilikat und/oder Kaliumsilikat
(nachstehend als alkalisches Material bezeichnet) in Mengen von weniger als 5 Gew.-%
von R20 zu dem Gesamtgewicht von SiO2 und CaO in dem Rohmaterial verkürzt. Die Zugabe
des alkalischen Materials in Mengen von oberhalb 5 ffi beschleunigt die' Gelierung,
doch wird die Kristallinität der hydratisierten Calciumsilikate dann verschlechtert,
die durch hydrothermische Umsetzung der Aurschlammung erhalten werden. Die Zugabe
des alkalischen Materials in Mengen von 1 bis 5% bei R20 wird bevorzugt. Wenn das
Alkalisilikat zu der wässrigen Aufschlämmung gegeben wird, dann muß die Menge der
Kieselsäure in dem Rohmaterial entsprechend dem Gewicht der Kieselsäure, die in
dem Alkalisilikat enthalten ist, vermindert werden.
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Es wird bevorzugt, die Gelierungsaufschlämmung, die auf diese Weise
erhalten wird, auf oberhalb 160°C rasch im
Verlauf von weniger als
5 Minuten zu erhitzen. Das Erhitzen auf Temperaturen oberhalb 30 Minuten führt zur
Bildung von stabilen Zwischenprodukten (CSH(II), CSH(I) etc.), welche längere Zeit
zur Bildung von hydratisierten Calciumsilikaten benötigen und die darüberhinaus
das Wachstum von Kristallen der erzeugten hydratisierten Calciumsilikate verhindern.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Druckwasser
mit hoher Temperatur dazu verwendet, um die Temperatur der Gelierungsaufschlämmung
so rasch wie möglich auf die Reaktionstemperatur zuerhöhen. Es gibt verschiedene
Methoden, um die Gelierungsaufschlämmung rasch aufzuheizen, um hydratisiertes Calciumsilikat
zu erhalten. So gibt es z.B. (1) eine Methode, bei der man das Druckwasser mit hoher
Temperatur in das Hochdruck-0bertragungsrohr der Gelierungsaufschlämmung einpreßt
oder bei welcher man die Gelierungsaufschlämmung in das Hochdruck-Ubertragungsrohr
des Druckwassers mit hoher Temperatur einpreßt einen definierten Zeitraum bei dieser
Temperatur stehenläßt und sodann die auf diese Weise erhaltene Aufschlämmung kontinuierlich
austrägt.
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Weiterhin gibt es (2) eine Methode, bei welcher man das Druckwasser
mit hoher Temperatur in das Hochdruck-0bertragungsrohr der Gelierungsaufschlämmung
einpreßt oder bei welcher man die Gelierungsaufschlämmung in das Hochdruck-Übertragungsrohr
des Druckwassers mit hoher Temperatur einpreßt, um die Temperatur und den Druck
der Gelierungsaufschlämmung zu erhitzen, die erhitzte Gelierungsaufschlämmung in
das Druckgefäß mit hoher Kapazität einbringt, sie in dem Gefäß bei dieser Temperatur
einen definierten Zeitraum lang stehenläßt und sodann die auf diese Weise erhaltene
Aufschlämmung kontinuierlich
trägt. Schließlich gibt es (3) noch
eine Methode, bei welcher man gleichzeitig die Gelierungsaufschlämmung und das Druckwasser
mit hoher Temperatur in das Druckgefäß mit großer Kapazität einpreßt, um die Temperatur
der Gelierungsaufschlämmung zu erhöhen, bei dieser Temperatur einen definierten
Zeitraum lang stehenläßt und sodann die Aufschlämmung kontinuierlich austrägt.
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Es wird empfohlen, daß man das Gemisch aus der Gelierungsaufschlämmung
und dem Druckwasser mit hoher Temperatur ohne Rühren oder nur mit sehr geringem
Rühren nach dem Vermischen stehenläßt und daß man die Aufschlämmung unter Verwendung
des Kopfdruckes aus dem Auslaß austrägt.
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Insbesondere wenn zu der Umsetzung ein vertikales Druckgefäß verwendet
wird, dann ist es zu bevorzugen, die Gelierungsaufschlämmung und das Druckwasser
mit hoher Temperatur in das Gefäß von dem unteren. Teil des Gefässes einzupressen
und die Aufschlämmung von dem oberen Teil des Gefäßes auszutragen.
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Die bevorzugten Reaktionstemperatur bei dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung liegt bei oberhalb 16o0C, und sie wird entsprechend der Art der hydratisierten
Calciumsilikate, die hergestellt werden sollen, variiert.
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Eine Reaktionstemperatur von mehr als 197°C wird zur Herstellung von
Xonotlit und eine solche von oberhalb lSo°C zur Herstellung von Tobermorit bevorzugt.
Es wird bevorzugt, die lo bis 25-fache Menge des Druckwassers mit hoher Temperatur
gegenüber dem Gesamtgewicht der Rohmaterialien zu' verwenden. Die Standzeit der
Gelierungsaufschlämmung in dem Hochdruck-Reaktionsrchr oder -Gefäß kann entsprechend
den Reaktionsbedingungen im Bereich
von o,5 bis 4 Stunden variiert
werden. Die Standzeit wird durch den Zeitraum nicht beeinflußt, der zur Vervollständigung-der
Reaktion erforderlichist.
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Oben wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
zur kontinuierlichen Herstellung von hydratisierten Calciumsilikaten aus der wässrigen
Aufschlämmung eines kieselhaltigen Materials und eines kalkhaltigen Materials und-von
einer Aufschlämmung, die mit einem alkalischen Material versetzt worden war, durch
hydrothermische Umsetzung beschrieben. Wenn weiterhin eine geringe Mengen eines
Magnesiumoxid-Materials zu den obigen Materialien zugesetzt wird, dann verändert
sich die Gelierungsgeschwindigkeit nicht, doch wird die hydrothermische Umsetzung
der Gelierungsaufschlämmung aktiviert und die Reaktionszeit wird verkürzt. Die hydratisierten
Calciumsilikate, die auf diese Weise durch Zugabe eines Magnesiumoxid-Materials
zu den obigen Materialien hergestellt werden, sind hinsichtlich ihrer Eigenschaften,
z.B. der Wärmebeständigkeit und der Selbsthärtung besser als diejenigen, die ohne
Zugabe eines Magnesiumoxid-Materials hergestellt worden sind.
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Das Magnesiumoxid-Material wird zu den Rohmaterialien in einer solchen
Menge zugesetzt, daß die Zusammensetzung des Gemisches der Rohmaterialien in dem
Bereich von SiO2:CaO:MgO=1,oo:(o,6-1,35):(o,o2-o,o7), vorzugsweise in dem Bereich
von (CaO+MgO)/SiO2=(oJ65-1,4):1 fällt.
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Alkalisches Material, das o,ol bis 0,2 Gew.- des Wassers in der Aufschlämmung
entspricht, kann zu der wässrigen Aufschlämmung zugesetzt werden, die Rohmaterialien
enthält.
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Eine wässrige Aufschlämmung, die kieselhaltige, kalkhaltige und Magnesiumoxid-haltige
Materialien enthält, benötigt für die hydrothermische Umsetzung 20 Minuten bis 3
Stunden. Eine solche Aufschlämmung, die mit einem Alkalihydroxid versetzt worden
ist, benötigt 20 Minuten bis 3 Stunden.
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Die mögliche Zeit für die kontinuierliche Durchführung der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hängt von dem Gelierungsverhältnis der Rohmaterialien
ab, und eine Gelierungsaufschlämmung die eine zu große Menge von Gel enthält, ergibt
eine erheblich verringerte Größe der hydratisierten Calciumsilikat-Kristalle. Es
wird bevorzugt, das Gelierungsverhältnis bei 50 bis 100% zu halten. Ein Gelierungsverhältnis
von etwa 50% garantiert den kontinuierlichen Betrieb von über 50 Stunden.
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Die Eigenschaften der gemäß der Erfindung hergestellten hydratisierten
Calciumsilikate variieren, entsprechen dem Gelierungsverhältnis und der Menge des
Alkalihydroxids, die zu der Aufschlämmung zugegeben worden ist. Eine kleine Größe
der hydratisierten Calciumsilikate wird im'Verhältnis zu dem Gelierungsverhältnis
erhalten. Wenn eine größere Menge von Alkalihydroxid zu der Aufschlämmung gegeben
wird, dann wird eine schlechtere Kristallinität der hydratisierten Calciumsilikate
erhalten.
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Somit können verschiedene Arten von wasserhaltigen Calciumsilikaten
mit variierenden Eigenschaften frei durch Kombination des obigen Verhältnisses der
Rohmaterialien hergestellt werden.
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Beispiel 1: Amorphes Kieselsäure-Pulver (SiO2 55,9%, R2O3 Spuren,
Na2O 0,07%, Glühverlust 43,8X, mittlere Teilchengröße 15 µ) und gelöschter Kalk
(CaO 73,5%, MgO o,4%, R2O3 o,5%> Glühverlust 24,4%) wurden im Molverhältnis von
CaO : SiO2 = l,oo : l,oo vermischt. Es wurde eine wässrige Aufschlämmung erhalten,
indem die 4-fache Wassermenge zu dem Gesamtgewicht von CaO und SiO2 in den Rohmaterialien
zugesetzt wurde. Die Aufschlärnmung wurde 3 Stunden bei 90°C zur Gelierung reagieren
gelassen.
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Die auf diese Weise erhaltene Gelierungsaufschlämmung und auf 2130C
erhitztes Druckwasser (20 kg/cm2) wurden in ein Leitungsrohr mit einem Gewichtsverhältnis
von 1 : 3,5 eingepreßt und vom unteren Teil her in einen Autoklaven eingebracht,
der eine Xonotlit-Aufschlämmung enthielt, und der bei 2150C gehalten wurde.
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Das Gemisch wurde 1,5 Stunden lang stehengelassen und das Reaktionsprodukt
wurde kontinuierlich ausgetragen.
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In Tabelle I sind die Eigenschaften der erhaltenen Produkte zusammengestellt.
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Tabelle I zugege- Gelierungs- Haupt- Kristalle Glühbenes verhältnis
produkt Form Länge x Breite verlust NaoH, % (/u) (%) 0 52 Xonotlit Stäbe 10-15x0,3-0,4
4,94 0,5 55 " Stäbe + 8-12xo,3 4,46 Nadeln 1,0 60 " nadelför- 5-10xo,2-0,3 4,19
mige Stäbe 1,5 65 " Nadeln 5x0,2-0,3 3,96
Fortsetzung Tabelle I
zugege- Gelierungs- Haupt- Kristalle Glühbenes verhältnis produkt Form Länge x Breite
verlust NaOH,% (µ) (%) 2,5 75 Xonotlit Nadeln 4-5xo,1-o,2 3,83 5 81 E 3-5xo,1 5,o9
7,5 85 Xonotlit Nadel- 3-5xo,o3-o,o5 11,4 CSH fasern lo 88 CSH - Fasern 3-5xo,o3-o,o5
14,8 Glühverlust: 1000°C, 1 Stunde.
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Beispiel 2: Unter Verwendung des gleichen Materials wie im Beispiel
1 wurde ein Gemisch mit einem Molverhältnis von CaO : SiO2 von 1,oo : 1,oo hergestellt.
Zu dem Gemisch wurde die 4-fache Gewichtsmenge von Wasser und 2,5 Natriumhydroxid,
bezogen auf das Gesamtgewicht von CaO und SiO2, in den Rohmaterialien zugesetzt,
um die Aufschlämmung herzustellen. Die Aufschlämmung wurde in drei Teile aufgetrennt,
und jeder Teil wurde drei Stunden bei 70, 80 bzw. 9o°C umsetzen gelassen. Die erhaltene
Gelierungsaufschlämmung und auf 21500 erhitztes Druckwasser (20 kg/cm2) wurden in
ein Leitungsrohr in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 3,5 unter Verwendung einer
Pumpe eingepreßt und kontinuierlich in den Autoklaven vom unteren Teil des Autoklaven
eingebracht, welcher eine Aufschlämmung von Xonotlit enthielt und der bei 213°C
gehalten wurde. Das Gemisch wurde 2 Stunden lang unter langsamem Rühren stehengelassen.
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Am unteren.Teil des Autoklaven wurde das Reaktionsprodukt kontinuierlich
entnommen. An den Innenwänden der Rohrleitungen und des Autoklaven wurde selbst
nach einem 7-tägigen
kontinuierlichen Betrieb kein Anhaften von
Niederschlägen festgestellt.
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Es wurden Produkte mit den Eigenschaften gemäß Tabelle II erhalten.
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Tabelle II Gelierung Gelierungs- Hauptprodukt Größe der Kristalle
temperatur verhältnis Länge x Breite (/u) (°C) (%) 70 55 Xonotlit (5-1o)x(o,2-o,3)
80 64 " (5-8) x(0,2-0,3) 90 7° -" (4-5) x(o,l-o,2) 6% Amosit-Asbestfasern, bezogen
auf das Trockengewicht des Xonotlits wurden zu der erhaltenen Xonotlit-Aufschlämmung
zugesetzt. Daraus wurden Pappen mit einer trockenen Massendichte von 0,25 g/cm3
durch Filtration unter Druck geformt. Die Formprodukte wurden bei 150°C getrocknet.
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In Tabelle III sind die Ergebnisse von physikalischen Untersuchungen
der erhaltenen Platten zusammengestellt.
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In der Tabelle sind zu Vergleichszwecken auch die entsprechenden Ergebnisse
bei Platten zusammengestellt, die unter Verwendung einer Xonotlit-Aufschlämmung,
hergestelit nach dem absatzweisen Verfahren gemäß dem Stand der Technik, erhalten
worden waren.
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Tabelle III gemäß dem Stand gemäß der Erfindung der Technik Gelierungstemperatur,
- - 70 80 90 e Reaktionszeit (Stunden) 3 6 3
Fortsetzung-Tabelle
III gemäß dem Stand gemäß der Erfinder Technik dung Massendichte (g/cm3) o,25 o,X25
o,25 0,25 0,25 Trocknungszeit (min.) 420 450 200 210 210 Trocknungsschrumpfung,
(%) 2,4 2,o o,18 0,25 0,35 Biegefestigkeit (kg/cm2) 5,9 6,5 9,1 lo,o 12,2 Biegefetigkeit/(
M'assendichte) . 94 lol 146 160 195 Verformungszeit (sec.) 180 150 5° 55 65 Brennschrumpfung
(%) 2,o 1,8 1,1 o,9 o,9 Beispiel 3: Unter Verwendung der gleichen Materialien wie
in Beispiel 1 wurde ein Gemisch mit einem Molverhältnis von 0aO : SiO2-o,83 : 1
hergestellt. Zu dem Gemisch wurde die 4-fache Gewichtsmenge Wasser und 2,5 Gew.-%
Natriumhydroxid, bezogen auf das.Gesamtgewicht von 0a0 und SiO2 in den Rohmaterialien,
gegeben, um eine Aufschlämmung herzustellen.
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Die Aufschlämmung wurde vermahlen. Die vermahlene Aufschlämmung wurde
5 Stunden auf 9o°C erhitzt, wodurch eine Gelierungsaufschlämmung mit einem Gelierungsver
hältnis von 74% erhalten wurde. Die Gelierungsaufschlämmung und auf 197°C erhitztes
Druckwasser wurden in ein Leitungsrohr mit einem Verhältnis von 1 : 5,5 unter Verwendung
einer Pumpe eingepreßt, und sodann in einen Autoklaven vorn unteren Teil eingebracht,
der eine Tobermorit-Aufschlämmung enthielt und auf 197°C gehalten wurde (15 kg/cm2).
. Das Gemisch wurde 2 Stunden lang unter langsamem Rühren des unteren Teiles des
Autoklaven stehengelassen und das Reaktionsprodukt wurde kontinuierlich
entnommen,
wodurch die Tobermorit-Aufschlämmung erhalten wurde. An den Innenwänden der Rohrleitungen
und des Autoklaven wurde selbst nach einem Y-tägigen kontinuierlichen Betrieb keine
Anhaftung von Niederschlägen festgestellt. Das resultierende Produkt hatte einen
hohen Kristallinitätsgrad von 11 2 Tobermorit.
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Beispiel 4: Unter Verwendung eines Magnesian-Materials (MgO 68,5%)
und des gleichen Kieselsäure-Pulvers sowie des gleichen Löschkalkes wie im Beispiel
1 wurde ein Gemisch mit einem Molverhältnis von CaO : SiO2 : MgO = 1,oo : l,oo 0,03
hergestellt. Zu dem Gemisch wurde die 4-fache Wassermenge, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Rohmaterialien, zugesetzt und die erhaltene Aufschlämmung wurde in drei Teile
aufgeteilt. Die einzelnen Teile wurden auf o, 80 bzw. 9o°C erhitzt, um eine Gelierung
der Aufschlämmung zu erhalten, und um primäre Gele zu erhalten. Jede Gelierungsaufschlämmung
und auf 2150C erhitztes Druckwasser (o kg/cm 2) wurden in ein Leitungsrohr in einem
Verhältnis von 1 : 3,5 unter Verwendung einer Pumpe eingepreßt und sodann kontinuierlich
in den Autoklaven vom unteren Teil des Autoklaven eingeleitet, der eine Xonotlit-Aufschlämmung
enthielt und der auf 2130C gehalten wurde. Das Gemisch wurde 2 Stunden unter langsamem
Rühren des unteren Teiles des Autoklaven stehengelassen und das Reaktionsprodukt
wurde kontinuierlich ausgetragen. An den Innenwänden der Rohrleitungen und des Autoklaven
wurde keine Anhaftung von Niederschlägen festgestellt.Es wurde ein Xonotlit mit
den Kristallgrößen der Tabelle IV erhalten.
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Tabelle IV Gelierungs- Gelierungs- Hauptprodukt Größe der Kristalle
temgeratur verhältnis Länge x Breite (µ) (°C) (%) 70 55 Xonotlit (7-12) x o,3 Bo
64 " (5-1o) x (o,2-o,3) 9o 70 " (5-8) x (o,2-o,3) Beispiel 5: Unter Verwendung des
Magnesian-Materials (MgO 68,3%) und des gleichen Kieselsäure-Pulvers und Löschkalks
wie in Beispiel 1 wurde eine Aufschlämmung hergestellt, indem 456 Teile amorphes
Kieselsäure-Pulver, 515 Teile Loschkalk, 9 Teile Magnesiumhydroxidv 11750 Teile
Wasser und die in Tabelle V gezeigten Natriumhydroxid-Mengen vermischt wurden. Die
erhaltene Aufschlämmung wurde 3 Stunden auf 90°C erhitzt, um eine Gelierung der
Aufschlämmung zu bewirken und ein primäres Gel zu erhalten.
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Die Gelierungsaufschlämmung und auf 213°C erhitztes Druckwasser (20
kg/cm2) wurden in ein Leitungsrohr mit einem Verhältnis von 1 : 3,5 eingepreßt und
sodann in den Autoklaven von dem unteren Teil des Autoklaven eingebracht, der eine
Aufschlämmung von Xonotlit enthielt und der auf 2130C gehalten wurde. Das Gemisch
wurde 1,5 Stunden lang unter langsamem Rühren des unteren Teiles des Autoklaven
stehengelassen und das Reaktionsprodukt wurde kontinuierlich ausgetragen. Die einzelnen
Versuche wurden 7 Tage lang durchgeführt. Nach 5 Tagen wurde keine Anhaftung von
Niederschlägen an den inneren Wänden der Hohrleitungen und des Autoklaven festgestellt.
In Tabelle V sind die Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen Xonotlit-Kristalle
zusammengestellt.
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Tabelle V zugegebenes Gelierungs- Haupt- Kristalle Glüh-Natrium-
verhältnis produkt Form LängexBreite verlust hydroxid (%) (%) (%) o,5 55 Xonotlit
Stäbe (10-15)x(0,3-0,4) 4,40 1,0 61 " Stäbe+ (8-12)x0,3 4,10 Nadeln 1,5 65 " Nadeln
(5-10)x(0,2-0,3) 3,84 2,5 75 " " (5-8)x(0,2-0,3) 3,80 5,0 82 " " (4-5)x0,2 5,05
7,5 86 Xonotlit Nadeln (3-5)x(o,o3-o,1) 11,2 + CSH +Fasern 10,0 89 CSH Fasern (1-5)x(0,03-0,05)
14,6 - Patentansprüche -