DE2424167A1

DE2424167A1 - Massen fuer hydraulisch bindenden, feuerfesten beton, verfahren zur anwendung dieser massen sowie daraus erhaltener beton

Info

Publication number: DE2424167A1
Application number: DE2424167A
Authority: DE
Inventors: Leon Arthur Lecomte
Original assignee: BELGE PROD REFRACTAIRES
Current assignee: BELGE PROD REFRACTAIRES
Priority date: 1973-05-17
Filing date: 1974-05-17
Publication date: 1974-12-05
Also published as: LU70114A1; JPS5032223A; BE799674A; NL7406697A

Description

Massen fUr hydraulisch bindenden> feuerfesten Beton, Verfahren zur Anwendung dieser Massen sowie daraus erhaltener Beton Ziel der vorliegenden Erfindung sind feuerfeste Nassen zur Bereitstellung von feuerfestem, dichtem, hydraulisch bindendem Beton durch Giessen, RUtteln oder Stumpfen ("damage ou pilonnage"), welche Massen mindestens ein feuerfestes Aggregat, mindestens einen hydraulischen Zement, mindestens einen Weichmacher und ein Verflüssigungsmittel enthalten.
In sämtlichen feuerfesten Betonsorten kommen hydraulische Zemente und hauptsächlich Zement auf Basis von calciumhaltigen Aluminaten als hydraulische Bindemittel zur Verwendung. In Gegenwart einer angemessen dosierten Wassermenge binden diese Zemente ab und erteilen Betons orten rasch eine mechanische Festigkeit, welche ihre Ausschalung, ihren eventuell erforderlichen Transport und ihre mechanische Beanspruchung (Stösse, Reiben), selbst bevor sie auf höhere Temperatur gebracht werden, gestattet. Diese feuerfesten Betonsorten sind mit dem Nachteil behaftet, dass während der Erhitzung, die sie im Laufe ihrer Inbetriebnahme erfahren, die Entwässerung der calciumhaltigen Aluminate einen Abfall der niechanischen Festigkeit des hydraulischen Bindemittels hervorruft, was eine Verminderung ihrer mechanischen Festigkeit mit sich bringt, die--dann aufhört, wenn bei immer noch steigender Temperatur die hydraulische Bindung des Betons fortschreitend durch eine keramische Bindung ersetzt wird. Die.schliesslich erhaltene Festigkeit und die Temperatur, bei der sich diese endgültige Festigkeit einstellt, hängen von zahlreichen Faktoren ab, unter die die nachstehenden fallen: Die Eigenart des feuerfesten Granulats und die des Zements sowie das Verhältnis dieser Bestandteile; die Korngrössenverteilung des Granulats und die Form der Körner; und die Art und Weise der DurchfUhrung des Verfahrens.
Man hat schon daran gedacht, Massen für feuerfesten Beton einen bestimmten Megenanteil an Ton oder einem anderen weichmachenden Mittel und einem Verflüssigungsmittel einzuverleiben. Die so erhaltenen Betonsorten zeigen nicht diese Herabsetzung der mechanischen Festigkeit bei Temperaturen, die zwischen derjenigen der Entwässerung des hydraulischen Bindemittels und derjenigen des Beginns der Keramisierung liegen, oder sie erfahren eine Abnahme dieser Beständigkeit, die deutlich weniger ausgeprägt ist als bei vielen klassischen Betonsorten.
Die zur Zeit bekannten Massen dieses Typs setzen den Mengenanteilende unterschiedlichen Bestandteile ziemlich strenge Grenzen und, obwohl sie die Kurve der mechanischen Festigkeit des Betons als Funktion der Temperatur zu verbessern gestatten, erlauben diese Massen einerseits nicht, die Eigenschaften von zahlreichen, klassischen hydraulischen Betonsorten beizubehalten, denen ihre Basizität eine besondere Beständigkeit gegen-Uber basischen Schlacken oder anderen chemischen Beanspruchungen verleiht, und andererseits nicht, Betonsorten bereitzustellen, welche die höchste pyroskopische Beständigkeit in Bezug auf das feuerfeste Grundaggregat zeigen.
Die Erfindung hat zum Ziel, diesen Unzulänglichkeiten abzuhelfen und feuerfeste Massen bereitzustellen, die ebenso gut für die Herstellung von Betonsorten, für die man die höchste pyroskopische Beständigkeit sucht, geeignet sind wie für diejenigen Betonsorten, für die man entweder eine sehr erhöhte mechanische Beständigkeit oberhalb der Temperatur der Umgebung oder eine besondere Beständigkeit gegenüber chemischer Beanspruchung sucht. Die erfindungsgemäsen Massen bieten auch den Vorteil, -dass sie die Herstellung von Betonsorten erlauben, deren mechanische Beständigkeit von einer Temperatur von 100 °C an bis zu höheren. Temperaturen zunimmt, die eine geringe Porosität und demzufolge eine offensichtlich erhöhte Dichte aufweisen und die auch sehr wenig durchlässig sind.
Zu diesem Zweck enthalten erfindungsgetnäss die unten beschriebenen Massen 0,5 bis 2 Gew.-% an mindestens einem Weichmacher, der entweder von Natur aus kolloidal ist oder durch Zerkleinern künstlich kolloidal gemacht worden ist 0,1 bis 1 Gew.-% an einem Verflüssigungsmittel, das im wesentlichen als pH-puffernder Stoff wirkt, 2 bis 20 Gew.-% Zement und als 100 Gew.-% ergänzenden Rest mindestens ein gemahlenes, feuerfestes Aggregat.
Gegenstand der Erfindung ist auch einerseits ein Verfahren zum Herstellen von feuerfesten Betons orten und andererseits die feuerfesten Betonsorten, die man-mit Hilfe der oben angegebenen Masse und dank des genannten Verfahrens erhält.
Andere Einzelheiten und Besonderheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgend gebrachten Beschreibung hervor, die die Erfindung in keiner Weise begrenzen soll.
Die erfindungsgemässen, feuerfesten Massen enthalten: Eine Menge von 0,5 bis 2 Gew-% an einem Weichmacher, der von Natur aus kolloidal ist oder durch Zerkleinern künstlich kolloidal gemacht worden ist. Dieser Weichmacher, der so fein zerteilt ist, dass er durch ein 60 Mikron-Sieb hindurchfällt, wird unter den nachstehenden, nicht calcinierten Stoffen aus gewählt: Kaoline, Tone, Bentonite, zerkleinerte Gibbsite, zerkleinerte Diaspore, zerkleinerte Bauxite, zerkleinerte Chromite, zerkleinerte Forsterite, zerkleinerte Kieselsäuren, zerkleinerte Tonerden oder auch calcinierte und zerkleinerte Magnesia (MgO). Der genannte Weichmacher kann auch unter organischen Stoffen mit kolloidalem Charakter ausgewählt werden, die nicht in merklicher Weise die Abbindereaktion des Zements, der den feuerfesten Massen zugesetzt wird, stört.
Sie enthalten weiterhin 0,1 bis 10 Gew.-% an einem VerflUssigungsmittel, und zwar Phosphaten, Metaphosphaten, alkalischen Polyphosphaten, an Natrium- oder Calciumlignosulfonat sowie 2 bis 20 Gew. -% Zement auf Basis von calciumhaltigen Aluminaten.
Wenn feuerfeste Betonsorten erwünscht sind, welche die höchsten, mit der Natur des verwendeten Aggregats verträglichen, pyroskopischen Beständigkeiten zeigen, wendet man einen Zementgehalt der Grössenordnung von 2 bis 4 Gew.-% an, während man einen Zementgehalt der Grössenordnung von 14 bis 20 % an-.
wendet, wenn Betonsorten mit hoher mechanischer Festigkeit und hoher chemischer Beständigkeit gegen bestimmte korrodierende Mittel erwünscht sind.
Sie enthalten schliesslich als 100 Gew.-% ergänzenden Rest ein feuerfestes Aggregat, das sich zusammensetzen kann aus: Neuen oder gebrauchten, unbeschädigten, feuerfesten Mauersteinen, die ihrer Beschaffenheit nach aus Kieselsäure-Ton, Ton, Tonerde, basischem Material oder anderen Stoffen; unbenutzten Schamottesteinen, diedunhBacken von feuerfesten Tonen erhalten worden sind, Kaolinsorten, Kaoliniten, Schiefersorten, Flintsteinen usw.; calcinierten Cyaniten, Sillimaniten, Andalusiten; Gibbsiten oder calcinierten Bauxiten; gefritteten oder elektrogeschmolzenen, synthetischen Mulliten; Korindonen, blätterförmiger Tonerde, Siliciumcarbid oder Zirkon; gesinterten oder elektrogeschmolzenen Magnesia-Arten, Chromiten, Spinelle usw.; Mischungen oder Kombinationen der oben erwähnten Stoffe.
Die Korngrössenverteilung des gemahlenen, feuerfesten Aggregats ist derart, dass die gesamte Masse 25 bis 30 % Körner enthält, deren Abmessungen 60 Mikron unterschreiten.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Herstellen von feuerfestem Beton aus den oben angegebenen Massen besteht darin, dass die Stoffe, aus denen sich die Massen zusammensetzen trocknen gemischt und dass die Masse im Augenblick der Durchführung des Verfahrens mit einer Wassermenge von 4 % bis 10 % befeuchtet wird, die sich haupts-Echlich nach dem Zeinentgehalt der Massen und der Natur der Aggregate richtet. Die Vibrationen verleihen der thixotrop gemachten, befeuchteten Masse eine Fliessfähigkeit, die ihr das Eindringen in alle Hohlräume der Formen und Verschalungen ermöglicht. Der Ruhe überlassen, wird die Masse rasch steif, und es beginnt dann das Phänomen des Abbindens.
Die nachstehend gebrachten, die Erfindung nicht begrenzenden Beispiele heben die Eigenschaften von zwei erfindungsgemässen Betonsorten hervor, indem ihre Eigenschaften mit denjenigen eines klassischen Betons verglichen werden. Erfindungsgemäs- ein anderer er- "klassischer" ser, feuerfester findungsgemässer, Beton Beton feuerfester Beton Aggregat synthetischer synthetischer synthetischer Mullit 83 Mullit 54 Mullit 85 Silikat Zr 40 Ton CA 25 Alcoa 15 Sécar 250 4 CA 25 Alcoa 15 Zement 2 2 0 "Glass H" 0,15 0,1 0 (Natriumpolyphosphat) Wasser 7,5 5 9 Zermal- Schein- Zermal- Schein- Zermal- Scheinmen in bare men in bare men in bare der Porosi- der Porosi- der Porosi-Kälte tät Kälte tät Kälte tät Nach dem Trock- 250 25 350 nen bei 110 °C Nach dem Brennen bei 300 °C 450 300 500 °C 520 17,6 % 120 275 21,4 % 1000 °C 525 18 % 160 16,07 % 265 21,9 % 1200 °C 550 17,2 % 295 15,34 % 285 21,2 % 1400 °C 850 17,3 % 620 15,22 % 400 20,5 % 1500 °C 790/805 14,94 % Pyroskopische Be- Pyroskopische Be- Pyroskopische Beständigkeit, Seger- ständigkeit, Seger- ständigkeit, Seger-Konus >36 oder Konus >38 oder Konus >36 oder 1805 °C 1855 °C 1805 °C

Claims

Patentansprüche Feuerfeste Massen für die'Herstellung von hydraulisch bindendem, dichtem, feuerfestem Beton durch Giessen, RUtteln oder Stampfer, enthaltend mindestens einen hydraulischen Zement, mindestens einen Weichmacher und ein Verflüssigungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass die Massen 0,5 bis 2 Gew.-% an mindestens einem Weichmacher, der entweder von Natur aus kolloidal ist oder durch Zerkleinerung künstlich kolloidal gemacht worden ist, 0,1 bis 1 Gew.-% an einem VerflUssigungsmittel, das im wesentlichen wie ein pH-Pufferstoff wirkt, 2 bis 20 Gew.-% Zement und als 100 Gew.-% ergänzenden Rest mindestens ein gemahlenes, feuerfestes Aggregat enthalten.
2.'Feuerfeste Massen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kornerössenverteilung des gemahlenen, feuerfesten Aggregats derart ist, dass die Massen 25 bis 30 % Körner mit Abmessungen, die 60 Mikron unterschreiten, enthalten.
3. Feuerfeste Massen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet; dass sie zur Herstellung von feuerfesten Betonsorten mit hoher pyroskopischer Beständigkeit 2 bis 4 Gew.-% Zement enthalten.
4. Feuerfeste Massen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Herstellung von feuerfesten Betonsorten mit grosser mechanischer Festigkeit und grosser chemischer Beständigkeit gegen korrodierende Mittel 14 bis 20'Gew.-$ Zement enthalten.
5. Feuerfeste Massen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oben genannte hydraulische Zement ein solcher auf Basis von calciumhaltigen Aluminaten ist.
6. Feuerfeste Massen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Aggregat ein gebrannter, feuerfester Ton, ein gebrannter Kaolin, ein gebrannter K@olinit, ein gebrannter Schiefer, ein gebrannter Flintstein, ein calciniertes Cyanit, ein Sillimanit, ein Andalusit, ein calciniertes Gibbsit oder ein calciniertes Bauxit, ein gesintertes oder elektrogeschmolzenes, synthetisches Mullit, ein Korindon, eine schichtenförmige Tonerde, Siliciumcarbid, Zirkon, gesinterte oder elektrogeschmolzener Magnesia, ein Chromit, ein Spinell ist oder durch Zermahlen von neuen oder gebrauchten, unbeschädigten, feuerfesten Mauersteinen der Zusammensetzung Kieselsäure-Ton, Ton, Tonerde, basisches oder ein anderes Material oder auch durch Vermischen dieser Betandtile erhalten worden ist
7. Feuerfeste Massen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet 5 dass der genannte Weichmacher ein Stoff ausgewählt aus den nachstehenden, nicht calcinierten Stoffen ist: Kaoline, Tone, Bentonite, zerkleinerte Gibbsite, zerkleinerte Diaspore, zerkleinerte Bauxite, zerkleinerte Chromite, zerkleinerte Forsterite, zerkleinerte Kieselsäuren, zerkleinerte Tonerden, oder dass er aus calcinierten und zerkleinerten Magnesia (gO) besteht.
8. Massen nach einem der AnsprUche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass der Weichmacher unter den organischen Stoffen mit kolloidalem Charakter ausgewählt ist.
9. Feuerfeste Massen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das den genannten Weichmacher bildende Material derart fein zerteilt worden ist, dass es durch ein 60 Mikron-Sieb hindurchtritt.
10. Feuerfeste Massen nach einem der Anspntche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Verflüssigungsmittel insbesondere ein Phosphat, Metaphosphat, Alkalipolyphosphat oder Natrium- oder Calciumlignosulfonat ist.
11. Verfahren zum Herstellen von feuerfesten Beton mit Hilfe einer Masse gemäss einer der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass man der genannten Masse Wasser in einer Menge von 4 bis 10 , bezogen auf das Gewicht der Masse, zumischt.