DE2454875B2

DE2454875B2 -

Info

Publication number: DE2454875B2
Application number: DE2454875A
Authority: DE
Inventors: Ken Kobe Hyogo Mori (Japan)
Original assignee: KANSAI THERMAL INSULATING INDUSTRY Co Ltd OSAKA (JAPAN)
Current assignee: KANSAI THERMAL INSULATING INDUSTRY Co Ltd OSAKA (JAPAN)
Priority date: 1974-05-31
Filing date: 1974-11-20
Publication date: 1980-08-07
Also published as: SE7413217L; FR2367032B1; DE2454875A1; DE2454875C3; US3988419A; IT1035544B; CA1047228A; AU7502874A; NO743939L; AU472241B2; FR2367032A1; SE406908B; GB1483483A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von isolierenden Werkstücken geringer Dichte aus Kalksandstein mit Xonotlit-Struktur, bei dem die Kieselsäurekomponente in Form von bei der Herstellung von metallischem Silicium, Siliciumcarbid oder Ferrosilicium anfallender Flugasche eingesetzt und mit Kalk und Wasser zusammengeführt wird, worauf die Mischung bis zur Gelbildung erwärmt und das Gel entwässert, unter Druck geformt und abschließend einer hydrothermalen Behandlung im Autoklaven unterworfen wird.

Calciumsilikat-Formkörper, die für Isolationszwccke bestimmt sind müssen in ^fJc^r Rffc^l f.inc miit?-

liehst hohe Wärmebeständigkeit und ein möglichst geringes spezifisches Gewicht haben. In vielen Fällen ist gleichermaßen eine hohe Festigkeit zu fordern.

Die bekannten Verfahren zur Herstellung von leichten Calciumsüikat-Formkörpem mit isolierenden Eigenschaften führen jedoch in der Regel zu Produkten mit verminderter mechanischer Festigkeit. Um diesen Verlust auszugleichen, ist es erforderlich, ein verstärkendes Material, z. B. Asbestfasern, bei der Herstellung der Isolationskörper einzuarbeiten. Wenn man dies unterläßt, so erhält man zwar ein Werkstück mit niedriger Dichte, jedoch weist dieses Produkt durchweg zahlreiche Risse auf und besitzt deshalb eine nur sehr geringe Festigkeit, so daß es praktisch unbrauchbar ist.

So wird nach der FR-PS 2140146 zur Herstellung der Formkörper aus Calciumsilikat-Kristallen durch Verrühren und Erwärmen von Kalk, reaktivem Kieselsäurematerial und Wasser ein Gel gebildet und dieses nach der Formgebung in einem Autoklaven behandelt. Dieses Gel hat jedoch eine Struktur und eine Beschaffenheit, die das angestrebte Material nicht erbringen kann. Deshalb wird auch nach der genannten französischen Patentschrift in allen Beispielen bis auf eines der Zusatz von Asbestfasern bei der Herstellung der Calciumsilikat-Isolationskörper vorgesehen. Lediglich in Beispiel 6 fehlt ein solcher Zusatz; man erhält deshalb nach diesem Beispiel zwar ein Produkt mit niedriger Dichte, aber dessen Biegefestigkeit ist sehr unbefriedigend, und es ist mit feinen Rissen durchsetzt.

Bekanntlich lassen sich synthetische Xonotlit-Kristalle industriell erzeugen durch Behandlung von Kieselsäure-Rohmaterial, Kalk und Wasser mit gesättigtem Dampf bei einer Temperatur von 180 bis 220° C in einem Autoklaven. In der einleitenden Phase der Reaktion entstehen quasi-kristalline Materialien, als »C-S-H(l)« bezeichnet, jedoch werden diese später in Tobermorit-Kirstalle umgewandelt, wenn die Ausgangsstoffe Tonerde enthalten, und ihr Übergang in Xonotlit-Kristalle ist sehr schwierig zu erreichen. Eine Erhöhung der Ausbeute an Xonotlit-Kristallen und desgleichen deren Größe und Form hängt von der Reaktivität und der Körnung des Siliciumdioxides ab.

Bisher wurden als Kieselsäure-Rohmaterial im wesentlichen Diatomeenerde, Schlacke etc. verwendet. Diese Stoffe enthalten jedoch einen großen Anteil an Tonerde, haben eine größere Körnung und reagieren mit Kalk weniger leicht. Es ist deshalb sehr schwierig, aus ihnen Calciumsilikat mit einem hohen Gehalt an Xonotlit-Kristallen und niedrigem Raumgewicht zu erzeugen.

Synthetische amorphe Kieselsäure könnte dieses Problem lösen; sie ist jedoch so teuer, daß sich aus ihr Calciumsilikat, welches synthetische Xonotlit-Kristalle enthält, nicht wirtschaftlich herstellen läßt.

Wie bereits erwähnt, kann man den Rohstoffen Asbestfasern beimischen, um das Raumgewicht des Produktes zu verringern und seine mechanische Festigkeit zu erhöhen. Gegen die Verwendung von Asbestfasern bestehen jedoch wegen der Gesundheitsgefahr für die mit ihrer Handhabung befaßten Arbeiter erhebliche Bedenken. Wenn man nun aber ein Calciumsilikai mit einem Raumgewicht von 0,10 bis 0,20 g/cm' ohne Asbestfasern herzustellen versucht, zeigen die Produkte Risse sowie innere Hohlräume und haben eine ecrineere Festiekeit. so daß größere Stücke nicht her-

gestellt werden können.

Hier schafft die Erfindung Abhilfe.

Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens, ohne Einsatz von Asbestfaser Calciumsilikat-Formkörper, insbesondere für Isolierungszwecke, herzustellen, welche eine hohe Wärmebeständigkeit haben, hauptsächlich aus langen, miteinander verwachsenen, faserförmigen Xonotlit-Kristallen bestehen und eine scheinbare Dichte von maximal 0,13 g/cm³ iowie eine Biegefestigkeit von mindestens 4,0 kg/cm³ haben. Dabei soll die Durchführung des Verfahrens bzw. die Herstellung der Formkörper nach diesem Verfahren mit sehr niedrigen Kosten möglich sein. Ferner sollen die Calciumsilikat-Produkte, obwohl frei von Asbestfasern, keine Risse und Hohlräume aufweisen. Außerdem wird angestrebt, die Calciumsilikat-Formkörper kontinuierlich erzeugen zu können.

Bei der Herstellung von metallischem Silicium, von Siliciumcarbid oder Ferrosilicium werden kristalline Kieselsäure (SiO,) hoher Reinheit sowie Kohlenstoff (Koks usw.) als Rohstoff verwendet, gemischt und in einem elektrischen Ofen geschmolzen. Dabei erreicht die Ofen-Innentemperatur 2000° C oder mehr, so daß das Siliciumdioxid zu Silicium reduziert und verdampft wird. Das verdampfte Silicium reagiert mit dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff zu sehr einteiliger amorpher Kieselsäure, im nachstehenden auch einfach als »Asche« bezeichnet, und wird als solche ausgetragen. Die Asche muß in einem Staubsammler abgeschieden werden, weil sie sonst zu einer erheblichen Luftverunreinigung führen würde. Wenn nun die abgeschiedene Asche als solche deponiert wird, kann sie eine weitere Ursache für die Umweltverschmutzung darstellen. Mit anderen Worten ist die Verwertung der Asche sehr schwierig, und sie wurde deshalb bisher im wesentlichen nur zur Landgewinnung in Küstengebieten verwendet. Selbst aber zu diesem Zweck erweist sich die Feinteiligkeitder Asche als hinderlich. Ihre Behandlung und Weiterverwendung ist deshalb ein ernstliches Problem.

Die oben angegebene Autgabe wird nun erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Gel nach dem Zusammenrühren der Komponenten, jedoch vorder Formung, unter dem Druck von gesättigtem Wasserdampf schonend und ohne es zu zerbrechen bis kurz vorseiner Umwandlung in Xonotlit-Kristalle zu einem viskoelastischen Material verknetet wird.

Es ist einer der Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens, eine nutzbringende Verwendungsmöglichkeit für die lästige Kieselsäure-Asche aufzuzeigen, deren bloßes Abkippen - wie oben ausgeführt - bereits als Ursache für die Umweltverschmutzung anzusehen ist. Dabei lassen sich nach dem Verfahren der Erfindung Formkörper aus Calciumsilikat mit hervorragenden Eigenschaften erzeugen.

Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete feinteilige Asche besteht vorzugsweise aus 85 bis 95 Gew.% amorpher Kieselsäure sowie 15 bis 5 Gew. % Metalloxiden und Kohlenstoff, und hat eine mittlere Korngröße von 0,1 μηι. Da sie aus äußerst feinen Teilchen besteht, reagiert sie mit Kalk sehr gut und kann durch kurzzeitige Behandlung in ein Gel übergeführt werden. Sie nimmt während der Umset- , zung viel Wasser auf und wird dadurch in einen stark gequollenen Zustand gebracht. Wenn die Asche eine kleine M^'nge feiner Metallteilchen enthält, was in der Regel zutrifft, wird mit dem Kalk gasförmiger Wasserstoff entwickelt, so daß in den Formkörpern zahlreiche Poren mit einer Größe von 5 bis 10 μπι ausgebildet werden. Die Entstehung dfeser Poren bewirkt eine deutliche Gewichtsverringerung der Formkörper und erhöht gleichzeitig ihre Wärmeisolationsfähigkeit.

Die erfindungsgemäß verwendete Asche besteht aus ultrafeinen Teilchen, hat einen hohen Kieselsäureanteil und ist gegenüber Kalk, wie beschrieben, sehr reaktionsfähig, so daß die Xonotlit-Kristalle sehr leicht und mit hoher Sicherheit erzeugt werden, wenn die Asche unter Druck mit Wasserdampf in einem Autoklaven behandelt wird; die resultierenden faserförmigen Kristalle sind länger und in komplizierterer Weise miteinander verwachsen, als es bei dem herkömmlichen Xonotlit der Fall ist, wodurch die mechanische Festigkeit und die Hochtemperatur-Standfestigkeit beträchtlich erhöht werden.

Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Kieselsäure-Ausgangsmaterial enthält nur einen sehr kleinen Anteil an Verunreinigungen, die die Bildung von Tobermorit begünstigen können, beispielsweise Metalloxide wie Al₂O₃, und deshalb liegt fast die gesamte Menge des hydratisierten Ca'.ciumsilikates in dem Produkt als Xonotlit vor, wodurch die Wärmebeständigkeit (höchste Gebrauchstemperatur) beträchtlich gesteigert werden kann, nämlich auf ca. 1000 bis 1050° C.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Ansetzen der Mischung vorgewärmtes Wasser und als Kalk-Rohmaterial eine Aufschlämmung von gelöschtem Kalk in Wasser verwendet, die Asche unter Erwärmen mit dem heißem Wasser und dem aufgeschlämmten, gelöschten Kalk verrührt, das Verkneten unter Wasserdampf bewirkt, während man den Dampfdruck allmählich steigert, und das Formen unter gesättigtem Wasserdampf, die Behandlung mit gesättigtem Wasserdampf nach weiterer Erhöhung des Sattdampfdruckes bei Konstanthaltung des Druckes sowie anschließend die Behandlung mit überhitztem Wasserdampf durchgeführt wird.

Vorzugsweise wird die Überhitzung bewirkt, indem der gesättigte Wasserdampf weiter erwärmt und gleichzeitig der Druck verringert wird.

Die Asche reagiert wegen ihrer Feinteiligkeit sehr schnell mit dem Kalk; als Rührprodukt kann man ein hinreichend gequollenes und gleichförmig umgesetztes Gel mit einem CaO: Si0₂-Molverhältnis von 1:1 erzielen. In der Ausgangsmischung werden 10 bis 20 Gewichtsteile Wasser und 0,8 bis 1,5 Gewichtsteile Kalk-Rohmaterial auf 1 Teil amorphe Kieselsäure verwendet.

Das erhaltene Gel wird dann unter gesättigtem Dampf verknetet, d. h. im ganzen gleichmäßig und vorsichtig durchgearbeitet, ohne das Gel zu zerstören. Hierzu benutzt man vorzugsweise eine Vorrichtung mit einem drehbaren Druckgefäß, innerhalb dessen eine Mehrzahl schmaler, länglicher Platten radial angeordnet sind. Wenn das Gel in dieser Verfahrensstufe vollständig durchgeknetet worden ist, nimmt es kurz vordem Übergang in Xonotlit-Kristalle einen viskoelastischen Zustand an, d. h. das resultierende viskoelastischc Material enthält eine große Menge quasikristalliner Substanzen, »C-S-H(l)« genannt, und hat durchgehend ein CaOZSiO₁-MoIverhältnis von 1:1, also selbst in sehr feinen Bereichen.

Das viskoelastische Material zeigt unter dem Elektronenmikroskop einen faserförmigen Aufbau und ist nach der Röntgenstreuung als Gel definiert. Mit dem Ausdruck »viskoelastisches Material« soll ausgedrückt werden, daß das Material in diesem Zustand sehr viskos ist, jedoch genügend Elastizität aufweist, um durch Kneten und Formen verarbeitet zu weiden. Das Verkneten wird unter gesättigtem Dampf mit einem Druck von 98 bis 1765 kPa durchgeführt, vorausgesetzt, daß das Mischungsverhältnis der Ausgangsmaterialien konstant ist. Ist dies nicht der Fall, so kann das Verkneten zur Einstellung des Wassergehalts des resultierenden viskoelastischen Materials unter Wasserdampf durchgeführt werden. Durch das Verkneten unter Druck setzt die Kristallisation des viskoelastischen Materials innerhalb und außerhalb des Gels zu gleicher Zeit ein, und auch die anschließende Bildung und das Wachstum der Kristalle werden innerhalb wie außerhalb des Gels zu gleicher Zeit fortgesetzt.

Das viskoelastische Material wird dann in eine Form mit der gewünschten Gestalt eingebracht. Die Formgebung kann nach verschiedenen Methoden durchgeführt werden, z. B. durch Gießen, Druckgießen usw. Vorzugsweise arbeitet man dabei in einem Autoklaven, weil dort die Behandlung des viskoelastischen Materials erleichtert und es einem geringeren Temperaturwechsel ausgesetzt werden kann. Das in die Form eingebrachte viskoelastische Material wird in dem Autoklaven der Einwirkung von gesättigtem Dampf unterworfen. Die Behandlung wird 1 bis 48 Stunden mit gesättigtem Dampf unter einem Druck von 1177 bis 4903 kPa durchgeführt. Sie führt dazu, daß die kristalline Substanz C-S-H(I) des viskoelastischen Materials beginnt, sich in nadeiförmige Kristalle von Xonotlit umzuwandeln. In dem verbliebenen Gel seinerseits setzt der Übergang in C-S-H(I) ein. Durch Erhöhung der Temperatur bzw. Verringerung des Druckes in dem Autoklaven oder beides füllt sich das Innere des Autoklaven mit überhitztem Dampf, welcher auf die kristallinen Substanzen einwirkt. Vorzugsweise wird der Wasserdampf in dem Autoklaven durch einen Überhitzer geleitet und gleichzeitig entspannt, so daß Dampf mit einer Überhitzung von 5 bis 150° C erhalten wird. Die kristallinen Substanzen werden mit diesem überhitzten Dampf 3 bis 30 Stunden behandelt, und dann werden Druck und Temperatur des Autoklaven langsam gesenkt, so daß schließlich etwa Atmosphärendruck und Temperatur von 100 bis 150° C erreicht werden. Durch eine solche Behandlung unter überhitztem Dampf werden die nadeiförmigen Xonotlit-Kristalle voll ausgebildet und gleichzeitig von Wasser befreit, so daß die Abstände zwischen den Kristallteilchen verringert und die Kristalle getrocknet und gehärtet werden.

Nach dem erfindungsgemäßer! Verfahren wird also fein verteilte Asche als Kieselsäure-Ausgangsmaterial verwendet, das Gel unter Druck verknetet und das viskoelastische Material in einem Autoklaven behandelt. Nach diesem Verfahren kann man Calciumsilikat-Formkörper aus langen, miteinander verwachsenen, faserförmigen Xonotlit-Kristallen mit hoher Teilchengröße und sehr niedrigem Raumgewicht ohne Verwendung von Asbestfasern erzeugen.

Bisher wurde Calciumsilikat weitgehend dadurch hergestellt, daß Kieselsäure-Ausgangsmaterial mit Kalk und Wasser unter Erhitzen verrührt, das resul-

tierende Gemisch oder Gel entwässert und geformt die Formkörper in einem Autoklaven unter gesättigtem Druck behandelt und die behandelten Gegenstände getrocknet wurden. Nach dem Stand der Technik hatte man jedoch nicht die Vorteile erkannt, die sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicher lassen. Experimentell konnte gezeigt werden, daß es ohnedies selbst bei Verwendung von feinzerteiltei Asche als Kieselsäure-Ausgangsmaterial und Zumischen von Asbestfasern sehr schwierig ist, großformatige Calciumsilikat-Formkörper herzustellen, weil fasi alle Werkstücke, wenn Isolierungen mit einem Raumgewicht von nicht mehr als 0,15 g/cm³ erzeugt wurden. Risse zeigten; ohne Asbestfasern waren alle Produkte °erissen.

Die US-PS 3 501324 und die entsprechende FR-PS 1534997 beschreiben ein anderes Verfahren zur Herstellung von Calciumsilikat durch Verrühren von Kieselsäure-Rohstoffen mit Kalk und Wasser unter gesättigtem Dampf, Formen des erhaltenen Schlamm; und Trocknen des Formkörpers. Im Gegensatz hierzt sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß mar die Ausgangsmaterialien erwärmt und verrührt, da« resultierende Gel unter Druck knetet, das dabei entstehende viskoelastische Material formt und der Formkörper mit gesättigtem Dampf und mit überhitztem Dampf behandelt. Der nach der obengenannter Patentschriften erhaltene Schlamm unterscheidet siel ganz wesentlich von dem Gel bzw. dem viskoelastischen Material nach der Erfindung und besteh¹ bereits aus Xonotlit-Kristallen. Bei Versuchen untei Verwendung von fein verteilter Asche als Kieselsäure-Rohmaterial erwies sich das nach dem bekannten Verfahren erzeugte Calciumsilikat bei einerr Raumgewicht von 0,18 g/cm³ oder weniger als ris sig.

Nach dem Verfahren der US-PS 2534303 wire Calciumsilikat hergestellt, indem Kieselsänre-Roh material, Wasser, Kalk und Asbestfasern durch Gie Ben geformt und die Formkörper in einem Autoklaver mit gesättigtem Dampf und überhitztem Dampf behandelt werden. Dieses bekannte Verfahren sieht jedoch nicht vor, daß ein Gel unter Druck verknete wird, ja nicht einmal daß die Ausgangsmaterialien un ter Erwärmen verrührt werden, wie es nach der Erfindung der Fall ist. Praktische Versuche haben gezeigt daß es nach dem bekannten Verfahren nicht möglicl ist, ein Calciumsilikat mit einem Raumgewicht vor oder unter 0,18 g/cm³ zu erzeugen, weil eine starke Schrumpfung eintritt.

Zum Stand der Technik werden weiterhin die US-PS 2716070, 2748008, 2766131, 2944911 3317643 und 3227570 genannt.

Die Erfindung ist im nachstehenden anhand dei Zeichnung näher erläutert und dargestellt.

Die Fig. 1 bis 6 sind Röntgenstreuungs-Dia gramme von erfindungsgemäßen Calciumsilikat-Pro dukten, die nach den Beispielen 1 bis 6 erhalten wer den. In den Diagrammen gibt die Abszisse mit 2 6 den Winkel an, der zwischen der einfallenden Rönt genstrahlung und der Richtung der Beugung an, wäh rend auf der Ordinate die relative Intensität in % wie dergegeben ist.

Bei der in den folgenden Beispielen verwendetei Asche handelt es sich um Staub, der in einem Ofei zur Erzeugung von metallischem Silicium oder voi Ferrosilicium erzeugt und von einem Staubabscheide zurückgehalten wurde; sie hatte die folgende Zusam

mensetzung:

1. Korngröße

Mehr als 5,5 μηι 1,5%

5,5-1,5 μίτι 6,0%

weniger als 1,0 μηι 92,5%

Die elektronenmikroskopische Beobachtung ergab, daß die meisten Teilchen unter 1,0 μιη eine Größe von etwa 0,1 μιη hatten.

2. Chemische Zusammensetzung
Glühverlust 3,30%
unlöslicher Rückstand 2,82%

lösliches SiO₂
Fe₂O₃

91,34%
0.38%
0,61%
0,33%
0,31%

99,09%

Al₂O,

CaO

MgO

Gesamt

Anmerkung:

Die Analyse wurde durchgeführt nach der Vorschrift vonShoichiro Nagai: Handbook of Silicate Industry, Test of Volcanic Ashes, Deatomeceous Earth, etc.

In den nachstehenden Beispielen und in der übrigen Beschreibung verstehen sich Teile, soweit nichts anderes angegeben ist, als Gewichtsteile.

Beispiel 1

10 Teile Asche, 12 Teile gelöschter Kalk und 160 Teile Wasser wurden 70 Minuten bei einer Temperatur von 90° C in einem Reaktionsgefäß gerührt. Das erhaltene Gel wurde in einen Kneter eingebracht und in diesem - während sein Inneres mit gesättigtem Wasserdampf auf einem Druck von 1961 kPa gebracht wurde - 1 Stunde geknetet. Das resultierende viskoelastische Material wurde in eine Form in einem Autoklaven gegossen, und dann wurde dieser 2 Stunden auf einem Sattdampfdruck von 686 kPa gehalten. Anschließend wurde der Autoklav nach und nach auf eine Temperatur von 240° C aufgeheizt, 3 Stunden auf dieser Temperatur gehalten und dann im Verlaufe von 3 Stunden auf 100° C abgekühlt, wobei er gleichzeitig im Verlauf von 6 Stunden auf atmosphärischen Druck entspannt wurde. Dabei erfolgt die Behandlung des viskoelastischen Materials mit überhitztem Wasserdampf. Das erhaltene Calciumsilikat hat ein Raumgewicht von 0,11 g/cm³ und eine Biegefestigkeit von 461 kPa. Es besteht aus voll ausgebildeten Xonotlit-Kristallen, wie aus dem Röntgenstreuungs-Diagramm von Fig. 1 ersichtlich ist.

Beispiel 2

10 Teile Asche, 12 Teile gelöschter Kalk und 124 Teile Wasser wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 verrührt und geknetet. Das entstandene viskoelastische Material wurde in einem Autoklaven in eine Form gegossen. Dann wurde das Innere des Autoklaven 3 Stunden unter einem Sattdampfdruck von 1961 kPa gehalten. Anschließend wurde der Wasserdampf in dem Auoklaven auf eine Temperatur von 240° C aufgeheizt, und der Autoklav wurde 3 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Sodann wurde der Autoklav im Verlaufe von 3 Stunden auf eine Temperatur von 100° C abgekühlt, und gleichzeitig mit dem Erhitzen wurde er 6 Stunden auf atmosphärischen Druck entspannt. Das erhaltene Calciumsilikat hatte ein Raumgewicht von 0,13 g/cm³ und eine Biegefestigkeit von 480 kPa. Es bestand aus vollständig ausgebildeten Xonotlit-Kristallen, wie sich aus dem Röntgenstreuungs-Diagramm von Fig. 2 ergibt.

-, Beispiel 3

10 Teile Asche, 12 Teile gelöschter Kalk und 170 Teile Wasser wurden 120 Minuten bei einer Temperatur von 90° C zu einem Gel verrührt. Dieses Gel wurde in einen Kneter eingebracht und in diesem,

i" während dessen Innenraum auf einen Sattdampfdruck von 785 kPa erhöht wurde, 1,5 Stunden geknetet. Das erhaltene viskoelastische Material wurde in einem Autoklaven in eine Form gegossen, und der Autoklav wurde 3 Stunden auf einen Sattdampfdruck von

i' 1961 kPa gehalten. Anschließend wurde der Autoklav nach und nach auf 240° C aufgeheizt und 2,5 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Gleichzeitig wurde der Autoklav in 2,5 Stunden auf einen Druck von 1177 kPa entspannt. Anschließend wurde

-¹" er 2 Stunden auf 100° C abgekühlt und auf atmosphärischen Druck gebracht. Das erhaltene Calciumsilikat hatte ein Raumgewicht von 0,10 g/cm³ und eine Biegefestigkeit von 402 kPa. Es bestand aus vollständig ausgebildeten Xonotlit-Kristallen, wie sich aus dem

:> Röntgenstreuungs-Diagramm von Fig. 3 ergibt.

Beispiel 4

10 Teile Asche, 12 Teile gelöschter Kalk und 124 Teile Wasser wurden 70 Minuten bei 90° C gerührt.

iu Die Behandlung des entstandenen Gels erfolgte in einem rotierenden Kneter, dessen Innenraum auf einen Sattdampfdruck von 2648 kPa gebracht wurde. Das so erhaltene viskoelastische Material wurde in eine Form in einem Autoklaven gegossen und dort 1,5

r. Stunden unter einem Sattdampfdruck von 883 kPa behandelt. Sodann wurde der Wasserdampf in dem Autoklaven nach und nach auf 270° C überhitzt, und das viskoelastische Material wurde 3,5 Stunden bei dieser Temperatur behandelt. Anschließend wurde

-tu der Autoklav in 1 Stunde auf 110° C abgekühlt, und gleichzeitig wurde er im Verlaufe von 4,5 Stunden auf Atmosphärendruck entspannt, so daß das viskoelastische Material der Einwirkung von überhitztem Dampf ausgesetzt wurde. Das entstandene Calciumsilikat

4", hatte ein Raumgewicht von 0,13 kg/cm³ und eine Biegefestigkeit von 569 kPa. Es bestand aus vollständig ausgebildeten Xonotlit-Kristallen, wie aus dem Röntgenstreuungs-Diagramm von Fig. 4 hervorgeht.

-_j(1 Beispiel 5

10 Teile Asche, 12 Teile gelöschter Kalk und 124 Teile Wasser wurden 70 Minuten bei 90° C verrührt. Das entstandene Gel wurde in einen Kneter eingebracht und dort verarbeitet, während das Innere des Kneters im Laufe einer halben Stunde auf einen Sattdampfdruck von 893 kPa gesetzt wurde. Das erhaltene viskoelastische Material wurde in eine Form in einem Autoklaven gegossen und unter einem Sattdampfdruck von 1961 kPa 1 Stunde behandelt. Dann

«,ο wurde der Dampf des Autoklaven nach und nach auf 240° C überhitzt, und der Autoklav wurde 4 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Sodann wurde er im Verlaufe von 4,5 Stunden auf 150° C abgekühlt. Das fertige Calciumsilikat hatte ein Raumgewicht von

b5 0,13 g/cm³ und eine Biegefestigkeit von 530 kPa. Es bestand aus vollständig ausgebildeten Xonotlit-Kristallen, wie das Röntgenstreuungs-Diagramm von Fig. 5 zeigt.

Beispiel 6

10 Teile Asche, 9 Teile gebrannter Kalk und 160 Teile Wasser wurden bei 90° C verrührt, und das entstandene Gel wurde in einem Kneter verarbeitet, während dieser auf einen Sattdampfdruck von 1373 kPa gebracht wurde. Das resultierende viskoelastische Material wurde in eine Form in einem Autoklaven gegossen und dann in diesem unter einem Sattdampfdruck von 785 kPa 3 Stunden behandelt. Anschließend wurde der Autoklav nach und nach auf

10

eine Temperatur von 240° C erhitzt und 7 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Sodann wurde er in 1 Stunde auf 110° C abgekühlt und gleichzeitig im Verlaufe von 8 Stunden auf Atmosphärendruck entspannt, wodurch das viskoelastische Material der Einwirkung von überhitztem Wasserdampf ausgesetzt wurde. Das fertige Calciumsilikat hatte ein Raumgewicht von 0,11 kg/cm¹ und eine Biegefestigkeit von 451 kPa. Es bestand aus vollständig ausgebildeten Xonotlit-Kristallen, wie aus dem Röntgenstreuungs-Diagramm von Fig. 6 hervorgeht.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von isolierenden Werkstücken geringer Dichte aus Kalksandstein mit Xonotlit-Struktur, bei dem die Kieselsäurekomponente in Form von bei der Herstellung von metallischem Silicium, Siliciumcarbid oder Ferrosilicium anfallender Flugasche eingesetzt und mit Kalk und Wasser zusammengerührt wird, worauf die Mischung bis zur Gelbildung erwärmt und das Gel entwässert, unter Druck geformt und abschließend einer hydrothermalen Behandlung im Autoklaven unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gel nach dsm Zusammenrühren der Komponenten, jedoch vor der Formung, unter dem Druck von gesättigtem Wasserdampf schonend und ohne es zu zerbrechen bis kurz vor seiner Umwandlung in Xonotlit-Kristalle zu einem viskoelastischen Material verknetet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ansetzen der Mischung vorgewärmtes Wasser und als Kalk-Rohmaterial eine Aufschlämmung von gelöschtem Kalk in Wasser verwendet, die Asche unter Erwärmen mit dem heißen Wasser und dem aufgeschlämmten, gelöschten Kalk verrührt, das Verkneten unter Wasserdampf bewirkt, während man den Dampfdruck allmählich steigert, und das Formen unter gesättigtem Wasserdampf, die Behandlung mit gesättigtem Wasserdampf nach weiterer Erhöhung des Sattdampfdruckes bei Konstanthaltung des Druckes sowie anschließend die Behandlung mit überhitztem Wasserdampf durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überhitzung bewirkt wird, indem der gesättigte Wasserdampf weiter erwärmt und gleichzeitig der Druck verringert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verkneten zur Einstellung des Wassergehaltes des resultierenden viskoelastischen Materials unter überhitztem Wasserdampf durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß I Teil amorpher Kieselsäure mit 10-20 Teilen Wasser und 0,8-1,5 Teilen Kalk-Rohmaterial umgesetzt wird.