DE2454875C3 - Verfahren zur Herstellung von Calciumsilikat-Formkörpern - Google Patents

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 unlerworfen wird.

Calciumsilikat-Formkörper, die für Isolationszwecke bestimmt sind, müssen in der Regel eine mög

ίο

lichst 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 Calciumsflikat-Fortnkörpern 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 Caldumsilikat-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 iehlt 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, <venn die Ausgangsstoffe Tonerde enthalten, und ihr Übergang in Xonotlh-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 Calciumsilikat mit einem Raumgewicht von 0,10 bis 0,20 g/cm³ ohne Asbestfasern herzustellen versucht, zeigen die Produkte Risse sowie innere Hohlräume und haben eine geringere Festigkeit, 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 Asbestfasern Calchunsjlikat-Formkörper, insbesondere für Isolierung;- zwecke, herzustellen, welche sine hohe Wärmebeständigkeit haben, hauptsächlich aus langen, miteinander verwachsenen, faserfönaigen Xonotlit-Kristallen bestehen und »ine scheinbare Dichte von maximal 0,13 g/cm³ sowie 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 Calcnimsilikat-Produkte, obwohl frei von Asbestfasern, keine Risse und Hohl- räume aufweisen. Außerdem wird angestrebt, die Calciumsflikat-Formkörper kontinuierlich erzeugen zu können.

Bei der Herstellung von metallischem Silicium, von Siliciumcarbid oder Ferrosflicium werden kristalline Kieselsäure (SiO₂) hoher Reinheit sowie Kohlenstoff (Koks usw.) als Rohstoff verwendet, gemischt -jnd 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 feinteiliger amorpher Kieselsäure, im nachstehenden auch einfach als »Asche« bezeichnet, und wird als solche ausgetragen. Die Asche muß in einem Staubsammler jo 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 Verwer- η tung 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 Feinteiligkeit der Asche als hinderlich. Ihre Behandlu g und Weiterverwendung ist deshalb ein ernstliches Problem.

Die oben angegebene Aufgabe wird nun erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Gel nach dem Zusammenrühren der Komponenten, jedoch vor der Formung, unter dem Druck von gesättig- tem Wasserdampf schonend und ohm. es zu zerbrechen bis kurz vor seiner Umwandlung in Xonotlit-Kristalle zu einem vis koe I as tische π Material verknetet wird.

Es ist einer der Vorzüge: des erfindungsgemäßen ->o 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 γ, Erfindung Formkörper aus Calchimsüikat mit hervorragenden Eigenschaften erzeugen.

Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete feinteilige Asche besteht vorzugsweise aus 85 bis 95 Gew.% amorpher Kieselsäure sowie 15 bis ^ S Gew. % Metalloxiden und Kohlenstoff, und hat eine mittlere Korngröße von 0,1 um. 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- _h-, zung viel Wasser auf und wird dadurch in einen stark gequollenen Zustand gebrüht. Wenn die Asche eine kleine Menge feiner Metallteilchen enthält, was in der Regel zutrifft, wird mit dem Kalk gasförmiger Wasserstoff entwickelt, so daß in den Forrakörpern zahlreiche Poren mit einer Größe von 5 bis 10 um ausgebildet werden. Die Entstehung dieser Poren bewirkt eine deutliche Gewichtsverringerung der Formkörper und erhöht gleichzeitig ihre Wärmeisolationsfäbigkeit.

Die erfindungsgemäß verwendete Asche besteht aus ultrafeinen Teilchen, hat einen hohen Kieselsäu -reantefl und ist gegenüber Kalk, wie beschrieben, sehr reaktionsfähig, so daß die Xonotlit-KristaDe sehir 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 Verehren verwendete Kieselsäure-Ausgangsinateriai enfeält nur einen sehr kleinen Anteil an Verunreinigungen, die die Bildung von Tobermorit begünstigen können, beispielsweise Metalloxide wie Al₂O₃, und deshalb liegt last die gesamte Menge des hydratisieren Calchnnsüikates 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 Fonnen -inter gesättigtem Wasserdampf, die Behandlung mit gesättigtem Wasserdampf nach weiterer Erhöhung des Sattdi-npfdruckes bei Konstanthaltung des Druckes sowie anschließend die Behandlung mit überhitztem Wasserdampf durchgeführt wird.

Vorzugsweise wird die Überhitzung bewirkt, indem der gesättigte Wasserdampf weiter erwärmt and 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: SiO₂-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 drehbare* Druckgefäß, innerhalb dessen eine Mehrzahl schmaler, länglicher Platten radial angeordnet sind. Wenn das Gel in dieser Verfahrensstufe vollständig durchgeknetet worden ist, ninirit es kurz vor dem Übergang in Xonotlit-Kristalle einen viskoelastischen Zustand an, d. h. das resultierende viskoelastische Material en Jiält eine große Menge quasikristalliner Substanzen, »C-S-H(l)« genannt, und hat durchgehend ein CaO/SiOj-Molverhältnis 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 OeI 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 werden. 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 Bitdung und das Wachstum der Kristalle wer-

tipn inrw^rhnlh urw» aii&»rhalH ripe OpIc 711 alpirhpT "7s*\\ 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 erreichen lassen. Experimentell konnte gezeigt werden, daß es ohnedies selbst bei Verwendung von feinzerteilter Asche als Kieselsäure-Ausgangsmaterial und Zumischen von Asbestfasern sehr schwierig ist, großformatige Calriumsilikat-Formkörper herzustellen, weil fast alle Werkstücke, wenn Isolierungen mit einem Raumgewicht von nicht mehr als 0,15 g/cm' erzeugt wurden. Risse zeigten; ohne Asbestfasern waren alle Produkte gerissen.

Die US-PS 3 501 324 und die entsprechende FR-PS 1 534997 beschreiben ein anderes Verfahren zur Herstellung von Calciumsilikat durch Verrühren von Kie- spl<;piirp-Rnh«tnffpn mit Kalk nnH W»vr nntpr dp.

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 Xo no ti it umzuwandeln. In dem verbliebenen Gel seinerseits setzt der Übergang in C-S-H( 1) 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 AutoKiaven 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 erfindungsgemäßen 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 Calciumsflikat-FormkörpeT aus langen, miteinander verwachsenen, faserförmigen Xonotlit-Kristallen mit hoher Teilchengröße und sehr niedrigem Raumgewicht ohne Verwendung von Asbestfasern erzeugen.

Bisher wurde Calchs&süsRat weitgehend dadurch hergestellt, daß Kieselsäure-Ausgangsmaterial mit Kalk und Wasser unter Erhitzen verrührt, das resul sättigtem Dampf, Formen des erhaltenen Schlamms und Trocknen des Formkörpers. Im Gegensatz hierzu sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß man die Ausgangsmaterialien erwärmt und verrührt, das resultierende Gel unter Druck knetet, dtis dabei entstehende viskoelastische Material formt und den Formkörper mit gesättigtem Dampf und mit überhitztem Dampf behandelt. Der nach der obengenannten Patentschriften erhaltene Schlamm unterscheidet sich ganz wesentlich von dem Gel bzw. dem viskoelastischen Material nach der Erfindung und besteht bereits aus Xonotlit-Kristallen. Bei Versuchen unter Verwendung von fein verteilter Asche als Kieselsäure-Rohmaterial erwies sich das nach dem bekannten Verfahren erzeugte Calciumsilikat bei einem Raumgewicht von 0,18 g/cm³ oder weniger als rissig.

Nach dem Verfahren der US-PS 2534303 wird Calciumsilikat hergestellt, indem Kieselsäure-Rohmaterial, Wasser, Kalk und Asbestfasern durch Gießen geformt und die Formkörper in einem Autoklaven mit gesättigtem Dampf und überhitztem Dampf behandelt werden. Dieses bekannte Verfahren sieht jedoch nicht vor, daß ein UeI unter uruck verKnetet wird, ja nicht einmal daß die Ausgangsmaterialien unter Erwärmen verrührt werden, wie es nach der Erfindung der Fall ist. Praktische Versuche haben gezeigt, daß es nach dem bekannten Verfahren nicht möglich ist, ein Calciumsilikat mit einem Raumgewicht von oder unter 0,18 g/cm³ zu erzeugen, weil eine starke Schrumpfung eintritt.

Zum Stand der Technik werden weiterhin die * JSPS 2716070, 2748008, 2766131, 2944911, 3 317 643 und 3 227 570 genannt.

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

Die Fig. 1 bis 6 sind Röntgenstreuungs-Diagramme von erfindungsgemäßen Calciumsilikat-Produkten, die nach den Beispielen 1 bis 6 erhalten werden. In den Diagrammen gibt die Abszisse mit 2 θ den Winkel an, der zwischen der einfallenden Röntgenstrahlung und der Richtung der Beugung an, während auf der Ordinate die relative Intensität in % wiedergegeben ist.

Bei der in den folgenden Beispielen verwendeten Asche handelt es sich um Staub, der in einem Ofen zur Erzeugung von metallischem Silicium oder von FerrosilicTum erzeugt und von einem Staubabscheider zurückgehalten wurde; sie hatte die folgende Zusam-

mensctzung:

1. Korngröße

Mehr als 5,5 μπι 1.5%

5,5-1,5 um 6,0%

weniger als 1,0 (im 02,5%

Die elektronenmikroskopische Beobachtung ergab duo die meisten Teilchen unter 1.0 μιτι eine Größe von etwa 0,1 μηι hatten.

2. Chemische Zusammensetzung
Glühverlust 1.30%
unlöslicher Rückstand 2,K2%
lösliches SiC)₁ 01.34%
l-c,(), " 0.38%
AKO₁ 0,61 %
CaC) 0.33%
MgO 0.31%
Gesamt wv.üvvr
Anmerkung:

Die Analyse wurde durchgeführt nach der Vorschrift von Shoichiro Nagai: Handbook of Silicate Industry. Fest 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 Λ\ρς.ρτ Tf>mnf>ratnr ophaltpn und Hann im Vprlanff 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 RaumgewichtvonO.il g/cm' und eine Biegefestigkeit von 461 kPa. Es besteht aus voll aasgebildeten Xonotlit-Kristallen, wie aus dem Rontgenstreuungs-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 visko elastische 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 Wasser dampf 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 atmosphäri schen Druck entspannt. Das erhaltene Calciumsilikat haue 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,

"' 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 1%1 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 i 177 kra eiiii^Hiiiii. AmChiicßeriu würde

" er 2 Stunden auf 100° C abgekühlt und auf atmosphärischen Druck gebracht. Das erhaltene Calciumsilikat hatte ein Raumgewicht von 0,10 g/cm' 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

H) Teile Asche, 12 Teile gelöschter Kalk und 124 Teile Wasser wurden 70 Minuten bei 90' C gerührt.

i" 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

;. 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

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

t, 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.

Beispiel 5

10 Teile Asche, 12 Teile gelöschter Kalk und 124 Teiie 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

bo 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 Xonotiit-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 würde 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 vo;· 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/cm' und eine Biegefestigkeit von 451 kPa. Es bestand aus vollständig ausgebildeten Xonotlit-Kristallen, wie aus dem Röntgenstreuungs-Diagramm von Fig. 6 hervorgeht.

Hierzu Ci Matt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von isolierenden Werkstücken geringer Dichte aus Kalksandstein mit Xonotlit-StruktHT, bei dem die Kieselsäurekomponente in Form von bei der Herstellung von metallischem Silicium, Siliciumcarbid oder Ferrosilicium anfallender Flugasche eingesetzt und mit Kalk und Wasser zusammengeriihrt 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 dem 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-Kristallc zu einem vkkaelastische η 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 viäkoelastischen Materials unter überhitztem Wasserdampf durchgeführt wird.

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