DE267031C

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Publication number: DE267031C
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVi 267031 KLASSE SQb. GRUPPE

Dr. RUDOLF EBERHARD in MÜNCHEN.

Wasserglaslösung.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. Februar 1912 ab.

Bei verschiedenen Mörtelmassen, besonders aber bei Sorelzementen, ergeben sich Schwierigkeiten bezüglich Bindung einzelner Bestandteile, zumal, wenn solche im Überschuß vorhanden sind; ferner ist die verschiedenen dieser Körper eigene Hygroskopizität unschädlich zu machen, wenn die mit solchen Mörtelmassen gebundenen Gegenstände oder die Mörtel selbst raumbeständig sein sollen.

ίο Besonders beim Sorelzement versuchte man die ungünstigen Eigenschaften des überschüssigen bzw. ungebundenen Magnesiumchlorids nach verschiedenen Verfahren zu beseitigen, doch ergeben diese für verschiedene Zwecke wieder Nachteile, wie z. B. in bezug auf Härte und Bindung u. dgl.

Weiterhin hat sich erwiesen, daß das beim Sorelzement gebildete Magnesiumoxychlorid durch die Einwirkung von Wasser oder von Salzlösungen, die sich in den Körpern bilden können, allmählich teilweise zersetzt wird und an Härte verliert.

Nach dem vorliegenden Verfahren werden aus Mörteln und Zementen Massen gebildet, die zeolithähnliche Zusammensetzung aufweisen. ,

Fügt man z. B. zu einem Gemisch von gebranntem Magnesit und Magnesiumchlorid eine Lösung von Wasserglas, die Alkalialuminat und Alkaliplumbit gelöst enthält, so erhält man einen Magnesiazement von großer Festigkeit , und Härte; dieser Zement selbst wie auch die damit gebundenen Gegenstände sind 35

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durchaus raumbeständig, selbst die schärfsten Kanten solcher Massen bleiben erhalten, und es treten .auch nach monatelangem Lagern keine Risse auf.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Sorelzement mit Wasserglas zu behandeln, jedoch wurden bei diesem Verfahren die Kieselsäureverbindungen des Wasserglases als unlösliche Bestandteile schon vor dem Zusammenbringen mit Sorelzement ausgeschieden, so daß sie als Lösung mit dem letzteren nicht mehr in Reaktion treten konnten. Ferner sind auch verschiedene Verfahren bekannt, nach denen Mörtelmassen und Füllstoffe mit gewöhnlichem Wasserglas gebunden werden sollen; nach solchen Verfahren erhält man aber nur Konglomerate von empirischer Zusammensetzung, bei denen die jeweiligen Bestandteile vorher nicht in Lösung zum Wasserglas gebracht werden konnten, bei denen vielmehr die Bindung lediglich auf den bekannten Adhäsionserscheinungen des Wasserglases beruhen, während letzteres selbst wieder durch Auswachsen und Ausblühen sich als ungeeignet erwies.

Nach einem weiteren Verfahren werden zur Herstellung von Kunststeinen Puzzolane, Traß bzw. vulkanische Rohstoffe mit Ätzkalk vermischt und die Preßlinge gespanntem Wasserdampf ausgesetzt, um Kalziumhydrosilikat in der Steinmasse zu bilden, also ein der Herstellung der bekannten »Kalksandsteine« verwandtes Verfahren benutzt. Dieses trifft

schon aus dem Grunde nicht das vorliegende

Verfahren, weil nach ihm nicht die Benutzung einer geeigneten, in Wasserglas löslichen AIuminiumverbinduiig und eines im erzielten Mineralmolekül austauschfähigen Alkalis ermöglicht und daher auch kein Aluminatsilikat in der Zusammensetzung der Zeolithe erhalten wird.

Daß Wasserglas durch entsprechende Behandlung verhindert wird, aus den mit ihm

ίο gebundenen Massen auszuwachsen und auszuwittern, ist gleichfalls schon bekannt; nach diesen Verfahren werden aber kleine Mengen von Basen einer Wasserglaslösung beigefügt, und zwar unter Berücksichtigung der Erhaltung des spezifischen Gewichtes der Lösung, um das Wasserglas in seinen physikalischen Eigenschaften vorteilhaft zu ändern und es hauptsächlich als Farbenbindemittel und Farbenfirnis besonders geeignet zu machen, was anscheinend auf die Erhöhung des kolloidalen Zustandes der ursprünglichen Kieselsäurehydrate zurückzuführen ist.

Bei keinem der genannten Verfahren sind' die Gewichtsverhältnisse der einzelnen Stoffe derart gewählt, daß zeolithartige Körper entstehen.

Zeolithe sind wasserhaltige Aluminatsilikate, die durch Austausch ihrer basischen Bestandteile R₂O gegen andere gleichartig zusammengesetzte Radikale in andere Minerale verwandelt werden können, die auch ihren Kristallbzw. Konstitutionswassergehalt nach Austreibung unter wesentlicher Wiederherstellung.der Individualität wieder einzuverleiben . oder aber das ausgetriebene Wasser durch gänzlich heterogene Stoffe zu ersetzen vermögen.
Wird z. B. Chabasit, z. B.

(Ca Na₂) Al₂Si₄O₁₂-O H₂ O,

mit Chlorkalium behandelt, so geht er unter Verlust von Ca O und Aufnahme von K₂ O in den Kalichabasit über; aus diesem entsteht durch Behandeln mit wässerigem Chlormagnesium ein Magnesiumaluminiumsilikat. Diese Verbindung entsteht auch beim Behandeln von Kalziumaluminiumsilikat mit wässerigen Magnesiumsalzen, wobei das Ca O durch Mg O ersetzt und gleichzeitig Wasser aufgenommen wird. Das Verhalten solcher Aluminatsilikate macht sich besonders vorteilhaft geltend bei ihrer Benutzung in geeigneter Form zur Bindung von Mörtelmassen u. dgl.

Da im Sorelzement stets überschüssiges und ungebundenes Chlormagnesium vorhanden ist, das die mit ersterem gebundenen Massen (z. B. Steinholzfußböden) hygroskopisch macht, ferner Risse und Sprünge usw. verursacht, so ergibt sich die Nützlichkeit des vorliegenden Verfahrens insbesondere für Sorelzement schon _vaus der Eigenschaft der verwendeten Anmachflüssigkeit, auf das überschüssige Chlormagnesium zuerst einzuwirken und es durch Bildung zeolith artiger Verbindungen unschädlich zu machen, wodurch die Massen Trockenheit und Raumbeständigkeit erhalten.

Die Vorteile des Verfahrens ergeben sich um so mehr, je mehr die Bildung zeolithähnlicher Verbindungen mit den zur Verwendung gelangenden Stoffen ermöglicht wird.

Um aus Mörtelmassen, insbesondere Sorelzement, Massen mit möglichst zeolithähnlicher Zusammensetzung zu erhalten, muß der Zusatz entsprechender Basen zum Wasserglas derart hoch gewählt werden, daß gerade noch keine Ausscheidung davon in der Wasserglaslösung eintritt, da sonst die Zusammensetzung der gebildeten Körper gestört und die Vorteile, die die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellte Wasserglaslösung in der Technik bietet, wieder aufgehoben werden. Zu diesem Zwecke muß man die in Betracht kommenden Basen, die mit Alkali Aluminate, Plumbite, Stanate, Stanite, Zinkate usw. ergeben, in frisch gefälltem Zustand verwenden. Dies ist jedoch an sich für die erwähnte bekannte Behandlung von Wasserglas schon vorgeschlagen.

Beispiele.

1. 10 g frisch gefälltes, abgesaugtes Aluminiumhydroxyd und 2 g frisch gefälltes Bleihydroxyd werden in 13 g Kalilauge (1 + 2) gelöst und unter Umschütteln zu 100 g Wasserglaslösung von etwa 30⁰Be. zugefügt; man erhält eine klare Lösung. Mit 10 bis 12 g dieser Lösung wird eine Mischung von 10 g Magnesiumchlorid und 30 g gebranntem Magnesit angemacht.

Nach dem Abbinden weist die Masse eine vollständig steinige Beschaffenheit von großer Härte auf und wird von Kohlensäure selbst bei längerer Einwirkung nicht angegriffen. Die gebildete Bleiverbindung hebt das Auftreten störender Chloride auf,.. so daß Salzausblühungen unmöglich sind. Die gebildeten Massen zeigen Raumbeständigkeit, selbst auch nach langem Lagern und sind nicht im mindesten hygroskopisch.

2. 20 g Ätzkalk wurden mit 10 g Wasser zum Zerfallen gebracht, alsdann mit weiteren 20 g Wasser abgelöscht, hierauf mit 60 g Tonsand und 20 g der beschriebenen Aluminat-Plumbit-Wasserglaslösung vermengt. Die Mischung bindet rasch ab und wird schon in kurzer Zeit bedeutend härter als gewöhnlicher Kalkmörtel, Salzausblühungen ergeben sich nicht. Setzt - man noch mehr »Lösung« zu, so erzielt man eine noch größere Härte.

3. 50 g Portlandzement wurden mit 20 g der beschriebenen Aluminat-Plumbit-Wasserglaslösung angemacht.

Die Masse war nach einer Stunde bereits

so abgebunden, daß sie von der Unterlage abgenommen werden konnte. Auch beim Befeuchten mit Wasser ergeben sich keine Ausblühungen,

4. 50 g Kaolin wurden mit 25 g der beschriebenen Aluminat - Plumbit - Wasserglaslösung angemacht

Die Masse bindet langsam ab, doch konnte sie nach etwa 12 Stunden von der Unterlage abgenommen werden.

Die durch die Zusätze zum Wasserglas mit diesem und den Magnesiasalzen gebildeten komplexen Verbindungen stellen in ihrer Mischung alkalihaltige, wasserbeständige, zeolithartige Verbindungen dar, die Alkali in gebundener Form enthalten. Das in der Masse enthaltene, als Oxychlorid gebundene Magnesiumchlorid wird anscheinend durch außerordentlich innige Umhüllung mit den wasserbeständigen komplexen Silikaten vor dem Angriff von Feuchtigkeit (Wasser) geschützt, während auch ein Teil der Aluminiumverbindung kolloidal porenfüllend wirken kann.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zum Anmachen von Mörteln und Kunststeinmassen sowie Zementen, insbesondere Sorelzementen, mittels einer alkalilösliche Basen enthaltenden Wasserglaslösung, dadurch gekennzeichnet, daß die letztere derartige Mengen von in Alkali gelösten Basen, besonders Aluminiumhydroxyd und Bleihydroxyd enthält, daß die gebundenen Massen zeolithähnliche Zusammensetzung und Beschaffenheit besitzen.