DE3229339A1

DE3229339A1 - Maschinenfundament und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3229339A1
Application number: DE19823229339
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner 5210 Troisdorf-Sieglar Engels; Hans-Jürgen Ing.(grad.) 5205 St-Augustin Gebert; Robert Dipl.-Volksw. Dr. 5200 Siegburg Laube; Karl-Heinz Dipl.-Chem. Dr. 5653 Leichlingen Neuschäffer
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Huels Troisdorf AG
Priority date: 1982-08-06
Filing date: 1982-08-06
Publication date: 1984-02-09
Also published as: DE3229339C2; JPS5952026A; JPH0375691B2

Description

Maschinenfundament und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fundament zur erschütterungsarmen Aufstellung von Maschinen o.dgl., hergestellt durch Aushärten einer Masse in einer Form und ein Verfahren zum Herstellen solcher Fundamente. Es besteht vielfach die Aufgabe, Maschinen, die mit hoher Präzision arbeiten müssen, wie Bohrmaschinen, Rräsmaschinen, Drehmaschinen, erschütterungsarm aufzustellen, so daß möglichs keine Resonanz Schwingungen entstehen und übertragen werden Bekannt sind Maschinenfundamente aus gegdssenem Stahl, Granit, Polymerbeton. Während gegossene Stahlfundamente nicht in allen Fällen brauchbar sind, da sie Resonanzschwingungen erzeugen könne, Polymerbeton nicht in allen Fällen ausreichend hitzebeständig ist, erfüllt Granit die gestellten Anforderungen besser, ist jedoch sehr teuer, d die Fundamente aus Naturfelsen gebrochen und verarbeitet werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Naschinenfundamente herzustellen, die erschütterungsarmes lagern insbesondere von Präzisionsmaschinen ermöglichen. Solche Präzi- sionsmaschinen sind beispielsweise Bohrmaschinen mit sehr hohen Geschwindigkeiten zum Herstellen von Präzisionslochungen.
Polymerbeton und seine Anwendungen sind beispielsweise in der Zeitschrift Bautechnik, 102. Jahrgang, Nr. 35 vom 2. 5. 1980, Seiten 21 bis 24 beschrieben. Polymerbeton enthält als Bindemittel Polyesterharz, Epoxidharz, oder PolZmethylmetacrylatharz und als trockene Zuschlagstoffe Kiesel, Quarzsande u.ä.
Aus der europäischen Patentanmeldung 0 026 687 sind bereits anorganische Fornassen bekannt, die zu Kunstgegenständen, Werkzeugen, industriefonaen, also sehr vielfältig eingesetzt werden sollen. Diese bekannten anorganischen Formmassen haben Jedoch ein relativ geringes spezifisches Gewicht, das zwischen 1,5 bis 1,8 g/cm3 liegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein erschütterungsarmes Fundament auf Basis preiswerter Rohstoffe zu schaffen, das sowohl ein hohes spezifisches Gewicht als auch gute mechanische Eigenschaften aufweist und eine einfache Formgebung ermöglicht.
Erfindungsgemaß wird die Aufgabe durch ein Fundament gelöst, das eine ausgehärtete Hasse mit eine81 spezifischen Gewicht von 2,2 bis 3,0, insbesondere 2,5 bis 2,7 g/cm3 enthält, die hergestellt ist aus 20 bis 30 Gew.-% einer wässrigen 30 bis 65 %igen kalialkalischen Kaliumsilikatlösung, wobei das Molverhältnis von SiO2 zu K2O 1,3 bis 1,55 zu 1 beträgt, 15 bis 25 Gew.-% Metakaolin, 45 bis 65 Gew.-% Füllstoffe. Als Füllstoffe eignen sich bevorzugt schwere Füllstoffe, wie Korund, Schwerspat, Zirkonsand, Glimmer, Abfall aus Bauxitschmelze, Basaltmehl, Quarz, Feldspat, Granitbruch, Bleiverbindungen o.äe Fundamente mit einer anorganischen Nasse gemäß der Erfindung können durch Formen in allen gewünschten Dimension hergestellt werden. Die Fundamente weisen durch ihr hohes spezifisches Gewicht und ihren Aufbau wenig Neigung zu Resonanzschwingungen auf und ermöglichen u.a. die erschütterungsarme Lagerung von schnellaufenden Präzisionsmaschinen. Die Oberflächen können für die Aufstellung der Maschinen nachbearbeitet werden. Die Fundamente weisen eine hohe Druckfestigkeit von mindestens 60 F/mm2 und ausreichende Härte nach Mohs-Scala von ca. 6 bis 7 auf.
Die wässrige Kaliuznhydroxid enthaltende Kaliumsilikatlösung bildet den Härter, der mit Metakaolin reagiert.
Eine bevorzugte Zusammensetzung einer Masse für die erfindungsgemäßen Fundamente enthält 22 bis 27 Gew.-% einer wässrigen 30 bis 65%igen kalialkalischen Raliumsilikatlösung, wobei auf 1,3 bis 1,55 Mol SiO2 1 Mol K2O kommen, 18 bis 23 Gew-* Metakaolin, 10 bis 15 Gew.-% Aluminiumoxid in pulvriger bis feinkörniger Form, 10 bis 15 Gew.-% Schwerspat, 10 bis 15 Gew.-% Zirkonsand in Naturform, 10 bis 15 Gew.-% Bauxitabfall und 0 bis 10 Gew.-% Glimmer, Schiefermehl, Quarzmehl o.dgl. Die Füllstoffe können in mehliger feinpulvriger bis feirkörniger und gröberkörniger Form eingesetzt werden. Bevorzugt wird hierbei eine Mischung von Stauben und feinen Körnungen. Es ist auch möglich, in Weiterbildung der Erfindung die Fundamente mit Armierungen aus Metall, Drahteinlagen, Matten o.dgl. zu versehen, die in die Form mit eingelegt werden. Diese sind z.B. auch erforderlich, um ggf. bei großen Fundamenten den Transport zu ermöglichen, d.h. eine Befestigungamöglichkeit zu schaffen.
Als besonders vorteilhaft hat sich der Zusatz von Bauxitab fall erwiesen, da er eine relativ hohe Festigkeit des Fundamentes bewirkt.
Die für die Erfindung einsetzbaren Füllstoffe sind nicht auf die aufgezählten beschränkt, sondern es können auch andere geeignete Stoffe, insbesondere wenn sie das spezifische Gewicht in den gewünschten Bereich erhöhen bzw. die Festigkeiten erhöhen, eingesetzt werden.
Das Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Fundamentes arbeitet in der Weise, daß zuerst aus den Feststoffen eine Feststoffmischung hergestellt wird, dann unter Kühlen der Mischung auf eine temperatur unter 300C vorzugsweise unter 250C die Kaliumhydroxid enthaltende Kaliumsilikathösung zugemischt wird, danach die Mischung entlüftet wird und zwar entweder vor da Einhringen in die Form oder in der Form, und dann bei einer Temperatur unter 100°C, vorzugsweise im Bereich von 60 bis 950C in der Form ausgehärtet wird. Die Aushärtungszeit richtet sich hierbei nach den Dimensionen des Fundamentes und liegt bei sehr kleinen Dimensionen bei einer halben Stunde und kann bis zu mehreren Tagen andauern. Vorteilhaft kann ggf. noch ein Nachtrocknungszeit nach der Lushartungaseit angeschlossen werden, wobei eine Festigkeitssteigerung durch Nachhärten erzielt werden kann, Diese Nachtrocknungszeit kann nach dem Entformen nochmal5 in einer Temperung bei etwa 50°C während 3 bis 5 Tagen oder aber einfach durch längere Lagerzeiten an der Luft bewirkt werden.
Aus den nachfolgenden Bestandteilen: Metakaolin 20 Gew. -Teile Aluminiumoxid 12 Gew,-Teile Schwerspatmehl 13 Gew.-Teile Zirkonsand, naturl2 Gew.-Teile Glimmer 6 Gew.-Teile Bauxitabfall 13 Gew.-Teile wurde eine Feststoffmischung hergestellt, danach der Härter und zwar 25 Gew.-eile einer wässrigen 50 % kalialkalischen Kaliumsilikatlösung, wobei das Molverhältnis von SiO2 zu K2O 1,35 zu 1 betrug, zugegeben. Unter Kühlen der Mischung so daß eine Temperatur von 50°C in keinem Fall überschritten wurde, wurde fertiggemischt, entlüftet und dann die Mischung in eine Form getan und verdichtet durch Rütteln, Mit der Form wurde ein Fundamentblock in der Größe 100 x 100 z 20 cm hergestellt, der ein spezifisches Gewicht von 2,55 g/Gm3 aufwies, eine Druckfestigkeit von 90 N/mm2 und eine Oberflächenhärte nach Mohs von In der Figur ist schematisch ein Fundamentblock zur Lagerung von Maschinen dargestellt, wobei 1 das Fundament und 2 die Maschine bezeichnet.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Fundament zur erschütterungsarmen Aufstellung von Maschinen o.dgl., hergestellt durch Aushärten einer Masse in einer Form, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß es eine ausgehärtete anorganisch Masse mit einem spezifischen Gewicht von 2,2 bis 3,0 insbesondere 2,5 bis 2,7 g/cm) enthält, die hergestellt ist aus 20 bis 30 Gew.-% einer wässrigen 30 bis 65 %iger kalialkalischen Kaliumsilikatlösung, in der das Molverhältnis von SiO2 zu K2O 1,3 bis 1,55 zu 1 beträgt, 15 bis 25 Gew.-% Metakaolin und 45 bis 65 Gew.-% Füllstoffe.
2. Fundament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff Aluminiumoxid, Schwerspat, Zirkonsand, Glimmer, Abfälle aus Bauxitschmelze. Basaltmehl, Quarz, Feldspat, Granitbruch, Bleiverbindungen oder Gemische dieser Stoffe verwendet sind.
3. Fundament nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Masse enthaltend 22 bis 27 Gew.-% einer wässrigen 30 bis 65 %igen kalialkalischen Waliumsilikatlösung, , in de das Molverhältnis von SiO2 zu 4,3 bis 1,55 zu 1 ist, 18 bis 23 Gew.-% Metakaolin, 10 bis 25 Gew.-% Aluminiumoxid in Form von Korund, 10 bis 15 Gew.-% Schwerspat, 10 bis 15 Gew.-% Zirkonsand, 10 bis 15 Gew.-% Bauxitabfall, 0 bis 10 Gew.-% Glimmer, Schiefermehl, Quarzmehl o.dgl
4. Fundament nach einem der anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es Armierungen aus Metall, Drahteinlagen, Matten o.dgl. enthält.
5. Verfahren zum Herstellen eines Fundamentes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Masse in einer Form ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst aus den Feststoffen eine Feststoffmischung hergestellt wird, dann unter Kühlen der Mischung auf Temperaturen unter 300C vorzugsweise unter 2500 die wässrige kalialkalische galiumsilikatlösung zugemischt wird, dann die Mischung in die Form gebracht, ggf. verd.ichtet und bei einer Temperatur unter 100°C. vorzugsweise im Bereich von 60 bis 95°C, ausgehärtet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung vor dem Einbringen in die Form bzw. in der Form entlüftet wird.