DE3229339C2 - Mischung zur Herstellung eines Maschinenfundamentes und deren Verwendung - Google Patents
Mischung zur Herstellung eines Maschinenfundamentes und deren VerwendungInfo
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Abstract
Fundament zur erschütterungsarmen Aufstellung von Maschinen o.dgl., hergestellt durch Aushärten einer Masse in einer Form. Das Fundament enthält eine ausgehärtete anorganische Masse mit einem spezifischen Gewicht von 2,2 bis 3,0, insbesondere 2,5 bis 2,7 g/cm ↑3, die hergestellt ist aus 20 bis 30 Gew.-% einer wäßrigen, 30 bis 65%igen kalialkalischen Kaliumsilikatlösung, in der das Molverhältnis von SiO ↓2 zu K ↓2O 1,3 bis 1,55 zu 1 beträgt, 15 bis 25 Gew.-% Metakaolin und 45 bis 65 Gew.-% Füllstoffe.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischung zur Herstellung eines Fundaments zur erschütterungsarmen
Aufstellung von Maschinen o. dgl., und deren Verwendung zum Herstellen solcher Fundamente. Es besteht
vielfach die Aufgabe, Maschinen, die mit hoher Präzision arbeiten müssen, wie Bohrmaschinen, Fräsmaschinen,
Drehmaschinen, erschütterungsarm aufzustellen, so daß möglichst keine Resonanzschwingungen entstehen
und übertragen werden. Bekannt sind Maschinenfundamente aus gegossenem Stahl, Granit, Polymerbeton.
Während gegossene Stahlfundamente nicht in allen Fällen brauchbar sind, da sie Resonanzschwingungen
erzeugen können, Polymerbeton nicht in allen Fällen ausreichend hitzebeständig ist, erfüllt Granit die gestellten
Anforderungen besser, ist jedoch sehr teuer, da die Fundamente aus Naturfelsen gebrochen und verarbeitet
werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maschinenfundamente herzustellen, die erschütterungsarmes
Lagern insbesondere von Präzisionsmaschinen ermöglichen. Solche Präzisionsmaschinen 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 02.05.1980, Seiten 21 bis 24, beschrieben. Polymerbeton enthält als Bindemittel Polyesterharz,
Epoxidharz oder Polymethylmethacrylatharz und als trockene Zuschlagstoffe Kiesel, Quarzsande u. ä.
Aus der europäischen Patentanmeldung 00 26 687 sind bereits anorganische Formmassen bekannt, die zu
Kunstgegenständen, Werkzeugen, Industrieformen, also sehr v:slfältig eingesetzt werden sollen. Diese bekannten
anorganischen Formmassen haben jedoch ein relativ geringes spezifisches Gewicht, das zwischen 1,5
bis 1,8 g/cm3 liegt.
Aus der DE-AS 12 40 457 ist auch bekannt, einen SiIikatmörte!
aus festem Alkalisilikatpulver, gemahlenen Füllstoffen, wasserunlöslichen kolloidalen Metalloxiden
und einem wäßrigen Kieselsäuresol als Bindemittel herzustellen.
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.
Gegenstand der Erfindung ist eine Mischung zur Herstellung eines Fundamentes zur erschütterungsarmen
Aufstellung von Maschinen, gekennzeichnet durch eine Masse enthaltend 20 bis 30 Gew.-% einer wäßrigen, 30
bis 65 gew.-%igen kalialkalischen Kaliumsilikatlösung, in der das Mol verhältnis von S1O2 zu K2O 1,3 bis 1,55 zu
1 beträgt, 15 bis 25 Gew.-% Metakaolin und 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. ä.
Die ausgehärtete Masse hat ein spezifisches Gewicht von 2,2 bis 3,0, insbesondere 2,5 bis 2,7 g/cm3.
Fundamente aus einer anorganischen Masse gemäß der Erfindung können durch Formen in allen gewünschten Dimensionen 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 N/mm2 und ausreichende Härte nach Mohs-Scala von ca. 6 bis 7 auf. Die wäßrige Kaliumhydroxid 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 kalialkalisehen Kaliumsilikatlösung, wobei auf 1,3 bis 1,55 Mol SiO21 Mol K2O kommen, 18 bis 23 Gew.-% Metakaolin sowie Füllstoffe. Die Füllstoffe können in mehliger, feinpulvriger bis feinkörniger und gröberkörniger Form eingesetzt werden. Bevorzugt wird hierbei eine Miso schung 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 Befestigungsmöglichkeit zu schaffen.
Fundamente aus einer anorganischen Masse gemäß der Erfindung können durch Formen in allen gewünschten Dimensionen 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 N/mm2 und ausreichende Härte nach Mohs-Scala von ca. 6 bis 7 auf. Die wäßrige Kaliumhydroxid 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 kalialkalisehen Kaliumsilikatlösung, wobei auf 1,3 bis 1,55 Mol SiO21 Mol K2O kommen, 18 bis 23 Gew.-% Metakaolin sowie Füllstoffe. Die Füllstoffe können in mehliger, feinpulvriger bis feinkörniger und gröberkörniger Form eingesetzt werden. Bevorzugt wird hierbei eine Miso schung 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 Befestigungsmöglichkeit zu schaffen.
Als besonders vorteilhaft hat sich der Zusatz von Bauxitabfall 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 Festigkeit erhöhen, eingesetzt werden.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Masse zum Herstellen eines
Fundamentes, bei der sie in einer Form ausgehärtet wird, wobei zuerst aus den Feststoffen eine Feststoffmi-
schung hergestellt wird, dann unter Kühlen der Mischung auf eine Temperatur unter 30°C, vorzugsweise
unter 25°C, die wäßrige Kaliumhydroxid enthaltende Kaliumsilikatlösung zugemischt wird, dann die Mischung
in eine Form gebracht, ggf. verdichtet und bei 5 einer Temperatur unter 100°C, vorzugsweise im Bereich
von 60 bis 95°C, in der Form ausgehärtet wird. Die Mischung kann vor dem Einbringen in die Form bzw. in
der Form entlüftet werden.
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 eine Nachtrocknungszeit nach der Aushärtungszeit angeschlossen
werden, wobei eine Festigkeitssteigerung durch Nachhärten erzielt werden kann. Diese Nachtrocknungszeit
kann nach dem Entformen nochmals in einer Tempering bei etwa 50° C während 3 bis 5 Tagen
oder aber einfach durch längere Lagerzeiten an der Luft bewirkt werden.
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Claims (5)
1. Mischung zur Herstellung eines Fundamentes zur erschütterungsarmen Aufstellung von Maschinen,
gekennzeichnet durch eine Masse enthaltend 20 bis 30 Gew.-% einer wäßrigen, 30 bis
65 gew.-°/oigen kalialkalischen Kaliumsilikatlösung, in der das Molverhältnis von SiO2 zu K2O 1,3 bis 1,55
zu 1 beträgt, 15 bis 25 Gew.-°/o Metakaolin und 45 bis 65 Gew.-% Füllstoffe.
2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe Aluminiumoxid, Schwerspat,
Zirkonsand, Glimmer, Abfälle aus Bauxitschmelze, Basaltmehl, Quarz, Feldspat, Granitbruch,
Bleiverbindungen oder Gemische dieser Stoffe sind.
3. Mischung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Armierungen aus
Metall enthält.
4. Verwendung der Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der sie in einer Form ausgehärtet
wird, wobei zuerst aus den Feststoffen eine Feststoffmischung hergestellt wird, dann unter Kühlen
der Mischung auf Temperaturen unter 30°C, vorzugsweise
unter 25° C, die wäßrige, kalialkalische Kaliumsilikatlösung zugemischt wird, dann die Mischung
in die Form gebracht, ggf. verdichtet und bei einer Temperatur unter 100° C, vorzugsweise im Bereich
von 60 bis 95° C, ausgehärtet wird.
5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung vor dem Einbringen in
die Form bzw. in der Form entlüftet wird.
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