DE3246604C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft fließfähige bzw. preßbare wasserhaltige
Formmassen auf Basis von alkalihaltigen anorganischen
Bestandteilen, welche durch Gießen oder Pressen in Formen
und Erwärmen Formkörper bilden, sowie das Verfahren zur Herstellung
solcher Formmassen und die daraus herstellbaren
Formkörper.
Es ist bekannt, fließfähige wasserhaltige Formmassen auf
synthetischem Wege aus anorganischen Stoffen herzustellen
und durch Härten in der Wärme hieraus Formkörper zu bilden,
wobei als wesentliche Bestandteile Alkalilaugen, Alkaliwasserglas-
Lösungen, Metakaolin sowie gegebenenfalls bestimmte
Füllstoffe verwendet werden (französische Patentanmeldungen
79.22041 und 80.18970).
Hierbei müssen ganz bestimmte Molverhältnisse von SiO₂,
von Al₂O₃, der Alkalihydroxide und des Wassers eingehalten
werden, wobei Alkalilaugen und Alkaliwasserglas als Härter
für eine Mischung aus Metakaolin, Alkaliwasserglas und
Füllstoffen dienen. Nach diesem Stand der Technik spielt
der sogenannte Metakaolin, d. h. ein reaktionsfähiges Aluminiumsilikat
der ungefähren Summenformel Al₂O₃ · 2 SiO₂, das
durch Erhitzen von Kaolinit auf ca. 800°C erhalten wird,
eine besondere Rolle als aktive Komponente zur Bildung eines
"polymeren" Alumosilikat-Gerüstes. Metakaolin ist auch der
einzige feste Bestandteil, abgesehen von ggf. anwesenden
Füllstoffen, sowie die einzige Quelle für den Gehalt an
Aluminiumoxid. Die entstandenen Formkörper nach dem Stand
der Technik weisen eine besondere dreidimensionale Struktur
auf Basis von Alkali-Alumosilikaten auf.
Diese Formmassen nach dem Stand der Technik erfordern nach
dem Vermischen der Ausgangsstoffe eine erhebliche Reifezeit,
d. h. eine Wartezeit, bis das Formgießen und die Bildung des
Formkörpers durch Erwärmen vorgenommen werden kann. Erst
nach dem Reifen können diese Formmassen gegossen werden und
bilden dann durch Erwärmen einen festen Formkörper aus.
Diese Formkörper müssen im Regelfall als Füllstoff Glimmerpulver
enthalten, um Rißbildung und Schwindung zu vermeiden.
Nachteilig ist weiterhin, daß nur Metakaolin von ganz bestimmter
Herkunft, der offenbar einer ganz bestimmten Temperaturbehandlung
ausgesetzt war, die Herstellung der fließfähigen
Formmasse und eine solche Herstellung der Formkörper
gestattet.
Zudem entstehen nur dann geeignete fließfähige Formmassen,
wenn bei der Vermischung der Ausgangsstoffe eine bestimmte
Reihenfolge der Zugabe eingehalten wird.
Es bestand daher die Aufgabe, teure und schwer beschaffbare
Ausgangsstoffe zu vermeiden, die Beschränkung der Vermischbarkeit
der Bestandteile zu beseitigen, nach Möglichkeit
den teuren Glimmer als Füllstoff zu ersetzen, sowie
leichter verarbeitbare Formmassen und verbesserte
Formkörper herzustellen.
Es wurde gefunden, daß diese Ziele durch Verwendung
einer vergleichsweise geringen Anzahl von einfach beschaffbaren
Rohstoffen erreichbar sind.
Gegenstand der Erfindung ist eine härtbare wasserhaltige,
fließfähige oder preßbare Formmasse mit Gehalten
von Alkalisilikatlösungen, SiO₂ und ggf. Füllstoffen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Formmassen
1,3 bis 7,5 Gew.-Teileungelöstes SiO₂ aus einer
amorphen dispers-pulverförmigen, wasserhaltigen
Kieselsäure und
0,7 bis 2,5 Gew.-TeileK₂O bzw.
0,55 bis 1,5 Gew.-TeileNa₂O je Gew.-Teile gelöstes
SiO₂ aus Alkalisilikatlösung, Wasser
bis zum Erreichen der Fließfähigkeit bzw. Preßbarkeit
und ggf. Füllstoff bis zur Grenze der Fließfähigkeit
enthalten.
Erfindungsgemäß wird folglich in überraschender Weise
die Verwendung von Metakaolin und der Gehalt von Alkali-
Alumosilikat als strukturbildender Bestandteil des
anorganischen Polymergerüstes vermieden.
Das besagt andererseits, daß nach der vorliegenden Erfindung
Aluminiumoxid als inerter Stoff, beispielsweise
als inerter Nebenbestandteil der Reaktionskomponenten
enthalten sein kann.
Einziger fester Bestandteil der Formmasse ist erfindungsgemäß
die amorphe dispers-pulverförmige, wasserhaltige
Kieselsäure, abgesehen von im Regelfalle enthaltenen
Füllstoffen.
Die steinbildenden Komponenten der erfindungsgemäßen
Formmassen und der daraus hergestellten Formkörper haben
als strukturbildenden anorganischen Polymerbestandteil
offensichtlich ein Gerüst aus ausschließlich Silikat,
wobei ein gelöster Silikat-Anteil aus Alkaliwasserglas
und ein ungelöster Silikat-Anteil aus amorpher Kieselsäure
stammt und der Alkalioxid-Gehalt der Komponenten
an der Bildung des Silikats teilnimmt. Soweit die Füllstoffe
Silikate, Quarz oder Sand sind oder enthalten,
nehmen diese Bestandteile offensichtlich nicht an der
Bildung des anorganischen polymeren Strukturgerüstes
teil.
Im gehärteten Formkörper wird ein wasserunlösliches Silikat,
offenbar ein Alkali-Polysilikat, gebildet, das
als strukturbildender Bestandteil die Füllstoffe umgibt,
wobei der durch Erwärmen gehärtete steinartige Formkörper
nach weiterem Trocknen praktisch frei von ungebundenem
Wasser ist.
Zwar war aus der US-PS 15 87 057 bekannt, geschmolzene
Kieselsäure (silica) oder Quarz von stückiger Form zu
mahlen und mit Lösungen von Alkalisilikat zu einer Paste
anzurühren, die beim Stehenlassen oder Erwärmen zu
Formkörpern erstarrt, worauf durch anschließende zeitraubende
Behandlung mit konzentrierter Chlorwasserstoffsäure
aus den gebildeten Silikaten Kieselsäure in Freiheit
gesetzt wird und der Überschuß von Chlorwasserstoffsäure
durch wiederum zeitraubende Behandlung mit fließendem
Wasser beseitigt oder mit Ammoniumhydroxidlösung neutralisiert
wird, worauf erneut getrocknet werden muß.
Aus der DE-AS 19 34 855 waren weiterhin keramische Produkte
bekannt, welche geschäumt sind, und worin keramische
Ausgangsmaterialien mit Alkalisilikatlösung zu einer
Formmasse verarbeitet werden, die bei Erhitzen auf 50 bis
300°C fest wird, wobei die durch Zersetzung von Bicarbonaten
freiwerdende Menge CO₂ offenbar eine wesentliche
Rolle beim Schäumen und Festwerden hat. Die dortigen keramischen
Ausgangsmaterialien sind die üblichen Alumosilikate,
jedoch sind auch Oxide, Nitride und Carbide möglich,
welche nach den Beispielen als für Keramik übliche
Mischung verwendet werden, in der einerseits ein kieselhaltiges
Material mit mehr als 50% SiO₂ und ein Tonerdematerial
mit mehr als 50% Al₂O₃ vorhanden sein soll.
Solche keramischen Ausgangsmaterialien haben nicht die
Fähigkeit, zusammen mit Alkalisilikatlösung als steinbildende
Komponente bei niedrigen Temperaturen zu reagieren.
Die vorliegende Erfindung hebt sich hiervon durch Verwendung
von disperser und pulverförmiger wasserhaltiger
Kieselsäure in amorpher Form ab sowie durch ein einfaches
Herstellverfahren der Formkörper und ein Fehlen der zeitraubenden
Nachbehandlung.
Es soll verstanden werden, daß erfindungsgemäß die Mengen
der reaktiven, d. h. steinbildenden Bestandteile mit ihren
Gehalten von gelöstem SiO₂, ungelöstem SiO₂ sowie Alkalioxid
und andererseits die Menge der nicht reaktiven Füllstoffe
nur durch die Fähigkeit begrenzt ist, aus der wasserhaltigen
gießbaren oder preßbaren Formmasse durch Erwärmen
zu einem steinartigen Formkörper zu härten. Im Regelfalle
sollen jedoch in den erfindungsgemäßen Formmassen 1,3 bis
7,5 Gew.-Teile, vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-Teile SiO₂ in ungelöster
Form und 0,7 bis 2,5 Gew.-Teile, vorzugsweise 1 bis
2 Gew.-Teile K₂O oder die hierzu äquivalenten Mengen 0,55
bis 1,5, vorzugsweise 0,65 bis 1,3 Gew.-Teile Na₂O oder
sowohl K₂O als auch Na₂O in entsprechenden äquivalenten
Anteilen je Gewichtsteil gelöstes SiO₂ aus Alkalisilikat-
Lösungen bzw. aus Alkalihydroxid oder dessen Lösungen enthalten
sein. Soweit neben K₂O auch Na₂O vorhanden ist, soll
die Gesamtmenge der Alkalien entsprechend ihren Äquivalentmengen
den für K₂O genannten Gewichtsteilen entsprechen.
Das ungelöste SiO₂ stammt aus amorpher, dispers-pulverförmiger
wasserhaltiger Kieselsäure, welche beispielsweise
durch Fällung erhältlich ist.
Der Anteil von K₂O und/oder Na₂O kann aus Alkalisilikat-
Lösungen, welche gewöhnlich als Alkaliwasserglas bezeichnet
werden, oder ganz bzw. teilweise aus festem Kaliumhydroxid
und/oder Natriumhydroxid oder deren Lösungen stammen.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensweg des
Herstellverfahrens kann das Alkaliwasserglas durch Auflösen
der amorphen dispers-pulverförmigen wasserhaltigen Kieselsäure
in oder mit Alkalihydroxid oder dessen wäßrigen
Lösungen ganz oder teilweise erhalten werden, wobei der ungelöste
Anteil an SiO₂ jedenfalls als amorphe dispers-
pulverförmige wasserhaltige Kieselsäure zuzusetzen ist.
Der Wassergehalt der Formmasse, welcher aus dem Wassergehalt
bzw. der Feuchte der amorphen dispers-pulverförmigen
wasserhaltigen Kieselsäure, dem Wassergehalt der Alkalisilikat-
Lösung sowie gegebenenfalls bei Verwendung von
Alkalihydroxid-Lösungen aus diesem stammt, wird empirisch
bestimmt und soll nicht höher sein als die Fließfähigkeit
der Formmasse bzw. die unter Druck erfolgende Verpressung
von preßfähigen Formmassen erfordert, wobei auch gegebenenfalls
vorhandene inerte Füllstoffe bezüglich der Fließfähigkeit
zu berücksichtigen sind. Im allgemeinen wird der
Wassergehalt 20 bis 65 Gew.-% Wasser, bezogen auf die aktiven,
d. h. steinbildenden Bestandteile, d. h. ohne Berücksichtigung
der Füllstoffe betragen, wobei Wassergehalte von
26 bis 58 Gew.-% bevorzugt sind. Die Untergrenze und die
Obergrenze des Wassergehalts ist durch die Härtbarkeit zu
steinartigen Formkörpern sowie die Verpreßbarkeit gegeben.
Größere als notwendige Wassergehalte vermindern die Wirtschaftlichkeit.
Das in der Formmasse und den Formkörpern enthaltene Alkali
kann auf einen Gehalt an K₂O oder Na₂O oder beiden Alkalioxiden
basieren. K₂O ist als alleiniger oder überwiegender
Bestandteil bevorzugt, obgleich auch der Alkaligehalt vollständig
aus Na₂O bestehen kann, wobei jedoch eine längere
Härtezeit und schlechtere physikalische Eigenschaften der
hergestellten Formkörper auftreten können.
Als wäßrige Lösungen von Alkalisilikaten sind bevorzugt
die bekannten stark alkalischen wäßrigen Lösungen von
Alkaliwasserglas, d. h. von im Schmelzfluß erstarrten glasigen
wasserlöslichen Alkalisilikaten, welche durch Zusammenschmelzen
von Quarzsand und Alkalicarbonaten bzw. -hydroxiden
in stark wechselnden Mengen von SiO₂ und Alkalioxid
erhalten werden. Bei Molverhältnissen von 1,5 bis 5 Mol
SiO₂, vorzugsweise 2 bis 4 Mol SiO₂, je Mol Alkalioxid sind
bei Wasserglaslösungen 28- bis 43gew.-%ige, bei Natronwasserglaslösungen
bis 60gew.-%ige wäßrige Lösungen üblich,
wobei die wasserärmeren Lösungen bevorzugt sind.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann eine wäßrige
Lösung von Alkalisilikat auch durch Auflösen der amorphen,
dispers-pulverförmigen wasserhaltigen Kieselsäure in
Alkalihydroxid-Lösungen oder gegebenenfalls durch Zugabe von
festem Alkalihydroxid unter Verflüssigung beim Rühren erhalten
werden. Die amorphe Kieselsäure geht häufig in exothermer
Reaktion in Lösung, so daß während der Herstellung
einer solchen Alkalisilikat-Lösung erforderlichenfalls zu
kühlen ist. Eine Filtration oder Reinigung ist trotz der
häufig erheblichen Gehalte von Verunreinigungen der amorphen
wasserhaltigen Kieselsäure für die Verwendung im
Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich. So
hergestellte Alkalisilikat-Lösungen weisen bei gleichem
Alkali/SiO₂-Verhältnis vielfach nicht gleiche Fließfähigkeit
bzw. Viskosität wie handelsmäßige Alkalisilikat-Lösungen
von der Art des Wasserglases auf, vermutlich weil das
SiO₂ nicht als die gleiche Art oder Verteilung von Oligosilikaten
vorliegt. In überraschender und vorteilhafter Weise
hat die so hergestellte Alkalisilikat-Lösung trotz des
Vorhandenseins von Verunreinigungen gute Eigenschaften als
Bestandteil der steinbildenden Formmassen.
Die amorphe dispers-pulverförmige wasserhaltige Kieselsäure
liegt als lagerfähiges und rieselfähiges Pulver oder weniger
bevorzugt filterfeucht oder als breiiges Gel vor.
Der Wassergehalt kann 20 bis 60 Gew.-% oder gegebenenfalls
mehr betragen, wobei die Trockensubstanz zu 85 bis etwa
100 Gew.-% analytisch als SiO₂ bestimmt wird, neben insbesondere
kleineren Anteilen von Aluminiumoxid, Eisenoxid,
Metallfluoriden, ggf, Ammoniumfluorid sowie Glühverlust.
Solche amorphen dispers-pulverförmigen wasserhaltigen Kieselsäuren
werden im allgemeinen durch Fällung aus wäßrigen
Lösungen erhalten, beispielsweise bei der Gewinnung und
Reinigung mineralischer Ausgangsstoffe der Aluminiumindustrie,
beispielsweise bei der Umsetzung von H₂SiF₆ zu Alkalifluoriden
oder Kryolith oder auch aus anderweitig erhaltenen
wäßrigen Silikatlösungen. Bei diesen in zahlreichen
industriellen Prozessen abzutrennenden amorphen wasserhaltigen
Kieselsäuren kommt es nur darauf an, daß wasserhaltige
Kieselsäure, d. h. hydratisierte nichtoxidische Kieselsäure
in amorpher, feinverteilter und zur Steinbildungsreaktion
fähiger Form vorliegt.
Füllstoffe können in Mengen von bis zu 1000 g je 100 g
der steinbildenden Komponenten in der Formmasse enthalten
sein. In sehr vorteilhafter Weise sind erfindungsgemäß sehr
vielfältige Füllstoffe, vorzugsweise anorganische Stoffe
in gemahlener oder verteilter Form möglich, beispielsweise
Gesteinsmehle, Basalte, Tone, Feldspäte, Glimmermehl,
Glasmehl, Quarzsand oder Quarzmehl, Bauxitmehl, Tonerdehydrat,
Abfälle der Tonerde-, Bauxit- oder Korundindustrie,
Aschen, Schlacken, Fasermaterialien sowie weitere inerte nicht
wasserlösliche mineralische sowie gegebenenfalls organische
Materialien. Die Füllstoffe bilden mit den reaktionsfähigen
steinbildenden Anteilen der Masse einen guten Verbund, sind
aber im eigentlichen Sinne keine Reaktionspartner.
Überraschenderweise benötigen die Formmassen gemäß der
Erfindung nach der Herstellung keine Reifezeit.
Durch Fehlen der Reifezeit ist unmittelbar nach der Herstellung
der Formmasse und der Formgebung die Härtung zu
Formkörpern durch Erwärmen möglich.
Die Formmassen sind bei genügenden Wassergehalten fließfähig
und gießbar oder bei geringeren Wassergehalten unter
Anwendung von Preßdruck formbar.
Bei fließfähigen Formmassen kann eine Anhärtung durch Erwärmen
in der Form erfolgen, bis eine genügende "Grünfestigkeit"
erreicht ist, die das Entformen gestattet. Die Formmassen
der Erfindung erlauben somit in vorteilhafter Weise
eine Kostenersparnis durch frühzeitige Entformbarkeit, wobei
sich eine Aushärtung in der Wärme bis zum Erreichen der
jeweils besten
physikalischen Eigenschaften anschließen kann. Die Aushärtung
fließfähiger Formmassen in der Form ist ebenfalls möglich.
Bei aus Preßmassen unter Druck hergestellten Preßkörpern
kann stets die Härtung in wirtschaftlicher Weise nach der
Entformung erfolgen.
Die Temperatur der Härtungsvorgänge und die Härtungszeiten
sind erheblich von der Zusammensetzung der Formmasse und
gegebenenfalls von Art und Menge der Füllstoffe abhängig.
Die Härtungstemperaturen liegen jedoch höchstens bei 200°C
und ermöglichen damit den Vorteil der Energieersparnis
gegenüber zahlreichen traditionellen Erzeugnissen, z. B. der
Baukeramik.
Die Temperaturen der Härtung liegen allgemein bei 50 bis
200°C. Soweit die Anhärtung in der Form erfolgt, sind
Temperaturen von 50 bis 150°C, vorzugsweise 60 bis 90°C,
erforderlich. Nach der Entformung kann sich gegebenenfalls
eine weitere Härtung bei 80 bis 200°C anschließen. Übliche
Härtungszeiten liegen zwischen 0,3 und 5 Stunden.
Der erforderliche Preßdruck liegt bei der Verpressung je
nach Konsistenz der Formmassen im Bereich von 10 bis 500 bar.
Bei der Härtung erfolgt im Regelfalle kein Wasserverlust.
Die Trocknung erfolgt ohne Hilfe technischer Maßnahmen von
selbst bei der Lagerung an Luft.
Eine Einfärbung ist möglich und unterliegt wegen der geringen
Temperatur bei der Härtung keinen Einschränkungen.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen gemäß Anspruch
2, die nach Anspruch 3 oder gegebenenfalls nach
Anspruch 4 gehärtet werden können.
Die Herstellung der Formmassen erfolgt durch Einrühren der
festen Bestandteile in die flüssigen Bestandteile, wobei
für gute Durchmischung mit Hilfe eines Rührers gegebenenfalls
durch Kneten Sorge zu tragen ist. Erforderlichenfalls
werden die festen Bestandteile in Pulverform in Portionen
oder über längere Zeit zugegeben und homogen verteilt. Die
Komponenten können in beliebiger Reihenfolge miteinander
vermischt werden.
Die Formkörper erreichen durch die Härtung Biegebruchfestigkeiten
im Bereich von 250 bis 350 kg/cm² oder gegebenenfalls
mehr, d. h. Werte wie bisher nur durch
die aufwendigen Prozesse bei der Herstellung keramischer
Platten oder Klinker bzw. bei Schieferplatten erhältlich.
Die Druckfestigkeit der Formkörper ist hoch.
Die Formkörper ermöglichen eine sehr gute Formtreue und
geben jede Einzelheit der Form genau wieder, so daß auch
sehr dünne Formkörper, vorgegebene Oberflächenstrukturen,
Aussparungen und Hinterschneidungen maßgenau wiedergegeben
werden.
Die Neigung zur Rißbildung und Formschwindung ist sehr
gering, so daß besonders auch Formkörper von großen Dimensionen
und großflächige flache Formkörper herstellbar
sind.
Die Formkörper sind bohrbar und ermöglichen,
soweit gewollt, eine nachträgliche Bearbeitung der Oberfläche
durch z. B. Schleifen, Fräsen oder Polieren.
Diese Eigenschaften ermöglichen die Verwendung der Formkörper
für zahlreiche technische Verwendungszwecke die
bisher hocherhitzten z. B. keramischen Formkörpern vorbehalten
sind. Eine weitere Verwendung ist als hochwertige
Formkörper im Bereich des Hochbaus vorgesehen, beispielsweise
als Platten für die Verkleidung und/oder den Aufbau
von Wänden oder für die Deckung von Dächern, z. B. in der
Art von Platten, Klinkern, Bekleidungen o. ä., wobei
im Gegensatz zu bekannten Materialien besonders durch
die hohe Biegebruchfestigkeit auch dünne Formkörper von
größeren Abmessungen als bisher verwendbar sind, beispielsweise
Verkleidungselemente von der Größe mehrerer
Platten, Klinkern od. dgl.
In den Beispielen ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen
gezeigt und anhand dieser noch näher erläutert.
In den folgenden Beispielen wurden für Gießmassen und Preßmassen
die folgenden Ausgangsstoffe verwendet:
Kaliumsilikatlösung I (Kaliwasserglas):
26,6 Gew.-% SiO₂, 14,5 Gew.-% K₂O und 58,9 Gew.-% H₂O
26,6 Gew.-% SiO₂, 14,5 Gew.-% K₂O und 58,9 Gew.-% H₂O
Kaliumsilikatlösung II (Kaliwasserglas):
25,0 Gew.-% SiO₂, 13,6 Gew.-% K₂O und 61,4 Gew.-% H₂O
Natriumsilikatlösung (Natronwasserglas):
29,2 Gew.-% SiO₂, 8,8 Gew.-% Na₂O und 62,0 Gew.-% H₂O
25,0 Gew.-% SiO₂, 13,6 Gew.-% K₂O und 61,4 Gew.-% H₂O
Natriumsilikatlösung (Natronwasserglas):
29,2 Gew.-% SiO₂, 8,8 Gew.-% Na₂O und 62,0 Gew.-% H₂O
Aus den folgenden Komponenten wurden gießfähige Formmassen
hergestellt, indem das KOH im Alkaliwasserglas unter Rühren
gelöst wurde, die Mischung auf Raumtemperatur abgekühlt
wurde und mit einer trockenen Vormischung aus wasserhaltiger
disperser Kieselsäure und den Füllstoffen intensiv mit einem
Vibrationsrührer vermischt wurden. Die erhaltene krümelige
Formmasse bildet unter Vibration eine gießfähige Masse, die
unter Vibration in Formen gefüllt wurde.
Die mit der Gießmasse gefüllten Formen wurden bei 80°C
2 Stunden durch Erwärmen angehärtet, wodurch eine "Grünfestigkeit"
erreicht war, die die Entformung erlaubte.
Darauf wurde bei 200°C 1 Stunde ausgehärtet.
Die Biegebruchfestigkeit wurde nach der Aushärtung gemessen
und steigt noch nach der Trocknung an der Luft.
Die Formkörper waren reißfrei, wiesen keine Schwindung auf
und zeigten eine genaue Abbildung auch kleiner Einzelheiten
der verwendeten Formen.
Die Herstellung der Preßmasse erfolgte entsprechend den
Angaben in den Beispielen 1 bis 3, wobei jedoch ein feuchtes
Pulver entsteht, das nicht durch Vibration gießfähig wird.
Das Pulver wird in Formen gefüllt und unter 240 bar Druck
zu 10 mm dicken Platten verpreßt. Die so gepreßten Platten
werden ohne Härtung entformt und bei 100°C 10 Stunden gehärtet.
Die Formkörper sind rißfrei und formtreu und
können, gebohrt und mittels einer Trennscheibe
ohne Splittern der Ränder geschnitten werden.
Aus 567 g KOH (89,6 Gew.-%/g), 346 g Wasser und 920 g einer
amorphen dispers-pulverförmigen wasserhaltigen Kieselsäure
der genannten Zusammensetzung II wird durch Lösen der KOH
in der angeführten Menge Wasser unter Selbsterwärmen und Zugabe
der genannten Menge der Kieselsäure in Portionen in einer
Stunde unter Rühren und Erwärmen auf 110°C die
Kieselsäure zu 1,8 kg Kaliumsilikat-Lösung der Zusammensetzung
23,7 Gew.-% K₂O, 23,2 Gew.-% SiO₂ und 52,8 Gew.-% H₂O
gelöst.
Es entsteht eine etwas bräunliche, leicht getrübte Lösung.
Das so hergestellte Kaliwasserglas wird anstelle von handelsmäßigem
Kaliwasserglas der Beispiele 1 bis 6 in den
Beispielen der steinbildenden Komponente eingesetzt:
Analog Beispiel 1 mit dem Unterschied, daß die Kaliumsilikatlösung
I und das KOH fest durch 40 Gew.-Teile der
Kaliumsilikatlösung aus Beispiel 7 ersetzt wurden.
Analog Beispiel 4 mit dem Unterschied, daß die Kaliumsilikatlösung
I durch 100 Gew.-Teile des obengenannten
Natronwasserglases ersetzt wurden und die Härtung bei
200°C 7 Stunden erfolgte.
Claims (5)
1. Härtbare wasserhaltige, fließfähige oder preßbare
Formmassen mit Gehalten von Alkalisilikatlösungen,
SiO₂ und ggf. Füllstoffen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Formmassen
1,3 bis 7,5 Gew.-Teileungelöstes SiO₂ aus einer
amorphen dispers-pulverförmigen, wasserhaltigen
Kieselsäure und
0,7 bis 2,5 Gew.-TeileK₂O bzw.
0,55 bis 1,5 Gew.-TeileNa₂O je Gew.-Teile gelöstes
SiO₂ aus Alkalisilikatlösung, Wasserbis zum Erreichen der Fließfähigkeit bzw. Preßbarkeit
und ggf. Füllstoff bis zur Grenze der Fließfähigkeit enthalten.
2. Verfahren zur Herstellung von Formmassen nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß eine fließfähige
oder preßbare Masse mit Gehalten von 1,3
bis 7,5 Gew.-Teilen ungelöstem SiO₂ und 0,7 bis
2,5 Gew.-Teilen K₂O bzw. 0,55 bis 1,5 Gew.-Teilen
Na₂O je 1 Gew.-Teil gelöstes SiO₂, sowie ggf. Füllstoffen,
durch
- a) Einmischung von amorpher wasserhaltiger Kieselsäure in wäßrige Alkalisilikatlösung, die ggf. mit festem oder gelöstem Alkalihydroxid versehen wird oder
- b) Auflösen von amorpher wasserhaltiger Kieselsäure in wäßriger Alkalihydroxidlösung zu wäßriger Alkalisilikatlösung und Zugabe weiterer Mengen von amorpher wasserhaltiger Kieselsäure als ungelöste SiO₂ oder
- c) Vermischen der gesamten Menge von amorpher wasserhaltiger Kieselsäure mit Alkalihydroxid oder dessen wäßriger Lösung und Reaktion des zu lösenden Anteils der Kieselsäure zu Alkalisilikatlösung
hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Härtung bei 50 bis 200°C erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Anhärtung bei 50 bis 150°C, nach Erreichen
der erforderlichen Festigkeit eine Ausformung
und darauf eine Aushärtung bei 80 bis 200°C erfolgt.
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