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Verfahren zur Herstellung von wärmeisolierenden Formlingen Es ist
bekannt, daß Kieselgar infolge der in den Diatomeen enthaltenen natürlichen Hohlräume
eines der besten Isoliermittel ist. Es sind auch die verschiedensten Vorschläge
gemacht worden, um unter Verwendung von Kieselgar Isoliermassen herzustellen. So
hat man z. B. Kieselgar in flüssigen, mit einer großen Menge Natronlauge versetzten
Stärkekleister eingetragen, bis eine formfähige Masse erhalten wurde. Hierbei wurden
Massen erhalten, welche große Mengen organischen Bindestoffes enthielten, die beim
Trocknen zusammensackten arid infolge Reaktion der zugesetzten Natronlauge mit der
Kieselsäure der Kieselgar harte Massen bildeten.
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Eine Reaktion zwischen, Kieselsäure der Kieselgar und dem Zusatzstoff
wurde auch hervorgerufen bei Benutzung von in Xantogensäure übergeführter Cellulose
und gleichzeitigem Zubatz von Alkali, ferner bei Benutzung von Gips, Kalk u. dgl.
als Bindestoff, gegebenenfalls nachträglicher Dampfhärtung der hergestellten Formkörper.
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Daneben ist ferner in Vorschlag gebracht worden, Hartpech in heißem
Zustande Kieselgar zuzusetzen und durch Pressung der Masse Formkörper herzustellen
oder auch ohne Bindemittel zu arbeiten und durch hohe Pressung der reinen Kieselgar
formhaltende Massen zu fertigen. Nach einem Vorschlage sollen in eine wäßrige Aufschlämmung
von Bentonit und Fasern Kieselgar eingetragen, die wäßrige Aufschlämmung in Filterformen
gepreßt und hier unter einem höheren Druck der größte Teil des Wassers ausgepreßt
werden.
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Die gebräuchlichste Art der Herstellung von Formstücken aus Kieselgar.
ist die Ver= mischung der Kieselgar mit Ton, gegebenen- . falls auch Klebstoffen
u. dgl., Anmachen des Gemisches mit Wasser, Trocknen und Brennen. Das nach bekannten
Verfahren hergestellte Kieselgurmaterial ist durchweg den heutigen Anforderungen
in bezug auf Isoliervermögen nicht mehr gewachsen. Eine Veränderung der Kieselgar
infolge chemischer Reaktion in der Masse setzt das Isoliervermögen außerordentlich
herab. Bei. einer Herstellung von Formkörpern durch Pressung ; wird eine weitgehende
Verdichtung bewirkt, wodurch ebenfalls wieder das Isoliervermögen stark beeinträchtigt
wird, und endlich bei Eintragen der Kieselgar in wäßrige Aufschlämmungen kolloidaler
Massen durchsetzen diese Stoffe die feinen Poren der Kieselgar so weitgehend, daß
dadurch ebenfalls wieder nur ein Körper mit geringem Isoliervermögen resultiert.
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Überraschenderweise wurde gefunden, daß es möglich ist, Formkörper
herzustellen, in welchen die natürlichen Hohlräume der Kieselgar praktisch vollkommen
erhalten bleiben, die künstlichen Hohlräume feinst verteilt
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einsgesamt also Körper äußerst hohen Isoliervermögens hergestellt werden können.
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Das neue Verfahren, welches dies ermöglicht und die wärmeisolierenden
Formlinge durch Gießen einer Masse, bestehend aus Kieselgur, Asbest, kolloiden Bindemitteln
und Wasser, in poröse Formen bereitet, besteht darin, daß eine Gießmasse verwendet
wird, die an Trockensubstanz mindestens 95 Gew. °i" Kieselgur und höchstens 5 Gew.
°/a eines Gemenges aus pflanzlichem Leim und Asbestfasern enthält.
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Es wurde festgestellt, daß es nicht allein genügt, bei der Verarbeitung
von Kieselgur zu wärmeisolierenden Formstücken den Brennprozeß zu vermeiden, vielmehr
muß auch die Aufbereitung in ganz besonderer Weise erfolgen, damit nicht die an
sich günstige 1sqlierfähigkeit der Kieselgur herabgesetzt wird. Aus diesem Grunde
ist es auch an. sich schon wichtig, die Durchmischung der genannten Stoffe, Kieselgur,
leimartiges Bindemittel und Asbestfaser," für sich im trockenen Zustande vorzunehmen
und dann mit Wasser anzumachen. Damit man ein gut isolierendes, andererseits aber
auch in ausreichendem Maße Festigkeitsansprüchen durchaus genügendes Erzeugnis erhält,
ist neben der möglichsten Steigerung des Kieselgurgehaltes in dem Fertigprodukt
die Auswahl der Zusatzstoffe oder der Bindemittel von ausschlaggebender Bedeutung.
Es hat sich gezeigt, daß durch die Zugabe geringer Mengen Asbestfasern und Verwendung
von Formen aus gelochtem Blech an Bindemittel außerordentlich gespart werden kann
und trotzdem Körper verhältnismäßig guter Festigkeit erhalten werden, ohne daß eine
Pressung vorgenommen wird. Ein Pressen muß, wie erkannt wurde, unbedingt unterbleiben,
weil sonst das Isoliervermögen der Kieselgur außerordentlich beeinträchtigt wird.
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Besonders hervorgehoben sei die besondere Eignung von Formen aus gelochtem
Blech zur Durchführung des neuen Verfahrens, weil hierbei der geringe Bindemittelzusatz
genügt, um schon nach kürzester Zeit eine harte Außenschicht zu bekommen.
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Sehr wesentlich ist auch die Menge des Wasserzusatzes. Der Wasserzusatz
muß so bemessen sein, daß der trockene Formling durch zu geringe Beimischung nicht
zu schwer und durch zu großen Zusatz nicht zu weich oder uneben wird. Es muß der
Wasserzusatz in der Weise erfolgen, daß eine gerade gießbare Masse entsteht. Beispielsweise
benutzt man auf i kg trockener Masse etwa S bis 7 1 Wasser.
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Die Kieselgur soll nach Möglichkeit sandfrei sein. Eine gut geeignete
Gur ist z. B. die Kieselgur der Lüneburger Heide. Man kann die zu verarbeitende
Kieselgur auch vorher einem Glühprozeß unterwerfen.
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Das Bindemittel ist vorzugsweise ein pflanzlicher Leim. Beispielsweise
kann man Tragant, Agar-Agar, einen Pflanzenschleim, Stärkepräparate usw. benutzen.
Stärkepräparate können etwa aufgeschlossene Stärke sein, die mit erhärtenden Zusätzen,
wie tierischem Leim, Wasserglas o. dgl., versehen ist.
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Die Herstellung der hochisolierenden Formstücke aus Kieselgur gemäß
der Erfindung gestaltetet sich etwa folgendermaßen: 3okg fein gemahlene kalzinierte
Kieselgur werden mit o,63o kg Asbest und 0,945 kg Kaltleim trocken durchgemischt.
Dann werden der Mischung 221 1 kaltes Wasser zugesetzt und umgerührt. Diese Masse
wird daraufhin in Formen aus gelochtem Blech gegossen und vorgetrocknet. Nach genügender
Erhärtung nimmt man den noch feuchten Formling aus der Form heraus und bringt denselben
in die Nachtrocknung.
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Die nach dem Verfahren hergestellten Formlinge sind von ausreichender
Härte und haben ein sehr geringes Raumgewicht und eine so günstige Wärmeleitzahl,
wie diese noch in keinem Kieselgurmaterial in fester Form erreicht wurden. Beispielsweise
beträgt die Verbesserung der Wärmeleitzahl 35 °@" gegenüber den bisher gebräuchlichen
gebrannten Kieselgurformstücken. Besonders wichtig ist außerdem die hohe Temperaturbeständigkeit
der aus etw ä 95 °/o und mehr Kieselgur bestehenden Formstücke, die hierin z. B.
jedem Magnesiamaterial überlegen sind.
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Die Anbringung der Formstücke kann in der üblichen Weise erfolgen.
Vorteilhaft vermeidet man jegliches Verdichten der Kieselgurmasse, sowohl der Formstücke
als auch der Kieselgurmasse, die zum Anbringen der Formkörper auf die zu isolierenden
Körper verwendet wird. Man erreicht dieses dadurch, daß man zür Verbindung der einzelnen
Formstücke eine Masse verwendet, die in der vorstehend beschriebenen Weise bereitet
ist. Eine solche Masse kann man auch zum satten Anliegen der Kieselgurschalen benutzen.
Für gewöhnlich ist es üblich, derartige Isolierschalen, wie die im vorliegenden
genannten,, durch Einstreichen von plastischer Kieselgurmasse auf die Rohre aufzubringen.
Eine wesentliche Verbesserung der Wärmeschutzisolierung läßt sich dadurch erzielen,
daß man in die Höhlung der Schalen trockene, pulverförmige Kieselgurmasse einträgt
und hiermit die Schalen an das Rohr anschleift.
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Pulverförmige, nicht zu locker liegende Massen haben selbst bei hohen
Temperaturen eine sehr günstige Wärmeleitzahl. Dieser
Vorteil wirkt
sich hier um so mehr aus, als die innerste, dem Rohr unmittelbar anliegende Schicht
den größten Anteil an dem Gesamtwärmeschutz der Isolierung hat.
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Sollen die Formstücke nach Anbringung besonders hoher Druckbeanspruchung
widerstehen, versieht man sie mit einen Cberzug aus Gips oder"Zementmörtel.