DE854176C

DE854176C - Process for binding substances containing non-hydrating calcium silicate

Info

Publication number: DE854176C
Application number: DEC2266D
Authority: DE
Inventors: Ernest Grantham Baker; Norman Percy Pitt
Original assignee: Canadian Refractories Ltd
Current assignee: Canadian Refractories Ltd
Priority date: 1937-04-01
Filing date: 1937-12-10
Publication date: 1952-10-30

Description

Verfahren zum Binden von nichthydratisierendes Calciumsilikat enthaltenden Stoffen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Binden von Calciumsilikaten und auf das Binden von feuerfesten Baustoffen, welche nichthydratisierende Calciumsilikate enthalten.Process for binding non-hydrating calcium silicate containing Fabrics The present invention relates to the binding of calcium silicates and on the binding of refractory building materials, which non-hydrating calcium silicates contain.

Das Ziel der Erfindung geht dahin, ein wirtschaftliches Verfahren zum Binden von Stoffen der erwähnten Art zu schaffen, welche in ungebranntem Zustand im -,wesentlichen so fest und dauerhaft sind wie in gebranntem Zustand und diese Festigkeit bei allen Temperaturen unterhalb der der beginnenden Schmelzung im wesentlichen beibehalten. Die Stoffe nach der Erfindung können als Stampfmassen, Mörtel und Steine verwendet werden.The aim of the invention is to provide an economical process for binding fabrics of the type mentioned, which are in the unfired state essentially as strong and durable as in the fired state and these Strength at all temperatures below that of the incipient melting essentially maintained. The substances according to the invention can be used as ramming mixes, mortars and stones be used.

In Ausführung der Erfindung wird einem feuerfesten Stoff, welcher wesentliidhe Mengen nichthydratisierendes, physikalisch stabiles Calciumsilikat enthält, in Gegenwart von Wasser eine lösliche anorganische Alkaliverbindung einverleibt, welche nach dem Trocknen innerhalb der Mischung eine praktisch unlösliche Bindung bildet. Natriumcarbonat ist das bevorzugte Zusatzmittel aber es können auch andere lösliche Carbonate, ferner Bicarbonat ist das bevorzugte Zusatzmittel, aber es und Arsenate der Alikalimetalle verwendet werden. Der Anteil des Zusatzmittels beträgt für dessen praktische Anwendung 0,5 bis to % des zu bindenden Gutes; gewöhnlich sind i @biis 3% ausreichend. Die zu verwendende Menge hängt von der Festigkeit und den anderen gewünschten Eigenschaften ab. Gesättigte Lösungen des Zusatzmittels haben eine höhere Festigkeit zur Folge als ungesättigte Lösungen, aber gewöhnlich sättigt die notwendige Menge des Zusatzmittels, nicht die Menge des Wassers, welche erforderlich ist, um die Masse bis zu dem für den Verwendungszweck geeignetsten Wassergehalt anzufeuchten. Der Verwendung von sehr konzentrierten Lösungen steht dementsprechend häufig das Bedenken entgegen, daß das erhaltene Erzeugnis derart dicht wird, daß das Wasser nicht leicht ausgetrieben werden kann, ohne daß das Erzeugnis Risse bekommt.In carrying out the invention, a refractory material, which substantial amounts of non-hydrating, physically stable calcium silicate contains, incorporates a soluble inorganic alkali compound in the presence of water, which, after drying, forms a practically insoluble bond within the mixture forms. Sodium carbonate is the preferred additive, but others can as well Soluble carbonates, also bicarbonate, is the preferred additive, but it and Arsenates of the alkali metals are used. The proportion of the additive is for its practical application 0.5 to% of the goods to be bound; usually i @biis 3% are sufficient. The amount to be used depends on the strength and the other desired properties. Saturated solutions of the additive result in higher strength than unsaturated solutions, but common saturates the necessary The amount of additive, not the amount of the water, which is necessary to the mass up to that for the intended purpose to moisten the most suitable water content. The use of very concentrated solutions is accordingly often the concern that the product obtained becomes so dense that the water cannot easily be driven off without the product cracks.

Die Erfindung ist auf alle feuerfesten Stoffe anwendbar, welche einen wesentlichen Anteil, z. B. 20 bis 25 0/0 oder mehr, an Di- und/oder Tricalciumsilikaten enthalten, welche gegen Hydration und Zerrieseln stabilisiert sind. Feuerfeste Stoffe mit mehr als io % Kalk enthalten genügend stabilisierte, nichthydratisierende Di- und/oder Tricalciutnsilikate für die Verwendung im Sinne der vorliegenden Erfindung. Die Gegenwart eines wesentlichen Anteiles an solchen Calciumsilikaten ist wichtig. Füllstoffe, wie grobe Teilchen von Calciumsilikaten oder inerte Stoffe, wie Kieselsäure oder Chromerze, können dem Material einverleibt werden, ohne die Bindekraft zu zerstören, und in solchen Fällen kann der Gehalt der Mischung an stabilisiertem Calciumsilikat 3 und 4 % betragen.The invention is applicable to any refractory material that has a substantial share, e.g. B. 20 to 25 0/0 or more, of di- and / or tricalcium silicates contain, which are stabilized against hydration and rustling. Refractory fabrics with more than 10% lime contain enough stabilized, non-hydrating di- and / or tricalcyl silicates for use in the context of the present invention. The presence of a substantial proportion of such calcium silicates is important. Fillers such as coarse particles of calcium silicate or inert substances such as silica or chrome ores, can be incorporated into the material without destroying the binding force, and in such cases the stabilized calcium silicate content of the mixture 3 and 4%.

Monocalciumsilikat bindet nicht mit diesen Zusatzmitteln, aber Klinker, welche Dicalcium- und Tricalciumsilikat enthalten, binden gut, wenn sie gegen Hydration und Zerrieseln stabilisiert sind. Im wesentlichen nichthydratisierende, physikalisch und chemisch stabile Klinker, welche Kalk und Kieselsäure als Silikate enthalten, in welchen das Gewichtsverhältnis von Kalk zu Kieselsäure zwischen 1,4 und 5,0 liegt, enthalten Di- und/oder Tricalciumsilikate, welche die wesentlichen Bestandteile für eine Bindung gemäß der vorliegenden Erfindung sind. Die Abbindung von Stoffen, wie Portland zementen; welche gut hydratisieren, wird durch das beschriebene Verfahren nicht verbessert.Monocalcium silicate does not bind with these additives, but clinker, which contain dicalcium and tricalcium silicate bind well when they are against hydration and ripples are stabilized. Essentially non-hydrating, physically and chemically stable clinker, which contain lime and silica as silicates, in which the weight ratio of lime to silica is between 1.4 and 5.0, contain di- and / or tricalcium silicates, which are the essential components for a bond according to the present invention. The binding of fabrics, like portland cements; which hydrate well is done by the method described not improved.

So werden z. B. bei der bevorzugten praktischen Durchführung der Erfindung totgebrannte basische feuerfeste 'Stoffe, welche 25'% oder mehr des stabilisierten Calciumsilikates enthalten und z. B. auf 2,5 mm bis Staubform gemahlen sind, in einem gewöhnlichen Kollergang mit einer zur Erzielung von Formarbeit ausreichenden Menge Wasser und i bis 2 % wasserfreiem Natriumcarbonat angefeuchtet. Das Natriumcarbonat kann dem Anfeuchtwasser als Lösung zugegeben oder als feinverteilter Feststoff dem Wasser zugefügt werden. Wenn die Masse ausreichend gemischt ist, kann sie auf irgendeine übliche Weise geformt, gepreßt und getrocknet werden, z. B. ist sie, wie erwähnt, als Mauerstein, zur Verformung an Ort und Stelle als Stampfmasse oder als feuerfester Mörtel geeignet. Wenn auch das anorganische Zusatzmittel allein verwendet werden kann, so ist es doch gewöhnlich zweckmäßig, mit demselben eine geringe Menge, z. B. i %, eines organischen Verkittungsmittels, wie Dextrin oder konzentrierten Rückstand aus der Eindampfung von 'Sulfitlauge, zü verwenden. Ein solcher Zusatz erleichtert die Formung der Masse und gestattet die Verwendung geringerer Menge des anorganisehen Zusatzmittels; hierdurch wird die Möglichkeit von Rißbildung in .der Masse vermindert.So z. B. in the preferred practice of the invention dead-burned basic refractories containing 25% or more of the stabilized Containing calcium silicate and z. B. ground to 2.5 mm to dust form, in an ordinary pan mill with sufficient to achieve form work Moistened amount of water and 1 to 2% anhydrous sodium carbonate. The sodium carbonate can be added to the moistening water as a solution or as a finely divided solid to the Water can be added. If the mass is sufficiently mixed, it can be applied to any conventionally shaped, pressed and dried, e.g. B. is she, as mentioned, as a brick, for deformation on the spot as a rammed earth or as a refractory Suitable for mortar. Even if the inorganic additive can be used alone it is usually expedient to use a small amount, e.g. B. i%, an organic cementing agent such as dextrin or concentrated residue from the evaporation of sulphite liquor, zü use. Such an addition makes it easier the shaping of the mass and allows the use of a smaller amount of the inorganic see Additives; this reduces the possibility of cracking in the mass.

Von den erwähnten anorganischen Zusatzmitteln werden Natriumcarbonat und Caliumcarbonat bevorzugt und, obgleich das letztere teurer ist als das erste, kann es auf Grund der höheren Löslichkeit des Caliumcarbonats doch in Fällen bevorzugt werden, wo eine verhältnismäßig große Menge des Zusatzmittels mit wenig Wasser zu verwenden. ist. In einigen Fällen können auf Grund des Löslichkeitsgrades von Mischungen der beiden Salze mit Vorteil auch Gemische von Natrium- und Caliumcarbonat verwendet werden.Sodium carbonate is one of the inorganic additives mentioned and potassium carbonate are preferred and, although the latter is more expensive than the former, However, it can be preferred in some cases due to the higher solubility of the potassium carbonate be where a relatively large amount of the additive with little water too use. is. In some cases, due to the degree of solubility of mixtures of the two salts, mixtures of sodium and potassium carbonate are also used to advantage will.

Wenn auch der Grund für die eigentümliche Wirkung dieser anorganischen Zusatzmittel mit Stoffen, welche Calciumsilikat enthalten, nicht klar zu verstehen ist, so sei doch erwähnt, daß eine solche Wirkung nicht mit Stoffen erhalten wird, welche Magnesiumsilikat oder Serpentin ohne das stabilisierte Calciumsilikat enthalten. Es wird nicht nur geringe Festigkeit- beim Trocknen von Mischungen solcher Stoffe gefunden, sondern es genügt bereits ein Benetzen mit Wasser, um die. Masse zum Auseinanderfallen zu bringen oder ihre Festigkeit so zu verringern, daß sie mit den Fingern zerkrümelt werden kann. Andererseits können Erzeugnisse, welche gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, für Monate vollständig in Wasser eingetaucht werden, ahne @daß sie irgendwie auseinanderfallen oder nach dem Trocknen irgendeinen merklichen Verlust an Festigkeit aufweisen. Steine, welche eine Kaltdruckfestigkeit von Zoo kg/cm= oder mehr besitzen, sind durch die Erfindung leicht erhältlich.Albeit the reason for the peculiar effect of this inorganic one Additives with substances that contain calcium silicate are not clearly understood is, it should be mentioned that such an effect is not obtained with substances which contain magnesium silicate or serpentine without the stabilized calcium silicate. It becomes not only low strength - when drying mixtures of such substances found, but just wetting it with water is enough to remove the. Mass to fall apart bring it or reduce its strength so that it crumbles with your fingers can be. On the other hand, products made according to the present invention are made to be completely immersed in water for months, suspecting that they somehow fall apart or some noticeable loss after drying have strength. Stones that have a cold compressive strength of Zoo kg / cm = or more are readily obtainable by the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for binding finely divided, physically stable, non-hydrating calcium silicate containing substances, which with Water mixed, shaped and dried, characterized in that the Substances a carbonate, bicarbonate, fluoride, sulfide, arsenate, dichromate or hydroxide an alkali metal is added for binding.

2. The method according to claim i, characterized in that starting materials are used in which the weight ratio from lime to silica in the calcium silicates to be bound between 1.4 and 5, o lies.

3. The method according to claim 2, characterized in that the to be bound Substances contain at least about 20% of the stabilized calcium silicates.

4. Procedure according to one of the preceding claims, characterized in that sodium carbonate is used in quantities of 1-2% as an additional agent. $. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an organic Putty is used.