NL8005919A

NL8005919A - Vervaardiging van keramische objecten uit poedervormig as.

Info

Publication number: NL8005919A
Application number: NL8005919A
Authority: NL
Original assignee: Rayar Paul
Priority date: 1980-10-29
Filing date: 1980-10-29
Publication date: 1982-05-17

Description

A

* - - 1 -

HdB/WW/MLD/60.90.229 Paul RAYAR te Epen (L.)

Vervaardiging van keramische objecten uit poedervormig as.

Het probleem van de toepassing van allerlei soorten as, wordt steeds groter. Vooral sinds men voor de produktie van elec-triciteit geleidelijk meer van olie of aardgas overschakelt op steenkool en bruinkool Ontstaan grote hoeveelheden as, 5 die milieuproblemen kunnen gaan opleveren. Het is daarom gewenst na te gaan, of er nuttige toepassingen voor deze en andere assoorten zoals houtas en vulkanische as kunnen worden gevonden.

Het is reeds bekend om poedervormige as te gebruiken als 10 grondstof voor keramische mengsels.

Aangezien as met water niet tot een plastische massa gekneed kan worden heeft men reeds voorgesteld de poedervormige as te mengen, met klei (Ziegelindustrie International,September 1980, p. 579-581). Ook is het mogelijk de as te mengen met 15 een tijdelijk bindmiddel bijvoorbeeld een in water oplosbare hars ("Carbopol"), welk bindmiddel bij het bakken verdampt of verbrandt, zoals beschreven in het Amerikaans octrooi-schrift 3.679.441.

Bij het bakken van dergelijke mengsels worden lange baktijden 20 toegepast.(in het genoemde Amerikaanse octrooischrift tenminste 6 uren), waardoor het brandstöfgebruik aanzienlijk is, en waardoor het voordeel van de goedkope brandstof geheel of grotendeels te loor gaat.

Gevonden werd nu, dat deze bezwaren kunnen worden ondervangen 25 door bij het vervaardigen van keramische objecten uit poedervormig as gebruik te maken van een bindmiddel, dat een waterige oplossing van een kolloidaal magnesium- of aluminium-zout van een fosforzuur bevat. De uitvinding betreft dan ook 80 05 9 1 9 -2- \ \ < eeii werkwijze voor de vervaardiging van keramische objecten uit poedervormig as, waarbij men de as vermengt met een bindmiddel, dat een waterige· oplossing van een magnesium- of • aluminiumzout van een fosforzuur bevat, de verkregen nat-5 vormbare massa in de gewenste gedaante brengt, en de vorm-stukkeri aan een keramisch bakproces onderwerpt.

De as, die als grondstof voor de werkwijze volgens de uitvinding dient kan zijn vliegas, afgescheiden uit de rookgassen afkomstig van de verbranding van steenkool of bruinkool.

10 Ook kan men gebruik maken van as, ontstaan bij de vergassing of bij de wervelbedverbranding van steenkool of bruinkool, of van fijngemalen grove as, houtas of vulkanisch as.

Het bindmiddel dat volgens de uitvinding wordt toegepast bevat bij voorkeur monoaluminiumfosfaat, of een fosfaat-15 hbudend ulexaat. ülexaten zijn laag-smeltende mengsels die ulexiet (Na20. 2CaO..I6H2O) bevatten, zoals beschreven door B. Cool in Klei en Keramiek 2_9 (1979) 214-222.

Voor toepassing in de werkwijze volgens de uitvinding komen in het bijzonder in aanmerking het daar beschreven z.g.

20 "Ulex-ll,r alsmede het "ülex-113"r; die beide kolloïdaal magnesiumpyrofösfaat bevatten.

De uitvinding is in het bijzonder van belang voor de vervaardiging van keramische bouwelementen zoals wand- en vloertegels, dakpannen, rióleringsbuizen en dergelijke.

25 Een speciale toepassing is de vervaardiging van gevormde bouwelementen van schuimkeramiek. Hiertoe wordt aan het mengsel van poedervormige as en bindmiddel een kleine hoeveelheid van een schuimmiddel toegevoegd, waarna men de massa lichtelijk opklopt. De schuimige massa wordt dan in de ge-30 wenste vorm gebracht en vervolgens gebakken.

De op deze wijze vervaardigde elementen van schuimkeramiek hebben uitstekende vuurvaste en keramisch isolerende eigenschappen. Zij kunnen worden toegepast als isolerende stenen 8005919 =*— ...jé»·.

_ -3- of bouwblokken en voor vuurvaste bemetselingen in ovens, open haarden en dergelijke.

De duur van het bakproces, alsmede de z.g. doeltemperatuur is uiteraard afhankelijk van de samenstelling van de onge-5 bakken massa, en de gewenste eigenschappen van het eindprodukt. De doeltemperatuur ligt gewoonlijk tussen 850 en 1150°C, de duur tussen 1 en 2 uur, hetgeen aanmerkelijk minder is dan tot dusverre voor het bakken van uit as vervaardigde vormstukken gebruikelijk was, 10 Voorbeelden Algemeen

In alle onderstaande voorbeelden werd uitgegaan van vliegas, afkomstig van een met steenkolen gestookte electrische i centrale. De samenstelling Van de as was als volgt: ·' 15 Si02 51,7% A1203 22,5%

Fe203 10,0% . · CaO 4,6%

MgO 3,1% 20 K2Ö 3,4%

Na20 0,9% onverbrand 7,7%

De "ulexaten" waarvan in de voorbeelden sprake is zijn beschreven door B. Cool in Klei en Keramiek 29 214-222 (1979) 25 en in Ceramics Monthly 28 93-98 (1980), maart (3).

Voorbeeld 1

Een droog mengsel wordt bereid uit 100 gew.delen poedervormig as, 3 gew.delen methylcellulose, 2 gew.delen zetmeel en 2 gew.delen bentoniet, met kleine hoeveelheden oppervlakte-30 actieve stoffen. Het bindmiddel bestaat uit Ulex-11.

Vervolgens wordt door menging van het droge mengsel en het bindmiddel een nat-vormbare massa bereid, waaruit tegels gevormd kunnen worden.

Men gebruikt omstreeks 1 volumendeel bindmiddel op 2,5 volumen 80 059 1 9 ’•Vl' -4- deel vaste stof.

De vorras.tukken wórden gedurende 1 uur gebakken in een keramische oven tot een doeltemperafeuur van 900°C.

Behalve voor tegels is dit recept ook zeer geschikt voor de 5 vervaardiging van rióleringsbuizen.

/

Voorbeeld 2

Hetzelfde droge mengsel als beschre.ven in voorbeeld 1 wordt gemengd met een bindmiddel, bestaande uit een oplossing van 12,5 gew.delen monoaluminiumfosfaat in 87,5 gew.delen .10 "Napyr-water" (een oplossing van 20· gew.delen natrium- pyrofosfaat in 1000 gew.delen water), in de verhouding van 1 volumendeel bindmiddel op 2,5 volumendelen vaste stof.

De verkregen nat-vormbare massa wordt tot tegels gevormd, die gedurende 1,5 uur tot een doeltemperatuur van 1120°C 15 gebakken worden.

Ook dit recept is geschikt voor de vervaardiging van riole-ringsbuizen.

Voorbeeld 3

Een drpog mengsel wordt samengesteld uit 100 gew.delen poe-20 dervormig as, 3 gew.delen methylcellulose, 2 gew.delen • zetmeel, 4 gew.delen Portland cement en 5 gew.delen van een schuimstabilisator (fabrikaat Zschimmer & Schwarz).

Het bindmiddel wordt samengesteld uit 100 gew.delen ülex 113 eh.1 gew.deel van een schuimmiddel (fabrikaat Zschimmer & 25 Schwarz).

De vaste stof en het bindmiddel worden vervolgens gemengd in de verhouding van 1 volumendeel bindmiddel op 1,5 volumendeel vaste stof, en licht opgeklopt tot een schuimige, vormbare massa verkregen is.

30 Deze massa wordt gevormd tot bouwelementen, die gedurende 1 uur tot een doeltemperatuur van 875°C wordt gebakken.

De verkregen gebakken elementen hebben zeer goede thermische 80 05 9 1 9 ****** -5- isolerende eigenschappen.

Voorbeeld 4

Een droog mengsel wordt samengesteld uit 100 gew.delen pae_ dervormig as/ 3 gew,delen methylcellulose, 4 gew.delen 5 alumina cement en 5 gew.delen van een schuimstabilisator.

Het bindmiddel wordt samengesteld ‘door 25 gew.delen monoalum^.. niumfosfaat op te lossen in 75 gew.delen "Napyr-water" (zie -voorbeeld 2) en 1 gew.deel van een schuimmiddel (Zschimmer & Schwarz W 53) aan de oplossing toe te voegen.

10 De vaste stof en het bindmiddel worden wederom gemengd in de verhouding van 1 volumendeel bindmiddel op 1/5 volumendeel vaste stof, en licht opgeklopt tot een schuimige en : vormbare massa verkregen is, die wordt gevormd tot bouw elementen, 15 De vormstukken worden gedurende 1,5 uur tot een doeltempera-tuur van 1120°C in een keramische oven gebakken,

De verkregen blokken hebben zeer goede vuurvaste en ther-misch-isolerende eigenschappen/ en kunnen gebruikt worden voor de bemetseling van open haarden en ovens.

80 059 1 9

Claims

1. Werkwijze voor de vervaardiging van keramische bouwelementen uit. poedervormige as met het kenmerk/ dat men de as vermengt met een waterige oplossing van een bindmiddel 5 dat een aluminium- of magnesiumzout van een fosforzuur bevat, en eventuele andere ingrediënten voor het modificeren van de eigenschappen van het gerede produkt, de nat-vormbare massa in de gewenste gedaante brengt en de verkregen vormstukken aan een keramisch proces onderwerpt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de as vliegas is, verkregen bij de verbranding van steenkool .. of·bruinkool.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met h.et kenmerk, dat de as T verkregen is bij de vergassing van steenkool of bruinkool.

4. Werkwijze volgens conclusie 1 -3, met het kenmerk, dat het bindmiddel monoaluminiumfosfaat is.

5. Werkwijze volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat het bindmiddel magnesiumpyrofosfaat is.

6. Werkwijze volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat 20 het bindmiddel een magnesiumpyrofosfaat bevattend ulexaat is.

7. Werkwijze volgens conclusie 1-6, met het kenmerk, dat ter vervaardiging van elementen van schuimkeramiek aan de massa een schuimmiddel is toegevoegd, waarna de massa 25 vóór het bakken lichtelijk wordt opgeklopt.

8. Werkwijze volgens conclusie 1-7, met het kenmerk, dat de gevormde massa wordt gebakken bij een temperatuur van 850-1120°C. 8005919 »* ' Jt -7- .

9. Gevormde voorwerpen zoals bouwelementen, tegels, dakpannen, isolatieblokken en rioleringsbuizen, vervaardigd door middel van de werkwijze volgens één of meer der voorgaande conclusies. 80 059 1 9