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DE1224655B - Process for the production of porous, ceramic materials from expanded clay - Google Patents

Process for the production of porous, ceramic materials from expanded clay

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Publication number
DE1224655B
DE1224655B DET28609A DET0028609A DE1224655B DE 1224655 B DE1224655 B DE 1224655B DE T28609 A DET28609 A DE T28609A DE T0028609 A DET0028609 A DE T0028609A DE 1224655 B DE1224655 B DE 1224655B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
porous
production
red mud
clay
ceramic materials
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DET28609A
Other languages
German (de)
Inventor
Johannes Tacken
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DET28609A priority Critical patent/DE1224655B/en
Publication of DE1224655B publication Critical patent/DE1224655B/en
Priority to BE699485D priority patent/BE699485A/xx
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/10Clay
    • C04B14/12Expanded clay
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

Verfahren zur Herstellung von porösen, keramischen Stoffen aus Blähtonen Die Erfindung bezieht sich auf einen porösen, keramischen Stoff aus .einer Kombination von Substanzen, die beim Brennen durch Aufblähen Hohlräume bilden.Process for the production of porous, ceramic materials from expanded clay The invention relates to a porous ceramic material composed of a combination of substances that, when burned, form cavities when they swell.

Die Festigkeit eines Stoffes hängt unter anderem von einer bestimmten Porosität, von der Größe der Poren und der Dicke der Porenwände ab. Diese Eigenschaften sind ihrerseits eine Funktion der Viskosität und der Oberflächenspannung der beim Brennen entstehenden, meist heterogenen Schmelzen. Je höher die Viskosität ist, desto kleiner werden unter sonst gleichen Bedingungen die Poren, weil dem Gasdruck ein größerer Widerstand entgegengesetzt wird. Bei hoher Oberflächenspannung entstehen weniger, aber große Poren mit dicken Porenwänden, da sich auf diese Weise die Oberfläche pro Raumeinheit weniger stark vergrößert als bei der Bildung vieler kleiner Poren.The strength of a substance depends, among other things, on a certain one Porosity, on the size of the pores and the thickness of the pore walls. These properties are in turn a function of the viscosity and the surface tension of the Burning, mostly heterogeneous melts. The higher the viscosity, the smaller the pores become, all other things being equal, because of the gas pressure a greater resistance is opposed. With high surface tension arise fewer, but large pores with thick pore walls, since this way the surface less enlarged per unit of space than with the formation of many small pores.

Von den für die Herstellung geblähter poröser Stoffe in Frage kommenden Substanzen wirkt z. B. Kieselsäure erniedrigend, Tonerde und Eisenoxyd dagegen erhöhend auf die Oberflächenspannung (vgl. Harders-Kienow, Feuerfestkunde, Berlin, 1960, S. 156). Die in der Natur vorkommenden, zum Blähen geeigneten Tone haben häufig einen sehr hohen Kieselsäuregehalt, nämlich 60 bis 701/o, ihre Oberflächenspannung ist daher relativ niedrig. Beim Brennen liefern solche Ausgangsmaterialien aus diesem Grund Blähtonprodukte mit vielen Poren und mit dünnen Porenwandungen.Of those suitable for the manufacture of expanded porous fabrics Substances acts z. B. lowering silica, increasing alumina and iron oxide on the other hand on the surface tension (see Harders-Kienow, Feuerfestkunde, Berlin, 1960, P. 156). The naturally occurring clays suitable for puffing often have a very high silica content, namely 60 to 701 / o, their surface tension is therefore relatively low. When fired, such raw materials provide raw materials from this Basic expanded clay products with many pores and thin pore walls.

Bei der Herstellung dieses Materials hat sich jedoch gezeigt, daß es nicht möglich ist, die Eigenschaften den jeweiligen technischen Erfordernissen in befriedigendem Umfang anzupassen. Durch die Brenntemperatur läßt sich wohl das Raumgewicht regulieren, weil mit steigender Brennhöhe die Poren größer werden, aber alle anderen Eigenschaften, insbesondere die Festigkeit, sind dann zwangsweise gegeben und hängen von dem verwandten Ausgangsmaterial ab.In the manufacture of this material, however, it has been shown that it is not possible to adapt the properties to the respective technical requirements adapt to a satisfactory extent. The firing temperature can probably do that Regulate the volume weight, because the pores become larger as the burning height increases, but all other properties, in particular strength, are then inevitable and depend on the raw material used.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß sich durch Zumischen von dem in der Aluminiumindustrie anfallenden Rotschlamm die Eigenschaften so verändern lassen, daß sie den jeweiligen Erfordernissen weitgehend angepaßt werden können. Der Rotschlamm, der nur 5 bis 7 % SiO2 neben 40 bis 50 0/0 Fe203 und 20 bis 25 % A1203 enthält, stellt ein lästiges Abfallprodukt dar, das bisher nur schwer verwendbar war. Beim Zumischen muß aber darauf geachtet werden, daß nicht mit der Oberflächenspannung auch die Viskosität zu stark ansteigt, weil dann die Blähwirkung zu gering wird bzw. ganz aufhört. Es ist bekannt, daß z. B. glaukonitreiche Tone beim Brennen bei 1100 bis 1200° C Hohlräume bilden und einen hochwertigen porösen Stoff ergeben, der sich vorzüglich als Zuschlagstoff für Leichtbeton eignet.Surprisingly, it was found that by adding change the properties of the red mud that occurs in the aluminum industry let that they can be largely adapted to the respective requirements. The red mud, which only contains 5 to 7% SiO2 in addition to 40 to 50 0/0 Fe203 and 20 to 25% A1203 contains, represents an annoying waste product that was previously difficult to use was. When mixing, however, care must be taken that this does not affect the surface tension the viscosity also increases too much, because then the swelling effect is too low or stops completely. It is known that e.g. B. glauconite-rich clays when fired 1100 to 1200 ° C form cavities and result in a high quality porous material, which is ideally suited as an aggregate for lightweight concrete.

Als Kennwert für die Viskosität bei einer bestimmten Brenntemperatur kann man in roher Annäherung den Segerkegelfallpunkt betrachten. Dieser liegt bei reinem glaukonitreichem Ton bei SK 4a/5 a =1225 ° C. Durch Zumischung von Rotschlamm bis zu 40 0/0 wird der Segerkegel auf SK 1 a/2 a =1155° C erniedrigt, die Viskosität wird also geringer, die Blähwirkung bei 1180° C Brenntemperatur steigt an, und die Festigkeit nimmt ab.As a characteristic value for the viscosity at a certain firing temperature one can look at the sail cone drop point in a crude approximation. This is included pure clay rich in glauconite at SK 4a / 5 a = 1225 ° C. By adding red mud up to 40 0/0 the Seger cone is lowered to SK 1 a / 2 a = 1155 ° C, the viscosity becomes less, the swelling effect increases at a firing temperature of 1180 ° C, and the Strength decreases.

Mischungen aus 50% glaukonitreichem Ton und 501/o Rotschlamm besitzen dagegen wieder einen Segerkegelfallpunkt von SK 4 a/5 a = 1225° C, ihre Viskosität ist ähnlich derjenigen aus reinem glaukonitreichem Ton. Sie haben aber eine höhere Oberflächenspannung, die sich in einer größeren Dicke der Porenwände und in einer größeren Festigkeit auswirkt.Have mixtures of 50% glaconite-rich clay and 501 / o red mud on the other hand a Seger cone fall point of SK 4 a / 5 a = 1225 ° C, its viscosity is similar to that of pure glaconite-rich clay. But you have a higher one Surface tension, which is reflected in a greater thickness of the pore walls and in a greater strength.

Bei Mischungen, die noch reicher an Rotschlamm sind, steigt die Viskosität weiter an. Der Kegelfallpunkt einer Mischung aus 15 % glaukonitreichem Ton und 85% Rotschlamm liegt bei SK 9 =1315° C; sie bläht bei 1180° C nur noch sehr schwach.In the case of mixtures that are even richer in red mud, the viscosity increases continue on. The cone fall point of a mixture of 15% glauconite-rich clay and 85% Red mud is at SK 9 = 1315 ° C; it only inflates very slightly at 1180 ° C.

Reiner Rotschlamm schließlich hat einen Kegelfallpunkt von SK 14/15 =1430° C und bläht daher überhaupt nicht, weil bei 1180° C noch keine nennenswerte Schmelzphase vorhanden ist.Finally, pure red mud has a cone drop point of SK 14/15 = 1430 ° C and therefore does not swell at all, because at 1180 ° C there is still none to speak of Melt phase is present.

Der niedrige Segerkegelfallpunkt im Bereich kleiner Rotschlammgehalte deutet auf die Existenz eines eutektischen Schmelzpunktes hin. Das beschriebene Beispiel zeigt, daß man durch Zumischen . geeigneter Substanzen zum glaukonitreichen Ton die Viskosität und die Oberflächenspannung beim Brennen beträchtlich verändern kann, so daß poröse, keramische Stoffe mit für den jeweiligen Verwendungszweck optimalen Eigenschaften entstehen.The low Seger cone fall point in the area of small red mud contents indicates the existence of a eutectic melting point. That The example described shows that by mixing. suitable substances for Glauconite-rich clay has considerable viscosity and surface tension when fired can change, so that porous, ceramic materials with for the respective purpose optimal properties arise.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von porösen, keramischen Stoffen mit hoher Festigkeit durch Aufblähen von kieselsäurereichen Blähtonen bei einer Brenntemperatur von 1100 bis 1200° C, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ton vor dem Brennen der in der Aluminiumindustrie anfallende Rotschlamm zugemischt wird. Claims: 1. Process for the production of porous, ceramic Fabrics with high strength due to the expansion of silica-rich expanded clays a firing temperature of 1100 to 1200 ° C, characterized in that the clay before burning, the red mud that occurs in the aluminum industry is mixed in. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von glaukonitreichem Ton Rotschlamm in Mengen von 10 bis 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise 30 bis 60 Gewichtsprozent, zugemischt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that when using glaconite-rich Clay red mud in amounts of 10 to 70 percent by weight, preferably 30 to 60 percent by weight, is admixed. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung von kleinen, hoch druckfesten Blähtongranulaten ein hoher Anteil an Rotschlamm verwendet wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that a high proportion in the production of small, highly pressure-resistant expanded clay granules is used on red mud.
DET28609A 1965-05-18 1965-05-18 Process for the production of porous, ceramic materials from expanded clay Pending DE1224655B (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2610012A1 (en) * 1975-03-17 1976-09-30 Chemokomplex Vegyipari Gep Es PROCESS FOR MANUFACTURING CERAMIC PRODUCTS USING RED MUD FROM CLAY PRODUCTION

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2610012A1 (en) * 1975-03-17 1976-09-30 Chemokomplex Vegyipari Gep Es PROCESS FOR MANUFACTURING CERAMIC PRODUCTS USING RED MUD FROM CLAY PRODUCTION

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BE699485A (en) 1967-11-16

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