DE2161242C2

DE2161242C2 - Verfahren zur Herstellung von leichten keramischen Erzeugnissen

Info

Publication number: DE2161242C2
Application number: DE19712161242
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Dr. 6640 Merzig Poegel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-12-10
Filing date: 1971-12-10
Publication date: 1982-12-30
Also published as: DE2161242A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von vorwiegend leichten keramischen Erzeugnissen durch Verformen, Trocknen und Brennen einer keramischen Rohmasse auf der Basis von Ton, Tonmaterialien sowie Zuschlagstoffen.

Die gemäß vorliegender Erfindung hergestellten leichten keramischen Erzeugnisse weisen hohe Festigkeitswerte bei leichtem Gewicht auf und können für die verschiedensten Zwecke der Bauindustrie und Keramik verwendet werden wie z. B. Bauziegel, Leichtbauelemente, Haushalt- und Sanitärkeramik.

Es ist bekannt, daß man keramische Leichtbaustoffe, z. B. poröse Ziegelsteine und andere Tonerzeugnisse, aus Ton herstellen kann, indem man dem Ton organische Stoffe wie z. B. Sägemehl, Kohlenstaub oder dgl. zumischt und dann brennt. Diese Erzeugnisse bringen aber bei geringen Dichten unzureichende Festigkeiten. Es ist auch bekannt, daß man der keramischen Rohmasse als Ausbrennstoff Kunstharzhohlkörper, insbesondere in Kugelform zufügt. Bei diesem Verfahren zeigen sich aber erhebliche Nachteile bei der kontinuierlichen Herstellung von großformatigen leichten keramischen Erzeugnissen. Bei der Verarbeitung mit Schneckenpressen kann der erforderliche hohe Druck zur Beschädigung oder Zerstörung der Hohlkörper sowie zu Entmischungen führen.

Es ist ferner bekannt, daß man leichte keramische Erzeugnisse dadurch herstellen kann, daß man der keramischen Rohmasse anorganische Leichtzuschlagstoffe wie z. B. Perlit, Blähton oder Vermiculit zusetzt. Auch hier ergeben sich bei der Verarbeitung erhebliche Nachteile. Korngröße und Zusammensetzung können sich nachteilig auswirken. Bei Verwendung von Wasserglas in fester hochvoluminöser Form und einem Wasserglashärter in der keramischen Rohmasse kann man ebenfalls leichte keramische Erzeugnisse herstellen. Wenn man jedoch auf diese Weise leichtere Erzeugnisse mit einer Dichte von etwa 0,5 bis 0,8 g/cm³ herstellen will, muß man größere Mengen von dem hochvoluminösen Wasserglas zugeben. Dadurch ergeben sich aber erhebliche Nachteile, die durch den hohen Alkaligehalt bedingt sind, z. B. Ausblühungen und leichte Sinterung beim Brennen.

In der deutschen Patentschrift 21 50 735 wird ein Verfahren geschützt zur Herstellung von leichten keramischen Erzeugnissen durch Verformen, Trocknen und Brennen einer keramischen Rohmasse aus Ton, Tonmaterialien sowie Leichtzuschlagstoffen, welches dadurch gekennzeichnet ist daß als Leichtzuschlagstoffe Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper, Wasserglas sowie ein Wasserglashärter der keramischen Rohmasse vor dem Verformen zugesetzt werden, die Masse dann verformt getrocknet und in üblicher Weise gebrannt wird.

. Es wurde gefunden, daß man bei diesem soeben beschriebenen Verfahren vorteilhaft Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper verwenden kann, die Wasserglas enthalten.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit eine weitere Ausbildung des Verfahrens zur Herstellung von vorwiegend leichten keramischen Erzeugnissen durch Verformen, Trocknen und Brennen einer keramischen Rohmasse aus Ton, Tonmaterialien sowie Leichtzuschlagstoffen, welche als Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper zusammen mit Wasserglas sowie einem Wasserglashärter der keramischen Rohmasse gemäß Patent 21 50 735 zugesetzt werden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper Wasserglas enthalten, um allein oder zusammen mit einer in geringerer Menge der keramischen Rohmasse zugesetztem Wasserglas eine Erhärtung zu bewirken, die Masse dann verformt, getrocknet und in üblicher Weise gebrannt wird.

Zur Herstellung der leichten keramischen Erzeugnisse können poröse Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper verwendet werden. Das Wasserglas kann sich an der Oberfläche der Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper befinden.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Durchmesser der 7\igesetzten porenbildenden organischen Stoffe bei etwa 0,1 bis 0,4 mm liegt. Die großen Vorteile liegen sowohl in der Verarbeitung wie auch in den Eigenschaften der gebrannten keramischen Masse, wie z. B. in den Festigkeiten, Oberflächenbearbeitung, Auftrag von Glasuren usw.

Günstige Zusammensetzungen erhält man, wenn man die keramische Rohmasse so wählt, daß die chemische Zusammensetzung der gebrannten keramischen Erzeugnisse folgende Werte aufweist:

Na₂O und/oder K₂O
vorzugsweise

Al₂O₃
vorzugsweise

SiO₂
vorzugsweise

bis 10%,
0- 6%,
10-80%,
12-40%,
20-85%,
60-80%.

Als Wasserglas kann man der keramischen Rohmasse in den anorganischen oder organischen Stoffen auch Lithiumwasserglas oder auch organisches Wasserglas und Lithiumverbindung zugeben. Man erhält dann sehr günstige Ausdehnungskoeffizienten, die sich sehr wenig

von 0 unterscheiden, wenn man die folgende chemische Zusammensetzung der gebrannten Masse hat:

Li₂O	bis 12%,
vorzugsweise	3- 7%,
Al₂O₃	10—60%,
vorzugsweise	15-40%,
SiO₂	30-85%,
vorzugsweise	40—80%.

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In der Regel sind die Leichtzuschlagstoffe in der gesamten Rohmasse verteilt, so daß eine gleichmäßige durchgehende Porenbüdung entsteht Es ist aber auch möglich, die Leichtzuschlagstoffe unregelmäßig zu verteilen, wenn man z. B. eine dichte Oberflächenschicht erhalten will, z. 3. an der Außenseite von Bauelementen, die aus Gründen der Wetterbeständigkeit möglichst geringe Porosität aufweisen soll.

Die Rohmasse kann aus den Rohstoffen bestehen, die in der Tonindustrie und Keramik üblich sind, z. B. Ton, Tonmaterial, Sand, Quarzmehl, Aluminiumoxid oder andere Rohstoffe mit hohem Aluminiumoxidgehalt, auch in gebrannter Form.

Die Rohmasse kann selbst auch Wasserglas enthalten, das z. B. zur Verflüssigung zugegeben wird. Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung kann besonders dann mit Vorteil angewendet werden, wenn die Rohmasse Stoffe enthält, welche das Wasserglas härten, wie z. B. Calcium- oder Magnesiumverbindungen. Die Rohmasse würde fest werden, wenn bei der Produktion größere Mengen hergestellt werden müssen, die nicht gleich verarbeitet werden können. Die Rohmasse kann dann mit dem Wasserglashärter angesetzt werden und die porenbildenden anorganischen oder organischen Stoffe, welche Wasserglas enthalten, kurz vor dem Verformen zugegeben und vermischt werden.

Die Härtung der Rohmasse kann auf kurze Zeiten eingestellt werden, wenn dies für eine schnelle kontinuierliche Arbeitsweise erforderlich ist Als Härter kommen die üblichen Wasserglashärter in Frage, so z. B. Siüciumfluorid, Säurehärter oder organische Härter. Es hat sich als günstig erwiesen, Wasserglas und Härter so abzustimmen, daß die Härtung zwischen etwa 5 und 60 Minuten erfolgt. Die porenbildenden Zuschlagstoffe können selbst ganz oder teilweise in der keramischen

30 Rohmasse löslich sein, wenn die Lösung zusammen mit der Härtung erfolgt so daß dadurch Poren entstehen. Eine ähnliche Wirkung kann man auch erzielen, wenn die zugesetzten organischen Stoffe bei erhöhten Temperaturen schmelzen oder sich zersetzen.

Als Wasserglas können die üblichen Natrium- und Kal^:umwassergläser verwendet werden. Für besondere Zwecke werden Lithiumwassergläser eingesetzt Man kann aber auch ganz oder teilweise organische Wassergläser verwenden, wie z. B. das unter dem Namen Guanidinsilikat bekannte Wasserglas, wenn man den Alkaligehalt herabsetzen will.

Beispiel

Aus folgenden Komponenten wurde eine keramische Rohmasse hergestellt:

40% Kaolin
21% Schamotte

2% Wasserglashärter
30% Wasser

2% Kunstharzhohlkörper mit 5% Wasserglas in fester Form an der Oberfläche.

Die Rohmasse wurde in eine Form gebracht und war nach etwa 20 Minuten fest. Nach Trocknung bei 90-110° wurde die Masse bei etwa 1100° gebrannt. Dabei wurde eine Leichtbauplatte mit einer Dichte von 0,5 g/cm³erhalten.

Die Verformung dieser keramischen Rohmasse war sehr gut. Aus den vier ersten Komponenten konnten größere Mengen angesetzt werden. Die Kunstharzkörper, die an der Oberfläche Wasserglas in fester Form enthielten, wurden unmittelbar vor der Verformung zugesetzt. Die Kunstharzhohlkörper verteilten sich bei der Vermischung sehr gut in der Rohmasse, was wahrscheinlich auch auf den Umstand zurückzuführen ist, daß die Härtung an der Oberfläche der Kunstharzhohlkörper beginnt, und als Folge davon eine Entmischung odsr stellenweise Anreicherung verhindert wird.

Es ist auch möglich, der keramischen Rohmasse organische Flüssigkeiten zuzugeben, welche die Kunstharzhohlkörper lösen oder zersetzen, so daß dadurch Poren entstehen, während die Rohmasse erhärtet.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von vorwiegend leichten keramischen Erzeugnissen durch Verformen, Trocknen und Trennen einer keramischen Rohmasse aus Ton, Tonmaterialien sowie Leichtzuschlagstoffen, welche als Kunststoffteilchen und/ oder Kunststoffhohlkörper zusammen mit Wasserglas sowie einem Wasserglashärter der keramischen Rohmasse gemäß Patent 21 50 735 zugesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper Wasserglas enthalten, um allein oder zusammen mit einer in geringerer Menge der keramischen Rohmasse zusätzlich zugesetztem Wasserglas eine Erhärtung zu bewirken, die Masse dann verformt, getrocknet und in üblicher Weise gebrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß poröse Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper verwendet werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß das Wasserglas sich an der Oberfläche der Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper befindet