DE3246502A1

DE3246502A1 - Verfahren zum herstellen von mit wasserglas gebundenen formkoerpern

Info

Publication number: DE3246502A1
Application number: DE19823246502
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: DENNERT HANS VEIT
Current assignee: DENNERT HANS VEIT
Priority date: 1982-12-16
Filing date: 1982-12-16
Publication date: 1984-06-20

Description

Verfahren zum -Herstellen von mit Wasserglas
gebundenen Formkörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hsrstellen von mit Wasserglas gebundenen Formkörpern aus anorganischen Stoffen, insbesondere Schaumgranulaten, wie beispielsweise Schaumglas, Blähton, Perlit o.dgl. Derartige Formköroer dienen als Wärme- und Schallisoliermittel im Baugewerbe und sie haben gegenüber den bekannten Schaumkunststoffplatten den Vorzug höherer Wårmebeständigkeit und Feuerfestigkeit.
Die Tatsache, daß anorganische und auch o.lganische Stoffe-mit Wasserglas verklebt und so Formkörper hergestellt werden können, ist bereits seit langem bekannt.
Stoffe, wie Zinkoxid, Magnesiumoxid, Eisenoxid u.dgl.
wurden bereits vor vielen Jahrzehnten mit Wasserglas zu Kittmassen verarbeitet. Die Aushärtung dieser Mässen an der Luft beruht auf der Reaktion des Wasserglases mit der Luftkohlensäure, bei der freie mikrokristalline Kieselsäure einerseits und Soda andcrerseits gebildet wird. Die Kieselsäure verursacht die gewünschte Erhärtung der Masse; die Soda bleibt als unerwünschtes Nebenprodukt in der Masse vorhanden und- bewirkt, daß die Massen eine nur geringe Wasserfestigkeit und insbesondere auch ein schlechtes Ausblühverhalten zeigen.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 18 167 ist eir. Verfahren zum Herstellen von Leichtbauelementen aus anorganischen oder organischen stückigen Materialien wie Vermikulit, Perlit, Koks, Schaumglas, Blähton, Blähkies o.dgl. und Wasserglas bekannt. Der Mischung werden desweiteren noch Füllmaterialien, wie beispielsweise Tonerde, Kreide, Dolomit, Asbest, Sand, Talkum, Eisenoxid, Zinkoxid, Kalziumoxid u.dgl. zugesetzt?. 'Desgleichen werden der Mischung Geliermittel für das Wasserglas in Form von anorganischen oder organischen sauren oder säureabspaltenden Stoffe zugesetzt sowie schließlich solche Stoffe, die bei leicht erhöhter Temperatur verdampfen oder Gase abgeben. Die genannten Stoffe werden möglichst gleichmäßig miteinander vermischt, die Mischung kurz danach in Formen gegossen ünd auf Temperaturen von etwa 70 bis 15-0 0C-erwarmt. Unabhängig von dieser Erwärmung tritt unter der Wirkung der Gelierstoffe alsbald eine Erstarrung ein Durch die Erwärmung werden Dämpfe oder Gase gebildet und die Masse wird schaumartig aufgetrieben. Nach Ablauf der verschiedenen erwähnten Reaktionen liegen der Form entsprechende Leichtbauelemente mit guter Dru.ckfestigkeit und Wärmeisolierfähigkeit vor.
In der deutschen Auslegeschrift 20 37 937 ist eine andare Variante dieses Verfahrens beschrieben, bei der die geformte und bei schwach erhöhter Temperatur getrocknete Masse einem Brennprozeß bei 10000C oder höher u-nterworfen wird. Der Brennprozeß bewirkt eine weitere Erhöhung der Druckfestigkeit, was für bestimmte Anwendungszwecke im Baugewerbe erwünscht sein kann.
Auch bei diesem vorbekannten Verfahren wird der Rohmasse vor dem Verformen Wasserglas und ein Wasserglashärter zugegeben, was nach kurzer Verarbeitungszeit zu einer ersten Verfestigung der Masse führt.
Nachteilig bei den erwähnten vorbekannten 'erfahren ist der Umstand, daß der Masse in jedem Fall ein Geliermittel oder Wasserglashärter zugefügt werden muß, um eine zumindest für die Weiterverarbei-tung hinreichende Festigkeit in kurzer Zeit zu erhalten. Diese Zusätze sind deshalb nachteilig, weil die Wirkung der Geliermittel bereits nach wenigen Minuten einsetzt und die Masse dann im Verlauf der Aushärtereakticn immer schwieriger zu verformen, insbesondere in Formen zu gießen ist. Dies bedeutet, daß die Masse kurz nach ihrer Herstellung verarbeitet werden muß un keine längeren Lagerzeiten verträgt. Nachteilig ist weiter die verhältnismäßig geringe Wasserfesti-gkeit und Ausblühfestigkeit dieser Massen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbekannten Verfahren zum Herstellen von mit Wasserglas gebundenen Formkörpern aus anorganischen Stoffen, insbesondere aus Schaumgranulaten derart weiterzuentwickeln, daß die Massen bei erleichterter Verarbeitbarkeit, insbesondere verlängerter Gießfähigkeit zu Formkörpern mit erhöhter Wasserfestigkeit und insbesondere Ausblühfestigkeit führen. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Maßnahmen, welche im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführt sind. In den Patentansprüchen 2-6 sind Weiterentwicklungen und vorLeilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen von mit Wasserglas gebundenen Formkörpern aus anorganischen Stoffen insbesondere Schaumgranulaten, bei dem die anorganischen Stoffe mit einer wässrigen Lösung von Wasserglas vermischt, geformt und getrocknet werden.
Sie -beruht auf der Erkenntnis, daß beim Erwärmen der Rohmasse bzw. der daraus hergestellten Formkörper auf erhöhte Temperatur, wie dies zum Trocknen ohnehin erfoederlich ist, eine Reaktion zwischen dem Wasserglas einerseits und den in der Masse vorhandenen Metalloxiden oder Mineralien andererseits eintritt. Diese Reaktion führt bereits zu einer beträchtlichen Erhöhung der Festigkeit der Masse. Werden nun zur Ausnützung dieser Möglichkeit der Masse eigens ausgesuchte Metalloxide oder Mineralien zugesetzt, nämlich solche, die das Wasserglas nicht fällen, so kann auf spezielle (mist Säure abspaltende) Gelier- oder Härtemittel ganz verzichtet werden, so daß die Rohmasse praktisch beliebige Zeit verformbar und vergießbar bleibt. Nach Einfüllen in die Form wird die Masse in der beschriebene Weise reaktiv getrocknet, wobei dann die gewünschte Aushärtung eintritt. Welche Temperatur zur Durchführuno der reaktiven Trocknung -jeweils erforderlich ist, richtet sich nach der Art der zugesetzten Metalloxide odar Mineralien sowie nach deren Korngröße. Nach Durchführung der reaktiven Trocknung werden die verfestigten Formkörper zur Vermeidung von Spannungsrissen langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.
Als zur Reaktion befähigte Metal,loxide oder Mineralien können beispielsweise die Stoffe Zinkoxid, Eisenoxid, Rotschlamm, Aluminiumoxid, Ton, Glimmer oder- Quarzmehl verwendet werden. Auch andere Stoffe, sofern sie die genannten Bedingungen erfüllen, kommen in Betracht.
Die aufgeführten Stoffe werden jedoch vorzugsweise verwendet.
Es hat sich, als vorteilhaft erwiesen, wenn die zuzusetwenden Metalloxide oder Mineralien in feingemahlenem Zustand eingesetzt werden, wobei bis zu 90% dieser Stoffe eine Korngröße unter 100 Mm aufweisen sollten.
Unter den genannten Bedingungen ergeben sich günstige Verhältnisse für das reaktive Trocknen1 wenn die Formkörper mit Heißgas von 150 bis 700 0, vorzugsweise von 200 bis 5000C behandelt werden. Als Heißgas kommt beispielsweise heiße Luft in Betracht.
Zur Herstellung der Rohmasse wird vorteilhafterweise eine Wasserglaslösung mit einem Feststoffgehalt von 10 bis 50 Gew.% verwendet. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wird normalerweise Natronwasserglas eingesetzt. Es ist aber auch möglich, an dessen Stelle oder in Mischung damit Kali- oder Lithiumwasserglas zu verwenden.
Eine besonders vorteilhafte Art der- Durchführung des Verfahrens besteht darin, daß zunächst eine Mischung von Wasserglaslösung mit feingemahlenen Metalloxiden und/oder Mineralien hergestellt wird, wobei ein auf Feststoff bezogenes Mischungsverhältnis von (3 bis-40):1 eingestellt wird. Die so erzeugte Mischung wird dann in Mengen von bis zu 20 Gew.% mit anorganischem Leichtgranulat, beispielsweise Schaumglas, Blähton o.dgl. vermischt, der so erzeugte Rohstoff geformt und bei erhöhter Temperatur reaktiv getrocknet.
Das Kühlen muß langsam erfolgen, da ansonsten' Rissbildung eintritt.
Die erzeugten Formkörper können grundsätzlich belie-bige Gesalt aufweisen. Üblicherweise werden die Formkörper in Form von Platten oder Quadern (Bausteinen) hergestellt, da diese Formen im Baugewerbe am vielseitigsten verwendbar sind.
Ausführungsbei'spiele: 1. 0,5 1 Wasserglas (38 Gew.% Feststoff) werden mit 100 g Rotschlamm und 50 g Zinkoxid vermischt.
Oie erzeugte Mischung wird mit 10 1 Schaumglasgranulat einer Mischkörnung von 2-10 mm intensiv verrührt, so daß jedes Granulatkorn mit der Suspension überzogen ist.
D-ie Gesamtmischung wird in eine Form gefüllt, deren Boden aus einem feinen, mit Schalöl bestrichenen Orahtnetz von 1 mm Maschenweite besteht.
Nach leichtem Pressen wird von unten die Abluft eines Gasbrenners von 5000C 15 Minuten lang durch den Formkörper geleitet. Nach Ablauf dieser- Zeit ist die Platte getrocknet, Der heiße Formkörper mit einer Dicke von 5 cm wird in einem Kühlofen von anfangs 5000C in drei Stunden iuf Zimmertemperatur gekühlt.
Es resultiert eine rötliche Platte ,einer Dicke von 5 cm, einer Länge von 50 cm und einer Breite von 40 cm, mit einer Dichte von 0,20 g/cm³ und einer Wärmeleitfähigkeit von ca. Oi6.
2. 2 1 Schaumglasgranulat .einer Schüttdichte von 160 g/l werden mit einer Suspension aus 800 ml Wasserglas mit 38% Feststoffgehalt und 90 g Zinkoxid gemischt. Nach Einfüllen in eine Form der Größe 50x40x7 cm wird die Mischung mit einer Auflast von 30 kg zusammengepreßt und nach Entfernen der Auflast mit Heißluft von 300ob verfestigt. Der Formkörper wird entformt und anschließend 3 Std.
bei 500°C in einem Trockenofen getempert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur in 5 Std. hat man eine Platte von 6 cm Dicke und einer Dichte von 3 0,19 g/cm , die eine Wasserlagerung von 3 Monaten ohne wesentliche Einbuße der Druckfestigkeit von 2 6 kg/cm übersteht.

Claims

Ansprüche 1. Verfahren zum Herstellen von mit Wasserglas gebundenen Formkörpern aus anorganischen Stoffen, insbesondere Schaumgranulaten, bei dem die anorganischen Stoffe mit einer wässrigen Lösung von Wasserglas .vermischt, geformt und getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die den Formkörper bildenden anorganiscen Stoffe mit Wasserglaslösung und solchen Metalloxiden oder Mineralien vermischt werden, die das Wasserglas nicht fällen und daß die daraus hergDstellten Formkörper bei erhöhter Temperatur reaktiv getrocknet und anschließend langsam abgekühlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung einer oder mehrere der folgenden Stoffe zugesetzt wird: Zinkoxid, Eisenoxid, Rotschlamm, Aluminiumoxid, Ton,. Glimmer, Quarzmehl.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Iuzusetzenden Metalloxide oder Mineralien n feingemahlenem Zustand eingesetzt werden, wobei Dis zu 900 dieser Stoffe eine Korngröße unter 100 Mm aufweisen.
4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fqrmkörper zum Trocknen mit Heißgas von +, 150bis Z0000, vorzugsweise von 200 bis 5000C behandelt werden.
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden t.nsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserglaslösung mit einem Feststoffgehalt von 10 bis 50 Gew.% verwendet wird.
6. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Mischung von Wasse-rglaslösung mit r eingemahlenen Metalloxiden und/oder Mineralien in einem auf Feststoff bezogenen Mischungs-Verhältnis von ('3-40):1 hergestellt, diese Mischung in Mengen von bis zu 20 Gew.% mit anorganischem Leichtgranulat vermischt, der so erzeugte Rohstoff geformt und bei erhöhter Temperatur reaktiv getrocknet wird.