DE3001151C2

DE3001151C2 - Verfahren zur Herstellung von leichten keramischen Erzeugnissen

Info

Publication number: DE3001151C2
Application number: DE19803001151
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Dr. 6640 Merzig Poegel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-01-15
Filing date: 1980-01-15
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE3001151B1

Description

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

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

Es ist bekannt, daß man keramische Leichtstoffe, /.. B. Ziegelsleine und andere Tonerzeugnisse, aus Ton herstellen kann, indem man dem Ton brennbare 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 Kunststoffhohlkörper, 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 erforder-

lu liehe hohe Druck zur Beschädigung oder Zerstörung der Hohlkörper sowie zu Entmischungen führen.

Es ist verner bekannt, daß man leichte keramische Erzeugnisse dadurch herstellen kann, daß man der keramischen Rohmasse anorganische Leichtzuschlag stoffe wie z. B. Perlit, Blähton oder Vermiculit zusetzt Auch hier ergeben sich erhebliche Nachteile bei der Verarbeitung. Korngröße und Zusammensetzung können sich nachteilig auswirken. Unter 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—0,8 g/cm³ und darunter herstellen will, muß man größere Mengen von dem hochvoluminösen Wasserglas zugeben. Dadurch ergeben sich erhebliche Nachteile, die durch einen zu hohen Alkaligehall bedingt sind, z. B. Ausblühungen und leichte Sinterung.

In der DE-PS 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

Wasseglashärter 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 die Komponenten getrennt in eine Form einbringen kann. Die vorliegende Erfindung betrifft somit eine weitere Ausbildung des Verfahrens zur Herstellung von leichten keramischen Erzeugnissen durch Verformen, Trocknen und Brennen einer keramischen Rohmasse aus Ton, Tonmaterialien sowie Leichtzuschlagstoffen unter Zusatz vor, Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper, Wasserglas sowie einem Wasserglashärter gemäß DE-PS 21 50 735, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Komponenten getrennt in eine Form eingebracht werden, die Masse dann getrocknet und in üblicher Weise gebrannt wird.

Erfindungsgemäß können die Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper in eine Form gebracht werden und die als Gießmasse vorliegende restliche keramische Rohmasse darüber gegossen werden. Die keramische Rohmasse füllt dann die Hohlräume zwischen den Kiinststoffteilchen und/oder Kunststoff* hohlkörpern aus. Um ein Ausschwimmen der Kunst stoffteilchen zu verhindern, kann die Form durch ein Netz abgedeckt werden.

In anderen Ausführungsformen können die Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper entweder Wassergla? oder einen Wasserglashärier enthalten, welche vorzugsweise auf die Oberfläche aufgebracht sind. Man kann dies in der Weise durchführen, daß man die Kunststoffteilchen und/oder Kunätstoffhohlkörpcr in eine entsprechende Lösung eintaucht und dann die

überflüssige Lösung abtropfen läßt.

Bei Verwendung von Wasserglas, welches sich bekanntlich auch durch gute Klebeeigenschaften auszeichnet, können die Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffohlkörper dadurch gleichzeitig an den Beruhrungsstellen verklebt werden, Diese Verklebung kann in der Weise erfolgen, daß eine Form angenommen wird, welche dem keramischen Erzeugnis nach dem Brennen entspricht. Die restliche keramische Rohmasse wird dann in die entstandenen Hohlräume gegossen, nach Erhärtung der Masse dann getrocknet und in üblicher Weise gebrannt

Die Verklebung kann auch durch andere Maßnahmen erreicht werden, z. B. durch Erhitzen. Bei der Bildung von Kunststoffhohlkörper wie z. B. Styropor wird eine ts derartige Verklebung auch technisch bei der Herstellung von Styroporplatten durchgeführt Die Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper können in den verschiedensten äußeren Formen verwendet werden. Besondere Verteile bietet die Kugelform mit Durchmessern zwischen etwa 0,1 mm und mehreren Millimetern. Für bestimmte Zwecke sind auch z. B. schwammartige oder röhrenförmige Ausbildungen geeignet

In der Regel ist eine gleichmäßige durchgehende Porenbildung erwünscht Es ist aber auch möglich, die Leichtzuschlagstoffe unregelmäßig zu verteilen, wenn man z. B. an der Außenseite von Bauelementen eine dichte Oberflächenschicht erhalten will, die aus Gründen der Wetterfestigkeit möglichst geringe Porosität aufweisen soll.

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. Silicofluorid, Säurehärter oder orgaiiische Härter. Diese können auch in den zugesetzten Leichtzuschlagstoffen gelöst sein, letztere können auch eine derartige Zusammensetzung haben, daß sie selbst als Härter wirken, wenn z. B. Polymerisate oder Kunststoffhohlkörper verwendet werden, die saure Gruppen oder solche Gruppen enthalten, die nach entsprechender Umwandlung in saure Gruppen übergehen können.

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

Als Wassergläser können die üblichen Natron- und Kaliwassergläser 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.

Die chemische Zusammensetzung der gebrannten keramischen Erzeugnisse kann in weiten Grenzen variieren, wie es in der Tonindustrie und Keramik allgemein bekannt ist Die keramische Rohmasse kann daher aus den in diesen Industriezweigen üblichen Rohstoffen zusammengesetzt sein. Dazu gehören z. B. neben Ton, Kaolin und Zuschlagstoffen wie Quarz, Schamotte, Feldspat Dolomit Talk auch Aluminiumoxid und Zirkonoxid und andere Rohstoffe, wie sie in der Oxidkeramik verwendet werden. So können z. B. leichte keramische Erzeugnisse hergestellt werden, die über 90% Aluminiumoxid enthalten.

Beispiel

Eine Form wurde mit Kunststoffhohlkugeln von etwa 3 mm Durchmesser gefüllt und mit einem engmaschigen Netz abgedeckt Dann wurde eine Steingutgießmasse, die 2% Wasserglas und 0,5% Wasserglashärter enthielt, in diese Form hineingegossen. Die Gießmasse füllte die Zwischenräume zwischen den Kunststoffhohlkugeln aus und erhärtete in etwa 30 Minuten. Nach Trocknung wurde eniformt und anschließend bei etwa 1200° gebrannt Dabei wurde eine Leichtbauplatte von 0,6 g/cm³ Dichte erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von vorwiegend leichten keramischen Erzeugnissen durch Verformen, Trocknen und Brennen einer keramischen Rohmasse aus Ton, Tonmaterialien, als Leichtzuschlagstoffe Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper. Wasserglas sowie ein Wasserglashärter nach Patent 2150 735, dadurch gekennzeichnet, daß die Leichtzuschlagstoffe, das Wasserglas sowie der Wasserglashärter und die keramische Rohmasse getrennt in eine Form eingebracht werden, die Masse dann getrocknet und in üblicher Weise gebrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper in Kugelform eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch anorganische Leichtzuschlagstoffe der keramischen Rohmasse zugesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoffteilchen und/oder Kunststoffhohlkörper sowie anorganische Leichtzuschlagstoffe, die einen Wasserglashärter enthalten oder als Härter wirken, um allein oder zusammen mit einem in geringerer Menge der keramischen Rohmasse zugesetztem Härter eine Erhärtung zu bewirken, verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoffteilchen und/oder Kunststofihohlkörper, die Wasserglas vorzugsweise an der Oberfläche enthalten, verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffteilchen und/ oder Kunststoffhohlkörper durch Wasserglas verklebt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß porenbildende Zuschlagstoffe nur an bestimmten Stellen der keramischen Rohmasse eingearbeitet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserglashärter in einer Menge, die eine Aushärtung der Rohmasse innerhalb von S bis 60 Minuten bewirkt, eingesetzt wird.