AT244209B - Verfahren zur Herstellung von Bauelementen großer Abmessung durch Sintern - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Bauelementen grosser
Abmessung durch Sintern 
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Bauelementen grosser Abmessung durch Sintern von vulkanischem Gesteinpulver, die ein verhältnismässig kleines Raumgewicht besitzen. 



   Es wurde gefunden, dass als Bauelemente grosser Abmessung gut verwendbare gesinterte Formkörper hergestellt werden können, wenn ein Ansatz aus feingemahlenem vulkanischem Gesteinpulver und beim Erhitzen   SO, schwefelige   Säure oder deren Mischung erzeugende Stoffe auf feuchtem Wege in üblicher Weise geformt und in wärmebeständige, vorzugsweise mit einem nicht sinternden Stoff, wie Aluminiumoxyd, bestreute Formen eingelegt wird, wobei gegebenenfalls eine Oberfläche der Form offen bleibt, worauf die Form bis zum Sintern gebrannt und schliesslich die erhaltenen Formkörper stufenweise abgekühlt werden. 



   Für diese Formkörper wird ein vulkanisches Gesteinpulver verwendet, dessen Korngrösse mindestens zu   500/0,   vorzugsweise aber zu 70% unter 200   Jlliegt. Je   feiner die Körnung ist, desto gleichmässiger wird die Struktur des hergestellten Formkörpers und das beim Erhitzen erzeugte Gas ist in feinverteilten Gasblasen in den Sinterkörper eingeschlossen. Es hat sich praktisch als sehr vorteilhaft ein Pulvergemisch erwiesen, das zu 70% aus Körnern unter 100   M, zu 25-30%   aber aus Körnern zwischen 100 und   200 jn   be-    steht.AlsSO , schwefelige Säure   oder deren Mischung erzeugende Stoffe können verschiedene industrielle Abfallstoffe oder auch Mineralien dienen.

   Sehr vorteilhaft kann pyrithaltiges vulkanisches Gesteinpulver zur Anwendung gelangen, wobei das Sintern dann in oxydierender Atmosphäre durchgeführt wird. Ferner können Sulfitablauge und/oder Säureharz bzw. die wässerige Emulsion von   Säureharz   gebraucht werden ; in diesem Falle können dann die gaserzeugenden Stoffe auch gleichzeitig zur feuchten Herstellung der Formkörper angewendet werden. 



   Als vulkanisches Gesteinpulver können z. B. die folgenden Gesteine verwendet werden : Dazit, Dazittuff, Riolith, Phonolith oder Trachit. Sehr vorteilhaft ist der Gebrauch von Tuffen, z. B. Dazittuff, weil diese leicht zu feinem Pulver gemahlen werden können. 



   Nachstehend ist die Analyse einiger der wichtigeren vulkanischen Gesteine angeführt, die bei dem erfindungsgemässen Verfahren mit Vorteil verwendet werden können : 
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<tb> 
<tb> Dazit <SEP> Dazittuff <SEP> Riolith <SEP> Phonolith <SEP> Trachit
<tb> SiO <SEP> 62,32% <SEP> 68,81% <SEP> 73,82% <SEP> 58,97% <SEP> 55, <SEP> 05%
<tb> A10 <SEP> 16, <SEP> 62% <SEP> 14, <SEP> 61% <SEP> 12, <SEP> 63% <SEP> 20, <SEP> 18% <SEP> 16, <SEP> 32%
<tb> Fe2O3 <SEP> 1,51% <SEP> 1,36% <SEP> 1,63% <SEP> 2,18% <SEP> 4,02%
<tb> FeO <SEP> 2,06% <SEP> 1,26% <SEP> 1,75% <SEP> 1,51% <SEP> 3,46%
<tb> CaO <SEP> 4, <SEP> 62ufo <SEP> 2, <SEP> 21% <SEP> 0, <SEP> 35% <SEP> 1, <SEP> 020/0 <SEP> 6, <SEP> 48%
<tb> Na2O <SEP> 3,53% <SEP> 3,31% <SEP> 0,86% <SEP> 8,45% <SEP> 3,

  88%
<tb> 
 

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<tb> 
<tb> Dazit <SEP> Dazittuff <SEP> Riolith <SEP> Phonolith <SEP> Trachit
<tb> K20 <SEP> 1, <SEP> 70% <SEP> 4, <SEP> 61% <SEP> 7, <SEP> 35% <SEP> 4, <SEP> 28% <SEP> 4, <SEP> 55%
<tb> MgO <SEP> 2, <SEP> 30% <SEP> 0, <SEP> 74% <SEP> 0, <SEP> 36% <SEP> 0, <SEP> 12% <SEP> 2,72%
<tb> FeS <SEP> 2, <SEP> 30% <SEP> 2,. <SEP> 80% <SEP> 1, <SEP> 00%
<tb> Rest <SEP> : <SEP> Glühverlust
<tb> 
 
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren können Formkörper von 1000 bis 500   kg/m3 Raumgewicht   hergestellt werden, oder aber auch Formkörper mit noch geringerem Raumgewicht, die eine genügende Festigkeit besitzen, um als Bauelemente von grossen Abmessungen verwendet werden zu können.

   Diese Bauelemente von grossen Abmessungen werden so bemessen, dass sie wenigstens in zwei Dimensionen den Abmessungen einer ganzen Wand oder Teilen derselben entsprechen. So können z. B. Bauelemente von 3 x 4 x 0,30 m hergestellt werden. Man kann aber auch kleinere Bauelemente - mit normierten Abmessungen-herstellen. 



   Diese Formstücke werden zweckmässig in noch plastisch feuchtem Zustand in Schamotteformen eingelegt und gesintert, wobei eine Oberfläche des Formkörpers offen ist. Das Ausbrennen (Sintern) wird dann so ausgeführt, dass die freie Oberfläche des in der Form befindlichen Formkörpers bis zur Entstehung einer zusammenhängenden Emailschicht erhitzt wird. Der von der Form begrenzte Teil des Formkörpers sintert weniger stark, als seine der Feuerung ausgesetzte freie Oberfläche. Die emaillierte Seite der Bauelemente kann als äussere Wandfläche von Gebäuden dienen und bedarf keines Verputzes ; eine solche Wand widersteht sehr gut der Witterung. Auch auf die innere Seite der   erfindungsgemässen   Bauelemente muss zumeist kein Verputz aufgetragen werden. sondern sie kann unmittelbar angestrichen werden. 



   Die Korngrösse der verschiedenen vulkanischen Gesteinpulver, die Menge der gaserzeugenden Materialien, ferner die Temperatur und Zeitdauer des Sinterns wird auf Grund von Vorversuchen so gewählt, dass das erwünschte Raumgewicht und die entsprechende Festigkeit der gebrannten Bauelemente erreicht werden können. So erfolgt z. B. das Sintern im Falle von einem Material geringerer Korngrösse bei niedrigeren Temperaturen. Die Gasbildung und somit die Struktur mit geschlossenen Blasen (Poren) entstehen schneller, als in einem Grundstoff mit gröberen Körnern. Bauelemente von höherer Festigkeit können erzeugt werden, wenn ausser überwiegend feineren Körnern, z. B. zu 70% unter   100/l,   eine gewisse Menge gröberer Körner, z. B. zu   25 - 300/0   zwischen 100 und   200 Il,   anwesend sind. 



   Zwecks Herabsetzung der Sintertemperatur können dem vulkanischen Gesteinpulver gegebenenfalls zusätzlich Alkaliverbindungen zugesetzt werden. 



   Zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens dienen die nachstehenden Beispiele :   Beispiel l :      100 kg Dazittuff - Mahlgut   mit der oben angegebenen Zusammensetzung, dessen Korngrösse unter   200 p   liegt und in dem die Menge der Körner unter   100 tu 70%   beträgt, wird mit 40   l   Sulfitablauge zu einer plastischen Masse verarbeitet. Dieses Material wird dann in eine Schamotteschablone von 1 x 1,5 x 0,20 m Abmessungen eingelegt und geglättet. Die Schamottewände werden vorher mit alu-   miniumoxydhydrathaltigen   Dextrinklebemitteln ausgekleidet. Das in die Form eingelegte Material wird in feuchtem Zustand in einen Tunnelofen geschoben und in dem Ofen während 5 h bis auf 12500C erhitzt.

   Auf dieser Temperatur wird es 5 h lang gehalten und schliesslich während 10 h langsam abgekühlt. Auf der freien Oberfläche des so erzeugten Bauelementes bildet sich   eineEmailleschicht   von grün-grauer 
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 nicht grösser als 2 mm. Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist 4   X     10'.   



   Falls man eine von der beim Ausbrennen (Sintern) entstehenden grün-grauen Farbe abweichende Farbe erzielen will, so soll vor dem Ausbrennen ein Farbstoff (ein färbendes Metalloxyd), z. B. Kobaltoxyd, aufgetragen werden, wobei dann beim Ausbrennen auf niedrigeren Temperaturen ein blaues Email erhalten werden kann. Bei höheren Temperaturen erzeugt das Kobaltoxyd eine schwarze Farbe. Mit entsprechenden organischen Farbstoffen können verschiedene Farben oder Musterungen erzielt werden. 



   Beispiel 2 :
100 kg gemahlener Dazittuff, dessen Korngrösse mit jener nach Beispiel 1 identisch ist, wird mit 5 kg in Wasser suspendiertem Säureharz vermischt und die so vorbereitete Masse gemäss Beispiel 1 in eine Schamotteschablone gelegt. Das Brennen wird bei 10500C Höchsttemperatur durchgeführt. Man erhält 

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 höchstens 2 mm, gross, doch 60% der Poren bleiben unter 1 mm. Der Wärmeausdehnungskoeffizient und die Farbeffekte des erzeugten Materials gleichen jenem gemäss Beispiel 1. 



   Beispiel 3 :
50 kg gemahlener Dazittuff wird mit 35 kg Phonolithpulver-Mahlgut vermischt. Die Korngrössen sind gleich den unter Beispiel 1 angeführten. Diese Mischung wird mit in   WassersuspendiertemSäureharz ver-   mischt und geknetet. Das Sintern wird analog dem Beispiel 1 durchgeführt. Die Aufheizzeit beträgt 4 h, die höchste Ausbrenntemperatur erreicht   1000 C.   Das Produkt wird während 5 h auf dieser Temperatur 
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   Bauelemente von grossen Abmessungen können an Bauskeletten einfach befestigt werden ; sie können aber auch als selbsttragende Bauelemente verwendet werden, da sie eine genügende Festigkeit besitzen. 



  Die äussere witterungsfeste Emailschicht macht auch einen äusseren Wandputz und spätere Reparaturen überflüssig. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung von Bauelementen grosser Abmessung durch Sintern von vulkanischem Gesteinpulver, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ansatz aus feingemahlenem, vulkanischem Gesteinpulver, und beim Erhitzen   SO, schwefelige   Säure oder deren Mischung erzeugende Stoffe auf feuchtem Wege in üblicher Weise geformt und in wärmebeständige, vorzugsweise mit einem nicht sinternden Stoff, wie Aluminiumoxyd, bestreute Formen eingelegt wird, wobei gegebenenfalls eine Oberfläche der Form offen bleibt, worauf die Form bis zum Sintern gebrannt wird und schliesslich die erhaltenen Formkörper stufenweise abgekühlt werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete vulkanische Gesteinpulver mindestens zu 50%, vorzugsweise aber zu 70%, eine Korngrösse unter 200 u besitzt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete vulkanische Gesteinpulver zu 70% aus Körnern unter 100 p. und zu 25-30% aus Körnern zwischen 100 - 200 P. Korngrösse besteht.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als beim Erhitzen SO oder schwefelige Säure erzeugende Stoffe pyrithaltiges vulkanisches Gesteinpulver verwendet und das Sintern in oxydierender Atmosphäre durchgeführt wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als beim Erhitzen SO2 oder schwefelige Säure erzeugende Stoffe Sulfitablauge und/oder Säureharz bzw. dessen wässerige Emulsion verwendet wird.

   6. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass als vulkanisches Gesteinpulver Tuff, z. B. Dazittuff-Mahlgut, verwendet wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Oberfläche des in der Form befindlichen Formkörpers bis zur Entstehung einer zusammenhängenden Emailschicht erhitzt wird.