DE1944523B2 - Verfahren zur herstellung von poroesem schaumglas gleichmaessiger zellenstruktur mit einer dichte von o,o5 bis o,4g/cm hoch 3 und mit hoher chemischer resistenz durch erhitzen einer wasserglas, metalloxide und ggf. treibmittel enthaltenden mischung - Google Patents
Verfahren zur herstellung von poroesem schaumglas gleichmaessiger zellenstruktur mit einer dichte von o,o5 bis o,4g/cm hoch 3 und mit hoher chemischer resistenz durch erhitzen einer wasserglas, metalloxide und ggf. treibmittel enthaltenden mischungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von porösem Schaumglas gleichmäßiger Zellenstruktur
mit einer Dichte von 0,05 bis 0,4 g/cm3 und mit hoher chemischer Resistenz durch Erhitzen einer Wasserglas,
Metalloxide und gegebenenfalls Treibmittel enthaltenden Mischung. Bei einem bekannten Verfahren dieser
Art (US-PS 3184 371) wird die das Wasserglas, anorganisches faseriges Silikat sowie gegebenenfalls
gepulverte steinähnliche Silikate als Metalloxide und Wasser enthaltende Mischung zwecks vollständigen
Abtreibens von freiem Wasser zunächst auf eine Temperatur von 140 bis 3600C erhitzt und danach die so
erhaltene trockene Masse auf eine Korngröße von 0,1 his 10 mm vermählen sowie abschließend zum Aufschäumen
auf eine Temperatur zwischen 700 und 900° C erhitzt. Bei einer Abwandlung dieses Verfahrens
(GB-PS 9 47 988) wird der vermahlenen Masse zur Erhöung der mechanischen Festigkeit des Schaumglases
vor dem Aufschäumen noch ein Metallpulver, insbesondere Aluminiumpulver, zugemischt. Die beschriebene
Herstellungsweise ist aufgrund des schlechten Reaktionsvermögens des im faserigen Silikat regelmäßig in
größeren Mengen vorhandenen CaO mit dem Wasserglas und insbesondere aufgrund der mehrstufigen
Verfahrensführung verhältnismäßig aufwendig.
Es sind zwar auch einstufige Verfahren zur Herstellung von porösem Schaumglas bzw. glasartigen
Schaumkörpern bekannt, bei denen eine Mischung aus Glaspulver, Wasserglas und Treibmittel (Silikattechnik
11/7, 1960, S. 350) oder eine Mischung aus Glaspulver,
Wasserglas und gegebenenfalls Metalloxidpigmenten sowie anorganischen porösen Teilchen auf eine
Temperatur zwischen 660 und 76O0C (GB-PS 10 02 786) oder eine Mischung aus Glaspulver und Kohlenstofftreibmittel
auf eine Temperatur zwischen 871 und 927°C (US-PS 26 91248) oder eine Mischung aus
Glaspulver und alkalische Metalloxide enthaltenden Flußmitteln auf eine Temperatur zwischen 760 und
10380C (US-PS 26 11712) oder eine vermahlene glasähnliche Schlacke mit verhältnismäßig niedrigem
Silikatgehalt sowie hohem Alkaligehalt auf eine Temperatur zwischen 300 und 7000C (US-PS 32 68 350)
oder eine Mischung aus Wasserglas, Aluminiumpulver und gegebenenfalls vulkanischem Glasexpandat oder
Mineralwolle auf eine Tempratur zwischen 46 und 260°C (US-PS 26 64 405) erhitzt wird. Die nach diesen
Verfahren hergestellten Schaumkörper besitzen jedoch ausnahmslos keine hohe ehemische Restistenz. Letztere
ist nur dann gegeben, wenn der Schaumkörper einen verhältnismäßig niedrigen Gehalt an ungebundenem
Alkali, einen verhältnismäßig hohen Gehalt an gebundenen mehrwertigen Metalloiden, wie Al2O3 und MgO,
und praktisch kein ungebundenes Wasserglas enthält. Zumindest jeweils eine dieser Voraussetzungen ist nicht
gegeben. Zu berücksichtigen ist hierbei, daß die Mischungskomponenten sich bei den genannten Temperaturen
nicht zu einem homogenen Glas vereinigen, d. h. zumindest nicht vollständig chemisch eingebunden
werden. Das gilt insbesondere für gegebenenfalls unmittelbar zugesetzte hochresistente Metalloxide, die
regelmäßig eine weit über 145O°C liegende Schmelztemperatur
aufweisen. Die Anwendung entsprechend hoher Temperaturen scheitert daran, daß die die
Aufschäumung bewirkenden Treibgase oberhalb etwa 950°C entweichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren bei vergleichsweise niedriger
Erhitzungstemperatur einstufig zu führen.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Metalloxide der zu erhitzenden Mischung zumindest
teilweise in Form von amorphen, bei der Erhitzungstemperatur von etwa 8000C mit dem Wasserglas zu einem
homogenen Glas reagierenden Mineralpulvern beigegeben werden.
Die Erfindung nutzt hierbei die bisher unbekannte Tatsache, daß bei einer Zugabe der Metalloxide
zumindest teilweise in Form amorpher Mineralpulver die für die Reaktion zu einem homogenen Glas
erforderliche Temperatur überraschenderweise so niedrig liegt, daß nicht nur die für die gewünschte hohe
chemische Resistenz notwendigen hochresistenten Metalloxide homogen erschmolzen werden, sondern
crleich auch der Schäumvorgang ohne Schwierigkei-
abläuft. Foiglich ist es nunmehr möglich, auf einfache
te°d billige Weise ein in Wasser unlösliches poröses
schaumglas mit gleichmäßiger Zellenstruktur und
eleich hoher chemischer Resistenz herzustellen.
im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann
ohl Natron-, als auch Kaliwasserglas mit unter-
S°hiedlichem Verhältnis SiCh : Me2O verwendet wer-
An im Hinblick auf raschere Trocknung und weniger
den, H" "' .iu a;o cn,;i\ ;
Eine chemische Modifikation und teilweise Neutralisierung
des Wasserglases kann durch geringe Zusätze an Phosphorsäure, welche eine Fällung von SiO2 in der
Schmelze bewirkt, ferner Silikofluoride, Dicynadiamid
oder Hexametaphosphat erreicht werden. Der Einsatz von Dispergierungsmittehi, wie ölen, Glykol, Kaolin
usw., ist ebenfalls möglich.
Jedenfalls wird die Mischung vorzugsweise in einer zu einem Fernglas mit etwa 80% SiO2. ungefähr 10%
Γ C2VJ3, LUU, l_U2V_/J, IVIIlVJ2 IUI1H.HU1.II t-uj« ~
eingesetzt. Zur Verbesserung der mechanischen Stärke kann das noch heiße Schaumglas vor der Kühlung einer
Behandlung in einem Autoklav, wie sie bei Gasbeton
α m Hinblick aui rascncic nuiMiuug uuu wtiugci einem rcitigia:» hui ciwa au «■ ^w1, ™··α
ve Verdampfung, welche die Entwicklung einer 10 Alkalioxid, Rest Erdalkalioxide, AI2Oj, MgO1ZnO1TiO3,
"|tenhrnäßigen Zellenstruktur behindern kann, wird Fe2O3, CuO, Co2Oj, MnO2 führenden Zusammensetzung
•doch ein Natronwasserglas 48/50 Be mit etwa 50 %
Wassergehalt vorgezogen. Um den Wassergehalt
Wassergehalt vorgezogen. Um den Wassergehalt
u oh7iisetzen kann einem flussigen Wasserglas auch ucnauuiung ■■· ι......... ^u^».-
·.·! fniilver beigemischt werden. Man benötigt Wasser 15 üblich ist, unterworfen werden. Je nach Temperaturlunin
einer derartigen Menge, daß d:e Mischung zu »·«» ™ 7"- ^ v«f»hrpn« kann man eeschlossene,
nUr ' homogenen Teig angemacht werden kann.
Metalloxide kommen hauptsächlich SiO2, CaO,
SrO AbO* MgO, ZnO. TiO2, Fe2O3, CuO, Co2Oj,
in Frage. Als Mineralpulver werden vorzugsweise pvnindierte Perlite, Bimsstein, Basalt, Kieselgur und/
der Staub aus Rauchgasen der Ferrosiliziumherstel- hrne verwendet. Zusätzlich können der Mischung
kieselhaltige Füllstoffe in Form von Abfall aus der μ npnlfaser- oder Eisenschwammerzeugung, Asbest-Mrer
TaTk, Magnesit, fein gemahlener Quarzit, Karbo'rundumpulver, Schlacke und/oder Asche beigeben
werden. Jedenfalls empfiehlt es sich, die pulvrigen
MUrhunesbestandteile mit einer Partikelgröße kleiner
Ü£ 40um und mit glasigem Oberflächencharakter
3Ü
aus dem Wasserglas verdampfenden Wasser können zusätzliche Treibmittel eingesetzt
werden und zwar solche, die keinen Einfluß auf die Chemische Zusammensetzung haben, und solche mit
Einfluß auf die Zusammensetzung. Zur ersten Gruppe Sen Zucker, Melasse, Glykol, Glyzerin Phenol,
Kohle Kohlenwasserstoffe und gewisse Öle Zur zweiten Gruppe gehören Ferrosilizium sowie S.hz.de,
Hie mit Wasserglas unter Bildung von Wasserstoffgas I SiO, reagieren, Aluminiumpulver, das sich mit dem
.an Na2O im Wasserglas unter Abgabe von sas verbindet, ferner Sulfate und Karbonate
die SO3 H2S, CO2 usw. entwickeln. Kleine
rung im Zuge des Verfahrens kann man geschlossene, aber auch offene, miteinander in Verbindung stehende
Poren erzielen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert,
100 Gewichtsteile Natromwasserglas 37/40° Be werden mit 15 Gewichtsteilen expandiertem Perlitepulver,
8 Gewichtsteilen Ferrosilizium (untrr 40 um), 3 Gewichtsteilen Kaolin und 3 Gewichtsteilen Schlacke
(z. B. Dekalziumsilikat) gemischt. Die Mischung wird langsam auf etwa 800°C erhitzt und langsam gekühlt.
100 Gewichtsteile Natronwasserglas 48/50° Be werden mit 20 Gewichtsteilen expandiertem Perlite-Pulver
(unter 1 μΐπ), 10 Gewidmteilen Kieselgur,
10 Gewichtsteilen fvilineralwolle-Abfalipulver, 2 Gewichtsteilen Kalk (oder Gips) und 0,5 Gewichtsteilen
Melasse (oder aktive Ki>le) gemischt. Erhitzung für
etwa 2 Stunden auf etwa S20°C, danach Kühlung in etwa 3 Stunden.
Ähnlich wie Beispiel 2, das Perlitepulver wird jedoch durch Staub aus Rauchgasen der Ferrosiliziumherstel·
lung ersetzt und Ά des flüssigen Wasserglases durch getrocknetes Wasserglas, welches mit den anderen
u.dgl., die SO3, H2S, CO2 usw. entwickeln. Kleine getrocknetes Wasserglas, weicnes um uu. «^
Zusätze von Akrylverbindungen erleichtern das gleich- 45 Pulvern gemischt wird. Danach wird 0,5 Gewichtsteil
. "> ,. ,w w-jccPrcrlnQlr^iine 6O°/oige Phosphorsäure hinzugefügt, bevor die Mi-
Sigee Abgasen des Wassers aus der g
undI tragen zur Zellenbildung im Zuge eines Verkohlens
60%ige Phosphorsäure hinzugefügt, bevor die Mischung mit der Wasserglaslösung erfolgt.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von porösem Schaumglas gleichmäßiger Zellenstruktur mit einer f,
Dichte von 0,05 bis 0,4 g/cm3 und mit hoher chemischer Resistenz durch Erhitzen einer Wasserglas,
Metalloxide und gegebenenfalls Treibmittel enthaltenden Mischung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Metalloxide der zu erhitzenden |0
Mischung zumindest teilweise in Form von amorphen, bei der Erhitzungstemperatur von etwa 8000C
mit dem Wasserglas zu einem homogenen Glas reagierenden Mineralpulvern beigegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metalloxide SiO2, CaO, BaO, SrO,
AI2Oj, MgO, ZnO, TiO2, Fe2O3, CuO, Co2O3, MnO2
eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralpulver expandierte
Perlite, Bimsstein, Basalt, Kieselgur und/oder Staub aus Rauchgasen der Ferrosiliziumherstellung verwendet
werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung zusatzlieh
kieselhaltige Füllstoffe in Form von Abfall aus der Mineralfaser- oder Eisenschwammerzeugung,
Asbestpulver, Talk, Magnesit, feingemahlenem Quarzit, Karborundumpulver. Schlacke und/oder
Asche beigegeben werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die pulvrigen Mischungsbestandteile
mit einer Paitikelgröße kleiner als 40 μΐη und mit glasigem Oberflächencharakter
eingesetzt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibmittel Zucker,
Melasse, Glykol, Glyzerin, Phenol, Kohle, Öle, Kohlenwasserstoffe, Ferrosilizium, Suizide, Aluminiumpulver,
Sulfate und/oder Karbonate eingesetzt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung außerdem
Phosphorsäure, Silikofluoride, Dicyandiamid oder Hexametaphosphat beigegeben wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in einer
zu einem Schaumglas mit etwa 80 % SiO2, ungefähr 10% Alkalioxid, Rest Erdalkalioxide, AI2O3, MgO,
ZnO, TiO2, Fe2O3, CuO, CO2O3, MnO2 führenden
Zusammensetzung eingesetzt wird.
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
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