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Fokusberichte

Industrial Chemicals


07.04.2015

Feuerfeste und chemisch resistente Zemente und Mörtel

Bei der Herstellung von Zement und Mörtel werden neben den Rohstoffen Kalkstein (CaCO3) und Sand (SiO2) auch Ton (verschiedene Mineralien wie Kaolinit, Serpetin, Pyrophillit, Illit) eingesetzt. Für die Herstellung feuerfester Zemente und Mörtel, können Alkali-Silikate wie das Kasolv (Kaliumsilikat) oder das Britesil (Natriumsilikat) der Mischung zugesetzt werden.

Diese bilden mit den verschiedenen Bestandteilen neue Bindungen aus. Ausser der Keramikbindung [Mg2(SiO4)], ähnlich der Forserit Struktur (Naturmineral für feuerfeste Baumaterialien) werden Calciumsilikathydrate sowie CalciumAlumiumSilikathydrate gebildet, die zur Festigkeit und Hitzebeständigkeit beitragen.

Aufgrund der Binderfunktion von Silikaten mit dem Ton, formen diese bei einer Kontamination mit Säure eine Silikatschicht, die allen Säuren gegenüber beständig ist, ausser gegenüber der Flusssäure. Folglich dieser Reaktion können spezielle Zemente mit der Applikation „säurebeständig“ zum Einsatz kommen.

Kasolv® und Britesil® erzeugen beim Zusatz in die Mischung eine exzellente Festigkeit, Wasserresistenz, einen hohen Erweichungspunkt, hohe Schmelztemperaturen und Säurebeständigkeit beim Endprodukt.

Ein weiterer Vorteil ist der leichte Einsatz in Trockenmischungen, die eine gute Plastizität hervorrufen. Herkömmliche mit Wasser angerührte Zemente sind bei der Lagerung wegen der Wechselwirkungen zwischen den flüssigen Silikaten und den Ca bzw. Mg. Ionen instabil. Eine Alternative stellt das pulverförmige Britesil® C20 dar. Dieses wird in die Trockenmischung zugegeben und erst kurz vor der Anwendung mit Wasser angerührt.

Britesil®/ Kasolv®

Britesil® ist eine feste Form von Wasserglas in einem sehr hohen konzentrierten Zustand. Hergestellt wird das Wasserglas in einem speziellen Produktionsverfahren mit anschliessender Sprühtrocknung. Verschiedene Typen mit unterschiedlichen Molverhältnissen, Partikelgrössen und Schüttdichten können in individuellen Formulierungen eingefügt werden. Folgende vorteilhafte Eigenschaften ergeben sich aus diesem speziellen Herstellungsverfahren:

  • schnellere Trocknung beim Bindungsprozess, verbessert die Formstabilität
  • vermeidet Gefrierung bei der Lagerung und Handhabung
  • feuerfester Binder für mineralisches, organisches Feinmaterial
  • es entstehen keine gefährlichen Dämpfe beim Erhitzen, keine Freigabe von Bindematerial
  • energiesparend, da weniger Wasser während dem Trocknungsprozess benötigt wird
  • Hilfe bei Trockenmischungen, ermöglicht hochkonzentrierte Formulierungen
  • Erhöhung der Konzentration von Wasserglas, wasserlöslich bei Raumtemperatur
  • schützt vor Korrosion bei Metallen oder keramischen Oberflächen
  • leichter Transport und bessere Lagerfähigkeit aufgrund fester Form

Eigenschaften von Britesil®/ Kasolv® 
Lösungsgeschwindigkeiten in Wasser

Die Lösungsgeschwindigkeit eines Natriumsilikats wird von der hydratisierten Form, der Molratio sowie Partikelgrösse bestimmt. Das Kasolv® besitzt im Vergleich zum Britesil® – mit der gleichen Molratio – eine höhere Lösungsgeschwindigkeit.

Schmelz- und Fliessverhalten

Die Schmelzeigenschaften der Silikate sind für die Verwendung in Zementen und feuerfesten Materialien von äusserster Wichtigkeit. Je alkalischer das Natriumsilikat ist, desto grösser die Fliesseffekte und desto höher ist die Erweichungstemperatur. Wegen der grösseren Fliesseffekte werden Natriumsilikate mit niedriger Molratio, im Vergleich zu Natriumsilikaten mit einer höheren Molratio, nicht lange in hohen Temperaturen, „gehalten“. Das Kasolv® besitzt im Vergleich zum Britesil® mit der gleichen Molratio einen höheren Erweichungspunkt und Fliesseffekte bei höheren Temperaturen.

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