DE2953525C2

DE2953525C2 - Formkörper geringer Dichte aus Calciumsilikatkristallen und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2953525C2
Application number: DE2953525A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Gifu Kubo; Kenichi Mitaka Tokio / Tokyo Oohashi; Akira Kagamihara Gifu Takahashi
Original assignee: OSAKA PACKING SEIZOSHO OSAKA JP KK
Current assignee: OSAKA PACKING SEIZOSHO OSAKA JP KK
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1979-09-07
Publication date: 1985-01-10
Also published as: JPS55109217A; JPH0214285B2; DE2936169C2; CA1134120A; DE2953526C2; DE2936169A1; US4298386A

Description

Die Erfindung betrifft aus Sekundärteilchen von Calciumsilikatkristallen aufgebaute Formkörper geringer Dichte und Verfahren zu deren Herstellung.

Es ist bekannt, daß Calciumsilikatformkörper leicht und fest sind, außergewöhnlich feuerfest sind und gute Wärmeisolierung bieten. Diese Eigenschaften scheinen in weitem Maße auf die Struktur der Körper und ihr Herstellungsverfahren zurückzuführen sein.

Aufgrund ausgedehnter Untersuchungen wurde festgestellt, daß Calciumsilikatkristalle, die zu kugelförmigen Sekundärteilchen gleichmäßiger Struktur zusammengeballt sind, Formkörper mit geringer Dichte und hoher mechanischer Festigkeit ergeben (US-PS 36 79 446).

Die in dieser Patentschrift offenbarten Calciumsilikat-Sekundärteilchen sind im wesentlichen kugelförmig,

bestehen aus nadeiförmigen, miteinander dreidimensional verbundenen Calciumsilikatkristallen, haben

Außcndurchmesser von 10 bis 150 μπι, und nadel- bis plattenform ige Calciumsilikatkristalle stehen teilweise

von der Oberfläche in Form von Büscheln ab. Aus diesen Sekundärteilchen erhält man Formkörper mit geringer

Dichte und hoher mechanischer Festigkeit.

Es ist ebenfalls bekannt, daß die Wärmeisolationseigenschaften'von Calciumsilikat-Formkörpern mit Abnahme der Dichte des Körpers besser werden. Daher wurden Anstrengungen gemacht, Formkörper herzustellen, die eine möglichst geringe Dichte mit einer geeigneten Festigkeit verbinden.

In der DE-OS 27 05 828 wird die Herstellung von kugelförmigen Sekundärteilchen aus Kieselerde und KaIkmilch bei einem Wasser/Feststoff-Gewichtsverhältnis von mindestens 15:1 durch Hydrothermalreaktion unter Rühren beschrieben. Die in den erfindungsgemäßen Formkörpern vorliegenden hohlkugelförmigen Sekundärteilchen zeichnen sich gegenüber den bekannten Sekundärteilchen durch eine mittlere spontane Sedimentationshöhe von wenigstens 800 ml im Gegensatz zu den bekannten Sekundärteilchen, die eine mittlere spontane Sedimentationshöhe von 605 ml aufweisen, aus. Daher zeigen die erfindungsgemäßen Formkörper äußerste Leichtigkeit bei hoher mechanischer Festigkeit.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von Calciumsilikat-Formkörpern mit einer brauchbaren Festigkeit bei einem stark verringerten Gewicht (d. h. einer geringen Dichte). Ferner soll ein Verfahren aufgezeigt werden, mit dem außerordentlich leichte Formkörper aus Calciumsilikat mit ausreichender Festigkeit hergestellt werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ein Formkörper geringer Dichte aus Calciumsilikatkristallen der Wollastonitgruppe der Formel

/CaO m SiOj η H₂O

worin 1 S / S 6, 1 S m S 6, 0 S η S 1 ist, wobei der Formkörper hohlkugelförmige Sekundärteilchen aus CaI-ciumsilikatkristallen der Wollastonitgruppe enthält, die Sekundärteilchen miteinander verbunden sind und vor dem Formen einen Außendurchmesser von 5 bis 110 μπι aufweisen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Sekundärteilchen vor dem Formen eine mittlere spontane Sedimentationshöhe von mindestens 800 ml, ein mittleres Schüttgewicht von 0,04 bis 0,09 g/cm³ und eine mittlere Schalendichte gemäß der Gleichung Y = 0,0033* + B aufweisen, worin Y die mittlere Schalendichte, X der mittlere Teilchendurchmesser und B eine Konstante darstellen, wobei 15 μπι £ X S 40 μΐη und 0 S B S 0,115 ist.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Fc>rmkörpers geringer Dichte aus Calciumsilikat, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Aufschlämmung von feinen kieselsäurehaltigen Teilchen mit einem mittleren Durchmesser bis zu 0,5 μπι, Kalkmilch mit einem Sediinentationsvolumen von wenigstens 5 ml sowie einem Wasseranteil in der wenigstens 30fachen Menge des Gewichts der Feststoffe, wobei die feinen kieselsäurehaltigen in Wasser dispergierten Teilchen mit einem kumulativen Gewichtsprozentgehalt von wenigstens 70% einen Durchmesser bis zu 2 μΐη aufweisen, unter Anwendung von Druck und Wärme unter kontinuierlichem oder zeitweise unterbrochenem Rühren zur Reaktion gebracht und die entstandene Aufschlämmung aus Calciumsilikatkristallen geformt und getrocknet wird.

Die den erfindungsgemäßen Formkörper bildenden Sekundärteilchen aus Calciumsilikatkristallen sind in der Stammanmeldung P 29 36 169.1-41 eingehend beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird. Für diesen Gegenstand wird im Rahmen vorliegender Anmeldung kein Schutz begehrt.

Die Sekundärteilchen besitzen die folgenden Eigenschaften.

1. Die Calciumsilikatkristaiie gehören zur WoiPastonitkristaiigruppe gemäß der folgenden Fonnei:

/ CaO · m SiO₂ ■ η H₂O

worin 1 S / S 6,1 S m S 6 und OSnSl ist. Typisch für die durch obige Formel bestimmten Calciumsiiikatkristalle der Wollastonitgruppe sind jß-Wollastonit (CaO · SiO₂), Xonotlit (5 CaO · 5 SiO₂ · H₂O oder 6 CaO · 6 SiO₂ · H₂O) und Foshagit (4 CaO · 3 SiO₂ · H₂O). Zur Verwendung in der Erfindung kann der Xonolit kleine Mengen von quasi-kristallinem Xonotlit, der in seiner Kristallinität vom Xonotlit abweicht, enthalten. Quasi-kristalliner Xonotlit wächst zu Xonotlitkristallen und enthält variierende Mengen an KristaHwasser. Von den oben beispielsweise angegebenen Kristallen der Wollastonitgruppe besitzen Wollastonit und Xonotlit die am meisten bevorzugten Eigenschaften. Der durch dip vorstehende Formel definierte Xonotlit hat gute Eigenschäften, wenn / und m jeweils mindestens 2 betragen und η nicht größer als 1 ist.

Soweit die Sekundärteilchen als Hauptbestandteil Calciumsilikate der Wollastonitgruppe enthalten (üblicherweise in einem Verhältnis von mindestens 50 Gewichts-%), dürfen die Teilchen auch andere Calciumsilikatkristalle, wie solche der Tobermoritgruppe, enthalten.

2. Die Sekundärteilchen haben eine mittlere spontane Sedimentationshöhe von mindestens 800 ml, und vorzugsweise mindestens 850 ml, die nach der folgenden Methode gemessen wird.

Zur Herstellung einer wäßrigen Aufschlämmung werden Calciumsilikatkristall-Sekundärteilchen in eL=ier Konzentration von 1 Gewichts-% im Wasser verteilt. Eine 1000 ml-Menge wird in einen 1000 ml-Meßzylinder mit einem Innendurchmesser von 6,5 cm gefüllt, nach Verschließen 5mal geschüttelt, dann geöffnet, der Schlamm 30 Min. stehengelassen und das Absitzen der Sekuudärteilchen gemessen. Dieser Vorgang wird 5mal wiederholt. Die mittlere spontane Sedimentationshöhe ist der Durchschnitt der 5 Messungen, ausgedrückt in ml. Eine mittlere Sedimentationshöhe von 800 ml z. B. bedeutet, daß der Meßzylinder eine obere Wasserschicht von 200 ml und 800 ml einer Suspension von Sekundärteilchen in Wasser in seinem unteren Teil enthält.

3. Die Sekundärteilchen bestehen aus nadeiförmigen Calciumsilikatkristallen, die dreidimensional miteinander verzahnt sind und von denen jedes eine Hohlkugel mit einem Außendurchmesser von 5 bis 110 μπι darstellt. Z. B. zeigt F i g. 1 als 200-fach vergrößertes optisches Mikrobild, daß die Sekundärteilchen des Beispiels 1 einen Außendurchmesser zwischen 5 und 110 μπι haben, deren Mehrzahl zwischen 10 und 50 μΐη liegt. Fig. 2 zeigt die Sekundärteilchen des Beispiels 1 in einer Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme mit 600-facher Vergrößerung, wonach die Sekundärteilchen hohl sind und aus zahlreichen dreidimensional miteinander verzahnten Calciumsilikatkristallen gebildet sind. Fig. 3 und 4 sind Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen mit 600- bzw. 2000-facher Vergrößerung, die eine etwa 1,5 μΐπ starke Scheibe eines Formkörper:: zeigen, der durch spontane Sedimentation eines wäßrigen Schlamms aus Sekundärteikheri ntxh Beispiel I und Trocknung der erhaltenen Masse erzielt wurde. Die Scheibe wurde durch Abschneiden eines Teiles des Formkörpers, Fixieren mit einer Mischung aus Methylmethacrylat-, Äthylmethacrylat- und n-Butylmethacryiatharzen und durch Abschneiden des fixierten Teiles mittels eines Supermikrotoms erhalten. Die F i g. 3 und 4 zeigen, daß die Sekundärteilchen aus dreidimensional miteinander verbundenen Calciumsilikatkristallen gebildete Hohlkugeln sind.

4. Die Sekundärteilchen haben ein mittleres Schüttgewicht von 0,04 bis 0,09 g/cm³, das nach folgender Gleichung berechnet werden kann:

mittleres Schüttgewicht (g/cm³) = Dichte des Formkörpers

Volumenverhältnis der Teilchen

worin:

Volumenver.tJltnis der Teilchen - Gewicht der Teilchenanteile Gewicht der Gewicht der Teilchenanteile Zwischenraumanteile

S. Die Sekundärteilchen haben eine Schalenstärke von etwa 0,1 bis etwa 7,0 μηι und eine Dichte von 0,02 bis 0,06 g/cm³, wenn aus ihnen durch spontane Sedimentation ein Formkörper gebildet wird. Die Teilchen haben eine mittlere Schalendichte Y gemäß der Gleichung Y - 0,0033 X + B, worin X der mittlere Durchmesser der Teilchen in der Größenordnung von 15 μίτι S A" S 40 μπι und B eine Konstante in der Größenordnung von 05030,115 ist. Fig. 7 zeigt in der schraffierten Zone die Verteilung der mittleren Schalendichte. Sie zeigt ebenfalls in der umrandeten Zone die Verteilung des mittleren Schuttgewichts der Sekundärteilchen.

Ferner werden die den Formkörper bildenden Sekundärteilchen noch durch Grate gekennzeichnet, die aus von der Teilchenoberfläche abstehenden Calciumsilikatkristallen gebildet werden. Fig. 5 ist eine Elektronen-Mikrofotografie eines Sekundärteilchens gemäß Beispiel 1, das später in einer 6000-fachen Vergrößerung gezeigt wird.

Die sehr große mittlere spontane Sedimentationshöhe der Teilchen von mindestens 800 ml zeigt an, daß die Sekundärteilchen außerordentlich leicht sind und sich sehr langsam in Wasser absetzen. Dies ist eine herausragende Eigenschaft der Sekundärteilchen. Die Sekundärteilchen umfassen auch solche, die ein mittleres Schüttgewicht von 0,05 g/cm³ haben, was niedriger ist als das fast aller bisher verfügbaren ähnlichen Teilchen. Daher liefern derartige Sekundärteilchen superleichte Calciumsilikat-Formkörper mit einer Dichte von etwa 0,05 g/ cm³. Trotz ihrer niedrigen Dichte haben die Formteile eine Biegefestigkeit von mindestens 0,5 kg/cm³ und somit sine ausreichende Festigkeit, da sie aus hohlkugelförmigen Sekundärteilchen bestehen.

Di; meisten S*kundärteilchen - üblicherweise mindestens 80% von ihnen - haben einen Außendurchmesser zwischen ca. 10 und ca. 50 μπι.

Die Sekundärteilchen können z. B. hergestellt werden, indem feine kieselsäurehaltige Teilchen mit mittleren Durchmessern bis zu 0,5 μπι in Wasser unter Herstellung einer Aufschlämmung so dispergiert werden, daß wenigstens 70% der Teilchen einen Durchmesser von bis zu 2 μπι aufweisen, diese Aufschlämmung mit Kalkmilch mit einem Sedimentationsvolumen von mindestens 5 ml unter Erhalt einer Ausgangsaufschlämmung vermischt wird, deren Wassergehalt mindestens das 30-fache ihrer festen Bestandteile ist, die Ausgangsauf· schlämmung einer Hydrothermalreaktion unter Anwendung von Druck und Wärme, bei ständigem oder zeitweise unterbrochenem Rühren, unterworfen wird, um eine Calciumsilikatkristall-Aufschlämmung zu erhalten, und die Aufschlämmung getrocknet wird. Bezüglich der Einzelheit*n des Verfahrens sowie der verwendbaren Ausgangsmaterialien wird auf die Stammanmeldung P 29 36 169.1-41 verwiesen, deren Inhalt hier mit einbezogen wird.

Feine kieselsäurehaltige Teilchen mit einem mittleren Durchmesser bis zu 9,5 μΐη in Form einer wäßrigen Aufschlämmung werden als kieselsäurehaltiges Material verwendet.

Der Ausdruck »mittlerer Durchmesser der Teilchen« bedeutet den Durchmesser der spezifischen Oberfläche, gemessen nach dem BET-Verfahren und berechnet nach folgender Gleichung:

K

Spezirischer Oberflächendurchmesser (dsp) -

worin ρ das spezifische Gewicht des kieselsäurehaltigen Materials, Sw die spezifische Oberfläche (gemessen nach dem BET-Vetfahren) und K einen Formfaktor (der bei kugelförmigen Partikeln 6 beträgt) darstellen.

Sofern der angegebene mittlere Teilchendurchmesser eingehalten wird, können auch relativ grobe Partikel enthalten sein.

Es ist wichtig, derart feine kieselsäurehaltige Teilchen in Form einer wäßrigen Aufschlämmung als kieselsäurehaltiges Material zu verwenden. Wenn die Aufschlämmung aus feinen kieselsäurehaltigen Teilchen in Verbindung mit dem später zu beschreibenden Kalkmaterial zu einer Ausgangsaufschlämmung hergestellt wird, die ein Wasser-Festteil-Verhältnis von 30 :1 oder mehr hat, ergibt die Ausgangsaufschlämmung superleichte kugelförmige Calciumsilikat-Sekundärteilchen und somit nach der Hydrothermalreaktion unter Rühren superleichte CalciumsUikat-Formkörper.

Die wäßrige Aufschlämmung kann z. B. durch Zugabe einer Menge feiner kieselsäurehaltiger Teilchen zu einer gewichtsmäßig mindestens gleich großen Wassermenge und durch gründliche Dispergierung der Teilchen in Wasser mit H^fe einer mechanischen Rührvorrichtung, wie z. B. eines Homomischers, hergestellt werden. Gemäß der Erfindung wird eine Aufschlämmung verwendet, bei der 70 Gew.-% der Teilchen bis zu 2 μΐη Durchmesser haben (nachstehend bezeichnet als »Teilchen mit einem kumulativen Gewichtsanteil von 70% sind bis zu 2 um groß«}. Um die gewünschte Aufschlämmung zu erhalten, werden feine kieselsäurehaltige Teilchen mit verschiedenen Wassermengen und verschiedenen Dispersionsverfahren dispergiert, um verschiedene Auf-

schlämmungen von jeweils 1000 ml, die 50 g feste Bestandteile enthalten, herzustellen. Teilchen verschiedener Materialien, einschließlich kieselsäurehaltiger Materialien, haben allgemein die Neigung, in Wasser zu größeren Partikeln zu agglomerieren, mit einer Abnahme der Partikelgröße. Dabei hängt jedoch der Grad der Agglomerierung von der Art und den Eigenschaften der Partikel ab. Daher bilden feine kieselsäurehaltige Teilchen bis zu 0,5 μπι Durchmesser, wenn sie einfach in Wasser eingebracht werden, gewöhnlich keine gleichmäßige Auf schlämmung, sondern agglomerieren in Wasser, mit dem Ergebnis, daß die Partikel mit einem kumulativen Gewichtsprozentgehalt von 70% im Durchmesser größer werden. Aufschlämmungen, die Partikel mit geringer Dispergierfähigkeit enthalten, ergeben bei der Herstellung der in Betracht gezogenen Formkörper Schwierigkeiten, während diese Schwierigkeiten bei der Herstellung des gewünschten Produkts vermieden werden können, wenn eine Aufschlämmung verwendet wird, in der feine kieselsäurehaltige Teilchen in Wasser durch schnelles Rühren, wie beispielsweise in einem Homomischer. dispergiert worden sind, so daß die Partikel mit einem kumulativen Gewichtsanteil von 70% einen Durchmesser bis zu 2 μπι besitzen. Wenn die Rührbedingungen, wie z. B. die Rührgeschwindigkeit zur Herbeiführung der Dispersion strenger werden, kann der Partikeldurchmesser in einer kürzeren Zeit derart verringert werden, daß der kumulative Gewichtsprozentgehalt von 70%

erzielt wird. Zur Dispergierung der Partikel kann ein Dispergiermittel, wie Natriummetaphosphat, verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist es ebenfalls wichtig, daß das oben beschriebene kieselsäurehaltige Material in Kombination mit Kalkmilch verwendet wird, die mindestens ein Sedimentationsvolumen von S ml aufweist.

Das in der vorliegenden Beschreibung erwähnte SedimenUtionsvolumen von Kalkmilch ist ein Wert, der s durch -iic Herstellung von SO ml Kalkmilch mit einem Wasser-Feststoff-Gewichtsverhältnis von 120 : 1, durch Absitzenlassen der Milch während 20 Min. in einem zylindrischen Behälter von 1,3 cm Durchmesser und einem Mindestfassungsvermögen von SO ml, und Ablesen des Volumens (ml) des verbleibenden Sediments aus Kalkpartikeln erzielt wird. D. h., ein Sedimentetionsvolumen von 10 ml bedeutet, daß das Volumen des Sediments 10 ml beträgt und die im Meßzylinder überstehende Flüssigkeit 40 ml beträgt. Damit ist der Wert des Sedimentationsvolumens eine Anzeige der Feinheit der Kalkpartikel im Wasser. Wenn der Wert hoch ist, heißt das, daß die Partikel des Kalks sehr fein und beständig im Wasser verteilt sind und keine Tendenz zum Absitzen haben. Gemäß der Erfindung können verschiedene Kalkmilcharten verwendet werden, wenn sie ein Sedimentationsvolumen von mindestens S ml haben. Das Sedimantationsvolumen der Kalkmilch hängt von dem als Rohmaterial verwendeten Kalkstein, der Calcinierungstemperatur und -zeit, der beim Löschen angewendeten Menge Wasser IS und insbesondere der Temperatur sowie den zum Löschen angewendeten Rühr- und Mahlbedingungen ab. Die für die Erfindung zu verwendende Kalkmilch mit einem Sedimentationsvolumen von wenigstens S ml wird typischerweise durch die Behandlung von Wasser und Kalk hergestellt, z. B. in einem Wasser-Feststoff-Gewichtsverhältnis von 5:1, vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens 60⁰C, in einem Homomischer, der für Hochgeschwindigkeitsrühren ausgelegt ist, oder in einer Naßmühle und durch Verteilung der Mischung in Wasser. Verschiedene Kalkmaterialien sind für die Herstellung von Kalkmilch brauchbar.

Eine Veränderung des Molverhältnisses zwischen dem spezifischen kieselsäurehaltigen Material und dem Kalkmaterial verursacht Unterschiede in den sich aus der Hydrothermalreaktion ergebenden Calciumsilikatkristallen. Niedrigere Molverhältnisse liefern Tobermorit, höhere Molverhältnisse führen zur Entstehung von Dicalciumsilikathydrat usw. Die für die Erzeugung von Xonotlit günstigen Molverhältnisse liegen üblicherweise in der Größenordnung von etwa 0,8 bis etwa 1,2 und besonders in der Größenordnung von etwa 0,92 bis etwa 1,0.

Zunächst wird eine Ausgangsaufschlämmung hergestellt, indem eine Aufschlämmung von feinen kieselsäurehaltigen Teilchen und Kalkmilch so vermischt werden, daß das Molverhältnis innerhalb der oben genannten Größenordnung liegt. Die Ausgangsaufschlämmung muß Wasser in einer Menge des mindestens 30-fachen des Gewichts der gesamten Feststoffe der Ausgangsaufschlämmung enthalten. Vorzugsweise liegt der Wasseranteil bei dem 35- bis 30-fachen, noch besser bei dem 40- bis 70-fachen des Gesamtgewichts aller in der Ausgangsaufschlämmung enthaltenen Feststoffe. Die superleichten Calciumsilikat-Sekundärteilchen und folglich die leichten Calciumsilikat-Formkörper der Erfindung können nur hergestellt werden, wenn Wasser in weit größeren Mengen verwendet wird, als bisher für die Herstellung von Formkörpern dieser Art verwendet wurde.

Die so hergestellte Ausgangsaufschlämmung wird einer Hydrothermalreaktion, unter Anwendung von Druck und Wärme, bei kontinuierlichem oder zeitweise unterbrochenem Rühren unterworfen. Die Ausgangsaufschlämmung kann durch jede beliebige Methode gerührt werden, sofern dadurch die Feststoffe in der Aufschlämmung gleichmäßig in dem wäßrigen Medium dispergiert bleiben. Die Aufschlämmung kann z. B. durch eine mechanische Vorrichtung, durch Luft, Flüssigkeit oder Vibration gerührt werden. Die Reaktionsbedingungen, wie Druck, Ruhrgeschwindigkeit usw., werden entsprechend dem Reaktor, dem Rührgerat, dem Reaktions- produkt usw. festgelegt. Der bevorzugte Druck liegt üblicherweise zwischen etwa 8 bis 50 ■ 10⁵Pa, während die bevorzugte Temperatur zwischen ca. 175 bis 264⁰C liegt. Durch eine Erhöhung des Drucks kann die Reaktion beschleunigt werden.

Die oben dargelegte Hydrothermalreaktion ergibt eine Aufschlämmung aus Xonotlit- und/oder Foshagitkristalien, die zahlreiche kugelförmige Sekundärteilchen im Wasser verteilt enthält. Die Sekundärteilchen können durch Trocknen der Aufschlämmung erhalten werden, ohne daß die Form der Teilchen leidet. Kugelförmige Sekundärteilchen aus Wollastonitkristallen können erzielt werden, wenn die oben genannten Sekundärtsilchen bei einer Temperatur von mindestens 800⁰C gebrannt werden, so daß die Form der Teilchen nicht beeinträchtigt wird.

Für die Herstellung der kugelförmigen Sekundärteilchen können der Ausgangsaufschlämmung anorgani- so sehe Fasern, wie Asbest, Steinwolle und Glasfasern, beigefugt werden. Wenn der Ausgangsaufschlämmung derartige anorganische Fasern beigefügt werden, ist es sehr wahrscheinlich, daß die durch die Hydrothermalreaktion erzeugten Calciumsilikatkristalle kugelförmige Sekundärteilchen an dem Fasermaterial bilden, mit dem Ergebnis, daß die kugelförmigen Sekundärteilchen teilweise mit den Fasern verbunden sind. Eine derartige Aufschlämmung ergibt Formkörper mit einer höheren mechanischen Festigkeit als eine Aufschlämmung von Calciumsilikatkristallen, der anorganische Fasern beigefügt wurden, d. h. nachdem sie aus der Ausgangsaufschlämmung hergestellt wurde.

Die kugelförmigen Sekundärteilchen können leicht in Wasser unter Bildung einer Aufschlämmung dispergiert oder suspendiert werden, ohne daß ihre Struktur zerstört würde. Die Aufschlämmung kann gemäß der Erfindung einfach zu Fonnkörpern verarbeitet werden, indem man die Aufschlämmung in die gewünschte Form bringt und trocknet. Die für die Herstellung der Aufschlämmung benötigte Wassermenge, die in weiten Grenzen verändert werden kann, beträgt üblicherweise das 15- bis lOOfache, vorzugweise das 20- bis JWfache des Gewichts der Feststoffe.

Wenn die wäßrige Aufschlämmung der kugelförmigen Sekundärteilchen geformt und dann getrocknet wird, ergeben sich superleichte Formkörper. Wegen der Anwesenheit von Wasser in den Hohlräumen der kugelförmigen Sekundärteilchen, die die Aufschlämmung bilden, zerbrechen die Teilchen nicht leicht, wenn sie dem Formdruck unterliegen. Sie werden jedoch, durch das Ineinandergreifen der zahlreichen Grate, die von ihren Oberflächen abstehen, fest zusammengefügt. Während des Trocknens wird das Wasser aus den Hohlräumen ent-

fernt. Der sich so ergebende Formkörper ist sehr leicht und hat eine auu eichende nutzbare Festigkeit.

Die Aufschlämmung kann mit den verschiedensten Methoden geformt werden, z. B. durch Spritzguß, unter Verwendung einer Presse zum Entwässern und Formen oder mittels einer Blattfertigungsmaschine. Es ist auch möglich, die Aufschlämmung einer spontanen Sedimentation auszusetzen und die sich ergebende Masse zu einem Formkörper zu trocknen. Die Anwendung von Druck für das Entwässern der Aufschlämmung während des Formens ergibt Formkörper von erhöhter Dichte und größerer Festigkeit. Während des Trocknens kann die geformte Με .se etwas schrumpfen. In diesem Fall ist es angebracht, der Aufschlämmung ein oberflächenaktives Mittel oder ein Verstärkungsmaterial in einer Menge zur wirksamen Verhinderung der Schrumpfung zuzusetzen. Wenn in einem solchen Fall das oberflächenaktive Mittel zu der Ausgangsaufschlämmung zugesetzt wird, to kann das Schrumpfen tatsächlich verhindert werden. Die benötigte Menge ändert sich in weiten Grenzen, entsprechend den Herstellungsbedingungen der Aufschlämmung, den Aufschlämmungsmaterialien, dem Formverfahren usw. Brauchbare oberflächenaktive Mittel sind nicht-ionische, kationische und anionische oberflächenaktive Mittel, wie solche vom quaternären Ammonium-Typ, Fluor-Typ, Typ höherer Alkohole, geradkettiger Alkylbenzole, Alkylsulfat-Typ, Polyoxyäthylenalkylphenol-Typ, Sorbitan-Fettsäureester-Typ usw.
Handelsübliche Produkte, die derartige oberflächenaktive Mittel enthalten, können ebenfalls verwendet werden. Die oberflächenaktiven Mittel werden in einer Menge zugesetzt, die als Feststoff gerechnet 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,02 bis 2 Gew.-% des Gewichts der Aufschlämmung oder der Ausgangsaufschlämmuna ausmachen, B?ispic!? für brauchbare VerstärkiüigsniatsrialJen sind anorganische Fasern, wie Asbest, Steinwolle, Fiberglas, Keramikfasern und Metallfasern, natürliche Fasern, wie Pulpe, Baumwolle, Holzfasern, X Hanf usw., synthetische Fasern, wie Rayon und Fasern aus Polyacrylnitril, Polypropylen, Polyamid und PoIyester. Diese Fasern können einzeln verwendet oder wenigstens zwei von ihnen können miteinander verwendet werden. Beispiele für weitere geeignete Verstärkungsmaterialien sind Zemente, wie Portlandzement und Tonerdezement, Lehm, Gips, Bindemittel aus Phosphorsäure, Wasserglas, organische Bindemittel usw. Eine breite Auswahl derartiger Verstärkungsmittel kann je nach den gewünschten Eigenschaften des Formkörpers und seiner beabsichtigten Verwendung angewendet werden. Die Verstärkungsmittel sind in einer entsprechend festgelegten Menge verwendbar. So ist es z. B. angebracht, anorganische oder organische Fasern bis zu 50 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 5 und 20 Gew.-% beizugeben, Lehm in einer Menge von 3 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-⁰/«, und Zemente in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 40 Gew.-%, wobei alle Zugaben $ sich auf das Gewicht der Feststoffe in der Aufschlämmung beziehen.

[f. 30 Die geformte Masse ergibt nach dem Trocknen sehr leichte Calciumsilikat-Formkörper, die bisher nicht very| fügbar waren. Der Formkörper besitzt eine Dichte von 0,01 g/cm³ und eine ausreichende Festigkeit.

>i| In den nachstehenden Beispielen beziehen sich sämtliche Anteile und Prozentsätze auf das Gewicht.

•| Fig. 1 ist eine Fotografie eines den erfindungsgemäßen Formkörper bildenden kugelförmigen Sekundärteil-

% chens, aufgenommen mit einem optischen Mikroskop unter 200facher Vergrößerung;

b ³⁵ Fig. 2 ist ein Raster-Elektronenmikroskopbild desselben Teilchens bei 600facher Vergrößerung;
§ Fig. 3 und 4 sind Raster-Elektronenmikroskopbilder bei 600- bzw. 2000facher Vergrößerung einer etwa

gj- 1,5 μΐη starken Scheibe, die durch spontane Sedimentation von Sekundärteilchen zur Herstellung eines erfin-

yi dungsgemäßen Fonnkörpers, Herausschneiden eines Stückes des Formkörpers und durch in Scheiben schneiden dieses Stückes, nachdem es mit einer Harzmischung fixiert wurde, erhalten wurde;
Fig. 5 ist ein Elektronenmikroskopbild eines Sekundärteilchens, bei einer 6000fachen Vergrößerung;

F i g. 6 ist ein Elektrorvtnmikroskopbild bei einer 8000fachen Vergrößerung, das Xonotlitkristalle zeigt, die ein Sekundärteilchen bilden, und

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, welche die mittlere Schalendichte und Schüttgewichte von Sekundärteilchen wiedergibt.

Beispiel 1

Gebrannter Kalk (19,94 Teile, die 95,02% CaO enthalten) wird mit 478,6 Teilen warmem Wasser von 95°C gelöscht und die Mischung in einem Homomischer bei hoher Geschwindigkeit 7 Min. gerührt, um eine KaIkmilch mit einem Sedimentationsvolumen von 18,7 ml herzustellen. Dann wird eine wäßrige Suspension (Konzentration 4,76%) von Ferrosiüciumofenstaub (der bei der Herstellung von Ferrosilicium und dessen Verbindungen in großen Mengen als Nebenprodukt anfällt und vorwiegend aus Siliciumdioxid besteht, SiO₂-Gehalt 92,0%) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,24 μΐη bei hoher Geschwindigkeit 5 Min. in einem Homomischer verrührt, um die Staubpartikel zu verteilen und eine wäßrige Aufschlämmung mit einem Partikeldurchmesser von 1,2 μΐη bei einem kumulativen Gewichtsprozentsatz von 70% zu erhalten. Die Kalkmilch wird mit einer Menge der wäßrigen FeSi-ofenstaub-Aufschlämmung (22,06 Teile, berechnet als Feststoff) vermischt, und die Mischung wird unter Hinzufügen von Wasser gerührt, um eine Ausgangsaufschlämmung mit einem Wasser-Feststoff-Verhältnis von 50 : 1 zu erhalten. Die Ausgangsaufschlämmung wird einer Hydrothermalreaktion mit gesättigtem Wasserdampf von 12 · ΙΟ⁵ Pa Druck und einer Temperatur von 191°C 8 Stunden lang in einem Autoklaven mit einem Innendurchmesser von 15 cm und einem mit 112 U/Min, laufenden Rührwerk unterworfen, um eine Kristallaufschlämmung zu erhalten. Die Aufschlämmung wird 24 Stunden lang bei einer Temperatur von 11O⁰C getrocknet und anschließend einer Diffraktionsanalyse unterzogen, die zeigt, daß die Kristalle Xonotlitkristalle sind.
Die Aufschlämmung wird auf einer Glasplatte getrockf.it und dann bei 200facher Vergrößerung unter einem

optischen Mikroskop fotografiert. Das Bild zeigt kugelförmige Sekundärteilchen mit einem durchschnittlichen Außendurchmesser von 28 μΐη, wie in F i g. 2 ersichtlich ist. Eine Beobachtung nach dem Reflektionsverfahren zeigt, daß die Teilchen eindeutige Umrisse und ein im wesentlichen transparentes Inneres haben.
Ein Teil eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels (hauptsächlich bestehend aus Fluorkohlenstof!)

wird mit 100 Teilen Kristallaufschliimmung vermischt. 200 g dieser Mischung werden dann in eine Form von 16 cm Lunge, 4 cm Breite und 4 cm Tiefe gegeben und 24 Stunden zwecks spontaner Sedimentation mit der Form in einem Trockenschrank bei 5O⁰C stehen gelassen. Die in der Form enthaltene Masse wird dann in einem Trockenschrank bei 110⁰C weiter getrocknet, um einen Formkö:per zu erhalten. Ein Stückchen wird aus dem Formkörper herausgeschnitten, mit einer Mischung aus Methylmethacrylat-, Äthylmethacrylat- und η-Butyl- s methacrylatharzen fixiert und dann mit einem Supermikrotom in Scheiben zerteilt. Eine Scheibe wird unter dem Raster-Elektronenmikroskop bei 600facher und 2000facher Vergrößerung fotografiert. Die Fotografien Fig. 3 und 4 zeigen, daß die Teilchen eine Schalendicke von 0,1 bis 7,0 μτη, eine mittlere Schalendicke von 2,25 μπι und ein im wesentlichen hohles Inneres haben. Ein Elektronenmikroskopbild der Sekundärteilchen, das mit einer 6000fachen Vergrößerung aufgenommen wurde, zeigt, daß sie Schalen an ihrer Oberfläche zahlreiche Grate aufweisen, die auf das Vorhandensein der in Fig. 5 gezeigten Xonotlitkristalle zurückzuführen sind. Fig. 2 ist ein Raster-Elektronenmikroskopbild mit 600facher Vergrößerung, das zeigt, daß die Teilchen eine hohlkugelförmige Schale haben, die aus einer Vielzahl von dreidimensional miteinander verbundenen Xonotlitkrisiallen besteht. Die Xonotlitkristalle (Primärteilchen), die die Sekundärteilchen bilden, sind nadeiförmig, 1 bis 20 μπι lang und etwa 0,05 bis etwa 1,0 μΐη breit, wie aus dem Elektronenmikroskopbild mit 8000facher Vergrößerung, Fig. 6, ersichtlich ist. Wenn diese Kristalle bei IGOO⁰C 3 Stunden lang gebrannt werden, verwandeln sie sich in ./i-Wollastonitkristalle.
Tabelle I 7P.igt rije Figp.nschaftcn der Sekuncüirteilchen.

Tabelle I 2u

Eigenschaften Meßwerte

Mittlerer Teilchendurchmcsscr (am) 28

Außendurchmcsserbereich von 80% der lü-50

Teilchen (μπι)

Mittleres Schüttgewicht (g/cm¹) 0,053

Mittleres Teilchengewicht (g) 6,09 x 10 ^l0

Schalendicke (μπι) 0,1-7

Mittlere Schalendicke (_Pm) 2,25

Mittiere Schalendichte (g/cm¹) 0,13

Das oben verwendete oberflächenaktive Mittel wird mit der so erhaltenen Aufschlämmung aus Xonotlitkristallen im Verhältnis 1 Teil zu 100 Teilen Aufschlämmung gemischt. 200 g dieser Mischung werden dann in eine Form von 16 cm Länge, 4 cm Breite und 4 cm Tiefe gegeben und 24 Stunden zwecks spontaner Sedimentation mit der Form in einem Trockenschrank bei 50⁰C stehengelassen. Die in der Form enthaltene Masse wird dann in einem Trockenschrank bei 110⁰C weiter getrocknet, um einen Formkörper mit einem spezifischen Gewicht von 0.031 g/cm³ zu erhalten. Die Kristallaufschlämmung hat eine mittlere spontane Sedimentationshöhe von 950 ml.

Aus der wie oben erläutert hergestellten Aufschlämmung (je 88 Teile, als Feststoff gerechnet) werden Mi'ster von Formkörpern durch Hinzufügen von 5 Teilen Glasfasern, 4 Teilen Pulpe und 3 Teilen Zement (Muster I) oder durch Hinzufügen von 5 Teilen Glasfasern, 4 Teilen Pulpe, 3 Teilen Zement und 20 Teilen einer Mischung eines nicht-ionischen und eines anionischen oberflächenaktiven Mittels (Produkt mit 20% FeststofFanteil) (Muster II), gründliches Mischen der Bestandteile, Formen der Mischung in einer Presse und Trocknen der geformten Masse während 20 Stunden bei 120⁰C hergestellt. Andere Muster werden in dergleichen Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß die verwendeten oberflächenaktiven Mittel, 6,7 Teile eines anionischen oberflächenaktiven Mittels (mit einem Gehalt an Natriumdodecylbenzolsulfonat und 60% FeststofTanteil) für Muster III, 4 Teile eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels (mit einem Gehalt an Polyoxyäthylensorbitanmonooleat und 100% wirksame Komponente) für Muster IV und 4 Teile eines kationischen oberflächenaktiven Mittels (mit einem Gehalt an Dimethylbenzylphenylammoniumchlorid und einem Feststoffanteil von 100%) für Muster V darstellen. Tabelle II zeigt die Eigenschaften der Muster.

Tabelle II

Eigenschaften Muster

I II III IV V

Dichte (g/cm³)	0,056	0,051	0,051	0,053	0,053
Biegefestigkeit (kg/cm²)	1,79	1,45	1,42	1,56	1,59
Spez. Festigkeit	570,8	557,5	545,9	555,4	566,0
Lineares Schrumpfen	2,73	0,53	0,57	0,49	0,63
beim Trocknen (%)

Die oben angegebenen Eigenschaften wurden nacn folgenden Verfahren bestimmt:

Eigenschaften	15	Dichte (g/cm³)	Muster	II
	Biegefestigkeit (kg/cm²)	I
Spez. Festigkeit		0,049
20 Lineares Schrumpfen nach dem	0,053	1,03
Brennen (%)	U4	429,0
Verbleibende sprz. Festigkeit	441,4	0,47
0,51
	77,0
77,3

Biegefestigkeit nach JIS A 9510 Spezifische Festigkeit nach der Fonnel

Biegefestigkeit ⁵ (Dichte/?

Wenn die Muster 3 Stunden bei 85O°C gebrannt werden, haben sie die in Tabelle ΙΠ angegebenen Eigenschaften.

¹⁰ Tabelle IU

Hl IV ν

0,049 0,050 0,050

1,00 1,05 1,10

4164 420,0 440,0

0,48 0,43 0,49

763 75,6 77,7

Die verbleibende spezifische Festigkeit wird nach folgender Formel berechnet:

2$

.,.,... _ . . .. Spez. Festigkeit nach dem Brennen „ .„

Verbleibende spez. Festigkeit = — =^— x 100. Spez. Festigkeit vor dem Brennen

30 Beispiel 2

Gebrannter Kalk (16,65 Teile, die 95,0% CaO enthalten) wird mit 499,5 Teilen warmem Wasser von 95°C gelöscht und die Mischung in einem Homomischer 30 Min. bei hoher Geschwindigkeit gerührt, um eine Kalkmilch mit einem Sedimentationsvolumen von 43,9 ml herzustellen. Dann wird eine wäßrige Suspension (Kon- zentration 7,69%) aus Ferrosiliciumofenstaub (der 92,0% SiO₂ enthält) mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 0,24 um bei hoher Geschwindigkeit 5 Min. in einem Homomischer gerührt, um die Staubpartikel zu verteilen und eine wäßrige Aufschlämmung mit einem Partikeldurchmesser von 1,2 μπι bei einem kumulativen Gewichtsprozentsatz von 70% zu erhalten. Die Kalkmilch wird mit einer Menge der wäßrigen Ferrosiliciumofenstaub-Aufschlämmung (18,35 Teile, berechnet als Feststoff) vermischt, und die Mischung wird unter Hinzufü- gung von Wasser verrührt, um eine Ausgangsaufschlämmung mit einem Wasser-Feststoff-Gewichtsverhältnis von 60: 1 zu erhalten. Die Ausgangsaufschlämmung wird entsprechend Beispiel 1 der Hydrothermalreaktion unterworfen und getrocknet, wobei aus nadeiförmigen Xonotlitkristallen von 1 bis 20 μπι Länge und 0,05 bis 1.0 μπι Breite gebildete hohlkugelförmige Sekundärteilchen mit den in Tabelle IV aufgeführten Eigenschaften erhalten wurden. Wenn die Kristalle 3 Stunden bei 1000⁰C gebrannt werden, ergeben sich jS-Wollastonitkristalle.

Tabelle IV

50

55

60

In derselben Weise wie in Beispiel 1 wird durch spontane Sedimentation aus der Xonotlitkristailaufschlämmung ein Formkörper mit einer Dichte vor. 0,027 g/cm' hergestellt. Die Kristallaufschlämmung hat eine mittlere spontane Sedimentationshöhe von 970 mi.

Aus der erhaltenen Aufschlämmung (je 88 Teile berechnet als Feststoff) werden Muster von Formkörpern durch gründliches Zumischen von 5 Teilen Asbest, 3 Teilen Glasfasern und 3 Teilen Zement, Formen der Mischung in einer Presse und Trocknen der geformten Masse während 20 Stunden bei 120⁰C (Muster I) hergestellt. Muster Il wird in derselben Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß 27,1 Teile der bereits in Beispiel I verwendeten Mischung aus einem nichtionischen und einem anionischen oberflächenaktiven Mittel der Auf-

Eigenschaften	Meßwerte
Mittlerer Teilchendurchmesser (μΐη)	35
Außendurchmesser von 80% der	20-50
Teilchen (um)
Mittleres Schüttle wicht (g/cm³)	0,045
Mittleres Teilchengewicht (g)	1,009 X ΗΓ'
Schalendicke (μπι)	0,1-6
Mittlere Schalendicke (μπι)	2,51
Mittlere Schalendichte (g/cm³)	0,121

schlämmung zugesetzt werden. Tabelle V zeigt die Eigenschaften der Muster.

Tabelle V Eigenschaften

Muster	II
1	0,052
0,054	1,28
1,33	473,4
456,1	0,42
0,66

Eigenschaften	Muster	II
	I	0,049
Dichte (g/cm')	0,051	0,774
Biegefestigkeit (kg/cm²)	0,870	322,4
Spez. Festigkeit	334,5	0.53
Lineares Schrumpfen nach	0,71
dem Brennen (%)		68,1
Verbleibende spez. Festigkeit	73,3

Dichte (g/cm³) «,«.,-r «^x Biegefestigkeit (kg/cm²) Spez. Festigkeit Lineares Schrumpfen beim

Trocknen (%)

Wenn die Muster 3 Stunden bei 850⁰C gebrannt werden, haben sie die in der nachstehenden Tabelle VI angegebenen Eigenschaften.

Tabelle Vl Beispiel 3

Gebrannter Kalk (20,23 Teile, die 95,0% CaO enthalten) wird mit 485,5 Teilen warmem Wasser von 85°C gelöscht und die Mischung in einem Homomischer 5 Min. bei hoher Geschwindigkeit gerührt, um eine Kalkmilch mit einem Sedimentationsvolumen von 13,0 ml herzustellen. Dann wird eine wäßrige Suspension (Konzentration 5,45%) von fein zerteilten Kieselerdesteinteilchen, die kristalline und amorphe Kieselerde enthalten (SiO₂-Gehalt 97,0%) mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 0,093 μΐη bei hoher Geschwindigkeit 30 Min. in einem Homomischer gerührt, um die Kieselerdepartikel zu dispergieren und eine wäßrige Aufschlämmung mit einem Teilchendurchmesser von 0,36 μπι bei einem kumulativen Gewichtsprozentsatz von 70% zu erhalten. Die Kalkmilch wird mit einer Menge der wäßrigen Aufschlämmung aus fein zerteilten Kieselcrdesteinteilchen (21,77%, berechnet als Feststoff) vermischt und die Mischung wird unter Hinzufugen von Wasser gerührt, um eine Aufschlämmung mit einem Wasser-Feststoff-Gewichtsverhältnis von 50 :1 zu erhalten. Die Ausgangsaufschlämmung wird entsprechend Beispiel 1 einer Hydrothermalreaktion unterworfen und die erhaltene Kristallaufschlämmung, die aus einer Mischung von vielen nadeiförmigen Xonotlitkristallen von 1 bis 20 um Länge und 0,05 bis 1,0 μϊτι Breite und wenigen plattenförmigen Tobermoritkristallen bestand, getrocknet, unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 stellt man fest, daß die Aufschlämmung hohlkugelformige Sekundärteilchen mit den in Tabelle VII aufgeführten Eigenschaften enthält. Wenn die Kristalle 3 Stunden bei 1000⁰C gebrannt werden, ergeben sich jS-Wollastonitkristalle.

Tabelle VIl

Eigenschaften	Meßwerte
Mittlerer Teilchendurchmesser (μπι)	18
Außendurchmesserbereich von 80%	10-28
der Teilchen (μΐη)
Mittleres Schüttgewicht (g/cm¹)	0,053
Mittleres Teilchengewicht (g)	1,62 x IO"^lfl
Schalendicke (μΐη)	0.5-1,7
Mittlere Schalendicke (μΐπ)	1,47
Mittlere Schalendichtc (g/cm')	0.128

In derselben Weise wie in Beispiel I wird durch spontane Sedimentation aus der Xonotlitkristallaufschläni-

mung ein Formkörper mit einer Dichte von 0,032 g/cm³ hergestellt. Die Kristallaufschlämmung hat eine mittlere spontane Sedimentationshöhe von 96S ml.

Aus der erhaltenen Aufschlämmung (je 90 Teile, berechnet als Feststoff) werden Muster von Formkörpern durch gründliches Zumischen von 5 Teilen Asbest, 3 Teilen Glasfasern und 3 Teilen Zement, Formen der Mischung in einer Presse und Trocknen der geformten Masse während 20 Stunden bei 120⁰C (Muster I) hergestellt. Muster II wird in derselben Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß 22,9 Teile der bereits in Beispiel 1 verwendeten Mischung aus nicht-ionischen und anionischen oberflächenaktiven Mitteln der Aufschlämmung zugesetzt werden. Tabelle VIII gibt die Eigenschaften der Muster an.

Tabelle VIII	Muster	II
Eigenschaften	1	0,053
	0,054	1,33
Dichte (g/cm³)	1,40	473,5
Biegefestigkeit (kg/cm²)	480,1	0,27
Spez. Festigkeit	0,33
Lineares Schrumpfen
beim Trocknen (%)

Wenn die Muster 3 Stunden bei 1000⁰C gebrannt werden, haben sie die in der nachstehenden Tabelle IXangegebenen Eigenschaften.

Tabelle IX	Muster	Il
Eigenschaften	I	0,050
	0,051	0,873
Dichte (g/cm³)	1,03	349,2
Biegefestigkeit (kg/cm²)	396,0	0,81
Spei Festigkeit	0,67
Lineares Schrumpfen nach		73,7
dem Brennen (%)	82,5
Verbleibende spez. Festigkeit (kg/cm²)
Beispiel 4

Gebrannter Kalk (19,99 Teile, die 95,0% CaO enthalten) wird mit 240 Teilen warmem Wasser von 95⁰C gelöscht und die Mischung in einem Homomischer 6,5 Min. bei hoher Geschwindigkeit gerührt, um eine KaIkmilch mit einem Sedimentationsvolumen von 17,8 ml herzustellen. Dann wird eine wäßrige Suspension (Konzentration 4,76%) von Ferrosiliciumofenstaub (SiO₂-Gehalt 92,0%) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,24 μπι bei hoher Geschwindigkeit 5 Min. in einem Homomischer gerührt, um die Staubteilchen zu verteilen und eine wäßrige Aufschlämmung mit einem Teilchendurchmesser ναι 1,2 μΓη bei einem kumulativen Gewichtsprozentsatz von 70% zu erhalten. Die Kalkmilch und 0,42 Teile Asbest werden mit einer Menge der Fei rosiliciumofenstaubaufschlämmung (22,01 Teile, berechnet als Feststoff) vermischt, und die Mischung wird unter Hinzufügen von Wasser verrührt, um eine Ausgangsaufschlämmung mit einem Wasser-Feststoff-Gewichtsverhältnis von 50 : 1 zu erhalten. Die Ausgangsaufschlämmung wird entsprechend Beispiel 1 der Hydrothermalreaktion unterworfen und getrocknet, wobei aus nadeiförmigen Xonotlitkristallen von 1 bis 20 μΐη Länge und 0,05 bis 1.0 μπη Breite gebildete hohl kugelform ige Sekundärteilchen mit den in Tabelle X aufgerührten Eigenschaften erhalten wurden. Wenn die Kristalle 3 Stunden bei 1000⁰C gebrannt werden, ergeben sich .jS-Wollastonitkristalle.

Tabelle X

Eigenschaften Meßwerte

Mittlerer Teilchendurchmesser (μπι) 32

Außendurchmesserbereich von 80% 10-50
der Teilchen (μπι)

Mittleres Schütlgewicht (g/cm¹) 0,048

Mittleres Teilchengewicht (g) 8,23 x 10"'"

Schalendicke (|xm) 0,1-7

Fortsetzung Eigenschaften Meßwerte Mittlere Schalendicke (μπι) 2,30 ^s Mittlere Schalendichte (g/cm³) 0,129

In derselben Weise wie in Beispiel 1 wird durch spontane Sedimentation aus der Xonotlitkristallaufschlämmung ein Fonnkörper mit einer Dichte von 0,029 g/cm³ hergestellt. Die Kristallaufschlämmung hat eine mitt- lere spontane Sedimentationshöhe von 954 ml.

Aus der erhaltenen Aufschlämmung (88 Teile, berechnet als Feststoff) werden Muster von Formkörpem durch gründliches Zumischen von 4 Teilen Pulpe, 5 Teilen Glasfasern und 3 Teilen Zement, Formen der Mischung in einer Presse und Trocknen der geformten Masse während 20 Stunden bei 120⁰C (Muster I) hergestellt. Muster II wird in derselben Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß 20 Teile der bereits in Beispiel 1 verwendeten Mischung aus nicht-ionischen und anionischen oberflächenaktiven Mitteln der Aufschlämmung zugesetzt werden. Tabelle XJ zeigt die Eigenschaften der Muster.

Tabeiie XI	Muster	Il
Eigenschaften	I	0,053
	0,055	1,64
Dichte (g/cm³)	1,82	587,4
Biegefestigkeit (kg/cm²)	601,6	0,33
Spez. Festigkeit	2,24
Lineares Schrumpfen
beim Trocknen (%)

Eigenschaften	Muster	Il
	I	0,050
Dichte (g/cm^J)	0,053	1,09
Biegefestigkeit (kg/cm²)	1,27	436,0
Spez. Festigkeit	452,1	0,45
Lineares Schrumpfen nach dem	0,62
Brennen (%)		74,2
Verbleibende spez. Festigkeit	75,1
Vergleichsbeispiel

Wenn die Muster 3 Stunden bei 850⁰C gebrannt werden, haben sie in der nachstehenden Tabelle XII angegebene Eigenschaften.

Tabelle XIl

Gebrannter Kalk (51,38 Teile, CaO-Gehalt 95,0%) wird mit 6io,b Teilen warmem Wasser von 95°C gelöscht und die Mischuna in einem Homomischer 10 Min. bei hoher Geschwindigkeit gerührt, um eine Kalkmilch mii einem Sedimentationsvolumen von 25,5 ml zu erhalten. Dann werden 53,62 Teile fein zerteilter Kiesclerdesteine (SiO₂-Gehalt 97,5%) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 3,7 μΐη und bestehend aus kristalliner Kieselsäure der Kalkmilch zugefügt, und die Mischung wird unter Hinzufügen von Wasser verrührt, um eine Ausgangsaufschlämmung mit einem Wasser-Feststoff-Gewichtsverhältnis vor 20 : 1 zuerhaUen. Die Ausgangsaufschlämmung wird entsprechend Beispiel 1 unter Verwendung eines mit 174 U/Min, umlaufenden Rührwerks der Hydrothermalreaktion unterworfen und getrocknet, wobei aus einer Mischung von vielen nadelfofmigen Xonotlitkristallen von 1 bis 20 μτη Länge und etwa 0,05 bis 1,0 μπι Breite und wenigen plättchir.förmigen Tobermoritkristallen gebildete hohlkugelförmige Sekundärteilchen mit den in Tabelle XIII aufgeführten Eigen- Mi schäften erhalten wurden. Wenn die Kristalle 3 Stunden bei 100O⁰C gebrannt werden, ergeben sichjS-Wollastonitkristalle.

Tabelle XIII

Eigenschaften	Meßwerte
Mittlerer Teilchendurchmesser (μΓη)	40
Außendurchmesserbereich von 80%	20-50
der Teilchen (μπι)
Mittleres Schüttgewicht (g/cm^J)	0.10
Mittleres Teilchengewicht (g)	3,35 X 10"'
Schalendicke (μηι)	0,5-6
Mittlere Schalendicke (μΐη)	2,60
Mittlere Schalendichte (g/cm³)	0,293

\o

IS

In derselben Weise wie in Beispiel 1 wird durch spontane Sedimentation aus der Xonotlitkristallaufschlämmung ein Formkörper mit einem spezifischen Gewicht von 0,069 g/cm³ hergestellt. Die Kristallaufschlämmung hat eine mittlere spontane Sedimentationshöhe von 605 ml.

Aus der erhaltenen Aufschlämmung (je 88 Teile, berechnet als Feststoff) werden Muster von Formkörpern 20 durch gründliches Zumischen von 4 Teilen Pulpe, 5 Teilen Glasfasern und 3 Teilen Zement, Formen der Mischung in einer Presse und Trocknen der geformten Masse während 20 Stunden bei 120⁰C (Muster I und II) hergestellt. Tabelle XIV zeigt die Eigenschaften der Muster.

Tabelle XIV

30 35 40 45 SO 55 60 65

Eigenschaften	Muster	II
	I	0,080
Dichte (g/cm³)	0,076	235
Biegefestigkeit (kg/cm²)	1,82	367.2
Spez. Festigkeit	315,1	0,33
Lineares Schrumpfen	0,61
beim Trocknen (%)
Hierzu 4 Bisii Zcichr.u	RgCR

Claims

Patentansprüche:

1. Formkörper geringer Dichte aus Calciumsüikatkristallen der Wollastonitgruppe der Formel / CaO · ir SiOj · » H₂O

worin 1 2 / 26, 12m 26, O 2 η 21 ist, wobei der Formkörper hohikugelförmige Sekundärteilchen aus Calciumsilikatkristallen der Wollastonitgruppe enthält, die Sekundärteilchen miteinander verbunden sind uod vor dem Formen einen Außendurchmesser von 5 bis 110 μΐη aufweisen, dadurchgekennzeichnet, daB die Sekundärteilchen vor dem Formen eine mittlere spontane Sedimentationshöhe von mindestens 800 ml, ein mittleres Schüttgewicht von 0,04 bis 0,09 g/cm³ und eine mittlere Schalendichte gemäß der Gleichung Y' 0,0033*+ /{aufweisen, worin ydie mittlere Schalendichte, X der mittlere Teilchendurchmesser und B eine Konstante darstellen, wobei 15 um 2X240 um und 0 2B20,'iIS ist.

2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein gleichmäßig in ihm verteiltes is Verstirkungsmaterial vorhanden ist.

3. Formkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmaterial aus Fasermaterial besteht

4. Formkörper nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem ein gleichmäßig in ihm verteilte: oberflächenaktives Mittel enthält.

5. Vötabren zur Herstellung eine? Formkörpers geringer Dichte aus Cslciumsilikat nach Anspruch ! bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufschlämmung von feinen kieselsäurehaltigen Teilchen mit einem mittleren Durchmesser bis zu 0,5 um, Kalkmilch mit einem Sedimentationsvolumen von wenigstens 5 ml sowie einem Wasseranteil in der wenigstens 30fachen Menge des Gewichts der Feststoffe, wobei die feinen kieselsäurehaltigen in Wasser dispergierten Teilchen mit einem kumulativen Gewichtsprozentgehali von wenig- stens 70% einen Durchmesser bis zu 2 μτη aufweisen, unter Anwendung von Druck und Wärme unter kontinuierlichem oder zeitweise unterbrochenem Rühren zur Reaktion gebrachtund die entstandene Aufschlämmung aus Calciumsilikatkristallen geformt und getrocknet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlämmung ein oberflächenaktives Mittel zugesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlämmung ein Verstärkungsmaterial zugesetzt wird.

8. Verfahren nacii Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Xonotlitkristallen bestehende Formkörper zur Überführung der Xenotlitkristalle in /-Wollastonitkristalle gebrannt wird.