Hybrid – Innovative Bindemitteltechnologie für Feuerbetone

Exklusiv
GIESSEREI PRAXIS 03/2020
Fertigungsverfahren
Prozesstechnik

Monolithische feuerfeste Erzeugnisse können auf unterschiedlichen Bindemitteln basieren, wobei am häufigsten Kalziumaluminatzement (CAC) verwendet wird. Diese Zemente entwickeln hohe Festigkeiten bereits ab Raumtemperatur durch die Ausbildung von Hydratphasen. Da bei dieser Abbindereaktion Wasser chemisch gebunden wird, müssen hydraulische Betone gegenüber zementfreien Systemen bei der Erstinbetriebnahme sehr langsam aufgeheizt werden. Ein weiterer Nachteil ist die mögliche Ausbildung niedrigschmelzender Phasen bei erhöhten Temperaturen. Durch im Zement enthaltenes Kalziumoxid besteht die Gefahr von Phasenneubildungen (Feldspäte/Feldspatvertreter) welche die Hochtemperaturbeständigkeit solcher Erzeugnisse deutlich reglementieren. Ein alternatives Bindemittel ist die zementfreie Silika-Sol-Bindung. Bei der Abbindereaktion findet keine chemische Bindung von Wasser statt, weshalb diese Betone schnell aufgeheizt werden können. Da Silika-Sole kein CaO enthalten, kann bei diesem Bindungsmechanismus eine Hochtemperaturbeständigkeit gewährleistet werden. Ein Defizit dieser Sol-Gel-Betone sind niedrige Festigkeiten bei Temperaturen < 1000 °C und insbesondere bei Raumtemperatur. Dadurch besteht, im Vergleich zu hydraulisch gebundenen Produkten, ein höheres Risiko von Kanten- und Eckbeschädigungen oder Rissausbildungen. Die Motivation für dieses Projekt resultiert aus den Nachteilen der verfügbaren Bindemittel. Ziel ist die Entwicklung eines Bindesystems, mit optimierten Eigenschaften über den gesamten Temperaturbereich. Im Fokus steht die Kombination von hohen Festigkeiten bereits bei Raumtemperatur und die Möglichkeit einer Schnellaufheizung sowie eine gute Hochtemperaturbeständigkeit. Das neu entwickelte Hybrid-Bindungssystem wird im Folgenden konventionell genutzten Systemen (CAC/Silika-Sol) gegenübergestellt. Es folgt ein Ausblick auf die Anwendungen und Installationsmöglichkeiten des Hybrid-Bindesystems.

Hybrid Technology – Innovative Binder
Technology for Refractory Concrete

Monolithic refractories can be based on different binders, rights to calcium aluminate cement (CAC) relationships. These castables have high strengths beginning from room temperature due to the formation of hydrate phases. As water is chemically bounded in this setting reaction, certain hydaulic castables must be heated up very slowly when it is heated up for the first time. Another disadvantage of this binding mechanism is the development of low melting phases at higher temperatures. Calcium oxide contained in the cement creates the risk of new phases (feldspars/feldspar representatives) which regulate the products maximum service-temperature. An alternative binder is the cement-free silica-sol-bonding. During the setting reaction, there is no chemical bonding in hydrate phases, so that these castables can be heated up quickly. Since silica
soles does not include CaO, a high temperature resistance can be guaranteed here. The disadvantage of these sol-gel-concretes are low strengths in the temperature range < 1000 °C and in particular at room temperature. Thereby compared to hydraulically bonded products there is a higher risk of edge and corner damages or crack formation. The motivation for the discussed project results from the disadvantages of current binders which are available on the market. The aim is to develop an innovative binding system with optimized properties to the entire temperature range. The focus is on the combination of high strengths beginning at room temperature and the possibility of rapid heating. Additionally, the system needs a good high temperature stability. The new developed Hybrid binding system is compared directly by the conventional systems (CAC/silica-sol). The following is an overview of the areas of application and installation options for the Hybrid binding system.

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