Ein neues anorganisches Bindersystem für Formsande in der Gießereiindustrie
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Bild 1 Binderbrücken zwischen Sandparti- keln, 72 h |
Bild 2 - Binderbrücken zwischen Sandparti- keln, 72 h nach dem Aushärten des Binders ohne anorganischen Härter |
In einem Kooperationsprojekt wird ein alternatives Bindemittel für Formstoffe (z. B. Sand) für die Gießereiindustrie entwickelt. Die bisherigen verwendeten organischen Bindemittel erzeugen beim Gießen und bei der Wiederverwertung des Formsandes hohe Schadstoffemissionen und stellen damit eine starke Arbeitsplatzbelastung und gleichzeitig eine Schadstoffbelastung der Umwelt dar. Ausgehend von Wasserglas wird ein innovatives Bindersystem entwickelt, dessen Aushärtung ohne zusätzliche physikalische Einwirkung in moderaten Zeiten erfolgt. Das Bindersystem ist damit hinsichtlich der Verfestigung unabhängig von den bisherigen Verfahren der CO2- Begasung oder der thermischen Aushärtung (Energieeinsparung). Bei diesem vollständig anorganischen Bindersystem wird auf die marktüblichen organischen Härter verzichtet. Infolge der hohen Temperaturen beim Gießen würden diese als Gichtgase freigesetzt werden und somit oftmals die zulässigen maximalen Arbeitsplatz- konzentrationen (MAK-Werte) überschreiten. Im Gegensatz dazu wird durch das zu entwickelnde Bindersystem die Einhaltung von bisherigen und zukünftigen Emissionsschutzverordnungen gewähr- leistet, da keine Ausgasungen beim Abguss entstehen. In Analogie zu den im Bauwesen verwendeten alternativen Bindersystemen (Geopolymere) werden sowohl alumosilicatische Substanzen (z.
B. Metakaolin) als auch phosphathaltige Substanzen (z. B Berlinit (AlPO4)) als Netzwerkbildner eingesetzt. Durch Einstellung des optimalen Alkaligehaltes werden die anorganischen Härter im Wasserglas gelöst und es bilden sich in kurzer Zeit (< 2 h) stabile Binderbrücken (Bild 1 und Bild 2) zwischen den Sandpartikeln aus.
Kontakt
Bauhaus-Universität Weimar
Fakultät Bauingenieurwesen F. A. Finger-Institut für Baustoffkunde
Professur Bauchemie und Polymere Werkstoffe
Prof. Dr.-Ing. Andrea Osburg
99423 Weimar
Telefon: +49 3643 584713
E-Mail: andrea.osburg@uni-weimar.de www.uni-weimar.de/chempower