DOI: 10.48662/daks-70
title: An Initial Study of UHPC as Reusable Mold Material for Aluminum Casting

description: Die Machbarkeit von Ultrahochleistungsbeton (UHPC) als Material fuer wiederverwendbare Formen im Aluminiumguss wird geprueft. Es wurden zwei spezielle UHPC-Formulierungen untersucht: eine auf der Basis von gewoehnlichem Portlandzement (OPC) und eine weitere unter Verwendung von alkalisch aktivierten Materialien (AAM), die aus mit Kaliwasserglas angeregtem Huettensandmehl bestanden. Der Schwerpunkt der Studie lag auf der Untersuchung der Oberflaeche durch Rauheitsmessungen und der thermischen Bestaendigkeit durch wiederholte Giesszyklen. Die thermische Stabilitaet der Formen wurde mittels thermogravimetrischer Analyse (TGA), Quecksilberdruckporosimetrie (MIP), Risssegmentierung, optischer Mikroskopie und Elektronenmikroskopie (REM) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass aus AAM-UHPC hergestellte Formen gegenueber OPC-UHPC-Formen unter aehnlichen Bedingungen eine ueberlegene Stabilitaet bei Giesszyklen aufweisen. Es wurden mikrostrukturelle Veränderungen und die Wechselwirkung von UHPC-Materialien mit geschmolzenem Aluminium untersucht, wobei die geringe Adhaesion und Defektbildung deutlich wurde. Die damit hergestellten Gussbauteile wiesen eine solide Gussqualitaet auf, mit einer Korngroesse, die mit der von herkoemmlichen Stahlformen vergleichbar ist (~ 90 Mikrometer), was das Potenzial von UHPC-Werkstoffen zur Verbesserung der Gussqualitaet und -effizienz unterstreicht. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass UHPC, insbesondere mit alkalisch aktivierten Formulierungen, vielversprechend fuer Niederdruckguss ist. Im Datensatz enthalten sind: - Abbildungen - Mikroskopdaten - Quecksilberdruck-Porosimetriemessungen - TGA-DSC Messungen 20 bis 800 Grad Celsius - XRD Messungen
description: The feasibility of ultra-high performance concrete (UHPC) as a material for reusable moulds in aluminium casting is being investigated. Two special UHPC formulations were investigated: one based on ordinary Portland cement (OPC) and another using alkali-activated materials (AAM) consisting of ground granulated blast furnace slag mixed with potassium silicate. The study focussed on the investigation of the surface by roughness measurements and the thermal stability by repeated casting cycles. The thermal stability of the moulds was investigated by thermogravimetric analysis (TGA), mercury intrusion porosimetry (MIP), crack segmentation, optical microscopy and electron microscopy (SEM). The results show that moulds made from AAM-UHPC exhibit superior stability to OPC-UHPC moulds under similar conditions during casting cycles. Microstructural changes and the interaction of UHPC materials with molten aluminium were investigated, revealing low adhesion and defect formation. The cast components produced exhibited solid casting quality, with a grain size comparable to that of conventional steel moulds (~90 microns), highlighting the potential of UHPC materials to improve casting quality and efficiency. The study concludes that UHPC, especially with alkali-activated formulations, is promising for low-pressure die casting. Included in the data set are: - Images - Microscope data - Mercury intrusion porosimetry measurements - TGA-DSC measurements 20 to 800 degrees Celsius - X-ray diffraction measurements