DE2337374A1

DE2337374A1 - Verfahren zur herstellung von faserhaltigen baukoerpern

Info

Publication number: DE2337374A1
Application number: DE19732337374
Authority: DE
Inventors: Alfons Knauf
Original assignee: Gypsum Research SA
Current assignee: Gypsum Research SA
Priority date: 1973-07-23
Filing date: 1973-07-23
Publication date: 1975-04-10
Also published as: CS207556B4; TR18753A; BE814383R; FR2238681A2; GB1435884A; DE2337374C2; JPS5034616A; NL7406135A

Description

DIPL.-CHEM. JOACHIM DRESSLER PATENTANWALT

5202 HENNEF/SIEG 1 · ALLNER, ZUM WEINGARTEN 11 *\ <} O »7 O »7 /·

den 18. Juli 1973 1038/73 Dr/gr

Gypsum-Research S.A., 22, rue de la Corrateri*, CH-1204 Geneve (Schweiz)

"Verfahren zur Herstellung von faserhaltigen Baukörpern"

Zusatz zum Patent

(Patentanmeldung P )

Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zur Herstellung von faserhaltigen Baukörpern, insbesondere Platten, durch Ausbildung eines Vlieses aus Gemischen von faserigen Substanzen mit sulfatischen Bindemitteln und einer Wassernenge, die um ein vielfaches größer ist, als die zum Abbinden der sulfatischen Bindemittel notwendigen Wassermenge, wobei die Hauptmenge des Überschußwassers vor Beginn des Abbindevorgangs aus dem Vlies mechanisch entfernt und dieses gegebenenfalls unter Verpressen zu einem Formling geformt wird, der nach dem Abbinden getrocknet wird. Als sulfatisches Bindemittel soll ein Calciumsulfathalbhydrat eingesetzt werden, dessen spezifische Teilchenoberfläche sich in wässriger Suspension nicht oder nur unerheblich ändert, bis die Hauptmenge des Überschußwassers aus dem Vlies mechanisch entfernt ist.

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Vorteilhaft soll die spezifische Oberfläche - gemessen nach Blaine - dieses Calciumsulfathalbhydrats in wässriger Suspension 5
betragen.

pension 500 bis 6.000, vorzugsweise 1.000 bis 4.000, cm /g

Diese technische Lehre basierte auf der Beobachtung, daß bei allen in trockenen Verfahren ohne besondere Maßnahmen erzeugten Halbhydratgipsen die einzelnen Gipsteilchen sofort nach der Benetzung mit Wasser zerfallen. Durch diesen Zerfall der einzelnen Teilchen des Calciumsulfathalbhydrats in Berührung mit Wasser vergrößert sich die Zahl der feinsten Gipsteilchen und somit die spezifische Oberfläche des Halbhydrats ganz erheblich.

Es wurden daher im Hauptpatent Maßnahmen vorgeschlagen, die entweder den Teilchenzerfall des Calciumsulfathalbhydrats so lange hinauszögerten, bis der Formling erzeugt ist oder nach denen das einzelne Teilchen des Calciumsulfathalbhydrats mit einer den Zerfall ebensolange hinauszögernden Schicht Überzogen wird.

Diese technisch durchaus befriedigenden Möglichkeiten haben aber den Nachteil, daß zur Erreichung des gewünschten Effektes besondere Maßnahmen getroffen werden mußten. Es wurde daher nach technischen Möglichkeiten gesucht, die diese Nachteile vermeiden.

Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von faserhaltigen Baukörpern, insbesondere Platten, durch Ausbildung eines Vlieses aus Gemischen von faserigen Substanzen mit sulfatischen Bindemitteln und einer Wassereenge, die um ein vielfache» größer ist als die zum Abbinden der sulfatischen Bindemittel notwendig· Wassermenge, wobei die Hauptmenge

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des Überschußwassers vor Beginn des Abbindevorgangs aus dem Vlies mechanisch entfernt und dieses gegebenenfalls unter Vorpressen zu einen Formling geformt wird, der nach dem Abbinden getrocknet wird) wozu als sulfatisches Bindemittel ein Calciumsulfathalbhydrat eingesetzt wird, dessen spezifische Teilchenoberfläche sich in wässriger Suspension nicht oder nur unerheblich ändert, bis die Hauptmeng© des Überschußwassers aus dem Vlies mechanisch entfernt ist, nach Patent (Patentanmeldung .. .. ...) gefunden. Danach sollen als Calciumsulfathalbhydrat ein aus Rohgips durch Dehydratisieren oder aus Halbhydrat durch Umkristallisieren erzeugtes Calciumsulfathalbhydrat der o6-Form verwendet werden, bei dem das mittlere Verhältnis zwischen größten und kleinsten Durchmesser eines Teilchens zwischen 1,0 und 4» Oj vorzugsweise zwischen 1,5 und 3,0 liegt.

Das Calciumsulfathalbhydrat in seiner OC-Form fällt häufig in nadel- oder plättchenförmigen Kristallen oder büschelartigen Kristallviellingen an. FUr die Durchführung des erfindungsejemäßen Verfahrens ist besonders ein Calciumsulfathalbhydrat in seiner o6-Form geeignet, welches in* annähernd Einkristallfonn vorliegt. Dieses Calciumsulfathalbhydrat zerfällt in wässriger Suspension nicht, sondern ändert seine Teilchengröße nur durch die zum Abbinden notwendige Auflösung seiner Teilchen.

Vorteilhaft soll die spezifische Teilchenoberfläche dieser Calciumsulfathalbhydratteilchen in cC-Form - gemessen nach Blaine - in wässriger Suspension zwischen 500 und 6.000, vorzugsweise zwischen 1.000 und 4.000, cm /g betragen.

FUr die Durchführung des Verfahrens der Erfindung ist es unerheblich, ob das OC-Calciumsulfathalbhydrat in der er-

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forderlichen Kornfeinheit direkt erzeugt wird, oder ob es aus einem gröberen Kornspektrum auf nassem oder trockenem Wege zu der erforderlichen Feinheit vermählen wird.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann als Calciumsulfathalbhydrat auch ein <X-Halbhydrat eingesetzt werden, das durch Kochen in Gegenwart von die Kristalltracht beeinflussenden Zusätzen aus Gips gewonnen worden ist, der bei der Phosphoreäureerzeugung anfällt. Bei der Gewinnung von Phosphorsäure aus Rohphosphat und Schwefelsäure fällt als Nebenprodukt ein Gips an, der beispielsweise etwa zu 90 % aus Calciumsulfatdihydrat besteht und nur mit geringen Mengen Säure behaftet ist. Dieser Gips kann beispielsweise durch Erhitzen in einer 35%-igen CaI-ciumchloridlösung in das £X-Halbhydrat übergeführt werden. Hierbei entstehen jedoch zunächst nadeiförmige Kristalle mit ungünstigen anwendungstechnischen Eigenschaften. Aus diesem Grund wurden der Kochmaische Substanzen zugesetzt, die die Kristalltracht des entstehenden Οί,-Halbhydratgipses insofern verbessern, als dieses in kurzen, gedrungenen und gleichförmigen Kristallen anfiel. Als bevorzugt anzuwendende Zusätze, mit denen die Kristalltracht beeinflußbar ist, haben sich cis-Äthylendicarbonsäuren, wie beispielsweise Maleinsäure oder deren Anhydrit, ferner die Alkalisalze der Zitronensäure, Phthalsäure und deren Anhydrit sowie die Sulfitablauge besonders bewährt.

Selbstverständlich können für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Gemische aus Calciumsulfat als β-Halbhydrat und als OC-Halbhydrat eingesetzt werden, wenn das β-Halbhydrat die Voraussetzung erfüllt, seine spezifische Teilchenoberfläche in wässriger Suspension nicht

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oder nur unerheblich zu ändern, bis die Hauptmenge des Überschußwassers aus dem Vlies mechanisch entfernt ist. Vorzugsweise wird hierbei als sulfatisches Bindemittel ein Gemisch aus /3-Halbhydrat und 30 bis 70 Gew.# <X-Halbhydrat eingesetzt.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vermieden, daß durch einen explosionsartig anmutenden Zerfall der Calciumsulfathalbhydratteilchen in Gegenwart von Wasser feinste Gipsteilchen entstehen, die als Feststoffe im Überschußwasser zunächst suspendiert bleiben und auf Grund ihrer extremen Feinheit mit diesem abgesaugt werden. Wenn auch der letzterwähnte Mangel in beschränktem Umfang durch einen überhöhten Anteil an Fasern ausgeglichen werden kann, die beim Absaugen als. Filter dienen, so führen diese höheren Fasergehalte häufig zu Endprodukten, deren Festigkeit nicht optimal ist.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es besonders vorteilhaft, ein Calciumsulfathalbhydrat, insbesondere in der oC-Form, einzusetzen, dessen spezifische Oberfläche - gemessen nach Blaine - in wässriger Suspension 500 bis

6.000, vorzugsweise 1.000 bis 4.000, cm /g beträgt. Da die einzelnen Teilchen des O6-Calciumsulfathalbhydrats in Gegenwart von Wasser nicht zerfallen, ist es möglich, diese spezifische Oberfläche des OC-Calciumsulfathalbhydrats während der ganzen Verarbeitungszeit des aus Calciumsulfat, Fasern und einem großen Wasserüberschuß gebildeten Vlieses zu erhalten, bis der Formling erzeugt ist.

Anstelle des reinen O0-Calciumsulfathalbhydrats bzw. eines Gemisches aus OG- und β-Calciumsulfathalbhydrat als sulfatischem Bindemittel kann auch ein Gemisch aus diesen mit

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weniger- als 10 Gew.%, vorzugsweise 3 bis 6 Gew.^, an Zement eingesetzt werden.

Weiterhin hat es sich auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als günstig erwiesen, der Calciumsulfathalbhydrat-Suspension 0,001 bis 0,2 Gew.% eines Flockungsmittels zuzusetzen, das vorzugsweise Polyacrylamid ist.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung von <X-Calciumsulfathalbhydrat als sulfatisches Bindemittel für die Herstellung der faserhaltigen Baukörper sind keine besonderen Maßnahmen notwendig, um die Teilchengröße des OC -Calcxumsulfathalbhydrats in der wässrigen Suspension unverändert zu erhalten. Die Teilchengröße des o6-Calciumsulfathalbhydrats in der wässrigen Suspension ändert sich lediglich durch die Auflösung der einzelnen Teilchen, die jedoch gleichbedeutend ist mit der Bildung einer entsprechenden Menge an Calciumsulfatdihydrat, also von abgebundenem Gips.

Weiterhin wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren selbstverständlich auch erreicht, daß das Entstehen von feinstteiligen Calciumsulfatteilchen vermieden wird, die einer Erhöhung des Anteils an Fasern in dem zu erzeugenden Vlies notwendig machen. Die Verminderung der Menge an feinstteil igen Calciumsulfatteilchen führt aber auch zu einer erheblichen Erhöhung der Absauggeschwindigkeit, ohne daß wesentliche Mengen an Calciumsulfat und Fasern mitgerissen werden. Auf diese Weise können die aus Fasern, sulfatischen Bindemitteln und Wasser bestehenden Ausgangsgemische schneller eingeformt und verarbeitet werden.

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Das erfindungsgemäß anzuwendende <Xr-Calciumsulf athalbhydrat reagiert wenig empfindlich auf Dihydratkeime und macht deshalb den Zusatz Ton Abbindeverzögerern zu dem aus sulfatischen Bindemitteln, Fasern und einer überschüssigen Menge' Wasser bestehenden Gemisch entbehrlich.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann bei der Herstellung Ton Gipsplatten die Leiskmgskapazität der verwendeten Vorrichtungen, insbesondere von Wickelwalzmaschinen, gegenüber den Torbekannten Verfahren erheblich gesteigert werden. Außerdem ist es unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, die Herstellung von faserhaltigen Baustoffplatten unter Verwendung sulfatischer Bindemittel auch auf Langsiebmaschinen durchzuführen, die sogar mit Metallsieben ausgerüstet sein lönnen. Diese Plattenmaschinen konnten für die Durchführung der bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von faserhaltigen Gipsplatten nicht eingesetzt werden, da hierbei zu hohe Absaugzeiten und eine nicht vertretbare Verschmutzung der Förderbänder in Kauf genommen werden mußte, Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden.

Die nach dem Absaugen des Überschußwassers verbleibenden Formteile enthalten noch 5 bis 30 Gew.% an freiem Wasser, das durch Trocknen in an sich bekannter Weise entfernt wird. Ebenso kann der Baukörper vor dem Abbinden durch Druck verdichtet werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden auf einfache Art und Weise faserhaltige Bauteile von stets gleichbleibender Qualität, insbesondere von stets gleichbleibend hoher Festigkeit, erhalten.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von faserhaltigen Baukörpern, insbesondere Platten, durch Ausbildung eines Vlieses aus Gemischen von faserigen Substanzen mit sulfatischen Bindemitteln und einer Wassermenge, die um ein vielfaches größer ist, als die zum Abbinden der sulfatischen Bindemittel notwendige Wassermenge, wobei die Hauptmenge des Überschu0wassers vor Beginn des Abbindevorganges aus dem Vlies mechanisch entfernt und dieses gegebenenfalls unter Verpressen zu einem Formling geformt wird, der nach dem Abbinden getrocknet wird, wozu als sulfatisches Bindemittel ein Calciumsulfathalbhydrat eingesetzt wird, dessen spezifische Teilchenoberfläche sich in wässriger Suspension nicht oder nur unerheblich ändert, bis die Hauptmenge des Überschußwassers aus dem Vlies mechanisch entfernt ist, nach Patent (Patentanmeldung ), dadurch gekennzeichnet, daß als

Calciumsulfathalbhydrat ein aus Rohgips durch Dehydratisieren oder aus Halbhydrat durch Umkristallisieren erzeugtes £?G-Calciumsulf athalbhydrat verwendet wird, bei dem das mittlere Verhältnis zwischen größten und kleinsten Durchmesser eines Teilchens zwischen 1,0 und 4,0, vorzugsweise zwischen 1,5 und 3,0, liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Calciumsulfathalbhydrat ein £^-Halbhydrat verwendet wird, das durch Kochen in Gegenwart von die Kristalltracht beeinflussenden Zusätzen aus Gips gewonnen worden ist, der bei der Phosphorsäuregewinnung erhalten wurde.

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3. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als sulfatisches Bindemittel ein Gemisch aus ß -Halbhydrat und oC-Halbhydrat eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß als sulfatisches Bindemittel ein Gemisch aus (t> Halbhydrat und 30 bis 70 Gew.% ^%-Halbhydrat eingesetzt wird.

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