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Gipsplaster sind seit langem bekannte und wegen ihrer leichten Verarbeitbarkeit begehrte
Baustoffe für Stuck- und Putzarbeiten. Sie werden ausserdem für künstlicherische und medizinische
Modellarbeiten sowie-dem Trend der jüngeren Zeit folgend-für Fertigbauteile angewendet. Dieser vielseitige Einsatz auf den diversen Anwendungsgebieten ist nur möglich, wenn es gelingt, das natürliche Abbindeverhalten des Gipspiasters so zu verändern, dass die jeweils erforderlichen Ver- arbeitungsspannen erreicht werden. So z.
B. wird vom Verarbeiter des Maschinenputzgipses ver- langt, dass das sogenannte Ansteifen des Gipspiasters erst etwa 30 bis 60 min nach dem maschinel- len Anrühren und Auftragen des Gipsplasters beginnt und dass anschliessend noch eine etwa gleich- lange Zeitspanne verbleibt, in der der Gipsplaster noch verformbar ist und an der Wand geglättet werden kann. Bei andern Prozessen wünscht man dagegen, dass das Ansteifen des Gipspiasters sehr läng hinausgezögert wird, das Abbindeende aber kurze Zeit darauf eintritt, s. Ullmann, Band 8,
3. Auflage, Seite 97 ff.
Im begrenzten Umfange lässt sich diese Abbindecharakteristik des Gipspiasters durch eine Modifizierung des Herstellverfahrens in bezug auf Kristallstruktur und Korngrösse regulieren. In den meisten Fällen ist man jedoch auf den Zusatz sogenannter Abbinderegler angewiesen. Sie greifen in verschiedener Weise und meist sehr komplex in den Abbindemechanismus ein. So z. B. wirken Alkohole und niedere Fettsäuren verzögernd, indem sie die Löslichkeit der anhydritischen Phasen des Gipspiasters erniedrigen. Andere Stoffe, wie z. B. Phosphate, erzeugen auf den Calciumsulfatteilchen filmbildende Niederschläge, welche die Lösegeschwindigkeit des Plasters im Anmachwasser stark herabsetzen.
Die Wirksamkeit einer grossen Zahl an kommerziellen Abbindeverzögerern besteht darin, dass sie als Keimgift für das Calciumsulfat-Dihydrat wirken. Auch die Komplexierung der Calciumionen spielt beim Abbindevorgang eine gewisse Rolle. Deshalb kann mit typischen Chelat-Komplexbildnern, wie z. B. Diäthylentriaminpentaessigsäure oder Dicarbonsäuren oder Polyhydroxycarbonsäuren, ebenfalls eine Abbindeverzögerung des Gipspiasters erzielen.
Trotz der Vielzahl der untersuchten Systeme ist es jedoch auch heute noch praktisch unmöglich, aus der Struktur einer chemischen Verbindung auf ihre Wirksamkeit und Einsetzbarkeit als Abbinderegler schliessen zu können, s. E. Graf und F. Rausch, Zement, Kalk, Gips, Band 4 (1951), Seite 117. Bekanntlich bewirkt L-Weinsäure (Weinsteinsäure) bei Gipspiastern schon in geringen Zusatzmengen ab 0,01 Gew.-% (bezogen auf das Plastergewicht) eine deutliche Abbindeverzögerung.
L-Weinsäure muss als einer der besten Verzögerer angesehen werden, weil man mit ihr je nach Einsatzmenge gut abgestufte Verzögerungswerte erreicht. Ausserdem ergeben sich keine unerwünschten Auswirkungen auf Festigkeit, Haftvermögen und Ausdehnungsverhalten. Nach der DE-OS 2542535 verfügt auch D, L-Weinsäure (Traubensäure, racemische Weinsäure) über diese guten Eigenschaften als Gipshilfsmittel.
Allerdings gibt es Fälle, bei denen L-bzw. D, L-Weinsäure als Abbindeverzögerer bisher nicht eingesetzt werden konnten, weil sie bei einigen Gipsen zu überlangen Abbindezeiten führen oder weil bei andern Gipsplastern die für Weinsäure typische lange Verzögerung der Endphase des Abbindeprozesses unerwünscht ist.
Bei weiteren Gipstypen, vornehmlich Maschinenputzgips, ist noch eine Steigerung der Wirksamkeit von Weinsäure als Abbindeverzögerer erwünscht.
Zweck der Erfindung ist eine derartige Ausbildung von Gipspiastern, die auch bei Produkten der vorgenannten Art zu technisch erwünschten Abbindezeiten führen.
Es wurde nun gefunden, dass meso-Weinsäure in Abmischungen mit L-oder D, L-Weinsäure bzw. deren Gemischen als Abbinderegulator für alle oben genannten Fälle den gewünschten Effekt bringt. Als besonders günstig erwies sich die Abmischung von meso-mit D, L-Weinsäure.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe dienen erfindungsgemäss die Merkmale der Ansprüche l und 2.
Der mit den erfindungsgemäss ausgebildeten Gipspiastern erzielbare technische Effekt ist insofern überraschend, als eigene Versuche gezeigt hatten, dass meso-Weinsäure allein als Abbindever- zögerer für marktgängige technische Plaster zwar eine bessere Abbindeverzögerung bewirkt als andere Fruchtsäuren, wie z. B. Zitronensäure, dass sie aber in ihrer Wirksamkeit deutlich hinter der L-Weinsäure bzw. D, L-Weinsäure zurückbleibt und daher im Vergleich zu den letztgenannten anwirtschaftlich ist.
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Das erfindungsgemäss als Abbinderegulator eingesetzte Gemisch aus meso-Weinsäure und aus L-und/oder D. L-Weinsäure wird, wie bereits erwähnt, in Mengen von 0, 01 bis 0, 5 Gew.-%, vorzugsweise jedoch von 0, 015 bis 0, 2 Gew.-%, bezogen auf den Gipspiaster, eingesetzt.
Mit diesen Abbindeverzögerern können die erfindungsgemäss vorgesehenen Gipspiaster, die auf Grund ihrer mineralogischen Herkunft, ihres Herstellungsverfahrens oder ihrer Konfektionierung, z. B. mit Kalkgipsputz, sonst schon auf geringste Weinsäurezusätze mit überlangen Verzögerungszeiten und starken Schwankungen derselben reagieren, nunmehr auf technisch übliche Abbindezeiten eingestellt werden, s. das nachfolgende Beispiel 1.
Durch den erfindungsgemässen Zusatz des Abbindeverzögerers zum Gipspiaster kann weiterhin das Verhältnis von Versteifungsende zu Versteifungsbeginn ohne Beeinträchtigung der Anfangsverzögerung gunstig beeinflusst werden, s. die nachfolgenden Beispiele 2 und 3.
Im Falle von speziellen hochgebrannten Anhydritpiastern, wie sie von verschiedenen Herstellern vor allem zur Konfektionierung von Maschinenputzgips verwendet werden, bewirken die erfindungsgemässen Zusätze der Abbindeverzögerer zum Gipspiaster erheblich längere Abbindezeiten als gleiche Zusätze von L-bzw. D. L-Weinsäure bzw. meso-Weinsäure allein. Dabei wird der Abbindeverzögerer in einer solchen Menge angewendet, dass in dem fertigen Gipspiaster mindestens 0, 04 Gew.-% an L-oder D. L-Weinsäure oder einem Gemisch aus beiden anwesend sind.
Als günstig erweisen sich Zusatzmengen ab 0,06 Gew.-%, die zumindest 50% aus L- oder D, L-Weinsäure oder dem Gemisch aus beiden bestehen, s. Beispiel 4 und 5.
Zur Herstellung der erfindungsgemäss eingesetzten Abbindeverzögerer können auch Lösungen
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Das Kornspektrum der als Abbindeverzögerer eingesetzten Weinsäuren soll weitgehend unter 200 pm liegen, u. zw. vorzugsweise zu mehr als 95%. Auf diese Weise ist eine gute Vermischung des trockenen Abbindeverzögerers mit dem Gipspiaster gewährleistet, und eine lokale, zu hohe Konzentration an Weinsäure, die zu einer lokalen Absenkung des PH-Wertes führen könnte, wird vermieden.
Bei Verwendung von D, L-Weinsäure als Mischungspartner sollte eine derartige Menge Calciumhydroxyd in dem Gipspiaster anwesend sein, dass der PH-Wert einer 5 gew.-% igen wässerigen Aufschlämmung mindestens 11,5, vorzugsweise 12,00 bis herauf zu dem PH -Wert bei Sättigung mit Calciumhydroxyd ist.
Die Erfindung wird an den folgenden Beispielen näher erläutert : Alle Prozentangaben sind Gew.-%.
Beispiel l : Kalkgipsputz Zusammensetzung : CaS04 6, 5% ; CaS04. 1/2 H20 48, 3% ; MgCOs - ; CaCOs 35, 5% ; Ca (OH) 2 6, 4% ; unlöslich 2, 4% ; pH-Wert einer 5%igenAufschlämmung in Wasser :12,7.
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<tb>
<tb>
Wasser-Ausbreitmass <SEP> Zusatz <SEP> Verzogerer <SEP> Versteifungsgipswert <SEP> (mm) <SEP> % <SEP> Beginn <SEP> Ende
<tb> (min)
<tb> 0, <SEP> 380 <SEP> 161 <SEP> 0, <SEP> 015 <SEP> D, <SEP> L-Weinsäure <SEP> 90 <SEP> 370
<tb> 0,380 <SEP> 159 <SEP> 0, <SEP> 015 <SEP> L-Weinsäure <SEP> 100 <SEP> 380
<tb> 0, <SEP> 380 <SEP> 160 <SEP> 0,015 <SEP> meso-Weinsäure <SEP> 60 <SEP> Teile
<tb> D, <SEP> L-Weinsäure <SEP> 40 <SEP> Teile <SEP> 50 <SEP> 130
<tb> 0,380 <SEP> 160 <SEP> 0,015 <SEP> meso-Weinsäure <SEP> 40 <SEP> Teile
<tb> 65 <SEP> 180
<tb> D,L-Weinsäure <SEP> 60 <SEP> Teile
<tb>
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Beispiel 2 : Fertigmörtelgips Zusammensetzung: CaSO4 3,8%; CaSO4.1/2 H2O 77,3%; Mg CO, 3,7%;
CaCO3 2,3% Ca(OH)2 3,9%; unlöslich 4, 5% ; PH-Wert der 5%igen Aufschlämmung in Wasser : 12, 6.
EMI3.1
<tb>
<tb>
Wasser-Ausbreitmass <SEP> Zusatz <SEP> Verzögerer <SEP> Versteifungsgipswert <SEP> (mm) <SEP> % <SEP> Beginn <SEP> Ende
<tb> (min)
<tb> 0,720 <SEP> 164 <SEP> 0,06 <SEP> L-Weinsäure <SEP> 52 <SEP> 98
<tb> 0,716 <SEP> 164 <SEP> 0,06 <SEP> meso-Weinsäure <SEP> 33 <SEP> Teile
<tb> D. <SEP> L-Weinsäure <SEP> 67 <SEP> Teile <SEP> 56 <SEP> 69
<tb>
Beispiel 3 : Fertigmörtelgips Zusammensetzung: CaSO4 2,6%; CaSO4.1/2 H2O 80,4%; Mg C03 4,8%; CaCO3 3,2%; Ca(OH)2 1,0%; unlöslich 5, 7% ; PH-Wert einer 5%igen Aufschlämmung in Wasser 12, 0.
EMI3.2
<tb>
<tb>
Wasser-Ausbreitmass <SEP> Zusatz <SEP> Verzögerer <SEP> Versteifungsgipswert <SEP> (mm) <SEP> % <SEP> Beginn <SEP> | <SEP> Ende
<tb> (min)
<tb> 0, <SEP> 640 <SEP> 164 <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> L-Weinsäure <SEP> 100 <SEP> 175
<tb> 0,660 <SEP> 173 <SEP> 0,05 <SEP> meso-Weinsäure <SEP> 47 <SEP> Teile
<tb> D, <SEP> L-Weinsäure <SEP> 53 <SEP> Teile <SEP> 85 <SEP> 100
<tb> 0, <SEP> 640 <SEP> 165 <SEP> 0, <SEP> 07 <SEP> L-Weinsäure <SEP> 125 <SEP> 230
<tb> 0, <SEP> 650 <SEP> 161 <SEP> 0,07 <SEP> meso-Weinsäure <SEP> 47 <SEP> Teile
<tb> D, <SEP> L-Weinsäure <SEP> 53 <SEP> Teile <SEP> 120 <SEP> 175
<tb>
Beispiel 4 :
Maschinenputzgips
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EMI3.4
<tb>
<tb> : <SEP> CaSO4 <SEP> 52, <SEP> 5% <SEP> ; <SEP> CaSO4. <SEP> 1/2 <SEP> HWasser- <SEP> Ausbreitmass <SEP> Zusatz <SEP> Verzögerer <SEP> Versteifungsgipswert <SEP> (mm) <SEP> % <SEP> Beginn <SEP> (Ende
<tb> (min)
<tb> 0,434 <SEP> 169 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> L-Weinsäure <SEP> 59 <SEP> 100
<tb> 0,427 <SEP> 167 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> D, <SEP> L-Weinsäure <SEP> 58 <SEP> 98
<tb> 0,427 <SEP> 170 <SEP> 0,1 <SEP> meso-Weinsäure <SEP> 35 <SEP> Teile
<tb> 93 <SEP> 155
<tb> D,L-Weinsäure <SEP> 65 <SEP> Teile
<tb> 0,427 <SEP> 170 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> meso-Weinsäure <SEP> 47 <SEP> Teile
<tb> D, <SEP> L-Weinsäure <SEP> 53 <SEP> Teile <SEP> 106 <SEP> 185
<tb> 0,427 <SEP> 165 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> meso-Weinsäure <SEP> 55 <SEP> Teile
<tb> D,
<SEP> L-Weinsäure <SEP> 45 <SEP> Teile <SEP> 75 <SEP> 118
<tb>
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Beispiel 5 Maschinenputzgips Zusammensetzung: CaSO4 38,9%; CaSO4.1/2 H2O 32,6%; Mg CO, 6, 1% ; CaCO, 8, 3% ; Ca (OH) 2
2, 4% ; unlöslich 8, 3% ; PH-Wert der 5%igen Aufschlämmung in Wasser : 12, 3.
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<tb>
<tb>
Wasser-Ausbreitmass <SEP> Zusatz <SEP> Verzögerer <SEP> Versteifungsgipswert <SEP> (mm) <SEP> % <SEP> Beginn <SEP> j <SEP> Ende
<tb> (min)
<tb> 0, <SEP> 448 <SEP> 162 <SEP> 0, <SEP> 06 <SEP> L-Weinsäure <SEP> 70 <SEP> 125
<tb> 0, <SEP> 448 <SEP> 158 <SEP> 0, <SEP> 08 <SEP> L-Weinsäure <SEP> 75 <SEP> 135
<tb> 0, <SEP> 448 <SEP> 162 <SEP> 0, <SEP> 10 <SEP> L-Weinsäure <SEP> 90 <SEP> 155
<tb> 0, <SEP> 448 <SEP> 160 <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> L-Weinsäure <SEP> 130 <SEP> 240
<tb> 0, <SEP> 448 <SEP> 161 <SEP> 0, <SEP> 06 <SEP> meso-Weinsäure <SEP> 40 <SEP> Teile <SEP> 75 <SEP> 130 <SEP>
<tb> D, <SEP> L-Weinsäure <SEP> 60 <SEP> Teile
<tb> 0, <SEP> 448 <SEP> 162 <SEP> 0, <SEP> 08 <SEP> meso-Weinsäure <SEP> 40 <SEP> Teile <SEP> 95 <SEP> 190
<tb> D.
<SEP> L-Weinsäure <SEP> 60 <SEP> Teile
<tb> 0, <SEP> 448 <SEP> 160 <SEP> 0,10 <SEP> meso-Weinsäure <SEP> 40 <SEP> Teile <SEP> 110 <SEP> 215 <SEP>
<tb> D, <SEP> L-Weinsäure <SEP> 60 <SEP> Teile
<tb> 0, <SEP> 448 <SEP> 162 <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> meso-Weinsäure <SEP> 40 <SEP> Teile <SEP> 170 <SEP> 320
<tb> D, <SEP> L-Weinsäure <SEP> 60 <SEP> Teile
<tb>
PATENTANSPRCHE :
1.
Technische Gipspiaster mit einem Gehalt an Abbindeverzögerern auf Weinsäurebasis, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0, 01 bis 0, 5 Gew.-% eines Abbindeverzögerers enthalten, bestehend aus einem Gemisch von 5 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-% meso-Weinsäure und zum Rest aus L- und/oder D,L-Weinsäure, wobei bei Einsatz von D, L-Weinsäure eine 5 gew.-% ige wässerige Aufschlämmung des Plasters einen PH-Wert von 12 bis zum PH-Wert bei Sättigung mit Calciumhydroxyd besitzt.