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Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches l.
Kontinuierlich gebrannter Gips (Stuckgips) unterscheidet sich wegen der bei seiner Herstel- lung eingehaltenen Arbeitsbedingungen in seinen physikalischen Eigenschaften von nach andern
Verfahren hergestelltem Stuckgips. Beim kontinuierlichen Brennen von Gips entstehen in den Calcium- sulfatteilchen äusserst viele Bruchstellen, was zur Folge hat, dass beim Vermischen des kontinuier- lich gebrannten Gipses mit Wasser von den Calciumsulfatteilchen, welche beim Brennen stark rissig geworden sind, äusserst rasch sehr kleine Bruchstücke abgespalten werden.
Beispielsweise kann die durchschnittliche Korngrösse von kontinuierlich gebranntem Gips etwa 19 11m unmittelbar nach dem Brennen betragen und beim Herstellen einer wässerigen Aufschlämmung dieses gebrannten
Gipses dieser gebrannte Gips einen Zerfall erleiden, bei welchem von den Teilchen gebrannten Gip- ses eine Korngrösse von 1 bis 3 11m besitzende Bruchstücke rasch abgespalten werden. Dieser Zer- fall der Teilchen des gebrannten Gipses ist in gewisser Hinsicht erwünscht, da er eine hohe Hydra- tationsgeschwindigkeit bzw. ein rasches Abbinden des Gipses und wegen der hohen spezifischen
Oberfläche der Bruchstücke eine hohe Festigkeit der Formkörper aus abgebundenem Gips zur Folge hat.
Dieser Zerfall der Teilchen bedingt aber wegen der wesentlich höheren spezifischen Oberfläche der beim Zerfall der Teilchen entstandenen Bruchstücke einen unerwünscht hohen Wasserbedarf.
Bei der automatischen Herstellung von Gipsplatten muss ein grosser Anteil der Arbeitszeit und der aufzuwendenden Energie auf das Abtreiben überschüssigen Wassers aus der feuchten Gips- platte aufgewendet werden. Bei der Herstellung von Gipsplatten muss ein beträchtlicher Überschuss an Wasser deshalb eingesetzt werden um den gebrannten Gips ausreichend gut aufzuschlämmen und eine Gipsaufschlämmung hinreichender Fliessfähigkeit zu erhalten. Kontinuierlich gebrannter Gips kann eine "Dispersionskonsistenz" von etwa 100 bis 150 cm3 besitzen.
Unter "Dispersionskonsistenz" ist im Zuge der erfindungsgemässen Herstellung von Gipsplatten jene Volumsmenge an Wasser zu verstehen, die beim Vermischen mit 100 g calciniertem Gips in einem Mischer hoher Drehzahl wäh- rend 7 s (diese Art der Herstellung einer Gipsaufschlämmung ist der in der Fertigungsanlage für
Gipsplatten angewendeten Methode zum Herstellen der Gipsaufschlämmung äquivalent) eine Gipsauf- schlämmung normierter Viskosität ergibt.
Obzwar die Dispersionskonsistenz für den Einzelfall zahlen- mässig angegeben werden kann, ist doch zu berücksichtigen, dass in verschiedenen Fertigungsan- lagen in Abhängigkeit vom eingesetzten Stuckgips Gipsaufschlämmungen verschiedener Dispersions- konsistenz eingesetzt werden können und für eine bestimmte Fertigungsanlage die Dispersionskon- sistenz in Abhängigkeit von der pro Zeiteinheit zuzuführenden Menge an Gipsaufschlämmung gewählt wird.
Eine Dispersionskonsistenz von 100 bis 150 cm3 bedeutet, dass je 100 g gebranntem Gips etwa
85 bis 100 cm3 Wasser eingesetzt werden müssen, um eine für moderne automatische Gipsplattenher- stellungsanlagen brauchbare Gipsaufschlämmung zu erhalten. Die für das Abbinden von gebranntem Gips (Calciumsulfat. Hemihydrat oder Stuckgips) zu Calciumsulfat. Dihydrat theoretisch erforderliche Menge an Wasser beträgt nur 18, 7% des Gewichts des reinen gebrannten Gipses. Dies bedeutet, dass etwa 67 bis 82% des in der Gipsaufschlämmung enthaltenen Wassers beim Trocknen der Gipsplatten entfernt werden müssen.
Dieses Wasser wird in automatisch arbeitenden Fertigungsanlagen für Gipsplatten in den darin vorgesehenen Gipsplattentrocknern dadurch entfernt, dass in den Trocknern eine Temperatur von etwa 204, 5 C aufrechterhalten wird, wobei sich eine Trocknungszeit von etwa 40 min ergibt. Selbstverständlich ist die Abhängigkeit der Trocknungsdauer von der Trocknungstemperatur von Fertigungsanlagen zu Fertigungsanlage verschieden und vom eingesetzten gebrannten Gips und von den Anlagenteilen beeinflusst.
Zusätzlich wird die Arbeitsgeschwindigkeit der Einrichtung zum Vergiessen der Gipsaufschlämmung durch die Abbindezeit der Aufschlämmung gebrannten Gipses bzw. der Hydratationsgeschwindigkeit des gebrannten Gipses beeinflusst. Durch kontinuierliches Brennen hergestellter calcinierter Gips wird in der Regel auf eine Temperaturanstiegsdauer von etwa 8 min und eine Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von etwa l C/min eingestellt.
In der BE-PS Nr. 864882 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Behandeln gebrannten Gipses zwecks Verringerung seines Wasserbedarfs beschrieben, womit eine Masse behandelten Gipses erhalten wird, die dem in einer automatischen Fertigungsanlage für Gipsplatten vorgesehenen Mischer zum Herstellen der Gipsaufschlämmung kontinuierlich zugeführt werden kann.
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Diese Behandlung besteht in gründliche Einmischen geringer Mengen an Wasser in den gebrannten
Gips, womit ein zwar feuchtes, jedoch dem Augenschein nach trockenes Material erhalten wird, das vor seiner Verwendung zum Herstellen von Gipsplatten"ausheilen"gelassen wird. Unter "aus- heilen" soll verstanden werden, dass die geringe Menge freien Wassers für kurze Zeit, z.
B. 1 bis
10 min, auf den Teilchen gebrannten Gipses belassen wird, wobei, wie angenommen wird, die in den Gipsteilchen entstandenen Bruchstellen so weit verschmelzen, dass sie beim anschliessenden Her- stellen einer wässerigen Aufschlämmung gegen einen Zerfall in zahlreiche Bruchstücke einer Korn- grosse in der Grössenordnung von 11m resistent sind. Derart ausgeheilter Stuckgips ist insbesondere zur unmittelbaren Verwendung in der Gipsplattenherstellung geeignet, jedoch beginnt dann, wenn dieses Material nicht sofort weiterverarbeitet wird, die Hydratationsgeschwindigkeit des ausgeheil- ten Stuckgipses in unkontrollierbarer Weise zu variieren, weshalb gemäss der BE-PS Nr. 864882 der ausgeheilte Gips unmittelbar weiterverarbeitet wird.
Mit der DE-OS 1771625 wurde vorgeschlagen, einen sich beim Altern hinsichtlich der Erhär- tungsdauer und der Giesskonsistenz nicht verändernden Gips geringen Wasserbedarfs dadurch herzu- stellen, dass heisser gebrannter Gips durch Zusetzen von Wasser unter den Siedepunkt des Wassers abgekühlt und dann wieder über den Siedepunkt des Wassers erhitzt wird, jedoch ist diese Mass- nahme äusserst energieaufwendig, da durch das Erhitzen des mit Wasser behandelten Gipses der
Wassergehalt dieses Gipses auf den Wassergehalt von Kalziumsulfat. Hemihydrat verringert werden muss. Ein Vermahlen eines so behandelten Gipses, welcher im übrigen hauptsächlich zur Herstellung von Abgüssen dient, lässt die Abbindeeigenschaften eines solchen Gipses im wesentlichen unverän- dert und trägt nicht zu einer Festigkeitssteigerung des abgebundenen Gipses bei.
Die Erfindung betrifft nun eine Weiterentwicklung des aus der BE-PS Nr. 864882 bekanntgewor- denen Verfahrens zum Behandeln von gebranntem Gips, zur Herstellung von Gips, welcher lagerbe- ständig ist, einen verringerten Anmachwasserbedarf besitzt und die Fähigkeit besitzt, in einem
Gipsprodukt im wesentlichen die volle Druckfestigkeit zu entwickeln, wonach nun ein gebrannter
Gips einem Mischer zugeführt wird und mit Wasser in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den zugeführten gebrannten Gips, vermischt wird und der mit Wasser behandelte gebrannte
Gips ausheilen gelassen wird.
Dieses Verfahren ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der ausgeheilte gebrannte Gips bei erhöhten Temperaturen getrocknet, gegebenenfalls zwischengelagert und danach zwecks Vergrösserung der Oberfläche (spezifischen Oberfläche) der ausgeheilten Gipsteilchen vermahlen wird, wodurch die Oberfläche reaktiviert wird, um die Geschwindigkeit des Festigkeitsanstiegs und die Endfestigkeit in einem Gipsprodukt zu erhöhen.
Das erfindungsgemässe Verfahren beruht auf der Erkenntnis, dass der Abfall der Festigkeit von abgebundenen Giesskörpern aus Gips und der durch die Vorbehandlung mit Wasser und anschliessendes Ausheilen bedingte Abfall der Geschwindigkeit der Festigkeitszunahme dadurch gemindert bzw. vermieden werden kann, wenn der vorbehandelte gebrannte Gips nach dem Ausheilen vermahlen wird. Es ist bereits bekannt, dass die Festigkeit von Giesskörpern aus Gips dann verbessert werden kann, wenn vollständig trockener Stuckgips vor dem Vermischen mit Wasser vermahlen wird (vgl.
US-PS Nr. 3, 480, 387), jedoch war zu erwarten, dass der durch die Vorbehandlung mit Wasser und das anschliessende Ausheilen erzielbare Vorteil verringerten Wasserbedarfs durch das anschliessende Vermahlen wieder verlorengeht und Endprodukte erhalten werden, deren Festigkeit der Festigkeit von aus nicht behandeltem Stuckgips hergestellten Formkörpern äquivalent sind.
Der Fachmann würde erwarten, dass beim Vermahlen des Gipses die ausgeheilten Bruchstellen erneut aufgebrochen werden und in der Oberfläche der Gipsteilchen wieder Risse entstehen, die den erzielten Vorteil verringerten Anmachwasserbedarfs wieder zunichte machen würde. Es war auch zu erwarten, dass beim Abdampfen des freien Wassers während des Trocknens des behandelten Stuckgipses nach dem Ausheilen der erzielte Vorteil verringerten Anmachwasserbedarfs wieder abgeschwächt wird. Es zeigte sich jedoch, dass der durch das Vorbehandeln von gebranntem Gips mit Wasser und durch das anschliessende Ausheilen erzielte Vorteil verringerten Wasserbedarfs durch das Vermahlen des mit Wasser vorbehandelten und anschliessend ausgeheilten Stuckgipses nicht verloren geht, trotzdem durch das Vermahlen die spezifische Oberfläche des ausgeheilten Stuckgipses vergrössert wird.
Entsprechend der derzeit als richtig angenommenen Arbeitshypothese werden im Zuge des "Aus-
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heilens" die in den Teilchen gebrannten Gipses vorhandenen kleinen Risse dadurch geschlossen, dass durch die während kurzer Zeit auf der Teilchenoberfläche vorhandene geringe Menge an Wasser die Teilchen angelöst werden, wobei, wie angenommen wird, die auf der Oberfläche der Teilchen lokalisierte Menge geringen Wassers während des Ausheilens Risse und Spalten in solcher Weise verschweisst, dass die Teilchen beim späteren Vermischen mit grösseren Mengen an Wasser, wie sie zum Hydratisieren des Gipses bei der Gipsplattenherstellung oder beim Aufschlämmen von Gips bei der industriellen Herstellung von Giesskörpern aus Gips benötigt werden, gegen einen Zerfall in kleinere Bruchstücke widerstandsfähig werden.
Es wird weiters angenommen, dass durch das Vermah- len des aus ausgeheilten Teilchen bestehenden Gipses neue Oberflächenbereiche erzeugt werden, im Bereiche derselben durch Reaktivierung genügend Energie zur Verfügung steht um während des anschliessenden Hydratisierens des Gipses durch Vermischen desselben mit Wasser eine hohe"Abbinde- geschwindigkeit" zu erzielen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Als gebrannter Gips kann jeder chargenweise oder kontinuierlich gebrannte Gips, sei es Gips aus natürlichen Lagerstätten oder aus chemischen Verfahren stammender Gips oder ein Gemisch aus natürlichem Gips und Gips aus chemischen Verfahren verwendet werden. Bei der Herstellung von Gipsplatten wird insbesondere kontinuierlich calcinierter Gips verwendet, der in der Regel eine Dispersionskonsistenz von etwa 100 bis 150 cm3 besitzt. Natürlich kann die Dispersionskon- sistenz in Abhängigkeit von der Herkunft des Gipses und von den Herstellungsverfahren schwanken, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Bei der Herstellung von industriell verpacktem Stuckgips wird ein qualitativ hochwertiger weisser Gips bevorzugt, der aus natürlichen Lagerstätten oder aus chemi- schen Verfahren stammen oder ein Gemisch solcher Gipssorten darstellen kann.
Wie bereits erwähnt, kann der eingesetzte gebrannte Gips chargenweise oder kontinuierlich in Röstbehältern oder in irgendeiner andern Weise, beispielsweise auf beheizten Förderern oder Drehöfen oder Fliessbett- röstern oder im beheizten Gasstrom, wie in einem beheizten Zyklon, hergestellt worden sein.
Aus natürlichem Gips hergestellter gebrannter Gips besitzt je nach den angewendeten Brenn- verfahren und je nach Lagerstätte in der Regel eine nach der Luftdurchlässigkeitsmethode (Blaine) bestimmte spezifische Oberfläche von etwa 3000 bis 5500 cm2/g. Durch Brennen von aus chemischen
Verfahren stammendem Gips erhaltener gebrannter Gips besitzt in der Regel eine spezifische Ober- fläche von etwa 1500 bis 2000 cm2/g (Blaine). Es ist darauf hinzuweisen, dass durch Brennen von aus chemischen Verfahren stammendem Gips erhaltener gebrannter Gips, vorzugsweise das Hemi- hydrat, bereits Materialien enthalten kann, die bereits vermahlen oder partiell vermahlen wur- den um beispielsweise einen speziellen Zusammenhang zwischen der Dichte des trockenen Giesskör- pers und dessen Festigkeit zu erzielen.
Die im Rahmen der Erfindung dem gebrannten Gips anfänglich zugesetzte geringe Menge an Wasser ist hauptsächlich davon abhängig wie stark der Anmachwasserbedarf des gebrannten Gipses verringert werden soll. In der Regel wird Wasser in einer Menge von etwa 1 bis 10 Gew.-% der eingesetzten Menge an gebranntem Gips eingesetzt. Die stärkste Verringerung des Anmachwasserbedarfs scheint beim Einarbeiten von etwa 3% Wasser in den gebrannten Gips erzielbar zu sein, jedoch kann diese Menge in Abhängigkeit von der Arbeitstemperatur und den Eigenschaften des gebrannten Gipses Schwankungen unterliegen.
Das Zusetzen der geringen Menge an Wasser kann so vorgenommen werden, dass die erforderliche Menge an Wasser der Gesamtmenge an einzusetzendem Gips zugesetzt wird oder dass lediglich ein Teil der einzusetzenden Menge an Gips mit der Gesamtmenge an Wasser vermischt und der mit Wasser vermischte Gips gründlich mit dem nicht behandelten Rest an calciniertem Gips vermischt wird. Selbstverständlich können beim Zusetzen des Wassers Verdampfungsverluste, beispielsweise beim Versprühen des Wassers, eintreten, so dass in der Regel mehr als die bevorzugte Menge von 3% eingesetzt wird. Das Wasser kann entweder warmem gebranntem Gips, beispielsweise unmittelbar nach dem Brennen, oder gekühltem gebranntem Gips zugesetzt werden, wobei für wärmeren Gips in der Regel mehr Wasser erforderlich ist als für abgekühlten gebrannten Gips.
Die optimal zuzusetzende Menge an Wasser von 3% ist auf etwa auf Raumtemperatur gekühlten gebrannten Gips bezogen, weshalb es, wie oben erwähnt, erwünscht ist, warmem gebranntem Gips mehr als die optimale Menge an Wasser zuzusetzen. Die Temperatur des gebrannten Gipses soll jedoch unterhalb etwa 104, 40C, vorzugsweise unter 93, 3 C, liegen um eine möglichst wirksame Behandlung des Gipses zu ermöglichen.
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ergab Giesskörper mit einer Festigkeit von 393,4 N/cm"bei einer Dichte von 674 kg/m3.
Für diese Bewertungsversuche wurden einzelne Chargen eines zu bewertenden gebrannten Gipses in mit einem rotierenden Rührstab ausgestattete Mischer der Type Patterson Kelley Company Twin Shell Blender Modell LB-P-8 eingebracht, wobei jeweils 4000 g des zu prüfenden gebrannten Gipses mit Raumtemperatur in den Mischer eingebracht wurden und bei rotierendem Mischstab 180 g Wasser von Raumtemperatur innerhalb eines Zeitraumes von 40 s mittels des Rührstabes in den Gips eingemischt wurden und anschliessend der mit Wasser behandelte Gips bei Raumtemperatur während etwa 3 bis 6 min ausgeheilt wurde. Da beim Einbringen des Wassers in den Mischer ein Teil des Wassers danebengesprüht wurde und ein Teil des Wassers verdampfte, waren im behandelten gebrannten Gips nur 3 Gew.-% freies Wasser enthalten.
Der so behandelte gebrannte Gips wurde sodann weiter untersucht, um dessen Anmachwasserbedarf und die erzielbare Endfestigkeit von daraus hergestellten Formkörpern zu ermitteln.
Die Ergebnisse der Prüfung sind in Tabelle I zusammengefasst, in welcher die Festigkeit von Formkörpern bei einer Dichte von 674, 9 kg/m3 und der Anmachwasserbedarf zwecks besserer Vergleichsmöglichkeit in Prozent erzielter Verringerung des Anmachwasserbedarfs angegeben ist.
Tabelle I
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<tb>
<tb> Gips <SEP> Druckfestigkeit <SEP> von <SEP> Formkörpern <SEP> Druckfestigkeit <SEP> von <SEP> Formkörpern <SEP> Verringerung <SEP> des
<tb> aus <SEP> nicht <SEP> behandeltem <SEP> aus <SEP> ausgeheiltem <SEP> Anmachwasserbegebranntem <SEP> Gips <SEP> gebranntem <SEP> Gips <SEP> darfs <SEP> um <SEP> %
<tb> Gips <SEP> A <SEP> 383, <SEP> 8 <SEP> N/cm"208, <SEP> 4 <SEP> N/cm2 <SEP> 25 <SEP>
<tb> Gips <SEP> B <SEP> 355, <SEP> 5 <SEP> N/cm2 <SEP> 245, <SEP> 0 <SEP> N/cm"25 <SEP>
<tb>
Der Tabelle I kann entnommen werden, dass sowohl Gips A als auch Gips B einen um 25% verringerten Wasserbedarf besassen, dass jedoch die Festigkeit von Formkörpern durch die Wasserbe- handlung des gebrannten Gipses stark verringert wurde.
Bei dem nur Festigkeiten an der unteren zulässigen Grenze ergebenden Gips B war der in Prozent ausgedrückte Festigkeitsverlust gegen- über unbehandeltem Material geringer, jedoch war die Festigkeit der erhaltenen Giesskörper für
Gipsplatten zu gering, da bereits aus nicht vorbehandeltem gebranntem Gips hergestellte Gipsplat- ten eine nur sehr geringe Festigkeit besassen. Beide Festigkeitswerte waren so niedrig, dass sie für handelsübliche Gipsplatten nicht in Frage kamen.
Weitere Anteile der Gipssorten A und B wurden in der oben angegebenen Weise bei Raumtemperatur mit 3% freiem Wasser versetzt, worauf der mit Wasser behandelte gebrannte Gips 3 bis 4 min ausgeheilt und der ausgeheilte Gips in einer Laboratoriums-Schlagmühle von Raymond vermahlen wurde. Es handelte sich um eine mit einem Motor angetriebene Mühle vom Modell 315UP, deren Mischkammer einen Durchmesser von 15, 24 cm besass und deren Rotor acht auf einer Mahlscheibe angelenkte Schlaghämmer besass. Der Rotor der Mühle wurde mit einer Drehzahl von etwa 3600 min-1 angetrieben, wobei die Feinheit des Mahlgutes durch verschiedene austauschbare Siebe ausgewählt werden konnte. Die Mühle wurde dann ohne Sieb betrieben, wenn eine spezifische Oberfläche von etwa 8000 cm2/g erzielt werden sollte.
Für andere spezifische Oberflächen des Mahlgutes, u. zw. höhere spezifische Oberflächen, wurden in die Mühle Siebe verschiedener Maschenweite eingesetzt. Die Ergebnisse der Prüfung der Materialien auf Anmachwasserbedarf und erzielbare Endfestigkeit von Formkörpern sind in Tabelle II angegeben.
In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, dass eine etwa 20%ige Verringerung des Anmachwasserbedarfes angestrebt wird, die eine solche Endfestigkeit von aus dem behandelten gebrannten Gips hergestellten Formkörpern zu erzielen gestattet, welche zumindest 80% der Festigkeit von Formkörpern aus nicht behandeltem und Formkörper hoher Festigkeit lieferndem gebranntem Gips beträgt und zumindest 90% der Festigkeit von Formkörpern aus nicht behandeltem und Formkörper mit einer an der unteren Zulässigkeitsgrenze liegenden Festigkeit lieferndem gebranntem Gips beträgt, da dies für die industrielle Gipsplattenherstellung in der Regel ausreichend ist.
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Tabelle I I
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<tb>
<tb> Gips <SEP> spezifische <SEP> Oberfläche <SEP> des <SEP> Druckfestigkeit <SEP> Verringerung <SEP> des
<tb> vermahlenen <SEP> Gipses <SEP> in <SEP> in <SEP> N/cm2 <SEP> Anmachwasserbecm2/g <SEP> darfes <SEP> um <SEP> %
<tb> Gips <SEP> A <SEP> 6040 <SEP> 341 <SEP> 25
<tb> Gips <SEP> A <SEP> 8100 <SEP> 429 <SEP> 20
<tb> Gips <SEP> B <SEP> 8100 <SEP> 391 <SEP> 17
<tb> Gips <SEP> B <SEP> 12550 <SEP> 569 <SEP> 1 <SEP>
<tb>
Aus Tabelle II ergibt sich, dass beim Vermahlen des vorbehandelten gebrannten Gipses auf eine spezifische Oberfläche von etwa 8000 cm2/g, was eine Vergrösserung der spezifischen Oberflä- che des gebrannten Gipses A um 20% und eine Verzögerung der spezifischen Oberfläche des gebrannten Gipses B um etwa 86% bedeutet, noch immer der Anmachwasserbedarf stark verringert war,
wogegen die Endfestigkeit der hergestellten Formkörper einen hohen Prozentsatz der aus nicht behandeltem gebranntem Gips hergestellten Formkörper ausmachte. Falls jedoch der Gips B, welcher normalerweise nur Formkörper mit einer an der unteren Festigkeitsgrenze liegenden Festigkeit liefert, auf eine spezifische Oberfläche von etwa 12500 cm/g (etwa das 3fache der spezifischen Oberfläche des nicht behandelten gebrannten Gipses) vermahlen wurde, um Formkörper noch höherer Endfestigkeit herzustellen, wurde der Vorteil eines verringerten Anmachwasserbedarfes vollständig zunichtegemacht. Wenn die spezifische Oberfläche des Gipses A um nur 20% erhöht wurde, ergab sich für Formkörper aus diesem Gips eine Druckfestigkeit von beispielsweise 345 bis 380 N/cm2, wie sie für Gipsplatten durchaus annehmbar ist.
Beispiel 2 : Im Rahmen eines im industriellen Massstab durchgeführten Versuches zum Herstellen einer den Anforderungen vollständig entsprechenden Gipsplatte aus ausgeheiltem und die optimale Menge von 3% freiem Wasser enthaltendem gebranntem Gips wurde in die bestehende Fertigungsanlage zwischen der kontinuierlich arbeitenden Gipsröstanlage und dem Aufschlämmungsmischer ein kontinuierlicher Mischer horizontaler Bauart vom Rührschaufeltyp eingebaut, der in solcher Weise modifiziert worden war, dass sein Auslass der kontinuierlichen Betriebsweise entsprechend dem Einlass gegenüber lag und dass an der Seite des Einlasses für gebrannten Gips in einem Abstand von etwa 15, 2 cm von diesem Einlass eine Sprühdüse zum Zuführen von Wasser in einer Menge von etwa 409 kg/h angeordnet war, die mit einem Gewindenippel mit 3/8-bis 1/2-Zoll-Gewinde ausgestattet war.
Die spezifische Oberfläche des zu behandelnden gebrannten Gipses betrug etwa 3500 cm2/g. Dieser calcinierte Gips wurde dem Mischer in horizontaler Richtung in einer Menge von etwa 10 bis 12 t/h zugeführt. Das Vermischen des Wassers mit dem genannten Gips erfolgte beim Hindurchfördern des Gemisches durch den Mischer. Das aus dem Mischer ausgetretene Material wurde sodann in abgedeckte Förderschnecken übergeführt, in welchen das Gemisch aus gebranntem Gips und Wasser etwa 3, 5 min ausheilen konnte. Das ausgeheilte Material wurde sodann in einen sich rasch bewegenden Luftstrom eingebracht, so dass in dem einen Durchmesser von 30, 5 cm besitzenden luftdurchströmten Rohr ausgeheiltes Material in einer Menge von 181, 6 kg/min und aus
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etwa 121, 10C. Das ausgeheilte Material wurde auf diese Weise windgesichtet und getrocknet.
Das so behandelte Material gelangte sodann durch einen Zyklon und einen kontinuierlich betriebenen Staubabscheider hindurch und wurde dann einer Mühle zugeführt, welche eine Zentrifugalschlagmühle von Entoleter aufwies, die einen mit 12 Zapfen ausgestatteten Rotor mit einem Durchmesser von 68, 6 cm aufwies, der mit einer Drehzahl von 5400 min -1 betrieben wurde. Das Mahlgut wurde durch die Schlagmühle in einer Menge von 12 t/h hindurchgefördert und dann wieder in die Fertigungsstrecke der Gipsplattenherstellungsmaschine, u. zw. dem Aufschlämmungsmischer, zugeführt.
Die Eigenschaften von zu verschiedenen Zeiten an verschiedenen Anlagestellen während der Versuche entnommenen Proben sind in der folgenden Tabelle III angegeben. Die Proben wurden
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gezogen, nachdem sich nach anfänglichem Einstellen der zugeführten Stoffmengen und der Zufuhrgeschwindigkeiten in der Anlage ein stationärer Zustand eingestellt hatte.
Tabelle III
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<tb>
<tb> unbehandelter <SEP> teilweise <SEP> ausgeheilt <SEP> und <SEP> ausgeheilt <SEP> und
<tb> gebrannter <SEP> ausgeheilt <SEP> getrocknet, <SEP> spe-getrocknet, <SEP> speGips, <SEP> spezifi- <SEP> 1) <SEP> zifische <SEP> Oberflä- <SEP> zifische <SEP> Oberfläsche <SEP> Oberflä- <SEP> che <SEP> 7000 <SEP> cm2/g <SEP> che <SEP> 9600 <SEP> em/g
<tb> che <SEP> 3500 <SEP> cmVg
<tb> Anmachwasserbedarf <SEP> in <SEP> kg/m2
<tb> für <SEP> eine
<tb> 1/2-Zoll-Platte <SEP> 6, <SEP> 08 <SEP> 5, <SEP> 51 <SEP> 4, <SEP> 84 <SEP> 4, <SEP> 47 <SEP>
<tb> Dispersionskonsistenz
<tb> in <SEP> cm3 <SEP> 130 <SEP> 109 <SEP> 85 <SEP> 85
<tb> Abbindegeschwindigkeit <SEP> in <SEP> C/min <SEP> 5, <SEP> 22 <SEP> 4, <SEP> 28 <SEP> 4, <SEP> 06 <SEP> 5,
<SEP> 55 <SEP>
<tb> Würfeldruckfestigkeit <SEP> eines <SEP> aus <SEP> der
<tb> Gipsaufschläminung
<tb> hergestellten <SEP> Würfels <SEP> in <SEP> N/cm2 <SEP> bei
<tb> einer <SEP> Dichte <SEP> von
<tb> 674, <SEP> 9 <SEP> kg/m3 <SEP> 550, <SEP> 8 <SEP> 440, <SEP> 3 <SEP> 407, <SEP> 2 <SEP> 567 <SEP>
<tb>
Es wurden etwa 2 Gew.-% freies Wasser zugesetzt, jedoch wurde der so behan- delte Gips weder getrocknet noch vermahlen, da ein Abfall der Festigkeit beim
Zusetzen von 3% freien Wassers zu erwarten war und durch das Ausheilen die
Plattenherstellungsanlage betriebsunfähig geworden wäre.
Der spezielle kontinuierlich gebrannte Gips wäre durch blosses Behandeln mit Wasser und anschliessendes Ausheilen nicht dazu geeignet gewesen, dem Aufschlämmungsmischer einer Gipsplattenherstellungsanlage zugeführt zu werden, da die mechanische Festigkeit der erhaltenen Gipsplatte zu gering gewesen wäre. Der ausgeheilte und auf eine spezifische Oberfläche von 7000 cm2/g (etwa das zweifache der spezifischen Oberfläche des nicht behandelten gebrannten Gipses) vermahlene Stuckgips wurde mehrere Tage in der Gipsplattenherstellungsanlage verarbeitet.
Das Abdampfen überschüssigen Wassers beim Trocknen der feuchten Aufschlämmung wurde um etwa 20% verringert, die Temperaturen in den drei Trocknungszonen wurden um etwa 22% verringert, jedoch waren wesentliche Eigenschaften der hergestellten Gipsplatte wie Plattenfestigkeit, Oberflächenhärte und Kantenhärte für handelsübliche Gipsplatten nicht zufriedenstellend. Auch der auf eine spezifische Oberfläche von 9600 cm2/g (etwa das 2, 7fache der spezifischen Oberfläche nicht behandelten Materials) vermahlene Stuckgips wurde mehrere Tage in der Plattenherstellungsanlage verarbeitet. Bei den mit diesem Material durchgeführten besten Versuchen wurde die Menge des beim Trocknen aus der Aufschlämmung abzudampfenden überschüssigen Wassers um 26% verringert.
Die Transportgeschwindigkeit durch die drei Trocknungszonen wurde um 28% erhöht, wobei jene Temperatur aufrechterhalten wurde, wie sie bei der üblichen Gipsplattenherstellung aus kontinuierlich gebranntem Gips eingehalten worden war. Die Eigenschaften der erhaltenen Gipsplatten, insbesondere Festigkeit, die Oberflächenhärte und die Kantenhärte der Gipsplatten, waren den Eigenschaften von aus
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auf eine spezifische Oberfläche von 7000 cm2/g vermahlenem Material bzw. von aus unvermahlenem und kontinuierlich ausgeheiltem Stuckgips hergestellten Gipsplatten überlegen.
Aus den in Tabel- le III angeführten Ergebnissen war auf dieses Resultat zu schliessen, da bei der Prüfung von Giess- körpern, welche aus aus der Herstellungsanlage vor dem Aufschlämmungsmischer gezogenen Proben von Stuckgips hergestellt worden waren, gefunden wurde, dass das auf einen grösseren Feinheits- grad vermahlene Material die durch die Behandlung mit Wasser verursachte Verringerung der Wür- feldruckfestigkeit von aus der Aufschlämmung hergestellten Würfeln mehr als wettmachen konnte.
Beispiel 3 : Das erfindungsgemässe Verfahren wurde auf die kontinuierliche Herstellung von in Säcke zu verpackendem gebranntem Gips angewendet. Bei Herstellung von calciniertem Gips für
Gipsgegenstände wird einen höheren Weissgrad aufweisender reinerer Gips eingesetzt und der Gips stets unter Zusatz spezieller Chemikalien, beispielsweise Calciumchlorid, chargenweise calciniert oder der chargenweise durchgeführte Röstvorgang so abgeändert, dass gebrannter Gips geringeren
Anmachwasserbedarfs erhalten wird als er bei der Gipsplattenherstellung verwendet wird.
Im allge- meinen ist das kontinuierliche Calcinieren nicht zum Herstellen solcher Gipssorten geeignet, da die zum Herstellen von gebranntem Gips niedrigeren Wasserbedarfs angewendeten Massnahmen bei den beim kontinuierlichen Calcinieren von Gips angewendeten Temperaturen nicht wirksam sind.
Weiters muss der erhaltene Gips andere Eigenschaften als der zum Herstellen von Gipsplatten ver- wendete Stuckgips besitzen, da er vom Verwender länger und mit unterschiedlicher Intensität ver- mischt wird als dies im Aufschlämmungsmischer einer Gipsplattenherstellungsanlage üblich ist.
Der Endverbraucher solchen Gipses strebt ein anderes Fliessverfahlten der Gipsaufschlämmung an als sie in automatischen Gipsplattenherstellungsanlagen angestrebt wird, wobei der Endverbraucher selten die Aufschlämmung in der in der Gipsplattenherstellungsanlage üblichen Weise aufschäumt. Beim Herstellen von in Säcken zu verpackendem Gips ist dessen "Dispersionskonsistenz" in anderer Weise definiert als für die Gipsplattenherstellung.
Für in Säcke zu verpackenden Gips ist unter Dispersionskonsistenz jene Volumsmenge an Wasser zu verstehen, die beim Vermischen mit 100 g gebranntem Gips während 60 s in einem Mischer hoher Mischintensität, beispielsweise in einem Waring-Mischer, einer Aufschlämmung normierter Viskosität ergibt, in welcher der gebrannte Gips im Wasser gründlicher dispergiert ist, womit die vom Endverbraucher anzutreffenden Mischbedingungen simuliert werden. In der Regel besitzt ein industriell hergestellter Sackgips, welcher aus dem gleichen Gipsrohstoff, wie er in diesem Beispiel verwendet wird, hergestellt wurde, jedoch chargenweise gebrannt wurde und zwecks Verringerung des Anmachwasserbedarfs Calciumchlorid enthält, nach dem Dispergieren während 60 s eine Dispersionskonsistenz von 100 bis 105 cm3 Wasser.
Für die Zwecke dieses Beispiels wurde die in der Gipsplattenherstellungsanlage üblicherweise verwendete kontinuierliche Calciniereinrichtung gründlich von für die Herstellung der Gipsplatten verwendetem Gips gereinigt und dann mit einem gröberen Gips höheren Weissgrades gefüllt, wie er beim chargenweisen Calcinieren von Gips beim industriellen Herstellen von Sackgips verwendet wird.
Nachdem die kontinuierlich arbeitende Calciniereinrichtung in üblicher Weise gefüllt und bis zum Erreichen eines stationären Zustandes kontinuierlich betrieben worden war, wurde der aus der Calciniereinrichtung austretende gebrannte Gips durch die Einrichtung zum Behandeln des Gipses mit Wasser, durch die Fördereinrichtung, durch den mit Warmluft betriebenen Trockner, durch den Zyklon, durch den Staubabscheider und durch die Entoleter-Mühle in der in Beispiel 2 beschriebenen Weise hindurchgefördert und dann in Vorratsbehälter einer Absackanlage statt in den Aufschlämmungsmischer einer Gipsherstellungsanlage gelenkt. Aus der Calciniereinrichtung trat
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schwindigkeit von 10 t/h hindurchgefördert und darin mit 537,5 kg/h Wasser vermischt, womit in den Mischer 5, 92% Wasser, bezogen auf gebrannten Gips, eingebracht wurden.
Die Temperatur des aus dem Paddelmischer austretenden Gemisches betrug 101, 7 bis 104, 40C. Nachdem während der Ausheilzeit von 3, 5 min etwas Wasser vom mit Wasser behandelten Stuckgips abdampfte, verblieben im ausgeheilten Material etwa 3 Gew.-% an freiem Wasser. Das ausgeheilte Material wurde sodann in der in Beispiel 2 beschriebenen Weise getrocknet, wobei die Austrittstemperatur aus dem Trocknungszyklon etwa 115, 6 C betrug. Das Vermahlen wurde in einer mit einer Drehzahl von 4860min"' betriebenen und am Rotor 36 Stifte aufweisenden Entoleter-Mühle vorgenommen, worauf der so ver-
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arbeitete Stuckgips eingesackt wurde. Auf diese Weise wurden 24, 5 t in Säcke verpackten Gipses erhalten.
Die Analyse des erhaltenen Materials zeigte, dass, obzwar es wünschenswert wäre, die Calciniertemperaturen und die hiebei eingehaltene Haltedauer auf eine vollständigere Umwandlung des Gipses in Calciumsulfat. Hemihydrat einzustellen, eine genauere Kontrolle des Gehaltes an freier Feuchtigkeit während des Ausheilens und eine genauere Dosierung des der Mahleinheit zuzuführenden Materials einen Industriegips bzw. Baugips für Produkte hohen Weissgrades liefert, welcher Gegenstände zufriedenstellender Festigkeit aus Gipsaufschlämmungen guten Fliessverhaltens herzustellen gestattet, wobei dieser Gips durch kontinuierliches Calcinieren hergestellt werden kann.
Der gleiche als Ausgangsstoff eingesetzte Lagerstättengips besass nach dem chargenweisen Calcinieren in Anwesenheit von Calciumchlorid eine nach dem Dispergieren während 60 s ermittelte Dispersionskonsistenz von 101 bis 105 cm3 und eine Würfeldruckfestigkeit von 1771,3 N/cm2 wenn der Gips mit Wasser auf 75 cm3 normaler Dispersionskonsistenz angerührt wurde (die angegebene Würfeldruckfestigkeit gilt für eine Dichte von 1085 kg/m3). Zu verschiedenen Zeitpunkten während des Versuchs gemäss diesem Beispiel gezogene Proben, welche nach einer Ausheilzeit von 3 bis 7 min 3% freies Wasser enthielten und nach dem Trocknen eine spezifische Oberfläche von 6600 cm/g (etwa das zweifache der spezifischen Oberfläche unbehandelten Materials) besassen,
besassen eine nach dem Dispergieren während 60 s bestimmte Konsistenz von 81 bis 83 cm3 und ergaben Würfel mit einer Wüfeldruckfestigkeit von 1782, 4 N/cm2 bei einer Dichte von 1068 kg/m3 nachdem eine Aufschlämmung mit einer normalen Dispersionskonsistenz von 75 cm3 mittels Wasser hergestellt worden war. Die Eigenschaften des erhaltenen gebrannten Gipses beim Tränken mit Wasser und beim Vermischen mit Wasser und weitere Eigenschaften waren vergleichbar mit den Eigenschaften von im Handel erhältlichen, chargenweise calciniertem Gips.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Behandeln von gebranntem Gips, zur Herstellung von Gips, welcher lagerbeständig ist, einen verringerten Anmachwasserbedarf besitzt und die Fähigkeit besitzt, in einem Gipsprodukt im wesentlichen die volle Druckfestigkeit zu entwickeln, wonach nun ein gebrannter Gips einem Mischer zugeführt wird, und mit Wasser in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den zugeführten gebrannten Gips, vermischt wird und der mit Wasser behandelte gebrannte Gips ausheilen gelassen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgeheilte gebrannte Gips bei erhöhten Temperaturen getrocknet, gegebenenfalls zwischengelagert und danach zwecks Vergrösserung der Oberfläche (spezifischen Oberfläche) der ausgeheilten Gipsteilchen vermahlen wird, wodurch die Oberfläche reaktiviert wird,
um die Geschwindigkeit des Festigkeitsanstiegs und die Endfestigkeit in einem Gipsprodukt zu erhöhen.
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