CN110891916A - 通过在高温和高湿度水平下老化来改善灰泥特性 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使灰泥稳定的方法，其中‑提供新鲜灰泥；‑将水添加至该新鲜灰泥以获得润湿的灰泥，和‑将该润湿的灰泥在至少30℃的温度下维持至少30分钟的时间间隔，以获得稳定的灰泥。该方法尤其允许容易地调节所述稳定的灰泥的活性，这对于例如调节相应的灰泥浆料的凝固时间是有用的。本发明还涉及一种生产石膏板的方法，其中使用通过上述方法获得的稳定的灰泥。

Description

通过在高温和高湿度水平下老化来改善灰泥特性
技术领域
本发明涉及一种使新鲜灰泥稳定的方法。另外，本发明涉及一种生产石膏板(gypsumplasterboards)的方法。
背景技术
天然来源中存在的最稳定形式的石膏是二水合硫酸钙(CaSO4·2H2O)。对于工业生产，从采石场获取石膏且接着加工以获得灰泥，作为例如在建筑物建造中有价值的材料。从天然来源开采的石膏通常具有至少80重量％二水合硫酸钙(DH；CaSO4·2H2O)的纯度且通常含有作为杂质的石灰石、粘土或其它矿物质。石膏矿床遍布全球，且现今已知约有6.600个矿点。
石膏的另一个重要来源是烟气脱硫(FGD)。通过用CaCO3处理烟气，将烟气中存在的硫化合物以二水合硫酸钙形式沉淀。此类FGD石膏广泛用作石膏板生产中的石膏源。
硫酸钙以各种改性形式可用，各种改性形式的晶格中结合的水量不同。
在热处理后，水从二水合硫酸钙解离以产生亚稳态的半水合硫酸钙(HH；CaSO4·0.5H2O)。在继续热处理后，获得硬石膏III(A-III；CaSO4)，其能够可逆地吸收水以转化成半水合物。水的可逆吸收释放大量的反应热。在煅烧期间形成硬石膏III还是半水合硫酸钙取决于煅烧温度、蒸气压和在煅烧环境中的滞留时间。灰泥是多种硫酸钙，其主要由β-半水合物组成，但也含有较少量的其它硫酸钙矿物质。所述术语通常用于不控制蒸气压的釜中的煅烧产物。
硬石膏II(A-II s)是硫酸钙的完全脱水形式。其在较高温度下形成且几乎不溶于水。由于硬石膏II的低溶解度和反应性，当生产灰泥用于例如石膏板生产时，不需要硬石膏II。
在干燥条件下通过在热气中直接处理或在加热的处理容器中间接处理来进行石膏煅烧，以便生产灰泥。根据目前先进技术，已知多种煅烧方法和工艺。最近，快速锻烧炉由于其低投资成本和紧凑结构而变得越来越普遍。顾名思义，石膏在这些骨料中的暴露时间非常短，通常在几秒钟的范围内。通过这种方法生产的灰泥极具反应性，且在与水混合时的凝固时间短且需水量高。由于暴露时间长得多，因此使用间接加热的煅烧方法(例如在釜法中)更加平缓。生产的灰泥反应性较低。
因此，通过煅烧施加的条件对灰泥的性质具有强烈影响。确切地说，进一步加工石膏所需的水量、石膏浆料的从动性(followability)和凝固特性受煅烧期间施加的条件影响。
在煅烧期间，基本上保留了二水合硫酸钙粒子的尺寸和形状。但是，由于水分子从晶格扩散且物理结合的水从硫酸钙粒子的表面解吸附，故在粒子中形成裂缝且粒子变得多孔且易碎。另外，尤其在闪速煅烧期间，由于在快速煅烧炉中的加工时间短，二水合钙粒子在其整个体积中经历不均匀的条件。在硫酸钙矿物质粒子的外表面上的部分中，水会快速扩散且离开粒子，而在所述体积的内部部分中，将需要更多时间来调动结合的水分子。在煅烧后，灰泥粒子因此可能具有不均匀的组成，且除了粒子的核心部分中的半水合硫酸钙以外，可在其外壳部分中包含例如硬石膏III。通常控制煅烧过程，使得新制产品不再包含二水合物。二水合物可充当晶核，并且因此在添加水后在半水合物的加工中引起极短凝固时间。
石膏用于多种应用，例如用于生产石膏板、石膏纤维板、刷墙粉、作为地台砂浆底层(floor screed)、用于建模(仅举其中的几例)。对于所有这些应用，期望灰泥的特定性能。例如，在石膏板的生产中，短凝固时间对于在将石膏浆料施加到衬里上之后能够快速加工板带，尤其是将板带切割成单个的板材是重要的。当用于地台砂浆底层时，期望其具有良好的石膏浆料流动性，同时具有低需水量，以获得具有平滑表面和高强度的地板。当用于刷墙粉时，灰泥必须易于延迟，以使得能够调节界定的工作时间。
为了凝固，将灰泥与水混合以获得浆料。灰泥溶解于水相中，以形成相对于二水合物过饱和的硫酸钙溶液。由于二水合物的溶解度低于半水合物(2,7g/l相对于8g/l)，因此快速形成晶种且二水合硫酸钙从饱和溶液中沉淀。因此，硫酸钙在凝固期间再结晶，且在所述过程中固化。二水合物以针的形式结晶，形成多孔但稳定的结构。在凝固后，浆料中包含的过量水保留在凝固石膏的孔中且必须除去。例如，石膏板的干燥需要热量以蒸发过量水，且需要对应量的燃料来产生所需的热量。为了节省成本和减少加工时间，因此期望将尽可能水的水用于所述过程。
为了减少凝固过程所需的水量，在煅烧后通过添加少量水使灰泥稳定。此过程也称为石膏的“强制老化”且为常用的。在煅烧后，灰泥中包含的硬石膏III被转化成半水合硫酸钙。在老化期间，晶体缺陷被修复且细粒子聚集。灰泥的比表面积降低，从而减少了形成浆料时对水的需求。这种“强制老化”在掺合器中被执行，其中将液体或气态形式的水施加至灰泥。在老化后，可通过添加水来进一步加工稳定的灰泥，以制备浆料。
确切地说，在快速煅烧期间，石膏粒子经受应力且由于在石膏粒子中形成裂缝而变得非常不稳定。在施加水时，灰泥粒子崩解，形成大量极细的粒子，从而增加灰泥的需水量，即制备石膏浆料所需的水量。这也对硫酸钙浆料的流变性具有影响。在浆料中包含的给定量的水的情况下，浆料的流动性降低。因此，需要大量的超化学计量的水来加工浆料，在凝固之后必须通过干燥再次去除所述水。
在老化期间，半水合硫酸钙粒子的粒度由于聚结而增加，而表面积减小且晶体缺陷被修复。其结果是，半水合硫酸钙粒子在浆料中的溶解被减缓，从而延长凝固时间。在石膏板的生产中，这种效果不合需要。为了实现高产量，必须快速且以可控制、可再现的方式进行石膏的凝固。这确保顶部衬里的良好粘附且获得质量恒定的石膏板。灰泥特性的波动对石膏板生产的稳定性具有不利影响，因为其导致凝固时间的波动。
为了安全地进行过程控制或调节凝固石膏(CaSO4·2H2O)的性能，可使用化学添加剂。为了加快凝固过程，可添加充当晶种的石膏粉粒子(CaSO4·2H2O)。可添加硫酸钾和硫酸铝作为化学促进剂。可添加螯合剂以延迟水合过程。此类螯合剂干扰钙离子的化学活性。典型的延迟剂为柠檬酸、酒石酸或缩聚氨基酸。此类延迟剂为市场上可商购的且例如以商标
Figure BDA0002370750340000041
或
Figure BDA0002370750340000042
(SikaAG,Baar,CH)提供。但是，那些化学品导致额外的成本且可能造成例如对设备的腐蚀。
很久以来便使用煅烧后的灰泥老化。已进行了持续改善以进一步降低需水量和改善灰泥的可加工性。
在US 2,177,668中，描述一种快速和人工老化灰泥的方法。水以蒸气形式施加，所述蒸气由灰泥所暴露于的合适气体携带。在此方法过程中，灰泥被搅拌，以这种方式使其暴露于携有可用水分的气体，且水分被石膏吸收并与灰泥的每个粒子化学结合。为进行处理，气体可维持于约40℃下。灰泥在相当快速的搅拌下在掺合器中暴露。在处理过程中，温度在10分钟内从约12℃升至约70℃。总加工时间为约1小时15分钟。
在US 4,153,373中描述了一种制备具有低需水量的灰泥的方法。将灰泥进料至掺合器中，使灰泥在掺合器顶部附近进入掺合器容器。在灰泥进入掺合器容器后立即将水添加至灰泥中，所述水以自由下落的连续水流形式掺入灰泥中，其不直接接触容器的侧壁或位于所述容器底部的旋转螺旋桨。润湿的灰泥向下且围绕掺合器容器的侧壁扫掠，接着绕过旋转螺旋桨，接着通过位于容器侧壁中的出口离开掺合器。
在WO 2008/074137中描述了一种处理β半水合硫酸钙的方法，其中β半水合硫酸钙在高于大气压的压力下暴露于蒸汽。β半水合硫酸钙的需水量可减少最多40％。需水量的减少可随着增加的蒸汽温度和压力而增强。初始灰泥温度为60℃至200℃，且灰泥在蒸汽气氛中的滞留时间为5至900秒。
灰泥生产中使用的石膏原料包含至多约20重量％范围内的污染物，如石灰石、粘土和其它矿物质。这引起灰泥和由其产生的浆料的质量波动。另外，灰泥应满足两个重要要求：
1.灰泥用于制备浆料的需水量应较低，以使干燥例如凝固后的石膏板的能量需求降至最低；
2.灰泥应具有足够的反应性，以使得生产例如石膏板的凝固时间较短。
两个要求基本上是相互矛盾的，因为低需水量需要具有低比表面积和低颗粒崩解倾向的稳定石膏粒子。但是，此类灰泥具有较低活性，且因此浆料的凝固较慢。对于具有低需水量的灰泥，在强制老化期间需要高修复速率，而对于高反应性的灰泥，具有高比表面积的较小粒度是有利的，且可保持较低的修复速率。
发明内容
要求保护的发明待解决的问题是提供一种使灰泥稳定的方法，所述方法允许调节稳定的灰泥的活性以进行进一步加工，使得可根据需要调节凝固时间。确切地说，凝固时间应能够根据例如石膏板生产中的需要而调节至较短凝固时间，其中获得的稳定的灰泥同时具有低需水量。方法应允许以可靠且可再现的方式调节稳定的灰泥的质量，且其中可补偿例如用作煅烧原料的石膏的质量波动。
通过如权利要求1中所限定的方法来解决此问题。优选实施方式被限定于附属权利要求中。
本发明人已发现，通过在添加少量水之后在高温下长时间维持新鲜灰泥，可获得稳定的灰泥。稳定的灰泥的反应性足以用于例如石膏板的生产中。同时，稳定的灰泥的需水量极低。
具体实施方式
根据本发明，提供一种使新鲜灰泥稳定的方法，其中
-提供新鲜灰泥；
-将水添加至新鲜灰泥以获得润湿的灰泥，和
-将润湿的灰泥在至少30℃的温度下维持至少30分钟的时间间隔，以获得稳定的灰泥。
新鲜灰泥应理解为是一种硫酸钙材料，其主要(即大于60重量％)由β-半水合物(如通过根据目前先进技术中已知的方法对石膏进行煅烧而获得)组成。根据一个实施方式，用于煅烧的石膏可以是从采石场开采的石膏或FGD-石膏。
除了少量的其它石膏相(如硬石膏III)和杂质(例如矿物质)以外，新鲜灰泥包含半水合硫酸钙作为主要成分，且通过煅烧石膏获得。由于灰泥粒子的高表面积，材料具有高需水量和高活性。可将具有高温的灰泥提供至方法中，所述高温由归因于煅烧处理而仍包含在材料中的热量引起。
但是，新鲜灰泥也可在进一步处理之前冷却，例如当在进一步加工之前储存新鲜灰泥时。优选的是在煅烧后立即(即仍是热的时)加工新鲜灰泥。
根据一个实施方式，在低于100℃的温度下；根据另一实施方式，在低于99℃的温度下；根据另一实施方式，在低于90℃的温度下；和根据另一实施方式，在低于80℃的温度下提供新鲜灰泥。为了调节温度，可将新鲜灰泥冷却。冷却可在合适的冷却设备中进行，其中根据一个实施方式，新鲜灰泥被搅拌以促进热量去除。但是，也可通过简单的休息时段来实现将新鲜灰泥冷却至所需的温度，其中将新鲜灰泥中所含的热量释放至环境中。
根据一个实施方式，在至少40℃的温度下提供新鲜灰泥，根据一个实施方式，在至少50℃的温度下提供新鲜灰泥，根据一个实施方式，在至少60℃的温度下提供新鲜灰泥，和根据一个实施方式，在至少65℃的温度下提供新鲜灰泥。
润湿的灰泥应理解为是一种已向其中添加了水的新鲜灰泥，使得引发了灰泥的稳定化。因此，润湿的灰泥的含水量高于新鲜灰泥。水不仅以通过配位键结合在晶体结构中(结晶水)的形式存在，而且还以吸附形式存在。可通过适度加热(例如约100至110℃)从润湿的灰泥中除去吸附的水。润湿的灰泥可能已经历了稳定化过程，例如再结晶过程或较小粒子聚结以获得较大粒子，从而降低了灰泥的比表面积。润湿的灰泥的需水量低于在煅烧后直接获得的新鲜灰泥的需水量，因为紧接在添加水之后已开始发生晶格中的修复过程。
由于吸水，新鲜灰泥中所含的硬石膏III快速转化成半水合硫酸钙。因此，与从煅烧中新鲜得到的新鲜灰泥相比，润湿的灰泥包含较低量的硬石膏III，以及根据一个实施方式，完全不含硬石膏III。
需水量被理解为获得限定的流动特性而必须添加至新鲜灰泥的最少水量。
可通过制备灰泥于水中的浆料并确定将浆料倒在平坦表面上时浆料的流值来确定需水量。在下文的实施例中阐述用于确定流值的方法。
稳定的灰泥被理解为从润湿的灰泥获得的灰泥，所述灰泥已通过所要求保护的方法进行了加工，且活性低于新鲜灰泥和润湿的灰泥。稳定的灰泥具有以下中的至少一项：相比于新鲜灰泥和润湿的灰泥，通过BET法确定的较低比表面积、由聚结所致的较大粒度、较低需水量和/或较长凝固时间。
灰泥的活性可通过确定灰泥的浆料的凝固时间来确定。根据一个实施方式，稳定的灰泥具有通过BET法确定的2.5至5.0m2/g的比表面积。在实施例中描述了用于确定BET比表面的方法。
根据一个实施方式，在通过根据本发明的方法处理新鲜灰泥之后，稳定的灰泥的BET比表面积比新鲜灰泥的BET比表面积小至少5％。根据另一实施方式，稳定的灰泥的BET比表面积比新鲜灰泥的BET比表面积小至少8％，以及根据另一实施方式，小至少10％。根据一个实施方式，稳定的灰泥的BET比表面积比新鲜灰泥的BET比表面积小至多50％，以及根据一个实施方式，小至多40％。
根据一个实施方式，通过实施例中描述的方法确定的稳定的灰泥的流值为300至400mm，根据另一实施方式，为320至390mm。
在本发明的方法中，可提供根据一个实施方式的新鲜灰泥，其具有低温，例如在室温下。为了执行本发明的方法，接着将新鲜灰泥加热到至少30℃的所选温度。
在煅烧后直接获得且在本发明的方法中用作起始物质的新鲜灰泥包含半水合硫酸钙(CaSO4·0.5H2O)作为主要成分。根据一个实施方式，新鲜灰泥含有至少60重量％，根据另一实施方式至少80重量％和根据另一实施方式至少85重量％的半水合硫酸钙。根据一个实施方式，新鲜灰泥包含小于100重量％的半水合硫酸钙。根据另一实施方式，新鲜灰泥含有小于98重量％，根据另一实施方式，小于95重量％的半水合硫酸钙。
除了半水合硫酸钙以外，新鲜灰泥还可含有较少量的硫酸钙硬石膏III(CaSO4)。硬石膏III的量取决于在煅烧石膏期间施加的条件。出于经济原因，尝试将新鲜灰泥中所含的硬石膏III的量维持在低位，以使煅烧期间的能耗降至最低。但是，由于用于煅烧的石膏的组成不均匀以及特定石膏粒子在煅烧期间经历的反应条件的不均匀性，新鲜灰泥还可包含硬石膏III。
根据一个实施方式，新鲜灰泥包含大于0重量％的硬石膏III，根据另一实施方式包含大于0.5重量％的硬石膏III，根据另一实施方式包含大于3重量％的硬石膏III，根据另一实施方式包含大于5重量％的硬石膏III，和根据另一实施方式包含大于8重量％的硬石膏III。基本上，有可能用包含硬石膏III作为主要成分的新鲜灰泥来实施本发明的方法，因为硬石膏III在所要求保护的方法的过程中转化为半水合硫酸钙。但是，由于经济原因，硬石膏III的量优选地保持尽可能低。根据一个实施方式，新鲜灰泥包含小于100重量％的硬石膏III，根据另一实施方式包含小于50重量％的硬石膏III，根据另一实施方式包含小于40重量％的硬石膏III，根据另一实施方式包含小于30重量％的硬石膏III，和根据另一实施方式包含小于20重量％的硬石膏III。
根据一个实施方式的新鲜灰泥可包含少量的二水合硫酸钙(CaSO4·2H2O)。但是，由于二水合硫酸钙强烈地影响灰泥的凝固时间，新鲜灰泥中所含的二水合硫酸钙的量通常被维持在低位。另外，为了避免在进行根据本发明的方法时新鲜灰泥的凝固，新鲜灰泥中所含的二水合硫酸钙的量优选地维持在低位。根据一个实施方式，新鲜灰泥含有小于5重量％，根据另一实施方式含有小于2重量％，根据另一实施方式含有小于1重量％和根据另一实施方式含有小于0.5重量％的二水合硫酸钙。根据另一实施方式，新鲜灰泥完全不含二水合硫酸钙。
半水合硫酸钙、硬石膏III和二水合硫酸钙的百分比是指灰泥中所含的半水合硫酸钙、硬石膏III和二水合硫酸钙的总量。
半水合硫酸钙、硫酸钙硬石膏III、二水合硫酸钙和硫酸钙硬石膏II的量可通过目前先进技术中已知的合适方法来确定。合适方法描述于实施例中。作为替代方案，X射线衍射可用于分析。优选地，实施例中所述的方法用于进行测定。
除了二水合硫酸钙和硬石膏III以外，新鲜灰泥可包含杂质以及填料。杂质来源于用于煅烧的石膏。杂质被理解为石膏中的在煅烧期间不能转化为半水合硫酸钙或硬石膏III的每种化合物。示例性的杂质为沙子、粘土、石灰石、硫酸镁、白云石等。硬石膏II，即天然存在的硬石膏也可作为杂质包含于新鲜灰泥中。填料为在煅烧之前或之后添加至石膏以调节新鲜或稳定的灰泥的特性的材料。示例性的填料为石灰石、粘土和天然硬石膏。
根据一个实施方式，新鲜灰泥中所含的杂质以及填料全部的量为小于50重量％，根据另一实施方式量为小于40重量％，根据另一实施方式量为小于30重量％，和根据另一实施方式量为小于20重量％。根据一个实施方式，新鲜灰泥完全不含杂质或填料。根据另一实施方式，新鲜灰泥包含大于1重量％的杂质/填料，和根据另一实施方式包含大于5重量％的杂质/填料。
上文所提及的百分比是指已在高温下干燥直至恒重的新鲜灰泥样品。根据一个实施方式，将高温选择为至少40℃，根据另一实施方式，至少60℃，和根据一个实施方式，选择为小于100℃。根据一个实施方式，将样品在100℃下干燥直至恒重。根据一个实施方式，在干燥烘箱中干燥样品。在干燥后，在干燥器中冷却样品。在称重期间，避免湿气进入。
根据一个实施方式，新鲜灰泥包含小于9重量％的量的水，根据一个实施方式，在一个实施方式中包含小于6重量％的水。百分比对应于参数“烧失量”(LOI)。新鲜灰泥中所含的水量主要对应于结合为半水合硫酸钙的水。
根据一个实施方式，新鲜灰泥的粒度(D98)为小于5mm，根据另一实施方式为小于3mm，和根据另一实施方式为小于1mm。
根据另一实施方式，新鲜灰泥的粒度(D80)为小于1mm，根据另一实施方式为小于500μm，和根据另一实施方式为小于200μm。根据一个实施方式，粒度(D80)为至少50μm。
根据另一实施方式，新鲜灰泥的粒度(D50)为小于200μm，根据另一实施方式为小于100μm。根据一个实施方式，粒度(D50)为至少5μm。
粒度“D80”意指至少80重量％的材料的粒度小于特定尺寸“D”。因此，粒度“D50”意指至少50重量％的材料的粒度小于特定尺寸“D”，且粒度“D98”意指98重量％的材料的粒度小于特定尺寸“D”。粒度“Dx”由目前先进技术中已知的方法确定。对于大于32μm的粒度，可通过用特定筛孔尺寸的筛子筛分样品，且接着对穿过筛子的材料的量和筛子上剩余的材料的量称重来确定粒度分布。优选地，通过激光衍射确定粒度分布，这也适用于较小粒度。
煅烧可使用已知设备通过目前先进技术中已知的直接或间接方法来进行。煅烧可通过分批煅烧或通过连续煅烧工艺来进行。确切地说，煅烧可通过快速煅烧来进行。
煅烧期间施加的温度取决于用于煅烧的方法和设备。尽管在釜中进行的煅烧可在较低温度下，例如在120℃至160℃范围内的温度下进行，但由于石膏粒子与煅烧所用的热气之间的接触时间较短，快速煅烧需要较高的温度。快速煅烧的温度通常选择为至多200℃。温度是指煅烧骨料的入口处的热气的温度。选择煅烧条件，以获得如上文所述的新鲜灰泥。
接着使新鲜灰泥与少量水接触以获得润湿的灰泥。
根据一个实施方式，将新鲜灰泥引入掺合器中，且在添加水的同时搅拌以获得润湿的灰泥。
水可以液体形式添加，其中根据一个实施方式，将水喷雾至新鲜灰泥上。
根据另一实施方式，将水以汽相添加至新鲜灰泥。根据一个实施方式，蒸气的温度为至少100℃，根据一个实施方式，温度为至少110℃，和根据另一实施方式，温度为低于150℃。根据另一实施方式，蒸气的温度为低于200℃。根据一个实施方式，蒸气和新鲜灰泥在环境压力下接触。可在掺合器中设置合适的喷嘴，以将蒸气或液态水引入掺合器中。
根据一个实施方式，以液体和蒸气形式添加水。通过以液体以及蒸气形式添加水，可调节润湿的灰泥的温度且可避免润湿的灰泥的过度润湿。
在掺合期间，根据一个实施方式，将新鲜灰泥/润湿的灰泥的温度调节到至少30℃，根据一个实施方式调节到至少40℃，根据另一实施方式调节到至少50℃，根据另一实施方式调节到至少60℃，和根据另一实施方式调节到至少65℃的温度。根据另一实施方式，在掺合期间将新鲜灰泥的温度调节到低于100℃，根据另一实施方式低于99℃，根据另一实施方式低于90℃，和根据另一实施方式低于80℃。
根据一个实施方式，在掺合期间没有通过对应的加热/冷却装置来进行主动冷却/加热。可通过调节添加至掺合器的新鲜灰泥的温度和添加的水量来调节掺合期间的温度。可蒸发一部分水，从而冷却新鲜灰泥。
新鲜灰泥与水的掺合可分批或连续进行。在连续操作的掺合器中，将新鲜灰泥和水连续地引入至掺合器中，且从掺合器中连续地排出润湿的灰泥。
根据一个实施方式，进行掺合直至获得水和新鲜灰泥的均匀混合物，且在润湿的灰泥的整个体积中基本上没有观察到湿度的波动。但是，根据另一实施方式，在进一步加工之前的非常短的时间段内将水和新鲜灰泥混合就足够了。
可选择非常短的掺合时间，例如在几秒的范围内。但是，更长的掺合时间也是合适的。根据一个实施方式，进行掺合至少1秒，根据一个实施方式，至少2秒。掺合程序的持续时间取决于加工的新鲜灰泥的量和使用的掺合器的类型。
根据一个实施方式，使用连续混合器。接着，掺合时间对应于灰泥粒子穿过掺合器时的滞留时间。合适的掺合器是目前先进技术已知的形式。在这种类型的连续掺合器中，根据一个实施方式，掺合时间为小于1分钟，根据另一实施方式为小于30秒。
根据另一实施方式，使用分批掺合器，其中根据一个实施方式，将新鲜灰泥与水的掺合时间选择为小于5分钟，根据一个实施方式为小于2分钟。
但是，取决于加工的灰泥的量，较长掺合时间也是可能的。
在添加水且任选地掺合之后，获得润湿的灰泥。
将润湿的灰泥在至少30℃的所选温度下维持至少30分钟的时间间隔，以获得稳定的灰泥。
根据一个实施方式，将润湿的灰泥转移至储存容器中。
根据一个实施方式，通过在掺合器中掺合水与新鲜灰泥获得润湿的灰泥，且接着将润湿的灰泥转移至储存容器。
根据另一实施方式，将新鲜灰泥和水在不穿过掺合器的情况下直接引入至储存容器中。接着在储存容器中进行水与新鲜灰泥的掺合。
根据一个实施方式，储存容器配备有搅拌装置以搅拌润湿的灰泥，同时将润湿的灰泥保持于所选温度下。
但是，优选地，在维持于所选温度下的同时不搅拌润湿的灰泥。
在将润湿的灰泥维持于所选温度下时，发生修复过程，且去除晶体缺陷，例如灰泥粒子中的裂缝。润湿的灰泥的比表面积减小且润湿的灰泥的粒子在物理上和/化学上变得更稳定。可根据BET法测量比表面积。
不希望受理论束缚，假定在裂缝中形成新的小半水合硫酸钙晶体且部分或完全填充那些裂缝，从而减小粒子的表面积。
将温度调节到至少30℃，根据另一实施方式调节到至少40℃，根据另一实施方式调节到至少50℃，根据另一实施方式调节到至少60℃，和根据另一实施方式调节到至少65℃。根据另一实施方式，将温度调节到低于100℃，根据另一实施方式调节到低于99℃的温度，根据另一实施方式调节到低于90℃的温度，和根据另一实施方式调节到低于80℃的温度。
根据一个实施方式，在将润湿的灰泥引入至储存容器中之前，通过调节新鲜灰泥和/或润湿的灰泥的温度来调节温度。
为了调节温度，根据一个实施方式，可将新鲜灰泥冷却。冷却可在合适的冷却设备中进行，其中根据一个实施方式，新鲜灰泥被搅拌以促进热量去除。但是，也可通过简单的休息时段来实现将新鲜灰泥冷却至所需的温度，其中将新鲜灰泥中所含的热量释放至环境中。如上文所阐述，可通过调节添加至新鲜灰泥的水的比率来调节润湿的灰泥的温度，且反之亦然。
为了将温度保持在所选水平，根据一个实施方式，储存容器配备有隔热材料(insulation)以避免热量损失。可通过用隔热材料围绕储存容器来提供这种隔热。
根据一个实施方式，储存容器可配备有用于加热润湿的灰泥的加热装置，以将润湿的灰泥保持在所选温度。
在将润湿的灰泥保持于所选的温度时，温度可能会由于热损失而略微下降。根据一个实施方式，可通过加热来补偿热损失，或根据另一实施方式，可通过在开始稳定化过程后立即选择相应较高的润湿的灰泥的温度来补偿温度损失。
将润湿的灰泥保持于所选温度下至少30分钟。根据另一实施方式，将润湿的灰泥保持于所选温度下至少45分钟。根据一个实施方式，将润湿的灰泥保持于所选温度下至少1小时，和根据另一实施方式，将润湿的灰泥保持于所选温度下至少2小时。
出人意料地，已发现通过所选温度下的更长储存时间，获得了稳定的灰泥，其具有低需水量且同时具有足够活性，以提供例如在石膏板生产中所需的短凝固时间。
根据另一实施方式，将润湿的灰泥在所选温度下保持小于48小时，根据另一实施方式，小于24小时，根据另一实施方式，小于20小时，根据另一实施方式，小于15小时，和根据另一实施方式，小于10小时。可将润湿的灰泥在所选温度下保持大于24小时。但是，通常没有观察到进一步的稳定作用。
润湿的灰泥的修复随着热处理的持续时间而进展，且稳定的灰泥的活性降低，即在添加水后稳定的灰泥的凝固时间延长。稳定作用的相对增加随时间而减小，且收敛至对应于润湿的灰泥的最大稳定性的限值。
因此，当灰泥具有特定应用(例如生产石膏板或作为灰浆)所需的活性时，终止将润湿的灰泥维持于所选温度下的过程。
在将润湿的灰泥维持于所选温度下以保持稳定时，应将水分向周围环境的损失保持在低位，以使修复过程进展。根据一个实施方式，储存容器为密闭容器，使得润湿的灰泥内所含的水分被保持在储存容器中。
在将润湿的灰泥维持于所选温度下以进行稳定时，应避免半水合硫酸钙转化成二水合硫酸钙。应避免由于液态水的冷凝而使容器内部的气氛被水过饱和，从而促进部分储存的半水合物的凝固。液态水还会引起容器和其它设备的腐蚀。因此，根据一个实施方式，在将润湿的灰泥保持于所选温度下以进行稳定时的相对湿度被选择为低于100％，根据另一实施方式，低于90％。根据另一实施方式，储存容器内的相对湿度被选择为高于50％。
根据一个实施方式，可通过调节温度和/或热处理的持续时间来调节稳定的灰泥的稳定性和反应性。
在将润湿的灰泥保持于所选温度下时，当处理时间较短，例如接近30分钟时，获得具有较高活性和较短凝固时间的稳定的灰泥，其包含较高量的小半水合硫酸钙粒子。此类稳定的灰泥例如适用于生产石膏板。因此，在更长的处理时间下，获得具有更长凝固时间的稳定的灰泥。
可通过调节润湿的灰泥所维持于的所选温度来进一步调节稳定的灰泥的活性。一般说来，较高温度使得稳定的灰泥的活性较低，且反之亦然。
有利地，利用所要求保护的方法，有可能通过调节温度和调节润湿的灰泥的处理持续时间来将稳定的灰泥的活性调节至特定水平。因此，可容易地补偿用于煅烧的生石膏的质量波动，这在例如连续石膏板生产中是重要的优势。
根据一个实施方式，确定稳定的灰泥的活性。合适的确定方法描述于实施例中。凝固时间和再水合可用于评估稳定的灰泥的活性。
选择添加至新鲜灰泥的水的量，以使得足够的水可用于起始灰泥粒子的修复。但是，还选择水的量，以避免半水合硫酸钙与水反应而获得二水合硫酸钙。
根据一个实施方式，选择添加至新鲜灰泥的水的量，以使得稳定的灰泥中所含的游离水分的量高于0.2重量％，根据另一实施方式，高于0.5重量％。根据另一实施方式，选择添加至新鲜灰泥的水的量，以使得润湿的灰泥中所含的水的量小于3重量％，根据另一实施方式，选择以使得小于2重量％，且优选地小于1重量％。百分比是指新鲜灰泥的重量。
根据一个实施方式，将水以蒸气形式(蒸汽)添加至新鲜灰泥。蒸汽以至少100℃的温度引入且还可用于使新鲜灰泥升温至所选温度。
根据另一实施方式，在室温下提供新鲜灰泥。在煅烧后，可储存新鲜灰泥，例如由于煅烧炉或储存容器的生产能力。接着将新鲜灰泥冷却且在室温下储存，随后进行进一步加工。
根据一个实施方式，在进一步加工之前，将新鲜灰泥加热至所选温度以使灰泥稳定。加热可在添加水之前或之后完成。
根据一个实施方式，在根据所要求保护的方法引入水且将润湿的灰泥维持在所选温度下之前，将新鲜灰泥加热至所要求保护的方法中使用的所选温度，例如至少30℃的温度。根据一个实施方式，将新鲜灰泥加热至大于30℃的温度，以补偿在添加水以获得润湿的灰泥期间发生的冷却。
加热可通过合适的加热设备，例如配备有加热设备的混合器来完成。根据一个实施方式，加热通过将蒸汽引入新鲜灰泥中来实现，其中将蒸汽加热到至少100℃，根据另一实施方式至少140℃的温度。必须注意的是，通过蒸汽引入的湿度的量不应变得太高，且确切地说，避免蒸汽冷凝导致局部大量的液态水。
根据所要求保护的方法的一个实施方式，将润湿的灰泥保持在潮湿气氛下，同时在所选温度下维持特定时间段。
如上文已描述的，根据一个实施方式，将润湿的灰泥维持于至少50％相对湿度的气氛下，根据另一实施方式，至少70％相对湿度的气氛下。
在将润湿的灰泥在至少30℃的温度下维持至少30分钟时，根据一个实施方式，搅拌润湿的灰泥以使润湿的灰泥均质化。通过搅拌润湿的灰泥，尽可能地避免了容器内的温度梯度，使得容器中所含的所有润湿的灰泥经历均一的反应条件并且因此经历均一的修复速率，使得获得均质的稳定的灰泥。
根据一个实施方式，添加至新鲜灰泥的水的量使得稳定的灰泥含有至少0.2重量％的量，根据另一实施方式，至少0.5重量％的量的游离水分。根据一个实施方式，相对于稳定的灰泥的质量，稳定的灰泥含有小于5重量％，根据另一实施方式，小于3重量％，根据另一实施方式，小于1.5重量％的量的游离水分。此游离水分由在稳定的灰泥的表面上吸收的水分子形成，且包含于例如灰泥粒子中存在的极小裂缝中或半水合硫酸钙晶体的晶体结构中提供的空间中。此水是物理结合的且包含于稳定的灰泥中，外加半水合硫酸钙中结合的水。
可研磨稳定的灰泥，以产生新的晶体表面，从而增加灰泥的活性。
可干燥稳定的灰泥以调节稳定的灰泥的湿度。
为了调节稳定的灰泥的活性和其它参数，根据一个实施方式，稳定的灰泥可与例如石灰石、硬石膏II或粘土的填料混合，或根据一个实施方式，可与新鲜灰泥(即尚未稳定的灰泥)混合，以根据需要缩短例如凝固时间。
通过本发明的方法获得的稳定的灰泥可用于目前先进技术中已知的所有硫酸钙应用。将稳定的灰泥添加至水，以获得可例如在石膏板生产中进一步加工的浆料。
根据一个实施方式，由稳定的灰泥制备的浆料的凝固时间为小于10分钟，根据另一实施方式为小于8分钟，和根据另一实施方式为小于5分钟。根据一个实施方式，浆料的凝固时间为至少1分钟，根据另一实施方式为至少2分钟，和根据另一实施方式为至少4分钟。
根据另一方面，本发明涉及一种生产石膏板的方法，其至少包含以下步骤：
-提供通过如上文所述的方法获得的稳定的灰泥；
-通过将水添加至稳定的灰泥来制备灰泥浆料；
-使灰泥浆料成型以获得石膏板。
所述方法基本上遵循目前先进技术中已知的方法，但是，其中使用通过如上文所述的方法获得的稳定的灰泥。稳定的灰泥以与生产石膏板的已知方法基本上相同的方式加工。但是，由于稳定的灰泥的需水量较低，相应地调适了添加至稳定的灰泥的水的量。添加至稳定的灰泥的水的量可由技术人员通过已知方法来确定。例如，为了获得与已知方法具有大致相同的特性和可加工性的灰泥浆料，可通过相应地选择用于制备灰泥浆料的水的量来调节水石膏值、浆料稠度和/或流值。
为了调节灰泥浆料的特性，可根据一个实施方式添加目前先进技术中已知的添加剂。根据一个实施方式，可将目前先进技术中已知且市场上可获得的液化剂添加至灰泥浆料。合适的液化剂为例如三聚氰胺树脂、聚羧酸盐或纤维素部分水解产物。通过已知方法，例如水石膏值、浆料稠度、流值来确定添加至灰泥浆料的液化剂的量。液化剂的量取决于灰泥的特性且必须单独地确定。
根据一个实施方式，将泡沫添加至灰泥浆料。可使用市场上可获得且用于石膏板生产领域中的已知发泡剂。用于石膏生产的发泡剂的示例性供应商为Sika DeutschlandGmbH,Leimen、Berolan GmbH,Arbing,DE、Kao Corp.,JP。发泡剂允许修改石膏板的比重或每单位面积重量。添加至灰泥浆料的发泡剂的量取决于所用发泡剂(即所用表面活性剂)的类型、石膏板的所需的每单位面积重量和石膏板所需的抗冲击性，例如通过挠曲断裂负荷(flexural breaking load)和弹性模量(e-modulus)确定。
将泡沫添加至灰泥浆料会引起在凝固后在石膏板的石膏层中出现孔。孔的尺寸由泡沫中所含的气泡的尺寸来确定。使用稳定泡沫会引起在石膏层中形成小孔。稳定泡沫被理解为其中气泡在与灰泥浆料接触时基本上不破裂的泡沫。
根据另一实施方式，将发泡剂添加至灰泥浆料，发泡剂产生不稳定泡沫。不稳定泡沫气泡在与灰泥浆料接触时破裂(collapse)，从而形成较大的气泡。这产生具有较大孔，且在相邻孔之间布置有较宽分隔壁的石膏板。根据一个实施方式，石膏层中发现的泡沫产生的孔的平均孔径在50μm至2mm范围内，根据另一实施方式，在100μm至1.5mm范围内。
通过同时添加稳定泡沫和消泡剂也可引起较大的孔。泡沫和消泡剂的添加可一个接一个地进行，或同时添加两种成分。根据一个实施方式，首先将稳定泡沫添加至灰泥浆料，且在泡沫分布于灰泥浆料中之后添加消泡剂。可使用可商购的消泡剂。
出人意料地，已发现如果将根据本发明的稳定的灰泥用于生产石膏板，则用于限定成品石膏板的孔隙率所需的发泡剂的量可以大大减少。
如本文所用，术语平均孔径(average pore size，也使用average porediameter)是由核心中的单个孔的最大直径计算的。最大直径与弗雷特直径(Feretdiameter)相同。每个孔的最大直径可从样品的图像获得。图像可使用提供二维图像的任何合适技术，如扫描电子显微法(SEM)获取。可在SEM图像中测量大量的孔径，使得孔的横截面(孔)的无规度可提供平均直径。获取在整个样品核心中无规定位的多个图像中的孔的测量值可改进此计算。此外，基于若干二维SEM图像构建核心的三维体视学模型也可改进平均孔径的计算。另一种技术为提供三维图像的X射线CT扫描分析(XMT)。另一种技术为光学显微法，其中光对比可用于帮助确定例如孔的深度。可手动或通过使用图像分析软件，例如由Ν1Η开发的Image！来测量孔。本领域的普通技术人员应了解，从图像人工确定孔尺寸和分布可通过目测每个孔的尺寸来确定。样品可通过将石膏板切片获得。
根据本发明生产的稳定的灰泥可用于常规地由灰泥生产的所有石膏产品。其尤其适用于生产石膏建筑板，例如石膏板或纤维板，以及石膏块、砂浆底层(尤其是自流平地台砂浆底层)、接合剂(jointing compound)、整饰剂(finishing compound)、刷墙粉、模制石膏或任何其它基于石膏的产品。
将参看以下实施例更详细地描述本发明。
实施例：
测试方法说明：
石膏相分析：
通过重量石膏相分析程序如下地鉴别样品中的单个硫酸钙品种，即二水合物、半水合物、硬石膏(III)、游离水和其它材料：
硬石膏III(AIII；水溶性硬石膏)和游离水分
CaSO4(III)+0.5H2O→CaSO4·0.5H2O
在瓷制坩埚中称取约7g样品(WA)。将称重的坩埚在40℃的干燥箱中放置过夜。随后，将坩埚中的样品加热至80℃且在此温度下再干燥2小时。接着将坩埚转移至干燥器中以冷却至室温。接着对坩埚称重(WB)。
重量增加对应于硬石膏III，且重量减少被认为是游离水分。
硬石膏III[％]＝[(WB-WA)/(WA-W坩埚)]×15.11×100
游离水分[％]＝[(WA-WB)/(WA-W坩埚)]×100
半水合硫酸钙(HH)
CaSO4·0.5H2O+1.5H2O→CaSO4·2H2O
在瓷制坩埚中称取约7g样品(WC)。以使得样品被彻底润湿且刚好被水覆盖的量添加去离子水。在60分钟等待时间后，将坩埚转移至干燥箱中，且在40℃下干燥直至恒重。接着将坩埚转移至干燥器中以冷却至室温。对坩埚称重(WD)，以及根据重量增加计算半水合硫酸钙的量。
a)(WB)>(WA)
HH[％]＝{[(WD-WC)/(WC-W坩埚)]-4[(WB-WA)/(WA-W坩埚)]}×5.37×100
b)(WA)>(WB)
HH[％]＝{[(WD-WC)/(WC-W坩埚)]+[(WA -WB )/(WA -W坩埚)]}×5.37×100
硬石膏II(微溶性硬石膏)(AII-s)
CaSO4(II-s)+2H2O→CaSO4·2H2O
硬石膏II的测定遵循测定半水合硫酸钙的方法。在瓷制坩埚中称取约7g样品(WE)。将样品用去离子水彻底润湿且接着保持于干燥器中72小时。接着将坩埚转移至加热至40℃的干燥箱中，直至恒重。接着将坩埚在干燥器中冷却至室温且称重(WF)。
AII-s[％]＝{[(WF-WE)/(WE-W坩埚)]-[(WD-WC)/(WC-W坩埚)]}×3.78×100
结晶水(Wk)
将称重的坩埚(Wa)用样品填充至其体积的约3/4且对填充的坩埚再次称重(Wb)。接着将坩埚转移至马弗炉(muffle furnace)中，加热至330至360℃后维持60分钟。将坩埚转移至干燥器中以冷却至室温，且接着再次称重(Wc)。
为了测定游离水分，将样品在80℃下在干燥箱中干燥且计算游离水分(F[％])。
根据重量差计算结晶水的量。
a.未发现游离水分
Wk[％]＝{[(Wb-Wc)/(Wb-Wa)]×100
b.检测到游离水分
Wk[％]＝{{[(Wb-Wc)/(Wb-Wa)x 100]-(F[％])}/(100-F[％])}×100
为了更详细地测定，通过X射线衍射分析样品。
粒度分析
使用Malvern Mastersizer 2000(Herrenberg,Germany)测定粒度分布。通过在以2350RPM操作的湿式分散装置中将样品分散于异丙醇溶液中来进行测试。假设材料密度设置为“石膏(avg)”且在背景减除之后，在10与20遮光度(obscuration)之间进行测量。
流值
在掺合器(Kitchen Aid)中，将灰泥样品(400g)经30秒添加至含有1.0g柠檬酸钠的室温平衡水中，接着以最高速度掺合7秒。根据水石膏值来测定水的量。接着将掺合的浆料倒入放在清洁玻璃板上的黄铜筒(5cm直径，10cm高)中。在添加后50秒，将黄铜筒以快速的竖直运动提起，使浆料散布成小饼块。通过测定小饼块的直径来测定流值。
凝固时间
如关于测定流值所述地制备样品，但不添加柠檬酸钠且倒入硬橡胶圈(高度40mm)中。用改进的Vicat仪器测定初始凝固和最终凝固(根据DIN EN 13279-2)。在穿透深度<40mm处达到初始凝固。对于最终凝固，下落重量增加了1kg。在8mm的穿透深度处达到最终凝固。
布莱恩比表面积(Blaine specific surface area)
根据DIN EN 196-6测定根据布莱恩的比表面积。
崩解
测定崩解度
将约150至200ml的混合器浆料(即在生产过程中在将浆料施加到衬里上之前直接取样)倒入装有300ml酒精(94至96％)的粉瓶中。将粉瓶牢固地密闭且接着剧烈地摇动。
将瓶的全部内容物倒入配备有赛氏滤纸(Sartorius filter paper)392的大型布氏漏斗(Buchner funnel)
Figure BDA0002370750340000221
中，且施加真空以吸出液相。抽吸应平稳且快速。
将滤饼置于填充有200ml丙酮的粉瓶中。将粉瓶充分密闭且剧烈摇动其内容物。通过赛氏滤纸392过滤悬浮液，且用丙酮冲洗滤饼。
将滤饼转移至表面皿上且接着在40℃下在干燥箱中干燥直至恒重。
用0.2mm筛子筛分干燥的材料。用刷子将聚结物轻轻地按压通过筛子。接着将筛余物和筛过物均质化。随后测定布莱恩值且进行粒度分析。
计算崩解因子-De
De＝崩解样品的布莱恩值/新鲜样品的布莱恩值
抗压强度：
根据DIN EN 13279-2来测定抗压强度。
水石膏值
根据DIN EN 13279-2来测定水石膏值
BET表面积
用Flow Sorb 2300II(Micromeritics)，通过BET法，用氮气以根据DIN 61131的单点法来测定比表面积。
再水合
将包含已知量的半水合硫酸钙和二水合硫酸钙的称重样品(约7g)悬浮于水(20ml)中，且置于室温下。当将样品添加至水中时，开始秒表计时。以界定的时间间隔获取样品。
在预定的时间间隔过去之前约1分钟获取样品，转移至研钵中且用研杵压碎。在时间间隔过去之后，将约100ml酒精(94至96％)倒入研钵中且继续压碎。
将滤纸置于布氏漏斗中且用水润湿且接着用酒精冲洗。将细碎的研钵转移至滤纸上，且通过向布氏漏斗施加减压来吸除液相。再次用酒精冲洗滤饼，且接着用丙酮冲洗以去除残余水。将滤饼置于表面皿上且在40℃的干燥箱中干燥，直至恒重。如上文所述地测定结晶水的量。
计算
再水合程度[％]＝结晶水[％]×4.7785
浆料稠度/溅泼测试
溅泼测试仪(液滴稠度计)包含高度为60mm、下部内径为70mm且上部内径为100mm的中空漏斗。下部开口可用一块板锁定，所述板可甩开以打开漏斗的下部开口。圆锥体可滑动地固定到底板上固定的竖立杆，以调节125mm的下落高度。下落高度为漏斗的下部开口与底板之间的距离。
随着浆料制备的开始，开始秒表计时。将浆料填充至漏斗中，所述漏斗在其底侧用板锁定。用刀(具有锤头的刮刀)刮掉多余的材料。
在10秒后，将板从漏斗甩开，使得浆饼可掉落到底板上。
在两个竖直相对的方向上确定饼的直径且计算平均值。
实施例1
将新鲜灰泥从煅烧骨料连续递送至掺合器，所述掺合器配备有用于引入蒸汽的喷嘴和用于搅拌灰泥的搅拌器。将加量调节为30千克/分钟。将蒸汽以按新鲜灰泥的重量计的2重量％蒸汽的比率引入，以获得润湿的灰泥。接着将润湿的灰泥在不搅拌的情况下转移至加热至80℃温度的容器中。在水合后样品离开掺合器后立即(0小时)、在80℃下处理4小时后和80℃下处理24小时后获取样品。如上文所述地测定流值。
结果概述在下表1中
表1：在用2重量％蒸汽处理且储存于80℃下之后，润湿的灰泥样品的流值
Figure BDA0002370750340000241
引入至掺合器中的新鲜灰泥的温度对灰泥的修复没有影响。在使用分别具有66℃和33℃的温度但未经蒸汽处理的新鲜灰泥的两个实验中，从经掺合器后取样的灰泥获得大约相同的流值。这些样品获得269mm和262mm的流值。
通过将蒸汽引入至掺合器中，已在蒸汽处理后立即观察到流值的增加。流值的增加由半水合硫酸钙的修复过程引起。在将润湿的灰泥样品储存于80℃下之后，观察到流值的显著增加。在4小时的处理时间之后，观察到分别增加至338mm和380mm。在24小时处理之后，观察到两个样品的流值进一步增加。
储存时间和储存期间施加的温度对流值的影响概述于表2中。
表2：润湿的灰泥样品的流值(水石膏值“WGW”＝0.70)
流值(mm)
紧接在蒸汽处理之后(2重量％) 282
在室温下储存24小时 290
在80℃下储存24小时 380
在80℃下储存96小时 383
当在蒸汽处理后，将样品储存在室温下时，流值几乎保持相同。仅观察到从紧接在蒸汽处理之后获得的282mm略微增加至在室温下储存24小时之后的290mm。
在储存于80℃下之后，观察到对应于灰泥样品修复的流值的显著增加。在24小时之后，观察到从282mm增加至380mm。在储存24小时后，修复过程基本上完成。在80℃下的96小时总储存时间之后，几乎没有观察到流值的进一步增加。
实施例2：灰泥的大规模稳定化
对于大规模实验，生产线的灰泥储存容器配备有置于筒仓的外壁上的电加热装置，和在外部围绕筒仓的隔热层。用于将灰泥传送至储存容器中的预混合单元配备有水和蒸汽的入口。灰泥生产中用于煅烧的石膏是开采的石膏和获自烟气脱硫的石膏的50:50(w/w)混合物。
在连续混合器中，通过添加1.4重量％的水和0.25重量％的蒸汽来处理53吨温度为82℃的新鲜灰泥，以获得润湿的灰泥。将润湿的灰泥输送到配备有围绕容器的所有外表面的隔离层的储存容器。润湿的灰泥在装填至储存容器之前的温度为75±5℃。将储存容器气密地密闭，且将润湿的灰泥储存3小时以使其稳定。在稳定后，将稳定的灰泥从储存容器中取出，在标准传送管线上加工成石膏板。当从储存容器中取出时，稳定的灰泥的温度为>65℃。
为进行对照，在向新鲜灰泥添加水和蒸汽后立即获取润湿的灰泥的样品。将样品转移至干燥箱且储存于80℃下。
通过上文所述的方法测定样品的流值。为了测定流值，将灰泥样品与去离子水以0.64的水石膏值(WGW)混合：
样品的特性概述于表3中。
表3：新鲜灰泥的稳定化
Figure BDA0002370750340000261
可实现灰泥的显著稳定化。在约75℃的储存容器中储存3小时之后，可观察到流值从新鲜灰泥的140mm增加至稳定的灰泥的360mm。
在大规模条件下，储存容器中的润湿的灰泥的稳定化很重要。在实验室条件下在干燥箱中稳定化的小规模样品在稳定1小时后的流值为360mm。在储存24小时后，实验室规模样品的流值为395mm。
在显著减少的样品崩解中也可观察到稳定作用。新鲜灰泥的崩解度为2.24，而在稳定化处理后，崩解度降至1.76。
实施例3：制备灰泥浆料
将实施例4中储存于75℃的储存容器中之后获得的稳定的灰泥用于在工业生产线中制备灰泥浆料。
将稳定的灰泥与水混合且添加液化剂以调节灰泥浆料的粘度。调节水和液化剂的量，使得灰泥浆料的粘度对应于标准大规模石膏生产线中所用的灰泥浆料的粘度。
在储存后，将稳定的灰泥与水混合且添加液化剂。在标准生产条件下获得厚度为12.4的生产的石膏板。
稳定的灰泥浆料获得的数据概述于表4中。为进行比较，标准石膏生产线的数据也包括于表4中。
表4：关于灰泥浆料的数据
Figure BDA0002370750340000271
为了获得与标准石膏生产线所使用大致相同的凝固时间和浆料稠度，可显著减少使用稳定的灰泥的浆料中所含的水和液化剂的量。当使用已在较高温度下修复较长时间的灰泥时，水石膏值可从标准生产的0.69降至0.65。
低崩解级别反映通过修复实现的较低颗粒崩解。当用于例如石膏板生产时，较低崩解使得灰泥的需水量较低。
实施例4：生产石膏板
实施例3中获得的灰泥浆料用于在标准生产线中生产厚度为12.5mm的石膏板。石膏板的特性概述于表5中。为进行比较，还包括标准生产线的参数。根据DIN 18180测定板的重量、挠曲断裂负荷和弹性模量。SSL：正面长(face side long)；RSQ：背面交叉(rear sidecross)；术语详细解释于DIN 18180中。
表5石膏板的特性
Figure BDA0002370750340000272
Figure BDA0002370750340000281
通过分为1至5级的内部评估方法来评估硬纸板层的粘附。用锋利的刀将切缝横向切入硬纸板衬里中，且接着通过在切缝相交处形成的一个角撕开而将硬纸板衬里从下面的石膏层撕下来。如果硬纸板与石膏层的粘附太强以致硬纸板衬里被撕开，而粘附到石膏层的一面保持牢固结合且硬纸板衬里的上侧面被撕下，则分为1级。如果硬纸板衬里可以从石膏层完全撕下，而石膏层表面上没有残留硬纸板，则分为5级。石膏板必须在测试中被分为1级或2级才能发布出售给客户。
石膏板质量的质量要求：
DIN EN 18180 SSL RSQ
挠曲断裂负荷(N) >610 >210
弹性模量(N/mm<sup>2</sup>) >2800 >2200
由稳定的灰泥浆料制成的石膏芯与衬里的粘附等同于在标准生产线中获得的石膏板，均紧接在将灰泥浆料施加至衬里上之后，但在切割工段之后和干燥之后。
必须从干燥器中的石膏板蒸发的水量可平均减少8％。与使用常用灰泥的石膏板生产相比，使浆料均匀分布在衬里上所需的液化剂的量甚至可减少73％。
为了评估再水合，将干燥后获取的样品储存在室温水中24小时。随后，吸收的水被蒸发。如上文所述地测定结晶水。将测定的结晶水的量视为100％再水合，且由此计算再水合效率。
修复程度
由流值确定通过本发明的方法实现的修复程度。测定了以下流值：
FSS：在储存稳定的灰泥小于24小时之后测定的流值；
FST：对标准工艺中加工的灰泥测定的流值；在预混器之后获取样品，紧接在添加水以强制老化之后；
F80℃,24h：对在80℃下在干燥箱中的汽密容器中老化24小时的灰泥样品测定的流值(视为接受可能的最大修复级别)
接着通过以下方程式计算修复程度：
修复程度(％)＝[(FSS-FST)/(F80℃,24h-FST)]×100
得出的流值概述于表6中：
表6：用于确定修复程度的流值
F<sub>SS</sub> F<sub>ST</sub> F<sub>80℃,24h</sub>
357.5mm 295mm 395mm
确定了63％的修复程度。
实施例5：灰泥的大规模稳定化
对于另一大规模实验，使用与实施例2中相同的设备。用于灰泥生产的石膏为开采的石膏与获自烟气脱硫的石膏的50:50(w/w)混合物。
灰泥的量为60吨，其在150分钟内加工。新鲜灰泥的温度为85℃。以1.5重量％的量添加水。在筒仓中储存期间，灰泥的温度为75±5℃。在储存之后以及添加水和液化剂之前，灰泥的温度为>65℃。生产的石膏板的厚度为12.5mm。
获得的灰泥的特征概述于表7中。为进行比较，还包括在标准工业生产线中获得的灰泥的特征，所述灰泥没有通过高温老化而稳定。
表7：高温老化后的灰泥的特征
Figure BDA0002370750340000301
实施例6：制备灰泥浆料
将实施例5中老化后获得的灰泥用于制备灰泥浆料。
为了产生孔，使用可商购的发泡剂。为了产生小孔，使用用于稳定泡沫的发泡剂(实施例6.1和6.2)。为了在石膏中产生较大孔和孔之间的较宽分隔壁，使用用于稳定泡沫的发泡剂与消泡剂的组合。作为产生较大孔的替代实施方式，使用用于不稳定泡沫的可商购的发泡剂(实施例6.4)。在与灰泥浆料接触时，形成的小气泡破裂，从而形成实现较大孔的较大气泡。
灰泥浆料的数据概述于表8中。为进行比较，还包括标准石膏生产的数据。
表8：用于生产石膏板的灰泥浆料的组成
Figure BDA0002370750340000302
Figure BDA0002370750340000311
促进剂：磨细的二水合硫酸钙
液化剂：萘磺酸钠
实施例7：减少的水和发泡剂的消耗
生产限定密度的石膏板所需的发泡剂的量一般随所用灰泥的质量(天然、合成、杂质的量和种类、煅烧的种类、粒度等)而变化。这些参数可能每天都会变化，因此对于每个实验，将即将获取样品之前生产的“标准石膏板”取样作为参考。相同的发泡剂用于生产标准板和实验板。将用于标准板与根据实施例的板的发泡剂的量之间的差指定为Δ，参见表9。生产的所有板(标准板以及实验板)均具有8.5kg/m2的每单位面积质量和1.25m×2m×12.5mm的尺寸。
相比于标准生产，在用根据本发明的灰泥生产的所有样品中，用于产生浆料的水的量以及液化剂的量减少了相同的量。为了在各个生产线上实现最适合生产的流值，减少是必需的。由于所有样品中的减少量均相同，因此不再详述。
表9：由稳定化过程中的储存时间所致的所需发泡剂量的相对减少
Figure BDA0002370750340000321
从表9中的值显而易见的是，更长的稳定化的储存时间使得能够生产密度与标准板相同的板，但必须使用显著更低量的发泡剂，且从而显著降低了总成本。
实施例8：制备石膏板
将在实施例6.1至6.4中获得的灰泥浆料用于生产石膏板的标准工业生产线。获得的石膏板的特性概述于表10中。根据DIN 18180来测定石膏板的重量、挠曲断裂负荷和弹性模量。如实施例4中所述地测定衬里与石膏层的粘附。如上文所述地测定再水合
表10石膏板的特性
Figure BDA0002370750340000322
*在水浸24小时后
修复程度
测定的流值概述于表11中：
表11：用于确定修复程度的流值
F<sub>SS</sub> F<sub>ST</sub> F<sub>80℃,24h</sub>
349.5mm 285mm 395mm
确定了59％的修复程度。

Claims (15)

1.一种使灰泥稳定的方法，其中
提供新鲜灰泥；
将水添加至所述新鲜灰泥以获得润湿的灰泥，和
将所述润湿的灰泥在至少30℃的温度下维持至少30分钟的时间间隔，以获得稳定的灰泥。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将水添加至所述新鲜灰泥，其量为使得所述稳定的灰泥含有按所述稳定的灰泥的重量计0.2至5重量％，优选地0.5至1.5重量％的量的游离水分。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述水以蒸气形式提供。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述新鲜灰泥在室温下提供。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在添加水之前，将所述新鲜灰泥加热到至少30℃的温度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述润湿的灰泥维持于至少50％相对湿度的气氛下。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述润湿的灰泥在至少40℃的温度下维持小于48小时的时段。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述稳定的灰泥的粒度D98被调节到小于1mm。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述稳定的灰泥被研磨。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述稳定的灰泥与新鲜灰泥混合。
11.一种生产石膏板的方法，其至少包含以下步骤：
提供通过根据权利要求1至10所述的方法获得的稳定的灰泥；
通过将水添加至所述稳定的灰泥来制备灰泥浆料；
使所述灰泥浆料成型以获得石膏板。
12.根据权利要求11所述的方法，其中将泡沫添加至所述灰泥浆料。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述泡沫为不稳定泡沫。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述泡沫为稳定泡沫且将消泡剂添加至所述灰泥浆料。
15.一种根据前述权利要求中任一项所生产的稳定的灰泥的用途，其用于生产建筑板，以及石膏块、砂浆底层、接合剂、整饰剂、刷墙粉、模制石膏或任何其它基于石膏的产品。
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