DD205423A1 - PROCESS FOR HYDROPHOBICIZING CALCIUM SULFATE BINDERS - Google Patents

PROCESS FOR HYDROPHOBICIZING CALCIUM SULFATE BINDERS Download PDF

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DD205423A1 DD24049482A DD24049482A DD205423A1 DD 205423 A1 DD205423 A1 DD 205423A1 DD 24049482 A DD24049482 A DD 24049482A DD 24049482 A DD24049482 A DD 24049482A DD 205423 A1 DD205423 A1 DD 205423A1
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Rainer Grohmann
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrophobierung von Calciumsulfatbindemitteln im Ruehrkessel mit aufschmelzbaren Material in Form von Wachs oder wachsaehnlichen Produkten. Diese Erfindung ermoeglicht eine arbeitszeitsparende und energieoekonomische Herstellung hydrophober CaSO tief 4 -Bindemittel als Ausgangsprodukt fuer die Herstellung hydrophober Ca SO tief 4 -Erhaertungsprodukte. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in dehydratisierten Gips oder Anhydrit aufschmelzbares Material in Form von Wachs oder wachsaehnlichen Produkten in beheizbaren Ruehrkesseln zugemischt wird, dort das aufschmelzbare Material bei Temperaturen, die ueber dessen Schmelzpunkt liegen aber unerwuenschte Phasenbildung im Calciumsulfatbindemittel ausschliessen, in der Regel im Temperaturbereich von 60-100 Grad C, zum Aufschmelzen gebracht wird und durch einen intensiven Mischvorgang waehrend des Aufschmelzens eine Feinstverteilung des aufgeschmolzenen Materials im dehydratisierten Gips oder Anhydrit erfolgt.The invention relates to a process for the hydrophobization of calcium sulfate binders in the stirred kettle with meltable material in the form of wax or waxenehnlichen products. This invention enables a labor-saving and energy-efficient production of hydrophobic CaSO 4 deep binder as a starting material for the preparation of hydrophobic Ca SO 4 deep-cure products. According to the invention, the object is achieved by admixing fusible material in the form of wax or wax-like products in heated stirred kettles in dehydrated gypsum or anhydrite, where the fusible material is generally excluded at temperatures above its melting point but excluding undesired phase formation in the calcium sulfate binder in the temperature range of 60-100 degrees C, is brought to melting and by an intensive mixing process during the melting a fine distribution of the molten material in the dehydrated gypsum or anhydrite takes place.

Description

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i-P,'i-P '

Verfahren zur Hydrophobierung von CalciumsulfatbindemitteInMethod of hydrophobizing calcium sulfate binder

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrophobierung von Calciumsulfatbiridemitteln in Rührkesseln mit aufschmelzbarem Material in Form von Wachs oder wachs ähnliche η Produkten als Aüsgangsmate rial für hydrophoben Gips und Anhydrit.The invention relates to a process for the hydrophobization of calcium sulphide birefringes in stirred tanks with fusible material in the form of wax or wax-like η products as Aüsgangsmate material for hydrophobic gypsum and anhydrite.

Charakterisierung des bekannten technischen StandesCharacterization of the known technical state

Die Hydrophobierung von OaSCL-Baustoffen ist Gegenstand vieler Veröffentlichungen und Patente. Die bisher bekannten Lösungen lassen sich dabei generell in 2 Gruppen einteilen:The hydrophobization of OaSCL building materials is the subject of many publications and patents. The previously known solutions can generally be divided into 2 groups:

1, Herstellung eines hydrophoben CaSO^-Binders, der nach Verarbeitung ohne weitere Hydrophobierungsmittel ein mehr oder weniger wasserabweichendes CaSO^-Erhärtungs~ produkt ergibt1, Preparation of a hydrophobic CaSO ^ binder, which results in a more or less water-dissipating CaSO.sub.2 curing product after processing without further hydrophobizing agents

2. Verwendung von nichthydrophobem CaSCk-Binder, dem in der Phase der Verarbeitung hydrophobwirkende Zusätze wie Silikone, Paraffinwachsemulsionen, Ceresine, Harzemulsionen, a-uf schmelzbare Hartwachse und Hartwachskombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen zugesetzt werden und dadurch nach Hydratation durch natürliche Trocknung bzw· durch künstliche Trocknung (höhere Temperaturen) ein hydrophobes CaSO^-Erhärtungsprodukt vorliegt.2. Use of non-hydrophobic CaSCk binder to which hydrophobic additives such as silicones, paraffin wax emulsions, ceresins, resin emulsions, fusible hard waxes and hard wax combinations with solid hydrocarbons are added in the phase of processing and thereby after hydration by natural drying or by artificial drying (higher temperatures) a hydrophobic CaSO.sub.2 cure product is present.

Die Variante 2 hat gegenüber der Variante 1 den Nachteil, daß zur Erreichung der Zielstellung, ein hydrophobes CaSO^- Erhärtungsprodukt herzustellen, technologisch höhere Auf-Variant 2 has the disadvantage over variant 1 that in order to achieve the objective of producing a hydrophobic CaSO.sub.2 hardening product, it is technologically more highly

Ζ4Ό49 4 5Ό4Ό49 4 5

'wandungen durch, die erforderlichen mehreren Komponenten inabesondere in bezug auf Transport, Vorratshaltung und Dosierung, notwendig sind und außerdem durch ungenaue Dosierung des meist in geringen Mengen erforderlichen Hydrophobierungsmittels Qualitätseinbrliche auftreten können.'walls by, the required several components inabesondere in terms of transport, stockpiling and dosing, are necessary and also by inaccurate dosage of the most required in small quantities of water repellent quality buffing can occur.

Die Variante 1 hat dagegen den Nachteil, daß die bekannten Verfahren zur Herstellung eines bereits hydrophoben Bindemittels wieThe variant 1, however, has the disadvantage that the known processes for the preparation of an already hydrophobic binder such

, doppeltes Brennverfahren mit einer Alaündosierung nach dem 1. Brand oder , Double combustion with a Alaündosierung after the 1st fire or

. Brennen von Erhärtungsprodükteη von Gips- und Anhydritbindern, in denen in verteilter Form Hartwachse oder hartwachsähnliche Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen gebunden sind entsprechend WP "Verfahren zur Herstellung eines Branntgipses mit wasserresistenten Eigenschaften", d„ he daß auch bei diesem Verfahren zumindest bei Verwendung von Gipsstein als Ausgangsprodukt ein doppeltes Brennen, in der 1. Phase ein Brennen des nichthydrophoben Gipsbinders und in der 2. Phase ein Brennen des hydrophoben Gipsbinders'aus dem Erhärtungsprodukt des Erstbrandmaterials und beim Einsatz von Anhydritstein zwar nur ein Brennprozeß, aber ebenso wie beim Gipsstein energie- und arbeitszeitaufwendige Zwischenprozesse für die Herstellung und Trocknung des für den letzten Brennvorgang zum Brennen des hydrophoben Materials benötigten Erhärtungsproduktes erforderlich ist., Firing hardening products of gypsum and anhydrite binders in which hard waxes or hard wax-like combinations are bound in a distributed manner with solid hydrocarbons according to WP "Process for producing a gypsum with water-resistant properties", that is to say also in this process, at least when using gypsum stone Starting product a double burning, in the first phase a burning of the non-hydrophobic gypsum binder and in the 2nd phase burning of the hydrophobic Gipsbinders'of the hardening product Erstbrandmaterials and the use of Anhydritstein only a firing process, but as well as the gypsum energy and labor-intensive intermediate processes is required for the production and drying of the hardening product required for the last firing process for firing the hydrophobic material.

zu energie- und arbeitsaufwendig sind, damit sehr teuer werden Und nur für spezielle Anwendungsgebiete sinnvoll eingesetzt werden können·are too energy and labor-intensive, so that they are very expensive and can only be used sensibly for special fields of application ·

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, hydrophobe Calciumsulfatbindemittel als Einkomponentenprodükte für die Herstellung von hydrophoben CaSO4-Erhärtungsprodükteη und/oder die Herstellung von hochwertigen hydrophoben Spachtelmassen mit wesentlich geringerem Energie- und Arbeitszeitaufwand Je Mengeneinheit herzustellen.The aim of the invention is to produce hydrophobic calcium sulfate binders as Einkomponentenprodükte for the preparation of hydrophobic CaSO 4 -Erhärtungsprodükteη and / or the production of high-quality hydrophobic putties with much lower energy and labor cost per unit quantity.

240 49 4 5240 49 4 5

Darlegung des Wesens der Erfindung Loan of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung hydrophober Calciumsulfatbindemittel für die Produktion von hydrophoben Gipsbaukörpern und/oder Spachtelmassen zu entwickeln, wobei gegenüber bekannten Verfahren der Energie- und Arbeitszeitaufwand wesentlich gesenkt wird.The invention is based on the object to develop a method for producing hydrophobic calcium sulfate binders for the production of hydrophobic gypsum blocks and / or fillers, which compared to known methods of energy and labor costs is significantly reduced.

Hrfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in deny dratis ie rt en Gips oder in Anhydrit aufschmelzbares Material in Form von Wachsen wie Hartwachs, Bitumen bzw. hartwachshaltigen Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen oder wachsähnlicheη Produkten wie Paraffin bzw. Stearin in beheizbaren Rührkesseln oder anderen geeigneten Aggregaten zugemischt wird, diese Zugabe in kalten oder heißen dehydratisiertan Gips, insbesondere unter Ausnutzung der aus dam Brennprozeß vorhandenen Restwärme im Material,oder Anhydrit erfolgt, dort das aufschmelzbare Material bei Temperaturen, die über dessen Schmelzpunkt liegen aber unerwünschte Phasenbildungen im Caleiumsülfatbindemittel ausschließen, in der Regel im Temperaturbereich von 60 - 100 0C, zürn Aufschmelzen gebracht wird und durch einen intensiven Mischvorgang während des Aufschmelzens eine Feinstverteilung des aufgeschmolzenen Materials im dehydratisieren Gips oder Anhydrit, verbunden mit einer physikalischen Anlagerung und einer von der Materialart abhängigen evtl. chemischen Verseif ungsreaktion, erfolgt. Dieses mit der Aüfschmelzkomponente angereicherte Material kann bei Erfordernis weiter aufbereitet, zo B. durch Mahlprozesse weiter verfeinert werden. Der vorliegende hydrophobe Gips- oder Anhydritbinder kann je nach gewünschtem hydrophoben Hffekt in dieser Form verwendet werden oder durch Mischen mit nichthydrophobem Bindemittel und/oder Füllstoffen gezielt hydrophob eingestellt und in der modifizierten Form eingesetzt werden. Um einen max. Hydrophobierungseffekt zu erreichen sind vorzugsweise Wachse oder wachsähnliche Materialien zu verwenden, die neben einer physikalischen Anlagerung an die Gipskristalle mit diesem chemische Verseifungsprozesse eingehen. Solche Materialien sind bekannterweise Hartwachse in FormAccording to the invention, the object is achieved in that in dehydrated gypsum or in anhydrite meltable material in the form of waxes such as hard wax, bitumen or hard wax combinations with solid hydrocarbons or wax-likeη products such as paraffin or stearin in heatable stirred tanks or other suitable aggregates is admixed, this addition in cold or hot dehydrated gypsum, in particular taking advantage of existing from firing residual heat in the material, or anhydrite, there the fusible material at temperatures that are above its melting point but exclude unwanted phase formations in Caleiumsülfatbindemittel, as a rule in the temperature range of 60 - 100 0 C, is brought to melting and by an intensive mixing process during melting a fine distribution of the molten material in the dehydrated gypsum or anhydrite, combined with a physical investment tion and a possibly dependent on the type of material possibly chemical saponification reaction takes place. This enriched the Aüfschmelzkomponente material may be further processed in need z be further refined by milling processes B. o. Depending on the desired hydrophobic effect, the present hydrophobic gypsum or anhydrite binder can be used in this form or can be deliberately made hydrophobic by mixing with nonhydrophobic binder and / or fillers and used in the modified form. To a max. Hydrophobizing effect to achieve are preferably waxes or wax-like materials to use, which go in addition to a physical attachment to the gypsum crystals with this chemical saponification processes. Such materials are known to be hard waxes in the form

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von Montanwachs, Carnaubawachs sowie Kombinationen dieser Wachse mit festen Kohlenwasserstoffen. Technologisch besonrders günstig ist es, die aufschmelzbare Materialkomponente in granulierter Form mit dem dehydratisierten Gips oder Anhydrit zu mischen. Je nach gewünschtem Hydrophobierungseffekt und Materialart sollte die Zügabemenge an aufschmelzbarem Material zwischen 1 und 10 %, bezogen auf die Masse des dehydratisierten Gipses oder Anhydrits,betragen.of montan wax, carnauba wax and combinations of these waxes with solid hydrocarbons. It is particularly favorable in terms of technology to mix the meltable material component in granulated form with the dehydrated gypsum or anhydrite. Depending on the desired hydrophobing effect and type of material, the addition amount of meltable material should be between 1 and 10%, based on the mass of the dehydrated gypsum or anhydrite.

Sine besonders gute Feinstverteilung der aufschmelzbaren Materialkomponente wird erreicht, wenn der dehydratisierte Gips oder Anhydrit bereits vor der Mischung mit dieser in der Endfeinheit vorliegt. Zusätzlich Energie eingespart werden kann, wenn die aufschmelzbare Materialkomponente bei Zugabe in dehydratisierten Gips in den noch heißen Materialstrom nach dem Brennprozeß dosiert wird. Die Korngröße des Gipses sollte dabei s 5 nun betragen. Neben dem aufschmelzbaren Material können zur weiteren Modifizierung des Bindemittels andere bekannte Zusätze wie Abbinderegulierer, Plarstifikatoren, wasserretendierende Stoffe, Farbstoffe u. ä. dem dehydratisierten Gips oder Anhydrit zügegeben oder mit diesem gemeinsam zugemischt werden.A particularly good ultrafine distribution of the meltable material component is achieved if the dehydrated gypsum or anhydrite is already present in the final fineness before mixing with it. In addition, energy can be saved if the meltable material component is metered into the still hot stream of material after the firing process when added in dehydrated gypsum. The grain size of the gypsum should be s 5 now. In addition to the fusible material other known additives such as setting regulators, Plarstifikatoren, waterretendierende substances, dyes u. Ä. The dehydrated gypsum or anhydrite zügegeben or mixed with this together.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht im Vergleich zu dem bekannten Stand der Technik eine arbeite- und enargieökonomische Herstellung von hydrophoben Calciumsulfatbindemitteln, das als jeweiliges Einkomponentenprodukt zu hydrophoben CaSO^-Erhärtungsprodüktan verarbeitet werden kann und/oder in Verbindung mit weiteren Modifizierungsmaterialien hochwertige hydrophobe Spachtelmassen ergibt. Mit diesen Produkten können neue Anwendungsgebiete im Bauwesen, z. B. im Bereich von Naßstrecken oder im Außenklimabereich, ökonomisch erschlossen werden.The inventive method allows in comparison to the known prior art, a labor and enargieökonomische production of hydrophobic calcium sulfate binders, which can be processed as respective one-component product to hydrophobic CaSO ^ -Hrrungsungsprodüktan and / or results in high-quality hydrophobic putties in conjunction with other modifying materials. With these products, new application areas in the construction industry, eg. As in the range of wet lines or outdoor climate, be economically developed.

AüaführungsbeispielAüaführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Gipsbinder G5 B3 wird mit 3 % granuliertem Hartwachsgemisch von 50 % Paraffin und 50 % Montanwachs in einem Rührkessel bei einer Temperatur von ca. 80 - 100 0C 30 min intensiv ge·Gypsum cement G5 B3 is granulated with a 3% hard wax mixture of 50% paraffin and 50% of montan wax in a stirred tank at a temperature of about 80-100 0 C for 30 minutes intensively ge ·

U 4 ν 4 DU 4 ν 4 D

rührt. Gipskörper, hergestellt aus im Labor unter analogen Bedingungen hergestellten hydrophoben Gipsbindern, haben gegenüber nicht hy drophoben Gipsbindern bei -vergleichbarer Trockenrohdichte des Irhartungsproduktes eine um ~ 40 % reduzierte Wass e rauf nähme nach 2 h Wasser lage rung.stir. Gypsum bodies produced from hydrophobic gypsum binders produced in the laboratory under analogous conditions have a ~ 40 % reduced water uptake compared to non-hydrophobic gypsum binders with comparable dry bulk density of the irhardening product after 2 h of water storage.

Claims (2)

240Λ9 4 5240Λ9 4 5 Pate ntansprücheSponsor claims 1. Verfahren zur Hydrophobierung von Galciumsulfatbindemitteln dadurch gekennzeichnet, daß in de hydratisieren Gips oder in Anhydrit aufschmelzbares Material in Form von Wachsen wie Hartwachs, Bitumen bzw. hartwachshaltigeη Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen oder wachsähnlichem Material wie Paraffin bzw. Stearin vorzugsweise in beheizbaren Riihrkesseln oder anderen geeigneten Aggregaten zugemischt wird, diese Zugabe in kalten oder heißen dehydratisieren Gips, insbesondere unter Ausnutzung der aus dem Brennprozeß vorhandenen Restwärme im Material, oder Anhydrit erfolgt, dort das aufschmelzbare Material bei Temperaturen, die über dessen Schmelzpunkt liegen aber unerwünschte Phasenbildungen im Calciumsulfatbindemittel ausschließen, in der Regel im Temperaturbereich von 60 - 100 0C, zum Schmelzen gebracht wird, durch einen intensiven Mischvorgang während des Ausschmelzens eine Feinstverteilung des aufgeschmolzenen Materials im dehydratisieren Gips oder Anhydrit, verbunden mit einer physikalischen Anlagerung und einer von der Materialart abhängigen evtl. chemischen Verseifungsreaktion, erfolgt, bei Erfordernis eine weitere Aufbereitung des mit der Aufschmelzkomponente angereicherten Materials, z. B. eine Verfeinerung durch Mahlprozesse durchgeführt wird und dieser hydrophobe Gips- oder Anhydritbinder je nach gewünschtem hydrophoben Effekt so verwendet oder durch. Mischung mit nichthydrophobem Bindemittel und/oder Füllstoffen gezielt hydrophob eingestellt wird.1. A process for the hydrophobization of Galciumsulfatbindemitteln, characterized in that in de hydrated gypsum or anhydrite fusible material in the form of waxes such as hard wax, bitumen or hartwachshaltigeη combinations with solid hydrocarbons or wax-like material such as paraffin or stearin preferably in heated Riihrkesseln or other suitable Aggregates is added, this addition in cold or hot dehydrated gypsum, in particular taking advantage of the residual heat in the material from the firing process, or anhydrite takes place there the meltable material at temperatures that are above its melting point but exclude unwanted phase formations in calcium sulfate, in the Usually in the temperature range of 60 - 100 0 C, is brought to a fine mixing of the melted material in the dehydrated gypsum or anhydrite, verbun by an intensive mixing process during the melting with a physical attachment and depending on the type of material possibly chemical saponification reaction takes place, if necessary, a further treatment of the material enriched with the melting component, for. B. a refinement is carried out by grinding processes and this hydrophobic gypsum or Anhydritbinder depending on the desired hydrophobic effect so used or by. Blend with non-hydrophobic binder and / or fillers is set hydrophobic specifically. 2. Verfahren nach Pkt. 1 dadurch gekennzeichnet, daß vor-2. Method according to item 1, characterized in that 240 49 4 5240 49 4 5 zügsweisa aufschmelzbares Material, das chemische Verseif ungsreäktionen mit den Gipskristallen eingeht wie Hartwachs in Form von Montanwachs, Carnaubawachs sowie Kombinationen dieser Wachse mit festen Kohlenwasserstoffen eingesetzt wird»sometimes meltable material which undergoes chemical saponification reactions with the gypsum crystals, such as hard wax in the form of montan wax, carnauba wax and combinations of these waxes with solid hydrocarbons. " • Verfahren nach Pkt· 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß das aufschmelzbare Material vorzugsweise in granulierter [ Form eingesetzt wird. L • The method according to item · 1 to 2 characterized in that the fusible material is preferably used in granulated [Form. L . Verfahren^nach Pkt. 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabemenge an aufschmelzbarem Material vorzugsweise 1 bis 10 %, bezogen auf die Masse des dehydratisieren Gipses oder Anhydrits, beträgt., Process according to items 1 to 3, characterized in that the addition amount of meltable material is preferably 1 to 10%, based on the mass of the dehydrated gypsum or anhydrite. . Verfahren nach Pkt. 1 bis. 4 dadurch gekennzeichnet, daß bei Zugabe des aufschmelzbaren Materials in normaltemperierten de hydratisieren Gips oder Anhydrit dieser vorzugsweise in der Sndfeinheit vorliegt., Method according to pt. 1 to. 4 characterized in that on addition of the fusible material in normal temperature de hydrated gypsum or anhydrite, this is preferably present in the Sndfeinheit. •Verfahren nach Pkt. 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß das aufschmelzbare Material bei Zugabe in den dehydratisierten Gips vorzugsweise in den noch heißen Materialstrom nach dem Brennprozeß dosiert wird, wobei der dehydratisierte Gips in der Korngröße =5 μ vorliegen sollte.• Method according to item 1 to 4, characterized in that the meltable material is added when added to the dehydrated gypsum preferably in the still hot stream of material after the firing process, wherein the dehydrated gypsum should be present in the grain size = 5 μ. „ Verfahren nach Pkt. Λ bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß neben dem aufschmelzbaren Material andere bekannte Zusätze zur Modifizierung der !Eigenschaften des dehydratisierten Gipses oder Anhydrits wie Abbinderegulierer, Plastifikator η, wasserretendierende Stoffe, Farbstoffe u. g. zugegeben werden oder das aüfschmelzbare Material mit diesen gemischt zugegeben wird«."Process according to item Λ to 6, characterized in that in addition to the meltable material, other known additives for modifying the! Properties of the dehydrated gypsum or anhydrite, such as setting regulator, plasticizer η, water-repellent substances, dyes ug added or the fusible material mixed with these added becomes".
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