DD284126A7

DD284126A7 - Verfahren zur hydrophobierung von gips mit wachs

Info

Publication number: DD284126A7
Application number: DD30071987A
Authority: DD
Inventors: Helmut Guenther; Georg Kraemer; Frank Egeling; Manfred Gawlytta
Original assignee: Veb Harzer Gipswerke Rottleberode,Dd
Priority date: 1987-03-12
Filing date: 1987-03-12
Publication date: 1990-11-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrophobierung von Gips mit Wachs zum Zwecke der Herstellung von hydrophob ausgeruestetem Gipsbindemittel, das als Bindebaustoff zur Herstellung von Bauelementen mit hydrophoben Eigenschaften im Bauwesen eingesetzt werden kann. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren die Anlagerung von 1 bis 4% Hydrophobierungsmitteln aus Hartwachs oder hartwachshaltige Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen mit Saeurezahlen 10 an Gipsstein durch gemeinsames Brennen in einem Brennaggregat mit indirekter Beheizung und nachtraeglicher Mahlung bzw. an Gipsbinder durch intensives gemeinsames Ruehren bei Temperaturen ueber 60C so weiterentwickelt wurden, dasz gemeinsam mit dem Wachs ein gegenueber Calciumsulfat besser dissoziierendes Metallsalz und/oder Hydroxid wie Kaliumsulfat, Aluminiumsulfat, Eisensulfat, Natriumcitrat, Calciumhydroxid, Ammoniumsulfat bzw. ein Stoffgemisch, in dem solche Verbindungen enthalten sind, wie Portlandzementklinker oder Portlandzement und eine Sulfitablauge bzw. eine technisch modifizierte Sulfitablauge in fluessiger oder eingedampfter Form eingesetzt werden und alle Zusatzstoffe getrennt oder als Gemisch in das Brennaggregat zu dem Gipsstein oder in den Ruehrbehaelter zu dem Gipsbinder zugegeben werden. Das erfindungsgemaesze Verfahren ermoeglicht die Herstellung eines hydrophoben Gipsbinders als Einkomponentenprodukt mit hohem Hydrophobierungsgrad und geringem Wasseranspruch bei Herstellung einer gieszfaehigen Gipsmischung. Gegenueber dem Stand der Technik ist es moeglich, bei gleichem Hydrophobierungsgrad bis zu 50% an Wachs einzusparen und damit die Kosten fuer die Herstellung des hydrophoben Gipsbinders um etwa 20-25% zu senken. Desweiteren wird die gleiche Flieszfaehigkeit von Gips-Wasser-Mischungen unter Einsparung von 25-30% Wasser erreicht.{Gips; Hydrophobierung; Verfluessigung; Sulfitablauge; Metallsalz; Hydroxid; Portlandzement; Verarbeitbarkeit; Bauelemente; Trocknungsenergie; Kocher; Schnellmischer}

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zur Hydrophobierung von Gips mit Wachs

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrophobierung von Gips mit Wachs zum Zwecke der Herstellung von hydrophob ausgerüstetem Gipsbindemittel, das als Bindebaustoff zur Herstellung von Bauelementen mit hydrophoben Eigenschaften für den Wohn-, Gesellschafts-, Industrie- und Landwirtschaftsbau eingesetzt werden kann.

Charakteristik des bekannten technischen Standes

Für die Hydrophobierung von Gipsbindemitteln mit Wachs oder wachsähnlichen Produkten sind verschiedene Verfahren bekannt Bereits vorgeschlagen wurden:

1. in DD - WP 205 882 ein Doppelbrandverfahren unter Zwischenschaltung einer Erhärtungsstufe, wobei im 2. Brennprozeß der hydrophobe Gipsbinder aus dem Erhärtungsprodukt des Erstbranntmaterials in dem Hartwachs, Carnaubawachs oder hartwachshaltige Kombinationen mit Kohlenwasserstoffen in aufgeschlossener Form enthalten sind, erbrannt wird .

2. in DD - WP 205 422 ein Erbrennen von hydrophobem Gipsbindemittel aus Gipsstein unter Zusatz von Hartwachsen, hartwachshaltigen Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen oder wachsähnlichem Material in einem Brennofen mit indirekter Beheizung.

3. in DD - WP 205 423 wird dehydratisierter Gips in Bindemittelfeinheit mit Hartwachsen, hartwachshaltigen Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen oder wachsähnlichen Produkten in beheizbaren Rührkesseln auf Tempe-

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raturen, die über dem Schmelzpunkt des Wachses liegen, aufgeheizt und gemischt.

4. und schließlich in DD - WP 240 004 ein Verfahren, bei dem Gipsbinder in einem schnellaufenden Kreiselmischer gemeinsam mit Hartwachsen, hartwachshaltigen Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen oder wachsähnlichem Material solange gemischt wird, bis dieses durch die entstehende Reibungswärme an das Bindemittel angelagert wird.

Bei der Gegenüberstellung der Verfahren scheidet Verfahren aufgrund des hohen Energie- und Arbeitszeitaufwandes (doppelte Aufbereitung und doppelter Brennprozeß) ökonomisch für die Herstellung eines hydrophoben Gipsbindemittels aus. Verfahren 2 ist energie- und arbeitszeit ökonomisch für die Herstellung von hydrophobem JB -Gips nahezu ideal, da als Ausgangsprodukt Rohstein für das hydrophobe Bindemittel benutzt wird. Es zeigte sich aber, daß mit diesem Verfahren unter Beibehaltung der gipstypischen weiteren Verarbeitung des Knorpels zum Bindemittel bei gleichem Einsatz von Hydrophobierungsmittel gegenüber Verfahren 3 und 4, bei der die Hydrophobierung am dehydratisierten Gips bei Bindemittelfeinheit erfolgt, nur eine geringere hydrophobe Wirkung erreicht wird. Nachteile der Verfahren 3 und 4 gegenüber Verfahren 2 sind jedoch der höhere Energie— und Gesamt Zeitaufwand sowie ein nicht unwesentlicher Mehraufwand an Ausrüstungen, da für diese Verfahren gesonderte technologische Anlagen erforderlich sind.

Allen Verfahren ist jedoch eigen, daß ein sehr guter Hydrophobierungseffekt, der die Anwendung dieser Materialien in ausgesprochenen Feucht— und Naßräumen ermöglicht, nur bei Zugabe von relativ hohen Mengen an aufschmelzbaren Hydrophobierungsmitteln erreicht wird. Da die für die Hydrophobierung geeigneten Wachse und wachshalt igen Produkte sehr teuer sind, werden die Herstellungskosten für hydrophobe Gipsbinder so hoch, daß vierifach eine ökonomische Anwendung

im Vergleich zu anderen Bindemitteln wie Zement nicht mehr gegeben ist. Weiterhin wurde durch umfangreiche Test's nachgewiesen, daß mit steigendem Hydrophobierungsgrad der hydrophob ausgerüstete Binder sich nur bei hohen Wasser—Gips-Werten im Gießverfahren verarbeiten läßt, so daß diesbezüglich, neben der ökonomischen Barriere, Grenzen gesetzt sind

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren für die Hydrophobierung von Gips mittels der bereits bewährten und in ausreichender Menge zur Verfugung stehenden Wachse wie Hartwachs oder hartwachshaltige Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen, das sich gegenüber bekannten Verfahren durch die Herstellung eines hydrophoben Gipsbinders mit günstigeren Verhältnissen von Hydrophobierungsmittelmenge zum Hydrophobierungsgrad sowie Hydrophobierungsmittelmenge zum Wasseranspruch bei der Verarbeitung zur Erreichung einer fließfähigen Mischung auszeichnet, so daß es möglich wird, hydrophoben Gipsbinder bekannter Qualität ökonomischer bzw. einen hochhydrophobierten Gips ohne höheren Aufwand herzustellen und gleichzeitig die Verarbeitungseigenschaften eines solchen Materials zu verbessern, so daß das Einsatzgebiet unter qualitativen und ökonomischen Gesichtspunkten wesentlich erweitert werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren für die Gipshydrophobierung auf der Basis von Hartwachs oder hartwachshaltigen Korabinationen mit festen Kohlenwasserstoffen zu finden, mit dem ein Gipsbinder als Einkomponentenprodukt mit höherem Hydrophobierungsgrad bei gleicher Wachsmenge, d. h. eine wesentliche Verbesserung des Wirkungsgrades des Hydrophobierungsmittels, und geringen Wasseran-

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spruch bei der Verarbeitung unter Nutzung bekannter Ausrüstungen und Verfahrensprinzipien entsprechend DD - WP 205 422, DD - WP 205 423 und DD - WP 240 008 hergestellt werden kann. Überraschenderweise wurde eine Lösung gefunden, die beiden Anliegen gerecht wird.

Erfindungsgemäß wird die- Aufgabe dadurch gelöst, daß die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren der Anlagerung von 1 bis 4 % Hydrophobierungsmitteln aus Hartwachs oder hartwachshaltigen Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen mit Säurezahlen >10 an Gipsstein durch gemeinsames Brennen in einem Brennaggregat mit indirekter Beheizung (z. B. Harzer Kocher) und nachträglicher Mahlung bzw. an Gipsbinder durch intensives gemeinsames Rühren bei Temperaturen über 60° C so weiterentwickeIt wurden, daß gmeinsam mit dem Wachs ein gegenüber Calciumsulfat besser dj_sso zierendes Metallsalz und/oder Hydroxid wie Kaliumsulfat, Aluminiumsulfat, Eisensulfat, Natriumeitrat, Calciumhydroxid, Ammoniumsulfat, bzw. ein Stоffgemisch, in dem solche Verbindungen enthalten sind, wie Portlandklinker oder Portlandzement und eine Sulfitablauge bzw. eine technisch modifizierte Sulfitablauge in flüssiger oder eingedampfter Form eingesetzt werden und alle Zusatzstoffe getrennt oder als Gemisch in das Brennaggregat zu dem Gipsstein oder in den Rührbehälter zu dem Gipsbinder zugegeben werden. Die Zugabemenge an Metallsalzen und/oder Hydroxiden sollte zwischen 0,01 bis 1 % bzw. die Zugabe von Stoffgemischen, in denen solche Verbindungen enthalten sind, zwischen 1 und 5 % betragen, wobei sich alle Prozentsätze auf die Masse des Gipssteins bzw. des Gipsbinders beziehen. Die Zugabemenge an Sulfitablauge bzw. eine technisch modifizierte Sulfitablauge ist mit 0,1 bis 0.5 % zu wählen, wobei diese Prozentsätze sich auf ihren Pe st st offanteil, bezogen zur Gipsstein- bzw. Gipsbindermasse, beziehen. Die Zugabe der Sulfitablauge bzw. der technisch modifizierten Sulfitablauge zum Gipsstein bzw. zum Gipsbinder kann als wäßrige Lösung

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oder, ebenso wie bei Metallsalz, Hydroxid bzw. dem Stoffgemisch mit diesen Verbindungen, als Peststoff in pulvriger oder granulierter Form zudosiert werden. Der Hydrophobierungsgrad des mit diesen Zusätzen erbrannten Gipses kann außerdem noch erhöht werden, wenn der gebrannte Gipsstein vorzugsweise in noch vom Brennprozeß heißem Zustand bei Temperaturen, die über dem Schmelzpunkt des eingesetzten Wachses liegen, in der Regel ^> 60° C, auf Bindemittelfeinheit gemahlen wird (Heißvermahlung), da durch das Kriechen des geschmolzenen Wachses eine weitgehende Versiegelung der durch den Mahlvorgang entstehenden neuen Spaltflächen der Gipspartikelchen erfolgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung eines hydrophoben Gipsbinders als Einkomponentenprodukt mit hohem Hydrophobierungsgrad und geringem Wasseranspruch bei Herstellung einer gießfähigen Gipsmischung, so daß mit diesem hydrophoben Gipsbinder unter ökonomischen und qualitativen Gesichtspunkten eine wesentliche Erweiterung der Einsatzgebiete im Bauwesen möglich wird. Gegenüber dem Stand der Technik ist es durch die erfindungsgemäße" Lösung möglich, bei gleichem Hydrophobierungsgrad des Gipsbinders bis zu 50 % an Wachs einzusparen und damit die Kosten für die Herstellung des hydrophoben Gipsbinders um ca 20 - 25 % zu senken. Bei Beibehaltung der bisherigen Einsatzmenge an Wachs wird ein wesentlich verbesserter Hydrophobierungsgrad erreicht, der sich darin ausdrückt, daß Bauelemente aus Gips— binder nach der erfindungsgemäßen Lösung in vergleichbarer Zeiteinheit nur 1/4 bis 1/2 der Wassermenge bei Wasserlagerung aufnehmen. Als weiterer nicht zu unterschätzender Vorteil wird erreicht, daß selbst hochhydrophobierter Gipsbinder problemlos mit niedrigem Wasser-Gips-Verhältnis verarbeitet werden kann. Gegenüber vergleichbarem hydrophoben Gipsbinder nach dem Stand der Technik, wird die gleiche Fließfähigkeit von Gipsmischungen unter Einsparung von 25 30 % Wasser erreicht,

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sofern kein Verflüssiger beim Verarbeitungsprozeß zugegeben wird. Durch die Ausschaltung der Verflüssigerzugabe in den Verarbeitungsanlagen wird die Anwendung sicherer. Außerdem werden Transport-, Lagerkosten sowie technische Ausrüstungen für zusätzliche Dosierprozesse von Verflüssigern zu der Gipsmischung eingespart.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

3 % Wachsgemisch aus 50 % Montanwachs und 50 % Paraffin (hartwachhaltige Kombination mit festen Kohlenwasserstoffen) und einer Zäurezahl 12 sowie der in Tabelle, Spalte 1 aufgeführten Stoffe werden

. zusammen mit Gipsstein in einem Harzer Kocher bei Temperaturen bis 150° C zu hydrophoben Gipsknorpel nach bekanntem Brennprozeß aufbereitet (analog DD - WP 205 422) und danach in erkaltetem oder heißem Zustand des Knorpels ( ^ 75°) auf Bindemittelfeinheit gemahlen oder

. zusammen mit Gipsbinder in einem Rührgerät intensiv bei

einer Mischtemperatur von 80 - 100° G analog DD - WP 205 oder Mischtemperatur kurz unterhalb des Schmelzpunktes analog DD - WP 240 008 gemischt.

Dieser hergestellte hydrophobe Gipsbinder wird mit 60 % Wasser in einem Zwangsmischer zu einem Gipsbrei aufbereitet

Dabei wurden die in Tabelle, Spalte 2 genannten Ausbreitmaße nach der Vicatringmethode (untere Öffnung des Vicatringes 75 mm, Höhe des Vicatringes 40 mm) ermittelt. Aus dieser Mischung gegossene Prismen werden bei 60°C bis zur Massekonstanz getrocknet und danach in einem Wasserbad gelagert

Nach 2 Stunden Wasserlagerung wurde eine Wasseraufnahme (bezogen auf Trockenmasse) entsprechend Tabelle, Spalte 3 festgestellt .

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Diesen Ergebnissen wurden in Tabelle, Spalte 4-6 Werte gegenübergestellt, die an hydrophoben Gipsmischungen mit gleichem Wachsanteil nach dem Stand der Technik (ohne Zusätze an Metallsalz, Hydroxiden usw.), ermittelt wurden.Als Sulfitablauge wurde Lupoplast und Sulfitablaugepulver eingesetzt. Lupoplast ist eine durch Eindampfen eingedickte modifizierte Sulfitablauge mit ca 20 - 25 % Fe st st offanteil. Sulfitablaugepulver hat über 90 % Pe st st offanteile. Die in der Tabelle angegebenen Prozentsätze beziehen sich auf die Masse des Gipssteins bzw. des Gipsbinders.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Hydrophobierung von Gips mit Wachs durch Anlagerung von 1 bis 4 % Hydrophobierungsmitteln aus Hartwachs oder hartwachshaltigen Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen mit Säurezahlen .'10 an Gipsstein durch gemeinsames Brennen in einem Brennaggregat mit indirekter Beheizung und nachträglicher Mahlung bzw. an Gipsbinder durch intensives gemeinsames Rühren in einem Rührbehälter bei Temperaturen über 60° C, dadurch gekennzeichnet, daß gemeinsam mit dem Wachs ein gegenüber Calciumsulfat besser dissozierendes Metallsalz und/oder Hydroxid wie Kaliumsulfat, Aluminiumsulfat, Eisensulfat, Natriumeitrat, Calciumhydroxid, Ammoniumsulfat bzw. einem Stоffgemisch, in dem solche Verbindungen enthalten sind wie Portlandzementklinker oder Portlandzementbindemittel und eine Sulfitablauge bzw. eine technisch modifizierte Sulfitablauge in flüssiger oder eingedampfter Form eingesetzt wird und alle Zusatzstoffe in das Brennaggregat zu dem Gipsstein oder in den Rührbehälter zu dem Gipsbinder getrennt oder als Gemisch zugegeben werden.

2, dadurch gekennzeichnet, daß 0,1 bis 0,5 % Sulfitablauge bzw. technisch modifizierte Sulfitablauge, bezogen auf ihren Pe ststoffanteil zur Gipsstein- bzw. Gipsbindermasse, eingesetzt werden.

4. Verfahren zur Hydrophobierung nach den Ansprüchen 1 bis

2. Verfahren zur Hydrophobierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf die Masse des Gipssteins bzw. Gipsbinders 0,01 bis 1 % Metallsalz und/oder Hydroxid oder 1 bis 5 % eines Stoffgemisches, in dem solche Verbindungen enthalten sind, eingesetzt werden.

3· Verfahren zur Hydrophobierung nach den Ansprüchen 1 und

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfitablauge bzw. technisch modifizierte Sulfitablauge als 20 - 50 %ige

Lösung in das Brennaggregat bzw. den Rührbehälter oder als Peststoff, ebenso wie das Metallsalz, Hydroxid bzw. das Stoffgemisch mit diesen Verbindungen, in pulvriger oder granulierter Form zugegeben wird.