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Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen und Bauelementen aus rohem
Anhydritgestein und/oder rohem Gipsgestein Gegenstand, der vorliegenden Erfindung
ist .ein Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen und Bauelementen aus rohem Anhydritgestein
und/oder rohem Gipsgestein. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung
von Gipeerzeugnissen und Gipsbauelementen unmittelbar aus rohem Anhydritgestein,
aus rohem Gipisgestein oder aus einem Ge` misch dneser beiden in der Natur oft zusammen
vorkommenden Gesteine.
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Bisher erfolgte die Herstellung von Gipserzeugnissen in zwei Phasen.
In Spezialfabriken wurden in der ersten Phase Anhydritbinder aus Anhydribges.tein
und Gipsbinder aus Gipsgestein hergestellt. In der zweiten Phase wurden aus diesen
Bindern die gewünschten Gegenstände erzeugt, indem der Anhydrit-oder der Gipsbinder
mit Wasser und gegebenenfalls mit anderen Zusatzmitteln vermengt wurde, wonach die
gewonnene Masse zu gewünschten Formkörpern geformt wurde. Der Anhydrit- oder Gipsbinder
wurde mit dem zugegebenen Wasser chemisch gebunden und erhärtete bei gleichzeitiger
Bindung des geformten Werkstückes zu einem festen Ganzen.
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Die In der Natur oft vorkommenden gemischten Anhydirit- und. Gips.gesteinlager
sind ein sehr schlechter Rohstoff, sowohl für die Herstellung von Anhydrit- wie
auch von Gipsbindern, und sind oftmals überhaupt ohne jeden Nutzen, was vollkommen
ve@rstäud:lich ist, da d.ie Verfahren zur Herstellung von Anhydri:tbindern einerseits
und Gipsbindern andererseits ganz verschieden sind.
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Gemäß vorliegender Erfindung erfolgt diie Herstellung von Gipserzeugnissen
unmittelbar aus dem rohen. Anhydrit- oder Gipsgestein oder aus einem Gemisch von
Anhydrit- und Gipsgestein in einer Phase.
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Nach der Erfindung ist es nicht mehr erforderlich, Anhydritbinder
oder Gipsbinder in besonderen Fabriken vorher gesondert herzustellen.
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In der Beschreibung ist zunächst das erfindungsmäßige Verfahren zur
Herstellung von Gipserzeugnissen aus rohem Anhydritgestein und dann gesondert aus
rohem Gipsgestein erörtert.
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Das aus dem Bergwerk geförderte rohe Anhydritgestein Ca S 04 wird
zerkleinert und mit Wasser vermengt. Aus dem erhaltenen Gemisch wird der Gegenstand
unter Verleihung der gewünschten Gestalt geformt, in einen Autoklav gebracht und
der Einwirkung von. gesättigtem Wasserdampf unter Druck ausgesetzt. Unter der Einwirkung
des Wasserdampfes wandelt sich das zerkleinerte rohe Anhydritgestein mit Wasser
gemäß der Formel
| Ca S 04 + 1/2 H2 O -> Ca S 04 .1/2
H2 O |
um und wird in Caleiumsulfathalbhydrat übergeführt. Es gewinnt somit die Merkmale
eines aktiven Gipsbinders. Nach Erreichung dieses Zustandes wird die Dampferwärmung
unterbrochen. Der im Autoklav befindliche Gegenstand kühlt ab, und das Calciumsul,fathalbhydrat
bindet mit dem in dessen Umgebung befindlichen. Wasser gemäß der Formel
| Ca S 04 -'/2H20 -I- 11/2 H2 O ---> Ca S O4 - 2H20 |
und wird in Calciumsulfatd-oppelhydrat übergeführt, das den geformten Gegenstand
in der ihm vorher verliehenen Gestalt zu einem festen Ganzen bindet.
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Dass erfindungsmäßige Verfahren zur Herstellung von Gipsgegenständen
aus rohem Gipsgestein wird nachstehend beschrieben: Das aus dem Bergwerk geförderte
rohe Gipsgestein Ca S 04 ' 2 H2 O wird zerkleinert und mit Wasser vermengt. Aus
dem erhaltenen Gemisch wird der Gegenstand unter Verleihung der gewünschten Gestalt
geformt, in den Autoklav gebracht und mittels gesättigten Wasserdampfes unter Druck
erwärmt.
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Unter der Einwirkung des Wasserdampfes verliert das zerkleinerte Gipsgestein
1.1/2 Wasserteilchen gemäß der Formel
| Ca S 04 - 2 H2 O ->- Ca S O41/2 H2 O -E-11/2 H2 O |
und wird in Calciums,ulfathalbhydrat übergeführt. Es gewinnt somit die Merkmale
eines aktiven Gipsbinders. Nach Erreichung dieses Zustandes wird die Dampferwärmung
unterbrochen. Der im Autoklav
be-findliche Gegenstand kühlt ab, und das Calciumsulfathalbhydrat
bindet
mit dem
-in seiner Umgebung befindlichen Wasser gemäß der Formel Ca S 041/2H20
-i-11/2 H2 O - Ca S 04 - 2H20 und wird in Calciumsulfatdopp-elhydrat übergeführt,
das den geformten Gegenstand in der ihm verliehenen Gestalt zu einem festen Ganzen
bindet.
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Wie aus den vorstehend beschriebenen Verfahren hervorgeht, ist das
Verfahren sowohl bei der Anwendung von rohem Anhydritgestein wie auch bei der Verwendung
von rohem Gipsgestein in beiden Fällen gleich. In beiden Fällen wurde das Mineral
zunächst zerkleinert und dann mit Wasser veimisch:t, wonach aus dem so erhaltenen
Gemisch der gewünschte Gegenstand geformt wurde. Daraufhin wurde der Gegenstand
in den Autoklav gebracht und der Einwirkung von gesättigtem Wasserdampf unter Druck
ausgesetzt.
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Obgleich die chemische Zusammensetzung des Anhydritgesteins und diejenige
des Gipsgesteins verschieden ist, werden beide Mineralien unter der Einwirkung von
Wasserdampf unter Druck in Ca S 04 -1/2 H2 O übergeführt und werden aktive Gips-Binder.
Alsdann wird die Behandlung im Autoklav beendigt, und die anfänglich sowohl aus
dem Anhydritgestein wie auch aus dem Gipsgestein geformten Gegenstände verwandeln
sich in Calciumsulfathalbhydrat, wobei sie beim Abkühlen das Wasser aus der Umgebung
kristall.isch binden und dann selbst erhärten. In beiden Fällen ist das Endprodukt
CaS04.2H20.
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Es wird demnach verständlich, daßß bei der Anwendung von Anhydrit-
und Gipsgestein beide Mineraken nach Einwirkung von Wasserdampf unter Druck als
Ca S 04 - 1/z H2 O-Binder aktiviert werden und als Endergebnis ein Gegenstand aus
gleichartigem Material, das isst aus Ca S 04 - 2 H2 O, erhalten wird.
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Das Verfahren zur Herstellung von Gipserzeugnissen aus einem Gemisch
von Anhydrit- und Gipsgestein ist somit identisch mit dem Verfahren bei der Anwendung
von Anhydritgestein oder von Gipsgestein.
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Die aus dem rohen Anhydritgestein oder dem Gipsgestein geformten Gegenstände
können im Au,toklav zusammen mit der Form oder auch ohne dieselbe eingeführt werden.
Im letzteren Falle muß die Masse durch Stampfen, Pressen od. dgl. so eingedickt
werden, däß sie nach dem Herausnehmen aus der Form die ihr verliehene Gestalt beibehält.
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Nach Beendigung der Behandlung im Autoklav kann das Abkühlen der Erzeugnisse
auf natürliche Weise, durch selbsttätige Rückkehr zu der Umgebungstemperatur oder
küns.tl:ich beschleunigt erfolgen. Das Abkühlen kann zum Teil im Autoklav und teilweise
schon nach dem Herausnehmen aus dem Autoklav stattfinden.
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Das Erwärmen mittels Wasserdampf ist nicht durchaus erforderlich.
Es genügt die Erwärmung des aus dem frischen. Gemisch von Wasser und zerkleinertem
Anhydrit- oder Gipsgestein geformten Gegenstandes auf beliebige Weise, jedoch im
geschlossenen Gefäß. Infolge der Temperatureinwirkung verwandelt sich dann ein Teil
des angewandten Wassers in Wasserdampf, der in, gleicher Weise wie der von außen
zugeführte Wasserdampf aktivierend einwirken wird.
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Es ist klar, daß bei dem Verfahren: gemäß vorliegender Erfindung das
zerkleinerte rohe Arnhydrit-oder Gipsgestein oder auch das Gemisch von Anhydrit-
und Gipsgestein mit anderen Binde- oder Füllmitteln, z. B. mit mineralischem oder
keramischem Schotter, Kohlenschlacke, Hochofensch.lacke, organischen Füllmitteln
u.sw., nach bekannten Verfahren vermengt werden kann. Es können die Qualität der
Gipserzeugnisse erhöhende und die Produktion verbessernde chemische Mittel und auflockernde
Stoffe als Zugaben verwendet werden. Es können hier, allgemein zu Baugips verwendete
Zugaben, wie Kalk, Aluminiumverbindungen und andere, insbesondere gegen die Einwirkung
von Wasser widerstandsfähig machende Mittel Anwendung finden.
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In der Gipsmasse kann auch eine die Haltbarkeit der Erzeugnisse erhöhende
Armierung vorgesehen werden.
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Angesichts des in dem beschriebenen Verfahren benötigten niedrigen.
Wasserdampfdruckes kann hier von einer anderen Produktion stammender Abdampf und
können alte, teilweise abgenutzte Autoklaven ausgenutzt werden.
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An Ausführungsbeispielen der Erfindung sei nachfolgendes angeführt:
Rohes Gips- und Anhydritgestei.n wurde fein, zerkleinert, so daß 50 % der Körner
durch ein 900 Maschen je cm2 aufweisendes Sieb passierten. Es wurden Probewalzen
von 8 cm. Durchmesser und 8em Höhe angefertigt, zusammengesetzt aus a) zerkleinertem
rohem Gipsgestein mit einem Zusatz von 15 Gewichtsprozent Wasser, b) 600 kg zerkleinertem
rohem Gipsgestein mit Füllstoff aus Kohlenschlacke in einer Menge von 700 kg und
2901 Kalkwasser, c) 500 kg zerkleinertem Gipsgestein mit 1200 kg Füllstoff in Form
von gekörntem Gipsgestein mit einer Korngröße von 7 bis 30 mm und einem Zusatz von
Wasser in einer Menge von 135 1, d) zerkleinertem rohem Anhydritgestein mit einem
Zusatz von 14 Gewichtsprozent Wasser, e) einem Gemisch von zerkleinertem rohem Gips-
und Anhydritgestei.n in verschiedenem Verhältnis, mit einem Zusatz von 15 Gewichtsprozent
Wasser.
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Aus diesen Gemischen angefertigte Probewalzen wurden in den Autoklav
gebracht. Innerhalb von 15 Minuten wurde in den Autoklav Wasserdampf eingeführt,
und in dieser Zeit stieg die Temperatur bis 130° C an. Diese Temperatur wurde 4
Stunden lang aufrechterhalten, wonach der Dampfzufluß unterbrochen wurde. Nach weiteren
2 Sunden sank die Temperatur im Autoklav bis 80° C herab. Darauf wurde der Autoklav
geöffnet und die Probewalzen herausgenommen. Die Walzen kühlten dann an normaler
Luft hei: Zimmertemperatur ab.
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Die Probewalzen wiesen die nachstehenden Druckfestigkeiten auf: a)
aus zerkleinertem Gipsgestein 180 kg/cm2, b) aus zerkleinertem Gips.aestein mit
Füllstoff aus Kohlenschlacke 105 kg/cm2, c) aus zerkleinertem Gipsgestein mit Füllstoff
aus groben Gipsgestei,nkörnern 220 kg/cm2, d) aus zerkleinertem Anhydritgestein
190 kg/cm2, e) aus einem Gemisch von zerkleinertem rohem Gips-und Anhydritgestein
von verschÜdenem Verhältnis von 80 bis 190 kg/cm2.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, sind alle bei
diesem neuen Verfahren angewandten Arbeitsgänge, wie Zerkleinerung des rohen Gesteins,
Mischen mit Wasser, Formen des plastischen Gemisches in einen Gegenstand von gewünschter
Gestalt, Anwärmen im Autoklav mit Wasserdampf, Überführung des Calciumsulfatd-oppelhydrats
unter Einwirkung des Wasserdampfes in Calciumstilfathalbhydrat
und
freies Wasser, einzeln betrachtet, in der Technik wohlbekannt. Neu ist dagegen eine
derartige Reihenfolge dieser bekannten Tätigkeiten, so daß im Ergebnis ein fertiger
Gegenstand in nur einer Operation hergestellt werden kann, ohne vorher hergestellte
Anhydrit- oder Gipsbinder anwenden zu müssen.