DE1771866B2

DE1771866B2 - Verfahren zur entfernung von ueberschuessigem wasser aus gipsformkoerpern

Info

Publication number: DE1771866B2
Application number: DE19681771866
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6700 Ludwigshafen; Cherdron Egon Diph-Chem. Dr. 6703 Limburgerhof; Haerter Manfred Dipl.-Chem. Dr. 6701 Neuhofen Bayer
Original assignee: Gebrüder Giulini GmbH, 6700 Ludwigshafen
Priority date: 1968-07-23
Filing date: 1968-07-23
Publication date: 1977-01-27
Also published as: DE1771866A1

Description

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Gipsbauteile werden in der Bauindustrie in steigendem Maße eingesetzt und großtechnisch im wesentlichen nach dem Gießverfahren hergestellt. Daneben wird zur Erzeugung von Gipsbauteilen vor allem mit hohem Raumgewicht auch das Preßverfahren angewandt, wobei im Gegensatz zum Gießverfahren eine feuchte, krümelige Masse in Formen eingepreßt wird. In der Praxis gelangen jedoch vorwiegend Gipsbauteile mit niedrigem Raumgewicht in Einsatz, da diese leichter verarbeitet und wirtschaftlicher transportiert werden können. Gipsbauteile mit einem Raumgewicht zwischen 0,5 und 1,5 g/cm³ werden heute üblicherweise durch Vermischen von Calciumsulfat-Halbhydrat bzw. Anhydrit mit Wasser im Gießverfahren hergestellt, wobei zur Erzielung des gewünschten Trockengewichtes des Bauteiles beim Anmischen des Gipsbreies ein entsprechendes Verhältnis Gips zu Wasser eingestellt wird. Der angerührte Gips-Wasser-Brei wir dann in geeignete Formen gegossen und nach dem Erstarren diesen wieder entnommen. Beim Erstarren dieses Breis wird ein Teil des Anmachwassers als Kristallwasser gebunden, wobei Calciumsulfatdihydrat entsteht. Die Menge des bei diesem Hydratationsvorgang verbrauchten Wassers richtet sich nach dem ursprünglichen Kristallwassergehalt des Gipses; bei Calciumsulfathalbhydrat als AusgaKgsmaterial werden IV2 Mole Wasser auf 1 Mol Calciumsulfathalbhydrat verbraucht, beim wasserfreien, löslichen Anhydrit dagegen 2 Mole Wasser auf 1 Mol Calciumsulfat zur vollständigen Abbindung benötigt Vor allem bei der Herstellung von Gipsteilen mit niedrigen Raumgewichten wird beim Ansetzen des Gipsbreies eine weitaus größere Wassermenge verwendet, als zur Abbindung eigentlich nötig ist. Dieses überschüssige Wasser verbleibt also nach dem Abbindeprozeß im rohen Fertigteil.

In den meisten Fällen verlangt die Bauindustrie jedoch Gipsbauteile, die keine oder nur geringe Mengen nicht gebundenen Wassers enthalten. Die Entfernung dieses Überschusses wurde bisher entweder durch Verdampfung in einem thermischen Trockner oder durch Verdunstung bei Lagerung im Freien bzw. in Hallen durchgeführt Bei der Trocknung im Freien werden zwar keine Brennstoffe benötigt, doch verläuft die Trocknung unter den mitteleuropäischen Klimabedingungen so langsam, daß ein außerordentlich großer Trockenlagerplatz erforderlich ist. Daher ist die thermische Trocknung in Trockenapparaten trotz der Investitionskosten und des Brennstoffbedarfs billiger und hat sich in der Großtechnik durchgesetzt.

Eine weitere Möglichkeit zur Trocknung der Gipsbauteile wäre die Wasserverdampfung im Vakuum. Wegen der bei diesem Verfahren überaus hohen Trocknungskosten wurde diese Methode bisher überhaupt nicht angewandt.

Die Aufwendungen für die Trocknung von Gipsbauteilen sind ein wesentlicher Kostenfaktor bei der Herstellung dieser Produkte, besonders bei aen von der Bauindustrie gewünschten niedrigen Raumgewichten von 0,7 bis 0,9 g/cm³, da hier relativ große Wassermengen verdampft werden müssen. Beispielsweise müssen bei der Trocknung eines Bauteiles mit einem Raumgewicht von 0,9 g/cm³ etwa 50—70% des späteren Trockengewichts je nach der eingesetzten Gipsqualität als Wasser verdampft werden.

Selbst bei der thermischen Trocknung werden abhängig von den Abmessungen des Bauteiles noch relativ lange Trockenzeiten zur Verdampfung des überschüssigen Wassers benötigt, zumal die Temperatur nicht beliebig hoch eingestellt werden kann, weil sonst das gebildete Calciumsulfatdihydrat wieder entwässert wird. Dies würde zu einem völligen Zerfall des Gipsbauteiles führen.

Beispielsweise benötigt ein Gipsbauteil mit den Abmessungen 60 χ 50 χ 10 cm und mit einem Raumgewicht von 0,9 g/cm³ im getrockneten Zustand etwa 50 Stunden bis zur vollständigen Trocknung bei einer Temperatur von 50" C.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß ein Großteil der überschüssigen, nicht zur Abbindung des gebrannten Gipses benötigten Wassermenge von den nach dem Gießverfahren hergestellten Gipsformkörpem, wie beispielsweise von Gipsbauteilen, ohne Verdampfung entfernt werden kann, indem man durch Anwendung von Druck, Vakuum oder Zentrifugalkraft das Wasser als Flüssigkeit aus dem Gipsformkörper herausdrückt, saugt oder schleudert. Je höher der angewandte Druck oder das Vakuum oder die Zentrifugalkraft ist, um so schneller und vollständiger wird das anhaftende Wasser entfernt. Zur Entfernung des überschüssigen Wassers unter Druck wird der Gipsformkörper mindestens an einer Seite dem

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Oberdruck von wenigstens 0,5 atü eines komprimierten Gases, vorzugsweise komprimierter Luft, ausgesetzt, wobei das überschüssige Wasser des Gipsforrakörpers an der/den nicht druckbelasteten Seite/n in flüssiger Form austritt

Bei der Vakuum-Behandlung tritt das aus dem G'ipsformkörper entweichende Wasser in flüssiger Form an der/den mit Vakuum beaufschlagten Seite/n aus.

In der Zentrifuge wird das anhaftende Wasser des Gipskörpers an der der Rotationsachse abgewandten Seite in flüssiger Form ausgetrieben.

Es wurde weiterhin gefunden, daß bei allen 3 Arten der Entfernung dec überschüssigen Wassers während des Prozesses der Wasserentfernung eine Durchtränkung des Formkörpers mit Imprägnierflüssigkeiten vorgenommen werden kann, wobei diese auf der/den Seite/n aufgebracht wird/werden, die der/den wasserabgebenden Seite/n gegenüber lieg(en)t. Auf diese Weise ist es möglich, eine Teilimprägnierung des feuchten Gipsformkörpers ohne vorherige Trocknung durchzuführen.

Je nach den gewünschten Eigenschaften des Gipsformkörpers können zum Imprägnieren die verschiedensten mit Wasser verträglichen Flüssigkeiten verwendet werden. Diese können aus Lösungen, Dispersionen, Latices oder Emulsionen bestehen, die Wasser oder wassermischbare Lösungsmittel, wie Alkohole oder Aceton, als fluktuide Komponente enthalten. In den Imprägnierflüssigkeiten können beispielsweise Salze, Paraffine, öle, Wachse, Metallseifen, Silikone, Farbstoffe, Pigmente, Natur- und Kunstharze wie Kolophonium, Harnstofformaldehyd-, Me'laminformaldehyd-, Phenolformaldehyd-, Keton-, Cumaron-. Inden-, Alkyd-, Kohlenwasserstoffharze, weiterhin Polymere wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyäthylen, Polybutadienstyrol, ABS-Produkte, Polybutadienacrylnitrile, Polyvinylacetat, Polyacrylate, Naturkautschuk sowie zahlreiche andere Substanzen gelöst, emulgiert oder dispergiert sein. Es sind auch Imprägnierflüssigkeiten mit solchen Bestandteilen verwendbar, die unter der Einwirkung von Härtungsmitteln und/oder von milder Wärme härten. Bei Anwendung derartiger Imprägnierflüssigkeiten kann es zweckmäßig sein, die härtende Komponente und das dazugehörige Härtungsmittel in aufeinander folgenden getrennten Arbeitsstufen einzutränken. Man kann aber auch die härtende Komponente bzw. das Härtungsmittel dem Anmachwasser des Gipsbreies zufügen und mit dem Härtungsmittel bzw. mit der härtenden Komponente allein beim Prozeß der Wasserentfernung durchtränken.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist bei allen vorgeschlagenen Arten der Entfernung des überschüssigen Wassers auch die zusätzliche Durchtränkung des Gipsformkörpers mit Waschwasser und die anschließende Wiederentfernung auf die gleiche Art wie die des ursprünglich anhaftenden Wassers. Bei dieser zusätzlichen Behandlung werden eventuell noch im Gipsteil vorhandene lösliche Verunreinigungen, die später zu Ausblühungen führen würden, ausgewaschen.

Besonders wertvoll ist diese Möglichkeit der Auswaschung bei Gipsfertigteilen, die aus Chemiegipsen hergestellt wurden, da hier in der Regel größere Mengen an Verunreinigungen vorliegen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Entfernung des überschüssigen Wassers aus Gipsformkörpern, bei dem überschüssiges, nicht zum Abbindeprozeß Wasser direkt in flüssiger Form abgetrennt

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45 wird, sowie eine Teilimprägnierung und/oder eine Auswaschung der Gipsformkörper möglich ist, ist ein bedeutender technischer Fortschritt erzielt worden, da d'e Wasserentfernung rasch und mit geringen Kosten erfolgt und die Teilimprägnierung und/oder die Auswaschung gleichzeitig durchgeführt werden können. Falls eine Nachtrocknung noch nötig ist, läßt sich diese mit einem Aufwand durchführen, der wesentlich geringer ist, als er für die gleiche Menge Wasser ohne die erfindungsgemäße Vorentwässerung erforderlich wäre. Überraschenderweise werden auch die mechanischen Festigkeiten der Gipsformkörper durch das erfindungsgemäße Verfahren selbst bei der zusätzlichen Durchführung des Waschprozesses nicht verändert, auch dann nicht, wenn die Gipsformkörper in noch nicht voll abgebundenem Zustand dem erfindungsgemäßen Prozeß unterworfen wurden.

Die nachfolgenden Beispiele sollen das Wesen der Erfindung näher erläutern:

Beispie! 1

Eine nach dem Gießverfahren hergestellte Gipszwischenwandplatte mit einem Raumgewicht im getrockneten Zustand von 0,9 g/cm³ sowie den Abmessungen 6Ox 5Ox 10 cm wird unmittelbar nach dem Entformen in eine Druckkammer gebracht und von 5 Seiten mit komprimierter Preßluft beaufschlagt. Die 6. Seite mit den Abmessungen 60 χ 50 cm liegt auf einem Rahmen mit geeigneter Abdichtung auf. Der Innenraum des Rahmens ist von der Druckkammer getrennt und steht über eine Leitung, durch die das aus der Platte herausgepreßte Wasser ablaufen kann, mit der Außenatmosphäre in Verbindung. Der zeitliche Entwässerungsablauf ist aus der folgenden Tabelle zu entnehmen.

Ferner 1st aus der Tabelle zu ersehen, daß sich die mechanischen Festigkeiten des Gipsteiles durch die Entwässerungsbehandlung nicht ändern. Die Bestimmung der Biegezug- und Druckfestigkeiten wurden nach DIN 1168 an zur Gewichtskonstanz getrockneten Probekörpern vorgenommen, die nach der angegebenen Entwässerungsdauer der Apparatur entnommen wurden.

Entwässerung einer Gips-Zwischenwandplatte bei Anwendung von 2,5 atü Preßdruck und mechanische Festigkeiten nach DIN 1168 nach der jeweiligen Behandlungszeit

Preßzeit	5°	Minuten	6o	Ausgepreßtes	Biegezug-	Druck-
	5		Wasser in %	festigk.	festigk.
	55 10	vom gesamten	DIN 1168	DIN U 68
15	anhaftenden
20	Wasser	kp/cm²	kp/cm²
25	36	33,5	72
30	43	34	76
47	33	75
50	35	76
53	35	76
56	35	76

Beispiel 2

Ein nach dem Gießverfahren hergestelltes Gipsbauteil mit Dachziegelformat sowie den Abmessungen 34 χ 22 χ 3 cm wird nach dem Erstarren auf einen dem Bauteil angepaßten Rahmen gebracht. Die dem Bauteil zugewandte Rahmenseite ist mit einer entsprechenden Dichtung versehen. Dadurch ist der Innenraum des

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Rahmens völlig luftdicht abgeschlossen, so daß beim Anlegen von Vakuum dort ein Unter Jruck von 900 mm Wassersäule entsteht und somit das überschüssige Wasser in flüssiger Form aus dem Gipsbauteil herausgesaugt wird. Gleichzeitig wird auf der gegenüberliegenden Seite des Bauteiles durch eine Berieselungsvorrichtung zunächst so viel Wasser aufgebracht.

daß der Anteil an löslichen Salzen von 0,2 auf 0,02 Gewiditsprozent gesenkt wird. Anschließend wird der Baukörper mit einer Imprägnierflüssigkeit, beispielsweise einer niederprozentigen Paraffindispersion in Wasser, berieselt, um die Wasserfestigkeit zu erhöhen. Nach dieser Behandlung wird das Fertigteil wie üblich auf einen Feuchtigkeitsgehalt unter 1 % getrocknet

Claims

PatentansDrüche:

1. Verfahren zur Entfernung des überschüssigen Wassers aus frischabgebundenen Gipsformkörpem, die aus Calciumsulfat-Halbhydrat und/oder Anhydrit und Wasser nach dem Gießverfahren hergestellt sind und welche über die zur Bildung von Calciumsulfatdihydrat notwendige Kristallwasser menge hinaus noch weiteres, anhaftendes Wasser enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Wasser in flüssiger Form zum größten Teil durch Drücken, Saugen und/oder Schleudern aus dem Gipsformkörper entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das überschüssige Wasser durch Drücken mit Hilfe eines komprimierten Gases mit mindestens 0,5 atü Überdruck entfernt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß das überschüssige Wasser durch Drücken mit Hilfe von komprimierter Luft entfernt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig oder unmittelbar nach der Entfernung des Hauptteils des überschüssigen Wassers aus den Gipsform'körpern Waschwasser oder eine Imprägnierflüssigkeit auf den unter höherem Druck stehenden Teil des Gipsformkörpers beim Drücken oder Saugern oder auf den der Zentrifugenachse zugewandten Teil beim Schleudem aufgebracht wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das überschüssige Wasser aus Gipsbauteilen entfernt wird, die nach dem Trocknen bis zur Gewichtskonstanz ein Raumgewicht von 0,5 bis 1,5 g/cm³ aufweisen.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das überschüssige Wasser aus Formkörpern entfernt wird, die aus entwässerten Abfallgipsen der chemischen Industrie hergestellt sind.