DE2137860A1 - Verfahren zur herstellung von putzgipsen - Google Patents

Description

• "Verfahren zur Herstellung von Putzgipsen" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Putzgipsen durch Kristall-TeilentwSsserung von Calciumsulfat-Dihydrat in einer bzw. zwei Stufen bei Temperaturen von 900 bis 200°C, wobei teilweise behandeltes Material aus einer Verfahrensstufe entnommen und einer späteren wieder zugeführt wird.
• Putzgipse, die ohne Zusatz artfremder, den Versteifungsverlauf beeinflussender Stoffe mit Wasser angemacht werden, zeigen ein Versteifungsverhalten nach Abb. 1 der beiliegenden Zeichnung, Kurve A, d. h. die auf fla«ßfähig-breiige Konsistenz angesetzt Masse geht innerhalb 5 bis 10 min aus dem fließfähigen in eine plastisch-kremigen Zustand über. Der ZeItpunkt des Erreichens dieses Zustandes wird gemäß DIN 1168 als Versteifungsbeginn bezeichnet. Danach bleibt die Masse während weiterer 10 bis 20 min bis zum Versteifungsende beliebig verform- und verarbeitbar. Über das Versteifungsende hinaus kann sie noch innerhalb einer auf 10 bis 15 min begrenzten Zeitspanne in den endgültigen Oberflächenzustand versetzt werden, ohne daß dadurch die Endfestigkeit des Putzes beeinträchtigt wird.
• Bei den in Abb, 1 dargestellten Abbindekurven kennzeichnen die Punkte 1 den Versteifungsbeginn, die Punkte 2 das Versteifungsende und die Punkte 3 den Endpunkt der Oberflächenbearbeitbsrkeit der Putzgipse A, B, C und D. Die endgültige Oberflachenbeschaffenheit wird bekanntlich mittels Glättens, Traufelns oder Filzens erreicht. Um solche Putzgipse dem Arbeitsrhythmus besser anzupassen, werden ihre Versteifungseigenschaften in an sich bekannter Weise durch geringe Mengen artfremder Zuschlagstoffe beeinflußt, damit sich ein Versteifungsverlauf gemäß Abb. 1, kurve B, einstellt. Da die zeitliche Verzögerung des Versteifens und ErhSrtens eine Abnahme der Putz-Endfestigkeit zur Folge hat, ist eine solche nicht beliebig ausseitbar. Das in Abb. 1 mit den kurven A und B dargestellte Abbindeverhalten ist bisher nur mit Bindemitteln der Basis Calciumsulfat erreicht bar, die sich stofflich aus ca. 60 bis 95 % Calciumsulfat-Anhydrit III und Calciumsulfat-Anhydrit II, geringen Mengen Calciumoxyd und 5 bis 30 % Calciumsulfat-Halbhydrat zusammensetzen. Die Erzeugung solcher Bindemittel aus Rohgips, der im wesentlichen Calciumsulfat-Dihydrat ist, erfordert Brenntemperaturen bis ca. 1000 0C. Der Nachteil solcher, mit hohem Temperaturaufwand betriebener Verfahren Liegt in deren UnwirtschaftL lichkeit r Bei kostenmäßig günstige# herzustellenden Bindemitteln auf der Basis Calciumsulfat-Halbhydrat, die durch Entwässern von Roh- -gips bei Temperaturen bis 200 0C entstehen konnte jedoch bishe mit Hilfe von Abbindereglern nur das in Abbc 1 Kurve C, dargestellte Abbindeverhalten erzielt werden0 Charakteristisch sind hierbei besonders das kurze Zeitintervall zwischen Versteifungsbeginn und Versteifungsende und der sehr kurze Zeitraum, der für die Endbearbeitung zur Ver£ügung steht Diesen Nachteil besitzen die bei hohen Temperaturen erzeugten Bindemittel nicht.
• Zweck der Erfindung ist esS den Nachteil des ungünstigen Versteifens und Erhärtens des Calciumsulfat-Halbhydrats einerseit$ und den Nachteil der kostenaufwendigen hohen Brenntemperaturen zur Erzeugung von Hochtemperaturgipsen andererseits zu vermeidßn.
• Es war somit die Aufgabe zu lösen, ein Verfahren zur Herstellung verzögert ansteifender und gleichmäßig-langsam erhärtender Putzgipse auf der Basis von Calciumsulfat-llalbhydrat als Bindemittel zu entwickeln.
• Überraschenderweise wurde gefunden, daß mit dern Verfahren der Erfindung Putzgipse auf der Basis von Calciumsulfat-Halbhydrat mit Verstigungs- und Erhärtungseigenschaften erreicht werden, weiche die auf Basis von lTochternperaturgipsen hergestellten Putzgipse insbesondere hinsichtlich des Zeitintervalls von Versteifungsbeginn bis Versteigungsende und der anschließenden: Zeitspanne der Endbearbeitbarkeit weit übertreffen.
• Bei dem Verfahren zur Herstellung von Putzgipsen durch Kristal1-Teilentwässerung von Calciumsulfat-Dihydrat in einer bzw. zwei Stufen bei Temperaturen von 900 bis 2000C, wobei teilweise behandeltes Material aus einer Verfahrensstufe entnommen und einer späteren wieder zugeführt wird, besteht das Neue gemäß der Erfindung in der Hauptsache darin, daß als Ausgangsmaterial Calciumsulfat-Dihydrat mit einer Körnung von 0 bis 60 mrn der ersten Entwässerungsstufe zugeführt wird, in der die Körner < 022 mm nahezu vollständig, die Körner > 0,2 mm nur in einer dünnen Oberflächenschicht zu Calciumsulfat-Halbhydrat entwässert werden, worauf das so behandelte Gut durch mechanische Spaltung vorwiegend der groben Körner auf ein Kornband von 0 bis 4 mm zerkleinert und in drei oder mehr Kornfraktionen, eine Feinfraktion < 0,2 mm, eine Mittelfraktion von 0,2 bis 2 mm und eine Grobfraktion D> 1 mm zerlegt wird, die Fein- und Grobfraktion dann beide vereinigt in einer zweiten EntwässerungYs stufe vollständig in Calciumsulfat-lfalbhydrat umgewandelt und anschließend auf eine Korngröße <0,2 mm feingemahlen werden, während die Mittelfraktion ohne Nachbehandlung als Zuschlagstoff dem für Putzgips-Herstellung vorgesehenen CalciumsulfatlIalbhydrat-Plaster zugemischt wird. Hierdurch wird unter Mitverwendung bekannter, organischer und/oder anorganischer Zuschlagstoffe der erhebliche technische Fortschritt erzielt, daß verzögert ansteifende und gleichmäßig-langsam erhärtende Verputzmassen und/oder Spachtelmassen entstehen, wie diese in Abb. 1, kurve D, dargestellt sind.
• Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Abb. 2 der beiliegenden Schema-Zeichnung, im einzelnen, wie folgt, erläutert.
• Der grubenfeuchte Rohgips wird zunächst in einem Steinbrecher (1) auf eine Korngröße von 0 bis 60 mm gebrochen. Danach wird er der ersten Entwässerungsstufe 2, vorzugsweise einem Drehofen, zugeführt, in der bei Temperaturen von 900 bis 15000 die Körner < 0,2 mm nahezu vollständig, die Körner >0,2 mm, nur in einer dünnen Oberflächenschicht zu Calciumsulfat-Halbhydratentwässert werden1 worauf das so behandelte Gut in Vorrichtung 3, vorzugsweise in einer Hammermühle oder einer Prallmühle, dadurch mechanische Spaltung vorwiegend der groben Körner auf eit Kornband von 0 bis 4 mm zerkleinert wird. Das so gekörnte Material wird anschließend über ein Mehrdeckerschwingsieb 4 in drei oder mehr Kornfraktionen zerlegt, nämlich in eine Feine fra#ktion < 0,2 mm, eine Mittelfraktion von 092 bis 2 mm und eine Grobfraktion >1 1 mm. Die Fein- und Grobfraktion werden danach gemeinsam oder jede für sich einer zweiten Entwässerung ~ stufe 5, beispielsweise einem Gipskocher, zugeführt, wo sie be Temperaturen bis ca. 200°C vollständig in Calciumsulfat-Halbhydrat umgewandelt werden. Im Falle der Entwässerung der vereinigten Fein- und Grobfraktion wird dieses Material anschlies send mittels eines Mahlwerkes 6 entsprechend seiner Bestimmung zu Stuck-, Formen- oder Modellgips gemäß DIN 1168 auf eine Korngröße < 0,2 mm feingemahlen, während bei getrennter Entwässerung beider Fraktionen (Verfahrensweg B) nur eine Nachvermahlung der Grobfraktion erfolgt, da die Feinfraktion bereits die erforderliche Endkörnung besitzt Die Mittelfraktion erfährt keine weitere Entwässerung oder Nachvermahlung. Sie wird dem für die Putzgips-Herstellung als Bindemittel vorgesehenen Calciumsulfat-Halbhydrat-Plaster, der aus der Fein-und/oder Grobfraktion entstanden ist, in einem Mischgang 7 zugesetzt. Dem Mischgang werden auch organische und/oder anorganische Zuschlagstoffe aus den Dosierbehältern 8 zugeführt.
• Das Verfahren der Erfindung läßt sich in einem geschlossenen, kontinuierlich ablaufenden System durchführen.
• Die schonende mechanische Spaltung vorwiegend der groben Gipsgeste inskörner nach der ersten Entwässerungsstufe geschieht gezielt zu dem Zweck, dem als Mittelfraktion bezeichneten Korngut von 0,2 bis 2 mm eine Oberfläche zu verleihen, deren einer Teil Wasser chemisch bindet und dadurch in den Umwandlungsprozeß des Bindemittels mit Wasser zu Calciumsulfat-Dihydrat mit einbezogen wird, und deren anderer Teil auf das Bindemittel abbindebeschleunigend wirkt. Die Einbeziehung des als Zuschlagstoff dienenden Korns der Mittelfraktion in den Abbindevorgang des Bindemittels hat gegenüber der Verwendung artfremder Zuschlagstoffe den Vorteil, daß dieses nicht als indifferentes Material von dem sich aus dem Bindemittel bildenden Kristallgefüge umschlossen wird, sondern ein Teil desselben ist. Es übernimmt gleichzeitig die Funktion eines Kristallisationskeimes und bewirkt dabei die Entstehung eines Gipsputzgefüges, das in erstrebenswerter Weise eine geringere Härte und Sprödigkeit aufweist, als dies bei Putzgipsen bekannter Verfahren, insbesondere solcher auf der Basis von Calciumsulfat- Halbhydrat als Bindemittel, bisher gefunden wurde.
• Der Abbindebeschleunigung wird dadurch entgegengewirkt, daß der Mischung aus Calciumsulfat-Halbhydrat-Plaster und dem Korn der Mittelfraktion bei deren Zusammenführung eine oder mehrere Abbindeverzögerer je nach gewünschtem Verzögerungseffekt in an sich bekannter Weise zugesetzt werden. Abbindeverzögerer, wie beispielsweise Weinsäure u a. meS heben die Abbindebeschleunigung nicht nur auf sondern bewirken je nach Art und Zusatzmenge über das ursprüngliche , normale Abbindeverhalten des Calciumsulfat-Halbhydrat-Plasters hinaus eine zeitlich einstellbare Verzögerung des Ansteifungs- und Erhärtungsvorganges. Bei den erfindungsgemäß hergestellten Putzgipsen wird so die Ansteifungszeit durch die anschließende Erhärtungszeit um ein vielfaches übertroffen Entsprechend DIN 1168 steifen die erfindungsgemäßen Putzgipse nach 30 bis 90 min an uiid erreichen nach diesem Zeitraum eine der Norm gemäße Versteifungsanfangs-Konsistenz. Danach setzt sich unter gleichmäßig-langsamer Konsistenz-Zunahme eine allmähliche Abbindung und Erhärtung der Massen in weiteren 4 bis 8 Stunden fort, innerhalb derer sie plastisch verform- und verarbeitbar und endbearbeitbar sind Solche Putzgipse bieten aufgrund ihres Abbindeverhaltens VErarbeitungsvorteile insbe -sondere im Stadium der Endbearbeitung, In dem sie dem Verarbeiter die Möglichkeit geben, die Verputzfläche innerhalb einer langen Zeitspanne in den gewünschten, gefilzten oder geglätteten Endzustand zu versetzen. Ein weiterer Vorteil des gleichmäßig-langsamen Erhärtens ist, daß spannungsarme VErputzflächen entstehen, wodurch Putz schäden, beispielsweise bei extremer Temperaturwechselbeanspruchung, weitestgehend vermieden werden.
• Die gleichen Vorteile werden auch dann erreicht, wenn als Ausgangsmaterial nicht oder nicht nur Rohgips sondern Chemie gips, beispielsteise bei der Phosphorsäure-Herstellung als Nebenprodukt feinkristallin anfallendes Calciumsulfat-Dihydrat, allein oder im Gemisch mit Rohgips verwendet wird.
• Da auf chemischem Wege entstehendes Calciumsulfat-Dihydrat normalerweise feinkristallin anfällt, ist dieses im Falle seiner alleinigen Verwendung zunächst zu Calciumsulfat-Halbhydrat zu entwässern, wonach dann das gesamte Gut oder ein Teil davon mit Wasser wieder zu Calciumsulfat-Dihydrat in Tafel- oder Brockenform umgewandelt wird, um anschließend dem Verfahren gemäß der Erfindung unterzogen zu werden.
• Bei Verwendung von Gemischen aus Chemiegips und Rohgips, die beliebigem Mischungsverhältnis angewendet werden können, entfällt die Vorschaltung einer Entwässerungsstufe und damit auch die Umwandluny zu Calciumsulfat-Dihydrat in Tafel- oder Brockeform. Gemische aus beiden Stoffen durchlaufen sofort das erfindungsgemäße Verfahren.
• Die Eigenschaften der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entstehenden Putzgipse können insbesondere hinsichtlich ihrer Festigkeiten und Härten sowie ihres. Anmachwasserbedarfs dadurch verändert werden, daß die Entwässerung der Grobfraktion in der zweiten Entwässerungsstufe nach dem in Abb. 2 dargestellten Schema B auf hydrothermalem Wege durchgeführt wird, so beispielsweise in einem Autoklaven 5a, die zu Calciumsulfat.
• alpha-Halbhydrat führt, während die Feinfraktion parallel dazu in einem Gipskocher 5b oder einem Gleichstromdrehofen zu Calciunisulfat-beta-Halbhydrat entwässert wird, das Calciumsulfatalpha-Halbhydrat dann zunächst mittels eines Mahlwerkes 6 auf eine Korngröße c 0,2 mm feingemahlen wird, wonach beide in einem Mischgang 7 in beliebigen Mengenverhältnissen wieder vereinigt werden.
• Allen diesen Putzgipsen können in bekannter Weise artfremde mineralische Zuschlagstoffe, beispielsweise Kalkhydrat, Kalksande, Dolomitsande, Quarzsande, Perlite, Vermiculite, Blähton u. a. m., zugemischt werden. Die Wirkung dieser Stoffe auf die erfindungsgemäßen Putzgipse ist die gleiche, wie sie bereits bei Putzgipsen anderer, bekannter Verfahren gefunden wurde.
• Desgleichen können das Abbinden und die Verarbeitbarkeit regulierende chemische und/oder natürliche, anorganische Stoffe, wie Kaliumsulfat und Estrichgips, oder organische Stoffe, wie ionogene und nichtionogene Zelluloseäther, Pflan- I zengummis, Stärken, Stärkeäther, Kern- und Knollenmehle, pflanzliche und tierische Proteine, Netzmittel, Säuren, Salze, Polykondensations- und Polyadditionsharze ,- Kunstharzredispersionspulver, u. a. m. zugesetzt werden, deren Effekte bekannt sind. Darüber hinaus kann das Korn der Mittelfraktion als Zuschlagstoff auch anderen, verfahrensunabhängigen PutzmischunF gen zugegeben werden, deren Bindemittel-Basis entwässerter Gips oder Kalkhydrat oder ein Gemisch aus entwässertem Gips und Xalkhydrat ist. Ebenso kann das vor der zweiten Entwässerungsstufe entstandene Korn der Feinfraktion als Zuschlagstoff anderen, verfahrensunabhängigen Putzmischungen zugegeben werden, deren Bindemittel-Basis entwässerter Gips oder Kalkhydrat oder ein Gemisch aus entwässertem Gips und Kalkhydrat ist.
• Das aus der Grobfraktion durch hydrothermale Entwässerung entstandene Calciumsulfat-alpha-Halbhydrat kann anderen, verf ahrensunabhängigen, z. B. auf Basis von Kunstharzen oder Calciumsul£at-beta-Halbhydrat oder Anhydrit oder Kalkhydrat oder Gemischen aus Calciumsulfat-beta-Halbhydrat und Kalkhydrat aufgebauten Putzmischungen zwecks Regulierung der Festigkeits-und Verarbeitungseigenschaften zugesetzt werden.
• Die vom Verfahren der Erfindung unabhängigen Verwendungsmöglichkeiten des vor der zweiten Entwässerungsstufe entstandenen Korns der Fein- und der Mittelfraktion als Zuschlagstoffe gelten analog auch für die Iferstellung von Spachelmassen.

Claims (10)

Patent ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Putzgipsen durch Kristall-Teilentwässerung von Calciumsulfat-Dihydrat in einer bzw.

zwei Stufen bei Temperaturen von 900 bis 2000C, wobei teilweise behandeltes Material aus einer Verfahrensstufe entnommen und einer späteren wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Calciumsulfat-Dihydrat mit einer Körnung von 0 bis 60 mm der ersten Entwässerungsstufe zugeführt wird, in der die Körner < 0,2 mm nahezu vollständig, die Körner = 0,2 mm nur in einer dünnes Oberflächenschicht zu Calciumsulfat-Halbhydrat entwässert werden, worauf das so behandelte Gut durch mechanische Spaltung vorwiegend der groben Körner auf ein Kornbandvon 0 bis 4 mm zerkleinert und in drei oder mehr Kornfraktionen eine Feinfraktion < 0,2 mm, eine Mittelfraktion von 0,2 bis 2 mm und eine Grobfraktion > 1 mm, zerlegt wird, die Fein-und Grobfraktion dann beide vereinigt in einer zweiten Ent-' wässerungsstufe vollständig in Calclümsulfat-Halbhydrat umgewandelt und anschließend auf eine Korngröße < 0,2 mm feingemahlen werden, während die Mittelfraktion ohne Nach behandlung als Zuschlagstoff dem für Putzgips-Herstellung vorgesehenen Calciumsul£at-Halbhydrat-Plaster zugemischt wird (abb. 2, Schema A).

2. Verfahren zur Herstellung von Putzgipsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fein- und Grobfraktion nicht vereinigt sondern jede für sich in einer zweiten Entwässerungsstufe vollständig in Calciumsulfat-Halbhydrat umgewandelt werden, und anschließend nur die Großbfraktion auf eine Korngröße < 0,2 mm feingemahlen wird.

3. Verfahren zur Herstellung von Putzgipsen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Chemiegips, beispielsweise bei der Phosphorsäure-Herstellung als Nebenprodukt feinkristallin anfallendes Calciumsulfat-Dihydrat verwendet wird, welches zunächst zu Calciumsulfat-IIalbhydrat entwässert wird, wonach dann das gesamte Gut oder ein Teil davon mit Wasser wieder zu Calciumsulfat-Dihydrat in Tafel- oder Brockenform umgewandelt wird.

4. Verfahren zur Herstellung von Putzgipsen nach den Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Gemische aus Rohgips und Chemiegips in beliebigem Mischung verhältnis, vorzugsweise jedoch im Verhältnis 70 : 30 bis 30 : 70 Gew.-Tl., angewendet werden.

5. Verfahren zur Herstellung von Putzgipsen nach den Ansprücher 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Entwässerun 5-stufe für die Grobfraktion eine hydrothermale ist.

6. Verfahren zur Herstellung von Putzgipsen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Putzgipsen in an sich bekannter Weise artfremde mineralische Zuschlagstoffe, beispielsweise Kalkhydrat, Kalksande, Dolomitsande, Quarzsande, Perlite, Vermiculite, Blähton u. a. m., zugemischt werden.

7. Verfahren zur Herstellung von Putzgipsen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Putzgipsen in an sich bekannter Weise chemische und/oder natürliche, anorganische Stoffe, wie Kaliumsulfat und Estrichgips, oder organische Stoffe, wie ionogene und nichtionogene Zelluloseäthet Pflanzengummis, Stärken, Stärkeäther, rern- und Knollenmehlt pflanzliche und tierische Proteine, Netzmittel, Säuren, Salzt Polykondensations- und Polyadditionsharze, Kunstharzredispersionspulver, u. a. m. zugesetzt werden.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennze ichnet, daß die Mittelfraktion als Zuschlagstoff anderen, verfahrensunabhängigen Putzmischungen und Spachtelmassen zugegeben wird, deren Bindemittel-Basis entwässerter Gips oder Kalkhydrat oder ein Gemisch aus entwässertem Gips und Kalkhydrat ist.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vor der zweiten Entwässerungsstufe entstandene Korn der Feinfraktion als Zuschlagstoff anderen, verfahrenst unabhängigen Putzmischungen und Spachtelmassen zugegeben 1 wird, deren Bindemittel-Basis entwässerter Gips oder Kalkhydrat oder ein Gemisch aus entwässertem Gips und Kalkhydrat ist.

10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Grobfraktion durch hydrothermale Entwässerung entstandene Calciumsulfat-alpha-Halbhydrat anderen, verf ahrensunabhängigen, auf Basis von Kunstharzen oder Calciumsulfatbeta-Halbhydrat oder Anhydrit oder Kalkhydrat oder Gemischen aus Calciumsulfat-beta-Haalbhydrat und Kalkhydrat aufgebauten Putzmischungen und Spachtelmassen zugegeben wird.

L e e r s e i t e