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Verfahren zum Herstellen von calciniertem Gips mit geringer Dichte
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Calcinieren Ton Gips bei erhöhter Temperatur
und erhöhtem Druck in einem geschlossenen Gefäss, wobei der Gips in Calciumsulfathalbhydrat
überführt wird. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren lassen 'sich speziell Halbhydratkristalle
mit geregelten grossen Kristallabmessungen herstellen.
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Es sind grundsätzlich zwei Arten von calciniertem Gipsmörtel im Handel.
Die eine Art besteht aus regulärem calciniertem Gips oder ß-Halbhydrat und wird
durch Erhitzen des Dihydrats bei atmosphärischem Druck in einer Oalciniervorrichtung
hergestellt.
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Das so erhaltene Produkt weist eine Dichte zwischen etwa 60 bis 80
ml pro 100 g auf. Eine mikroskopische Untersuchung dieses Materials ergibt, dass
es aus sehr kleinen Kristallen besteht, -die lose zu grösseren Teilchengrössen agglomeriert
sind. Diese äußerst kleinen Kristalle entstehen vermutlich durch Zerreislosen von
BruchstUcken der Dihydratkristalle, wenn das Wasser während des Calcinierens in
Form von Wasserdampf entweicht. Ein Beispiel für ein derartiges Verfahren in einem
offenen Behälter
ist in der USA-Patentschrift 1 960 538 beschrieben,
bei welchem Blkalisalee angewandt werden. Bei diesem Verfahren ist kein organischer
Kristalltrachtmodifikator anwesend. Die zweite Art von handelsüblichem Gipsmörtel
besteht aus d-Halbhydrat. Dieses Material weist eine wesentlich geringere Dichte
(consistency) oder ein wesentlich geringeres Verhältnis an erforderlicher Wassermenge
pro Gipsmenge auf, wobei nur etwa 28 bis 45 ml Wasser pro 100 g Gips erforderlich
sind, um eine giessfähige Aufschlämmung zu ergeben. d-Halbhydrat weist ferner die
Eigenschaft auf, dass jedes Teilchen des feinvermahlenen Halbhydrats allgemein monokristallin
ist, dass es sich aus einem einzelnen kristall oder einem Fragment eines einzelnen
Kristalls und nicht allgemein aus einem losen Bündel sehr kleiner Kristalle zusam-Xmensetst
und dass die Kristalle zweckiflässigerweise grösser sind und ihre Form mehr quadratisch
ist, so dass das Verhältnis Längel zu Breite etwa 1:1 beträgt.
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i-Halbhydrat wird allgemein hergestellt durch Erhitzen des Dihydrats
unter geregelten Dampfdruckbedingungen in Anwesenheit von Wasserdampf oder in einer
wässrigen Lösung oder Aufschlämmung unter Druck und in der Hitze. In der USA-Patentschrift
2 907 667 ist ein Nasaverfahren und in der USA-Patentschrift 3 423 172 ein Aufschlämmungaverfahren
zum Calcinieren von Gips zu i-Halbhydrat unter Verwendung eines Eristalltrachtmodifikators
auf der Basis von Bernsteinsäure beschrieben. Diese Verfahren weisen gegenüber dem
Offenbehälterverfahren den Vorteil auf, dass sich ein Halbhydrat mit geringer Dichte
rascher ale bei dem Offenbehälterverfahren herstellen lässt. Trotzdem besteht auch
nach wie vor ein Bedarf, dieses Verfahren im Hinblick auf die Kristallgrösse, Form
und Dichte des erhaltenen Halbhydrats zu verbessern.
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Es ist allgemein bekannt, dass die Festigkeit der erhaltenen vergossenen
Gipsmasse umso grösser ist, je geringer die Dichte ist. Beispielsweise weist eine
vergossene Gipsmasse aus G-Halbhydratgips, die bei einer Dichte von etwa 30 ml gegossen
wurde, eine Druckfestigkeit von 700 kg/cm2 (10 ooo pounds/inch2) auf,
dagegen
weist eine gegossene Gipsmasse mit einer Dichte von etwa 45 cm3 eine Festigkeit
von weniger als 350 kg/cm2 auf. Zur Erzielung einer möglichst hohen Festigkeit bei
dem vergossenen Produkt ist es daher wichtig, eine möglichst geringe Dichte bei
dem calcinierten Gips zu erzielen. Es bestand daher schon lange ein Bedarf zur Schaffung
eines Halbhydratgipses mit noch geringerer Dichte und damit grosser Druckfestigkeit.
Ferner bestand seit langem ein Bedarf nach einem Verfahren zur Herstellung von i-Halbbydratgips
mit geregelter Kristallgrösse.
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Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zum
Herstellen von i-Halbhydratgips mit geregelter Kristalle grösse. Die erfindungsgemäss
hergestellten «-Halbhydratkristallz weisen osse Kristallabmessungen und eine geringe
Dichte, sowi grosse Druckfestigkeit auf.
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Nach dem erfindungsgemässen Druckealcinierungaverfahren lassen sich
geregelte Kristalle von i-Halbhydratgips mit grossen Kristallabmessungen aus einer
Aufschlämmung herstellen.
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Die Erfindung schafft also ein verbessertes Aufschlämiungs-Druckcalcinierungsverfahren
zum Calcinieren von Gips, bei welchem Gips zu d-Calciumsulfathalbhydrat calciniert
wird. Bei diesem Verfahren werden Halbhydratkristalle mit geregelten grossen Kristallabmessungen
und mehr quadratischer Form erhalten.
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Das erfindungsgemässe Verfahren wird ausgeführt, indem man den Gips
vor dem Calcinieren mit einer wässrigen Lösung von (1) ein Kristalltrachtmodifikator
und (2) einem Salz zum Regeln der Kristallgrtssse, bestehend aus Ealiumsulfat, taliumbisulfat,
EaliumJodid, Xaliumacetat, Kaliumtartrat, Natriumsulfat, Aluminiumsulfat, Calciumchlorid,
Zinksulfat, Kaliumnitrat, Kaliumchlorat oder Ealiuechlorid, allein oder in Kombination,
vermischt. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung lassen sich Calciumsulfathalbhydratkristalle
von geringer Dicht durch Calcinieren von feinvermahlenem Gips bei erhöhter Tempera
tur und erhöhtem Druck in einem geschlossenen Gefäss herstellen.
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Die Besonderheit dieses Verfahrens besteht darin, dass sich Halhydratkristalle
von geregelter grosser Kristallgrösse dadurch herstellen lassen, dass man (a) den
Gips vor dem Calcinieren mit etwa 0,1 bis 1,2 Gewichtsprozent, bezogen auf die Menge
des
Gipses, einer wässrigen Lösung von (1) einem Kristalltracht-" modifikator, vorzugsweise
von Bernsteinsäuretyp, und (2) einem Salz zur Regelung der Kristallgrösse, bestehend
aus Kaliumsulfat, 1Kaliumbisulfat, Kaliumjodid, Kaliumacetat, Kaliumtartrat, Natriumsulfat,
Aluminiumsulfat, Calciumchlorid, Zinksulfat, Kaliumnitrat, Kaliumchlorid oder Kaliumchlorat,
allein oder in Kombination, vermischt, wobei das Gewichtsverhältnis von Kristalltrachtmodifikator
zu Salz zur Regelung der Kristallgrösse etwa etwa 1:4 bis 1:11 beträgt. Das Salz
zur Regelung der Kristallgrösse scheint zusammen mit dem Kristalltrachtmodifikator
synergistisch auf das Wachstum der Kristallgrösse zu wirken. Die Kombination der
beiden Substanzen bewirkt also eine grössere Wirkung als der Summe der Einzelwirkungen
dieser Substanzen entspricht. Es kann etwas mehr an Verbindung (1) und (2) angewendet
wendet werden, aber dies ist allgemein ohne weiteren praktischen; Vorteil.
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Die bei dem erfindungsgemässen Verfahren anzuwendenden Temperaturen
und Drucke liegen allgemein innerhalb des normalerweise bei der Herstellung von
i-Halbhydrat angewendeten Temperatur-und Druckbereichs. Allgemein können Temperaturen
im Bereich wischen 93 und 132°C (200 bis 270°F) und vorzugsweise zwischen etwa 107
und etwa 124°C (225 bis 255°F) angewendet werden. Bei dem Aufschlämmungsverfahren
zum Herstellen von calciniertem Gips wird etwa eineinhalb Stunden ein Wasserdampfdruck
von etwa 2,8 kg/cm2 aufrechterhalten, wobei ein Halbhydratprodukt mit einer-Dichte
von etwa 30 erhalten wird. Bei Anwendung von erhöhten Drucken lässt sich die Behandlungszeit
verkürzen, wobei nur eine geringe Zunahme der Dichte eintritt. Es wurde gefunden?
dass der gesättigte Wasserdampfdruck bei dem erflr,dungsgemässen Verfahren im Bereich
von etwa 1,2 bis 1,7 kg/cm2 (17 bis 24 psig) oder etwas höher, z.B zwischen 2,C
und 2,1 kg, cm² l>28 bis 30 psig) liegen soll. Bei den niedrigeren Drucken wird
die Wirkung der Kombination von Kristalltrachtmodifikator und Salz zur Regelung
der Kristallgrösse begünstigt, wobei eine zunehmende Kristallgrösse und eine mehr
quadratische Kristaliform während der Calcinierung erhalten wird.
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Das erfindungsgemässe Verfahren kann in Autoklaven oder anderen bekannten
Druckcalcinierungsvorrichtungen ausgeführt 1werden. Das Calcinieren kann unter Rühren
erfolgen. Obwohl kein rühren erforderlich ist, ist es jedoch zweckmässig, den feinge-:mahlenen
Gips in Suspension zu halten und eine gute Wärmeübertragung auf den Gips zu ermöglichen,
insbesondere wenn das Geträss aus einem Autoklaven mit Wasserdampfmantel besteht.
Das Erhitzen kann auch mittels einer direkt auf das Druckgefäss zgerichteten Flamme
erfolgen, so dass sich ein autogener Druck innerhalb des Gefässes bildet, oder das
Gemisch kann mittels leines das Gefäss umgebenden Dampfmantels erhitzt werden oder
es kann Dampf direkt in das Gemisch oder den gesamten freien Raum über dem Gemisch
eingeblasen werden oder es wird eine Eombination dieser oder ähnlicher Erhitzungsverfahren
angewendet.
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Normalerweise sind die Kristalle des gebildeten Calciumsul-Ifathalbhydrats
umso grösser, je gröber der vorgemahlene Gips ist. Bei bevorzugten Ausführungsformen
des erfindungsgemässen Verfahrens ist dies jedoch von geringerer Bedeutung, da die
erhaltenen d-Kristalle viel grösser als das als Ausgangsmaterial verwendete Gipsdihydrat
sein können. Vorzugsweise verwendet man daher vorgemahlenen Gips, bei welchem etwa
85% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm (100 mesh) oder ein
noch feineres Sieb hindurchgehen. Andererseits kann ein gröberer vorgemahlener Gips
ohne wesentliche Nachteile verwendet werden, einschliesslich vorgemahlener Gips
mit einer Teilchengrösse bis etwa 1,9 cm (3/4 inch) oder etwas grösser. In diesem
Zusammen-,hang sei darauf hingewiesen, dass sich als Ausgangsmaterial bei dem erfindungsgemässen
Verfahren auch der sogenannte Gipsschlamm ein Nebenprodukt von chemischen Verfahren
eignet.
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Der Kristalltrachtmodifikator kann aus beliebigen organischen| Säuren
oder organischen Säuresalsen bestehen, die üblicherweise ;bei dem Aufschlämmungsverfahren
verwendet werden. Vorzugsweise werden Bernsteinsäure und deren wasserlösliche Salse
verwendet, es eignen sich aber auch Citronensäure, Maleinsäure und Monohydroxybernsteinsäure
und deren wasserlösliche Salze. Vorsugsweise
verwendet man in dem
Druckgefäss ein praktisch neutrales Gemisch. Die meisten Gipsarten enthalten ausreichend
Carbonat, um die geringe Menge des sauren Kristalltrachtmodifikators in der Aufschlämmung
zu neutralisieren, falls ein saurer Modifikator angewendet wird. Kaliumhydroxid,
Calciumoxid und andere alkalische Stoffe können gegebenenfalls zur Regelung des
pH-Wert angewendet werden. Falls als Ausgangsmaterial Gips schlamm verwendet wird,
so wird der pH-Wert vorsugsweise etwas mehr auf der sauren Seite gehalten und es
ist kein Zusatz von Alkali ;nötig oder zweckmässig.
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Bei dem erfindungsgemässen Verfahren können die üblichen Mengen an
Kristalltrachtmodifikator angewendet werden und falls man solche Mengen in Kombination
mit den bereits beschriebenen Salzen zur Regelung der Kristallgrösse in einer gesättigten
IWasserdampfatmosphare zum Calcinieren mit einem Druck von etwa 1,2 bis 1,7 kg/cm2
anwendet, so sind die hierbei erhaltenen 8i-Halbhydratkrietalle wesentlich grösser
und zwar typisch bis zu viermal grösser als Kristalle, die bei etwas höheren Drucken
und ohne Zusatz des Salses zur Regelung der Kristallgrösse hergestellt wurden. Ferner
wurde gefunden, dass die Menge des gristalltrachtmodifikators stark verringert werden
kann, wenn dieser in Kombination mit dem Salz zur Regelung der Kristalle grösse
angewendet wird. Dennoch sind die erhaltenen d-Halbhydratkristalle mindestens so
gross und ebenso kubisch geformt, wie eie mit einer gewöhnlichen Menge an EriPtalltrachtmodifikator
bei höheren Drucken erhalten werden.
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Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert:
Beispiel 1 Ein mit Rührer versehener Autoklav wurde mit 1500 ml Wasser, 1,9 g Berneteinsäure,
1,95 g Kaliumhydroxid und 15 g Kaliumsulfat beschickt. Zu der erhaltenen Lösung
wurden 1500 g natürliche rohes Gipsdihydrat zugegeben, das so fein vermahlen war,
dass
etwa 80 durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15
mm hindurchgingen. Nach dem Verschliessen des Autoklaven wurde eine natürliche Gasflamme
gegen den Boden des Autoklaven gericht et und es wurde Dampf mit einem Druck von
1 1,6 kg/cm2 (22 psig) in den oberen Hohlraum des Autoklaven eingepresst. Sobald
die Temperatur der Aufschlämmung in dem Autoklaven etwa 121 bis 1240C (250 bis 2550F)
erreicht hatte, wurde die Gasflamme abgestellt. Der Dampfdruck in dem Autoklaven
wurde so eingeregelt, dass die Temperatur der Aufschlämmung im Bereich von 121 bis
124°C blieb. Nach etwa 25 bis 30 Minuten wurde die Wasserdampfzufuhr abgestellt
und erneut mit der Gasflamme erhitzt und die Temperatur der Aufschlämmung auf etwa
13800 (2800F) erhöht.
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Hierdurch soll bewirkt werden, dass die meisten Kristalle umgewandelt
werden und ein entsprechender Prozentgehalt an kombinierter Feuchtigkeit vorhanden
ist. Das Gefäss wurde dann abgekühlt und die überstehende Flüssigkeit abgegossen.
Der feste Rückstand wurde mit Alkohol und Aceton behandelt, um eine Hydratisierung
zu verhindern. Das erhaltene trockene Produkt wurde dann unter einem Mikroskop mit
150facher Vergrösserung untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass eine sehr gute
-Kristallkonfiguration vorlag, wobei das Verhältnis Länge zu Breite beinahe 1:1
betrug und eine Kristallgrösse erzielt wurde, die normalerweise bei einem Halbhydrat
erhalten wird, das bei einem Aufschlämmungsverfahren unter Verwendung von viel mehr
Kristalltrachtmodifikator und ohne Zusatz eines Salses zur Regelung der Kristallgrösse
erhalten wird.
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Das getrocknete «-Halbhydrat wies eine Wasserbeständigkeit von 36
bis 38 ml auf und härtete sehr rasch mit einer Anfangshärtungszeit von etwa 6 bis
8 Minuten.
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Beispiel 2 In einem direkten Vergleichsversuch ohne Anwendung eines
Salses zur Regelung der gristallgrösse wurden verkleinerte technische Ansätze des
erfindungsgemässen Verfahrens ausgeführt, deren Einzelheiten in Tabelle I zusammengestellt
sind. Die Bernsteinaäure, das Kaliumhydroxid und Kaliumsulfat wurden in einen
Lösungstank
eingebracht und etwa 30 Minuten zum Auflösen stehen gelassen. Anschliessend wurde
die Lösung zusammen mit dem Gips i in einen Autoklaven eingebracht, der dann unter
einen Druck von etwa 1,4 kg/cm2 gesetzt wurde. Nachdem dieser Druck 30 Minuten lang
beibehalten worden war, wurde der Wasserdampfdruck 2 innerhalb kurzer Zeit erhöht,
bis er 2,8 kg/cm2 erreicht hatte.
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Sobald dieser Druck erreicht war, wurde der Druck abgelassen und
der Inhalt aus dem Autoklaven entfernt. Die Untersuchungsergebnisse des Inhalts
sind ebenfalls in der folgenden Tabelle I aufgeführt: Tabelle I Zusammensetzung
Vergleich Ansatz Gips (Korngrösse 0,16 2360 kg 2360 kg bis 0,15 mm) Wasser 3118
kg 3118 kg Bernsteinsäure 2,5 kg 0,9 kg Kaliumhydroxid 2>33 kg 850 g Kaliumsulfat
- - 9 kg Eigenschaften Normale Dichte, ml 34 34 Vicat-Härtung bei normaler Dichte,
Minuten 30 25 Trichter-Penetrationsmesser mm Eindringung bei 24 ml 30 36 1/2 Oberfläche,
cm2/g 2725 3500 Druckfestigkeit, kg/cm2 - 1 Stunde 314 325 - trocken 757 718 s maximale
Ausdehnung 0.356 0.315 bei einer Dichte von 35 cm3 Dichte im trockenen gegossenen
Zusaand, g/cm3 1,65 1,62 Härte im trockenen Zustand,kg 115 115
Siebanalys
e Vergleich Ansatz * blieben zurück an einem Sieb mit einer lichten Naschenweite
von: 149 Mikron 0,50 3,40 105 Mikron 0,84 4,10 74 Mikron 1,44 5,20 44 Mikron 6,60
39,3 37 Mikron 20,40 58,76 30 Mikron 46,18 71,04 20 Mikron 81,38 89,96 10 Mikron
94,70 96,40 Beispiel 3 Bei einem anderen direkten Vergleichsversuch wurden die in
der folgenden Tabelle II aufgeführten Gemische in einen mit mechanischem Rührer
versehenen Autoklaven eingebracht und mittel eines Wasserdampfmantels und direkt
eingepressten Wasserdampfs erhitzt. Jeder der drei Ansätze wurde bei einem Wasserdampfdruck
von 6,3 bis 7 kg/cm2 im Wasserdampfmantel des Autoklaven und durch Einpressen von
Wasserdampf bis auf einen Druck von 5,3 bis 5,6 kg/cm2 in die Aufschlämmung ausgeführt.
Der Druck innerhalb der Reaktionszone wurde auf etwa 2,8 kg/cm2 für die Ansätze
3 und 4 eingestellt; während des Calcinierens trat aufgrund der endothermen Umwandlung
des Gipsdihydrats in Halbhydrat während des Calcinierens eine Druckabnahme von etwa
0,3 bis 0,4 kg/cm2 auf. Etwa 1/2 Stunde später erhöhte sich der Druck in der Reaktionszone
auf etwa 2,8 kg/cm2 bei Ansatz 2; bei den Ansätzen 3 und 4 wurde ein gleicher Druck
angewandt. Zu diesem Zeitpunkt der Druckerhöhung war die Umwandlung praktisch vollständig
und die Beschickung des Autoklaven wurde daher ausgetragen.
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Die Siebanalyse der erhaltenen Halbhydratkristalle ist ebenfalls in
der folgenden Tabelle II aufgeführt:
Tabelle II Zusasxensetsung
Ansatz 2 Ansatz 3 Ansatz 4 Gips (Korngrösse 0,15 bis 0,16 mm) 2360 kg 2360 kg 2360
kg Wasser 1428 kg 1428 kg 1428 kgt Bernsteinsäure 2,5 kg 2,5 kg 0,9 kg Kaliumhydroxid
2,33 kg 2,33 kg 0,85 kg Kaliumsulfat - - 9 kg 9 kg Gewichtsprozent, bezogen auf
das Gewicht des Gipses * Bernsteinsäure etwa 0,11 etwa 0,11 0,04 s Kaliumsulfat
- - 0,46 0,46 Gesamtmenge an Bernsteinsäure und Kaliumsulfat in * 0,11 0,57 0,50
Gewichtsverhältnis Bernsteinsäure :Kaliumsulfat - - etwa 1 : 4 etwa 1:11 Siebanalyse
% blieben zurück an einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von: 0,15 mm (100
Mesh) 1 3 2 325 Mesh 5 53 38 400 Mesh 17 63 59 In Tabelle II, ebenso wie in Tabelle
I, sind die Werte der Siebanalyse in Prozent Material, das auf dem jeweiligen Sieb
surückblieb, und nicht in Prozent durch das Sieb durchgehendes Material angegeben.
Aus Tabelle II ist eindeutig ersichtlich, dass durch die Kombination von Kristalltrachtmodifikator
und Mittel zur Regelung der Kristallgrösse ein stärkeres Wachstum
der
Kristalle erzielt wurde. Es ist ferner ersichtlich, dass die Halbhydratkristalle
durch Verringerung der Menge des grietalltrachtmodifikators einschliesslich des
Kaliumsulfats zumindest so gross bleiben als bei Anwendung einer normalerweise allein
verwendeten grösseren Menge Bernsteinsäure. Es ist also eine eindeutige synergistische
Begünstigung des Kristallwachstums ersichtlich. Eindeutig kann die gewünschte Zunahme
der Grösse von oC -Halbhydratkri stallen durch Veränderung der Gesamtmenge an Bernsteinsäure
und Kaliumsulfat geregelt werden, indem man das Verhältnis von Bernsteinsäure :
galiumsulfat sowie Druck und Temperatur beim Calcinieren verändert. Je mehr der
Druck gegen 1,2 bis 1,4 kg/cm² gesenkt wird, desto grösser werden die Kristalle
in Gegenwart der Kombination von Kristalle trachtmodifikator und Mittel zur Regelung
der Kristallgrösse.
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Falls die unteren Drucke im Bereich von 1,2 bis 1,8 kg/cm2 liegen
und die Gesamtkonzentration des Modifikators und der Anteil an Bernsteinsäure in
der Kombination zunehmen, werden die Kristalle grösser als wenn höhere Drucke und
eine geringere ;Gesamtkonzentration und geringere Mengen an Kristalltrachtmodifikator
angewendet werden. Bei höheren Drucken, z.B. bis zu etwa 2,1 bis 2,8 kg/cm2, in
Kombination mit geringeren Gesamtkonzentrationen an Kristalltrachtmodifikator und
Salz zur Regelung der Kristallgrösse und geringeren Konzentrationen an Kristalltrachtmodifikator
als sie im vorangegangenen beschrieben sind, beträgt die Grösse der erhaltenen i-HalbhydratkristallW
letwa 80* der Grösse, welche normalerweise mit viel grösseren Mengen an Bernsteinsäure-Kristalltrachtmodifikator
allein erzielt wird und ausserdem ist die Kristallform mehr kubisch.
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Beispiel 4 Die Wirkungen der Kombination von Kristalltrachtmodifikator
und Salz zur Regelung der Kristallgrösse auf die Umwandlungstem peraturen von rohem
Gips in i-Halbhydrat sind beispielsweise in der folgenden Tabelle III aufgeführt.
Bei jeder der in Tabelle III aufgeführten Temperaturen wurde ein Paar Testrohre
verwendet, welches jeweils 25 g rohen, fein vermahlenen Gips, 25 ml
Wasser,
0,13 Gewichtsprozent Bernsteinsäure, bezogen auf das Gewicht des Wassers, und 0,13
Gewichtsprozent Kaliumhydroxid, bezogen auf das Gewicht des Wassers, enthielt. Zu
einem von jedem Paar der Testrohre wurde 1 Gewichtsprozent Kaliumsulfat, bezogen
auf das Gewicht des Wassers zugegeben. Jedes Paar der Testrohre wurde dann in einen
Dentallabor-Vulkanisator eingebracht und die Gasflamme des Vulkanisators wurde auf
verschiedene Temperaturen eingestellt. Jedes Probenpaar wurde eine Stunde calciniert,
nachdem die angegebene Temperatur erreicht Iworden war. Anschliessend wurde zum
Abkühlen stehengelassen 1und mit Alkohol und Aceton abgeschreckt, um eine Hydratisierung
zu verhindern.
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Tabelle III Calcinierungs- Vergleichsprobe Ansatz Nr. 5 mit einer
temperatur in °C ohne K2S04 1 gew.*igen K2S04-Lösun 107 20,80 % kombiniertes 20,40
ß kombinier-Wasser tes Wasser 110 20,80 20,40 113 20,80 19,40 116 20,80 19,10 119
20,00 11,50 121 7,80 6,30 124 6,70 6,30 127 6,70 6,30 130 6,70 6,30 132 6,50 6,30
Aus Tabelle III ergeben sich die kombinierten Feuchtigkeitsgehalte für jede der
Proben. Die Feuchtigkeitsuntersuchungen wurden auf einer Mettler Waage mit einer
10 g Probe ausgeführt.
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Das Gipsdihydrat enthielt vor dem Calcinieren etwa 20% kombinierte
Feuchtigkeit. Während des Calcinierens wurde die Feuchtigkeit
aus
dem Gips ausgetrieben. Sobald der kombinierte Feuchtigkeitsgehalt etwa 6,2* betrug,
lag beinahe reines Halbhydrat vor. Wie sich aus der Tabelle III ergibt und wie auch
Fotografien jeder Probe nach dem Calcinieren ergaben, erfolgte bei 1160C ein Abfallen
der kombinierten Feuchtigkeit bei Ansatz Nr.
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igemäss der Erfindung, da hier eine Umwandlung und ein Wachsen t von
F-Halbhydrat-Kristallen erfolgte, während bei der Vergleichs probe praktisch kein
Wachstum auftrat. Bei 1190C erfolgte bei Ansatz Nr. 5 eine beträchtliche Umwandlung
in i-Halbhydratkrista; le mit grossen Kristallabmessungen, während bei der Vergleichsprobe
nur eine geringe Feuchtigkeitsänderung und ein geringes Kristallwachstum eintrat.
Bei 12100 war der Ansatz Nr. 5 vollstädig umgewandelt, wie aus dem starken Abfall
der kombinierten Feuchtigkeit ersichtlich ist. Bei der Vergleichsprobe lagen dagegen
noch einige nicht umgewandelte rohe Gipskristalle vor.
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Bei 1190C und 12100 war die Kristallgrösse bei Ansatz Nr. 5 beträchtlich
grösser als bei der Vergleichsprobe. Bei 124°C war die Umwandlung bei beiden Proben
vollständig. Bei Ansatz Nr. 5 waren die Kristalle noch grösser als bei der Vergleichsprobe,
obwohl die Grösse der Kristalle bei Ansatz Nr. 5 nunmehr abnahm und geringer war
als die bei 121°C erhaltenen Kristalle. Bei ;132°C war die Umwandlung vollständig,
die Grösse der erhaltenen ji-Halbhydratkristalle war jedoch sowohl bei der Vergleichsprobe
als auch bei dem Ansatz Nr. 5 fast gleich und in beiden Fällen war eine Abnahme
der Kristallgrösse gegenüber den bei niedrigere Temperaturen erhaltenen Kristallen
eingetreten, obwohl die gemäsi Ansatz Nr. 5 erhaltenen Kristalle noch kritischer
in der Form waren.
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Beispiel 5 In eine Reihe von Testrohren wurden jeweils 25 g roher,
fein vermahlener Gips, 25 ml Wasser, 0,13* Bernsteinsäure, bezogen auf das Gewicht
des Wassers, und 0,13 Gewichtsprozent Kaliumhydroxid, bezogen auf das Gewicht des
Wassers, eingegeben. Ein Rohr wurde als Vergleichsprobe verwendet und zu den anderen
Test rohren wurden 1* der folgenden Salze zur Regelung der Kristallgrösse
zugegeben:
Kaliumacetat, Aluminiumsulfat, Calciumchlorid, Natriumsulfat, Zinksulfat, Ealiumsulfat,
Kaliumtartrat, Kaliumnitrat, galiumbisulfat, Kaliumchlorat, Kaliumchlorid und Kaliumjodid,
wobei das in Beispiel 4 beschriebene Verfahren angewendet wurde. Bei dieser Versuchsreihe
ergaben sich bei jedem der zugesetsten Salze zur Regelung der Kristallgrösse grössere
i-Halbhydratkristalle als bei Anwendung der keinen Salzzusatz enthaltenden Aufsohlämmung.