DE2317392A1 - Verfahren zur verbesserung der wasserbestaendigkeit von fertigprodukten auf basis von gips - Google Patents
Verfahren zur verbesserung der wasserbestaendigkeit von fertigprodukten auf basis von gipsInfo
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Description
Kennzeichen 2496
Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Asamann
Dr. R. KoeriigoDs: ..;er - Dip!. Piiys. R. i-
Lr. i'\ Zu.T.stein jun.
Patentanwälte
8 München 2, Bräuhausstraße 4/III
'Verfahren zur Verbesserung der Wasserbestandigkeit von Fertigprodukten auf Basis von Gips'
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Wasserbestandigkeit
von Fertigprodukten auf Basis von Gips mit Hilfe von Hochofenschlacke.
Bekanntlich werden aus Gips unter Zusatz hydraulischer und latent hydraulischer
Stoffe wasserbeständige Gemische hergestellt. Durch diesen Zusatz erhärtet
sich nicht nur der Gips, sondern es tritt auch eine hydraulische Erhärtung auf,
wobei die Zusatzstoffe allein und in Verbindung mit Gips zu wasserunlöslichen Produkten hydratisieren. Es werden dabei Produkte von besserer Wasserbestandigkeit
und Festigkeit erhalten. Was aber unter 'Wasserbestandigkeit1 zu verstehen ist, wird
in der Literatur nicht deutlich angegeben. Im weiteren Texte wird hiermit die Druck- und Bruchfestigkeit des Fertigproduktes in wassergesattigtem Zustand gemeint.
Als Zusatzstoffe zur Verbesserung der Wasserbestandigkeit können Zement
und Hochofenschlacke dienen. Bisher wurde aber nicht klar erkannt, dass bei der Herstellung von Gegenstanden aus Gips nach Anmachung mit Wasser die kurze Zeitspanne
beim Kristallisieren des Gipses von entscheidender Bedeutung ist zur Erhaltung
einer optimalen Wirkung der Zusatzstoffe und deshalb zur Erreichung einer optimalen
Wasserbestandigkeit.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nunmehr ein Verfahren, bei dem diese
optimale Wirkung der Zusatzstoffe vorliegt.
309842/0964
Erfindungsgemass werden wasserbeständige Produkte erhalten, wenn von
einem naturlichen Gips oder einem usn&ristallisierten synthetischen Gips ausgegangen
wird, dem man eine Menge feinzermahlener Hochofenschlacke mit einem Blaine-Wert von
minimal 2000 beigibt, welche Schlacke rasch abgekühlt und/oder nasszermahlen wird
und wobei das pH auf einem Wert zwischen 11 und 12 gehalten wird. Der optimale pH-Wert
ist 11/6.
Der pH-Wert wird mit einem schwach alkalischen Stoff, vorzugsweise mit
Zement, eingestellt. Eine zweckmassige Methode ist die Zermahlung der Hochofenschlacke
zusammen mit dem Zement, wobei in Abhängigkeit von dem Sauregrad des
Gipses und der Hochofenschlacke die Zementmenge in der Weise· eingestellt wird, das
nach Beigabe der Hochofenschlacke zum Gips ein pH-Wert im angemachten Gips zwischen
11 und 12 erreicht wird.
Unter 'Nasszermahlen1 ist die Zermahlung in Anwesenheit einer solchen
Wassermenge zu verstehen, dass eine Suspension von feinzermahlener Hochofenschlacke
in Wasser anfallt, wobei sich Bestandteile aus der Hochofenschlacke im Wasser auflösen.
Die Zusatzmenge an Hochofenschlacke kann, bezogen auf das Calciumsulfathalbhydrat,
maximal 40 Gew.-% betragen. '
Es sei bemerkt, dass aus der offengelegten niederländischen Patentanmeldung
7008080 bekannt ist, dass zur Abfuhrung der beim Zermahlen auftretenden Warme Wasser
in die Hochofenschlacke eingemischt wird. Es ist dabei eine solche Wassermenge zu
wählen, dass die Temperatur der in der Mühle befindlichen Masse nicht ansteigt. Zusatz
von mehr Wasser wird als unwirtschaftlich betrachtet. Der Einfluss dieser Hochofenschlacke
auf die Wasserfestigkeit wird nicht erkannt. Die Menge der beigegebenen
Schlacke geht denn auch Über 40 Gew.-% hinaus und es ist nicht zu erwarten, dass der
richtige und kritische pH-Wert erreicht wird.
Die Erfindung wird anhand einiger Vergleichsbeispiele erläutert.
Zur Bestimmung von Druck- und Bruchfestigkeit werden stabförmige Probekörper hergestellt. Dazu wird Gipspulver, ggf. mit Zuschlagstoffen vermischt, unter
Rühren in eine abgemessene Menge Wasser gestreut. Anschliessend wird der Gipsbrei
in Formen mit Abm. 4 χ 4 χ 16 cm gegossen. Nach Erhärtung werden die so gebildeten
Gipsprismen eine Woche lang bei 100 %-iger relativer Feuchtigkeit aufbewahrt.
Zur Ermittlung der 'Nassdruckfestigkeit1 und der 'Nassbruchfestigkeit' werden
die Probekörper 2 Stunden lang in Wasser untergetaucht, wonach die 'Nassdruckfestigkeit'
und 'Nassbruchfestigkeit' gemäss DIN 1168, Blatt 2 Punkt 2.73 und
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gemass DIN 1164, Blatt 3 Punkt 3.1. bestimmt werden. Zur Ermittlung der Trockendruckfestigkeit
werden die Probekörper 2 Tage bei einer Temperatur von 40 C getrocknet. Die Probekörper haben dann ein konstantes Gewicht erreicht.
Tabelle 1 zeigt den Einfluss eines Zusatzes von 15 Gew.-% trockner, zu
einem Blaine-Wert 2600 bzw. 4850 zermahlener (gekörnter) Hochofenschlacke, vermischt
mit -bezogen auf diese Hochofenschlacke- 15 Gew.-% Portlandzement, zu einem Halbhydratgips
natürlichen Ursprungs. Das Wasser/Feststoff-Verhaltnis beträgt 0,45 : 1;
das pH des wässerigen Breis ist 11,6.
| Zusammensetzung | Blaine-Wert | Nassbruch- | Nassdruck |
| Ausgangsstoff | .Zusatzstoff | festigkeit | festigkeit |
| (kg/cm ) | (kg/cm ) | ||
| natürliches | _ | 200 | 111 |
| β-Halbhydratgips | |||
| natürliches | 2600 | 200 | 149 |
β-Halbhydratgips mit 15 % zermahlener Hochofenschlacke
natürliches 4850 250
β-Halbhydratgips mit 15 % zermahlener Hochofenschlacke
Aus diesen Versuchen ergibt sich, dass die Nassdruckfestigkeit und Nassbruchfestigkeit
durch Zusatz der zermahlenen Hochofenschlacke deutlich verbessert werden. Auch tritt der günstige Einfluss der grösseren Mahlfeinheit deutlich zutage.
Tabelle 2 zeigt das Ergebnis von Versuchen, bei denen das pH und die Menge
der beigegebenen Hochofenschlacke variiert werden. Zum Nasszermahlen der Schlacke
wird ein Gemisch aus 3 Gewichtsteilen Schlacke und 10 Gewichtsteilen Wasser Stunden lang in einer Kugelmühle zermahlt.
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Nassdruckfestigkeit (kg/cm )
Zuschlagstoff:
(naturliches) β-Halbhydratgips Verhältnis Wasser/Feststoff
0,85 : 1
15 Gew.-% trockenzermahlener gekörnter
Hochofenschlacke
30 Gew.-% trockenzermahlener gekörnter
Hochofenschlacke
40 Gew.-% trockenzermahlener gekörnter Hochofenschlacke
15 Gew.-% nasszermahlener gekörnter Hocho fens chiacke
15 Gew.-% nasszermahlener gekörnter Hochofenschlacke
15 Gew.-% nasszermahlener gekörnter Hochofenschlacke
15 Gew.-% nasszermahlener gekörnter Hochofenschlacke
15 Gew.-% nasszermahlener langsam gekühlter Hochofenschlacke
kein Zusatz
| 11 | ,6 | 68 |
| 11 | ,6 | 80 |
| 9, | 6 | 40 |
| 11 | ,0 | 54 |
| 11 | ,6 | 88 |
| 12 | ,6 | 40 |
| 11 | 38 | |
| 37 |
Es zeigt sich deutlich, dass der Optimalwert fur das pH rund 11,6 liegt;
überraschend gross ist der Einfluss einer gekörnten Hochofenschlacke, welche statt
trocken- jetzt nasszermahlt worden ist. Zusatz von Über 40 Gew.-% einer Hochofenschlacke fuhrt zwar zu einer Verbesserung der Nassdruckfestigkeit, bei- einer zu
grossen Menge dieses Materials aber dauert es zu lange, bevor die Nassdruckfestigkeit
und Nassbruchfestigkeit den gewünschten Wert erreicht haben. Bei Versuchen,
bei denen von dem als Nebenprodukt der Aufschliessung von Rohphosphat anfallende
Gips ausgegangen wird, werden analoge Resultate erhalten.
Das beiliegende Diagramm zeigt den Verlauf der Nassdruckfestigkeit eines
natürlichen β-Halbhydratgipses bis etwa 7 Tage nach der Verarbeitung.
Das Wasser/Feststoff-Verhältnis wird auf 0,85 : 1 gehalten; das pH des
Gemisches wird auf 11,6 eingestellt. Die Versuche erfolgten bei einer Temperatur von
20 °C und einem relativen Feuchtigkeitsgrad von 100 %.
309842/0
Kurve a zeigt den Verlauf der Nassdruckfestigkeit von ß-Halbhydratgips
ohne Zuschlagstoff; Kurve b bezieht sich auf einen Zusatz von 15 Gew.-% trockenzermahlener
Hochofenschlacke und Kurve c auf einen Zusatz von 15 Gew.-% nasszermahlener
Hochofenschlacke. Deutlich ergibt sich aus dem Diagramm,'dass durch Beigabe
nasszermahlenere Hochofenschlacke eine höhere Druckfestigkeit erreicht wird als durch Zusatz trockenzermahlener Hochofenschlacke.
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Claims (4)
1. Verfahren zur Verbesserung der Wasserbestandigkeit von Fertigprodukten auf Basis
von Gips mit Hilfe von Hochofenschlacke, dadurch gekennzeichnet, dass man einem naturlichen Gips oder einem umkristallisierten synthetischen Gips eine Menge feinzermahlener
Hochofenschlacke mit einem Blaine-Wert von minimal 2000 beigibt, welche Schlacke rasch abgekühlt und/oder nasszermahlen und wobei das pH auf einem
Wert zwischen 11 und 12 gehalten wird. .■
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmenge an Hochofenschlacke,
bezogen auf das Calciumsulfathalbhydrat, maximal 40 Gew.-% betragt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung
des pH-Werts durch Beigabe von Zement erfolgt, wobei die Zementmenge durch den Sauregrad des Gipses und der Hochofenschlacke bedingt wird.
4. Fertigprodukte auf Basis von Gips, gewonnen nach dem Verfahren eines der vorangehenden Ansprüche. .
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| DE102021125435A1 (de) | 2021-09-30 | 2023-03-30 | Bauhaus-Universität Weimar, Körperschaft des öffentlichen Rechts | Verfahren zur Bereitstellung eines gipsbasierten Baustoffes |
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1973
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