DE2350066B2 - Verfahren zur herstellung abbindefaehiger baustoffe aus alpha-calciumsulfathemihydrat - Google Patents

Description

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch bis das gesamte noch anhaftende Wasser für dip gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial her- Dihydratbildung verbraucht ist, und bei dem schließftellungsfeuchtes Alpha-Calciumsulfathemihydrat 25 lieh das Material mehrere Stunden unter normalem verwendet wird. Luftdruck 120° C gehalten wird. Ein weiteres be-

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, da- kanntes diskontinuierliches Verfahren (DT-PS durch gekennzeichnet, daß die partielle Hydrata- 7 93 196) unterscheidet sich von dem vorbeschrieüon und/oder der Dehydratisierungsvorgang kon- benen Verfahren nur durch einen weiteren zusätztinuierlich ausgeführt werden. 30 liehen Verfahrensschritt, der ein Kühlen und Lagern

5. Verfahren nach einem oder mehreren der des Materials zwischen den beiden Brennvorgängen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beinhaltet. Diese letztgenannten Herstellungstechnilur Hydratation des Alpha-Calciumsulfathemi- ken umgehen zwar die Nachteile der Notwendigkeit kydrats eine Wasserbespriihung auf Transport- einer nachträglichen dosierten Mischung verschieeinrichtungen vorgenommen wird. 35 dener Gipsqualitäten zu Gipsen verschiedener Ein-

6. Verfahren nach einem oder mehreren der streumengen und Eigenschaften, benötigt jedoch zur Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Herstellung dieser Qualitäten schwer einstell- und vor oder während des Hydratationsprozesses der kontrollierbare Druckverhältnisse, verbunden mit pH-Wert der Alpha-CalciumsulfaAemihydrat- kaum variablen und reproduzierbaren Mischgips-Wasser-Mischung auf einen Wert von 3 bis 6 ein- 40 qualitäten, sowie z. B. eine diskontinuierliche CaI-gestellt wird. cinierdauer von 2 bis 3 Stunden. Zur Herstellung von

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Halbhydratgipsen ist ein Verfahren bekanntgeworden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß (DT-OS 16 46 649), das zunächst durch ein konti-Zuschlagstoffe, die die späteren Eigenschaften nuierlich arbeitendes nasses Verfahren einen gedes Baustoffendproduktes beeinflussen, vor oder 45 wünschten Teil des Calciumsulfatdihydrates in während des Hydratationsprozesses zugesetzt Alpha-Hemihydrat umwandelt und das danach den werden. anderen nicht umgewandelten Teil des Calrium-

8. Verfahren nach Anspruch 6 und/oder 7, da- sulfatdihydrates in einem nachfolgenden trockenen durch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe Brennprozeß in Beta-Halbhydrat überführt. Im Ge- »nd/oder die zur Einstellung des geforderten pH- 50 gensatz zu den vorher behandelten bekannten Ver-Wertes benutzten Reagenzien mit dem zur Hydra- fahren soll dieses Verfahren kontinuierlich ausgetation verwendeten Wasser während des Abtrenn- führt werden, wobei hier wie bei den vorher behanrorgangs in einer Konvertiemngsanlage direkt delten Verfahren das Endprodukt aus Mischungen durch eine bereits apparateinäßig vorhandene von Alpha-Hemihydrat und Beta-Hemihydrat beZuleitung dem Alpha-Calciumsulfathemihydrat 55 stehen soll. Neben dem geschilderten erheblichen aufgegeben werden. Aufwand bzw. den Nachteilen unsicherer Mischgipsqualitäten besteht ein weiterer Nachteil in der

verhältnismäßig leichten Entmischbarkeit dieser

mechanischen Gipsmischungen.

60 Ferner ist ein Verfahren bekanntgeworden (DT-OS

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur 19 35 903), das zu Einstreumengen zwischen 60 und

Herstellung äbbindefahiger Baustoffe aus Alpha- 125 g führen soll. Hierbei wird Caiciumsülfäthalb-

Calciümsulfathemihydrat durch teilweises Hydrati- hydrat unter Zugabe von Wasser und gegebenenfalls

siefen der Alpha-Calciumsulfatlüemihydrats mit weiteren Stoffen in Calciumsulfatdihydrat überführt

Wasser und nachfolgende Umwandlung des hydra- 65 und dieses Calciumsulfatdihydrat mit einem Raum-

tisierten Calciumsulfäts in von Alpha-Caleiumsulfat- gewicht zwischen 600 und 1500 kg/m⁸ erneut zu

hemihydrat unterschiedliche Calciumsulfate niedri- Calciumsulfathalbhydrat gebrannt. Das Endprodukt

gerer Hydratstufe durch Erhitzung. ist für Putzzwecke geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein oder Beta-Hemihydrat und/oder Dihydrat und/oder Verfahren zur Herstellung abbindefähiger Baustoffe Anhydrit Dabei gelingt es, durch geeignete Prozeßaus Alj*a<a«umsulfathemihydrat zu schaffen, mit führung Produkte zu erhalten, in dem die Hauptdessen Hilfe Mischgipsqualitäten verschiedener Ein- menge der Partikeln sowohl Aipha-Hemfliydrat wie Stellungen und bauphysikalischer Eigenschaften auf 5 auch andere Calciumsulfate und insbesondere Betamöglichst einfache und vor allem wirtschaftlich sina- Henihydrat in vorbestimmten Verhältnissen enthalten, volle Weise so hergestellt werden können, daß die Überraschenderweise wurde gefunden, daß Putz-Herstellung sich unmittelbar an die hydrothermale massen aus diesen erfindungsgemäß hergestellten Umwandlung von Phosphorgips in Alpha-Hemi- Mischgipsen aufgrund eines stetig ablaufenden Verhydrat anschließen kann, insbesondere direkt an den io steifungsvorgangs sich ausgezeichnet verarbeiten las-Abtrennvorgang des Alpha-Hemihydrats. Dabei sol- sen, wobei die mit Wasser angemachte Masse beim len der Verfahrens- und Anlagenaufwand und damit Auftragen auf die Wand od. dgl. sofort stehenbleibt die Betriebskosten gegenüber den geschilderten be- und anschließend gut geglättet werden kann. Durch kannten Verfahren wesentlich herabgesetzt werden. den sehr hohen Anteil an den vorstehend beschrie-

Die wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß 15 benen Partikeln sind die nach dem erfindungsgemäals Ausgangsmaterial Alpha-Calciumsutfathemihydrat ßen Verfahren erzeugten Produkte den bisher beeiner Temperatur von 20 bis 90° C mit Wasser derart kannten rein physikalischen oder mechanischen in einer oder mehreren Stufen partiell hydratisiert Mischungen auch hinsichtlich der Entmischbarkeit, wird, «faß nur eine bestimmte Oberflächenschicht der die z. B. beim Transport normaler bekannter Misch-Alpha-Calciurnsulfaraemihydratkristalle in Calcium- ao gipsprodukte auftritt, weit fiberlegen. Ein weiterer sulfat höherer Hydratstufe umgewandelt wird, und Vorteil der Erfindung besteht darin, daß, gegebenendaß anschließend diese Oberflächenschicht der falls durch geringfügige apparative Änderungen er-Alpha-Calriumsulfathemihydratkristalle durch einen gänzt, dieselben Ausrüstungen benutzt werden kön-Erhitzungsvorgang erneut in Calciumsulfate niedri- nen, die nach der Konvertierung von Gips zu Alphagerer Hydratstufe überführt wird, as Hemihydrat zur Trocknung üblicherweise benötigt

Bei dem Hydratationsprozeß w;rden durch Ein- werden. Das erfindungsgemäß im partiellen Hydratawirkung des die Alpha-Hemihydrat-Kristalle umge- tionsprozeß zugefügte Wasser kann zweckmäßig und benden Wassers diese Kristalle in einer Oberflächen- sogleich in einfacher Weise fein verteilt über Düsen schicht zu Dihydrat hydratisiert. In dem direkt an- zugeführt werden, also insbesondere aufgesprüht schließenden weiteren Verfahrensschritt, nämlich der 30 werden.

Erhitzung oder Calcinierung, wird diese Oberflächen- Als weiterer Vorteil der Erfindung hat sich über-

schicht aus Calciumsulfatdihydrat erneut in Calcium- raschenderweise gezeigt, daß die ursprüngliche Einsulfat niedriger Hydratstufen dehydratisiert. Über- streumenge der Alpha-Hemihydrat-Kristalle in weiraschenderweise wurde gefunden, daß die erfindungs- ten Grenzen verändert werden kann. Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte mit einem Kern aus 35 gemäß hergestellten Baustoffe, also Mischgipsquali-Alpha-Hemihydrat und einer Randzone aus z. B. täten, können vorteilhaft aufgrund ihrer einstellbaren Beta-Hemihydrat im Vergleich zu den nach den be- Eigenschaften (Festigkeit, Porosität, Quellfähigkeit) kannten Verfahren hergestellten bekannten Produk- zur Herstellung von Gipsfonnen für den Schlickerguß ten bei gleicher oder ähnlicher Einstreumenge nicht in der keramischen Industrie eingesetzt werden,
nur ein wesentlich besseres Abbindeverhalten auf- 40 Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß hergeweisen, sondern sich auch hinsichtlich der Festig- stellten Baustoffe besteht aufgrund ihrer herstellungskeiten wesentlich von den bekannten Produkten bedingten Zusammensetzung in der Verwendung zur unterscheiden. Die Festigkeiten der erfindungsgemä- Herstellung von Gipsbauteilen. Durch Kombination ßen Produkte sind beispielsweise bei gleicher Ein- von von Natur aus dichteren und kompakteren Alphastreumenge von 210 g um etwa 15% höher als die 45 Hemihydrat-Kristallen mit der stärksten Gefügeord-Festigkeiten der bekannten Produkte. Die Einzel- nung auch im abgebundenen Gipskörper und porösen teilchen des so hergestellten Baustoffes bestehen also schwammigen Calciumsulfaten anderer Hydratstufen aus einer Art Kern aus Alpha-Hemihydrat und aus verbinden sich gute rheologische Eigenschaften mit einer Oberflächenschicht aus einem anderen CaI- »wohnlichen« Eigenschaften ideal. Bauteile aus den ciumsulfat, z. B. Beta-Hemihydrat, woraus sich die so erfindungsgemäß hergestellten Gipsen besitzen überunterschiedlichsten Einstellungen und bauphysika- raschenderweise noch bei Druckfestigkeiten von tischen Eigenschaften des gesamten Baustoffes er- 350 kg/cm² keinerlei Sprödigkeit und zeichnen sich geben, wie im einzelnen noch dargelegt wird. durch hervorragende Bearbeitbarkeit aus. Bei Ver-

Es hat sich gezeigt, daß die vorstehend geschilderte Wendung der erfindungsgemäß hergestellten Misch-Aufgabe in vollem Umfang durch das geschilderte 55 gipse zur Herstellung von Deckenplatten entfällt das erfindungsgemäße Verfahren gelöst werden kann. Es übliche Zumischen von Hartgips zur Steigerung der wird der Vorteil erzielt, daß sich unmittelbar an den Bruchfestigkeit.

Abtrennprozeß einer Konvertierungsanlage ohne Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist

zusätzliche Misch- und Dosiereinrichtungen die Her- das als Ausgangsmaterial verwendete Alpha-Hemistellung von Mischgipsqualitäten anschließen läßt, 60 hydrat eine Temperatur von ungefähr 35 bis 50° C weil der sich normalerweise anschließende Trock- auf. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß für die nungsprözeß auch die Calcinierfunktion bei geeig- Hydratation eine geringstniögiiehe Zeit benötigt wird; heter Temperaturführung übernehmen kann. Der er- Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfin-

findungsgemäß hergestellte Baustoff besteht nach dung wird als Ausgangsmaterial herstellungsfeuchtes dem Trocknüngs-Calcinierprözeß aus Partikeln, die 65 Alpha-Hemihydrat verwendet. Es wird dadurch eine je nach Größe der ursprünglichen Alpha-Hemihydrat- Zwischentrocknung eingespart, wodurch sich eine erKristalle und dem Hydratationsgrad folgende Zu- hebliche Verringerung der Investitions-, nämlich sammensetzung aufweisen: Alpha-Hemihydrat und/ Anlagen- und der Betriebskosten ergibt. Die Um-

5 T 6

Wandlung der Oberflächenschicht der Alpha-Hemi- in dem erfindungsgeniäß hergestellten Baustoff wenig-

hydrat-Kristalle in Gips oder Calciumsulfat höherer stens 50 V₀, vorzugsweise jedoch 75 bis 90·/· beträgt

Hydratstufen wird durch das bereits herstellungs- Anhand der im folgenden angegebenen beiden

bedingte Haftwasser erreicht, wobei nach den jewei- Ausführungsbeispiele wird das Verfahren nach der

ligen Gegebenheiten zusätzliches Wasser zugefügt 5 Erfindung ergänzend erläutert:

oder aufgesprüht werden kann. _R . · ι ι

Nach einer weiteren AusfühTungsform der Erfin- iseispie

dung werden die partielle Hydratation und/oder der 142 kg Alpha-Calciumsulfathemihydrat mit einem Dehydratisierungsvorgang kontinuierlich ausgeführt. anhaftenden Wassergehalt von 9,6 kg und einer Tem-Dies ist verfahrenstechnisch von besonderera Vorteil io peratur von 25° C wird bei Eintritt in einen förderngegenfiber den bekannten, stets diskontinuierlich den Mischer mit 6,7 kg Wasser bedüst Die Transarbeitenden Verfahren. Portgeschwindigkeit des dann partiell hydratisieren-

Eine besonders zweckmäßige Verfahrensweise er- den Gutes wird so gewählt, daß die Masse beim Eingibt sich, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung gang in den Trocknungs-Catcinierprozeß eine Temzur Hydratalion des Alpha-Hemidrats in einer Ober- 15 peratur von 28° C aufweist. Nach Beendigung des fiächenschicht eine Wasserbesprühung auf Transport- Trocknungs-Calcinierprozesses beträgt die Einstreueinrichtungen vorgenommen wird. menge der Gipsmischung 169 g gegenüber einer

Es hat sich überraschenderweise ferner als beson- ursprünglichen Einstreumenge der Alpha-Hemiders vorteilhaft erwiesen, wenn nach einer weiteren hydrat-Kristalle von 218 g. Die Wirkungsweise des Ausführungsfonn der Erfindung vor oder während 20 erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt Tabelle 1. In des Hydratationsprozesses der pH-Wert der Alpha- Spalte 1 sind die Analysenwerte des eingesetzten Hemihydrat-Wasser-Mischung auf einen Wert von Alpha-Hemihydrats und in Spalte 2 die entsprechen-3 bis 6. vorzugsweise 4 bis 5, eingestellt wird. Dabei den Werte des erfindungsgemäß hergestellten Mischwird der pH-Wert des z. B. zentrifugenfeuchten gipses eingetragen. Spalte 3 zeigt die Analysenergeb-Alpha-Hemihydrates durch Zugabe von Säuren oder as nisse eines handelsüblichen Hartformengipses, der sauer reagierenden Salzen und/oder durch Zugabe durch Mischung von Hartgips mit Alabastergips hervon Basen oder basisch reagierenden Salzen gesenkt gestellt wurde,
oder gehoben oder durch Zugabe von Neutralsalzen
konstant gehalten, wobei der Hydratationsgrad sich

in einfacher Weise über die Transportgeschwindigkeit 30

des hydratisierenden Guts steuern läßt. Es hat sich 12 3

als besonders vorteilhaft erwiesen, daß durch diese

Zugabe der pH-Wert-Regler zusätzlich die Möglich- _Ej_nstreumenee in ε

keit geschaffen wird. Eigenschaften der Mischgipse umsnwraienge in g

abzuschwächen oder zu verstärken. Es läßt sich z. B. 35 Quellung in mm/m

durch Zugabe von KHSO₄ sowohl die Quellung des Abbindezeit in Minuten
Baustoffes als auch die Abbindezeit beeinflussen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung können Beispiel 2
zweckmäßig ferner Zuschlagstoffe, die die späteren

Eigenschaften des Baustoffendprodukts beeinflussen, 40 ^{53 k}8 Alpha-Calciumsulfathemihydrat mit einem

vor oder während des Hydratationsprozesses züge- anhaftenden Wassergehalt von 3,2 kg, einem pH-

setzt werden Wert von 6,0 und einer Temperatur von 65 C wird

Dabei hat es sich als besonders zweckmäßig er- ^nach Eintritt in einen fördernden Mischer mit 5,1 kg wiesen, die die späteren Eigenschaften des Baustoff- ^{Wasser bedüst}· ^Der pH-Wert des feuchten Alphaendproduktes beeinflussenden Zuschlagstoffe und/ 45 ^Hemihydrats wird durch Zugabe von KHSO₄ zum oder die zur Einstellung des geforderten pH-Wertes Besprühungswasser auf 4,9 eingestellt. Die Verweilbenutzten Reagenzien mit dem zur Hydratation ver- ^{zeit des} hydratisierenden Gutes im fördernden Reakwendeten Wasser während des Abtrennvorganges in tionsmischer beträgt bis zum Eingang m den Trockeiner Konvertierungsanlage direkt durch eine bereits nungs-Calcinierprozeß 10 Minuten. Die Wirkungsapparatemäßig vorhandene Zuleitung dem Alpha- 50 ^{weise des} erfindungsgemäßen Verfahrens nach Be-Hemihydrat aufzugeben. Es wird der zusätzliche endigung des Trocknungs-Calcinierprozesses zeigt Vorteil erzielt, daß dadurch ein Teil des herstellungs- Tabelle 2, wobei die gleiche Spaltenbezeichnung wie bedingten Haftwassers verdrängt wird. Dieses führt ^m Tabelle 1 vorgenommen wird,
zu einer Verringerung der oberflächengebundenen
Verunreinigungen des Alpha-Hemihydrates, wobei 55 x_aDeji_e 2

gleichzeitig durch die innige Vermischung im Ab-

trennorgan eine homogene Mischung aus zugesetzten 12 3
Zuschlagstoff oder -stoffen und dem Alpha-Hemi-

218	169	173
3,20	2,80	2,85
15	14	21

hydrat erzielt wird. Einstreumenge in g 251 210 220

Es hat sich gezeigt, daß mit Hilfe des Verfahrens 60 _ „ . , , _„ „ „. , _<Λ

nach der Erfindung hergestellter Baustoff besonders . . °-^uelIunS ^{in mm/m 3}-^{30 2}'^{20 3}'¹⁰

vorteilhaft ist, wenn der Anteil an Alpha-Hemihydrat Abbindezeit in Minuten 10 8 14

Claims (2)

Es ist bekannt, bestimmte Gipsqualitäten, ζ. Β. Patentansprüche: Gipss mit einem höheren Anteil an Alpha-Calcium- sulfathemihydrat, im folgenden der Einfachheit wegen

1. Verfahren zur Herstellung abbindefähiger Alpha-Hemlhydrat genannt, neben einem niedrigen Baustoffe aus Alpha-Calciumsulfathemihydrat 5 Anteil anderer Calciumsulfate oder Gipse mit einem durch teilweises Hydratisieren des Alpha-Calcium- niedrigen Anteil an Alpha-Hemihydrat neben einem sulfatheniihydrats mit Wasser und nachfolgende hohen Anteil anderer Calciumsulfate durch oach-Umwandlung des hydratisierten Calciumsulfate in fragliche Mischung von z. B. Autoklaven- und von Alpha-Calciumsulfathemihydrat unterschied- Alabastergipsen in entsprechenden Verhältnissen liehe Calciumsulfate niedrigerer Hydratstufe ao herzustellen. Es ist weiterhin ein diskontinuierliches durch Erhitzung, dadurch gekennzeich- Verfahren bekannt (DT-AS 1195 215), bei dem net, daß als Ausgangsmaterial Alpha-Caldum- Rohgips in einem Autoklav zunächst vollständig in sulfathemihydrat einer Temperatur von 20 bis Alpha-Hemihydrat umgewandelt wird, dieses Mate-90° C mit Wasser derart in einer oder mehreren rial dann im Autoklav durch mehrmals wiederholtes Stufen partiell hydratisiert wird, daß nur eine 15 Abblasen des Wasserdampfes und jeweils anschiiebestimmte Oberflächenschicht der Alpha-Calcium- ßendes Weiterbeheizen des Autoklavs das anhaftende sulfathalbhydratkristalle in Calciumsulfat höherer Wasser bis auf eine solche Menge entzogen wird, die Hydratstufe umgewandelt wird. erforderlich ist, um einen so großen Anteil des

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Alpha-Hemihydrates in Dihydrat zu verwandeln, wie kennzeichnet, daß Alpha-Calciumsulfathemi- 20 er als Beta-Hemihydrat-Anteil des Plasters gekydrat bei einer Temperatur von 35 bis 50° C wünscht wird, bei dem danach das Material so lange hydratisiert wird. unterhalb einer Temperatur von 40° C gehalten wird,