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Gußmassen auf Basis von alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat Gegenstand
der Erfindung ist eine Gußmasse auf Basis von alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat sowie
ein Verfahren zur Herstellung von Gipskörpern, insbesondere Überzügen ind Fiißboden.
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Gußmassen auf Basis von alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat sind bereits
bekannt. So wird beispielsweise in der OS 2 223 188 eine fließfähige Gipsmasse,
bestehend aus alDha-Calciumsulfat-Halbhydrat und einer wässrigen Harzemulsion, heschrieben.
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Ferner ist aus der OS 2 247 756 eine Estrichmasse bekannt, die neben
alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat noch 0,4 bis 1,5 Gew.% Verflüssiger, 0,001 bis 0,05
Gew.% Abbindeverzögerer, 5 bis 20 Gew.% Weißkalkhydrat sowie Bausand enthält und
nach Zugabe von Wasser an der gewünschten Stelle vergossen werden kann.
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Ein wesentlicher Nachteil der vorbekannten Gußmassen wird darin gesehen,
daß sie nach erfolgter Aushärtung in vielen Fällen,insbesondere bei Verwendung als
Fußbodenbelag, zu Rißbildungen und ungenügender Oberflächenhärte neigen und damit
zu großen Schäden führen können. Auch führen
die zuletzt genannten
Estrichmassen bei Verwendung von alpha-Halbhydrat, das durch hydrothermale Unkristal)
isation von Phosphorsäuregips hergestellt worden ist, aufgrund ihres Weißkalkgehalts
zu schädlichen Ausblühungen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Gußmassen auf Basis
von alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat, insbesondere Gußmassen zur Herstellung von Überzügen
und Fußböden, zu finden welche die Nachteile der vorstehenden Gußmassen nicht aufweisen,
also sowohl fließfähig und selbstnivellierend sind als auch bessere Festigkeitswerte
erreichen lassen.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe beruht auf der Erkerntnis, daß zur
Erzielung besserer Festigkeiten nicht nur ein kleiner Wassergipswert gewählt werden
muß, sondern darüber hinaus auch auf ein alpha-Halbhydrat mit bestimmter Korngrößenverteilung
abzustellen ist. Wie sich nämlich überraschenderweise gezeigt hat, kann durch gezielte
Korngrößenverteilung die Sedimentation der halbhydratpartikeln
verhindert werden. Außerdem lassen sich durch diese Maßnahmen die zur Erzeugung
der Fließfähigkeit benötigten Verflüssigermengen erheblich -herabsetzen, so daß
Gußmassen auf Basis von alpha-Calciumsulfat-llalb hydrat nunmehr auch fur eine praktische
Verwendung interessant sind.
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Die neue, aus alpha-Cacl i7lmsulf at-Halbhydrat , Verflüssiger und
Abbindeverzögerer bestehende Gllßmasse ist dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens
85 Gew.% des einp;esetzten Calciumsulfat-Halbhydrats die Korngröße zwischen 6 und
60 µm, insbesondere 20 und 30 µm liegt und daß sie weiterhin 0,2 -0,9, insbesondere
0,4 bis 0,6 Gew.%, bezogen auf Calciumsulfat-Halbhydrat, Kaliumsulfat enthält. Der
Feinstanteil unter 6 /um sollte hierbei 5 Gew.% nicht übersteigen und der Grob anteil
() 60 /um) unterhalb 10 Gew.% liegen. Werden diese Werte nicht eingehalten, erhält
man Gußmassen mit schlechteren Bestigkeitswerten. Auch kann durch einen zu hohen
Grobanteil die Sedimentation während der Fließzeit gefördert werden1 wodurch die
Oberflächenbeschaffenheit verschlechtert werden kann.
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Als alpha-Cslciumsulfat-Halbh;ydrat werden in den Gußmassen bevorzugt
solche eingesetzt, die auf hydrothermalem Weg durch Umkristallisation von Calciumsulfat-Dihydrat
aus der Phosphorsäuregewinnung hergestellt worden sind. Bei der hydrothermalen Umkristallisation
kann bekanntlich das Halbhydrat ohne nennenswerte Schwierigkeiten auf den jeweiligen
Verwendungszweck abgestellt und damit optimal genutzt werden. Da man derartige Halbhydrate
mit Vorteil
in grobkristalliner Form, etwa mit Korngrößen zwischen
100 und 200 /um, ausbildet, muß das Ausgangsmaterial zunächst auf die gewünschte
Deilchengröße vermahlen werden, was in an sich bekannter Weise auf Kugelschwingmühlen
geschehen kann.
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Gemäß der Erfindung enthält die Gußmasse als weiteren Bestandteil
Kaliumsulfat. Durch Zugabe von Kaliumsulfat lassen sich die bei alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat
als Folge des hohen linearen Ausdehnungskoeffizienten häufig zu beobachtenden Nachfolgeschäden
wie Verziehen und Aufwölben des Bodens und Rissebildung an der Oberfläche vermeiden.
Das Kaliumsulfat sollte der Gußmasse in Mengen von 0,2 bis 0,9 Gew.%, bezogen auf
das alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat, zugesetzt werden. Besonders ausgezeichnete Ergebnisse
werden mit Mengen von 0,4 bis 0,6 Gew.% erhalten. Ein Festigkeitsverlust konnte
bei den angegebenen Mengen im ausgehärteten Bodenbelag nicht benicht obachtet werden.
Die Teilchengröße is;kritisch, Jedoch sollte das Kaliumsulfat am Beginn des Abbindevorgangs
in gelöster Form vorliegen.
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Die Fließfähigkeit der Gußmasse wird durch Zusatz von bekannten Verflüssigern
bewirkt, wobei sich solche auf
Rasis von Melamin- und Phenolharzen
wie Melment F 10 # und Hydrisol DS 3022 # besonders gut bewährt haben. Bei Einhaltung
der erfindungsgemäßen Korngrößen reichen bei alpha-Calciumsulfat-Halbhydraten, die
auf hydrothermalem Weg aus Phosphorsäuregips gewonnen worden sind,in Abhängigkeit
von der gewünschten Dichte bereits 0,3 - 0,7 Gew.% Verflüssiger, bezogen auf die
eingesetzte Halbhydratmenze.
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aus. Zur Herstellung von Unterböden (Estrichböden) mit z.B. einer
Dichte von 1,85 sind 0,7 Gew.-% Verflüssiger " " " " " 1,75 " 0,5 " " " " " " "
1,65 " 0,3 " " erforderlich. Die Verflüssigermengen können demnach um mehr als die
Hälfte der bisher üblichen Mengen herabgesetzt werden.
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Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß ein Verzögerer
gewählt wird, der sowohl eine zur Verarbeitung der Gußmasse ausreichende Fließzeit
garantiert als auch eine zu schnelle Abbindung nach Ablauf der Fließzeit verhindert.Dadurch
kann eine übermäßige Erwärmung während des Abbindeprozesses verhindert und die Gefahr
der Rissebildung an der Oberfläche der vergossenen Massen weiter herabgesetzt werden.
Fließzeit und Endabbindezeit müssen selbstverständlich auf die jeweilige Verwendung
abgestellt werden.
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- 6 -# Eingetragenes Warenzeichen der SÜDDEUTSCHE KAliKSTICKSTOFF-WERKE
AG,Trostberg bzw. BASF, Ludwigshafen.
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Als besonders geeigneter Verzögerer wird in der neuen Gußmasse Recordal
P R eingesetzt. und zwar in Mengen von etwa 0,05 bis 0*4 Gew.%, bezogen auf Halbhydrat.
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Zur Verbesserung der Verarbeitungsmethoden bzw. Eigenschaften der
ausgehärteten Massen können der Gußmasse alle bekannten Hilfsstoffe zugesetzt wenden,
z.B. Entschäumer.
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Methylcellulose Farbstoffe, Qiarzmehl,Füllstoffe u.a. Die Verarbeitung
kann - bei Verlegung von Fußböden - sowohl auf der Baustelle als auch in einem Fertigungsbetrieb
erfolien. Letzteres wird beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Gußmasse zur
Beschichtung von Fertigbauteilen wie Ziegelwänden u.a. vorgesehen ist.
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Die mit der erfindungsgemäßen Gußmasse erzielbaren Festigkeiten werden
vor allem von der eingestellten Dichte und damit auch vom angewandten Wassergipswert
beeinflusst.
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Biege zugfestigkeit und Druckfestigkeit nehmen - wie aus der nachstehenden
Tabelle entnommen werden kann - mit sinkendem Wassergipswert zu.
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Wassergipswert Biege zugfestigkeit Druckfestigkeit 0,28 120 kp/cm2
720 kp/cm2 0,32 102 kp/cm2 580 kpXcm2 0,40 75 kp/cm 450 kp/cm2 - 7 -# Eingetragenes
Warenzeichen der SCHIEFERIT-WERKE,Meinbrexen/ Weser
Die Erfindung
wird nunmehr durch Beispiele noch näher erläutert: Beispiel 1: Durch hydrothermale
TJmkristallisation aus Phosphorsäuregips hergestelltes alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat
mit einer Korngröße von 100 bis 200 /um wird im trockenen Zustand in einer Kugelschwingmiihle
vermahlen. Dabei werden Amplitude und Durchsatzleistung der Mühle so eingestellt,
daß das vermahlene Halbhydrat eine mittlere Korngröße von 30 aufweist und die Kornverteilung
im Bereich zwischen 1 und 60 /um liegt. Der Feinstanteil < 6 /um liegt bei etwa
4 Gew.%.
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10 t des gemahlenen Calciumsulfat-Halbhydrats werden in einem Mischer
mit 0,7 Gew.% Melment F 10 R , 0,5 Gew.% Kaliumsulfat mit einer Körnung unter 250
µm, 0,3 Gew.% Recordal P R und 0,015 % Methylcellulose versetzt. Die Viskosität
der Methylcellulose, gemessen nach HöpDler in einer 2 %igen Lösung, beträgt 3000
cp. Als Entschäumer werden der Mischung 0,03 Gew.%, bezogen auf das eingesetzte
Calciumsulfat-Halbhydrat, Etingal # aufgesprüht.
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Nach gründlicher Durchmischung wird die Gußmasse in Säcken oder Containern
zur Verarbeitungsstelle transportiert.
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P Eingetragenes Warenzeichen der BASF,Ludwigshafen
Auf
der Baustelle wird die pulverförmige Gußmasse mit Wasser im Verhältnis 100 : 32
vermischt, was im vorliegenden Beispiel in einer kontinuierlich arbeitenden Mischmaschine
wie sie aus der Verarbeitung von Fertigputzen 'rekannW ist, geschieht. Die Fließzeit
der Mischung beträgt 60 Minuten und die Dehnung bei der Aushärtung etwa 1 mm/m.
Die Größe der zu vergießenden Felder wird dabei so gewählt, daß jedes Feld innerhalb
der Fließzeit der Gußmasse vergossen wird. Dies ist deshalb erforderlich, weil die
vergossene Fläche nach Ablauf der Fließzeit nicht mehr bewegt werden darf. Wird
der Rehydratationsvorgang durch Erschütterung oder ähnliche Vorgänge gestört, tritt
meistens Rißbildung und damit Festigkeitsminderung ein. Das Vergießen selbst erfolgt
in an sich bekannter Weise auf Unterböden, die mit Folien oder wasserabstoßenden
Anstrichen versehen sind. Die Druckfestigkeit der vergossenen und nach ca 3 Stunden
begehbaren Fläche betrug 580 kp/cm2 und die Biege zugfestigkeit ca 102 kp/cm2.
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Beispiel 2 Herstellung und Vermahlung des Calciumsulfat-Halbhydrats
erfolgte wie im Beispiel 1. Zur Magerung der Gußmasse wurde jedoch beim Mischvorgang
1 t Halbhydrat durch 1 t Quarzmehl ( mittlere Korngröße 30 /um) ersetzt.
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Auch mit dieser Mischung konnte ein rissefreier Estrichboden mit hohen
Festigkeitswerten erzcugt werden. Die Druckfestigkeit betrug hier 400 kp/cm2 und
die Biegefestigkeit 90 kp/cm2.