DE2522013B2

DE2522013B2 - Verfahren zum herstellen von baufertigteilen und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens

Info

Publication number: DE2522013B2
Application number: DE19752522013
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1975-05-17
Filing date: 1975-05-17
Publication date: 1977-10-27
Also published as: CH615858A5; DE2522013A1; DE2522013C3; FR2311638A1; IT1059445B; GB1516806A; BE841899A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Baufertigteilen durch Einfüllen eines Gemisches aus Anhydrit und Wasser in Formen, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens. Unter »Anhydrit« sei hierbei feingemahlenes CaSO₄ (wasserfreier Gips) verstanden. Anhydrit fällt insbesondere bei

der Herstellung von Flußsäure aus Flußspat als Nebenprodukt an.

Zum Herstellen von Baufertigteilen werden Anhydrit, Wasser und gegebenenfalls Füllstoffe in einem Mischer vermischt. Hat das Gemisch aufgrund hinreichend

ίο hohen Wassergehaltes eine fließfähige Konsistenz, so wird es in Formen gegossen. Hat das Gemisch wegen geringen Wassergehaltes nur eine erdfeuchte, krümlige Konsistenz, so wird es in Formen gepreßt. Eine dritte Möglichkeit bestellt darin, dem Anhydrit einen Verflüs-

siger beizugeben, um mit relativ geringem Wassergehalt eine fließfähige Konsistenz des Gemisches zu erzielen. Die Zugabe eines Verflüssigers verschlechtert jedoch die Eigenschaften der fertigen Bauteile; beispielsweise wird festgestellt, daß 5 bis 30 mm dicke Beschichtungen

ίο auf Gipskartonplatten sich bei schwankender Raumtemperatur und Raumfeuchtigkeit verwerfen. Diese Erscheinungen treten mitunter erst nach Jahren auf und führen zu großen Schäden.

Ein viertes Verfahren zum Herstellen von Baufertigteilen unter Verwendung von Ahydrit ist in der US-PS 34 14 462 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird, in nicht näher beschriebener Weise, aus Wasser, Anhydrit und Kalk eine halbtrockene, kein Überschußwasser enthaltende Mischung hergestellt, in eine Form gefüllt und unter hohem Druck und/oder Vibration verdichtet. Der Kalkzusatz bindet einen Teil des Wassers und verhindert, daß der Formling am Preßstempel klebenbleibt. Diese Bindung von Wasser durch Kalk hat jedoch die - in der US-PS 3414 462 nicht genannte unerwünschte Folge, daß die entformten Formlinge mit Wasser besprüht werden müssen, um eine vollständige Hydratation des Anhydrits zu erreichen. — Würde man das in der US-PS 34 14 462 genannte Verfahren dahingehend variieren, daß man den Kalkzusatz wegließe, also eine Mischung nur aus Anhydrit und Gips herstellte, so würde man feststellen, daß man den Wasseranteil auf etwa die Hälfte des zur vollständigen Hydration des Anhydrits erforderlichen Wasseranteils vermindern muß, um ein Ankleben des Formlings am Formstempel zu vermeiden. Die andere Hälfte des zur Hydratation erforderlichen Wassers müßte wiederum auf den entformten Formling aufgesprüht werden. — Bei nachträglichem Aufsprühen von Wasser besteht, insbesondere bei optimaler Verdichtung des Formkörpers, die Gefahr, daß dieses Wasser nur wenige Millimeter tief eindringt und somit im Innern des Formkörpers die Hydratation unvollständig bleibt.

Es ist bekannt, daß aus einem Gemisch aus Anhydrii und Wasser hergestellte Baufertigteile dann eine optimale Festigkeit erreichen, wenn 20 Gewichtsteile Wasser mit 100 Gewichtsteilen Anhydrit vermisch werden. Nach bekannten Verfahren hergestellte Gemi sehe mit derart geringem Wassergehalt sind jedocl zähbreiig und zum Einspritzen in Formen, insbesondep zur Herstellung dünner Platten, ungeeignet.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren de eingangs genannten Art, bei dem die Baufertigteile au einem aufgrund hohen Wassergehalts fließfähige Anhydrit-Wasser-Gemisches durch Eingießen in Foi men hergestellt werdem. Ausgehend hiervon liegt de Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zui Herstellen von Baufertigteilen durch Einfüllen eine Gemisches aus Anhydrit und Wasser in Formen ζ

hoffen mitdem Baufertigteile mit erhöhter Festigkeit

^5ch. Leerer Maßhaltigkeit ohne ein nachträgliches

^Un -Sn mit Wasser herstellbar sind.

Besprühen m. _erfinciungsgemäß dadurch gelöst,

«^ie _m OeSh 20 bis 30 Gewichisteile Wasser auf 100

^daßlhiSe Anhydrit enthalten sind, daß durch Gewichtsteile An y ^^ ^ _{Scherkräfte zur}

Einwirkung sia._druckes ^ „^ _{? g5 bar {g} ^

^ERvSsiät des Gemisches vermindert wird, daß das _die Viskosität des ^ ^^ ^^ _uberdru,_;k

Gemisch in α _{daß während des Abbinde}ns des

GemTschei eTn Überdruck in diesem aufrechterhalten

Verfahren werden Abbindung, Erstardes aus Anhydrit hergestellten

,5

rI !rügteil den Vorteil, seine Form auch bei 'wechselnde? Raumtemperatur oder Raumfeuchtigkeit

^rn

Verbindung mit der Beschichtung aus Anhydrit eingeht, daß die Verwendung von Klebern überflüssig ist. Beim Transport und auch nach längerer Zeitdauer wurde kein Loslösen der Beschichtung von der beschichtenden Platte festgestellt. Es wird hierzu verwiesen auf Beispiel 4.

Die Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine kontinuierlich arbeitende, einen Überdruck von mindestens 7,85 bar (8 atü) aufbauende und schnell umlaufende Mischmaschine, welche eingangsseitig an eine Druckwasserleitung und ausgangsseitig an eine Druckpumpe angeschlossen ist, welche über eine Leitung mit einem Füllmundstück verbunden ist.

Um auf das Gemisch während des Einspritzens in die Formen die Vibrationskräfte auszuüben, sind vorteilhaft das Füllmundstück und/oder die Formen an eine Vibrationsvorrichtung angeschlossen. Vorzugsweise stecken in den Formen Vibrationsstäbe.

Der Überdruck Demi Einspritzen in die Formen ist zur 20 Den Überdruck kann man während des Einspritzens Überwindung des Druckabfalles zwischen dem Ort der und Abbindens in den Formen vorteilhaft dadurch Herstellung des Gemisches und den Formen sowie zur aufrechterhalten, daß man mehrere Formen in einem τ Luftblasen in Formkörper erforderlich. Gestell senkrecht stehend und einander berührend zu ; eines Überdruckes »während« einer Formstation zusammenfaßt und daß an beiden aes Λυυΐι.-«—- · - - : Festigkeit und Maßhaltig- 25 Eaden der Formstation je eine Druckplatte vorgesehen

keit des Baufertigteiles. ist, welche mit der anderen verspannbar ist. Diese

Der durch die Misch- und Scherkräfte erzielte Zusammenfassung mehrerer Formen in einer Formsta-Überdruck beträgt vorteilhaft 9,81 bis 19,62 bar (10 bis tion vermindert die Wärmeverluste durch Abstrahlung,

begünstigt den Wärmestau und bewirkt somit den 30 Druckaufbau, der während des Abbindens erwünscht ist. Vier Beispiele belegen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zunächst sollen an zwei Beispielen gegenüber einem konventionellen Verfahren (Beispiel 1) die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens

Für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens ist 35 (Beispiel 2) erläutert werden:
ps wesentlich daß auch während des Abbindens des . .

■ . ^ :„ π^γ,,λΙ, aufrechterhalten „ ^BeisP^le,' .

(konventionelles Verfahren)

Anhydrit aus einer Flußsäureanlage, neutralisiert mit Kalk auf pH 9 sowie gemischt mit 1% K2SO4 (Beschleuniger) wurde im Verhältnis 100 Gewichtsteile Anhydrit und 35 Gewichtsteile Wasser zu einer gut fließfähigen Masse angemischt und in Prismenformen (4 χ 4 χ 16 cm) vergossen. Es wurden folgende Werte gemessen:

von 0 098 bis 0,196 bar (0,1 alt einen uutiui^» vun u,«™ ν™ , \ .

atü) beim Einspritzen des Gemisches in die

ß auch während des Abbindens des Form ein überdruck aufrechterhaUen

Einspritzen in die Formen, wobei die

auftretende Wärme durch eine Wärmeisol.e-Formen gestaut wird und den Druckaufbau

"Xteiihaft werden auf das Gemisch während des EinsKens Vibrationskräfte ausgeübt; die Vorteile ^Maßnahme werden nachstehend anhand von

Erstarrungsbeginn
Erstarrungsende

4 h 15 min 6 h 15 min

£rdts versucht, nach konventionellen GesSswolle-Matten, Glaswolle-Matten, geschäumtem Polystyrol oder G.pskarton-

Nach
Nach
55 Nach
Nach

1 Tag

2 Tagen

3 Tagen
7 Tagen

Nach 14 Tagen

28,0 kp/cm² 36,3 kp/cm² 37,0 kp/cm² 53,5 kp/cm² 61,9 kp/cm²

74 kp/cm² 160 kp/cm² 184 kp/cm² 208 kp/cm² 318 kp/cm²

beim Transport voneinander losten

T trat insbesondere bei der Beschichtung Hydratationsgrad nach 19 Tagen: 41%

si?gsx

hinbestellte zu beschichtende Platte

so

Beispiel 2

(erfindungsgemäßes Verfahren) Anhydrit aus einer Flußsäureanlage, neutralisiert mit Kalk auf pH 9 sowie gemischt mit 1% K₂SO₄ (Beschleuniger) wurde im Verhältnis 100 Gewichtsteile Anhydrit zu 23 Gewichtsteile Wasser einer kontinuierlich arbeitenden Mischmaschine unter einem Druck von

3 atü zugeführt und unter einem Mischdruck von 10 bis 20 atü kontinuierlich ein fließfähiges Gemisch erzeugt (1 atü = 0,981 bar Überdruck). Proben dieses Gemisches wurden zur Füllung der in Beispiel 1 genannten Prismenformen entnommen.
Es wurden folgende Werte gemessen:

Erstarrungsbeginn
Erstarrungsende

2 h 50 min 4 h 08 min

Biegezugfestigkeh (1 kp = 9,81 N)

Druckfestigkeit (1 kp = 9,81 N)

Nach
Nach
Nach
Nach

1 Tag

2 Tagen

3 Tagen
7 Tagen

Nach 14 Tagen

44,5 kp/cm²
60,5 kp/cm²
77,5 kp/cm²
82,3 kp/cm²
76,7 kp/cm²

222 kp/cm² 304 kp/cm² 346 kp/cm² 432 kp/cm² 514 kp/cm²

Hydratationsgrad nach 13 Tagen: 54% Aus dem Vergleich der Meßwerte bei den Beispielen

35

45

1 und 2 erkennt man, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Erstarrung des Gemisches etwa 2 Stunden früher endet als bei Anwendung des bekannten Verfahrens. Die Verfestigung erfolgt schneller und die endgültig erreichten Festigkeiten liegen weitaus höher als bei Anwendung des konventionellen Verfahrens. Auch ist die Abbindung erheblich beschleunigt, wie man daraus erkennt, daß nach 13 Tagen der Hydrationsgrad bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits 54% beträgt, wogegen dieser Wert bei Anwendung des konventionellen Verfahrens nach 19 Tagen erst bei 41 % liegt.

Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, auf das Gemisch während des Einspritzens Vibrationskräfte einwirken zu lassen. Hierzu wird auf folgendes Beispiel 3 verwiesen:

Zur Herstellung massiver Platten wurde eine Form einmal mit dem in Beispiel 1 (nach konventionellem Verfahren) erzeugten Gemisch gefüllt und ein anderes Mal mit dem nach Beispiel 2 (nach erfindungsgemäßem Verfahren) hergestellten Gemisch unter Anwendung der Vibration gefüllt. Im ersteren Falle konnten die Platten erst nach 24 Stunden entnommen werden, wogegen bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Vibration eine Entforrnung bereits nach 6 Stunden möglich war. Im ersteren Falle waren die gelagerten Platten nach 4 Wochen Lagerung leicht gewölbt, während die erfindungsgernäß hergestellten Platten völlig eben waren.

Aus diesem Beispiel 3 ergibt sich, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Vibration die Verweilzeit in den Formen auf etwa ein Viertel reduziert werden kann. Mit einer vorgegebenen Anzahl von Formen können also etwa viermal so viel Baufertigteile je Arbeitstag hergestellt werden.

Zur Illustration der Herstellung beschichteter Platten diene Beispiel 4:

Mit dem gemäß Beispiel 1 nach dem konventionellen Verfahren hergestellten Gemisch wurden Platten aus geschäumtem Polystyrol 30 mm dick beschichtet. Bei der Lagerung wurde diese beschichtete Platte krumm. Beim Herstellen eines Gemisches nach dem Beispiel 2 und Verarbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde eine beschichtete Platte erhalten, die beim Lagern nicht krumm wurde. Auch bei einer Wiederanfeuchtung der Anhydritschicht und nachheriger 3monntiger Lagerung behielt die Platte ihre Form.

Eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist schematisch in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Mischmaschine,
F i g. 2 eine Leitung mit einem Füllmundstück, F i g. 3 ein Füllmundstück mit einer Form, F i g. 4 eine Formstation,

Fig.5, 6 und 7 Schnitte durch eine Form zum Herstellen einer einseitig beschichteten Platte sowie

F i g. 8 einen Schnitt durch eine Form zum Herstellen einer zweiseitig beschichteten Platte.

Im folgenden ist 1 atü = 0,981 bar Überdruck. F i g. 1 zeigt eine Mischmaschine 6 mit einem Trichter 2 zum Einfüllen des Anhydrit-Pulvers und einem Wassereintrittsstutzen 4, welcher an eine Druckwasserleitung anschließbar ist. In der Mischmaschine 6 wird mit einer nicht dargestellten Schnecke unter Aufbau eines Druckes von 10 bis 20 atü der Anhydrit mit dem Wasser zu einem Gemisch unter Einwirkung starker Misch- und Scherkräfte verarbeitet. Eine Pumpe 8 führt das Gemisch, das eine sahnige Konsistenz aufweist, einem Austrittsstutzen 10 zu, an welchem (F i g. 2) über ein Kupplungsstück 12 ein Druckschlauch 14 ange- ; schlossen ist. Der Druckschlauch mündet in ein Füllmundstück 16, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Einspritzrohre 18 und 19 aufweist. Diese werden gemäß F i g. 3 von oben in eine senkrecht stehende Form 20 gesteckt.

Fig.4 zeigt, daß eine größere Anzahl derartiger Formen 20 in einer Formstation senkrecht nebeneinanderstehend zusammengefaßt ist. An den beiden Enden des aus den Formen gebildeten Pakets ist je eine Druckplatte 22 und 24 vorgesehen. Diese beiden Druckplatten sind rechts und links vom Paket durch je einen Holm 26 und 28 mittels einer Verschraubung 30 verspannbar.

Fig.5 zeigt sehr schematisch einen Querschnitt durch eine senkrecht stehende Form, in welche eine einseitig zu beschichtende Platte 30 aus geschäumten Polystyrol hineingestellt ist. Die obere Abdeckung 32 der Form weist Öffnungen 34 auf, deren Querschnitt gleich dem der beiden Einspritzrohre 18 und 19 ist. Die rechte Wand 36 der öffnung 34 fluchtet mit der zu beschichtenden Fläche 38 der Platte 30. Dies hat zur Folge, daß das eingeschobene Einspritzrohr 18,19 die zu beschichtende Platte 30 gegen die rechte Wand 40 der Form hält. Gemäß Fig.6 wird zunächst durch die Einspritzrohre 18 und 19 so viel Gemisch 42 eingespritzt, bis die Höhe h, um welche die Oberfläche 44 des Gemisches höher steht als die Mündung 46 der Einspritzrohre 18 und 19, 5 bis 10 cm beträgt. Da das Gemisch ein spezifisches Gewicht von etwa 2 g/cm aufweist, bedeutet dies beim Einspritzen in die Former einen Überdruck von 0,1 bis 0,2 atü. Die Mischmaschine der Fig. 1 ist derart eingestellt, daß sie nach einci gewissen Zeit anhält, nämlich dann, wenn die in Fig.f dargestellte Höhe erreicht ist, in der der statische Drucl 0,1 bis 0,2 atü beträgt. Das Füllmundstück 16 mit dci Einspritzrohren 18 und· 19 wird dann weiter nach obei in die Stellung der F i g. 7 gezogen und die Mischmaschi ne wieder in Gang gesetzt. Auf diese Weise wird di' Form nach und nach gefüllt, vorzugsweise in 2 Stufer ohne daß der statische Druck von 0,1 bis 0,2 at überschritten wird. Dieser genügt einerseits, um ein hinreichende Bindung zwischen dem Gemisch 42 un der zu beschichtenden Platte 30 zu erzielen, und is andererseits nicht so groß, daß zu seiner Aufrechterha

tung in der Formstation ein übermäßig großer apparativer Aufwand betrieben werden müßte.

Fig.8 zeigt eine Form zur Herstellung einer zweiseitig beschichteten Platte. Die beiden öffnungen 34 in der oberen Abdeckung sind auch hier derart angebracht, daß die eingeschobenen Einspritzrohre die in diesem Falle von beiden Seiten zu beschichtende Platte 30 in der eingezeichneten Stellung während des

Einspritzvorganges halten. Dies ist bei einer zweiseitigen Beschichtung von besonderer Bedeutung, da der von dem Gemisch von beiden Seiten auf die Platte ausgeübte Druck sich möglicherweise um einen geringen Betrag unterscheiden kann. Dies könnte eine Verschiebung der Platte zur Folge haben, welche durch die Abstützung mittels der Einspritzrohre verhinder wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Baufertigteilen durch Einfüllen eines Gemisches aus Anhydrit und Wasser in Formen, dadurch gekennzeichnet, daß im Gemisch 20 bis 30 Gewichtsteile Wasser auf 100 Gewichtsteile Anhydrit enthalten sind, daß durch Einwirkung starker Misch- und Scherkräfte zur Erzielung eines Überdruckes von über 7,85 bar (8 atü) die Viskosität des Gemisches vermindert wird, daß das Gemisch in die Formen unter einem Überdruck eingespritzt wird und daß während des Abbindens des Gemisches ein Überdruck in diesem aufrechterhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Misch- und Scherkräfte erzielte Überdruck 9,81 bis 19,62 bar (10 bis 20 atü) beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck beim Einspritzen in die Formen 0,098 bis 0,196 bar (0,1 bis 0,2 atü) beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck beim Abbinden etwa gleich dem Überdruck beim Einspritzen in die Formen ist und die beim Abbinden auftretende Wärme durch eine Wärmeisolierung der Formen gestaut wird und den Druckaufbau hervorruft.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Gemisch während des Einspritzen in die Formen Vibrationskräfte ausgeübt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Herstellen beschichteter Platten, dadurch gekennzeichnet, daß in eine senkrecht stehende Form vor dem Einspritzen des Gemisches die zu beschichtende Platte hineingestellt wird.

7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine kontinuierlich arbeitende, einen Überdruck von mindestens 7,85 bar (8 atü) aufbauende und schnell umlaufende Mischmaschine (6), welche eingangsseitig an eine Druckwasserleitung und ausgangsseitig an eine Druckpumpe (8) angeschlossen ist, welche über eine Leitung (14) mit einem Füllmundstück (16) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmundstück und/oder die Formen an eine Vibrationsvorrichtung angeschlossen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Formen Vibrationsstäbe stecken.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Formen (20) in einem Gestell senkrecht stehend und einander berührend zu einer Formstation zusammengefaßt sind und an beiden Enden der Formstation je eine Druckplatte (22, 24) vorgesehen ist, welche mit der anderen verspannbar ist (F i g. 4).