DE2542536A1

DE2542536A1 - Abbindeverzoegerer

Info

Publication number: DE2542536A1
Application number: DE19752542536
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fischer; Helmut Dipl Chem Dr Knorre; Manfred Dipl Chem Dr Langer
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1975-09-24
Filing date: 1975-09-24
Publication date: 1977-03-31
Also published as: SE413091B; IL50380A0; ZA765744B; DE2542536B2; NL7608918A; CA1073480A; FR2325616B1; SE7610559L; BE846518A; AT357928B; ATA705876A; FR2325616A1; JPS5240527A; GB1524739A; ES451301A1; IL50380A; IT1069869B; US4124406A; DE2542536C3

Description

5224 PV

DEUTSCHE GOLD- UND SILBER-SCIIEIDEANSTALT VORMALS ROESSLER 6000 Frankfurt am Main, Weissfrauenstrasse 9

Abbindeverζögerer

Gipsplaster sind seit lcingem bekcuinte und wegen ihrer leichten Verarboitbarkeit begehrte Baustoffe für Stuck- und Putzarbeiten. Sie werden außerdem für künstlerische und medizinische Kodellarbei'cen fowj e - dem Ti~end der jüngeren Zeit folgend - für Fertigbauteile engeicendet.- Dieser vielseitige Einsatz auf den diversen Anwendungsgebieten ist nur möglich, wenn es gelj.ngt, das natürliche Abbindeverhalten des Gipspiasters so zu verändern, daß die jeweils erforderlichen Verarbeitungsspannen erreicht λ?erden. So z.B. wird vom Verarbeiter des Maschineiiputzgipses verlangt, daß das sogenannte Ansteifen des 'Gii>splasters erst nach ca. 30 - 60 Minuten nach dem maschinellen Anrühren und Auftragen des Gipspiasters beginnt und daß anschließend noch eine etwa gleichlanece Zeitspanne verbleibt, in der der Gipsplaster noch verformbar ist und an der Wand geglättet werden, kann.- Bei an zieren Proteasen wün-cht man dagegen, daß das Ansteifen des Gipsplasters sehr lang hinausgezögert wird, des Abbindeende aber kurze Zeit darauf eintritt, siehe Ullmann,Band 7, 3. Auflage, Seite ff.

Im begrenzten Umfange lässt sich diese Abfcindecharakteristilc des Gipspiasters durch eine Modifizierung des Herstellverfahrens in Bezug auf Kristallstruktur und Korngrösse

regulieren. In den meisten Fällen ist man jedoch auf den Zusatz sogenannter Abbinderegler angewiesen. Sie greifen in verschiedener Weise und meist sehr komplex in den Abbindemechanismus ein. So z.B. wirken Alkohole und niedere Fettsäuren verzögernd, in dom sie die Löslichkeit der anhydritischen Phasen des Gipspiasters erniedrigen. Andere Stoffe,wie z.B. Phosphate, erzeugen auf den CaSO^-Teilchen fumbildende Niederschläge, welche die Lösegeschwindigkeit des Plasters im Aninachwasser stark herabsetzen.

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Die Wirksamkeit einer grossen Zahl an kommerziellen Abbindeverzögerern bestellt darin, dass sie als Keimgift für das CaI-ciumsulfat-Dihydrat wirken. Auch die Komplexierung der Calcium-Ionen spielt beim Abbindevorgang eine gewisse Rolle. Deshalb kann man mit typischen Chelat-Komplexbildnern wie z.B. Diäthylentriaminpentaessigsäure oder Dicarbonsäuren oder Polyhydroxycarbonsäuren, ebenfalls eine Abbindeverzögerung des Gipspiasters erzielen. Trotz der Vielzahl der untersuchten Systeme ist es jedoch auch heute noch praktisch unmöglich, aus der Struktur einer chemischen Verbindung auf ihre Wirksamkeit und Einsetzbarkeit als Abbinderegler schliessen zu können,.siehe E.Graf und E. Rausch, Zement-, Kalk- Gips, Band 4, Seite 117, 1951. Bekanntlich bewirkt L,—Weinsäure (ifeinsteinsäure) bei Gipspiastern schon in geringen Zusatzmengen ab 0,01 Gew.—$ ("bezogen auf Plastergowicht) eine deutliche Abbindeverzögerung. L-¥einsäure i>:uss als einer der besten Verzögerer angesehen werden, da man mit ihr je nach Einsatzmenge gut abgestufte Verzögerungswerte erreicht. Ausserdem ergeben sich keine unerwünschten Auswirkungcm auf Festigkeit, Haftvermögen und Ausdehnungeverhalven. Nach Patent (Patentauweidung (interne Nr.5224 PY)

verfügt auch D,L-Weinsäure (Traubensäure, racemische Weinsäure) über diese guten Eigenschaften als Gipshilfsmittel.

Allerdings gibt es Fälle, bei denen 1- bzw. D,L-Weinsäure als Abbindeverzögerer bisher nicht eingesetzt werden konnten, weil sie bei einigen Gipsen zu überlangen Abbindezeiten führen oder weil bei anderen Gipspiastern die für Weinsäure typische lange Verzögerung der Endphase des Abbindeprozesses unerwünscht ist.

Bei weiteren Gipstypen, vornehmlich Maschinenputzgips, ist noch eine Steigerung der Wirksamkeit von Weinsäure als Abbindeverzögerer erwünscht.

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Zweck der Anmeldung sind Abbindeverzögerer, die auch bei Gipsplastern der vorgenannten Art zu technisch erwünschten Abbindezeiten führen.

Es wurde nun gefunden, daß meso-lfeinsäure in Abmischungen mit
L- oder D,L-Veinsäure bzw. deren Gemischen als Abbinderegulator für alle obengenannten Fälle den gewünschten Effekt bringt. Als besonders günstig erwies sich die Abmischung von meso- mit D , L-Weinsäure.

Dies ist insofern überraschend, da eigene Versuche gezeigt hatten, daß meso-Weinsäure allein als Abbindeverzögerer für marktgängige technische Plaster zwar eine bessere Abbindeverzögerung bewirkt als andere Fruchtsäuren - wie z.B. Zitronensäure - daß sie aber in ihrer Wirksamkeit deutlich hinter der L- Weinsäure bzw. D , L-Weinsäure zurückbleibt und daher im Vergleich zu diesen letzteren unwirtschaf■'· "".i.ch ist.

Meso-Weinsäure soll in den erfindungsgemäßen Aiibirdevnrzögc-rern einen Anteil vor- 5 bis OO °/c, vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-%,

haben. Der Abbinderegulator wird in Mengrn von 0,01 bis 0.5 Gew. ^o vorzugsweise 0,015 his 0,2 Gew.-%, bezogen auf den Gipsplasier, eingesetzt.

Mit diesen Abbindeverzögerern können also Gipspiaster, die auf Grund ihrer mineralogischen Herkunft, ihres Herstellverfahrens
oder ihrer Konfektionierung, z.B. mit Kalkgipsputz, schon auf
geringste Weinsäurezusätze mit überlangen Verzögerungszeiten und starken Schwankungen derselben reagieren, auf technisch übliche Abbindezeiten eingestellt werden, siehe Beispiel 1.

Durch den erfindungsgemäßen Abbindeverzögerer kann weiterhin
das Verhältnis von Versteifungsende zu Versteifungsbeginn ohne
Beeinträchtigung der Anfangsverzögerung günstig beeinflußt werden, siehe Beispiel 2 und 3·

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Im Falle von speziellen hochgebrannten Anhydritpiastern wie sie von verschiedenen Herstellern vor allem zur Konfektionierung von Maschinenputzgips verwendet werden - bewirken Zusätze der erfindungsgemäßen Abbindeverzögerer erheblich längere Abbindezeiten als gleiche Zusätze von L- bzw. D,L-Weinsäure bzw. meso-¥einsäure allein. Dabei muß der Abbindeverzögerer in einer solchen Menge angewendet werden, daßin dem fertigen Gipsplaster mindestens 0,04 Gew.-5$ von 1- oder D,L-Weinsäure oder einem Gemisch aus beiden anwesend sind.

Günstig erwiesen sich Zusatzmenge:?, ab 0,06 Gew.-^, die zumindest 50 $ aus L- oder D,L-Weinsäure oder dem Gemisch aus beiden "bestanden, siehe Beispiel 4 und 5·

Zur Herstellung soldier Abbindeverzögerer ki'nnen auch. Lösungen aus synthetischen Weinsäureprozessen verwendet v/erden, die Gemische aus D,L-lJsinsäure und mesu-Weinsäure enthalten, siehe Patent (Patentanmeldung P 25 OC 228.4-42).

Das Kornspektrum der als Abbindeverzögerer eingesetzten Weinsäuren soll weitgehend unter 200 μ liegen und zwar vorzugsweise zu mehr als 95 %·

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Auf diese Weise ist eine gute Vermischung des trockenen Abbindeverzögerers mit dem Gipspiaster gewährleistet, und eine lokale, zu hohe Konzentration an Weinsäure, die zu einer lokalen Absenkung des pH-Wertes führen könnte, wird vermieden.

Bei Verwendung von D,L-Weinsäure als Mischungspartner sollte eine derartige Menge Calciumhydroxid in dem Gipspiaster anwesend sein, dass der pH-Wert der 5 gew.-^igen wässrigen Aufschlämmung mindestens 11,51 vorzugsweise 12,00 bis herauf ZU denjenigen pH-V.^Terten bei Sättigung mit Calciumhydroxid ist.

Die Anmeldung wird an den folgenden Beispielen näher erläutert:

I? ei spiel 1

Kalkgipsputz ·

Zusammensetzung: CaSO/,. 6,5 %\ CaSOj^M/2 H₂O 40,3 %i

Mg CO3 -j CaCO₃ J5,S %\ Ca(OH)₂ 6,4 %\ unlöslich 2,4 %\

pH-Wert einer 5 proz. Aufschlämmung in Wasser * 12,7·

Wasser- Ausbreitmaß Zusatz j Verzögerer gipswert j (mm)

Versteifungs-Beginn ι Ende/Min,

0,380 0,38O 0,380

0,380

161 159 160

160

0,015 ' DL-Weinsäure
0,015 ' L -Weinsäure j

0,015 mcso-WS 60 Tie. j DL-V/S 40 Tie. j

0,015 ineso-WS 40 TIe. ! DL-WS 60 Tie. j

90 100

50 65

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Beispiel 2 Fertitonörtelgips

Zusammensetzung: CaSO^ 3,8 %; CaSOi_k· 1/2 H₂O 77,3 %;

Mg CO₃ 3,7 %\ CaCO₃ 2,3 #; Ca(OH)₂ 3,9 9$; unlöslich 4,5 #;

pH-Wert der 5 proz. Aufschlämmung in Wasser: 12,6·

Wasser- gipsvert	Ausbreitmaß (mm)	Zusatz	Verzögerer	Versteifungs- Beginn Ende (Min)	98 69
0,720 O,716	164	0,06 o,o6	L-Weinsäure raesc-WS 33 Tie. DL-WS 67 Tie.	52 56
Beispiel 3
P e r 15. ,c; in ö r t e 1 p; i ρ j?		*

Zusammensetzung: Ca-SOj₁ 2,6 %\ CaSO^* 1/2 H₂O 80_sA· %\

Mg CO₃ (l,8 %\ CaCO₃ 3,2 #; Ca(OH)₂ 1,0 unlöslich 5,7 Jo; -

pH-Wert einer 5 proz. Aufschlämmung in Wasser: 12,0.

Wasεer- gipsvrort	Ausbreitmaß (mm)	Zusatz	Verzögerer	Versteifungp- Beginn Ende (Min)	■ ι 175 I 100
0,640 0,660	173	0,05 0,05	L-Weinsäure meso-WS 47 Tie. DL-WS 53 Tie.	100 85	: I 125 j 230 : 120 j 175 ; I i
'.. · 0,640 ■-, · 0,650	165 * 161	0,07 0,07	L-Weinsäure meso-WS 47 TIe. DL- WS 53 TIe.

7 -

, 70981 3/0851

Beispiel

- 3f —

Maschinenputz,gips

Zusammensetzung: CaSOt₁ 52,5 %i CaSOl₁' 1 /2 UoO 29,6 5·°;

Mg CO₃ 4,0 #; CaCO₃ 4,2 %; Ca(OH)₂ 1,9 unlöslich 6,9 %\

pH-Wert der 5 proa. Aufschlämmung in 'iwser: 12,2

V7asser- gipswert	Ausbreitmaß (mm)	Zusatz !	Verzögerer	TIe TIe	Versteifungs- Beginn;Ende (Min)	I ⁷⁵	* * 100
O,434	I69	I 0,1	L-Weinsäure	TIe TIe			98
0,427	167	0,1	DL-Weinsäure	TIe TIc			155
0,427	170	0,1	meso~WS 35 DL-WS 65				185
0,427	.170	0,1	meso-WS DL-WS		59	118
0,427	165 -	0,1	meso-WS 55 DL-WS 45	58
Beispiel '5				93
Maschinenputζ£iρs			': 106
•

Zusammensetzung: CaSOZ₁ 38,9 %\ CaSOz₁* 1/2 H₂O 3£", ■» %;

Mg, CO₃ 6,1 Γ/'j CaC^₃ 8,3 %i Ca(CH)₂ 2,4 %\ unlöslich 8,3 %;

pH-Wert üer 5

. Aufschlämmung in Wasser; 12,3.

Wasser gipswert	Ausbreitmaß (mm)	Zusatz %	Verzögerer	Vers t e i Beginn	fungs- Ende (Min)
0,443	162	0,06	L-Weinsäure	70	125
• 0,448	158	0,08	π·	75	135
0,448	162	0,10	Il	90	155
0,448	160 ■	0,15	Il	130	240
'v O₁448	161	0,06	meso-WS 4'0 TIe. DL-WS 60 TIe.	75	130
χ. 0,448	162	0,08	It	93	190
0,448' j	160	0,10	11	110	215
0,448 I I	162	0,15	Il	i70	320

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Claims

Patentansprüche

1. Abbindeverzögerer für technische Gipspiaster, bestehend aus meso-¥einsäure in Abmischungen mit 1- oder D,L-Weinsäure bzw. deren Gemischen.

2. Abbindeverzögerer nach Anspruch 1, bestehend aus 5 bis Gew.-io meso-Weinsäure.

3. Abbindeverzögerer nach Anspruch 1 und 2, bestehend aus 20 bis 60 Gew.-$ meso-Weinsäure.

4. Gipspiaster mit 0,01 bis 0,5 Gew.-$ des Abbindeverzögers nach Anspruch 1 bis 3.

5. Gipspiaster mit einem Gehalt von 0,015 bis 0,2 Gev.~$ des Abbindeverzögers nach Anspruch 1 bis 4.

6. Gipspiaster nach Anspruch 4 und 5 mit einer solchen Menge Calciumhydroxid, daß der pH-Wert der 5-gew.-;/tigen "wässrigen Aufschlämmung einen Wert von 12 bis herauf zu demjenigen bis zur Sättigung mit Calciumhydroxid besitzt.

18.9.1975
PAT/Dr.3chae-P

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