DE2717276A1

DE2717276A1 - Gipsformerzeugnis und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2717276A1
Application number: DE19772717276
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Awata; Takashi Fushiki; Mitsuo Uchida
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1976-04-19
Filing date: 1977-04-19
Publication date: 1977-10-27
Also published as: AU2439977A; US4127628A; GB1543540A; JPS52127919A; AU508690B2

Description

lA-2009 ** 19. April 1977

MITSUBISHI CHEMICAL INDUSTRIES LTD., Tokyo , Japan

Gips-Formerzeugnis und Verfahren zur Herstellung desselben

Zusammenfassung

Es wird ein geformtes Gipsprodukt geschaffen, welches eine Matrix aus kristallinem Gips und aus in der Matrix gleichförmig verteilten verstärkenden Fasern, nämlich Glasfasern und Asbestfasern umfaßt und eine Mehrschichtstruktur hat mit mindestens einer Schicht höherer Dichte und mindestens einer Schicht niedrigerer Dichte, welche der Schicht höherer Dichte benachbart ist und kontinuierlich in diese übergeht, wobei das Gipsprodukt eine durchschnittliche scheinbare Schuttdichte von 0,3 bis 0,9 g/cm hat.

Die Erfindung betrifft einen Gips-Formkörper mit einer niedrigen durchschnittlichen scheinbaren Schüttdichte von 0,3 bis 0,9 g/cm und einer hohen Festigkeit sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.

In Jüngster Zeit fallen im Gefolge der Entschwefelung von Abgasen oder dgl. große Mengen Gips als Nebenprodukt an. Zur Vermeidung von Umweltverschmutzungen und zur effektiven Nutzung der Gipsnebenprodukte als Rohstoffquellen wurden verschiedenste Verwendungen, insbesondere als Baustoffe und

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Baumaterialien untersucht. Geformte Gipsprodukte haben als Einkompomponentenerzeugnis eine geringe Festigkeit. Die Festigkeit kann jedoch durch Einverleibung von verstärkenden Fasermaterialien verbessert werden oder durch Kompressionsformen unter Bildung eines Produkts hoher Dichte.

Wenn Gipserzeugnisse als Konstruktionsmaterialien verwendet werden sollen, z. B. als Feuerschutzmaterialien bei Stehlrahmenstrukturen von Gebäuden oder als feuerfeste Trennwände für hohe und mittelhohe Gebäude, so sind sowohl leichtes Gewicht als auch hohe Festigkeit erforderlich. Eine Gewichtsverminderung des Gipserzeugnöses kann dadurch herbeigeführt werden, daß man dem Erzeugnis eine Porosität verleiht. Bei der Herstellung derartiger poröser Formkörper wird jedoch die Festigkeit der Formerzeugnisse herabgesetzt. Die Gewichtsverringerung und die Festigkeitserhöhung von porösen Formkörpern sind einander entgegengesetzte Effekte. Es wurde daher bisher als schwierig oder unmöglich angesehen, geformte Gipserzeugnisse zu schaffen, welche sowohl ein geringes Gewicht als auch eine hohe Festigkeit haben.

Das britische Patent 1 204 541 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Gips-Formkörpern, wobei eine Mischung, hergestellt durch Dispergieren von Glasfasern in einer Aufschlämmung von hydraulischem Gips, in eine Form gegeben wird, worauf das Wasser durch Kompression aus dem Gemisch entfernt wird, so daß das Verhältnis Wasser/Gips sich dem minimalen erforderlichen Wert für die Hydratisierung des Gipses nähert, diesen Wert aber nicht unterschreitet.

Bei diesem Verfahren wird Jedoch die Festigkeit des Formerzeugnisses dadurch erhöht, daß man die Dichte erhöht und somit ein höheres Gewicht des Formerzeugnisses in Kauf nimmt. Die scheinbare Schüttdichte des Formkörpers ist dabei beträchlich hoch und liegt im Bereich von 1,4 bis 1,9 g/cm .

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US-PS 3 862 881 beschreibt geformte lamellenförmige Gipserzeugnisse aus Gipsdihydrat mit Lamellenstruktur. Gemäß dieser Patentschrift wird ein Gips-Formkörper hergestellt durch Abbinden von hydraulischem Gips (Gipssemihydrat) mit Wasser in einem Formkörper unter Druck unter Entfernung des überschüssigen Wassers. Dabei erhält man eine scheinbare Schüttdichte des Formkörpers von 1,5 - 2,2 g/cm

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen Gipsformkörper zu schaffen, welcher eine hohe Festigkeit hat sowie eine niedrige durchschnittliche scheinbare Schüttdichte.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gips-Formkörper gelöst, welcher eine Matrix aus kristallinem Gips und aus in der Matrix gleichförmig verteilten verstärkenden Fasern (mindestens Glasfasern und Asbestfasern) umfaßt und eine Mehrschichtenstruktur aufweist mit mindestens einer Schicht höherer Dichte und mindestens einer Schicht niedrigerer Dichte, welche kontinuierlich in die Schicht höherer Dichte übergeht.

Der erfindungsgemäße Gipsformkörper umfaßt eine Matrix aus Gips (CaSO₄ * ^2H2°)* ^{In dem} erfindungsgemäßen Formkörper weist der Gips eine übliche Kristallstruktur auf und wird der Einfachheit halber erhalten durch Hydratisieren der α-Form oder der ß-Form von Gipshalbhydrat (CaSO₄««H^O). Die dabei erhaltene Kristallstruktur ist nadelartig, plättchenartig, säulenartig oder teilchenartig und unterscheidet sich von der lamellarartigen Struktur des Gipses bei dem US-Patent 3 862 881. Der Gips des erfindungsgemäßen Gips-Formerzeugnisses hat eine Kristallstruktur, wie Naturgips. Andererseits kommt der lamellenförmige Gips gemäß US-PS 3 862 881 nicht in der Natur vor.

Es ist ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Gips-Formkörpers, daß er eine Mehrschichtenstruktur aufweist, mit mindestens einer Schicht höherer Dichte und mindestens

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einer Schicht niedrigerer Dichte, welche kontinuierlich in die Schicht höherer Dichte übergeht. Somit unterscheidet sich die erfindungsgemäße Mehrschichtstruktur von einem Gipserzeugnis, welches aus einer Gipsplatte niedriger Dichte und einer Gipsplatte hoher Dichte besteht, die mit Hilfe eines Klebers miteinander verbunden wurden und somit eine deutlich erkennbare Grenzfläche zeigen. Die Photographic des vertikalen Querschnitts des erfindungsgemäßen Gipserzeugnisses zeigt die einstückige Mehrschichtenstruktur bei der die Schichten unterschiedlicher Dichte in einander Übergehen. Daher kommt es bei dem erfindungsgemäßen Gipsformkörper, welcher nicht durch Klebeverfahren oder dgl. hergestellt wurde, nicht zur Ablösung der Schichten.

Die Schicht hoher Dichte hat eine glatte harte Oberfläche hoher Dichte und eine große Festigkeit gegen eine konzentrierte Belastung. Andererseits trägt die Schicht niedriger Dichte zur Gewichtsverminderung des Formerzeugnisses bei und diese führt ferner zu einer erheblichen Schallschluckwirkung, aufgrund der Porosität der Schicht niedriger Dichte. Somit hat das erfindungsgemäße Erzeugnis ausgezeichnete physikalische Eigenschaften und vereinigt die Vorteile der Schichten hoher Dichte und der Schichten niedriger Dichte. Die Dicke und Dichte der einzelnen Schichten kann variiert werden durch Auswahl des spezifischen Gewichtes der Gipsaufschlämmung, des Formdrucks und der Kompressionsgeschwindigkeit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Dabei erhält man verschiedenste Gips-Formkörper mit einer gewünschten Mehrschichtstruktur, je nach dem angestrebten Verwendungszweck.

Das erfindungsgemäße Erzeugnis hat eine Dichte von 0,2 bis 0,7 g/cm in der Schicht niedriger Dichte und eine Dichte von 0,4 bis 1,5 g/cm in der Schicht höherer Dichte und die Differenz der Dichten der Schicht höherer Dichte und der Schicht niedriger Dichte beträgt nicht weniger als

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0,1 g/cm und vorzugsweise mehr als 0,4 g/cm . Die Dicke einer jeden Schicht beträgt gewöhnlich 5 bis 100 mm im Falle der Schicht niedriger Dichte und 3 bis 3O mm im

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Falle der Schicht höherer Dichte, wenn das Erzeugnis für Bauzwecke verwendet werden soll.

Im folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines solchen Gips-Formerzeugnisses erläutert werden. Die erfindungsgemäßen Gips-Formkörper können erhalten werden durch Dispergierung von Glasfasern und Asbestfasern in einer wässrigen Aufschlämmung von hydraulischem Gips und durch Kompressionsformen unter Wasserentzug und unter spezifischen Bedingungen, worauf man den Gips abbinden läßt, so daß der hydraulische Gips in kristallinen Gips umgewandelt wird. Danach läßt man den erhaltenen Gipsformkörper trocknen.

Als hydraulischen Gips kann man Halbhydratgips der α-Form oder der ß-Form einsetzen. Dieser Halbhydratgips wird erhalten durch Dehydratisieren von Gipsdihydrat, z. B. Naturgips, oder dem Gipsnebenprodukt der Phosphorsäureherstellung, der Titanherstellung oder der Abgasentschwefelung oder dgl.

Handelsübliche Asbesterzeugnisse sind für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet. Im Hinblick auf die gewünschten Feuerfestigkeitseigenschaften des Formerzeugnisses ist es bevorzugt, Asbest mit einer Faserlängenverteilung von 7D oder mehr zu verwenden, bestimmt nach dem Quebec-Standard-Test, Asbesterzeugnisse mit einer Faserlängenverteilung von 6D - 4T sind im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit und die Kosten besonders bevorzugt. Geeignete Asbestarten umfassen Chrysotil, Amosit, Crocidolit oder dgl. Chrysotil ist besonders bevorzugt. Der Asbest wird vorzugsweise nach einer Schlagbehandlung in Wasser verwendet. Das Gewichtsverhältnis von Wasser zu hydraulischem Gips wird bei diesem Verfahren innerhalb des oben genannten Bereichs ausgewählt. Die Schlagbehandlung kann durchgeführt werden unter Verwendung herkömmlicher Schlagbehandlungsgeräte, z. B. Auflöser, Henschel-Mischer, Zerteilungsgeräte (Slash-finer oder Discre-finer) oder dgl.

Die Schlagbehandlung wird durchgeführt, um ein Naßvolumen

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(cm ) von 500 cm oder mehr zu erzielen. Das Testverfahren

ist in dem folgenden Beispiel angegeben.

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Unter dem Gesichtspunkt der Festigkeit des erhaltenen Gipsformkörpers sind lange Glasfasern bevorzugt. Die Handhabung der Glasfasern ist jedoch nicht einfach, wenn die Glasfaserlänge zu groß ist. Daher verwendet man gewöhnlich Stapelfasern mit einer Länge von 3 bis 25 mm. Die Glasfasern können mit einem Oberflächenbehandlungs- und Kopplungsmittel behandelt werden, z. B. mit Stärke, Polyvinylacetat, Silan, Boran oder dgl. Ferner kann man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Steinwolle zusammen mit Asbestfasern und Glasfasern einsetzen. Die entflockte Steinwolle wird gewöhnlich ohne Schlagbehandlung eingesetzt. Ferner kann man auch die rohe FlockenfUllwolle und die Wolle in Rollenform einsetzen.

Man kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verschiedenste Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Aufschlämmung mit Asbestfasern, Glasfasern und ggfs. Steinwolle anwenden. Zum Beispiel sind die folgenden Verfahren (a) bis (c) geeignet:

(a) Glasfasern werden mit einer wässrigen Aufschlämmung von Asbest, erhalten durch Schlagbehandlung, vermischt, wobei man eine wässrige Aufschlämmung von Asbest und Glasfasern erhält, worauf Gipshalbhydrat zugemischt wird.

(b) Gipshalbhydrat wird mit einer wässrigen Aufschlämmung von Asbest vermischt und dann gibt man die Glasfasern, falls erforderlich auch die Steinwolle, hinzu.

(c) Eine Mischung von Glasfasern und hydraulischem Gipspulver und falls erforderlich Steinwolle, wird mit einer wässrigen Aufschlämmung von Asbest vermischt.

Unter diesen Verfahren ist das Verfahren (a) besonders bevorzugt, daß in diesem Falle die Glasfasern besonders gleichförmig in dem Gips verteilt werden können. Bei der Mischungsbehandlung ist es bevorzugt, einen Mischer mit einem Turbinenruhrer, einem Paddelrührer oder einem Propellerruhrer oder dgl. zu verwenden, um auf die Mischung eine genügend große Scherkraft auszuüben und so eine ausreichende

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Durchmischung zu erzielen. Es ist insbesondere bevorzugt, einen mit einer axialen Turbine ausgerüsteten Nischer zu verwenden.

Die Menge von Asbest, Glasfasern und Steinvolle sind nicht kritisch, betragen jedoch gewöhnlich 1 bis 9 Gew.-% und vorzugsweise 3 bis 9 Gew.-% Asbest, 0,1 bis 5 Gew.-% und vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-% Glasfasern und vorzugsweise 3 bis 15 Gew.-% Steinwolle, bezogen auf den Formkörper. Die bei obiger Mischstufe eingesetzte Wassermenge muß die für eine Hydratisierung des Gipses erforderliche Wassermenge übersteigen und ausreichen, eine gleichförmige Verteilung der Fasern zu gewährleisten. Gewöhnlich wählt man die 1- bis 4-fache Gewichtsmenge des hydraulischen Gipses.

Wie bereits erwähnt, wird eine Gewichtsverminderung des Formkörpers durch Herbeiführung einer Porosität erzielt. Dies geschieht durch Trocknen unter Entfernung des überschüssigen Wassers nach der Kompression. Ferner kann man erfindungsgemäß eine weitere Gewichtsminderung dadurch herbeiführen, daß man ein Lufteinschließungsmittel verwendet. Bei Verwendung eines Lufteinschließungsmittels wird zunächst eine geschäumte Aufschlämmung erhalten, und dieser werden die einzelnen Bestandteile genttß den Verfahren (a), (b) oder (c) zugesetzt. Die verwendbaren Lufteinschließungsmittel unterliegen keinen Beschränkungen. Geeignet Lufteinschließungsmittel umfassen Natriumalkylsulfate,Natriumalkylbenzolsulfonate, Natriumpolyoxyäthylenalkylsulfate, Alkyldimethylbenzylammonlumchlorid, Natriumtrioxyäthylenalkylsulfat oder dgl. als oberflächenaktive Mittel. Gewöhnlich setzt man eine wässrige Lösung des oberflächenaktiven Mittels mit 5 bis 2000 ppm des oberflächenaktiven Mittels ein. Wenn man ein wasserlöslisches Polymeres, ζ. B. Polyvinylalkohol, Methylcellulose, Stärke, Harnstoffharz, Phenolharz oder dgl. zusammen mit dem Lufteinschließungsmittels verwendet, so werden die in der Gipsaufschlämmung gebildeten Schäume stabilisiert und die Festigkeit des Formerzeugnisses kann vorzugsweise erhöht werden. Die Menge des Polymeren kann je nach dem Vervendungs-

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zweck des Formkörpers ausgewählt werden. Unter dem Gesichtspunkt der Unbrennbarkeit und der Feuerfestigkeit des Erzeugnisses sind 0,5 bis 5 Gew.-% und speziell etwa 1 bis 3 Gew.-% bezogen auf den Formkörper bevorzugt.

Ferner kann man erfindungsgemäß weitere verstärkende Stoffe zusetzen, z. B. Pulpe, Vinylonfasern, Acrylfasern, Nylonfasern, Baumvollfasern und andere organische Fasermaterialien, Ferner kann man Hilfsstoffe zur Herabsetzung des Gewichts zusetzen, z. B. leichte Mineralfüllstoffe, wie calzinierten Vermiculit, calzinierten Pearlit, geschäumtes Wasserglas oder dgl. Die erhaltene wässrige Aufschlämmung von Gipshalbhydrat mit einem Gehalt an Asbestfasern und Glasfasern hat gewöhnlich eine scheinbare Dichte von 0,5 bis 1,6 und eine thixotrope Fließfähigkeit.

Bei der Kompressionsformstufe wird die wässrige Aufschlämmung in eine Metallform einer Kompressionsformmaschine gegeben und das Wasser wird von der oberen Fläche und/oder der unteren Fläche der Metallform entfernt. Wenn das Wasser sowohl der oberen als auch der unteren Fläche entzogen wird, so erhält man einen Formkörper mit einer Dreischichtenstruktur. Wenn das Wasser nur im Bereich einer Fläche entzogen wird, so erhält man einen Formkörper mit einer Zweischichtenstruktur· In der Kompressionsformstufe 1st das Gewichtsverhältnis von Wasser zu hydraulischem Gips nach dem Formen ein wesentlicher F_aktor. Auch der Formdruck ist wichtig. Es können verschiedene Formkörper durch Auswahl dieser Faktoren erhalten werden. Das Gewichtsverhältnis von Wasser zu hydraulischem Gips liegt im Bereich von 0,3 bis 3,75« Der Formdruck liegt

vorzugsweise Im BereiclTWn 0,05 bis 20 kg/cm (überdruck) und vorzugsweise 0,1 bis 10 kg/cm (überdruck) und speziell 1 bis 5 kg/cm (überdruck), wenn man ein Formerzeugnis mit einer Dreischichtenstruktur herstellt oder im Bereich

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von 1 bis 75 kg/cm (Überdruck) und vorzugsweise 5 bis 40 kg/cm (überdruck) wenn man ein Formerzeugnis mit einer Zweischichtenstruktur herstellt.

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Das Kompressions-Formverfahren wird gewöhnlich unter Verminderung des Gewichtsverhältnisses von Wasser zu hydraulischem Gips um mindestens 0,2 durchgeführt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Flg. 1 das Kompressions-Formverf ahren näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Kompressions-Formmaschine zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gips-Formerzeugnisses. Bei der Kompressions-Formmaschine handelt es sich um eine Vertikalpresse mit einem unteren Tisch 1 und einem oberen Tisch 2, einem Kompressionszylinder 3, einer Metallform 4 und einem Metallstempel 5, einer verschiebbaren Platte 6 und einer Formtrenneinheit Ferner ist in dem Metallstempel 5 ein Wasserauslaß 8 vorgesehen und zwischen der Metallform 4 und dem unteren Tisch ist eine Wasserfilterplatte 9 mit einem Wasserauslaß 8· vorgesehen, so daß das Wasser im Bereich der oberen und/oder unteren Fläche der Form entzogen werden kann. Der Auslaß 8 ist über eine Wasserfalle 10 mit einer Vakuumpumpe 11 verbunden. Sowohl auf der Fläche der Wasserfilterplatte 9 als auch auf der Fläche des Metallstempels 5 ist Jeweils ein Filtersieb mit 10 bis 250 Maschen/2,5 cm angeordnet, so daß das Wasser glatt der Gipsaufschlämmung entzogen werden kann. Unmittelbar nach der Herstellung (vor dem feststellebaren Abbinden des Gipses) wird die wässrige Aufschlämmung des Gipses mit den Asbest- und Glasfasern in die Metallform 4 gefüllt und durch Senkung des Metallstempels 5 einer Kompressionsformung unterzogen. Die Kompressionsgeschwindigkeit wird im Bereich von 1 nun/h bis 300 mm/sec ausgewählt. Die Kompressions-Haitezeit beträgt mindestens 1 min. Wenn man den hohen Druck für die Herabsetzung der Dicke des Formkörpers nach dem Abbinden des Gipses ausübt, so kann die Mehrschichtenstruktur des Formerzeugnisses zu Bruch gehen. Die Abbindezeit des Gipses kann eingestellt werden durch Zusatz herkömmlicher Abbindeverzögerer, z. B. durch Zusatz von Natriumeitrat oder durch Abbindungsbeschleuniger, wie Kaliumsulfat zur Gipsaufschlämmung. Nach dem Abbinden wird der in der Kompressionsformstufe gebildete Formkörper 12 aus der Metallform 4 herausgelöst und getrocknet.

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Der Grund für die Ausbildung der Mehrschichtenstruktur mit mindestens einer Schicht hoher Dichte und mindestens einer Schicht niedriger Dichte, welche kontinuierlich in die Schicht hoher Dichte übergeht, ist nicht geklärt. Es wird jedoch angenommen, daß der Grund hierfür in dem speziellen Phänomen der Dilatanz und/oder Rheopexie der dehydratisierten Oberfläche der Aufschlämmung unter dem mechanischen Effekt der Kompressionsformung zu sehen 1st, da die Gipsaufschlämmung eine beträchtliche thixotrope Fließfähigkeit hat.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gemäß den Beispielen 1 bis 5 wird ein leichter Gipsformkörper mit einer Dreischichtenstruktur erhalten. Gemäß den Beispielen 6 und 7 wird ein leichter Gipsformkörper mit einer Zweischichtenstruktur erhalten.

In den Beispielen wird das Naßvolumen (cm ) des Asbests

nach dem unten angegebenen Verfahren gemessen.

Im folgenden seien verschiedene Bereiche bevorzugter Ausführungsformen angegeben. Das Verhältnis der scheinbaren Dichte der Schicht hoher Dichte zu derjenigen der Schicht niedriger Dichte beträgt vorzugsweise 1 : 0,1 bis 0,9 und spezielle 1 : 0,1 bis 0,7. Das Verhältnis der Dicke der Schicht hoher Dichte zur Dicke der Schicht niedriger Dichte beträgt vorzugsweise 1 : 0,3 bis IO und speziell 1 : 0,5 bis 5. Die Mengenverhältnisse von Gips zu Glasfasern zu Asbest betragen vorzugsweise 1 : 0,001 bis 0/5 : 0,01 bis 0,1 und speziell 1 : 0,005 bis 0,05 : 0,03 bis 0,1.

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Messung des Naßvolumens;

In einen Zylinder mit 2000 cm Inhalt gibt man 7,5g Asbest, welcher einer Schlagbehandlung unterzogen wurde. Danach wird auf 2000 cm aufgefüllt. Sodann wird der Zylinder verschlossen und 30 mal pro Minute umgedreht. Nach 10 min wird der Zylinder wieder in die Ausgangslage zurückgebracht und

3 zwei Stunden stehengelassen. Das Volumen des Asbests (cm ) bei der Sedimentation wird abgelesen und als Naßvolumen bezeichnet. Die Dicke und das scheinbare Schuttgewicht des Gipsformkörpers sowie die Dicke und die scheinbaren Schüttgewichte der Schichten dieses Gipsformkörpers und die Ergebnisse der Biegefestigkeitsuntersuchung, der thermischen Schrumpfuntersuchung und des Schocktests sind in den Tabellen 2 und 3 angegeben. Dabei verfährt man gemäß den nachfolgenden Testmethoden:

Biegefestigkeit (JIS A-9510) Thermische Schrumpfung (JIS j Schocktest JIS A-1304 (10 kg Gewicht)

Thermische Schrumpfung (JIS A-9510 (1000 ⁰C, 3h))

In den Beispielen und Vergleichsbeispielen werden die folgenden Ausgangsmaterialien eingesetzt.

Gipshalbhydrat. hergestellt durch Yoshino Gypsum Co. Ltd.

α-Form (R) Highstone N-Form β-Form (R) Sakura Jirushi Güte A

Polyvinylalkohol. hergestellt durch The Nippon Synthetic

Chemical Industry Co., Ltd. PVA (R) N-300 (5%-ige wässrige Lösung)

Glasfasern, hergestellt durch Asahi Fiber Glass Co., Ltd. Stapelfasern

10 mm: Stärkebindemittel (R) CSlOHB 630B 13 mm: Polyvinylacetat, Bindemittel (R) CS13HB710

Asbest, hergestellt durch Carey Co., Kanada

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Lufteinschließungsmittel, hergestellt durch Taiko Fat and

Oil Co., Ltd.

Natriumtrioxyäthylenalkylsulfat (R) Taikol ESM

Steinvolle« hergestellt durch NIPPON STEEL CHEMICAL CO., LTD. entflockte Steinwolle (R) S-Fasern

Beispiel 1

In ein Schlaggerät (Slash-finer) gibt man 128 Gew.-Teile Wasser und 63 Gew.-TelIe Chrysotil (Asbest) mit einer Faserlängenverteilung von 6D-1 (gemessen gemäß Quebec Standard-Test), worauf das Ganze vermischt und geschlagen wird, so daß

man ein Naßvolumen von 500 cm erhält. Die wässrige Aufschlämmung von Asbest wird in einen Mischer überführt, welcher mit einer Axialturbine ausgerüstet ist und in dem 128 Gew.-Teile einer 5%-igen wässrigen Lösung von Polyvinylalkohol und als Lufteinschlußmittel 0,07 Gew.-Teile Natriumtrioxyäthylenalkylsulfat zu eine« Schaum mit einem Volumen von etwa dem 1,5-fachen des ursprünglichen Volumens gemischt wurden. Sodann gibt man 4,0 Gew.-Teile Glasfasern (Stapelfasern) mit einer durchschnittlichen Länge von 10 mm durch ein Sieb mit 30 mm Maschenweite zu der Mischung. Danach setzt man unter Rühren 102 Gew.-Teile Gipshalbhydrat der ß-Form hinzu, wobei man eine Gipsaufschlämmung mit einer scheinbaren spezifischen Dichte von 0,83 g/cm erhält. Die Aufschlämmung wird sofort in eine Metallform einer Formpresse gemäß Fig. 1 überführt und dann unter einem Druck von 0,60 kg/cm (überdruck) komprimiert, um das Wasser aus den beiden Auslässen 8 und 8· zu entfernen. Nach dem Abbinden und Härten wird das Produkt aus der Form genommen und bei 80 ⁰C während 36 h in einem Heißlufttrockner getrocknet. Dabei erhält man ein geformtes Gipserzeugnis. Die Dehydratisierungsmenge beträgt bei dem Kompressionsformvorgang 95 Gew.-Teile. Wenig oder kein Gips tritt aus.

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Beispiele 2 bis 5

Man arbeitet gemäß dem Verfahren des Beispiels 1. Geformte Gipserzeugnisse verden unter den Bedigungen der Tabelle 1 hergestellt.

VTgleichsbeispiel 1

Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispiels 1, wobei man jedoch keine Glasfasern bei der Herstellung der Gipsaufschlämmung einsetzt. Die geformten Gipserzeugnisse werden unter den Bedingungen der Tabelle 1 hergestellt.

Vergleichsbeispiel 2

Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispieles 1, wobei man die Glasfasern enthaltende Aufschlämmung in die Metallform gibt, härten läßt, dann der Form entnimmt und schließlich das geformte Gipserzeugnis trocknet.

Beispiel 7

In einen mit einer Axialturbine ausgerüsteten Mischer gibt man 109,5 Gew.-Teile Wasser, 172,2 Gew.-Teile einer 5%-igen wässrigen Lösung von Polyvinylalkohol und als Lufteinschlußmittel 0,25 Gew.-Teile Trioxyäthylenalkylsulfat. Die Mischung wird unter Rühren bis zu dem etwa 2,9-fachen des Anfangsvolumens geschäumt. Durch Schlagbehandlung einer Mischung von 63,1 Gew.-Teilen Wasser und 8,6 Gew.-Teilen Chrysotil-Asbest in einem Auflöser wird eine Asbestaufschlämmung hergestellt, welche ein Naßvolumen von 500 cm hat. Diese wird zu der geschäumten Lösung gegeben, worauf noch 3,7 Gew.-Teile Glasfasern hinzugesetzt werden. Das Ganze wird sorgfältig durchmischt. Dann gibt man 137,2 Gew.-Teile Gipshalbhydrat unter Rühren hinzu, wobei man eine Gipsaufschlämmung mit einer scheinbaren spezifischen Dichte von 0,57 g/cm erhält. Die Aufschlämmung wird sofort in eine Metallform der Kompressionsformmaschine gemäß Fig. 1

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überführt und dann unter einem Druck von 1,6 kg/cm (Überdruck) komprimiert, um das Wasser nur aus dem Auslaß 8 zu entfernen. Nach dem Abbinden und Härten wird das Produkt aus der Form genommen und während 48 h bei 80 ⁰C in einem Heißlufttrockner getrocknet. Dabei erhält man ein geformtes Gipserzeugnis mit einer Zweischichtenstruktur.

Beispiel 8

Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispiels 7, wobei man jedoch den Schäumvorgang bis zu dem 1,5-fachen Volumen führt und wobei man 3,0 Gew.-Teile Steinwolle hinzusetzt. Man erhält eine Gipsaufschlämmung mit einer scheinbaren spezifischen Dichte von 0,7 g/cm . Diese wird unter einem Druck von 20 kg/cm (Überdruck) geformt, um das Wasser zu entfernen und das Gipserzeugnis wird bei 80 ⁰C während 36 h in einem Heißlufttrockner getrocknet. Man erhält ein geformtes Gipserzeugnis mit einer Dicke von 45 mm und einer scheinbaren Schüttdichte (Raumdichte) von 0,58 g/cm .

Vergleichsbeispiel 3

Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispiels 7, wobei man jedoch keine Glasfasern zusetzt. Dabei wird das untere Filter unmittelbar nach dem Beginn der Kompression mit Gips und Asbest verstopft und die Aufschlämmung bindet ab und erhärtet ohne weitere Kompression. Das erhaltene Gipserzeugnis hat keine Zweischichtenstruktur.

Vergleichsbeispiel 4

Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispiels 8, wobei man keinen Asbest zusetzt. Dabei ist die Verteilung der Glasfasern in der Aufschlämmung ungleichförmig. Gemäß dem Verfahren des Beispiels 8 wird die Aufschlämmung unter Entfernung von Wasser komprimiert. In der unteren Schicht bilden sich eine Vielzahl von Faserklumpen (in der Nähe der dehydratisierten Fläche), welche das Produkt ungleichförmig

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machen. Ferner hat das Gipsformerzeugnis keine Zweischichtenstruktur.

Tabelle Beispiel

Test Nr.

Komponenten:* Gipshalbhydrat

Asbest Glasfasern

Lufteinschlußmittel

Gesamtwasser Steinwolle

ß-Form 102	ß-Form 204	6,6	ß-Form 102	ß-Form 102	ß-Form 102
(6D-1) 6,3	(5R-1) 12,5	-	(5R-1) 6,3	(6D-1) 6,3	(5R-1) 8,2
(10 mm)(10 mm) 4,0 8,0	500	(13 mm) 4,0	(10 mm) 4,0	(10 mm) 5,2
6,4	3,3	3,3	4,4
0,1^07	0,12	0,20	0,03
252	151	251	226

Gewichtsverhältnis Wasser:CaSO _A ·4η_ο0	2, V	48 j	2	,45)	1,	48	(2,461	1	,71
scheinbare Dichte der Aufschlämmung (g/cm³)	o,	83	1	,12	o,	69	0,49	1	,13

Kompresslons-Formbedingungen; Druck (kg/cm (überdruck))

0,60 0,35

Gewichtsverhältnis Wasser/CaSO₄·1/2H₂O 1,54 1,88

0,20 0,13 2,5 1,02 (1,71\ 1,01

* Alle Mengen sind in Gewichtsteilen angegeben.

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Fortsetzung Tabelle 1 **

Vergleich Beispiel Vergleich Test Nr. Z ~

Komponenten: Gipshalbhydrat

Asbest
Glasfasern

Lufteinschlußmittel

Gesamtwasser

ß-Form 153	ß-Form 102	ß-Form 137	ß-Form 137	ß-Form 137	ß-Form 137
(5R-1) 9,2	(6D-1) 6,3	(6D-1) 8,6	(6D-1) 8,6	(6D-1) 8,6	-
-	(10 mm) 4,0	(10mm) 3,7	(10mm) 3,7	-	(10mm) 3,7
4,9	6,4	8,6	8,6	8,6	8,6
0,15	0,07	0,25	0,25	0,25	0,25
195	252	336	336	336	336

Steinwolle	—	27	—	,47	—	,44	3,	0	·»	44	3	,44
Gewichtsverhältnis Wasser/CaSO₄ .-^HgO	1,	89	2	,83	2	,57	2,	44	2,	57	2	,70
scheinbare Dichte der Aufschlämmung (g/cm³)	o,	0	0	o,	70	o,	0

Kompressions-Formbedingungen:

uck))
0,20 0 16 16 16 16

Druck (kg/cm (überdruck)) Gewichtsverhältnis Wasser/CaS0₄.|H₂0 >l,00 - 1,17 1,03 Alle Mengen sind in Gewichtsteilen angegeben.

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Tabelle 2 Bemerkung; *** : ( ) scheinbare Dichte

Test-Nr. Dicke scheinbare Schüttdichte der scheinbare Biege- Therm. Schock-(mm) Dreischichtenstruktur Schüttdichte festig- Schrump- test
(g/cm ) und Dicke (mm)*** d.Formkör- keit fung

Vorder- Kern seite

Rückseite

pers ~
(g/cm^d)

	1	47	(0,68) 5	(0,40) (0,68) 37 5	0,46	\J, Ot	40,5	7,1	gut
	2	87	(0,85) 5	(0,48) (0,85) 77 5	0,52	0,58	-	-	-
r-» φ	3	48	-	-	0,46	_	25,3	5,6	-
eispi	4	47	(0,80) 8	t}27) (0,80) 31 8	0,45		15,2	5,7	-
	5	48	(0,8) 5	(0,69) (0,80) 30 5	0,72	-	-	-
•	1	50	keine Dreischichten struktur	>1	-	-	-
Verj	2	50	keine Dreischichten struktur	0,46	20,0	-	-
	6	55	(1,04) 10	Tabelle 3	15	6,0	gut
isp	7	45	(1,25) 5	— (0,43) " 45	18	—	—
	3	—	*0,50) ~ 40			_
	4		keine Zweischichten struktur
I Verj	keine Zweischichten struktur

Claims

_vl. Gips-Formerzeugnis mit einer Matrix aus kristallinem Gips (CaSO₄*2H₂O) und gleichförmig darin verteilten verstärkenden Fasern in Form von 0,1 bis 5 Gew.-% Glasfasern und 1 bis 9 Gev.-% Asbestfasern und mit einer

3 scheinbaren Schüttdichte von 0,3 bis 0,9 g/cm ,

gekennzeichnet durch eine Mehrschichtenstruktur mit mindestens einer Schicht höherer Dichte mit einem scheinbaren Schuttgewicht von 0,4 bis 1,5 g/cm und mindestens einer kontinuierlich in die Schicht höherer Dichte übergehenden Schicht niedrigerer Dichte mit einem scheinbaren Schüttgewicht von 0,2 bis 0,7 g/cm , wobei der Dichteunterschied zwischen den Schichten

3 höherer und niedrigerer Dichte weniger als 0,1 g/cm

beträgt.
2. Gips-Formerzeugnis nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 0,5 bis 5 Gew.-% Glasfasern und 3 bis 9 Gew.-% Asbestfasern, bezogen auf das Formerzeugnis.
3. Gips-Formerzeugnis nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichteunterschied zwischen den Schichten höherer und niedrigerer Dichte nicht weniger als 0,2 g/cm beträgt.
4. Gips-Formerzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch drei kontinuierlich ineinander übergehende Schichten, nämlich zwei Außenschichten höherer Dichte und eine mittlere Schicht niedrigerer Dichte.
5. Gips-Formerzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Schicht höherer Dichte und eine kontinuierlich in diese übergehende Schicht niedrigerer Dichte.

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6. Verfahren zur Herstellung eines Gips-Formerzeugnisses nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man aus hydraulischem Gips, Wasser und mindestens Glasfasern und Asbestfasern umfassenden verstärkenden Fasern eine Aufschlämmung bildet, diese in eine Form einer Kompressionsformmaschine füllt und bei einem Druck von 0,05 bis 20 kg/cm (überdruck) unter Entfernung des überschüssigen Wassers von der Oberseite und der Unterseite bzw. bei einem Druck von 1 bis 75 kg/cm (überdruck) unter Entfernung von Wasser entweder von der Oberseite oder von der Unterseite der Form zu einem Formkörper preßt und diesen abbinden, erhärten und trocknen läßt, so daß man eine Dreischichtenstruktur mit einer mittleren Schicht niedrigerer Dichte und zwei sich an diese kontinuierlich anschließende Schichten höherer Dichte, bzw. eine Zweischichtenstruktur mit einer Schicht niedrigerer Dichte und einer sich kontinuierlich an diese anschließende Schicht höherer Dichte erhält.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Mischstufe ein Lufteinschlußmittel zusetzt.

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