DE2720463A1

DE2720463A1 - Verfahren zur herstellung von formlingen aus calciumsulfatdihydrat

Info

Publication number: DE2720463A1
Application number: DE19772720463
Authority: DE
Inventors: Jan Martinus Jozef Maria Bijen; Peter Antonius Marie Kleinjans
Original assignee: Stamicarbon BV
Current assignee: Stamicarbon BV
Priority date: 1976-05-08
Filing date: 1977-05-06
Publication date: 1977-11-24
Also published as: CA1090377A; NL7604948A; ES458593A1; ZA772739B; OA05799A; BE854355A; GB1568884A; JPS52141835A; LU77273A1; FR2350312A1; BR7702957A; IT1079014B

Description

Or. F. Zumetein ten. - Dr. E. Asemann Dr. R. Koenitisberg3r - Dl·-;!. .Τ'ίι ι R Holzbauer Dipl. - Ing. Γ-. Kl^g:?:;; ι - )r. i !ui.^tain jun.

P a I β Ii ι a Ii ν." j ! ΐ j 8 München 2, Bräuhaueerrafle 4

■STAMICARBOK B.V., GELEEN (Niederlande) Verfahren zur Herstellung von Formungen aus Calciumsulfatdihydrat

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formungen

durch Pressen eines feuchten Gemisches von CaSO .2HO von beliebiger Herkunft,

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Zement und Sand.

Bekanntlich können durch Pressen eines feuchten Gemisches aus CaSO..2H„O

und Zusatzstoffen Formlinge hergestellt werden. Es kann sich bei CaSO .2H 0 um Naturgips aber auch insbesondere un Chemiegips handeln, der z.B. bei der Phosphorsäuregewinnung anfnilt. Als Zusatzstoffe können CaSO .£h.O (gebrannter Gips), CaSO (Anhydrit), Kalk, Zement, Sand oder Kombinationen dieser Stoffe verwendet werden.

Bisher sind beim Pressen von Formungen auf Basis der obigen Gemische zufriedenstellende Resultate ausgeblieben. £s gibt stets einen oder mehrere der folgenden Nachteile:

(1) Das Gemisch ist, was die Selbstkosten betrifft, nicht optimal. Eine Beziehung zwischen dem anzuwendenden Pressdruck (Presskosten) und der Zusammensetzung des Gemisches (Rohstoffkosten) ist nicht bekannt. Meistens müssen sehr hohe

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Pressdrucke (z.B. 4OO kg/cm ) angewandt werden, um Formlinge mit einer Druck-

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festigkeit von 150 kg/cm , wie sie fur Bausteine tragender Konstruktionen erforderlicht ist, zu erhalten. Die normalubliehen Pressen liefern diesen

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Druck nicht;

(2) Die Formlinge sind meistens nur gering wasserbeständig. Ohne Zusatz von SpezialChemikalien tritt das sog. 'Ausblühen' auf;

(3) Der Wasserhaushalt ist sehr unwirtschaftlich. Bei Anwendung von feuchtem Chemiegips muss thermisch getrocknet oder es müssen viel Zement, gebrannter Gips oder trockner Anhydrit und Kalk eingesetzt werden. Auch hier spielen die Selbstkosten eine grosse Rolle;

(4) Die Gemische sind meistens schlecht verarbeitbar. Sie haften u.a. am Stempel der Presse.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nunmehr die Bestimmung einer Beziehung zwischen dem Pressdruck und der Zusammensetzung eines gemisches aus CaSO .2H O, Zement und Sand, mit deren Hilfe zum Erreichen einer Enddruckfestig-

keit der Pressformlinge zwischen 135 und 165 kg/cm , vorzugsweise von ca.

150 kg/cm , ein optimales Verhältnis zwischen den Presskosten und den Selbstkosten der einzelnen Komponenten ermittelt werden kann. Ausserdem soll sich das Gemisch leicht verarbeiten lassen und sollen die Formlinge weitgehend wasserbeständig sein, und keine Neigung zum ausblühen zeigen.

Erfindungsgemäss erreicht man dies, wenn man die Beziehung zwischen dem Pressdruck P (in bar) und dem Sandgehalt Z (in Form von SiO in Gew.-% bezogen auf

das Trockengewicht des CaSO .2H 0) nach der Formel P = 0,06 (6QrZ) + 90 bis

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0,12 (60-Z ) + 90 wählt, ferner das Gemisch 8 bis 15 Gew.-% Zement, bezogen auf das Trockengewicht von CaSO .2H 0 und Sand, enthält, eine Feuchtigkeit zwischen 5 und 20 Gew.-% aufweist und man die Formlinge nach dem Pressen mindestens zwei Tage konditionieren lässt; und auf diese Weise Formlinge mit

2 einer Druckfestigkeit zwischen 135 und 165 kg/cm erhalten werden.

Pressdruck und Sandgehalt zeigen eine deutliche Beziehung zueinander, die die Schaffung eines Formlinge von der gewünschten Druckfestigkeit ermöglicht. Als gunstig ist hier anzusehen, dass relativ niedrige PressdrUcke und ein relativ hoher Sandgehalt genügen.
Letzteres hat zusätzliche Vorteile und zwar:

(1) ein relativ hoher Sandgehalt ermöglicht die Anwendung von nasserem Gips, z.B. von Chemie-gips von der Phosphorsäurebereitung;

(2) ein höherer Sandgehalt verbessert die Verarbeitbarkeit des Gemisches;

(3) ein höherer Sandgehalt ergibt eine niedrigere Radio-aktivität der Formlinge, wenn von der Phosphorsäureherstellung stammender Chemiegips verwendet wird.

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Ein Sandgehalt zwischen 25 und 4 0 Gew.-% ist günstig; es ist dabei ein Pressdruck von ca. 150 bar anzulegen. Bei diesem Druck können Pressen eingesetzt werden, wie sie in der Kalksandsteinindustrie Üblich sind. Grobsand wird bevorzugt. Eine Korngrösse bis ca. 4 mm ist brauchbar, vorzugsweise mit einem geringen Anteil unter 250 Mikron, z.B. nicht mehr als 10 Gew.-%. Ein bestimmter Vorzug schliesst die Anwendung anderer Grössenverteilungen nicht aus. Das Sand umfasst auch Materialen wie geblähter Ton, Schiefer oder Mica.

Der Zementgehalt liegt innerhalb optimaler Grenzen, d.h. Einsatz von mehr Zement verursacht einen zu starken Anstieg des Selbskostenpreises, bei weniger Zement ist die Festigkeit des Formlings unzureichend. Ein Zementgehalt zwischen 10 und 13 Gew.-% ist zweckmässig. Bei zu hohem Zementgehalt tritt auch eine hinderliche Ettringitbildung auf, wodurch die Formlinge rissig werden. Aus diesem Grunde wird denn auch Portlandt-Zement bevorzugt; für eine genügend schnelle Aushärtung hat Portlandt-Zement B den Vorzug. Die Formlinge zeigen eine grössere Wasserbeständigkeit als gemäss der Giessmethode auf Basis des Halbhydrats hergestellte Gipsformlinge. Ein Nachlassen der Druckfestigkeit in einer Umgebung mit einer relativen Feuchtigkeit von 100 % lässt sich nicht feststellen. Indem man die Formlinge wenigstens zwei Tage bei einer relativen Feuchtigkeit von 80 bis 100 % konditioniert, wird ein störendes 'Ausblühen dieser Formlinge vermieden.

Die Feuchtigkeit des Gemisches kann durch CaSO .2HO, z.B. durch filtrierten, zentrifugierten oder an der Luft getrockneten Chemiegips, durch feuchten Sand oder durch beides verursacht werden. Als Mindestmenge ist der Wert anzusetzen, bei dem der Zement gerade noch abgebunden wird; als Höchstwert gilt diejenigeMengQ welche Pressen des Gemisches noch ermöglicht.

Die Erfindung wird durch Beispiele erläutert. In der Graphik von Abb. 1 ist die Beziehung zwischen dem Pressdruck und der Druckfestigkeit von Formungen im Format 20 χ 10 χ 5 cm angegeben. Als Ausgangsstof dient von der Phosphorsäuregewinnung stammender Gips (CaSO .2H 0). Der Wassergehalt im Sand beträgt 16 Gew.-% (Normsand gemäss NEN 3072). Der Anteil an Portlandzement B beträgt stets 12,5 Gew.-% bezogen auf Trockengips und Sand. Auf die

Abszisse ist der Pressdruck in kg/cm und auf die Ordinate die Druckfestigkeit der anfallenden Formlinge aufgetragen. Die Linien 1, 2 und 3 bezeichnen die Beziehung zwischen Pressdruck und Druckfestigkeit der Formlinge mit folgender Zus aminen s e tzung:

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Linie 1: kein Sand zugemischt;

Linie 2: 30 Gow.-% Sand, bezogen auf trocknen CaSO .2HO;

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Linie 3: 40 Gew.-% Sand, bezogen auf trocknenes CaSO .2II_o0

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Linie 1 zeigt, dass nur mit hohen Pressdrucken (über 400 bar) eine

Druckfestigkeit von 150 kg/cm erreichbar ist. Durch Beigabe von 30 bezw.

40 Gev.-% Sand (bezogen auf Trockengips) wird letzterer Wert schon bei einem

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Pressdruck von 150 bezw. 125 kg/cm erreicht (Linien 2 und 3). Der höchste Sandanteil (Linie 3) ergibt bei Drucksteigerung Druckfestigkeiten, die wosent-

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lieh Über 150 kg/cm liegen können. Bei einem Pressdruck von 400 kg/cm wird

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eine Druckfestigkeit von 300 kg/ein erreicht. Eine so hohe Druckfestigkeit wird normal nicht fUr 'Bausteine¹ fUr tragende Konstruktionen benötigt. Aus dem Diagramm ergibt sich somit ausserdem, dass beim Zusatz von ca. 30 Gew.-% Sand bezogen auf Trockengip:; (Linie 2) das gewUschte Resultat bereits bei

Anwendung der normal Üblichen Pressdrucke in der Grössenordnung von 150 kg/cm

erreicht wird. Andere Zusatzstoffe zum Gemisch, wie z.B. Plastifiziermittel, oder die Verwendung grosser Mengen Feinsand können weitere Abweichungen von der gezeigten Formol in der Grössenordnung von +_ 10 % verursachen. Allgemein gilt, dass diese Abweichungen im Ralimen der vorliegenden Erfindung liegen. Die Erfindung erfasst schliesslich auch die im wesentlichen aus

Gips (CaSO .2H 0) bestehenden Formlinge mit einer Druckfestigkeit von Über

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100 kg/cm und in ihnen einen Anteil von 25 bis 35 Gew.-% Sand und von 8 bis Ii Gew.-% Zementstein.

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Le e rs e i t e

Claims

2770463 PATENTANSPRÜCHE

1.) Verfahren zur Herstellung von Formungen durch Pressen von CaSO .2H O von beliebiger Herkunft, Zement und Sand, dadurch gekennzeichnet, dass man die Beziehung zwischen dem Pressdruck P (in bar) und dem Sandgehalt Z in Gew.-%,

2 bezogen auf trocknes CaSO .2H O nach der Formel P = 0,06 (60-Z) + 90 bis

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0,12 (60-Z) + 90 Wählt, das Gemisch 8 bis 15 Gew.-% Zement, bezogen auf das Trockengewicht von CaSO .2HO und Sand, enthält und einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen 5 und 20 Gew.-% aufweist, man die Formlinge nach dem Pressen mindestens zwei Tage konditionieren lasst, wobei sich Formlinge mit einer Druck-

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festigkeit zwischen 135 und 165 kg/cm bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sandanteil 25 bis 40 Gew.-% betrögt, bezogen auf das Trockengewicht an CaSO .2H 0.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sand eine Korngrösse bis 4 mm aufweist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet,dass die Grosse der Sandkorner unter 250 μ nicht mehr als 10 Gew.-% betragt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sand auch Materialien wie geblähter Ton, Schiefer oder Mica umfasst.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zementgehalt ca. 10 bis 13 Gew.-% betragt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet,dass Portlandtzement-B verwendet wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Formlinge bei relativ hoher Feuchtigkeit konditioniert.

9. Formungen erzeugt durch Pressen von CaSO .2H 0 von behebiger Herkunft nach dem Verfahren der Ansprüchen 1-8.

10. Im wesentlichen aus Gips (CaSO .2H_nO) bestehende Formlinge, dadurch gekennzeichne

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dass die Druckfestigkeit mehr als 100 kg/cm betragt und in ihnen einen Anteil von 25 bis 35 Gew.-% Sand und 8 bis 15 Gew.-% Zementstein anwesend sind.

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ORIGINAL INSPECTED