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Mischung zum Beschleunigen des Abbindens von kalziniertem
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Gips und dadurch gebildetes Produkt
Die vorliegende
Erfindung betrifft das Verfahren des Abbindens einer Aufschlämmung von kalziniertem
Gips und insbesondere eine Mischung zum Hinausschieben der Beschleunigung des Abbindens
einer wässerigen Aufschlämmung von kalziniertem Gips um Wandplatten oder Verputzplatten
aus Gips zu bilden.
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Gipsplatten oder Verputzplatten sind seit langem ein Massen-Handelsprodukt.
Im allgemeinen wird eine Gipsplatte hergestellt durch Dispergieren von kalziniertem
Gips in Wasser und Zusatz eines leichten, vorausgebildeten Schaums, um die Enddichte
der Aufschlämmung und der nachfolgenden Platte einzustellen. Zusätze, welche üblicherweise
in kleinen Mengen verwendet werden, umfassen Beschleuniger, Bindungs-Schutzmittel,
faserige Verstärkungen und Konsistenz-Verminderer.
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Typische Beschleuniger sind Kalziumsulfat-Dihydrat, Kaliumsulfat,
Ammoniumsulfat und Aluminiumsulfat. Bindungs-Schutzmittel sind üblicherweise Getreidemehle
oder Stärken. Die faserigen Verstärkungen können entweder auf Cellulose- oder Glasbais
sein. Konsistenz-Verminderer sind typischerweise die Lignosulfonate, von denen das
Ammonium-Lignosulfonat besonders vorteilhaft ist. Diese Zusätze werden in geringen
Mengen in Bezug auf das Gesamtgewicht des Plattenkerns eingesetzt und stellen insgesamt
weniger als 5 %, üblicherweise weniger als 2 % des Gewichts des fertigen Kerns dar.
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Die Aufschlämmung von kalziniertem Gips, welche die erwünschten Zusatzbestandteile
enthält, wird in kontinuierlichen Mischern hergestellt, wie z.B. einer Primär-Sekundär-Mischerkombination,
die in der US-Patentschrift 3 359 146 beschriebenist, oder einem vielstufigen Mischer,
der in der US-PS 2 660 416 beschrieben ist. Die vermischte Aufschlämmung wird kontinuierlich
auf einer Papierabdeckbahn abgelagert, welche sich unterhalb des Mischers bewegt.
Eine zweite Papierabdeckbahn wird darüber aufgebracht und die Platte unter einer
Rolle oder Rollen geleitet, um die Dicke einzustellen.
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Der so gebildete endlose Streifen wird auf einem Bandförderer weitergeleitet,
bis der kalzinierte Gips abgebunden ist und
der Streifen wird danach
zu Platten der gewünschten Länge geschnitten, welche durch einen Trocknungsofen
gefördert werden, um die dhschüssige Feuchtigkeit zu entfernen.
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Die üblichAte Art eines zum Abbinden einer Aufschlämnrnng von kalziniertem
Gips verwendeten Beschleunigers ist Kalziumsulfat-Dihydrat. Dieses Material; ist
in vielerlei Arten bekannt, von denen viele verwendbar sind, wenn sie richtig durch
Vermahlen auf einen hohen Feinheitsgrad vorbereitet sind. Ein derartiges Material
hat sich als hervorragender Beschleuniger erwiesen. Es wurde jedoch festgestellt,
daß, wenn das Material vor der Verwendung gelagert wird, es in hohem Maß dem Kalziniertwerden
ausgesetzt ist, insbesondere in Gegenwart von calciniertem Gips, der noch warm abgesackt
wurdeSoder allgemein in Gegenwart von Feuchtigkeit oder Wärme. Die US-PSen 2 078
199 und 3 813 312 haben beschrieben, daß, wenn Zucker oder lösliches Dextrin zusammen
mit dem Kalziumsulfat-Dihydrat in der Kugelmühle vermahlen werden, das Slaterial
zum Verhindern der Entwässerung des Beschleunigers wirkt, sogar wenn es bei der
Lagerung verschiedenen atmosphärischen Bedingungen unterworfen ist.
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Ferner hat die US-PS 3 870 538 beschrieben, daß Stärke zusammen mit
Kalziumsulfat-Dihydrat fein vermahlen werden kann, um als Schutz für den Beschleuniger
zu dienen. Diese Materialien, insbesondere Zucker, wurden jedoch in einem Ausmaß
verteuert, das ihre Verwendung so gut wie verbietet.
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Es ist daher ein Ziel der vorlieyenden Erfindung, eine neue Mischung
zum Beschleunigen der Abbinde Reaktion einer wässerigen Aufschlämmung von kalziniertem
Gips zu schaffen.
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Ein weiteres Ziel ist es, eine Mischung der beschriebenen Art zu
schaffen, die ihre Wirksamkeit auch unter den wechselnden atmosphärischen Bedingungen,
die üblicherweise während der Lagerung vorliegen, aufrechterhält.
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Ein weiteres Ziel ist es, eine Beschleunigermischung zu schaffen,
welche verhältnismäßig billig ist.
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Noch ein anderes Ziel ist es, eine Beschleunigermischung
zu
schaffen, welche die Festigkeit der fertigen Platte erhöht.
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Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Hydratation einer
Aufschlämmung von kalziniertem Gips so zu lenken, daß ein verhältnismäßig langsamer
Temperaturanstieg während der frühen Abschnitte der Hydratationszeit, wie z.B. während
der ersten drei Minuten erfolgt, worauf gegen das Ende der Hydratationszeit ein
sehr schneller Temperaturanstieg folgt.
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Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens
zur Herstellung von Gipswandplatten und eines nach diesem Verfahren rgestellten
Produkts, das eine hervorragende Festigkeit und ausgezeichnete haftung zwischen
dem Kern aus hydratisiertem Gips und den daran gebundenen Papierabdeckbahnen aufweist.
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Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sic
aus der nachfolgenden Beschreibung.
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Erfindungsgemäß wird eine Mischung zum Beschleunigen des Abbindens
einer AufschlAmmung von kalziniertem Cips durch feines Vermsichen oder gemeinsames
Vermahlen von Kalziumsulfat-Dihydrat und einem Lignosulfonat hergestellt. Die erhaltene
Beschleunigermischung kann während ausgedehnter Zeitspannen gelagert und danach
einer Gipsaufschlämmung zugefügt werden. Die Beschleunigermischung vermindert wesentlich
die Hydratationszeit und ergibt eine Gipsplatte mit hervorragenden Eigenschaften.
Die Lignosulfonate sind billige Materialien und werden üblicherweise bei Gipsaufschlämmungen
eingesetzt, um den Wasserbedarf zu vermindern. Falls erwünscht, kann die Menge an
Lignosulfonat, welche zur 11erstellung des Beschleunigers zugesetzt wird, von der
Menge, welche zur Verminderung des Wasserbedarfs eingesetzt wird, abgezogen werden,
da das der Beschleunigermischung zugesetzte Lignosulfonat auch zur Verminderung
des Wasserbedarfs wirken kann. Jedoch ist die zur Herstellung des Beschleunigers
verwendete Menge und ihr Preis fast zu vernachlässigen, so daß eine Einsparung selbst
ohne Nutzung dieses Behelfs erzielt wird.
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Im allgemeinen können von etwa 0,5 bis etwa 99 % Lignosulfonat, bezogen
auf das Gesamtgewicht der Beschleunigermischung
verwendet werden,
wobei der bevorzugte Bereich etwa 3 bis etwa 25 % beträgt.
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Die Lignosulfonateoder Lignhsulfonate, wie sie manchmal genannt werden,
sind dann ionische Polyelektrolyten mit zwischen 1000 und 20000 welchselnden Molekulargewichten.
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Sie werden als Abfallprodukte der SulfitrPulpeherstellung aus Holz
erhalten und werden entweder in der erhaltenen Form eingesetzt oder anders zur Erhöhung
der Reinheit und Oberflächenaktivität weiterverarbeitet. Die organische Struktur
der Materialien ist noch nicht völlig sichergestellt, es ist aber bekannt, daß die
zugrundeliegende Lignin-Monomereneinheit ein substituiertes Phenylpropan ist.
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Es kann theoretisch angenommen werden, daß eine sich wiederholende
Einheit des polymeren Lignosulfonats die nachfolgende, in der Tabelle I gezeigte
Struktur haben könnte.
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T a b e 1 1 e 1
Lignosulfonate werden von vielen Firmen unter verschiedenen Markenbezeichnungen
in den Handel gebracht. Eine Anzahl von Lignosulfonat-Materialien werden von der
American Can Company, Greenich, Connecticut, hergestellt und verkauft und sind in
der nachstehenden Tabelle II unter ihren Markenbezeichnungen zusammen mit ihren
chemischen Analysen und physikalischen Kennzahlen aufgezählt. Die Materialien werden
durch Reinigung von rohem Lignosulfonat hergestellt.
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Tabelle 2: Typische Analyse (bezogen auf Feuchtigkeitsfreiheit) Marasperse
Marasperse Marasperse C-21 CB N-22 pH-Wert (3 %ige Lösung) 7,0-8,2 8,5-9,2 7,5-8,5
Gesamtschwefel als S (%) 6,8 2,6 7,3 Sulfatschwefel als S (%) 0,3 0,1 1,0 Sulfitschwefel
als S () 0,09 0 0,12 CaO (%) 5,2 0,03 0,55 MgO (%) 03 Spur 0,3 Na2O (%) 6,1 9,9
13,2 Reduzierende Zucker (%) 1,5 0 0,8 OCH3 (%) 7,9 12,7 7,7 Physikalische Kennzahlen
Marasperse Marasperse Marasperse C-21 CB N-22 Übliche Form Pulver Pulver Pulver
Feuchtigkeitsgehalt (max. % H20) 7,5 8,0 7,0 Farbe Braun Schwarz Braun Schüttgewicht
(lbs./cu.ft.) 35-40 43-47 35-40 Löslichkeit in Wasser (%) 100 100 100 Löslichkeit
in ölen und den meisten organischen Lösungsmitteln (%) 0 0 0 Oberflächenspannung
der 1%igen Lösung (dyn/cm) 49,4 51,4 52,8
Die nachstehenden Lignosulfonate
werden auch von der American Can Company hergestellt und sind unmodifizierte oder
teilweise modifizierte Organica, welche aus der Sulfit-Pulpeherstellung aus Holz
stammen. Diese Materialien enthalten Lignosulfonate eines weiten Bereichs der Molekulargröße,
Oligosaccharide, sowie Holz zucker oder Holz zucker-Derivate. Die Materialien und
ihre Analysen und Eigenschaften sind nachstehend in Tabelle 3 gemäß den Bulletin
No. 131 der American Can Company angeführt.
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Typische Analyse (bezogen auf Feuchtigkeitsfreiheit) Norlig Norlig
Norlig Norlig Norlig Norlig Norlig Norlig Norlig Norlig 11 11g 11h 41 41g 41h 11d
11da 12 21c pH-Wert (3%ige Lösung) 4,0-4,5 6,0-7,5 6,0-7,5 3,3-3,5 6,0-7,5 6,0-7,5
7,5-9,2 3,5-4,5 3,0-3,7 7,3-8,7 Gesamtschwefel als S (%) 5,4 5,1 4,9 5,9 5,8 6,1
5,3 5,6 5,5 6,0 Sulfatschwefel als S (%) Spur 0,2 0,2 0,1 0,1 5,7 0,3 0,5 0,2 0,3
CaO (%) 6,3 5,8 7,5 5,1 5,7 7,7 12,6 6,4 0,6 5,6 MgO (%) 0,3 0,3 0,3 0,3 0,2 0,3
0,34 0,3 0,2 0,2 Na2O (%) -- 2,5 -- -- 3,3 -- -- Spur 5,4 4,8 Reduzierende Zucker
(%) 21,4 18,0 18,0 17,3 16,2 16,0 2,5-5,0 2,0-5,0 21,0 weniger als 4,0 OCH3 (%)
8,8 8,6 8,7 9,3 8,8 8,8 8,2 9,2 8,7 7,8 Physikalische Kennzahlen - Pulverform Norlig
Norlig Norlig Norlig Norlig Norlig Norlig Norlig Norlig Norlig 11 11g 11h 41 41g
41h 11d 11da 12 21c Feuchtigkeitsgehalt 4-6,5 (max. % H2O) 7,0 -- 7,5 6,0 -- --
7,5 7,0 6,5 3,5@6,5 Farbe braun -- braun braun -- -- braun braun braun braun Schüttgewicht
(lbs./cu.ft.) 33 -- 33 36 -- -- 32 32 35 33-35 Physikalische Kennzahlen - flüssige
Form Feststoffgehalt (%) 50-60 50-68 50-52 50-58 50-58 50-54 -- -- 47 @@-50 Brookfield-Viskosität
bei 25°C (77°F) 45-350 47-400 75-260 61-450 72-450 110-300 -- -- 35 @@-200 - 9 -
Andere
zur Verwendung für die vorliegende Erfindung geeignete Lignosulfonate werden von
Crown Zellerbach, Chemical Products Divison, Camas, Washington hergestellt und sind
nachstehend in Tabelle 4 zusammen mit ihren physikalischen Eigenschaften und Analysen
angegeben. Die Kennzahlen sind im Bulletin betitelt "The Orzan Products", Seite
13, angeführt.
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Tabelle 4: Phyiskalische Orzan Orzan Orzan Orzan Orzan Orzan Orzan
Eigenschaften A AL-50 S SL-50 P PL-40 AH-3 Flüssig- Flüssig- Flüssig-Physikalische
Form Pulver keit Pulver keit Pulver keit Pulver hell- hell- gelb- hell- dunkelbraun
braun braun braun braun braun braun braun pH-Wert der 25%igen Lösung 4 4 7 7 5 7
2,5 Wassergehalt (%) 6 50 5 50 5 60 4 Schüttgewicht (lbs./cu.ft.) 31 31 20 18 Spezifisches
Gewucht bei 25 C (77 F) 1,22 1,25 1,18 Viskosität (cp) 25 C (77 F) 180 130 190 OOC
(320F) 7800 1800 Heizwert (btu/lb.) 9100 Löslichkeit in Wasser (%) v o 1 1 s t ä
n d i g 1 ö s 1 i c h 99 Gefrierpunkt -5°C -10°C -2,8°C (23°F) (14°F) (27 F) Bestandteile
Ligninsulfonsäure 57 48 51 Reduzierende Zucker (als Glukose)1) 15 12 12 10 Asche
2) 1,5 20 5 1,5 Mit Alkali frcigesetztes Ammonium 3 0,1 2,5 2 Hau@tkation Ammo-
, Ammo- , Na- Naniak niak triui trium niak niak niak Elementaranalysen Kohlenstoff
45,6 41,6 Wasserstoff 5,6 5,0 Schwefel 6,4 7,0 Stickstoff 3,7 0,5 Natrium 0,05 5,9
)Nachstehende
Zucker ergeben den Gesamt-Zuckergehalt.
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Mannose 48 % Glukose 15 t Xylose 15 % Galactose 10 z Arabinose 6
% Fructose weniger als 2 % P.K.Mulvaney, H.D. Agar, Q.P.Pensiston and J.L.MacCarthy,
JACS 73, 1255-7 (1951 2)Orzan A und Orzan S enthalten folgende zusätzliche Komponenten:
Orzan A Orzan S Kalzium 0,2 z 0,2 t Kalium 0,1 % 0,2 "Ó Silizium 0,1 % 0,02 % Magnesium
0,05 % 0,02 % Mangan 0,05 % 0,01 % Zinn 0,02 °Ó 0,01 % Vanadium 0,01 % 0,005 % Spuren
von Aluminium, Eisen, Chrom, Nickel, Titan, Bor, Kupfer, Barium,Strontium, Silber.
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Zusätzlich zu den oben angegebenen Materialien wird ein geeignetes
Lignosulfonat als LIGNISOL von der Lignisol Chemicals Ltd. in Kanada in den Handel
gebracht.
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Um die Wirksamkeiten der verschiedenen im Handel erhältlichen Lignosulfonate
zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Beschleunigermischungen
zum Abbinden von Gips zu prüfen, wurden die nachfolgenden, als Beispiele 1 bis 16
bezeichneten Versuche ausgeführt, deren Ergebnisse in der Tabelle 5 angegeben sind.
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Bei der Ausführung jedes Vesuchs wurde ein Ansatz von 226,8 kg (500
lbs) eines Gemisches aus Feingips (Kalziumsulfat--Dihydrat) und der angegebenen
Menge an Lignosulfonat zusammen in einer Chargen-Kugelmühle vermahlen, bis die Teilchengröße
ausreichend vermindert war, so daß das Gemisch eine Oberfläche von wenigstens 5000
cm 2/g und vorzugsweise über 10 000 cm2/g, gemessen mittels eines Fischer Sub-sieve
Sizer aufwies. Jede Beschleunigermischung wurde in einem Laborverfahren geprüft,
das zum Vergleich der Eigenschaften verschiedener Beschleunigermischungen zum Gips
abbinden entwickelt wurde. Bei der Ausführung der Versuche wurde
in
jedem Fall eine Menge von 180 cm3 destilliertem Wasser in einen Waring Blender mit
zwei Geschwindigkeitsstufen, der mit hoher Geschwindigkeit betrieben wurde , gebracht.
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Eine Mischung von 200 g Southard molding plaster und 0,1 g Beschleunigermischung
wurde dem Mischer zugefügt und der Deckel geschlossen. Die Aufschlämmung wurde 7
Sekunden lang vermischt und dann in einen isolierten Kunststoff-Schaumbecher entleert
und die Temperatur wurde in Intervallen gegen die Zeit gemessen,um eine Erwärmungs-Verlaufkurve
(temperature rise set - TRS) zu erhalten. Aus der Kurve wurde die Zeit, bei der
der Temperaturanstieg aufhörte, bestimmt und als TRS ausgezeichnet. Proben jeder
Beschleunigermischung wurden dann bei 1o4,40C (2200F) während 7 Stunden gebrannt
und in der gleichen Weise wieder geprüft.
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Die verbleibenden Proben des Beschleunigers wurden während 44 Stunden
bei 26,70C (800F) einer relativen Feuchtigkeit von 80 % ausgesetzt und dann nach
dem gleichen, oben beschriebenen Verfahren geprüft. Die Tabelle 5 zeigt die auf
den Versuchen für die verschiedenen geprüften Materialien erhaltenen Kennzahl. Das
in jedem Fall verwendete Southard molding plaster ist ein sehr reines, hochstabiles
Kalziumsulfat-Hemihydrat (Stucco). In jedem Fall wurden 0,1 g Beschleunigermischung
mit 200 g Southard molding plaster eingesetzt. Diese Werte waren willkürlich gewählt
und für den Versuchs zweck konstant gehalten. In der Praxis können bei der Herstellung
von Verputzplatten andere, abweichende Anteile der Beschleunigermischung im Verhältnis
zum Stucco, abhängig von der gewünschten Dauer der Abbindezeit eingesetzt werden.
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Die für eine gute Beschleunigermischung zum Abbinden von Gips swanschten
Eigenschaften sind vor allem, daß die Mischung derart ist, daß sie das Abbinden
der Gipsmischungs-Aufschlämmung, der sie zugesetzt wird, um wenigstens etwa 3 Minuten
verzögert, um das Verformen des Gemisches zu Plattenbahnen zu ermöglichen. Es ist
weiters erwünscht, daß das Abbinden dann sehr schnell erfolgt und - nach dem zuvor
beschriebenen
Verfahren gemessen - innerhalb einer Zeitspanne
von nicht mehr als 20 Minuten und vorzugsweise nicht mehr als 10 Minuten, bestimmt
durch die Beendigung des Temperaturanstiegs, zum Abschluß kommt.
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T a b e l l e 5 Beispiel Beschleuniger-Zusatz Erwärmungsverlaufkurve
(min) Nach Brennen Nach 44 Stun- %gebundenes Art Gew.-% Be- bei 104,4°C den Ausse
tzens Wasser nach schleuniger Frisch (220°F) während gegen 80 % re- dem Brennen
Oberfläche 7 Stunden lative Feuch- bei 104,4°C cm2/g tigkeit bei (220°F) während
26,7°C (80°F) 7 Stunden 1 NORLIG-11 25 % 15, 16 15,41 15,50 27,8 14,240 2 NORLIG-11
10 % 15,33 16,66 15,75 18,2 12,240 3 NORLIG-11 5 % 15,50 16,25 16,84 15,5 12,837
4 NORLIG-11 3 % 16,00 17,35 17,00 13,1 11,961 5 MARASPERSE C-21 3 % 16,00 18,16
19,25 10,6 12,531 6 ZUCKER 5 % 16,16 16,32 16,84 18,3 13,157 7 LIGNOSOL 3 % 16,50
23,50 18,67 8,0 13,850 8 ORZAN-G 3 % 16,58 18,66 17,75 14,3 11,696 9 NORLIG-11 1
% 16,75 20,25 18,00 9,7 11,961 10 ORZAN A 3 % 17,50 18,75 19,25 13,4 10,171 11 NORLIG
21-C 3 % 17,75 20,58 19,90 11,6 11,696 12 MARASPERSE B-22 3 % 17,58 18,50 19,25
13,6 11,696 13 MARASPERSE CBOS-3 3 % 20,16 23,85 23,25 9,6 10,526 14 C-211 Stärke
10 % 16,15 16,00 18,15 15 C-211 Sätkre 25 % 16,35 16,40 19,45 16 C-211 Stärke 50
% 17,05 17,30 19,15
Die in der vorstehenden Tabelle 5 erläuterten
Beispiele sind mit den verschiedenen, handelsmäßig bezeichneten Lignosulfonaten
in abnehmender Reihe der Wirksamkeit, d.h. mit zunehmenden TRS-Werten des frischen
Materials angeordnet.
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Wenn auch alle Beispiele Beschleunigereigenschaften zeigten, die zur
technischen Verwendung bei der Herstellung von Wandplatten geeignet sind, so sind
doch jene mit den kürzesten TRS-Werten bevorzugt. Wenn man weiters verschiedene
Gewichtsprozentsätze eines speziellen Lignosulfonats (Norlig 11) im Verhältnis zum
Feingips vergleicht, zeigt sich, daß die 25%ige Mischung den niedrigsten TRS-Wert
aufweist und die 190ige Mischung den höchsten, wobei aber alle sich als ausreichend
gut zur Anwendung bei der Herstellung von Verputzplatten erwiesen. Beispiel 6 mit
Anwendung einer Beschleunigermischung,bei der herkömmlicher Zucker die Lignosulfonate
ersetzte und die Beispiele 14 bis 16, bei denen C-211 Stärke, eine im Handel erhältliche,
auf saurem Weg verarbeitete Stärke eingesetzt wurde, wie es in der US-PS 3 087 538
offenbart ist, wurden als Vergleichsbeispiele vorgesehen. Wie zu sehen ist, sind
sowohl die 3%ige als auch die 5%ige Beschleunigermischung mit Norlig 11 der mit
5 Zucker oder 10 bis 50 % Stärke gebildeten wesentlich überlegen.
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Um die in der Tabelle 5 angeführten Ergebnisse mit der praktischen
Herstellung von Gipsplatten in Beziehung zu bringen, wurden Gipsplatten auf einer
gewöhnlichen Fabriltsmaschine unter Verwendung jener in Tabelle 5 angeführten Beschleunigermischungen,
welche ausgezeichnete Eigenschaften aufwiesen, hergestellt. Bei Ausführung dieser
Versuche wurden normale Fabriksausrüstungen, Verfahren und Rezepturen angewandt.
Die Rezepturen waren der speziellen Abmessung der Ausrüstung angepaßt. Bei der Zusammensetzung
betriebsmäßiger Gipsaufschlämmungen ist im allgemeinen ein größerer Anteil an Beschleunigermischung
im Verhältnis zum Gipsmörtel erforderlich, damit der Erwärmungsverlauf vollständig
ist, ehe die geformte Gipswandplatte den Trockenofen erreicht, weil, sobald die
Platte den Ofen erreicht und erhitzt wird, die Hydratation, welche zum Abbinden
führt,
aufhört. Verschiedene Zusätze, die üblicherweise zur Herstellung von Gipswandplatt
verwendet werden, wurden ebenfalls eingesetzt, sind aber nicht alle aufgezählt,
weil sie die Wirkung der Beschleunigermischung nicht beeinflußen. Die nachstehende
Tabelle 6 zeigt die Rezepturen und die mit der angegebenen Beschleunigermischung
unter Verwendung der speziellen Lignosulfonate in den betreffenden angeführten Prozentsätzen
erhaltenen Ergebnisse. In jedem Fall wurden zur gewerblichen Verwendung brauchbare
Gipswandplatten erhalten.
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T a b e l l e 6 : Beispiel 14 Beispiel 15 Beispel 16 Beispiel 17 BESCHLEUNIGERZUSATZ
3 % Norlig 11 25 % Norlig 11 3 % Marasperse C-21 3 % Norlig 11 Mischwasser #
/MS' 1069 1069 1069 1069 Schaumwasser # /MS' 216 216 205 205 Gesamtwasser #
/MS' 1285 1285 1274 1274 Erwärmungsverlauf Minuten 10,8 9,5 10,2 10,5 Faserzusatz
# /MS' 5,2 5,2 5,2 5,2 Stärke # /MS' 6,8 6,8 6,8 6,8 Beschleuniger #
/MS' 2,2 2,2 2,4 2,4 Schaummitel # /MS' 0,49 0,49 0,49 0,50 Schaumluft Cu.Ft./MS'
13,32 13,32 12,14 12.07 Schaumgewicht # /Ft.3 12,90 12,90 13,59 13,59 Netzmittel
# /MS' 1,7 1,97 1,97 1,97 Verzögerer Oz/MS' 1,0 est 1,0 est 1,0 est 1,0 est
Trockengewicht des Gipsmörtels # /MS' 1487 1583 1564 1584
Zum
Zweck des Vergleichs einer erfindungsgemäßen Beschleunigermischung mit Beschleunigern
des Standes der Technik wurden, wie oben beschrieben, Zusammensetzungen hergestellt,
deren eine 3 % Norlig 11 und deren andere 5 % Rohrzucker, eine bekannte, in der
US-PS 3 813 312 beschriebene Beschleunigerrnischung, benutzt. Die Ergebnisse sind
in der nachstehenden Tabelle 7 angeführt. In jedem Fall wurde eine kommerziell brauchbare
Gipswandplatte mit guten Festigkeitseigenschaften und einer guten Haftung an die
Papierabdeckbahnen erhalten. Da mit beiden Beschleunigermischungen eine gleich gute
Bandplatte erhalten wurde, ist die Wirtschaftlichkeit, welche sich aus dem Einsatz
von 3 % Norlig 11 mit einem Preis von 7,5 US-Cents je US-Pfund gegenüber dem Einsatz
von 5 % Rohrzucker mit einem Preis von 54 US-Cents je US-Pfund eryibt, leicht ersichtlich.
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Tabelle 7: Beschleunigerzusatz Beispiel 18 Beispiel 19 3 % Norlig
11 5 % Zucker Mischwasser # /MS' 1099 1099 Schaumwasser #/MS' 215 215 Gesamtwasser
# /MS' 1312 1312 Erwärmungsverlauf / Minuten 10 10 Faserzusatz # /MS' 6
6 Stärke # /MS' 6,2 6,2 Beschleuniger # /MS' 3,5 3,5 Schaummittel #
/MS' 0,47 0,47 Schaumluft Cu.Ft./MS' 10,97 10,97 Schaumgewicht # Ft.3 12,19
12,19 Netzmittel # /MS' 2,9 2,9 Verzögerer Oz/MS' 2,4 2,4 Trockengewicht des
Gipsmörtels # /MS' 1526 1498 +) bedeutet US-Pfund je 1000 Quadratfuß einer halbzölligen
(12,7 mm) Platte.
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Wie oben erwähnt, wurde bei der Ausführung der Laborversuche zur
Bestimmung der relativen Wirksamkeit verschiedener Beschleunigermischungen, ausgedrückt
durch den
Erwärmungsverlauf, willkürlich eine Menge von 0,1 g Beschleunigermischung
für 200 g Cips eingesetzt, so daß die Beschleunigermischung 0,05 Gew.-Ó, bezogen
auf das Gewicht des kalzinierten Gipses, ausmacht. Wenn jedoch längere Abbindezeiten
zulässig erscheinen, kann so wenig wie 0,01 Gew.-% Beschleunigermischung, bezogen
auf das Gewicht des kalzinierten Gipses, eingesetzt werden.
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Bei den Großversuchen, von denen die Zahlen der Tabellen 6 und 7
herrühren, wurden etwa 0,15 Gew.-% Beschleunigermischung, bezogen auf das Gewicht
des trockenen kalzinierten Gipses eingesetzt. Dieser Anteil scheint ein brauchbarer
Wert für eine allgemeine fabriksmäßige iferstellung zu sein. Unter speziellen Bedingungen
könnten jedoch so wenig wie 0,05 Gew.-% Beschleunigermischung vom kalzinierten Gips
bei der fabriksmäßigen llerstellung verwendet werden. Die bei der Fabriksproduktion
verwendeten relativen Mengen können auf etwa 1,5 Gew.-O Beschleunigermischung vom
kalzinierten Gips erhöht werden, um einen schnellen Erwärmungsverlauf zu erzielen.
Wenn jedoch die Ilenge auf mehr als 1,5 0 erhöht wird, wird kein weitergehender
Vorteil erreicht und zusätzlich steigen die Materialkosten.
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Wenn ferner ein größerer Anteil als 1,5 z eingesetzt wird, kann die
Beschleunigermischung die Zeitspanne des geringen Temperaturanstiegs, die normalerweise
während der ersten drei Minuten erwünscht ist, verkürzen und zu einem Abbinden führen,
ehe die Gipsaufschlämmung ausreichend auf das Verformungsband gegossen und zur yewünschten
Form und Dicke fassoniert ist. Ganz allgemein ist ein Anteilsbereich von etwa 0,05
bis etwa 1,5 z Beschleunigermischung vom kalzinierten Cips zur fabriksmäßigen Produktion
geeignet und 0,15 bis 1,5 % sind bevorzugt.
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Bei der oben beschriebenen Iierstellung der erfindungsgemäßen Beschleunigermischungen
wurden fein gemahlener Feingips verwendet. Jedoch können, falls gewünscht, andere
Gipsarten eingesetzt werden, einschließlich einem als Nebenprodukt gewonnenen Gips,
wie dem vorn Zitronensäure Verfahren stammenden.
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Der Ausdruck # /als' bedeutet, wo er verwendet ist, Pfund je
1000 Quadratfuß einer halbzölligen (12,7 mm) Platte.
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Wenn auch in der obigen Erfindungsbeschreibung die erfindungsgemäße
Bescnleunigermischung bei der Verwendung zum Abbinden von Gipsaufschlämmungen geprüft
wurde, kann der Katalysator auch zum Abbinden anorganischer zementartiger Gemische,
wo auch immer ein Gipsbeschleuniger eingesetzt wird, wie z.B. bei hydraulischen
Zementen, wie Portlandzement, verwendet werden.
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Die erfindungsgemäße Beschleunigermischung besitzt mehrere Vorteile
gegenüber den Mischungen des Standes der Technik.
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Die Lignosulfonate sind außerordentlich billig, ganz besonders gegenüber
Zucker oder Stärke. Sie sind leicht in großen Mengen zugänglich, sogar in Zeiten
einer ernsten Nahrungsmittelknappheit, wenn Zucker oder Stärke zur fabriksmäßigen
Verarbeitung von Gips nicht zur Verfügung stehen würden. Ferner kann, wie in den
Ergebnissen der Versuche gezeigt, die Wirksamkeit der Lignosulfonat enthaltenden
Beschleunigermischungen in manchen Fällen größer sein als jene herkomnlicher Materialien,
sogar wenn sie in geringeren Mengen eingesetzt werden. Ferner ist das Material leicht
anzuwenden und bringt keinerlei Gefahren für die Gesundheit der Fabriksarbeiter.
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Verständlicherweise ist die Erfindung nicht auf die genauen Einzelheiten
der Verarbeitung oder der Mischungen, wie sie angegeben und beschrieben sind, beschränkt,
da offenkundige Modifikationen und Äquivalente dem Fachmann verständlich sind.
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Patentansprüche: