DE2816466A1

DE2816466A1 - Verfahren zur herstellung von bauteilen, insbesondere platten aus calciumsulfat und faserigen substanzen

Info

Publication number: DE2816466A1
Application number: DE19782816466
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Gypsum Research SA
Current assignee: Gypsum Research SA
Priority date: 1978-04-15
Filing date: 1978-04-15
Publication date: 1979-10-25

Description

"Verfahren zur Herstellung von Bauteilen, insbesondere
Platten aus Calciumsulfat und faserigen Substanzen" Zur Herstellung von faserverstärkten Platten sind bereits zahlreiche Verfahren bekannt. Sie gliedern sich in vier Hauptgruppen: a) Verstärken gegossener Gipskörper durch Fasergelege; b) Verstärken gegossener Gipskörper durch verteilte Einzelfasern oder Roovings; c) Tränken gestreuter Bindemittel-Faserschichten mit Wasser und anschließendes Pressen; d) Erzeugung von Platten aus verdünnten Faser-Gips-Suspensionen im Wickelwalzen-Verfahren.
Von den erwähnten Methoden ist aus technologischen Gründen die vierte die interessanteste, weil das Herstellungsverfahren quasi kontinuierlich durchgeführt werden kann und eine absolut homogene Faserverteilung erreicht wird Da außerdem die Faserorientierung optimal anisotrop ist, sind die mechanischen Eigenschaften dieser Platten besser als die vergleichbaren Produkte.
Allen erwähnten und bekannten Methoden ist die Verwendung ven ganz oder teilweise entwässerten Calciuuisulfatmodifikationen gemeinsam, die als Bindemittel wirken, indem sie mit Wasser zu Calciuasulfatdihydrat rekristallisieren.
Aus dieser Tatsache leiten sich einige erhebliche Nachteile ab. Se verkrustet das abbindende Calciumsulfat die Produktionsverrichtungen. Möglicherweise entstehender Verschnitt oder Ausschußprodukte sind nicht mehr in den Produktionsablauf zurüczuführen. Außerdem können wechselnde Eigenschaften des eingesetzten Calciuasulfat-Binders zu erheblichen Produktionsstörungen führen.
Es wurde daher nach Möglichkeiten gesucht, diese Nachteile der vorbekannten Verfahren und insbesondere die Anbackungen und Ablagerungen von abbindendem Calciumsulfat an Formvorrichtungen und -werkzeugen und die damit verbundene Verminderung der Produktivität dieser Vorrichtungen und Werkzeuge ebenso zu vermeiden wie die Produktionsstörungen durch wechselnde Eigenschaften des eingesetzten Calciumsulfat-Binders.
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen, insbesondere Platten aus Calciumsulfat und faserigen Substanzen, wobei aus dem Calciumsulfat, den Fasern und Wasser eine formbare Mischung gebildet und diese geformt wird, gefunden.
Danach wird als Calciumsulfat das Calciumsulfat-Dihydrat eingesetzt und das geformte Bauteil unter einem Druck von 1,5 bis 10 bar auf Temperaturen von 115 bis 1800C erhitzt, bis das Calciumsulfat-Dihydrat in eine wasserärmere und abbindefähige Form des Calciumsulfats übergegangen ist, worauf der Formkörper äußeren Bedingungen, die eine möglichst weitgehende Rehydratisierung des wasserärmeren Calciumsulfats zu Calciumsulfat-Dihydrat bewirken, ausgesetzt und anschließend getrocknet wird.
Als Bindemittel können zur Durchführung des erfindungsgemm'den Verfahrens Calciumsulfat-Dihydrate eingesetzt werden, die sich zu einer wasserärmeren, aber abbindefähigen Calciumsulfat-Modifikation unter Druck dehydratisieren lassen, wie beispielsweise Naturgips oder bei chemischen Verfahren als Nebenprodukt anfallendes Calciumsulfat-Dihydrat Die erfindungsgemäß einzusetzenden Fasern können natürlichen oder künstlichen Ursprungs sein und aus organischem oder anorganischem Material bestehen. Besonders geeignet sind zerfasertes Papier oder Gewebe, Glasfasern, Gesteinswolle, Asbest, Cellulose-Halbstoffe aus Pflanzen mit einjähriger Vegetationsperiode, gedämpfte Holzfasern, Calciumsulfat-Whisker. Die Fasern, das Calciumsulfat-Dihydrat und das Wasser werden in dünnflüssiger Suspension gemischt und nach dem Wickelwalzenverfahren zu Plattenrohlingen geformt.
Hierzu wird die wässrige Suspension in dünner Schicht auf ein Transportband aufgebracht und ein Teil des Wassers aus dieser Schicht entzogen, bevor diese in mehreren Lagen übereinander auf eine Formatwalze aufgewickelt und nach Erreichen der gewünschten Dicke der Formling davon abgenommen und der weiteren Verarbeitung zugeführt wird. Besonders bewährt hat sich die Verwendung eines wasserdurchlässigen Transportbandes, durch das das überschüssige Wasser aus der in dünner Schicht aufgetragenen wässrigen Suspension von Fasern, Calciumsulfat-Dihydrat, vorzugsweise mechanisch durch Absaugen, entzogen wird. Es ist jedoch auch möglich, das Calciumsulfat-Dihydrat und die faserigen Substanzen für sich gleichzeitig oder nacheinander in Wasser einzutragen und zu einer homogenen Masse intensiv zu vermischen, die gießfähige oder formbare Konsistenz haben soll. Die Massen gießfähiger Konsistenz werden in Formen eingefüllt, wobei den Massen in formbarer Konsistenz von Hand oder maschinell die vorbestimmte Form gegeben wird. Ebenso ist es möglich, Calciumsulfat-Dihydrat mit den Fasern trocken zu vermischen, anschließend zu befeuchten und zu pressen.
Die auf diese Weise ausgeformten Formteile werden anschließend in ein Druckgefäß eingebracht und dort für die Dauer von 1 bis 10 h unter einem Druck von 1,5 bis 10 bar auf Temperaturen von 115 bis 180 0C erhitzt. Wesentlich ist hierbei, daß das Calciumsulfat-Dihydrat während dieses Erhitzens in eine wasserärmere Form übergeht, die abbindefähig ist und sich im Wege der Rehydratisierung wieder in Calciumsulfat-Dihydrat zurückverwandeln kann, wie beispielsweise 3L-Calciumsulfat-Halbhydrat oder Anhydrit II. Diese anschließende Rehydratisierung kann durch Unterschreiten der Bildungstemperatur für die betreffende wasserärmere Form des Calciumsulfats eingeleitet werden. Vorteilhaft wird dazu der Formkörper nach dem Erhitzen unter Druck in dem Druckraum auf eine Temperatur von 100 bis 80°C gekühlt. Danach wird der Formkörper in einem Raum, in dem eine relative Luftfeuchtigkeit von 100 bis 80 X herrscht, für die Dauer von 1 h bis 7 h gelagert und anschließend bei Temperaturen von 200 bis 80 0C getrocknet. Zur Beschleunigung der Rehydratation kann dem rohen Formkörper vor dem Erhitzen unter Druck ein Beschleuniger-Salz, wie beispielsweise KAL (SO4)2 zugemischt werden. Auch ist es möglich, nach dem Erhitzen unter Druck ein Beschleuniger-Salz durch Tränken zu applizieren. In jedem Fall muß gewährleistet sein, daß der Formkörper äußeren Bedingungen ausgesetzt wird, die eine möglichst weitgehende Rehydratisierung des wasserärmeren Calciumsulfats zu Calciumsulfat-Dihydrat gewährleisten. Durch diese Rehydratisierung des wasserärmeren Calciumsulfats zu Calciumsulfat-Dihydrat wird eine geformte zusammenhängende Kristallmatrix gebildet, die durch Fasern verstärkt ist.
Eine Erhöhung der Festigkeit der Formkörper kann dadurch erreicht werden, daß der Formkörper nach dem Abkühlen vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 80 und 1000C noch einmal unter Druck von vorzugsweise 5 bis 100 bar, verpreßt und dadurch in seinem Materialgefüge verdichtet wird.
Durch erfindungsgemße Herstellung von faserverstärkten Formkörpern werden die bindemittelbedingten Nachteile der bekannten Verfahren vermieden, da das erfindungsgemäß inzusetzende Calciumsulfat-Dihydrat während der Formung des Rohrkörpers nicht abbindet und deshalb nicht zu Anbackungen führt. Aus diesem Grund können auch vorgeformte Baukörper oder Teile derselben beliebig oft wieder suspendiert oder neu geforfrit werden. Ferner fallen die Einflüsse von verschiedenen Phasen und Brennbedingungen von Calciumsulfat weg, insbesondere da Rohgips sich in erheblich weniger Parametern ändern kann als beispielsweise daraus erbranntes Calciumsulfat-Halbhydrat.
Das Verfahren der Erfindung eignet sich auch speziell für die Herstellung faserverstärkter Baukörper, da der vorgeformte faserhalte Körper mechanisch so belastbar ist, daß er ohne weiteres gehandhabt werden kann.
Beispiel 1 200 Gew.-Teile Rohgips der auf eine Korngröße unterhalb 2 600 pm vermahlen ist und eine Oberfläche von 1500 cm /g aufweist, werden mit 1000 Gew.-Teilen Wasser und 20 Gew.-Teilen zerfasertes Zeitungspapier gut vermischt und in einer Plattenform mit durchlässigem Boden vom überschüssigen Wasser befreit, so daß ein Wassergehalt von etwa 30 Gew.
verbleibt. Der Rückstand wird anschließend in einen Autoklaven eingebracht und bei einem Druck von 6 bar für die Dauer von 2 h auf eine Temperatur von 159 0C erhitzt. Danach wird der Formkörper mit einem Druck von 400 N/cm² verpreßt und für die Dauer von 7 Tagen in einem Feuchtkasten gelagert, in dem eine relative Luftfeuchtigkeit von 95 % aufrechterhalten wird. Anschließend wird der Formkörper bei einer Temperatur von 80 0C getrocknet.
Die auf diese Weise entstandene Platte hat ein Raumgewicht 3 2 von 1,5 g/cm und eine Biegefestigkeit von 2500 N/cm2 Beispiel 2 Zunächst wird gemäß Beispiel 1 das Formteil hergestellt und dann in einen Autoklaven für die Dauer von 2 h auf eine Temperatur von 125 0C erhitzt. Nach dem Verpressen mit einem Druck von 400 N/cm² wird das Formteil für die Dauer von 2 h in einem Feuchtkasten gelagert, in dem eine relative Luftfeuchtigkeit von 95 % aufrechterhalten wird, gelagert und anschließend bei einer Temperatur von 80 0C getrocknet.
Die auf diese Weise erzeugte Platte hat ein Raumgewicht von 1,4 g/cm3 und eine Biegefestigkeit von 2000 N/cm2.

Claims

Patentansprüche 21) Verfahren zur Herstellung ven Bauteilen, insbesondere Platten aus Calciumsulfat und faserigen Substanzen, wobei aus dem Calciumsulfat, den Fasern und Wasser eine formbare Mischung gebildet und diese geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Calciumsulfat das Calciumsulfat-Dihydrat eingesetzt und das geformte Bauteil unter einem Druck von 1,5 bis 10 bar auf Temperaturen von 115 bis 180°C erhitzt wird, bis das Calciumsulfat-Dihydrat in eine wasserärmere Form des Calciumsulfats übergegangen ist, worauf der Formkörper äußeren Bedingungen, die eine möglichst weitgehende Rehydratisierung des wasserärmeren Calciumsulfats zu Calciumsulfat-Dihydrat bewirken, ausgesetzt und anschließend getrocknet wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper nach dem Erhitzen unter Druck in dem Druckraum auf eine Temperatur von 100 bis 80 0C gekühlt wird.
3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper nach dem Erhitzen und Abkühlen unter Druck gepreßt wird.
4) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper einem Druck von 5 bis 100 bar ausgesetzt werden.
5) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper nach dem Erhitzen und Abkühlen unter Druck in einem Raum, in dem eine relative Luftfeuchtigkeit von 80 bis 100 s herrscht, für die Dauer von 2 h bis 7 Tagen gelagert und anschließend bei einer Temperatur von 200 bis 80 0C getrocknet wird.
6) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Formung der Bauteile eine wässrige Suspension von Calciumsulfat-Dihydrat und Fasern in dünner Schicht auf ein Transportband aufgebracht und ein Teil des Wassers aus dieser Schicht entzogen wird, bevor diese Schicht in mehreren Lagen übereinander auf eine Formatwalze aufgewickelt und nach Erreichen der gewünschten Dicke der Formling zur Weiterverarbeitung davon abgenommen wird.