DE2900613C2

DE2900613C2 - Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten, ausgehärteten Gips-Formkörpers

Info

Publication number: DE2900613C2
Application number: DE2900613A
Authority: DE
Inventors: Kinichi Kira; Yoshio Makino; Tadashi Matumoto; Yoshihiko Saitama Murata
Original assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Priority date: 1979-01-09
Filing date: 1979-01-09
Publication date: 1988-01-21
Also published as: DE2900613A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten, ausgehärteten Gips-Formkörpers, bei welchem Gips. Wasser. Verstärkungsfasern, eine silikathahige. eine aluminlumhalllge sowie eine alkalihaltige Substanz verwendet werden. Fin derartiges Verfahren ist bereits aus der DF-OS 25 22 537 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird Calciumsulfat vermischt mil Eitringit. welches zuvor aus Tonerdeschlamm, einem SuIfU und Calciumoxid hergestellt worden ist. Ferner werden der Mischung Wasser und gegebenenfalls als Vcrstärkungsmaicrial bestimmte Fasern hinzugesetzt, worauf die Mischung durchgeknetet und stehengelassen wird. Um das Abbinden der Mischung zu verzögern wird Caiciumcitrat hinzugesetzt, während als Dispersionsmittel ein geeigneter Dispergator der Mischung zugefügt wird.

Die bei dem bekannten Verfahren als Ausgangsmaterial gewählten Stoffe Anhydrit (CaSO₄) oder Hemihydrat (CaSO₄ · 1/2 H₃O) wirken als Härtungskomponenten, so daß die bei dem bekannten Verfahren benutzte Ausgangsmischung nicht imstande ist, in Abwesenheit von

in Anhydrit oder von Hemihydrat abzubinden. Ettrlngit, welches bei dem bekannten Verfahren gesondert hergestellt und sodann als weiteres Ausgangsmaterial verwendet wird, hat gleichfalls In bezug auf sein Wasseraufnahmevermögen unwillkommene Eigenschaften.

Anhydrit und Hemihydrat weisen im allgemeinen recht kurze Aushärtungszeiten von 5 bis 10 Minuten auf. Aus diesem Grunde sinii bei dem bekannten Verfahren Retardlerungsmittel sowie Dispersionsmittel erforderlich. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens Ist darin zu sehen, daß das mit seiner Hilfe hergestellte Erzeugnis lediglich zu Biegefestigkeiten von 470.9 bis 519,9 N/cm' führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der aus der DE-OS 25 22 537 bekannien Galtung so zu verbessern, daß als Ausgangsmaterial natürlicher Gips (CaSO₄ · 2H_;O) verwendet werden kann, und daß ein Verfahrenserzeugnis erzielt wird, welches sich durch vergleichsweise hohe Biegefestigkeiten auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch die Im neuen Anspruch I

tu angegebene Erfindung gelöst, wobei sich das Verfahren nach der Erfindung dadurch auszeichnet, daß CaSO₄ ■ 2H;O und Schlacke In einem Gew ichtsvcrhälinls von 3 : 7 bis 7 : 3 zur Bildung eines Ausgangsmaterials miteinander vermischt werden und 1 bis 30 Gew.-",, Ver-

!'> stärkungslasern, 0,1 bis 5 Gew.-",, Alkall- oder Erdalkalimetallsalz sowie 0,1 bis 5% einer aluminiumhaltigen Substanz, jeweils bezogen auf das Gewicht des Ausgangsmaterials, zugesetzt werden, worauf die erhaltene Mischung durchgeknetet und ausgeformt und unter Normalbedingungen oder mit Hilfe von Wasserdampf bei Temperaturen bis zu 90 C ausgehärtet wird.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ergibt sich in erster Linie daraus, daß die erfindungsgemäß hergestellten faserverstärkten Glps-Form-

⁴"> körper als wesentliche Komponenten üihydrat (Gips). Schlacke, Versiärkungsfasern, ein Alkali- oder Erdalkalimetallsalz und einen Aluminiumsulfat enthaltenden Stoff aufweisen. Diese Formkörper, bzw. das zu ihrer Herstellung verwendete Ausgangsgemisch zeichnen sich

^r>11 dadurch aus, daß CaSO₄ · 211,0, welches keine selbslhärtenden Eigenschaften besitzt, in einem großen Gehaltsanteil verwendet wird, wobei dem Hinzulügen einer aluminiumhaltigen, insbesondere einer Aluminiumsulfat enthaltenden Substanz besondere Bedeutung zukommt.

^y> Es ist bekannt, daß Gips keine sogenannten hydraulischen Eigenschaften besitzt. Aus diesem Grunde wurden im Stand der Technik gehärtete Formkörper aul Gipsbasis durchgängig unter Verwendung von Hemihydrat oder von Anhydrit hergestellt. Das Herstellen der beiden lctztgenannten Calciumsulfate Ist jedoch mit einem recht hohen Energiebedarf verbunden, da Anhydrit und Hemlhydral durch Brennen von natürlichem dips hcrgc stellt werden. Außerdem führen solche Brennvorgänge zu beträchtlichen Umweltbelastungen

^h> Wird (iips lediglich mit Schlacke. AlkalimeialKal/ und Wasser versetzt und durch Rühren vermischt, so kommt es erst nach geraumer /eil zum Erhärten des Gipsbreis. Wird jedoch eine aluminiumsull'athaliige Substanz der

Ausgangsmischung hinzugesetzt, so kann die Erhärtungsdauer beträchtlich verkürzt werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird Ettrtngit in Form nadcliger Kristalle bei der Umsetzung von Dihydro mit Schlacke und Alkallmetallsalz In Wasser gebildet. Der Alkallmetallsalzanteil und der zugesetzte Aluminiumsulfat enthaltende Stoff beschleunigen die Ettringltblldung. Die alumlniumsulfathaltige Substanz stimuliert den nicht an der Ettrlnglt-Blldung teilnehmenden Schlackeantell und beschleunigt die Hydratisierung der Schlacke, wodurch die Zusammensetzung etwa so rasch erstarrt wie der bekannte Portlandzement.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Alkallmetallsalz Natriumsalz, Kaliumsulfat, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid sowie auch gelöschter Kalk verwendet.

Dabei h?t es sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, daß als Aluminiumsulfat enthaltende Substanz Aluminiumsulfat, wasserfreies Aluminiumsulfat, Natriumalaun und Kaliumalaun verwendet wird.

Vortellhafterwelse wird als verstärkende Faser Asbest, Steinwolle, Glasfaser, Stahlfieber, Kohlefaser, Polypropylenfaser, Nylonfaser und Pulpenfaser verwendet. Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß zusätzlich noch 1 bis 25 Gew.-* eines anorganischen oder organlsehen Leichtzuschlagstoffes, bezogen auf das Ausgangsmaterial, zugesetzt wird. Dabei werden als Lichtzuschlagstoff bevorzugt Perlin, schäumbarer Leichtzuschlag, leichter Sand, Calclumslllkathydrat, Diatomeenerde, TrI-calclumsulfoalumlnathydrat, calclnlerter Zeollt, Späne (Schnitzel) und geschäumtes Polystyrol verwendet.

Vorteilhafte Ergebnisse werden dadurch erreicht, daß der Mischung zusätzlich noch 0,1 bis 5 Gew.-% an Fluorld, bezogen auf das Ausgangsmaterial, zugesetzt wird. Dabei werden als Fluorld vorzugsweise Natrlumfluorld, Kallumfluorld, NatrlumsIHkofluorld und Kallumslllkofluorld verwendet.

Die Erfindung wird Im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Der als Ausgangsnialerlal benutzte Gips umfaßt künsiliehen Gips aus einer Abgasenlschwefelungsanlage und solchen in einer Phosphatanlage sowie sonstigen als Nebenprodukt gebildeten Gips und außerdem natürlichen Gips. Der hier verwendete Ausdruck »Gips« ist nicht auf die kristalline Form beschränkt und es genügt, wenn die an dem Gips angelagerte Wassermenge innerhalb des Bereiches liegt, innerhalb dessen der Gips ohne Nachteil transportiert werden kann. Wenn künstlicher Gips aus der Abgasentschwefelungsanlage verwendet wird, braucht er nicht sorgfältig ausgewählt zu werden, well die möglichen Verunreinigungen, wie z. B. Calclumcarbonat. Calciumsulfit und Ruß, keinen Einfluß auf die physikalischen Eigenschaften des dabei erhaltenen ausgehärteten Formkörpers haben.

Bei der erfindungsgemäß verwendeten Schlacke kann es sich um eine solche handeln, die eine spezifische Oberflächengröße von mindestens 3000 cmVg besitzt. Die bevorzugte Schlacke Ist glasartige Hochofenschlacke. Außerdem kann Elektro-Slemens-Marln-Ofenschlacke verwendet werden.

Das Mischungsgewichtsverhältnis von Gips zu Schlacke wird festgelegt unter Berücksichtigung der Festigkeit des dabei erhaltenen ausgehärteten Formkörpers und es liegt vorzugsweise Innerhalb des Bereiches zwischen 3 : 7 und 7 : 3, wie in den welter unten folgenden Beispiele angegeben.

Das verwendete Alkallmetallsalz umfaßt Alkallmetallsalze, wie z. B. Natriumsulfat und Kaliumsulfat und

Alkalimetallhydroxide, wie z. B. Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, sowie Erdalkalimetallhydroxide, wie z- B. gelöschten Kalk. Es kann in einer Menge von 0,1 bis 5, vorzugsweise 1,5 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Ausgangsmaterials, verwendet werden.

Die Aluminiumsulfat enthaltende Substanz umfaßt beispielsweise Aluminiumsulfat, vorzugsweise wasserfreies Aluminiumsulfat, Natriumalaun und Kaliumalaun. Die Menge der Aluminiumsulfat enthaltenden Substanz kann 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,5 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Ausgangsmaterials, betragen.

Das verwendbare Fluorid umfaßt beispielsweise Natriumfluorid, Kallumfluorid, Natriumsilikofluorid und Kaliumsilikofluorid und kann in einer Menge von 0,1 bis 5, vorzugsweise von 0,5 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Ausgangsmaterials, verwendet werden.

Wenn die vorstehend genannten Zusätze in einer Menge verwendet werden, die unterhalb des unteren Grenzwertes liegl, können keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden, und wenn sie dagegen in einer Menge verwendet werden, die oberhalb des oberen Grenzwertes liegt, nimmt die Festigkeit des dabei erhaltenen ausgehärteten Formkörpers ab.

Als verstärkende Faser, die erfindungsgemäß verwendet wird, können anorganische und organische Fasern verwendet werden. Die ersteren umfassen beispielsweise Asbest (einschließlich Chrysotll und Amosit), Steinwolle, Glasfasern (einschließlich alkalifreier Glasfasern, wie z. B. Ε-Glasfasern und Glasfasern mit geringem Alkaligehalt, wie z. B. alkalibeständige Glasfasern) sowie Stahlfibern (einschließlich Fibern des Eisensystems). Letztere umfassen beispielsweise Kohlefasern, Polypropylenfasern, Nylonfasern und Pulpenfasern. Die Länge dieser Fasern bzw. Fibern kann in beliebiger Weise ausgewählt werden unter Berücksichtigung der Be- und Verarbeltbarkeil des dabei erhaltenen ausgehärteten Formkörpers, der Biegefestigkeit derselben und dgl. Die Länge der Faser bzw. Fiber kann 2 bis 50 mm betragen und die bevorzugte Länge beträgt 2 bis 10 mm. Die Fasern bzw. Fibern können allein oder in Form von Kombinationen verwendet werden und die bevorzugten Materialien für die Kombination sind Asbest- und Glasfasern, Asbest- und Polypropylenfasern und dgl.

Die Zugabe der verstärkenden Faser fördert nicht nur die Formbarkelt und das Verformungsverhinderungsvermögen des ausgehärteten Formkörpers, sondern trägt auch zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des ausgehärteten Formkörpers, Insbesondere seiner Biegefestigkeit, bei. Wenn die verstärkende Faser eingearbeitet wird, kann außerdem das Material zur Herstellung des ausgehärteten Formkörpers leicht extrudiert werden, wenn das Extruslonsformverfahien als Formgebungsverfahren angewendet wird. Die Menge der verstärkenden Faser kann 1 bis 30, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-%. bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials, betragen. Wenn die Menge mehr als 30 Gew.-% beträgt, nimmt die Biegefestigkeit des erhaltenen gehärteten Formkörpers ab und seine Be- bzw. Verarbeltbarkeit wird verschlechtert.

Als Leichtzuschlagstoff können anorganische und organische Materlallen verwendet werden. Zu verwendbaren anorganischen Materialien mit geringem Gewicht gehören beispielsweise Perlit, verschäumbar leichter Zuschlag, leichter Sand, Calclumslllkathydrat (z. B. Xonotlit und Tobermollt). Dlatonieenerde, Trlcalciumsulfoalumlnalhydrat und calclnlerter Zeollt. Organisches Material mit geringem Gewicht umfaßt beispielsweise Schnitzel (Späne), Sägemehl und geschäumtes Polystyrol.

Außerdem kann Sand, der für die Verwendung In Zementbeton geeignet ist, als Material mit einem geringen Gewicht zur Verbesserung der Verwitterungsbeständigkeit des dabei erhaltenen ausgehärteten Formkörpers verwendet werden. Die Menge des Leichtzuschlagstoffes kann 1 bis 25, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Ausgangsmaterials, betragen. Der Leichtzuschlagstoff vermindert das Raumgewicht des ausgehärteten Formkörpers. Wenn jedoch seine Menge oberhalb der oberen Grenze liegt, wird die Be- bzw. Verarbeitbarkeit verschlechtert (beeinträchtigt), und wenn sie unterhalb der unteren Grenze liegt, kann der gewünschte Effekt nicht erzielt werden.

Die obengenannten Zusätze, wie z. B. das Alkalimetallsalz, die Aluminiumsulfat enthaltende Substanz und das Fluorid, die verstärkende Faser und der Leichtzuschlagstoff, können dem Ausgangsmalerial gleichzeitig oder getrennt zugesetzt werden.

Das Verfahren zum Formen des Formkörpers umfaßt alle bekannten Verfahren, wie z. B. das Gießen, das Formen unter Druck, das Extrusionsformen und die Verfahren, in denen eine Hatschek-Naßmaschine verwendet wird. Zum Zeitpunkt der Formgebung können verschiedene Arten von Zement und feinpulvrigem Calciut^carbonat mit den übrigen Komponenten (Zusätzen) gemischt werden zur Erhöhung der Festigkeit des dabei ausgehärteten Formkörpers.

Das Ausgangsmaterial, die Zusätze, die verstärkende Faser und der Leichtstoffzuschlag werden zweckmäßig gemischt zur Herstellung einer Ausgangsmaterlalmischung für die Bildung des ausgehärteten Formkörpers. Dann wird der Ausgangsmaterialmischung Wasser zugesetzt und diese wird durchgeknetet und geformt. Zu diesem Zeitpunkt kann die Wassermenge variiert und bestimmt werden In Abhängigkeil von dem angewendeten Formgebungsverfahren, und deshalb unterliegt seine Menge keinen Beschränkungen, so lange der Zweck erreicht werden kann.

Da das Aushärten nach dem Durchkneten und Formen der Ausgangsmaterialmischung durchgeführt wird. ⁴» kann nicht nur ein Aushärten bei Ncirmaltemperatur. sondern auch mittels Wasserdampf bei 90 C oder darunter durchgeführt werden. Liegt die Härlungstemperatur oberhalb von 90 C, so wird der Gips dehydriert und der dabei erhaltene Ettringli in dem ausgehärteten Fomikör- ⁴> per zersetzt, -vas zu einem unerwünschten Ergebnis führt.

Der erfindungsgemäß hergestellte ausgehärtete Formkörper enthält oder besteht aus Ettringli (3 CaO ■ AI₁O, ■ 3 CaSO₄ · 31-32H₂O) und überschüssigen Gips, der mit ³"

Tabelle I

Zusammensetzung der Hochofenschlacke dem Hydrat der Schlacke nicht reagiert hat. Bei dem Ettringit handelt es sich um einen solchen, der bei der Umsetzung von Calciumoxid (CaO) und Aluminiumoxid (Al₂Oi), die in der Schlacke enthalten sind, mit Gips (CaSO₄ · 2H₂O) gebildet wird.

Die hohe Anfangsfestigkeit, die der erhaltene ausgehärtete Formkörper besitzt, lsi, wie angenommen, auf den Ettringit zurückzuführen, und sie wird auch bei langer Lagerung (Alterung) aufrechterhalten durch die latenten hydraulischen Eigenschaften der Schlacke. Was den Effet der Zusätze anbetrifft, so beschleunigen das Alkalimetallsalz und die Aluminiumsulfat enthaltende Substanz gemeinsam die Bildung von Ettringil, der die hohe Festigkeit, die Schneilaushärtungseigenschaften und die Wasserbeständigkeit des ausgehärteten Formkörpers bei seiner ersten Verfestigung ergibt. Das Fluorid ist in dem ausgehärtete· Formkörper unlöslich, so daß die Wasserbeständigkeit eines solchen Formkörpers verbessert und eine Beeinträchtigung (Verschlechterung) der Körperoberfläche verhindert wird.

Die verstärkende Faser hat die Wirkung, die Biegefestigkeit und die Verwitterungsbeständigkeitseigenschaften des ausgehärteten Formkörpers zu verbessern und macht außerdem den ausgehärteten Formkörper besser be- und verarbeitbar und verringert das Gewicht dieses Form körpers.

Der erfindungsgemäi3e ausgehärtete Formkörper weist ausgezeichnete Schnellaushärtungseigenschaften. eine ausgezeichnete Festigkeit, Wasserbeständigkeit. Verwjuerungsbeständigkeit und Formbarkeit auf und er ist billig. Er kann daher in großem Umfange verwendet werden und er ist besonders wertvoll als Baumaterial.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele. In denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. In diesen Beispielen wurden als Hauptausgangsniaterlalien künstlicher Gips aus einer Abgasentschwefelungsanlage für die Metallraffination und granulierte Hochofenschlacke verwendet. Bei einer granulierten Schlacke handelte es sich um eine solche mit der in der folgenden Tabelle I angegebenen Zusammensetzung, die gemahlen worden war, um ihre spezifische Oberflächengröße auf 3800 cm/g einzuregulieren. Als Erdalkalimetallsalz wurde gelöschter Kalk verwendet, wie er in der Industrie eingesetzt wird. Bei den übrigen Zusätzen handelte es sich um hochwertige Qualitäten.

Die nachfolgend angegebenen Teile und Prozenisätze sind, wenn nichts anderes angegeben Ist, auf das Gewich! bezogen.

Glühverluste

unlösliche
Materialien

SiC.-

A 1,0.

Fe₂O, CaO

MgO

TiO₂

MnO

0,19

1.27

32,36

14,16

0,97 40,17 6,04

2,00

1,00

Beispiel 1

Dem Hauptausgangsmatcrial. bestehend .ius 5(1 Teilen Gips und 50 Teilen Schlacke, wurden 1.5' gelöschter Kalk und 0.25%. 1.00'*, bzv.. 5.00",, Aluniiniumnairlum- ^b5 sulfat als Zusatz und 25"<. Asbest (Chrvs:>till als verstärkende Faser zugegeben. Dann wurden 2(tfι ·.. Wasser den Mischungen zugesetzt zur Herstellung von drei Arten von Proben. Nr. 1 bis Nr. 3, wie in der lolgenden 'labeile II angegeben. Die Proben wurden jeweils getrennt durchgeknetet und danach unter Anwendung eines Druckes von 1000 N/cm" zu Platten geformt. Sie wurden 24 Stunden lang mittels Wasserdampf bei 60 C gehärtet, wobei man ausgehärtete Formkörper erhielt, die weitere 7 lage lang natürlich gehärtet wurden. Diese ausgehärteten Formkörper Nr. I bis Nr. 3 wurden in bezim aul ihre

physikalischen Eigenschaften hin untersucht, wobei die in der folgenden Tabelle 111 angegebenen Ergebnisse erhalten wurden.

Beispiel 2

Zu dem Hauptausgangsmaterial, bestehend aus 50 Teilen Gips und 50 Teilen Schlacke, wurden jeweils 1,5% gelöschter Kalk, 0,13%, 0,5% und 1,25% Aluminiumsulfat und 0,13%, 0,50% und 1,25% Natrlumsilikofluorld als Zusätze zugegeben und es wurden 25% Asbest (Chrysotil) als verstärkende Faser zugesetzt. Ferner wurden 200% Wasser zu den Mischungen zugegeben, die durchgekne-

10

tet wurden zur Herstellung von drei Arten von Proben Nr. 4 bis Nr. 6, wie in der Tabelle II angegeben. Nach Beendigung des Durchknetens wurden die Proben unter einem Druck von 1000 N/cnV zu Platten geformt. Diese wurden 24 Stunden lang mittels Wasserdampf bei 60" C gehärtet, wobei man ausgehärtete Formkörper erhielt, die noch weitere 7 Tage lang unter natürlichen Bedingungen gehärtet wurden. Die fertigen ausgehärteten Formkörper Nr. 4 bis Nr. 6 wurden in bezug auf ihre physikalischen Eigenschalten hin untersucht, wobei die In der folgenden Tabelle III angegebenen Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle	II	Schlacke	Zusätze	A	B	C	Asbest	Wasser
Probe			gebrannter Kalk
Nr.	Hauptausgangsmaterial	50	(%) *)	0,25
	Gips	50	1,5	1,00	-	-	25	200
1	(Teile)	50	1,5	5,00	-	-	25	200
2	50	50	1,5	-	0,13	0,13	25	200
3	50	50	1,5	-	0,50	0,50	25	200
4	50	50	1,5		1,25	1,25	25	200
5	50		1,5				25	200
6	50
50

bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmalerials

A: Aluminiumnalriumsulfat ti: Aluminiumsulfat
C: Natriumsilikofluorid

Tabelle III

Probe

Nr.

Biegefestigkeit

(N/cm²)

Schlag- Brinell- Längen- Wasserab- spezifisches

festigkeit Härte änderungsrate sorptionsrate Raumgewicht

KJ/m² HB XlO-* (%) g/cm¹

1	1850	2,3	9,7	18,1	17,2	1,74
2	2610	2,9	12,6	16,5	16,7	1,73
3	2320	2,7	11,4	15,2	16,9	1,73
4	1730	2,4	10,5	17,6	16,8	1,72
5	2780	3,2	13,2	15,9	16,0	1,75
6	2530	2,9	12,4	15,0	16,2	1,74

Beispiel 3

0,5% Aluminiumsulfat, 0,5% Natriumsilikofluorid und 1,5%, 2,5% bzw. 5,0% gelöschter Kalk als Zusätze und 25% Asbest (Chrysotil) als verstärkende Faser wurden jeweils dem Hauptausgangsmaterial, bestehend aus 50 Teilen Gips und 50 Teilen Schlacke, zugegeben. Zu den dabei erhaltenen Mischungen wurden 200% Wasser zugegeben, dann wurden sie durchgeknetet zur Herstellung

Tabelle IV

von drei Arten von Proben Nr. 7 bis Nr. 9, wie in der folgenden Tabelle IV angegeben. Nach dem Durchkneten wuden die Proben unter einem Druck von 1000 N/cm² zu Platten geformt. Diese wurden 21 Tage !ang bei 20⁰C und 80% relativer Feuchtigkeit (RH) gehärtet. Die dabei erhaltenen ausgehärteten Formkörper Nr. 7 bis Nr. 9 wurden in bezug auf ihre physikalischen Eigenschaften hin untersucht, wobei die in der folgenden Tabelle V angegebenen Ergebnisse erhalten wurden.

Probe

Nr.

Hauptausgangsmaterial Zusätze Gips Schlacke gelöschter Kalk B

(Teüe) (%)·)

Asbest

Wasser

50

1,5 0,5

0,5

200

ίο

Fortsetzung	Hauptausgangsmaterial	Schlacke	Zusätze	B	C	Asbest	Wasser
Probe	Gips		gelöschter Kalk
Nr.	(Teile)	50	(%) *)	0,5	0,5
	50	50	2,5	0,5	0,5	25	200
8	50		5,0			25	200
9

*l bezogen auf das Gewicht des Hauplausgangsmaterials B: Aluminiumsulfat
C: Nülriumsiükonuorid

Tabelle V

Probe

Nr.

Biegefestigkeit

(N/cnV)

Schlagfestigkeit

KJ/m-

Brineil-Härte

HB

Längen- Wasserab- spezifisches

änderungsrate sorptionsrate Raumgewicht

XlO-⁴ (%) g/cm-

2580	3,0	12,3	16,9	16,0	1,75
2020	2,4	9,9	18,4	16,9	1,73
1780	2,3	8,6	19,1	17,6	1,70

Beispiel 4

Zuerst wurden drei Arten von Hauptausgangsmaterialien hergestellt, in denen die Mischungsverhültnisse von Gips zu Schlacke 7:3. 5:5 bzw. 3 : 7 (bezogen auf das Gewicht) betrugen. Zu den Hauptausgangsmaterialien wurden jeweils 3,0",. gelöschter Kalk, 1,0% Aluminiumsulfat, !.(H Natriumsiükofluorid und 25¹V. Asbest (Chrysotil) zugegeben. Zu den Mischungen wurden 200 Teile Wasser zugegeben, dann wurden sie durchgeknetet zur Herstellung von drei Arten von Proben Nr. 10 bis Nr. 12. wie in der Tabelle Vl angegeben. Nach dem Durchkneten wurden die Proben unter einem Druck von 1000 N/cnr zu Platten geformt. Diese wurden 24 Stunden lang mittels Wasserdampf bei όθ C gehärtet, wobei man ausgehärtete Formkörper erhielt, die weitere 7 T agc lang unter natürlichen Bedingungen gehärtet wurden. Die ausgehUrtei.en Formkörper Nr. 10 bis Nr. 12 wurden auf ihre physikalischen Eigenschaften hin untersucht, wobei die in der folgenden Tabelle VII angegebenen Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle	VI	Schlacke	Zusätze	B	C	Asbest	Wasser
Probe			gelöschter Kalk
IN Γ.	Hauplausgangsmaterial	70	(%)*)	1,0	1.0
	Gips	50	3,0	1,0	1,0	25	200
10	(Teile)	30	3.0	1,0	1,0	25	200
11	30		3.0			25	200
12	50
70

*) bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmatenals B: Aluminiumsulfat C: Nalriumsilikofluorid

Tabelle VlI

Probe

Nr.

Biegefestigkeit

(N/cm²)

Schlagfestigkeit

KJ/m=

Brinell-Härte

HB

Längen- Wasserab- spezifisches

änderungsrate sorptionsrate Raumgewicht

XlO-⁴ (%) g/cm'

10	1800	2,5	10,9	18,3	17,1	1,72
11	2400	2,8	IU	18,0	17,2	1,74
12	1740	2.5	11,0	18,2	17,0	1,74

Beispiel 5

Gips und Schlacke wurden In einem Mischungsverhältnis von 1 : 1 (bezogen auf das Gewicht) miteinander gemischt zur Herstellung eines Hauptausgangsmaterials. Als verstärkende Faser wurde Asbest (Chrysotll) in variierenden Mengen zu dem Hauptausgangsmaierlal zugegeben zur Herstellung von drei Arten von Mischungen mit den jeweiligen Gewichtsverhältnissen von Hauptausgangsmaterial zu verstärkender Faser von 9,0:1,0, 8,5: 1,5 und 8,0 :2,0. Außerdem wurden den Mischungen die folgenden Zusätze zugegeben: gelöschter Kalk und Aluminiumsulfat In den jeweiligen Mengen von 1,5%, bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials, ein Verdickungsmittel (Methylcellulose) in einer Menge von 0,1%, bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials plus des Asbests, und Wasser in einer Menge von 28%. Dabei erhielt man drei Arten von Proben Nr. 13 bis Nr. 15, die In der Tabelle VIII angegeben sind. Nach dem Durchkneten wurden die Proben durch Extrusion zu hohlen Platten mit einer Öffnungsrate von 24% geformt, die dann 24 Stunden lang mittels Wasserdampf bei 60 C gehärtet wurden, wobei man ausgehärtete Formkörper erhielt. Diese Formkörper wurden weitere 7 Tage lang unter natürlichen Bedingungen gehärtet. Die physikalischen Daten dieser ausgehärteten Formkörper Nr. 13 bis Nr. 15 wurden bestimmt, wobei die dabei erhaltenen Ergebnisse in der folgenden Tabelle IX angegeben sind.

Beispiel 6
Gips und Schlacke wurden In einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 miteinander gemischt zur Herstellung eines Hauptausgangsmaterials. Asbest (Chrysotll) als verstärkende Faser und Perlit und Sägemehl als Material mit geringem Gewicht wurden zu dem Hauptausgangsmates rial zugegeben, so daß zwei Arten von Mischungen erhalten wurden, die jeweils Gewichtsverhältnisse von Haupiausjjangsmaterlal zu verstärkender Faser zu Material mit geringem Gewicht von 8,0:1,0:1,0 und 7,5:1.0:1,5 aufwiesen. Zu den Mischungen wurden gelöschter Kalk

ίο und Aluminiumsulfat, beide jeweils In Mengen von 1,5%, bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterlals, sowie ein Verdickungsmittel (Methylcellulose) in einer Menge von 0,3%. bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials plus der verstärkenden Faser plus des Materials mit dem geringen Gewicht, zugegeben. Außerdem wurde Wasser In einer Menge von 40% zugegeben, wenn Perlit als Material mit geringem Gewicht verwendet wurde, und es wurde in einer Menge von 37°u zugegeben, wenn Sägemehl als Material mit

-¹O geringem Gewicht verwendet wurde. Als Folge davon erhielt man vier Arten von Proben Nr. 16 bis Nr. 19. Nach dem Durchkneten wurden die Proben durch Extrusion zu hohlen Platten mit einer Öffnungsrate von 24% geformt, die dann 24 Stunden lang mittels Wasserdampf bei 60° C gehärtet wurden, wobei man ausgehärtete Formkörper erhielt. Diese Formkörper wurden 7 Tage lang unter natürlichen Bedingungen weiter gehärtet, wobei man die ausgehärteten Formkörper Nr. 16 bis Nr. 19 erhielt. Ihre physikalischen Daten wurden bstimmt und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IX angegeben.

Tabelle VIII

Probe Haupiausgangs- Faser und Leuchtstoff-Nr. material Zuschlag

Zusätze

Meihv!- Wasser
cellulose

Gips Schlacke Asbest Perlit Sägemehl gelöschter Alumi-

KaIk niumsulfal

(Teile)

1¹Vn) **)

13	45,0	45,0	10	-	_	1,5	1,5	0.1	28
14	42,5	42,5	15	-	-	1,5	1,5	0,1	28
15	40,0	40,0	20	10	-	1.5	1,5	0,1	28
16	40,0	40,0	10	15	-	1,5	1,5	0.3	40
17	37,5	37,5	10	-	10	1,5	1,5	0,3	40
18	40,0	40,0	10	_	15	1,5	1,5	0,3	37
19	37,5	37,5	10		1.5	ι j	0,3	37

·) bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials ♦*) bezogen auf das Gesamtgewicht von Hauptausgangsmaterial. Faser und Material mit geringem Gewicht

Tabelle	IX	Schlag	Brinell-Härte	Längen	Wasserabsorp-	Spezifisches	Spezifisches
Probe	Biege	festigkeit		änderungsrate	tionsvermögen	*Raumgewicht )**	Raumgewicht )**
Nr.	festigkeit	KJ/m³	HB	XlO-*	(%)	g/cm³	g/cm³
	(N/cm³)	3,8	13,3	15,7	18,0	1,75	1,33
13	1260	4,2	13,0	15,3	18,7	1,74	1,32
14	1500	4,3	13,2	15,1	19,2	1,72	1,32
15	1630	3,2	10,4	25,2	22,5	1,41	1,07
16	1090	2,8	8,9	27,5	27,5	1,40	1,06
17	960

Fortsetzung	Biege festigkeit (N/cm²)	Schlag festigkeit KJ/m^!	Br nell-Härte HII	Längen änderungsrate ΧΙΟ-⁴	Wasserabsorp tionsvermögen (%)	Spezifisches Raumgewicht*) g/cm³	Spezifisches Raumgewicht **) g/cm³
Probe Nr.	1320 1100	3,9 3.4	10,3 8.6	20.1 21,3	21,6 23.2	1,46 1,45	1,11 1,10
18 19

*) dasjenige des Grundmaterials
*) dasjenige der Platte

Beispiel 7

Gips und Schlacke wuiden in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 miteinander gemischt zur Herstellung eines Hauptausgangsmaterials. Als verstärkende Faser wurde Asbest (Chrysotil) zugegeben und als Material mit geringem Gewicht wurden Perlit und Sägemehl dem Hauptausgangsmaterial zugesetzt, so daß zwei Arten von Mischungen erhalten wurden, die jeweils die Gewichisverhältnlsse von llaupiausgangsmaierial : verstärkende Faser : Material mit geringem Gewicht von 8.0 : 1,0 : 1.0 und 7,5 : 1.0 : 1.5 aufwiesen. Zu den Mischungen wurden gelöschter Kalk in einer Menge von 1.5V bezogen auf das Gewicht des Haupiausgangsmaieriais. Nairlumsilikofluorid in einer Menge von 0.75".,. bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmalerials, und ein Verdikkungsmittel (Methylcellulose) in einer Menge von 0,3 ... bezogen auf das Gewicht von Hauptausgangsmaterial

plus verstärkender Faser plus Material mit geringem Gewicht, zugegeben. Außerdem wurde Wasser in einer Menge von 40%. wenn Perlit als Material mit geringem Gewicht verwendet wurde, und in einer Menge von 37"... wenn Sägemehl als Material mil geringem Gewicht verwendet wurde, zugegeben. Dabei erhielt man vier Arten von Proben Nr. 20 bis Nr. 23. wie sie in der folgenden Tabelle X angegeben sind. Nach dem Durchkneten wurden diese Proben durch Extrusion zu hohlen Platten mit einer Üffnungsrale von 24",. geformt, die dann 24 Stunden lang bei 60 C mittels Wasserdampf gehärtet wurden, wobei man ausgehärtete Formkörper erhielt. Die Formkörper wurden 7 Tage lang unter natürlichen Bedingungen weiter gehärtet, wobei man die ausgehärteten Formkörper Nr. 20 bis Nr. 23 erhielt. Fs wurden die physikalischen Daten bestimmt und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle XI angegeben.

läoelie	X	Schlacke	Faser,	LeichtstofTzuschlag	Sägemehl	Zusätze	B	C	Methyl	Wasser
Probe			Asbest	Perlit		gelöschter Kalk			cellulose
Nr.	Hauptausgangsmaterial	40.C				("Μ *)	0,75	0.75	(%)**)
	Gips	37.5	10	10	-	1.5	0,75	0.75	0,3	40
20	(Teile)	40.0	10	15	10	1.5	0,75	0.75	0.3	40
21	40,0	37.5	10	-	15	1.5	0,75	0.75	0.3	37
22	37.5		10	_		1.5			0.3	37
23	40,0
37.5

') bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials

**) bezogen auf das Gesamtgewicht von Hauptausgangsmaterial, laser und Material mit geringem Gewicht
B: Aluminiumsulfat
C: Natriumsilikonuorid

Tabelle	XI	Schlag	Brinell-Härte	Längen	Wasserabsorp	Spezifisches	Spezifisches
Probe	Biege	festigkeit		änderungsrate	tionsvermögen	Raumgewicht *)	Raumgewicht **)
Nr.	festigkeit	KJ /m²	HB	XlO-"	(%)	g/cm³	g/cm³
	(N/cm²)	3,4	10,2	24,8	22,3	1,40	1,06
20	1160	3,4	8,8	27,0	27,6	1,40	1,06
21	1000	4,0	10,4	20,0	21,5	1,45	1,10
22	1430	3,5	8,6	21,1	23,2	1,46	1,11
23	1150

*) dasjenige der Grundmaterialien
**) dasjenige der Platte

Beispiel S

Gipi und Schlacke wurden in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 miteinander gemischt zur Herstellung eines Hauptausgangsmaterials. Als verstärkende Faser wurde Asbest iChrysotil) zu dem Hauptausgangsmaterial zugegeben, so daß die Mischung ein Gewichtsverhältnis von Hauptausgangsmaterial zu verstärkender Faser von 8:2 aufwies. Außerdem wurde als zusätzliche verstärkende Faser eine Polypropylenfaser in Mengen von 0,3, 0,5 bzw. 1.5",,, bezogen aul das Gewicht von Hauptausgangsmaterial plus verstärkender Faser, eingearbeitet. Ferner wurden gelöschter Kalk und Aluminiumsulfat in der jeweiligen Menge von 1,5%, bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials, eingearbeitet. Wasser wurde in einer Menge von 200%, bezogen auf das Gewicht von Hauptausgangsmaterial plus verstärkender Faser, zugegeben. Dabei erhielt man vier Arten von Proben Nr. 24 bis Nr. 27, die in der folgenden Tabelle XlI angegeben sind. Nach dem Durchkneten wurden diese Proben unter einem Druck von 100 kg/cm"' zu Platten geformt, die dann 21 Tage lang bei 20 C und 80'Ό RH gehärtet wurden. Es wurden die physikalischen Daten der dabei erhaltenen ausgehärteten Formkörper Nr. 24 bis Nr. 27 bestimmt, wobei die in der folgenden Tabelle XIII angegebenen Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle	XII	Schlacke	Faser	P.P.	Zusätze	B	Wasser
Probe			Asbest	(%) *)	gelöschter Kalk
Nr.	Hauptausgangsmaterial	40		_	(%)**)	1,5	(%)*)
	Gips	40	20	0,3	1,5	1,5	200
24	(Teile)	40	20	0,5	1,5	1,5	200
25	40	40	20	1,0	1,5	1,5	200
26	40		20		1,5		200
27	40
40

*) bezogen auf das Gesamtgewichl von Hauptausgangsmaterial und Asbest *·ι bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmalcrials
P.P.: Polypropylen
I!: Aluminiumsulfat

Tabelle	XIII	Schlag	Brinell-	Längen	Wasserab-	spezifisches
Probe	Biege	festigkeit	Härte	änderungsrate	sorplionsrate	Raumgewicht
Nr.	festigkeit	KJ/m^J	HB	x ΙΟ-⁴	(%)	g/cm'
	(N/cm²i	3,1	12,9	15,8	16,0	1,75
24	2800	3,6	11,6	15,2	15,8	1,74
25	2850	3,8	11,9	14,9	15,9	1,75
26	2920	3,6	10,7	14,8	16,0	1,75
27	2810

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten, ausgehärteten Glps-Formkörpers bei welchem Gips, Wasser, Verstärkungsfasern, eine slllkaihaltige, eine aluminiumhaltige sowie eine alkalihaltige Substanz verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß CaSO₄ · 2H_:0 und Schlacke in einem Gewichtsverhältnis von 3 : 7 bis 7 :3 zur Bildung eines Ausgangsmaterials miteinander vermischt werden und 1 bis 30 Gew.-% Versiärkungsfasern, 0,1 bis 5 Gew.-t Alkalimetall- oder Erdalkallmelallsalz sowie 0,1 bis 5% einer aluminlumsulfathaltlgen Substanz jeweils bezogen auf das Gewicht des Ausgangsmaterials, zugesetzt werden, worauf die erhaltene Mischung durchgeknetet und ausgeformt und unter Normalbedingungen oder mit Hilfe von Wasserdampf bei Temperaturen bis zu 90 C ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalimetallsalz Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid sowie auch gelöschter Kalk verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als aluminiumhaltige Substanz Aluminiumsulfat, wasserfreies Aluminiumsulfat, Natriumalaun und Kaliumalaun verwendet wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als verstärkende Faser Asbest. Steinwolle. Glasfaser, Stahlfiber. Kohlefaser, Polypropylenfaser, Nylonfaser und Pulpenfaser verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich noch 1 bis 25 Gew.-",, eines anorganischen oder organischen Lelchtzuschlagstoffcs. bezogen auf das Ausgangsmaterial, zugesetzt wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Leichtzuschlagstoff Perlit, schäumbarer leichter Zuschlag, leichter Sand. C aleiumsilikalhydrat. Diatomeenerde, Tricaleiumsulloaluminathydrat, calclnlerter Zeolii, Späne (Schnii/el) und geschäumtes Polystyrol verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung zusätzlich noch 0.1 bis 5 Gew.-'\, am Fluorid. bezogen auf das Ausgangsmaierial zugesetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß als lluorid Natriumfluorid. Kaliuinfluorid. Nairiumsilikofluorid und Kaliumsillkofluorid verwendet wird.