DE2912148A1

DE2912148A1 - Verfahren zur herstellung von baustoffen auf gipsbasis fuer wasserfeste produkte und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2912148A1
Application number: DE19792912148
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Chem Dr Hose; Peter Prof Dr Neumann-Venevere; Herbert Dipl Ing Werner
Original assignee: Babcock BSH AG
Current assignee: Grenzebach GmbH and Co KG
Priority date: 1979-03-28
Filing date: 1979-03-28
Publication date: 1980-10-09

Description

Verfahren zur Herstellung von Baustoffen auf Gipsbasis far wasserfeste Produkte und Vorrichtung zur Drchfurrnn des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Baustoffen auf Gipsbasis für wasserfeste Produkte unter Zugabe von mineralischen Stoffen.
Bekanntlich sind die in der Bauwirtschaft verwendeten Gipse wenig witterungsbeständig und finden daher lediglich im Innenausbau Verwendung.
Die beschränkte Verwendungsfähigkeit beruht insbesondere auf der großen Wasserlöslichkeit der Dihydrate.
Es sind bereits Versuche unternommen worden, die Wasserfestigkeit der Dihydrate dadurch zu erhöhen, daß man Trockenmischungen aus Halbhydrat, Portland-Zement und Zusatz aktiver, löslicher Kieselsäure herstellt.
Ferner ist es bekannt, Gipsatein in Gipskochern zu dehydratisieren und nach Erreichen der Halbhydratstufe mit Zement und sauren Zusätzen zu mischen und zu kochen (DE-AS 1 241 330).
Diese bekannten Verfahren haben sich jedoch in der Praxis nicht bewährt.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Baustoffen auf Gipsbasis für wasserfeste Produkte zu finden, das nicht an den Besitz fertiger Zemente gebunden ist, mit leicht zugänglichen Grundstoffen arbeitet und eine weitgehende Anpassung an die gegebenen Eigenarten der zu verarbeitenden Glpse zur Erreichung optimaler Ercebnisse ermöglicht.
Dies wird nach der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß in einer ersten Brennstufe ein Gemenge aus tonig-silikatisch ungesättigten Kalkverbindungen mit einer unterhalb der Sintergrenze des jeweiligen Gemenges liegenden Temperatur gebrannt wird und daß das in der ersten Brennstufe thermisch umgewandelte Gemenge in einem kontinuierlichen Prozeßdurchgang mit etwa 60 bis 90 %, vorzugsweise 80 %, Gewichtsanteil an der Gesamtmischung ausmachenden Menge von Gips (Dihydrat) in einer temperaturmäßig dem jeweiligen Dihydrat angepaßten zweiten Brennstufe innig gemischt und gebrannt wird.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist besonders darauf zu achten, daß die stoffliche Zusammensetzung des Gemenges so gewählt ist, daß bei den erfolgenden Reaktionen- freies Kalziumoxid und Trikalz.iumaluminat nur in einem geringen Umfang entstehen kann.
Sollte beim Brennprozeß des Gemenges die Reaktion der Rohstoffe ein schädliches Übermaß an Trikalziumaluminat er- geben, so erfolgt in Durchführung. des Erfindungsgedankens ein Zusatz von diesen Schadstoff. vermindernden Verbindungen, wie z.B. ferritische Stoffe.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann als Gemenge beispielsweise ein Kalkmergel bzw. Mischungen von Salkmergeln mit einem CaC03-Anteil von 56 bis 74 Gew.-% verwendet werden. Dieses Gemenge wird dann in der ersten Brennstufe je nach seiner Zusammensetzung in einem Temperaturbereich von 800 °C bis Sintergrenze gebrannt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Kalkmergel mit einer chemischen Zusammensetzung von TabelLe I Bestandteile Gew.-Glühverlust 30,94 SiO2 22,05 Al203 5,20 Fe2O3 2,10 2 3 0,59 CaO 36,04 MgO 0,95 X20 0,89 Na20 0,31 SO3 0,91 ci 0,014 verwendet.
Dieser Kalkmergel ist vermahlen und mit einem ferritischen Zusatz von ca. 10 Gew.-% versetzt granuliert.
Dieses Gemenge wird bei der Durchführunq des. erfindungsgemäßen Verfahrens in einem mittleren Temperaturbereich von 870 OC in der ersten B.rennstufe gebrannt.
Das so thermisch vorbehandelte Gemenge besitzt alsdann folgende chemische Zusammensetzung Tabelle 11 Bestandteile Gew.-% Glühverlust 1,77 SiO2 24,90 A1203 7,63 Fe203 8,58 Ca0 46,48 MgO 1,50 K20 0,78 Na2O 0,42 503 0,83 Freies CaO 1,12 Rest unbestimmter Anteil In einer zweiten daran anschließenden Brennstufe werden dem in der ersten Brennstufe thermisch behandelten Gemenge alsdann die zu verarbeitenden Gipse, aufbereiteter Naturgips oder Chemiegips wie er z.B. bei der Phosphatverarbeitung zu Phosphorsäure bzw. Düngemittel und bei der Schwefeleinbindung der Abgase von Zechenkraftwerken anfällt, in einem Verhältnis von 10 bis 40 Gew.-% Gemenge und 60 bis 90 Gew.-% Gips, vorzugsweise. 20 Gew.-% Gemenge und 80 Gew.-%. aufbereiteter Gips, aufgegeben.
Selbstverständlich lassen sich auch beide Brennstufen getrennt auf die erforderlichen Brenntemperaturen bringen, z.B. die erste Brennstufe auf einen Temperaturbereich von 800 OC bis Sintergrenze und die. zweite Brennstufe auf einen Temperaturbereich von 120 bis 180 °C, und der. Aufenthalt der zu verarbeitenden Stoffe in jeder Stufe zeitlich steuern.
Dies konnte beispielsweise ueber. ein aweistufiges Drehtrommelaggregat bekannter Bauart erfolgen.
Der Herstellungsprozeß wird dabei vorzugsweise kontinuierlich geführt.
Eine Überprüfung der erfindungsgemäß hergestellten Baustoffe erfolgte mit Hilfe daraus hergestellter Prüfkörper, wie dies in den nachfolgenden Tabellen III und IV aufgezeigt ist: Tabelle III Baustoff, aufgebaut aus dem thermisch vorbehandelten Gemenge und dem aufbereiteten Halbhydrat, vergleichende Überprüfung aus unterschiedlichen Mischungen Mischungsaufbau: Gemenge 30 Gew.-% Halbhydrat 70 Gew.-t Fertigung von Prüfkörpern aus dem Baustoff unter Zusatz von Wasser: Prismen 4x4x16 cm Wasseranspruch 1120 g Verzögerer 2 Gew.-% Ausbreitmaß 17,0 cm Druckfestigkeit: 1. der Prismen nach 28 Tagen Luftlagerung, Trocknung (40 °C).
11,20 N/mm2 2. der Prismen nach 56 Tagen Wasserlagerung, Trocknung (40 OC) 17,60 N/mm2 Sehr geringer Masseverlust nach 56 Tagen Wasserlagerung im Fließwasser mit 5 1/24 Stunden Wassererneuerung.
Tabelle -1V Baustoff, aufgebaut aus dem thermisch vorbehandelten Gemenge und einem aufbereiteten Chemiegips Mischungsaufbau: Gemenge 30 Gew.-% -Halbhydrat 70 Gew.-% Fertigung von Prüfkörpern aus dem Bindemittel unter Zusatz von Wasser: Prismen 4x4x16 cm Wasseranspruch 708 g Verzögerer 2 Gew.-% Ausbreitmaß 16,0 cm Druckfestigkeit der Prismen geprüft nach DIN 1164: 1. Messung nach 28. Tagen Luftlagerung, Trocknung (40 OC).
5,60 N/mm2 2. Messung nach. 56 Tagen Wasserlagerung, Trocknung. (40 OC).
60,00 N/mm2 Rohdichte: i.M. 1r30 - 1,51 kg/dm3 Sehr geringer Masseverlust nach 56 Tagen Wasserlagerung im Fließwasser mit 5. 1/24 Stunden Wassererneuerung.
Der Baustoff nach der Erfindung läßt sich auch als Bindemittel verwenden.

Claims

Patentansprüche: ! 1. Verfahren zur Herstellung von Baustoffen auf Gipsbasis für wasserfeste Produkte unter Zugabe von mineralischen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, a) daß in einer ersten Brennstufe ein Gemenge aus tonigsilikatisch ungesättigten Kalkverbindungen mit einer unterhalb der Sintergrenze liegenden Temperatur gebrannt wird, b) daß das in der ersten Brennstufe thermisch umgewandelte Gemenge in einem kontinuierlichen Prozeßdurchgang mit etwa 60 bis 90 %, vorzugsweise 80 %, Gewichtsanteil an der Gesamtmischung ausmachenden Menge von Gips (Dihydrat) in einer temperaturmäßig dem jeweiligen Dihydrat angepaßten zweiten Brennstufe innig gemischt und gebrannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge in seiner stofflichen Zusammensetzung der jeweilig verwendeten Gipsart derart angepaßt ist, daß optimale Wasserbeständigkeit und Festigkeit entsteht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stoffliche Zusammensetzung des Gemenges so gewählt ist, daß bei den erfolgenden Reaktionen freies Kalz.iumoxid und Trikalziumaluminat nur im geringen Umfang entstehen kann.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnest, daß eine Verminderung der den Baustoff schädigenden Verbindungen, wie z.B. Trikalziumaluminat, bewirkende Stoffe, wie z.B. ferritische Stoffe, zugegeben werden.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Gemenge ein Kalkmergel bzw. Mischungen von Kalkmergeln mit einem CaC03-Anteil von 56 bis 74 Gew.-% verwendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kalkmergel mit 65 Gew.-% CaC03 verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge in einem Temperaturbereich von 800 OC bis Sintergrenze gebrannt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalkmergel vermahlen und mit einem ferritischen Zusatz von ca. 10 Gew.-% versetzt granuliert ist.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Naturgips der zweiten Brennstufe aufgegeben wird.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Chemiegips der zweiten Brennstufe aufgegeben wird.
11. Vorrichtung zur Durchführung des. Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein kontinuierlich arbeitendes Drehtrommelaggregat.

Patentbeschreibung: