DE2930164C2

DE2930164C2 -

Info

Publication number: DE2930164C2
Application number: DE2930164A
Authority: DE
Inventors: Peter Alfred Leeming; Dimitrios Mitakidis; Peter Frederik Oakville Ontario Ca Woodrow
Original assignee: BPB Industries PLC
Current assignee: BPB Ltd
Priority date: 1978-07-26
Filing date: 1979-07-25
Publication date: 1990-10-11
Also published as: CA1077971A; FR2433496A1; DE2930164A1; BE877312A; GB2026465A; JPS5520294A; GB2026465B; FR2433496B1; US4298394A; IE791106L; IE48576B1; JPS6319462B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Abbindebeschleuniger für Gips, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung bei der Herstellung von Gipsbauplatten.

Zur Herstellung von Gipsbauplatten wird eine wäßrige Aufschlämmung aus calciniertem Gips (im wesentlichen Calciumsulfat-Hemihydrat) kontinuierlich zwischen einer oberen und einer unteren Pappschicht ausgebreitet. Das auf diese Weise hergestellte kontinuierliche Produkt wird auf einem Förderband bewegt, bis die Aufschlämmung abgebunden hat. Danach wird der Streifen oder die Pappe zu Stücken mit vorherbestimmter Länge geschnitten, wonach diese durch einen Ofen zum Trocknen geführt werden, bis das überschüssige Wasser in der Gipsplatte verdampft ist. Bei der Herstellung von Gipsbauplatten ist es üblich, der Aufschlämmung verschiedene Substanzen zu verschiedenen Zwecken zuzusetzen. Beispielsweise ist es üblich, das Gewicht der Aufschlämmung aus calciniertem Gips durch Zusatz von Schäummitteln zu erniedrigen, weil dadurch ein bestimmtes Ausmaß an Porosität erzeugt wird, was die Dichte der schließlich hergestellten Bauplatte erniedrigt.

Es ist ferner üblich, die Abbindezeit der Aufschlämmung aus calciniertem Gips durch Zusatz von Abbindebeschleunigern zu erniedrigen. Calciumsulfat-Hemihydrat, das mit einer geeigneten Menge Wasser vermischt ist, bindet normalerweise in etwa 25 min bis zu einer Härte ab, die es ermöglicht, aus derartigem Gips hergestellte Bauplatten handzuhaben. In neuzeitlichen Herstellungsanlagen für Bauplatten, in denen eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erforderlich ist, sind 25 min zu lang, und es ist bereits üblich, die Abbindezeit der wäßrigen Aufschlämmung auf etwa 5 bis 8 min zu verringern, indem man einen Abbindebeschleuniger für den Gips zusetzt. Ein derartiger wohlbekannter Abbindebeschleuniger für Gips ist frischgemahlener Gips, jedoch besitzt dieser eine verhältnismäßig geringe Lagerfähigkeit, und es sind deshalb schon verschiedene Mittel und Wege gesucht worden, um die Lagerfähigkeit des gemahlenen Gipses zu erhöhen.

So ist beispielsweise aus der US-PS 40 19 920 eine gemahlene Masse aus Gips und Stärke, aus der US-PS 40 59 456 eine Masse aus feingemahlenem Calciumsulfat-Dihydrat und Lignosulfonat, einem Abfallprodukt von der Sulfitlaugerei von Holz, sowie aus der CA-PS 9 99 310 ein feinteiliges, inniges Gemisch aus Gips und bis zu 10 Gew.-% einer langkettigen Fettsäure mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen oder einem Salz davon bekannt. Aus anderen Veröffentlichungen ist die Verwendung von Zucker oder löslichem Dextrin als Stabilisator für gemahlenen Gips, der als Abbindebeschleuniger für Gips verwendet werden soll, bekannt, jedoch sind diese Materialien kostspielig.

Aus der CH-PS 4 93 438 ist die Verwendung von oberflächenaktiven Mitteln natürlicher oder synthetischer Herkunft als Emulgiermittel für synthetische Harze, die ihrerseits als Zusätze in Beton, Zement oder Gips Verwendung finden, bzw. als Entschäumungsmittel in Beton oder Gips bekannt.

Es wurden nun gemahlene Gipsabbindemittel gefunden, die unerwarteterweise im Vergleich zu frischgemahlenem Gips überlegene Abbindebeschleunigungseigenschaften aufweisen und die Zusätze enthalten, von denen einige bei der Herstellung von Bauplatten aus Gips bekannt sind, wenngleich ihre Verwendung als Abbindebeschleuniger für Gips bisher nicht bekannt war.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vorteilhaften Abbindebeschleuniger für Gips zur Verwendung bei der Herstellung von Gipsbauplatten, bestehend aus Gips und einem oberflächenaktiven Mittel, zu schaffen, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seiner vorteilhaften Verwendung anzugeben.

Gegenstand der Erfindung ist ein Abbindebeschleuniger für Gips zur Verwendung bei der Herstellung von Gipsbauplatten, bestehend aus Gips und einem oberflächenaktiven Mittel, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das oberflächenaktive Mittel in Form eines oder mehrerer synthetischer, wasserlöslicher, anionischer oberflächenaktiver Mittel aus der Gruppe der festen Natriumalkylatsulfonate und Natriumlaurylsulfate oder eines oder mehrerer synthetischer, wasserlöslicher, fester nichtionischer oberflächenaktiver Mittel und in einer Menge von bis zu 20%, bezogen auf das Gewicht des Gipses, vorliegt.

Beispiele für Natriumalkylatsulfonate sind lineare Alkylbenzolsulfonate.

Beispiele für nichtionische oberflächenaktive Mittel sind ethoxylierte Nonylphenole.

Die Beschleuniger gemäß der Erfindung können durch Vermahlen von Gips und einem oder mehreren der genannten Zusätze in einer Kugel- oder Rohrmühle hergestellt werden, wobei ein Produkt mit einem großen Verhältnis von spezifischer Oberfläche zu Gewicht erhalten wird. Im allgemeinen hat es den Anschein, daß mit höherem Verhältnis von spezifischer Oberfläche zu Gewicht die Fähigkeit des Beschleunigers zur Steigerung der Abbindegeschwindigkeit des Gipses zunimmt. Der in einer Rohr- oder Kugelmühle gemahlene Abbindebeschleuniger für Gips besitzt vorzugsweise ein Verhältnis von spezifischer Oberfläche zu Gewicht von mindestens 8000 cm²/g.

Gegenstand der Erfindung ist weiter die Verwendung des Abbindebeschleunigers gemäß der Erfindung bei der Herstellung von Bauplatten aus Gips durch Aufbringen einer wäßrigen Aufschlämmung von Calciumsulfat-Hemihydrat zwsichen zwei parallelen, kontinuierlichen Papierschichten und Abbindenlassen des Gipses, wobei man dem Hemihydrat 0,5 bis 15 kg je 100 m² Gipsbauplatten an dem Abbindebeschleuniger gemäß der Erfindung zusetzt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Es wurden nun einzelne Abbindebeschleuniger für Gips gemäß der Erfindung auf ihre Wirksamkeit nach Alterung untersucht.

Jede Kombination aus Gips und Zusatzmittel wurde im Hinblick auf die Beschleunigungswirkung für die Abbindung von Gips bewertet. Außerdem wurden die Beschleunigererzeugnisse, da herkömmliche gemahlene Gipsabbindebeschleuniger nach und nach ihre Wirksamkeit verlieren, sowohl in frisch hergestelltem Zustand als auch nach einer Alterung von bis zu vier Wochen untersucht, um sowohl ihre Wirksamkeit als auch ihre Haltbarkeit zu bewerten.

Als Beispiele für Natriumalkylatsulfonate oder lineare Natriumalkylbenzolsulfonate wurden verwendet: ein festes, flockiges, oberflächenaktives Mittel (ULTRAWET DS sowie das Natriumsalz von Dodecylbenzolsulfonat (NANSA HS 80/S).

Als Beispiel für ein Natriumlaurylsulfat wurde das Natriumsalz von sulfatiertem Mittelfraktionlaurylalkohol verwendet (EMPICOL LZV).

Als Vertreter von festen, nichtionischen oberflächenaktiven Mitteln wurde ein festes ethoxyliertes Nonylphenol verwendet (ALKASURF NP-50).

Sämtliche der genannten Arten von oberflächenaktiven Mitteln sind leicht zugänglich und in vorteilhafter Weise verhältnismäßig kostengünstig.

Die Versuchsergebnisse mit den Abbindebeschleunigern für Gips gemäß der Erfindung sind in den folgenden Tabellen I bis III zusammengefaßt, wobei die vorgenannten Klammerausdrücke als Kurzbezeichnungen verwendet werden.

Die Beschleuniger wurden hergestellt, indem man Gips und die verschiedenen genannten Zusätze in einer Menge von bis zu 20%, bezogen auf das Gipsgewicht, in einer Laboratoriumskugelmühle oder in einer großtechnischen Kugelmühle miteinander vermahlte.

Die spezifische Oberfläche, die für die verschiedenen vermahlenen Produkte erzielt wurde, ist in der folgenden Tabelle I angegeben:

Tabelle I

(a) Erster Versuch zur Bestimmung der Beschleunigungswirkung

Die Abbindezeit wurde in folgender Weise für üblichen Gipsbinder bestimmt: 200 g Gips wurden in einem Hochgeschwindigkeitsmischer mit 0,5 g zu untersuchendem Beschleuniger, der die angegebene Zeit hindurch gealtert worden war, und weiter mit 136 ml Wasser von 40,9°C vermischt. Nach 15 s dauerndem Hochgeschwindigkeitsmischen wurde die erhaltene Aufschlämmung auf eine Glasplatte gegossen, und die Abbindezeit wurde gemäß der Nadelmethode von Vicat, beschrieben in CSA A82.20M 1977, Section 5, bestimmt.

Tabelle II

(b) Zweiter Versuch zur Bestimmung der Beschleunigungswirkung

Die neuen Beschleuniger wurden in einer üblichen Formulierung für Kerne von Gipsbauplatten mit der folgenden Zusammensetzung erprobt:


je 100 m²
Calcinierter Gips	736 kg
Hydratisierungswasser	69,4 kg
Papierpülpe-Faser	5,9 kg
Schaummittel	0,6 kg
Stärke	4,9 kg
Beschleuniger	4,9 kg
Kern, Gesamtgewicht	821,7 kg
Deck- und Grundpapier	63,5 kg
Plattengewicht	885,2 kg

Die Ergebnisse dieses zweiten Versuches sind in Tabelle III zusammengefaßt. Die Abbindezeit bei Temperaturerhöhung wurde gemäß CSA A82.20M 1977 Physical Testing of Gypsum Plasters, Section 5.3 bestimmt.

Tabelle III

Außerdem geht aus den Ergebnissen unter Verwendung der Abbindebeschleuniger für Gips gemäß der Erfindung hervor, daß bei Verwendung dieser mit der Kugelmühle gemahlenen Beschleuniger eine größere Festigkeit der Bauplattenkerne erzielt wird. Beispielsweise beträgt die Druckfestigkeit für einen Bauplattenkern, der mit 4,9 kg/100 m² eines in der Kugelmühle gemahlenen Beschleunigers aus Gips + 2% Ultrawet DS hergestellt worden ist, 4709 Kilopascal, während die Druckfestigkeit eines Kerns einer herkömmlichen Gipsbauplatte 3558 Kilopascal beträgt.

Claims

1. Abbindebeschleuniger für Gips zur Verwendung bei der Herstellung von Gipsbauplatten, bestehend aus Gips und einem oberflächenaktiven Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel in Form eines oder mehrerer synthetischer, wasserlöslicher, anionischer oberflächenaktiver Mittel aus der Gruppe der festen Natriumalkylatsulfonate und Natriumlaurylsulfate oder eines oder mehrerer synthetischer, wasserlöslicher, fester nichtionischer oberflächenaktiver Mittel und in einer Menge von bis zu 20%, bezogen auf das Gewicht des Gipses, vorliegt.

2. Abbindebeschleuniger gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel ein lineares Alkylbenzolsulfonat ist.

3. Abbindebeschleuniger gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel ein lineares Natriumalkylbenzolsulfonat ist.

4. Abbindebeschleuniger gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel ein Natriumsalz von Dodecylbenzolsulfonat ist.

5. Abbindebeschleuniger gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel ein ethoxyliertes Nonylphenol ist.

6. Abbindebeschleuniger gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er eine spezifische Oberfläche von mindestens 8000 cm²/g besitzt.

7. Verfahren zur Herstellung des Abbindebeschleunigers für Gips gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man Gips und das oberflächenaktive Mittel in einer Menge von bis zu 20%, bezogen auf das Gewicht des Gipses, miteinander vermahlt.

8. Verwendung des Abbindebeschleunigers gemäß Anspruch 1 bis 6 bei der Herstellung von Gipsbauplatten, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Aufschlämmung aus Calciumsulfat-Hemihydrat zwischen zwei parallelen, kontinuierlichen Papierschichten aufbringt und den Gips abbinden läßt, wobei das Hemihydrat mit einer Menge von 0,5 bis 15 kg/100 m² Gipsbauplatten an dem Abbindebeschleuniger versetzt wird.

9. Verwendung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbindebeschleuniger als oberflächenaktives Mittel ein festes, lineares Natriumalkylbenzolsulfonat, Natriumlaurylsulfat oder festes, ethoxyliertes Nonylphenol enthält.