DE3023666A1

DE3023666A1 - Bindemittel auf der basis von rueckstandsgipsen und synthetischen anhydriten

Info

Publication number: DE3023666A1
Application number: DE3023666A
Authority: DE
Inventors: Lucien Paris Sobel
Original assignee: Pcuk Produits Chimiques Ugine Kuhlmann 92400 Courbevoie Hauts De Seine; Produits Chimiques Ugine Kuhlmann; Ugine Kuhlmann SA
Current assignee: Hinrich Reimers U Co Kg 6730 Neustadt De GmbH
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1980-06-25
Publication date: 1981-10-22
Also published as: DK162981A; IT8167256A0; PT72838A; YU39981A; IN153540B; ZA812408B; JPS56145144A; LU83139A1; IT1144110B; ES501236A0; PT72838B; GR74118B; IE51107B1; CH648538A5; NO811147L; FR2480274B1; FI811126L; DD158026A5; BR8102210A; AR223423A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf neue Bindemittel, die durch einfaches Mischen von Rückstandsgipsen aus der chemischen Industrie oder aus Wärmekraftwerken mit synthetischen Anhydriten erhalten werden.

Bis zum heutigen Zeitpunkt ist ein Aufarbeiten der in der chemischen Industrie als Abfallprodukt anfallenden Gipse, wie z.B. der Phosphogipse oder der bei der Entschwefelung der Brenngase von Wärmekraftwerken zurückbleibenden Gipse noch nicht wirklich zufriedenstellend gelöst worden.

Die Verfahren, nach denen ausgehend von diesen Abfallprodukten ein halbhydratisches Calciumsulfat, hergestellt werden spöö. das als Bindemittel in der Bauindustrie verwendbar ist, haben den Nachteil, daß sie einerseits eine Reinigung der rückständigen Gipse und andererseits einen Calcinierungsvorgang (Brennvorgang) erfordern.

Weiterhin ist in der europäischen Patentanmeldung 0 007 vorgeschlagen worden, die nach der Endschwefelung der Brenngase von Wärmekraftwerken zurückbleibenden Gipse nach teilweiser oder vollständiger Dehydratisierung mit einem dehydratisierten Naturgips zu mischen oder eine Mischung von rückständigen Gipsen und Naturgipsen gleichzeitig zu entwässern. Auch dieses Verfahren benötigt einen energieaufwendigen Dehydratisierungsschritt.

Die Anmelderin hat nun vollständig überraschend festgestellt, daß man Bindemittel sehr guter Qualität erhalten kann, indem man einfach rückständige Gipse, die chemischen Ursprungs sind oder aus der Entschwefelung von Rauchgasen von Wärmekraftwerken stammen, mit einem Bindemittel aus synthetischem Anhydrit mischt, ohne daß eine Reinigung oder ein Brennen notwendig ist. Als Bindemittel aus synthetischem Anhydrit wird ein der deutschen Norm DIN 4208 entsprechendes Bindemittel verstanden, das ausgehend von Fluoranhydrit, einem Nebenprodukt bei der Herstellung von Fluor-

130043/0574

-A-

wasserstoffsäure oder ausgehend von Phosphoanhydrit erhalten wird/ der beispielsweise nach dem im französischen Patent 2 423 463 der Anmelderin beschriebenen Verfahren hergestellt wird. Natürlicher Anhydrit ist zur Herstellung von Bindemitteln nach der Erfindung nicht verwendbar.

Rückstandsgipse aus der chemischen Industrie, wie die Phosphogipse, die sich erfindungsgemäß verwenden lassen, enthalten mindestens 90 % und vorzugsweise mindestens 95 % Calciumsulfatdihydrat (CaSO₄*2 H-O). Sie sind, versetzt mit verschiedenen Verunreinigungen wie Calciumfluorid, Kieselsäure, Eisenoxiden, Tonerde, Phosphaten usw. Ihre maximale Körnung liegt im allgemeinen unterhalb von 0,3 mm, die mittlere Körnchengröße in der Größenordnung von 30 bis 40 μπι.

Rückstandsgipse von Wärmekraftwerken, die ebenfalls erfindungsgemäß verwendbar sind, werden während der Entschwefelung der Verbrennungsgase dieser Wärmekraftwerke durch Waschen mit einer wässrigen Kalklösung erhalten. Es bildet sich zunächst eine Mischung des neutralen und des sauren Calciumsulfits, die durch den Luftsauerstoff zu Calciumsulfatdihydrat oxydiert. Dieser Rohgips enthält mindestens 90 Gewichtsprozent CaSO.«2 H-O. Er ist durch zahlreiche Verunreinigungen wie Sulfiten, Chloriden, Carbonaten, Kieselerde, Tonerde, Magnesia, Eisenoxiden usw. verunreinigt. Seine maximale Körnung liegt im allgemeinen unterhalb von 0,2 mm, die mittlere Korngröße liegt in der Größenordnung von 30 bis 40 μπι.

Die jeweiligen Anteile an Rückstandsgipsen und an synthetischem Anhydrit in den die neuen erfindungsgemäßen⁰Bindemitteln bildenden Mischungen können in ziemlich weiten Bereichen von 90 - 10 % und 10 - 90 % schwanken. Aus ökonomischer Sicht ist es interessant, in die Mischungen die

1 30043/0574

größtmögliche Menge an den preisgünstigen Rückstandsgipsen einzugeben; hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften sind jedoch die Mischungen mit großem Anteil von synthetischen Anhydriten die interessantesten. Der beste Kompromiß wird bei Mischungen mit gleichen Gewichtsanteilen von Rückstandsgipsen und synthetischen Anhydriten erreicht.

Erfindungsgemäß ist es ebenfalls möglich, mehrere Rückstandsgipse unterschiedlicher Herkunft in Mischung mit dem anhydritischen Bindemittel zu verwenden.

Die neuen, erfindungsgemäßen Bindemittel können als reiner Gipsbrei verwendet werden oder sie können mit Granulaten vermischt werden, um Mörtel oder Beton zu erhalten. Den reinen Gipsbreien, Mörteln oder Beton können Zusatzstoffe beigegeben werden, um die Eigenschaften der Anrührmasse vor dem Abbinden oder um die Eigenschaften des Materials nach dem Aushärten zu verändern.

Die Anwendung erstreckt sich auf alle in der Bauindustrie eingesetzten Baustoffe. Insbesondere kann man durch flüssiges Ansetzen selbstnivxlierende Schichten aus reinem Gipsbrei oder aus Mörtel fertigen. Man kann auch durch Expansion des reinen Gipsbreis oder der Mörtel, beispielsweise mittels pulverisiertem Aluminium, poriges.Material herstellen.

In den beiden im folgenden zur Erläuterung der Erfindung wiedergegebenen Beispielen sind reine Gipsbreie hergestellt worden, indem zum Anrühren soviel Wasser zugegeben wurde, daß der nach der deutschen Norm DIN 1164 bestimmte Ausbreitmesser bei 150 + 5 mm liegt. Beginn und Ende des Abbindens sind nach derselben Norm DIN 1164 bestimmt worden. Die Biegezugfestigkeit und die Druckfestigkeit wurden an Probekörpern von 4 χ 4 χ 16 cm nach der Norm NF P 15-451 bestimmt.

130043/0574

Beispiel 1

Als Rückstandsgips wird ein Phosphogips mit den folgenden Eigenschaften verwendet:

a) Körnchengröße: Sie liegt zwischen 0,7 und 200 μΐη; Mittelwert: 33 μπι,

b) Chemische Analyse:

CaSO₄, 2 H₂O 95,5 %

CaF₂ 2,0 %

SiO₂ 0,8 %

Fe₃O₃ 0,2 %

Al₂O₃ 0,3%

^P2°5 ^wasser^öslich · 0,1 % P₂O₅ nicht wasserlöslich 0,5 %

800 g dieses Phosphogipses wird mit 800 g Fluoranhydrit entsprechend der deutschen Norm DIN 4208 und mit 176 g Wasser angerührt. In der im Anschluß an das Beispiel 2 wiedergegebene Tabelle sind die Zeiten für den Beginn und das Ende des Abbindens und.ebenso die mechanischen Festigkeitswerte nach 7 und nach 28 Tagen angegeben.

Beispiel 2

Verwendet wird ein Rückstandsgips aus Wärmekraftwerken, der folgende Eigenschaften aufweist:

a) Körnchengröße, bestimmt durch Sieben des trockenen Produkts bei 100⁰C (3773 K):

130043/057A

Feinheit des	Siebes
(μπι)
37
74
90
100
b) chemische	Analyse:
CaSO₄, 2	H₂O
SiO₂
SO₂
Fe₂O₃
MgO
CO₂
H₂O

Rückstand

(in Gewichtsprozenten)

88
10

1,4

95,5 % 0,5 % 0,3 % 0,1 % 0,1 % 0,1 % 3,4 %

800 g dieses Entschwefelungsgipses wird mit 800 g Fluoranhyrit, der der deutschen Norm DIN 4208 entspricht, und mit 168 g Wasser angerührt. In der im folgenden wiedergegebenen Tabelle sind die Zeiten für den Beginn und das Ende des Abbindens und die mechanischen Festigkeiten nach Ablauf von 7 und von 28 Tagen zusammengefaßt:

Tabelle

Bei- Beginn Ende spezifische Gew. Biegezugfestigkeit Druckfestigkeit spiel des Ab- des Ab- (g/cm³) (bar) (bar)

	bindens	iundens	7	Tage'	. .28	Tage	7	Tage	28 .Tage	7 Tage	28 Tage
1	6 h	12 h		1,68	1	,66		26	52	115	220
2	65 min	105 min		1,78	1	,76		74	76	270	275

130043/057

Claims

PATENTANWALT DR. HANS-GÜNTHER.'eOGERT, DIPLOMCHEMIKER

S KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 23. Juni 198o 33

PCUK Produits Chimiques ügine Kuhlmann,

Tour Manhattan, La Defense 2, 5 & 6 Place de l'Iris,

924oo Courbevoie (Frankreich)

Bindemittel auf der Basis von Rückstandsgipsen und synthetischen Anhydriten

Patentansprüche

Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Mischungen von Rückstandsgipsen und synthetischen Anhydriten gebildet sind.
2. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstandsgipse Phosphogipse sind.
3. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstandsgipse aus der Entschwefelung der Brenngase von Wärmekraftwerken stammen.
4. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische Anhydrit ein Pluoranhydrit ist.
5. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische Anhydrit ein Phosphoanhydrit ist.

ORIGINAL INSPECTED Ί30043/0574
6. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil der Rückstandsgipse bei 10 bis 90 % liegt.
7. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere Rückstandsgipse unterschiedlicher Herkunft aufweist.
8. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere synthetische Anhydrite unterschiedlicher Herkunft aufweist.
9. Bauwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er unter Verwendung der Bindemittel nach den Ansprüchen 1 bis 8 hergestellt ist.

130043/0574