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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her-
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stellung von Trockenputzplatten und Formkörpern aus Bindemitteln und
ggE. Zuschlagstoffen, bei dem die Bindemittel mit Wasser gemischt, verpreßt, beispielsweise
zwischen zwei Kartonplatten, und anschließend getrocknet werden. Die Erfindung betrifft
außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Trockenputzplatten,
bei dem gebrannter Gips mit einem entsprechenden Wasserzusatz zu einem Brei vermischt
und dieser auf eine Kartonbahn gegossen wird, woraufhin anschließend eine zweite
Kartonbahn von oben auf den aufgegossenen Brei aufgelegt wird, so daß dieser von
den beiden Kartonplatten eingeschlossen ist, bevor er abbindet. Bei einem derartigen
Verfahren wird erheblich mehr Wasser, sogenanntes Ueberschuß wasser, eingesetzt,
als stöchiometerisch zum Abbinden des gebrannten Gips es (Calciumsulfat-Halbhydrat,
CaSo4 1/2 lJ2°) zum Calciumsulfat-Dihydrat (CaSo4 2 H20) erforderlich ist.
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Auf das Überschußwasser kann aber nicht verzichtet werden, weil ein
ausreichend fließfähiger Gipsbrei Voraussetzung für die Herstellung der beschriebenen
Gipskartonplatten oder Trockenputzplatten ist. Aufgrund des Uberschußwasses ergibt
sich zwangsläufig ein aufwendiger nachgeschalteter Trocknungsprozeß, über den das
Uberschußwasser mit relativ großem Energieaufwand wieder entfernt wird.
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Nachteilig ist weiter, daß durch die Korrelation zwischen Rohdichte
und mechanischer Festigkeit von Gipsbaukörpern, die durch eine negative exponentielle
Abhängigkeit mit dem Exponentialkoeffizienten 2,2 gekennzeichnet ist, durch den
Wasserüberschuß eine Reduzierung der mechanischen Festigkeit der Trockenputzplatte
bewirkt, die aber letztlich unerwünscht ist. Der stöchiometrisch erforderliche Wasserbedarf
des
gebrannten Gipses, bezogen auf dessen Gehalt an reinem Calciumsulfat-Halbhydrat,
beträgt 18,6 Gew.-%. Diese Wassermenge wird in der Praxis um das Mehrfache überschritten.
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Die über 18,6 Gew.-% liegende Wassermenge muß auf die beschriebene
Art und Weise mit hohem Energieaufwand später wieder entfernt werden.
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Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Gipsbauplatten oder
Trockenputzplatten bekannt, bei dem man, um die Überschußwassermenge zu reduzieren,
Gips und Fasern während einer Beregnung mit Wasser miteinander vermischt. Infolge
dieser Verfahrensweise besitzen die so hergestellten Trockenputzplatten in ihrer
Struktur zahlreiche Iiihomogenitäten, die ihrerseits wiederum zu relativ mangelhaften
mechanischen Festigkeiten der Platten führen, so daß nur über eine Erhöhung der
Rohdichte praktisch einsatzfähige Trockenputzplatten und Gipselementplatten, insbesondere
größeren Formates, hergestellt werden können. Eine Erhöhung der Rohdichte beeinträchtigt
aber die Handhabung solcher Platten aufgrund des höheren Eigengewichtes, sowie die
Wirtschaftlichkeit des Herstellungsverfahrens aufgrund des wesentlich höheren Materialverbrauches.
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Um diesen Nachteil auszugleichen und Gipsfaserplatten bzw. Trockenputzplatten
einwandfreier Homogenität herzustellen, hat man nach dem an sich bekannten Asbestzementplatten-Herstellungsverfahren
gebrannten Gips und Cellulosefasern, zum Teil unter Zusatz von Asbestfasern, Holzfasern-Glimmer,
Aluminaten, Ton und anderen Zusatzmitteln unter sehr hohem Wasserzusatz miteinander
vermischt. Zwar erreichte man damit Platten einwandfreier Homogenität und entsprechend
hoher mechanischer Festigkeiten, doch mußte auch bei dieser Art der Plattenherstellung
anschließend der erhebliche Wasserüberschuß durch Trocknung oder ähnliche Verfahren
wieder entfernt werden. Darüber hinaus hat sich
herausgestellt,
daß diese Verfahrensweise nur bei Einsatz von speziell calciniertem Gips realisierbar
war, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sehr in Frage gestellt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit geringem
Wasserbedarf zu schaffen, mit dessen Hilfe Trockenputzplatten und Formkörper hoher
Festigkeit hergestellt werden können.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Bindemittel
oder Bindemittelgemische bei hohen Temperaturen, insbesondere in der Nähe der Dehydratisationstemperatur
mit Wasser gemischt und dann ohne vorherige Abkühlung zur Formkörpern mit oder ohne
Kartonplatten verpreßt werden.
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Erstaunlicherweise stellt sich bei Anwendung des Verfahrens heraus,
daß die danach hergestellten Trockenputzplatten und Gipsformkörper das Mehrfache
der Festigkeit einer Platte bzw. eines Formkörpers aufweist, der nach dem bekannten
Verfahren bei üblicher Temperatur hergestellt worden ist. Dabei kann das Bindemittel
bzw. das Wasser mit einem geringen Energieaufwand auf die gewünschten Temperaturen
ebracht werden. Die dafür benötigte Energie liegt weit unter der ansonsten für den
Trocknungsprozeß der Kartonplatten benötigten Energiemenge. Selbst wenn man berücksichtigt,
daß die Kartonplatten auch nach dem neuen Verfahren anschließend noch einer Trocknung
unterzogen werden müssen.
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Uberraschend kann das Bindemittel mit entsprechend hohen Temperaturen
nach der Zumischung des Wassers auch ohne erheblichen Wasserüberschuß einwandfrei
verarbeitet werden.
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Aufgrund der geringeren Überschußwassermenge ist der nachfolgende
Trocknungsprozeß wesentlich kürzer und wesentlich weniger energieaufwendig.
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Nach einer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bindemittel
bei 55-15o0C, vorzugsweise bei 85-95°C, gemischt und anschließend sofort verpreßt
werden. Bei den genannten Temperaturen treten die gewünschten Eigenschaften der
Bindemittel-Wassermasse ein.
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Vorzugsweise wird die Verpressung zweistufig durchgeführt, wobei
erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß die Bindemittel zunächst mit etwa 3 N/mm2 vorverdichtet
und anschließend 2 bei etwa 6 N/mm2 verpreßt und nachverdichtet werden. Der erste
Verpreßvorgang oder auch die Vorverdichtung bewirkt eine Entlüftung des Materials,
wobei die eigentliche Verpressung oder Endverdichtung durch den zweiten Verpressungsvorgang
erfolgt.
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Ein besonders geringer Uberschußwasserbedarf ist zu verzeichnen,
wenn gemäß der Erfindung als Bindemittel Alpha-Halbhydrat verwendet und diesem zusammen
mit oder vor Zugabe des Wassers ein Leichtzuschlagstoff zugemischt wird.
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Dabei ist einmal vorteilhaft, daß aufgrund des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
das benötigte Alpha-Halbhydrat bei der Gewinnung einem einfacheren und weniger intensivem
Trocknungsvorgang unterworfen werden muß und zum anderen durch die Zugabe des besonderen
Zuschlagstoffes sehr leichte und trotzdem mechanisch feste Formkörper herzustellen
sind. Entsprechende Platten sind geeignet, die bisher handelsüblichen Holzspanplatten,
die ja brennbar sind, zu ersetzen.
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Hierzu ist es zweckmäßig, als Leichtzuschlagstoff Cellulosefasern
mit 15-25 Gew.-%, vorzugsweise 20 Gew.-%, gerechnet auf die trockene Substanz zuzumischen.
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Die Herstellung leichter, feuerfester Trockenputzplatten ist erfindungsgemäß
möglich, indem die Cellulosefasern ganz oder teilweise durch Glasfasern und/oder
Holzfasern ersetzt Wetterfeste Formkörper und Platten können erfindungsgemäß dadurch
hergestellt werden, daß das Bindemittel aus Alpha-Halbhydrat und Portlandzement
zusammengemischt wird. Diese Formkörper können für die verschiedensten Zwecke eingesetzt
werden und zeichnen sich darüber hinaus durch gute mechanische Eigenschaften aus.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßigerweise mit einer Vorrichtung
durchgeführt, die aus einem Mischer und einer Verpreßeinrichtung besteht, wobei
erfindungsgemäß der Mischer ein Intensivmischer ist, der eine Wärmeisolierung aufweist
und dem eine Warmpreßeinrichtung nachgeschaltet ist. Mit derart ausgebildeten Mischern
und Preßeinrichtungen ist es ohne weiteres möglich, die vorher erwärmte Gips- bzw.
Alpha-Halbhydratmasse auf der einmal vorgegebenen Temperatur zu halten, bis der
Verpreßvorgang abgeschlossen ist. Bei entsprechender Zuordnung von Mischer und Preßeinrichtung
und Taktarbeitsweise ist ein hoher Ausstoß mit einer derartigen Vorrichtung zu erzielen.
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Eine gezielte Verbesserung der Festigkeitseigenschaften der mit einer
derartigen Vorrichtung hergestellten Trockenputzplatten und Formkörper wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß die Warmpreßeinrichtung zweistufig ausgebildet ist. Über diese
besondere Ausbildung der Warnpreßvorrichtung kann, wie erfindungsgemäß vorgesehen,
zunächst mit einem Preßdruck von 3 N/mm die Vorverdichtung und Entlüftung und danach
bei 6 N/mm2 die ndverdichtung erreicht werden.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß mit einem
derartigen Verfahren Trockenputzplatten und formkörper insbesondere aus Alpha-Halbhydrat
mit wesentlich geringerem technischen und energiemäßigem Aufwand hergestellt werden
können. Diese Trockenputzplatten und Formkörper zeichnen sich darüber hinaus durch
höhere Festigkeits-und sonstige mechanischen Eigenschaften aus. Gerade die Energieersparnis
ist in der derzeitigen Situation auf dem Energiemarkt von besonderer Bedeutung.
Hinzu kommt die einfachere Handhabung, weil mit einem wesentlich geringeren Wasserüberschuß
gearbeitet werden kann. Darüber hinaus werden die eingesetzten Materialmengen besonders
günstig umgesetzt.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und zur Darstellung der damit
erzielbaren Vorteile werden anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren das
Verfahren und die Vorrichtung weiter erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Teilschnitt
durch eine Trockenputzplatte und Fig. 2 einen Schnitt durch einen Formkörper.
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Bei der in Fig. 1 gezeigten Trockenputzplatte 1 sind zwischen den
Kartonplatten 2 und 3 ein Gemisch aus Bindemittel 4 und Fasern 5, 6 angeordnet,
wobei die Verteilung der Fasern 5, 6 innerhalb des Bindemittels 4 etwa gleich ist.
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Die Kartonplatten 2, 3 können je nach vorgesehenem Einsatzort dicker
oder dünner als im dargestellten Beispiel gewählt werden.
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Bei dem in Fig. 2 gezeigten Formkörper 10 ist auf die Mitverwendung
von Kartonplatten verzichtet. Aufgrund des besonderen zweistufigen Verpreßvorganges
sammeln sich im Randbereich 11 mehr Fasern14 an, als Fasern 13 im Mittelbereich
12.
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Zur weiteren Erläuteruny ist ein Beispiel aus einer Versuchserie
dargestellt.
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Beispiel In einem Intensivmischer wurden 8 kg = 80 Gew.-% Alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat
und 2 kg = 20 Gew.-g Cellulosefaser o/7 mm unter Zugabe von 4,5 kg Wasser bei 950C
gemischt 0 und anschließend bei 90 C zu einer Trockenputzplatte verpreßt.
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Die mechanische Festigkeit der Trockenputzplatte in Form N/mm2 ihrer
Biegefestigkeit wurde mit 18,3 N/mm2 ermittelt, wobei 3 als Rohdichte der Platte
0,98 g/cm3 festgestellt wurden.