DE3113501A1

DE3113501A1 - Gipsmischung zur herstellung von gipskartonplatten und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE3113501A1
Application number: DE19813113501
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Ne Verzicht
Original assignee: Rigips GmbH
Current assignee: Saint Gobain Rigips GmbH
Priority date: 1981-04-03
Filing date: 1981-04-03
Publication date: 1982-12-16
Also published as: DE3113501C2; AT385029B; ATA129282A; BE892187A; IT8220551A0; IT1150753B; NL8200482A

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Gipsmischung zur Herstellung von Gipskartonplatten aus einem Kalziumsulfathalbhydrat und wenigstens einem anderen anorganischen Stoff.
Es ist bekannt, Gips, d.h. alle Arten von aabindefähigen Kalziumsulfatverbindungen, mit organischen oder anorganischen Stoffen zu mischen. Als anorganische Stoffe, die mit solchen abbindefähigen Kalziumsulfaten vermischt werden, sind insbesondere bekannt Kalk und Zement, aber auch latent hydraulische Stoffe, wie z. B. Bims, Trass, Kesselasche oder glasige Hochofenschlacke. Die meisten dieser genannten anorganischen Zusatzstoffe haben selbstverfestigende Eigenschaften und erhöhen somit auch die Festigkeit des aus solchen Gemischen hergestellten Produkts (deutsche Patentschrift 80 29 24).
Andererseits ist es auch bekannt, daß inerte Zusätze die Verzahnung der Gipskriställchen stören und die Festigkeit proportional ihrer Konzentration erniedrigen. Bei Sandzusatz bis zu 6 Gewichtsteilen je Gewichtsteil Plaster sinkt die Trockenfestigkeit der abgebundenen Produkte auf 1/6 bis 1/7, die Naßfestigkeit sogar bis auf 1/20 ab. Das bedeutet, daß sich Gipsmörtel nur beschränkt magern lassen (Ullmann, Enzyklopädie der technischen Chemie, 3 Auflage, 1957, Band 8, s. 124).
Es ist ferner bekannt, daß bei der Herstellung von Leichtkalkbetonen feinste Zuschlagstoffe der verschiedensten Art verwendet werden, ähnlich wie bei Kalkflugaschesteinen kann auch hier Flugasche als Zuschlagstoff dienen.
Bei der Flugasche von Stein- und Braunkohlen handelt es sich um feinste luftgranulierte Schlackentröpfchen, die an der Oberfläche und auch größtenteils im Innern glasig und hohl sind. Sie bestehen aus gesinterten bzw. geschmolzenen Oxiden des Stiliziums, Aluminiums und Eisens sowie weiterer Elemente, wobei der Kieselsäuregehalt um 50 % herum liegt. Die Rieselsäure ist durch Eisen und Kalk stark verunreinigt, und man gibt daher zur Herstellung des Leichtkalkbetons einen Anteil Zement hinzu, weil die Reaktionsfestigkeit zwischen Kalk und der Flugasche durch das gebundene Vorliegen der Kieselsäure verringert ist. In jedem Fall jedoch findet hier eine chemische Reaktion mehr oder minder großen Umfangs zwischen der Flugasche einerseits und dem Kalk bzw. dem Kalk/Zement-Gemisch andererseits statt (Ullmann, Enzyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage, 1953, Band 4, S. 227). Flugasche ist, wie dargelegt, ein feinkörniges Sinter- oder Schmelzprodukt, das vorzugsweise in Kraftwerken als Rückstand der Kohleverbrennung entsteht und die durch Filter, insbesondere Elektrofilter, aus den Abgasen von Dampfkesseln abgeschieden wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine leichte Gipskartonplatte herzustellen und die sonst dafür erforderlichen Mittel, nämlich einen extrem aufgemahlenen Plaster und einen hohen Wasserzusatz, verbunden mit hohem Trocknungsenergieaufwand, einzusparen und um die zum Aufporen notwendigen Chemikalien weitgehend überflüssig zu machen.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß man zur Herstellung von Gipskartonplatten einen Halbhydratgips, insbesondere Stuckgips, mit luftgranulierter Flugasche in einer Menge von 10 bis 40 Gew.-8 mischt und diesem Gemisch die bei der Gipskartonplattenherstellung üblichen weiteren Zusätze zumischt.
Die Kornfraktionen der Flugasche sind vorzugsweise so gewählt, daß etwa 60 - 70 Gew.-% der Flugasche in den Bereich zwischen 0 bis 30 ym fallen und die Kornfraktion über 100 p höchstens 5 % ausmacht. Die Blaine-Zahl sollte 2400 cm2/g nicht unterschreiten.
Die Herstellung dieser Gipsmischung geschieht vorzugsweise so, daß ein bestimmter Prozentsatz des für die Gipskartonplattenherstellung erforderlichen Kalziumsulfathalbhydrats durch Flugasche der obenerwähnten Art ersetzt ist, wobei die Vermischung des Halbhydrats mit dem Anmachwasser und der Flugasche in an sich bekannter und beliebiger Weise erfolgen kann.
Vorzugsweise jedoch sollte die Flugasche in dem Anmachwasser vor dem Anmachen des Halbhydrats dispergiert sein, so daß eine schnellere Dispersion mit dem Halbhydrat eintritt und die Gefahr von länger verweilenden Klümpchen vermieden ist. Dabei kann dem Anmachwasser eine geringe Menge eines Netzmittel und/oder Dispergiermittels zugesetzt werden, wenn nicht dem Gemisch bereits ein Schaum zugemischt wird, der zur Aufporung des Gipskerns der Gipskartonplatte dient und der diese Wirkung ausübt.
Die Verwendung eines Gemisches aus Halbhydrat, Flugasche in den angegebenen Mengen und der sonstigen Bestandteile hat zu einer Gipskartonplatte geführt, deren Verarbeitungsverfahren und physikalische Werte außerordentliche, nicht zu erwartende Vorteile erbrachten.
Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß es sich bei der Flugasche um einen völlig inerten, nicht selbsthärtenden Stoff handelt, sind in mancherlei Hinsicht die physikalischen Eigenschaften der Gipskartonplatte verbessert worden, obwohl nach dem Stand der Technik solche inerten Zusätze die Fettig keitseigenschaften des Gipskörpers herabsetzen, weil sie das Kristallgefüge stören, wenn sie über eine bestimmte Menge eingesetzt werden. Völlig überraschend und in keiner Weise vorbersehbar war daher die Feststellung, daß Platten, die bis zu einer Menge von 35 %, bezogen auf den Halbhydratanteil, Flugasche enthielten, nur geringfügigen Festigkeitsabfall zeigen, wobei der Wasser/Feststoff-Faktor mit 0,70 konstant gehalten wurde. Bei Erniedrigung des Wasser/Feststoff-Faktors bis 0,57 bei gleichbleibender Konsistenz blieben die Festigkeitseigenschaften konstant oder konnten zum Teil leicht verbessert werden.
Durch die Zugabe von etwa 30 % Flugasche wird nicht nur energieträchtiges Bindemittel in Form von Halbhydratgips und Trocknungsenergie eingespart, sondern auch ein in zunehmendem Maße anfallendes Abfallprodukt der Kraftwerke fortschrittlich umweltschonend verarbeitet.
Durch den teilweise Ersatz des Gipses durch eine gleichgroße Menge Flugasche wird bei konstantem Wasser/Gips-Faktor das Fließmaß erhalt. Der Flugascheanteil hat also auch eine verflüssigende Wirkung. Dies ist ebenfalls von außerordentlicher Bedeutung, weil dadurch die oft bei Gipskartonplatten auftretenden Drittelbrüche vermieden werden. Der mit der Flugasche vermischte Gipsbrei breitet sich nämlich vor der Formatwalze über die gesamte Breite des Kartons aus und wird nicht wie bisher üblich in nebeneinanderliegenden Raupen aufgetragen, die erst von der Formatwalze bzw. dem aufzubringenden Rückseitenkarton breitgedrückt und miteinander in Verbindung gebracht werden. An den Verbindungslinien bzw. Grenzflächen beim Zusammentritt zweier benachbarter Raupen treten diese sogenannten Drittelbrüche auf.
Durch die Verringerung des Wasseranteils, die bei einer Menge von 30 % Flugasche, welche 30 % Halbhydratgips ersetzt, etwa 20 % ausmacht, ist es möglich, die zur Trocknung der GKP erforderlichen Energie um ca. 15 % zu senken.
Ein weiteres wichtiges Erfordernis bei der Herstellung von Gipskartonplatten ist eine einwandreie Haftung des Xartons am Gipskern. Zusätze, wie Kalk oder Zement, stören diese Haftung. Beim Zusatz von Flugasche jedoch wurde eine negative Beeinflussung der Kartonhaftung nicht festgestellt. Auch die Abbindezeit wird durch Flugasche nicht beeinflußt.
Nachfolgend sind einige Angaben dreier Beispiele dargestellt, und zwar eine Produktion ohne Flugasche (Beispiel 1) und zwei Produktionen mit 20 bzw. 30 % Flugasche.
Beispiel 1 Normale Produkte ohne Flugasche Gips 268 kg/min Wasser 169 kg/min Schaum 5,4 kg/min WGF 0,63 Beispiel 2 20 % Gips durch 20 % Flugasche substituiert Gips 214 kg/min Flugasche 54 kg/min Wasser 153 1/min Schaum 4,8 kg/min WGF 0,57 kg/min Wassereinsparung (relativ) 10 Gew. -% Beispiel 3 30 % Gips durch 30 % Flugasche substituiert Gips 188 kg/min Flugasche 80 kg/min Wasser 140 1/min Schaum 3,9 kg/min Wassereinsparung 17 WGF 0,52 Das Plattengewicht nimmt mit steigendem Flugaschezusatz ab, und zwar beträgt das Gewicht einer 12,5 mm dicken GRP bei 10 % Flugaschegehalt 10,6 Kg/m2, bei 20 % 10,2 kg/m2 2 und bei 30 % 8,4 kg/m . Die niedrigeren Gewichte gewährleisten eine leichtere Handhabung an der Baustelle bei gleichguten bauphysikalischen Merkmalen.
Die Bruchkräfte erfüllen bei der Verwendung eines Kartons mit einem Gewicht von 240 g/m² die Anforderungen der DIN 18180.
Die Verformungswerte liegen ebenfalls noch im Rahmen der DIN 18180. Die Verteilung des Kristallwassers zwischen Plattenkern und Plattenrand ist auch bei der Zugabe der Flugasche ausgeglichen. Eine Übertrocknung der Platten mit Flugasche fand nicht statt.

Claims

SCHUTZ ANSPRÜCHE 1. Gipsmischung zur Herstellung von Gipskartonplatten aus einem Kalziumsulfathalbhydrat und wenigstens einem anderen anorganischen Zuschlagstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Halbhydratgips, insbesondere Stuckgips, mit grösstenteils kugelförmiger Flugasche in einer Menge von 10 bis 40 Gew.-% mischt und diesem Gemisch die bei der Gipskartonplattenherstellung üblichen weiteren Zusätze zumischt.
2. Gipsmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 60-70 % der Flugasche in dem Bereich zwischen 0 bis 30 um fallen und die Kornfraktion über 100 p höchstens 5 % ausmacht und die spezifische Oberfläche nach Blaine (DIN 1164) 2400 cm2/g nicht unterschreitet.
3. Verfahren zur Herstellung einer Gipsmischung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteil bis zu 40 Gew.-% des für die Kartonplattenherstellung erforderlichen Kalziumsulfathalbhydrats durch Flugasche ersetzt ist, wobei die Vermischung des Halbhydrats mit dem Anmachwasser und der Flug--asche in an sich bekannter Weise erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Flugasche in dem Anmachwasser vor dem Anmachen des Halbhydrats dispergiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Flugasche durch einen entsprechenden Teil Sand und/oder durch einen Leichtzuschlagstoff wie Bims, Perlit, Vermiculit usw. mit entsprechender Korngröße ersetzt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Flugaschezusatz der Anmachwasseranteil bei gleichbleibender Konsistenz reduziert wird, so daß eine Energieeinsparung beim Trocknen der Platten erzielt werden kann.

- Beschreibung -