DE3113501C2

DE3113501C2 -

Info

Publication number: DE3113501C2
Application number: DE3113501A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Rigips GmbH
Current assignee: Saint Gobain Rigips GmbH
Priority date: 1981-04-03
Filing date: 1981-04-03
Publication date: 1990-07-12
Also published as: AT385029B; ATA129282A; BE892187A; DE3113501A1; IT8220551A0; IT1150753B; NL8200482A

Description

Die Erfindung betrifft eine Gipsmischung zur Herstelllung von Gipskartonplatten aus einem Kalziumsulfathalbhydrat und wenigstens einem anderen anorganischen Stoff.

Es ist bekannt, Gips, d. h. alle Arten von abbindefähigen 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 Kieselsäure 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 das durch Filter, insbesondere Elektrofilter, aus den Abgasen von Dampfkesseln abgeschieden wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine leichte Gipskartonplatte herzustellen, ohne einen extrem aufgemahlenen Plaster einsetzen zu müssen, verbunden mit einem hohen Wasserzusatz und mit hohem Trocknungsenergieaufwand, die gute mechanische Fertigkeiten aufweist und Poren besitzt, ohne besondere Chemikalien einzusetzen, so daß sie neben ihres geringen Gewichts auch gute Isolationseigenschaften besitzt.

Als Leichtzuschlagstoffe kommen in Betracht Bims, Perlit, Vermiculit usw. mit entsprechender Korngröße.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen beschriebenen Änderungen. Alle Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht.

Die Kornfraktionen der Flugasche sind vorzugsweise so gewählt, daß etwa 60-70 Gew.-% der Flugasche in den Bereich zwischen 0 bis 30 µm fallen und die Kornfraktion über 100 µm höchstens 5 Gew.-% ausmacht. Die Blaine-Zahl sollte 2400 cm²/g (gemäß DIN 1164) nicht unterschritten werden.

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 Festigkeitseigenschaften des Gipskörpers herabsetzen, weil sie das Kristallgefüge stören, sie über eine bestimmte Menge eingesetzt werden. Völlig überraschend und in keiner Weise vorhersehbar 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 erhöht. 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 einwandfreie Haftung des Kartons 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 l/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 l/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 GKP bei 10% Flugaschegehalt 10,6 kg/m², bei 20% 10,2 kg/m² und bei 30% 8,4 kg/m². 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 18 180. Die Verformungswerte liegen ebenfalls noch im Rahmen der DIN 18 180. 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

1. Gipsmischung zur Herstellung von Gipskartonplatten aus einem Calciumsulfathalbhydrat und wenigstens einem anderen anorganischen Zuschlagstoff, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Halbhydratgips, insbesondere Stuckgips, und größtenteils kugelförmiger Flugasche als Magerungsmittel besteht, und zwar so, daß die mit 10-40 Gew.-% zugesetzte Flugasche zu 60-70 Gew.-% in den Bereich zwischen 0-30 µm fällt und die Kornfraktion über 100 µm höchstens 5 Gew.-% ausmacht und die spezifische Oberfläche nach Blaine gemäß DIN 1162 2400 cm²/g nicht unterschreitet.

2. Gipsmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Flugasche durch einen entsprechenden Teil Sand und/oder durch einen Leichtzuschlagstoff mit entsprechender Korngröße ersetzt ist.

3. Gipsmischung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine geringe Menge eines Netzmittels und/oder Dispergiermittels oder einen Schaum enthält.

4. Gipsmischung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Flugasche in dem Anmachwasser vor dem Anmachen des Halbhydrats dispergiert ist.