DE3117662A1 - Production of gypsum stone and gypsum sandstone - Google Patents

Production of gypsum stone and gypsum sandstone

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Abstract

Binder-based moulded bricks, if appropriate with additives such as sand, are fairly widely used in the building industry. A moulded brick suitable as both a fair-faced brick or facing brick and as lining brick and having advantageous construction-physical properties is obtained by pressing and calcining of binder with, if appropriate, sand and/or other additives, in which calcium sulphate dihydrate is used as starting material, which is pressed in the still moist state, then hydrothermally treated and converted at a temperature of up to 473 K and then cooled. The chemical-physical processes of dehydration during the hydrothermal treatment and rehydration during the hydrothermal treatment and rehydration during cooling effect a recrystallization of the gypsum, with the result that a high mechanical strength is developed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- The invention relates to a method for producing

stellung von Formsteinen, insbesondere der Verpressung und Calcinierung von Bindemitteln mit gegebenenfalls Sand und/oder anderen Zuschlagstoffen. Die Erfindung betrifft weiter eine Preßmasse für die Herstellung von Formsteinen, insbesondere Mauersteinen, Großblocksteinen und Wandelementen auf Gipsbasis.Positioning of shaped bricks, especially the pressing and calcining of binding agents with possibly sand and / or other aggregates. The invention further relates to a molding compound for the production of shaped stones, in particular Bricks, large blocks and plaster-based wall elements.

In der Bauindustrie ist der Ziegelstein in den vergangenen Jahren in erheblichem Maß durch Kalksandstein verdrängt worden. Derartige Kalksandsteine werden aus Sand sowie gegebenenfalls anderen Zuschlagstoffen und dem als Bindemittel dienenden Branntkalk hergestellt. Dabei ist der für die Calcinierung des Brandkalkes benötigte Energieaufwand sehr hoch. In the construction industry, the brick is in the past few years has been displaced to a considerable extent by sand-lime brick. Such sand-lime bricks are made of sand and possibly other aggregates and as a binding agent used quicklime. The one for the calcination of the burnt lime required energy expenditure very high.

Das Hauptanwendungsgebiet des Kalksandsteins liegt in seinem Einsatz als Hintermauerstein. Trotz des Einsatzes des energieintensiven Branntkalkes für die Herstellung des Kalksandsteines hat jener auf diesem Gebiet eine hohe Verbreitung gefunden. In wesentlich geringerem Umfang wird der Kalksandstein als Vormauerstein oder Verblenderstein eingesetzt. Der Grund hierfür ist die hohe Empfindlichkeit gegen Witterungseinflüsse, insbesondere gegen Feuchtigkeit und Frost. Der Kalksandstein zeigt insbesondere eine merklich geringere Naßdruckfestigkeit gegenüber seiner Trockendruckfestigkeit. Er wird daher nur im Zusammenhang mit zusätzlichen Schutzmaßnahmen eingesetzt. The main area of application of the sand-lime brick is its use as a back stone. Despite the use of the energy-intensive quicklime for The manufacture of sand-lime brick is very popular in this area found. The sand-lime brick is used to a much lesser extent as a facing brick or facing brick used. The reason for this is the high sensitivity against the effects of the weather, especially against moisture and frost. The sand-lime brick shows in particular a noticeably lower wet compressive strength compared to its dry compressive strength. It is therefore only used in connection with additional protective measures.

Es ist bekannt, daß Gipsstein bzw. Gipssandstein prinzipiell dem Kalksandstein vor allem bauphysikalisch grundsätzlich überlegen sind.Derartige Gipssteine und Gipssandsteine werden auf der Basis von Gipshalbhydrat hergestellt. Bei dieser Art der Herstellung ergeben sich infolge der unvermeidlichen, partiellen Abbindereaktion des Gipshalbhydrates während der Fertigung der Gipssteine und Gipssandsteine teilweise so erhebliche Schwierigkeiten bei der Prozessdurchführung, r daß eine Wirtschaftlichkeit nicht mehr gegeben ist. Trotz der bauphysikalisch einwandfrei bestehenden Vorteile hat sich der auf der Basis von Gipshalbhydrat hergestelltu Gipsstein bzw. Gipssandstein bisher gegenüber dem Kalksandstein nicht durchsetzen können. It is known that gypsum stone or gypsum sandstone in principle the Sand-lime bricks are fundamentally superior, especially in terms of building physics and gypsum sandstone are made on the basis of gypsum hemihydrate. At this Type of manufacture arise as a result of the inevitable, partial Setting reaction of the gypsum hemihydrate during the manufacture of the gypsum blocks and gypsum sandstone in some cases so considerable difficulties in carrying out the process that one Profitability is no longer given. Despite the flawless building physics On the basis of gypsum hemihydrate, the existing advantages have developed So far, gypsum stone or gypsum sandstone has not prevailed over lime sandstone can.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für einen gegenüber dem Salksandstein bauphysikalisch besseren und auch als Vormauer- oder Verblenderstein einsetzbaren Formstein zu schaffen. The invention is based on the object of a manufacturing method for a building physically better than the salksandstone and also as a facing wall or to create facing stone usable shaped stone.

Außerdem soll ein für ein derartiges Verfahren geeignete Materialmischung entwickelt werden.In addition, a material mixture suitable for such a method should be used to be developed.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Calciumsulfatdihydrat-Rohmasse in feuchtem Zustand verpresst, hydrothermal bei einer Temperatur bis zu 473 K behandelt und umgesetzt und anschließend abgekühlt wird. The object is achieved according to the invention in that a calcium sulfate dihydrate raw material pressed in a moist state, hydrothermally treated at a temperature of up to 473 K. and reacted and then cooled.

Damit ist ein wirtschaftliches Verfahren für die Herstellung von Formsteinen d.h.,von Gipssteinen geschaffen, das überraschend auch zu einer Verbesserung der bauphysikalischen Eigenschaften dieser Formsteine beträgt. This makes it an economical process for the production of Form stones i.e., created from plaster stones, which surprisingly also leads to an improvement the physical properties of these shaped bricks is.

So weisen derart hergestellte Gipssteine bzw. Thus, plaster stones or gypsum blocks produced in this way have

Gipssandsteine ein geringeres Schwind- und Kriechverhalten auf. Das Verfahren ist somit nicht nur zur Herstellung von kleinen als Mauersteinen bezeichneten Formsteinen geeignet, sondern auch zur Herstellung von großen Einheiten.Gypsum sandstone has a lower shrinkage and creep behavior. That The process is therefore not only used for the production of small bricks Form stones suitable, but also for the production of large units.

Die chemisch-pyhsikalischen Prozesse der Dehydratisation während der hydrothermalen Behandlung und der Rehydratisation während der Abkühlung bewirken eine Rekristallisation des Gipses, wodurch die Ausbildung einer mechanischen Festigkeit resultiert.The chemical-physical processes of dehydration during effect hydrothermal treatment and rehydration during cooling a recrystallization of the plaster of paris, causing the formation of a mechanical strength results.

Nach einer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Rohmasse mit 6 -15 , vorzugsweise 10 Gew.-% Feuchte verpresst wird. Eine derartige Calciumsulfatdihydrat-Rohmasse kann vorteilhaft und ohne weitere Vorbehandlung in auch bei der Kalksandsteinherstellung verwendeten Pressen geformt und anschließend hydrothermal behandelt werden. According to one embodiment of the invention it is provided that a raw mass is pressed with 6-15, preferably 10 wt .-% moisture. Such a calcium sulfate dihydrate bulk can also be used advantageously and without further pretreatment in the manufacture of sand-lime bricks The presses used are shaped and then treated hydrothermally.

Eine bezüglich des Energieaufwandes und der bauphysikalischen Eigenschaften günstige Behandlungs methode ist erfindungsgemäß darin zu sehen, daß die Rohmasse im Autoklav bis zu 9o vorzugsweise 30 Minuten hydrothermal behandelt wird. One with regard to the energy consumption and the physical properties of the building favorable treatment method according to the invention is to be seen in the fact that the raw mass is hydrothermally treated in the autoclave for up to 90 minutes, preferably 30 minutes.

Zur Optimierung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Rohmasse nach dem Verpressen zwischengetrocknet wird. Dabei wird die schonende Behandlung des Materials weiter erfindungsgemäß dadurch vervollständigt, daß die Rohmasse nach dem Verpressen etwa 3 Stunden an der Luft getrocknet wird. Hierdurch kann Eine geringere Wasserlöslichkeit der Gipssteine und damit noch bessere Eignung als Vormauer- oder Verblenderstein wird erfindungsgemäß dann erreicht, wenn der Rohmasse vor dem Verpressen kieselsäurehaltiges Material in geringen Mengen zugemischt wird. Als kieselsäurehaltiges Material eignet sich Flugasche un«oder Kieselgur, wobei erfindungsgemäß der Rohmasse bezogen auf das Calciumsulfatdihydrat 6 - 10 %, vorzugsweise 8 Gew,-% Flugasche bzw. 2,5 - 12, vorzugsweise 5 Gew.-% Kieselgur zugemischt wird. Ein derartiger Gipsformstein weist eine hohe Witterungs- und Frostbeständigkeit und einen guten Alterungsschutz auf. Er eignet sich von daher besonders gut für die vorgesehenen Einsatzfälle, die dem Kalksandstein in der Regel verschlossen sind. To optimize the method, it is provided that the raw mass after is dried between pressing. The gentle treatment of the Material further completed according to the invention in that the raw mass after After pressing, it is air-dried for about 3 hours. This can result in a lower Water solubility of the gypsum blocks and thus even better suitability as a facing wall or According to the invention, facing brick is achieved when the raw material is pressed before it is pressed Silica-containing material is added in small amounts. As a siliceous one Material is suitable fly ash and kieselguhr, whereby according to the invention the raw material based on the calcium sulfate dihydrate 6-10%, preferably 8% by weight of fly ash or 2.5-12, preferably 5% by weight of kieselguhr is added. Such a plaster cast stone shows a high weather and frost resistance and a good one Anti-aging. It is therefore particularly suitable for the intended Applications that are usually closed to the sand-lime brick.

Für die Herstellung von Formsteinen, insbesondere Mauersteinen, Großblocksteinen und Wandelementen auf Gipsbasis eignet sich eine Pressmasse besonders gut, die aus einem Gemisch aus Calciumsulfatdihydrat und kieselsäurehaltigem Zuschlagstoff besteht und die dann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren weiter behandelt werden kann. Neben dem Calciumsulfatdihydrat und Kieselgur und/oder Flugasche kann das Gemisch außerdem weitere Zuschlagstoffe wie Sand enthalten. For the production of shaped stones, especially bricks, large blocks and plaster-based wall elements, a molding compound is particularly suitable that consists of consists of a mixture of calcium sulfate dihydrate and silica-containing aggregate and which can then be treated further by the method according to the invention. In addition to the calcium sulfate dihydrate and kieselguhr and / or fly ash, the mixture can also contain other additives such as sand.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Anteil des Calciumsulfatdihydrates bis zu 97,5 und des kieselsäurehaltigen Zuschlagstoffes bis zu 15 GewrB beträgt. It is preferably provided that the proportion of calcium sulfate dihydrate up to 97.5 and the silica-containing aggregate up to 15 GewrB.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens aus der erfindungsgemäßen Preßmasse ein Gips- bzw. Gipssandstein mit günstigen mechanischen Festigkeiten und sonstigen bauphysikalischen Eigenschaften hergestellt werden kann. The invention is particularly characterized in that with the help of the method according to the invention from the molding compound according to the invention a plaster or Gypsum sandstone with favorable mechanical strengths and other building physics Properties can be produced.

Dadurch ist es möglich, den nur für bestimmte Einsatzgebiete geeigneten Kalksandstein durch Gipssteine bzw.This makes it possible to select the one that is only suitable for certain areas of application Sand-lime brick through gypsum blocks or

Gipssandsteine zu substituieren . Die Verwendung von Gipssteinen bzw. Gipssandsteinen bzw. Gipsbauelementen bringt wohnklimatisch erhebliche Vorteile gegenüber Kalk- und Zementbauelementen. Besonders vorteilhaft ist, daß es durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Preßmasse möglich ist, als Ausgangsstoff für derartige Baumaterialien Abfallgipse aus der chemischen Industrie, z.B. der Phosphorsäureindustrie und bei der Rauchgasentschwefelung anfallende Gipse einzusetzen. Dadurch wird sowohl die bisher umweltbelastende Deponie dieser Abfallprodukte als auch der Abbau des für die Herstellung von Kalksandsteinen benötigten Kalkes vermieden bzw.To substitute gypsum sandstone. The use of gypsum blocks or Gypsum sandstone or gypsum building elements bring considerable advantages in terms of living climate compared to lime and cement construction elements. It is particularly advantageous that it is through the method according to the invention and the molding compound according to the invention is possible as Raw material for such building materials waste gypsum from the chemical Industry, e.g. in the phosphoric acid industry and gypsum produced by flue gas desulphurisation to use. This is both the hitherto environmentally harmful landfill of these waste products as well as the mining of the lime required for the production of sand-lime bricks avoided or

erheblich reduziert.considerably reduced.

Folgendes Beispiel betrifft die erfindungsgemäße Herstellung von Gipssteinen. The following example relates to the production of Plaster stones.

Beispiel: looo kg Abfallprodukt Calciumsulfatdihydrat mit 1o Gew.-% Feuchte werden auf einer Kalksandsteinpresse verpreßt. Anschließend werden die Formkörper 3 Stunden auf dem Härtewagen an der Luft getrocknet. Danach werden die Formkörper in den Autoklav eingebracht und bei 393 K 30 Minuten hydrothermal behandelt. Anschließend werden die Formkörper aus dem Autoklav ausgefahren und abgekühlt. Example: 100 kg waste product calcium sulphate dihydrate with 10% by weight Moisture is pressed on a sand-lime brick press. Then the moldings Air-dried for 3 hours on the hardening trolley. After that, the moldings placed in the autoclave and hydrothermally treated at 393 K for 30 minutes. Afterward the shaped bodies are withdrawn from the autoclave and cooled.

Nach dem Abkühlen besitzen die Formkörper eine Festigkeit von 28 Newton pro Quadratmilimeter bei einer Rohdichte von 1,4 kg pro Kubikdezimeter.After cooling, the moldings have a strength of 28 Newtons per square millimeter with a bulk density of 1.4 kg per cubic decimeter.

Claims (11)

P~a t e n t a n s p r u c h e Verfahren zur Herstellung von Formsteirlen, insbesondere der Verpressung und Calcinierung von Bindemitteln mit gegebenenfalls Sand und/oder anderen Zuschlagstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Calciumsulfatdihydrat-Rohmasse in feuchtem Zustand verpreßt, hydrothermal bei einer Temperatur bis zu 473 K behandelt und umgesetzt und anschließend abgekühlt wird. P ~ a t e n t a n s p r u c h e process for the production of molded parts, in particular the pressing and calcination of binders with optionally Sand and / or other aggregates, characterized in that a calcium sulfate dihydrate raw material Compressed in a moist state, hydrothermally treated at a temperature of up to 473 K. and reacted and then cooled. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rohmasse mit 6 - 15, vorzugsweise lo Gew.-Õ Feuchte verpreßt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that a raw mass is pressed with 6 - 15, preferably 10 wt .- Õ moisture. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et , daß die Rohmasse im Autoklav bis zu 90 vorzugsweise 30 Minuten hydrothermal behandelt wird. 3. The method according to claim 1 and claim 2, d a d u r c h g e k It is noted that the raw mass in the autoclave can last up to 90 minutes, preferably 30 minutes is hydrothermally treated. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohmasse nach dem Verpressen zwischengetrocknet wird. 4. The method according to claim 1 and claim 2, characterized in that that the raw mass is dried in between after pressing. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohmasse nach dem Verpressen etwa 3 Stunden an der Luft getrocknet wird. 5. The method according to claim 1, characterized in that the raw mass is air-dried for about 3 hours after pressing. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohmasse vor dem Verpressen kieselsäurehaltiges Material in geringen Mengen zugemischt wird. 6. The method according to claim 1, characterized in that the raw mass Silica-containing material is admixed in small quantities before pressing. 7. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Rohmasse bezogen auf das Calciumsulfatdihydrat 6 - 1o, vorzugsweise 8 Gew.-% Flugasche zugemischt wird. 7. The method according to claim 1 and claim 6, d a d u r c h g e k It is noted that the raw mass is based on the calcium sulfate dihydrate 6 - 1o, preferably 8 wt .-% fly ash is added. 8 Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohmasse bezogen auf das Calciumsulfatdihydrat 2,5 - 12,5,vorzugsweise 5 Gew.-% Kieselgur zugemischt wird. 8 The method according to claim 1 and claim 6, characterized in that that the raw mass based on the calcium sulfate dihydrate is 2.5 - 12.5, preferably 5 % By weight kieselguhr is admixed. 9. Preßmasse für die Herstellung von Formsteinen, insbesondere Mauersteinen, Großblocksteinen und Wandelementen auf Gipsbasis, gekennzeichnet durchVerwendung eines Gemisches aus Calciumsulfatdihydrat und kieselsäurellaltigem Zuschlagstoff. 9. molding compound for the production of shaped stones, especially bricks, Large blocks and wall elements based on gypsum, characterized by use a mixture of calcium sulfate dihydrate and silica-containing aggregate. 10. Preßmasse nach Anspruch 9, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h V e r w e n d u n q eines chemisches aus Calciumsulfatdihydrat, Kieselgur und/oder Flugasche sowie weiteren Zuschlagstoffen wie Sand. 10. molding compound according to claim 9, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h u n d u n q a chemical made from calcium sulphate dihydrate, kieselguhr and / or Fly ash and other additives such as sand. 11. Preßmasse nach Anspruch 9 und Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Anteil des Calciumsulfatdihydrates bis zu 97,5 und des kieselsäurehaltigen Zuschlagstoffes bis zu 15 Gew.-% beträgt. 11. molding compound according to claim 9 and claim 10, d a d u r c h g e it is not stated that the proportion of calcium sulfate dihydrate is up to 97.5 and the silica-containing aggregate is up to 15% by weight.
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