DE3805337A1

DE3805337A1 - Verfahren zur hydrophobierung von gipsbauelementen

Info

Publication number: DE3805337A1
Application number: DE19883805337
Authority: DE
Inventors: Georg Dr Ing Kraemer; Helmut Dipl Ing Guenther; Rainer Dipl Ing Grohmann; Helmut Dipl Ing Kinne
Original assignee: DESSAU ZEMENTKOMBINAT
Current assignee: DESSAU ZEMENTKOMBINAT
Priority date: 1987-03-12
Filing date: 1988-02-20
Publication date: 1988-09-22
Also published as: GB2205562A; FI881170A0; DD258413A1; FI881170A; DE3805337C2; ATA40688A; SE8800885L; GB2205562B; SE8800885D0; NL8800551A; GB8805879D0

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrophobierung von Gipsbau elementen mittels Wachs und wachsähnlichen Produkten, die in Vorferti gungsbetrieben hergestellt und während der Herstellung einem Wärmeprozeß unterzogen werden.

Charakterisierung des bekannten technischen Standes

Für die Hydrophobierung von Gipsbauelementen während des Herstellungs verfahrens wurde bereits in DD-WP 2 15 304 vorgeschlagen, daß Calcium sulfathalbhydrat mit Zusätzen von Hartwachs oder hartwachshaltigen Kom binationen mit festen Kohlenwasserstoffen, also Wachsen mit freien Säure resten, in fester, feinverteilter Form mit Wasser gemischt und nach der Erhärtung dieses Gemisches einer thermischen Behandlung unterzogen werden. Dieses Verfahren hat gegenüber älteren Hydrophobierungsverfahren, bekannt und teilweise patentiert wurden diesbezüglich die vielfältigsten Stoffe und Stoffgemische wie Silikone, Paraffinwachsemulsion, Ceresine, Bitumen, Harzemulsionen, wasserlösliche Silikate, Stearate, den Vorteil, daß durch das Vorhandensein freier Säurereste in diesen Wachsen in Verbindung mit dem Gips sich wasserunlösliche Verbindungen bilden, die zu einem guten Langzeithydrophobierungseffekt nach Erhärtung und Temperatur behandlung führen. Als weiterer Vorteil ist zu nennen, daß die Wachse in ihrem Einsatz physiologisch unbedenklich sind, sich im Wasser-Gips-Gemisch nahezu neutral verhalten und sich als feste Granulate einfach dosieren lassen.

Auch diesem Verfahren ist jedoch eigen, daß ein sehr guter Hydrophobierungs grad, der die Anwendung der Bauelemente in ausgesprochenen Feucht- und Naßräumen ermöglicht, nur bei Zugabe von relativ hohen Mengen an auf schmelzbaren Hydrophobierungsmitteln - in der Praxis werden in der Regel 4% Wachs, bezogen auf die Gipsbindermasse dem Gipsbrei zugesetzt - er reicht wird. Da die für die Hydrophobierung geeigneten Wachse und wachs haltigen Produkte sehr teuer sind, wird der Materialkostenanteil bei der Herstellung von hydrophob ausgerüsteten Gipselementen zu hoch, so daß eine Anwendung dieses Verfahrens unter ökonomischen Erwägungen nur für masseextensive Gipsbauelemente, z. B. Gipskartonplatten, bedingt in Frage kommt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren für die Hydrophobierung von Gipsbauelementen mittels der bereits erwähnten und in ausreichender Menge zur Verfügung stehenden Wachsen wie Hartwachs, Carnaubawachs oder hartwachshaltige Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen, das sich gegenüber dem bekannten Verfahren durch ein günstigeres Verhältnis von Hydrophobierungsmittelmenge zum Hydrophobierungsgrad auszeichnet, so daß es möglich wird, hydrophobe Gipselemente ökonomischer herzustellen und damit Anwendungsgebiet und Anwendungsumfang solcher Elemente zu erweitern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Hydrophobierung von Gipsbauelementen auf der Basis von Hartwachs und hartwachs haltigen Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen zu finden, das es ermöglicht, den Wirkungsgrad dieser Hydrophobierungsmittel zu erhöhen und somit mit geringem Wachseinsatz hydrophobe Gipselemente material- und kosten günstig herzustellen.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß 1 bis 4% Hartwachs oder hartwachshaltige Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen mit Säurezahlen <10 gemeinsam mit einem gegenüber Calciumsulfat besser dis soziierenden Metallsalz und/oder Hydroxid wie Kaliumsulfat, Aluminium sulfat, Eisensulfat, Natriumcitrat, Calciumhydroxid, Ammoniumsulfat und einer Sulfitablauge bzw. einer technisch modifizierten Sulfitablauge mit Gipsbinder (Halbhydrat) und Wasser bzw. mit Dihydrat und Wasser zu einem Mischbrei aufbereitet und danach geformt wird. Im ersten Falle, bei Ver wendung von Gipsbinder, erfolgt nach der Erhärtung eine künstliche Trocknung annähernd bis zur Massekonstanz bei Temperaturen, die über dem Schmelzpunkt des eingesetzten Wachses liegen, in der Regel <60°C. Bei Einsatz von Dihydrat als gemahlener Gipsstein oder als Anfallstoff aus der Industrie, z. B. aus der Rauchgasentschwefelung, wird vor der Er härtungsphase das geformte Material in einem Autoklav bei gesättigter Dampfatmosphäre bei Temperaturen <130°C zu Halbhydrat entwässert, so daß in diesem technologischen Stadium das Hydrophobierungsmittelsystem Wachs und Zusatzstoff bereits wirksam wird, so daß nach der Dehy dration der Materialstrang bereits voll hydrophob ist und nach der sich an schließenden Erhärtung keine Temperaturbehandlung unter diesem Gesichtspunkt mehr erforderlich ist. Die hohe hydrophobe Wirkung der eingesetzten hydrophobierenden Materialkombination beruht darauf, daß die das Wachs ergänzenden Stoffe schnell dissoziieren und damit durch das hohe Angebot an freien Ionen optimale Bedingungen für die chemische Versei fungsreaktion mit den freien Säureresten des Wassers vorliegen und somit stark hydrophobe Verseifungsprodukte, die sich in die Gipsmatrix einlagern, gebildet werden. Um diesen Effekt zu erreichen, reicht es aus, 0,01% bis 1% Metallsalz und/oder Hydroxid und 0,1 bis 0,5% Sulfitablauge bzw. technisch modifizierte Sulfitablauge einzusetzen. Alle angegebenen Prozentsätze beziehen sich dabei auf die Masse des Gipsbinders bzw. des Dihydrates, wobei für die Sulfitablauge ihre Fest stoffanteile die Basis bilden. Metallsalz, Hydroxid und Sulfitablauge sind zur Erreichung des höchsten Wirkungsgrades ins Anmachwasser zu dosieren und dadurch vorzulösen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von hydrophob ausgerüsteten Gipsbauelementen mit hohem Hydrophobierungsgrad. Gegenüber dem Stand der Technik ist es durch die erfindungsgemäße Lösung möglich, bei gleichem Hydrophobierungsgrad der Gipselemente bis zu 50% an Wachs einzusparen und damit den Gesamtkostenanteil der Zusatzmittel um ca. 25% zu senken. Bei Beibehaltung der bisherigen Einsatzmenge an Wachs wird ein wesentlich verbesserter Hydrophobierungsgrad erreicht, der sich darin ausdrückt, daß Bauelemente nach der erfindungsgemäßen Lösung in vergleichbarer Zeiteinheit je nach Rezeptur nur ca. 1/4 bis 2/3 der Wassermenge bei Wasserlagerung aufnehmen. Damit wird es möglich, unter qualitativen und anwendungstechnischen Gesichtspunkten einerseits und materialökonomischen Gesichtspunkten andererseits, Gipsbauelemente mit variablem Hydrophobierungsgrad herzustellen und ihren Einsatzbereich zu erweitern.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher er läutert werden.

Beispiel 1

ROMONTAN-Wachs R55, ein Wachsgemisch aus 50% Montanwachs und 50% Paraffin (hartwachshaltige Kombination mit festen Kohlenwasserstoffen) mit einer Säurezahl 14 sowie der in Tabelle, Spalte 1 angeführten Stoffe wird mit Gipsbinder G5/B2 und 70% Wasser zu einem Mischbrei aufbereitet, wobei das Metallsalz bzw. Hydroxid sowie die Sulfit ablauge in dem Mischbehälter zu dem Anmachwasser dosiert wird. Die Dosierung der Wachskomponente erfolgt als Granulat=0,8 mm Durchmesser, zusammen mit dem Gipsbinder bei laufendem Mischer. Nach Erhärtung des Gipsbreies und Trocknung bei 70°C bis annähernd zur Massekonstanz wurde die in Tabelle, Spalte 2 ausgewiesene Wasseraufnahme nach 30 min Wasserlagerung als Ausdruck des Hydrophobierungsgrades gemessen. In Spalte 3 sind Werte gegenübergestellt, die erreicht wurden bei Einsatz der Wachskomponente entsprechend Stand der Technik ohne die weiteren Zusätze. Die in der Tabelle angegebenen Prozentsätze des Materialein satzes beziehen sich auf die Masse des Gipsbinders. Als Sulfitablaugen modifikation wurde Lupoplast (eingedickte modifizierte Sulfitablauge mit ca. 20 bis 25% Feststoffanteil) verwendet.

Beispiel 2

Calciumsulfatdihydrat wird mit 50% Wasser, 3% Montanwachsgranulat R55 und 1% Kaliumsulfat gemischt, zu einem Materialstrang geformt, danach der Materialstrang durch Saugentwässerung auf ca. 2% Restwas seranteil gebracht. Dieser Materialstrang wird autoklavisiert bei ca. 140°C annähernd wasserdampfgesättigter Atmosphäre und dadurch zu Halbhydrat umgewandelt. Anschließend erfolgt unter Normalatmosphäre die Rehydratisierung zu Dihydrat. In Laborversuchen wurden Proben hergestellt, die nach 30 min Wasserlagerung eine Wasseraufnahme von <1% aufwiesen.

Claims

1. Verfahren zur Hydrophobierung von Gipsbauelementen, bei deren Fertigungs prozeß Gipsbinder mit Zusätzen von Hartwachs oder hartwachshaltigen Kombina tionen mit festen Kohlenwasserstoffen, also Wachsen mit freien Säureresten, in fester feinverteilter Form mit Wasser aufbereitet, danach geformt und durch Temperaturprozesse ein Aufschmelzen der Wachskomponente erfolgt, da durch gekennzeichnet, daß 1 bis 4%, bezogen auf die Masse des Gipsbinders bzw. des Dihydrates, Hartwachs oder hartwachshaltige Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen mit Säurezahlen <10 gemeinsam mit einem gegenüber Calziumsulfat besser dissoziierenden Metallsalz und/oder Hydroxid wie Kaliumsulfat, Aluminiumsulfat, Eisensulfat, Natriumcitrat, Calziumhydroxid, Ammoniumsulfat und einer Sulfitablauge bzw. einer technisch modifizierten Sulfitablauge mit Gipsbinder und Wasser bzw. mit Dihydrat und Wasser zu einem Mischbrei in einem Mischaggregat aufbereitet, der Mischbrei danach geformt und im ersten Falle bei Verwendung von Gipsbinder nach der Erhärtung bei Temperaturen, die über dem Schmelzpunkt des Wachses liegen, in der Regel <60°C, annähernd bis zur Massekonstanz getrocknet wird bzw. im zweiten Fall bei Verwendung von Dihydrat der geformte Materialstrang bei gesättigter Dampfatmosphäre bei <130°C zu Halbhydrat entwässert wird, wobei in diesem Stadium das Hydrophobierungsmittelsystem Wachs und Zusatzstoffe bereits voll wirksam wird und nach der anschließenden Erhärtung keine Temperatur behandlung unter diesem Gesichtspunkt mehr erforderlich ist.

2. Verfahren zur Hydrophobierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf die Masse des Gipsbinders bzw. Dihydrates 0,01% bis 1% Metallsalze und/oder Hydroxid eingesetzt werden.

3. Verfahren zur Hydrophobierung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, daß 0,1 bis 0,5% Sulfitablauge bzw. technisch modifizierte Sulfitablauge, bezogen auf ihre Feststoffanteile zum Gipsbinder bzw. Di hydrat, eingesetzt werden.

4. Verfahren zur Hydrophobierung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Metallsalz, das Hydroxid und die Sulfitablauge ins Anmachwasser dosiert und vorgelöst werden.