DE4031935A1

DE4031935A1 - Verfahren zur herstellung gipsgebundener formkoerper mit lignocellulosehaltigen fasermaterial als bewehrung

Info

Publication number: DE4031935A1
Application number: DE19904031935
Authority: DE
Inventors: Maruli H Dr Simatupang; Norbert Seddig
Original assignee: Maruli H Dr Simatupang
Current assignee: SEDDIG, NORBERT, DR., 24361 LEHMSIEK, DE
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1992-06-17
Anticipated expiration: 2010-10-10
Also published as: DE4031935C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gipsgebundener Formkörper mit lignocellulosehaltigen Fasern als Bewehrungsmaterial.

Nach einem bekannten Verfahren, beschrieben in der Offenlegungsschrift DE 34 04 658 A1, werden gipsgebundene Faserplatten hergestellt, indem Fasermaterial und Gips trocken vorgemischt und anschließend mit Wasser versetzt wird. Die feuchte Masse wird anschließend zu einem Formling gestreut und verpreßt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die einmalige Zugabe des erforderlichen Anmachwassers zum trockenem Gemisch zu einer Klumpenbildung neigt. Auch eine unerwünschte Vorabbindung des anorganischen Bindemittels wird vielfach beobachtet. In einer anderen Erfindung, EP 01 53 588 A1, wird das Anmachwasser in zwei Schritten zugegeben. Es kann damit eine Klumpenbildung vermieden werden. Beide Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß die Zugabe von Stellmitteln, die die Gipsabbindung verzögert oder beschleunigt und die bei der kontinuierlichen Herstellung von Gipsfaserplatten erforderlich ist, nicht einfach durchzuführen ist. Wird der Gipsabbindebeschleuniger in Form feingemahlener Kristalle zugegeben, entfaltet sich seine Wirkung erst nachdem diese aufgelöst worden sind. Diese Verzögerung ist bei einem kontinuierlichen Verfahren nicht vorteilhaft. Wird dagegen der Beschleuniger als Lösung dosiert, findet eine augenblickliche Abbindung des Gipses statt und verursacht somit eine unerwünschte Vorerhärtung.

Die Erfindung hat das Ziel, die Nachteile der beiden bekannten Verfahren zu beheben.

In dem erfindungsmäßigen Verfahren wird ein Teil des erforderlichen Anmachwassers als Ligninsulfonsäurelösung zugegeben. Die Zugabe erfolgt nach der Trockenmischung des Gipshalbhydrats und des Fasermaterials. Auf diese Weise wird eine unerwünschte Vorabbindung des anorganischen Bindemittels vermieden. Eine unerwünschte Vorabbindung tritt vorzugsweise bei niedrigen Wasser/ Gipswerten und bei einem intensiven Mischvorgang auf. Zu diesem Gemisch wird nun ein latent wirksamer Gipsabbindebeschleuniger zugegeben. Der Abbindebeschleuniger wird in seiner Wirkung maskiert. In dem erfindungsmäßigen Verfahren werden zwei Methoden angewendet. Bei der ersten Methode wird eine Lösung des Gipsabbindebeschleunigers von einem Superabsorber absorbiert. Ein handelsüblicher Superabsorber, LUQUASORB HC 9797 der Fa. BASF, 6700 Ludwigshafen, wurde bei den Versuchen angewendet. Jedoch eignet sich auch Superabsorber von anderen Herstellern, z. B. FAVOR der Fa. Stockhausen, 4150 Krefeld 1. Superabsorber sind schwach vernetzte Polynatriumacrylate, die z. B. im Hygienebereich in Babywindeln und im technischen Bereich in der Kabelindustrie als Flüssigkeitsabsorber in Unterwasserkabeln Verwendung finden. Der Superabsorber wurde in Form von weißen Mikroperlen (Durchmesser ca. 160 m) geliefert und kann ein Vielfaches seines Eigengewichts an wäßrigen Flüssigkeiten aufnehmen.

Bei der zweiten Methode wird die Gipsabbindebeschleunigerlösung eingekapselt. Diese Methode zur Maskierung der Wirkung von Wirkstoffen wird in der pharmazeutischen Industrie vielfach angewendet. Bei den beiden Methoden kommt die Wirkung des maskierten oder latent wirksamen Gipsabbindebeschleunigers erst durch die Verpressung zustande. In den verpreßten und abgebundenen Gipsplatten ist der Superabsorber oder das Einkapselungsmaterial mit dem bloßen Auge kaum wahrzunehmen. Sie üben auch keinen nachteiligen Einfluß auf die technologischen Eigenschaften des Endproduktes auf.

Durch die mengenmäßige Zugabe von Ligninsulfonsäure als Verzögerer läßt sich die erforderliche offene Zeit, das ist die Zeit zwischen der ersten Zugabe des Anmachwassers zum Gips-Fasergemisch bis zum Anfang der Gipsversteifung, beliebig regeln. Die Zugabe des latenten Gipsabbindebeschleunigers und seine Freisetzung nach der Verpressung hebt diese Wirkung wieder auf. Durch die Art der Zugabe und die Menge des Abbindebeschleunigers läßt sich die Hydratationszeit des anorganischen Bindemittels dem Herstellungsverfahren anpassen. Der Fachmann kann durch die Kombination beider Stellmittel den Verfahrensablauf regeln. Nachfolgend wird das Verfahren anhand eines Beispiels erläutert.

Beispiel Beschreibung der Versuche

Die Versuche wurden auf einer halbindustriellen Anlage durchgeführt. Es wurde jeweils eine Mischung für 10 Versuchsplatten der Dimension 40 cm×40 cm×1,0 cm vorbereitet.

Jeweils 13,3 kg REA-Gips (gebrannter Gips aus einer Entschwefelungsanlage) wurden in einem kontinuierlichen Mischer (1 im Schema 1) mit 4,68 kg geflufftem Altpapier trocken vermischt und kurz zwischengelagert. Im zweiten Durchgang wurde 3,2 l Wasser (3), enthaltend 54 g Ammoniumlignosulfonat, zugemischt. Vorher wurde 0,266 kg Ammoniumsulfat in 1,47 l Wasser augelöst. Zu dieser Lösung wurde die abgewogene Menge an Superabsorber zugegeben. Die Menge des Superabsorbers (Type LUQUASORB HC 9797 der Fa. BASF, 6700 Ludwigshafen) wurden entsprechend einem Verhältnis von jeweils 1 : 12,5, 1 : 15 und 1 : 20 variiert. Es kamen zum Einsatz jeweils 0,192, 0,160 oder 0,120 kg Superabsorber. Für eine bessere Durchmischung wurden zu der feucht krümeligen Masse jeweils 320 g feinteiliges Gipshydrat zugeführt. Die Mischung aus Gipshalbhydrat, Fasermaterial und Ligninsulfonsäurelösung sowie der latent wirksame Gipsabbindebeschleuniger, bestehend aus gequollenem Superabsorber und Gipsdihydrat, werden mengenentsprechend den Streuköpfen getrennt zugeführt. Die Verteilung und Auftrag auf das Preßblech fand durch den Streuvorgang statt. Der Gipsfaser-Kuchen wurde zweischichtig auf ein Preßblech gestreut. Die Feinteile lagen in den Außenschichten. Die Kügelchen des latenten Gipsabbindebeschleunigers befanden sich durch das Streuen jedoch vornehmlich in der Mittelschicht, so daß hier eigentlich ein dreischichtiger Plattenaufbau vorlag. Abgedeckt mit einem oberen Preßblech wurde der Kuchen mit 10 mm Distanzleisten in einer hydraulischen Presse (Preßdruck ca. 2,4 MPa) verpreßt. Vom Streuen des Kuchens bis zum Verpressen wurden ca. 3 Minuten für das Beschicken der Presse benötigt. Ein in den Kuchen hineingestecktes Thermoelement (Eisen-Konstantan), verbunden mit einem Potentiometerschreiber registrierte den Hydratationsverlauf. Die Platten wurden bei 40°C bis zum konstanten Gewicht getrocknet, aufgeschnitten zu Proben von 25 cm×5 cm und auf Biegefestigkeit geprüft. Die Rohdichten wurden ermittelt. Die bereits geprüften Abschnitte wurden zu 5 cm ×5 cm großen Proben aufgeschnitten, die zur Bestimmung der Scherfestigkeit dienten.

Ergebnisse

Es wurden 6 verschiedene Gipsfaserplatten gefertigt. Die Preßzeiten für die Platten lagen zwischen 2 und 3 1/4 Minuten. Die Platten-Nummer 620 wurde mit Fasern aus Tageszeitungspapier und die Nummern 621 und 622 wurden aus Illustriertenpapier gefertigt. In Tabelle 1 werden Preßzeit, Plattendichte, Biegefestigkeit und Querzugfestigkeit der Platten mit verschiedenen Zusätzen dargestellt. In Klammern wird der mengenmäßige Einsatz des Superabsorbers im Verhältnis zur aufgenommenen Ammoniumsulfatlösung angeführt.

Tabelle 1

Preßzeit, Rohdichte, Biege- und Querzugfestigkeit der hergestellten Gipsfaserplatten

Claims

1. Verfahren zur Herstellung gipsgebundener lignocellulosehaltiger Formkörper, dadurch gekennzeichnet, daß

a) faserförmige lignocellulosehaltige Materialien und pulverförmiges Gipshalbhydrat trocken vermischt, gegebenenfalls zwischengelagert werden;
b) anschließend ligninsulfonsäurehaltiges Wasser zugegeben, und weiter vermischt wird;
c) kurz vor dem Streuen, mit einem Gemisch aus einem latent wirksamen Gipsabbindebeschleuniger und feingemahlenem Besäumungsmaterial und/oder Schleifstaub aus den erfindungsmäßigen Formkörpern versetzt und vermischt werden;
d) die feuchte und homogene Masse zu einem Formling gestreut und verdichtet wird, bis der Gips abbindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) das faserförmige lignocellulosehaltige Material aus gefluffter Cellulose oder Altpapier besteht;
b) das Verhältnis des ligninsulfonsäurehaltigen Wassers zum Fasermaterial 0,6 bis zu 1,2, vorzugsweise 0,8 bis zu 1,0, beträgt;
c) das Verhältnis der gelösten Ligninsulfonsäure zu Fasermaterial 0,005 bis zu 0,02, vorzugsweise 0,01 bis zu 0,015, beträgt;
d) das Verhältnis des Fasermaterials zu pulverförmigem Gipshalbhydrat 0,15 bis zu 0,30, vorzugsweise 0,20 bis zu 0,22 beträgt;
e) der latent wirksame Abbindebeschleuniger als Lösung von einem Superabsorber, der bis zu 34mal des Eigengewichtes an Salzlösung aufnehmen kann, absorbiert wird oder
f) der latent wirksame Abbindebeschleuniger als Lösung in kugelförmigen Körpern eingekapselt wird, der bei der anschließenden Verpressung freigesetzt wird;
g) das Verhältnis der vom absorptionsfähigen Material aufgenommenen Lösung oder der Lösung in den eingekapselten kugelförmigen Körpern zum pulverförmigen Gipshalbhydrat 0,15 bis zu 0,2, vorzugsweise 0,17 beträgt;
h) das Verhältnis des in diesem absorbierten oder eingekapselten Wassers gelösten Gipsabbindebeschleunigers zum pulverförmigen Gipshalbhydrat 0,005 zu 0,03, vorzugsweise 0,02 beträgt;
i) das Verhältnis des feingemahlenen Besäumungsmaterials oder des Schleifstaubes aus den erhärteten, gipsgebundenen Formkörpern, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, zum pulverförmigen Gipshalbhydrat 0,025 bis zu 0,07, vorzugsweise 0,03 bis zu 0,06 beträgt.

3. Verfahren nach 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß:

a) der Gipsabbindeverzögerer vorzugsweise Natrium- oder Ammoniumlignosulfonat ist;
b) der Gipsabbindebeschleuniger ein Alkalimetallsulfat oder Ammoniumsulfat oder Wasserglas ist.

4. Gipsgebundene lignocellulosehaltige Formkörper, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) der Formkörper 10 bis zu 20 Gew.-%, vorzugsweise 12 bis zu 15 Gew.-% an lignocellulosehaltigem Fasermaterial enthält;
b) der Formkörper 75 bis zu 90 Gew.-%, vorzugsweise 80 bis zu 85 Gew.-% abgebundenen Gips oder Gipsdihydrat enthält;
c) der Formkörper 0,1 bis zu 0,4 Gew.-% Ligninsulfonsäuresalz enthält;
e) der Formkörper 0,25 bis zu 2,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,4 bis zu 1,5 Gew.-% Alkalimetallsulfat oder Ammoniumsulfat oder Wasserglas enthält;
f) der Formkörper 0,5 bis zu 2,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,8 bis zu 1,5 Gew.-% eines in ihrem Gefüge zerstörten Superabsorbers enthält;
g) der Formkörper 1 bis zu 3 Gew.-% eines feinverteilten Einkapselungsmaterials enthält;
h) der Formkörper 2,0 bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis zu 4 Gew.-% feingemahlenes Besäumungsmaterial oder Schleifstaub aus den abgebundenen Formkörpern enthält.