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Verfahren zur Herstellung von Gips aus Anhydrit Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gips aus Anlivdrit. Unter Gips ist liier
nicht nur entwässertes Calciuinsulfat zu verstehen; sondern 111 gemein ein Material,
das unter den Begriff Mertel fällt, das aber in diesem Fall als wesentlichen
Bestandteil Anh@#drit, also wa6serfreies Calciunisulfat, enthält.
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Es ist ein Verfahren zur Herstellung voll Gips aus Anhydrit bekannt,
bei welchem geringe Mengen bestimmter anorganischer Salze deal natürlichen Anliydrit
zugefügt werden. Bei: diesem Verfahren wird das Brennen erspart und doch nach dein
Abbinden eine feste hasse erzielt, welche härter und widerstandsfähiger ist als
der gewöhnliche bekannte Gips und in seiner Härte den erstklassigen Gipssorten nahelomnit,
wie den unter den \ einen ILeene, Uack und Parian bekannten Sorten. Die Salze, welche
für diesen Zweck das beste Ergebnis erzielt haben, waren Salze von Alkalmetallen,
wie \atruiii-; haliuinsulfat und -karbonat und Doppelsalze von Allalinietallen finit
anderen Elementen, wie z. B. Aluminium (Kalium-Aluiiiiniumsulfat), aber das Verfahren
war nicht auf die genannten Stoffe beschränkt. Bei diesem bekannten Verfahren konnte
durch \Teränderung des Prozentsatzes der zugefügten anorganischen Salze die für
das Abbinden des Materials erforderliche Zeit etwa zwischen den Grenzen von 3o Minuten
und io Stunden verändert werden.
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Gemäß der Erfindung werden statt der Doppelsalze selbst Mischungen
der die Doppelsalze bildenden anorganischen Salze verwendet, gleichviel ob diese
die beiden Be-.standteile eines Doppelsalzes bilden oder ob das eine einen Bestandteil
eines Doppelsalzes und das andere einen Bestandteil eines anderen Doppelsalzes bildet.
Das durch dieses Verfahren erzielte Produkt ist ein verbesserter Gips von noch gleichmäßigerer
Struktur. Das Produkt hat noch den weiteren Vorteil der billigeren Herstellung;
da die zu seiner Erzeugung benutzten Salze billiger sind als die entsprechenden
Doppelsalze. Insbesondere sind bei einer Mischung aus Kaliuinsulfat und Zinksulfat
oder einer 1^Iischung von Ammoniumsulfat und Zinksulfat in verschiedenei Verhältnissen
sehr befriedigende Ergebnisse erzielt worden. In bezug auf die erstgenannten Salze
sind die geeigneten Verhältnisse- Zinksulfat bis zu 2°1'" des Anhydrits gemischt
finit Kaliumsulfat bis zu 4°[o des Anhydrits. Besonders gifte Ergebnisse werden
bei
i l/.,1/" Zinksulfat und i°/" I,'-aliumsulfat erzielt.
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Es ist wesentlich, claß man dem -Gipsarbeiter ein gleichförmiges Erzeugnis
zum Mischen in die Hand gibt. Das Ideal ist ein Stoff, der durch Zusatz von Wasser
sehr schnell in e121(' -litte. 11iItloaiIiC- @11@St' übergeht. Die Verwendung der
gemischten Salze an Stelle der Doppelsalze gewährt in dieser Beziehung bemerkenswerte
Vorteile in der Praxis, und die Gründe sind zweifellos folgende: Gernalilener Anhydrit
feuchtet sich leichter an, d. 1i. erfordert etwas weniger Wasser; uni auf einen
bestimmten Zustand der Bildsam-]zeit und Verarbeitbarkeit gebracht zti werden, wenn
Wässer verwendet wird, als: wenn die Lösung von Katalysatoren benutzt wird. Wenn
das Mischverfahren derart ist, daß man Zonen erhält; wo Wasser benetzt, und Zonen,
wo Katalvsatorlösung benetzt, so erhälf man plastische Klumpen von verschiedener
Konsistenz, und es (lauert viel länger; uni die Stoffe zu- einer glatten Mischung
zft verarbeiten, besonders bei großen Ansätzen, wie sie im Gewerbe verwendet werden.
Die ideale Arbeitsweise würde sein, claß man den Gips niit der Lösung von Katalysatoren
anmachte, aber Lias ist praktisch nicht möglich, weil man sich der gewöhnlichen
Methode anpassen muß. gepulverten Gips zu kaufen und ihn mit Wässer anzumachen.
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Wollte man den Katalysator besonders als Pulver oder gar als Lösung
-verkaufen, so würde dies den Guß von Anhydritgips wesentlich verteuern, zu Mißbräuchen
führen lind ihn gewerblich unverwertbar machen: Man niuß daher den Katalysator als
Pulver (lern Anhydrit zusetzen in der Weise, daß die Mischung nach dem Anfeuchten
- dem Zustände- möglichst nahekommt, den man erhält, wenn man eine Katalysatorlösung
zum Anmachen benutzt. _ Die drei Bedingungen, die erfüllt werden müssen, sind: möglichst
gleichmäßige Verteilung des Katalysators im Anhydrit, möglichst schnelle Auflösung
desselben, wenn Wasser zugesetzt wird, und drittens darf der Sättigungspunkt nicht
nahezu erreicht sein, wenn der Arbeiter das ganze Wasser zugesetzt hat, so daß keine
Gefahr besteht. daß kristallinischer oder fester Katalysator nach, dem Abbinden
in dein trocknen Gips zurückbleibt.
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Zu dein: erstem Punkt der Verteilung des: trockenen Katalvsators hat
der Erfinder allgemein gefunden, daß man auf eine viel gleichmäßigere Mischung mahlen
kann, wenn man die einzelnen Salze benützt,-als wenn man das Doppelsalz verwendet.
Benutzt man z. B. Kaliümsttlfat und Zinksulfat statt des Doppelsulfates, so hat
man den Vorteil eines von vornherein viel feiner verteilten Kaliumsulfates, und
zwei einzelne Salze geben von vornherein eine feinere Verteilung als das Doppelsalz.
Die Doppelsalze sind gewöhnlich hoch: entwickelte kristallinische Typen mit groben.
1_(11-n 111<<l. lud>en-die \eigung, beim Mahlen zu rutschen und zu kleben.
Der Grund ist nicht klar, mag aber darin liegen, daß unter dem Druck und bei der
geringen Erwärmung beim Mahlen Wasser frei wird: Der zweite Punkt, die schnellere
Auflösung, ist in der Tat sehr wichtig, da. die Wirkung des Gipses von der schnellen
Bildung der Katalysatorlösung abhängt. Man erreicht (lies auf zweierlei Weise, indem
man die geinischteii Einzelsalze anwendet. Erstens erhält man eine feine Verteilung
von- kleineren Teilchen, was sehr wichtig ist bei den weniger löslichen :Salzen,
wie z. B: Kaliumsülfat, -und: zweitens sind die einzelnen :Salze- bedeutend leichter
löslich- als die Doppelsalze. So löst sich I aliumzinlcsulfat zu - ungefähr- zS
Teilen in ioo Teilen Wasser -von ro°, während (las kristallwasserhaltige Zinlsülfat
sich u mehr als i5o Teilen löst. jedenfalls erhält man nach der Hrfindung eine gleichmäßigere
und schnellere Wirkung in bezug auf gleichmäßige Mischung, ob nun wegen der feineren
Mahlüng oder wegen größerer Löslichkeit, ist nicht ohne weiteres feststellbar, -wahrscheinlich
aber aus beiden Gründen; und hieraus ergibt sich sofortiges Abbinden. Dies ist von
großer praktischer Bedeutung und erleichtert die praktische Anwendung des Gipses
erlieblich.
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Was den dritten Punkt betrifft, so ist es beim Anmachen, -abgesehen
von den anderen Gründen, die noch folgen; wichtig, daß keine "sandigen, kristallinischen
Teilchen des Katalysators.in der bildsamen Gipsmischung zurückbleiben. Dies würde
die glätte Anwendung gerade so stören, wie einzelne große Sandteilchen es tun würden.
Bei einigen Gipssorten nun, nämlich den schnell -abbindenden, bleibt von der richtigen
Menge Wasser für die beste Wirkung kaum genüg übrig, um das Doppelsalz völlig aufzulösen.
Z. B. befindet sich das Kaliumzinksulfat bei urigefahr d.°/", auf den Gips berechnet,
dem Sättigungspunkt sehr nahe oder ist darüber hinaus, wenn die richtige Menge Wasser
zugesetzt ist. Bei schnelles` Arbeit besteht daher ,die Gefahr, claß unter fliesen
Umständen kristallinische Teilehen tles Katalvsators zurückbleiben, womit mancherlei
Nachteile verbunden sind, die -bei Anwendung der geinischten Einzelsalze vermieden
werden.
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Andererseits ist es sehr wichtig, vollständige Lösung. Reaktion und
völligen - Verbrauch des Katalysators vor dem Abbinden
zu
erreichen, und zwar aus anderen Gründen als wegen der Kosten.
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Ungelöster Katalysator, selbst in kleinen kristallinischen Teilchen,
hat- eire narbige Oberfläche zur Folge oder Sprünge durch Ausdehnung. Er bildet
kleine Zonen, wo der Katalysator hochkonzentriert ist, mit ungleicher Abbindung,
was sich besonders an der Oberfläche bemerkbar macht. Andererseits ist es das Ideal,
daß der Katalysator in dein schließlichen Gipsguß fixiert sein und, wenn möglich,
nichtmehr als lösliches Salz weiterbestehen sollte. Bei der Katalysatormischung
aus Kaliuminksulfat erreicht der Erfinder diese Wirkung dadurch, daß er (las Kaliunisulfat
finit Calciunisulfat zusanunenbringt und claß das Zinksulfat in eine unlösliche
Verbindung; vermutlich ein Oxysulfat, übergeht, denn die Analyse ergibt kein lösliches
Zink nach mehrstündigem Abbinden. Wenn man aber mit einem Doppelsalz als Katalysator
arbeitet, der aus den dargelegten Gründen unveränderte Kristalle zurückläßt, so
wird die zweite Bedingung nicht erfüllt, und man läuft Gefahr, bei einigen Kornbinationen
des Katalysators die so üblen Ef-Roreszenzerscheinungen zu bekommen.
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Die gewerbliche Anwendung einer Gipssorte und der Wert des Erzeugnisses
bemessen sich fast gänzlich nach ihren Oberflächeneigenschaften, vorausgesetzt natürlich,
daß sie eine zufriedenstellende Masse liefert. Diese muß physikalisch gleichförmig
sein in bezug auf Absorption, Härte, Indifferenz usw. Harte und: weiche Flecke sind
charakteristische Ursachen, die spätere Verschönerungen, z. B. einen Anstrich, verderben.
Die Anwendung der gemischten Salze statt des Doppelsalzes ist in dieser Hinsicht
von großer Bedeutung. Die Bedingungen der feinen, gleichförmigen Mahlung und Verteilung,
der schnellen und vollständigen Lösung, der Ab-Wesenheit von ungelösten Katalysatoren
werden sämtlich erfüllt durch die Anwendung der gemischten Salze. Wenn der Gips
z. B. abzubinden beginnt, ehe die Zonen von ungleich stark konzentriertem Katalysator
sich völlig ausgeglichen haben, so erhält man eine teils härtere, teils weniger
harte Oberfläche, was eine Schattierung des Gusses zur Folge hat und den Anstrich
beeinflußt, so daß man vielleicht dreimal statt zweimal anstreichen muß usw. Dies
ist in hohem Maße darauf zurückzuführen, daß die Absorption an der Oberfläche von
einer. Stelle zur anderen wechselt. Wenn kleine Teilchen von ungelöstem Katalysator
an oder in der Oberfläche zurückbleiben, so können sie Pickel oder Narben irrt Anstrich
hervorrufen.
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Es, gibt noch andere praktische Gründe dafür; daß ein besseres Erzeugnis
erhalten und eine neue technische Wirkung hervorgebracht wird, wenn man die gemischten
Salze anwendet, insofern dadurch Vorteile herbeigeführt «-erden, die aus der schnellen
und vollständigen Auflösung und gleichförmigen Verteilung des Katalysators in den
Gips eritspringen.
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Z. B. mischen die Gipsarbeiter Kalle mit dein Gips. Alkalisalzkätalysatoren
reagieren mit Kalk und erzeugen Ätzalkali, das die Farbe zerstört. Die Gipssorten
des Erfinders haben einen derart bemessenen Gehalt an Alkalisalz, ilaß die Konzentration
von Ätzkalk unter der Grenze gehalten wird, die für Färbe gefährlich ist, falls
Kalle benutzt wird. Jede Ansammlung von Alkalisalzkatalysator in (gips würde örtliche
Zonen erzeugen, wo die Ätzalkalilonzentration die für die Farbe gefährliche Grenze
überschreiten würde. Aus diesem Grunde ist absolute Gleichförmigkeit erforderlich.
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Ferner erzeugen Katalysatoren vom Typus der sauren Salze oberhalb
gewisser Konzentrationen Rostflecke aus gewissen metallischen Einschlüssen. Der
Erfinder kann den Gehalt an Katalysator in dieser Beziehung auf ungefährlicher Höhe
halten, aber örtliche Ansammlungen durch schlechte Verteilung würden den Ärger wieder
herstellen.
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Allgemein kann man sagen, daß die physikalischen und chemischen Merkmale
der Doppelsalze und der ihnen äquivalenten gemischten Salze in solchen Gipssorten
nicht dieselb:n sind, und deswegen sind dem Gebrauch des Doppelsalzes gewisse Grenzen
gesteckt, die für die gemischten Salze nicht bestehen, und deshalb geben diese ein
besseres Erzeugnis. Man könnte denken, daß die äquivalenten gemischten Salze sich
in der Lösung auf dasselbe Gleichgewicht einstellten wie die Doppelsalze, aber allem
Anschein nach ist dies bei der Lösung in der plastischen Gipsmasse nicht der Fall.
Nimmt man z. B: Kalium-Aluminiumsulfat einmal als Doppelsalz und das andere Mal
die äquivalenten Salze gemischt, so kann man leicht zeigen, daß sie verschieden
aktiv sind. Diese Kombination gibt nämlich eine Volumänderung des Anhydritgipses,
und diese ist viel mehr ausgesprochen, wenn man die gemischten Salze verwendet,
als \c-enn man das Doppelsalz nimmt. Dies ist öhnc Zweifel ein Zeitproblem, und
die Anfangsreaktionen sind in beiden Fällen .verschieden. wenn der Gips befeuchtet
wird.