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Verfahren zur Herstellung einer porösen Gipsmasse Die Erfindung will
unter Verwendung von Mineralanhydrit als einzigem Hauptkörper eine poröse Gipsmasse
mit Zellenstruktur für Bauzwecke herstellen. Dazu , wird vorgeschlagen, dem Anhydrit
erstens eine kleine Menge von einem oder mehreren Beschleunigungsmitteln zuzusetzen,
die im wesentlichen neutraler oder saurer Art, z. B. Salze, wie Kaliumsulfat, Zinksulfat
oder Aluminiumsulfat, sein sollen, zweitens dem Anhydrit eine kleine Menge von gaserzeugenden
Mitteln, z. B. mit Aluminiumsulfat reagierendes Calciumcarbonat, und drittens eine
kleine Menge Portlandzement zuzusetzen. Die Bestandteile sollen fein zerkleinert
und innig ge-. mischt sowie dann in an sich bekannter Weise mit Wasser angemacht
werden, um sie darauf erhärten zu lassen. Im Sinne der Erfindung empfiehlt sich
vorzugsweise ein Zusatz an Portlandzement von ungefähr i % bis ilj2
% des Gewichts des trockenen Gemisches. Ferner schlägt die Erfindung für
die Ausübung des neuen Verfahrens insbesondere ein Gemisch reit folgenden Verhältnissen
vor: ungefähr 65o Gewichtsteile Mineralanhydrit, 28 Teile Aluminiumsulfat, 9 Zeile
Portlandzement, 6 Teile Kaliumsulfat und 3 Teile Kalkstein.
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Zur Herstellung gipsartiger Massen mit Zellenstruktur hat man bereits
einen Vorschlag gemacht, bei dem im wesentlichen gleiche oder ähnliche Stoffe zur
Anwendung kommen. Es besteht jedoch ein sehr bedeutender Unterschied hinsichtlich
des Mischungsverhältnisses, des Verfahrenszweckes und des Erzeugnisses. Während
gemäß der Erfindung der Anhydrit mit ungefähr 93,5 %
der einzige Hauptkörper
ist, beträgt bei dem bekannten Verfahren der Anhydritanteil nur ungefähr 58
% der Gesamtgewichtsmenge. Einem Aluminiumsulfatanteil von rund 4'1'0 gemäß
Erfindung steht ein solcher von rund 81/,1/, bei dem bekannten Verfahren gegenüber.
Letzteres verwendet Calciumsulfat und nicht Kaliumsulfat, und zwar 24.
% # (Calciumsulfat) gegenüber nur o,8 °;a (Kaliumsulfat) nach der
Erfindung. Statt 0,4 °(a Calciumcarbonat benutzt das bekannte Verfahren nicht weniger
als 9,5 % Magnesiumcarbonat. Endlich. hat man damals einen Verzögerer in
einer Menge von o,o5 °/o benutzt, während die Erfindung Portlandzement, der als
Beschleuniger wirkt, mit 1,3 °/o anwendet.
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Soweit die Bestandteile gleich oder ähnlich sind, liegen bedeutende
Unterschiede in den Mengenverhältnissen vor. Besonders wichtig ist ferner der Gegensatz
zwischen der bekannten Anwendung eines Verzögerers und der neuen Anwendung von Portlandzement
als Beschleuniger. Das bekannte Verfahren verfolgt einen gänzlich anderen Zweck,
denn es will eine Isoliermasse (gegen Wärme und
Kälte) herstellen
und strebt deshalb in erster Linie eine möglichst grobe Zellenstruktur, d. h. möglichst
große Poren oder Lücken in der Masse an. Demgegenüber will die Erfindung einen porösen
Baustein bzw. einen zu Bauzwecken verwendbaren Anhydritgips schaffen, der sich also
vor allen Dingen durch eine diesen Zwecken entsprechende Festigkeit auszeichnen
soll. -Es ist auch schon vorgeschlagen worden, dem Mineralanhydrit als dem alleinigen
Hauptkörper verbesserte Eigenschaften zu erteilen, aber das geschah, um aus dem
Anhy drit ein Bindemittel zu gewinnen. Man hat dabei bereits den Zusatz von Portlandzement
zum Anhydrit empfohlen und auch erkannt, daß derselbe eine Beschleunigungswirkung
ausübt. Nach den älteren Vorschlägen werden jedoch keine porösen Steine o. dgl.
gewonnen; sie lösen also die vorliegende Aufgabe nicht.
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Die Verwendung von Sulfaten bzw. Alkalisulfaten als Beschleunigungszusatz
für Mineralanhy drit ist an sich bekannt und bildet daher hier kein selbständiges
Erfindungsmerkmal. Bei dem neuen Verfahren ist der Portlandzement der besonders
bemerkenswerte Zusatz. Über seine Wirkung bei der Erhärtung der porösen Anhydritmasse
wurden Versuche angestellt, wobei sich die überraschende Tatsache ergab, daß ein
anderer Erfolg eintritt, als er sich nach der bekannten Anwendung von Portlandzement
bei nichtporösen Gipsgemischen erwarten ließ. Das neue Verfahren wurde mit verschieden
großen abgestuften Mengen von Portlandzement ausgeführt, und der erzielte Härtegrad
wurde nach einer bestimmten Zeit durch Stempeleindrücke gemessen. Das Verhalten
des Portlandzements weicht von dem Verhalten alkalischer Salze als Beschleuniger
beachtlich ab und liefert im Bereich von etwa i % bis il/z °/a besonders
günstige Ergebnisse.
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Bei rasch erhärtenden Gipssorten, z. B. gebranntem Gips, kann man
die Gasentwicklung im Gips leicht bis zu dessen Erstarrung ausdehnen, um eine gleichmäßig
poröse Masse zu erzielen. Bei langsam abbindenden Sorten, z. B. Anhydritgips, besteht
dagegen die Gefahr der Beendigung der Gasentwicklung vor der Erhärtung oder die
Gefahr einer zu raschen Gasentwicklung, so daß keine oder zu große Poren entstehen.
Die Erfindung überwindet die Schwierigkeiten dadurch, daß sie den hohen Anhydritanteil
mit verhältnismäßig geringen Mengen an Zusatzstoffen, worunter sich in jedem Falle
Portlandzement befindet, versetzt.
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Der erfindungsgemäß kleine Zusatz an Portlandzement verleiht der Zellenstruktur
schon im Entstehen so lange eine ausreichende Steifigkeit, bis die Erhärtung der
Masse beginnt. Die Menge an Portlandzement kann ungefähr 0,75 % bis 1,5 °/o
(Gewicht) des trockenen Gemisches betragen. Im allgemeinen genügt etwa i %; man
kann mehr verwenden, aber es ist nicht ratsam, 5 % zu überschreiten. Sind
die gaserzeugenden Mittel eine Säure oder ein Säuresalz, so bemißt man den Zusatz
an Portlandzement so, daß die. frei werdenden Basen die Säure nicht neutralisieren
können. Bei dem Portlandzementzusatz wird die Zellenstruktur auch dann aufrechterhalten,
wenn die Erhärtung verhältnismäßig langsam vor sich geht.
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Nach dem neuen Verfahren lassen sich Formstücke, wie Bausteine o.
dgl., erzeugen; man kann jedoch auch plastische Massen herstellen, die in nassem
Zustand benutzt und an den gewünschten Stellen eingebracht werden, um dort zu erstarren.
Für Bausteine eignet sich z. B. folgende Mischung (alle Bestandteile fein zerkleinert)
: Anhydrit . , . . . . . . . 2,95,1 kg Aluminiumsulfat . . .. . . . 12,7
-Portlandzement ........ 4,1 -Kaliumsulfat .......... 2,7 -Kalkstein
............. 1,4-Das Gemenge wird mit io6,7 kg Wasser etwa 2 Minuten lang
gründlich gemischt, worauf die Masse im wesentlichen homogen ist. Sie wird in eine
passende Form gefüllt. Soll der fertige Baustein z. B. etwa 305 mm hoch sein,
so wird die Masse bis zu einer I-Iöhe von etwa 178 mm eingefüllt. Die Ausdehnung
beginnt sofort, und das Formstück hat nach ungefähr 5 Minuten, bei praktischer Beendigung
der Gasentwicklung, etwa 330 mm Höhe. Nach i Stunde ist die Erhärtung ausreichend,
um den Stein aus der Form nehmen, beschneiden oder sonst geeignet bearbeiten zu
können.
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Zur Herstellung einer naß zu verarbeitenden Masse geht man z. B. wie
folgt vor: Das trockene Gemisch, beispielsweise i^ der oben angegebenen Zusammensetzung,
ist vorher sorgfältig hergestellt. An der Arbeitsstelle wird es in einem Mischer
mit 113,5 kg Wasser 2 Minuten lang gründlich verrührt, bis die Masse homogen ist.
Dann bringt man sie in die Räume oder Verschalungen o. dgl., für die sie vorgesehen
ist. Die Räume können verschieden gestaltet sein. Man kann z. B. Fußböden, hohle
Wände usw. herstellen, wobei zu berücksichtigen ist, daß der Rauminhalt des fertigen
Bauteiles ungefähr der doppelte des vorherigen ist.
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Durch Änderung des Gehaltes an gasentwickelnden Mitteln (Aluminiumsulfat
und Kalkstein) im Rahmen der Erfindung läßt sich der Porositätsgrad beeinflussen.
Bei der
Bemessung der Säurekomponenten für die Gaserzeugung ist
der natürliche Carbonatgehalt des Mineralanhydrits zu berücksichtigen. Das neutrale
Beschleunigungsmittel, z. B. Kaliumsulfat oder Zinksulfat, sichert die größere Gleichmäßigkeit
der Ergebnisse auch bei ungleichem Carbonatgehalt des Anhydr.its.
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Bei dem neuen Verfahren kann man den Gemischen Pigmente oder bzw.
und Füllstoffe, wie Sand, Bimsstein, Kork, Klinker, Ziegelmehl, Faserstoffe o. dgl.,
zusetzen.