DE60016572T2

DE60016572T2 - Wasserbeständiges vorgefertigtes gipsbauelement

Info

Publication number: DE60016572T2
Application number: DE2000616572
Authority: DE
Inventors: Daniel Martin; Theo Theuvsen; Regis Humbert
Original assignee: Lafarge Platres SA
Current assignee: Etex France Building Performance SA
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 2000-02-07
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2020-02-08
Also published as: DE60016572D1; KR100713034B1; US6569541B1; KR20020034987A; ES2233328T3; HK1041872A1; BR0008142A; ZA200105631B; HK1041872B; AU2445800A; FR2789679A1; AU776501B2; TR200102344T2; JP2002539061A; CA2361711A1; EP1152997A1; WO2000047536A1; CA2361711C; ID30289A; EP1152997B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die vorgefertigten wasserbeständigen Bauelemente, die ein Substrat auf Basis von gehärtetem und trockenem Gips umfassen. Noch spezieller interessiert sich die vorliegende Erfindung für die vorgefertigten Bauelemente des Typs Quaderstein, Platte und Scheibe. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung in Betracht kommenden Scheiben, um die es sich handelt, haben eine relativ geringe mittlere Dicke, beispielsweise von einem bis mehrere Zentimeter, und zwar in einer Vorzugs-Richtung oder -Dimension, bei einer begrenzten flächenbezogenen Masse, beispielsweise etwa 10 Kilogramm pro m². Zu Zwecken eines bevorzugten Beispiels, jedoch nicht beschränkend, wird Bezug genommen auf vorgefertigte Elemente des Scheiben-Typs, wobei bekannt ist, dass es heute beispielsweise Fasergips-Platten gibt, in denen der Gips in der Masse in homogener Weise dispergierte Fasern enthält, die allgemein mit der englischen Bezeichnung „GFB" bezeichnet werden, sowie mit Karton oder Matten oder Schichten aus Mineral-Fasern (beispielsweise Glasfasern) auf ihren beiden Oberflächen verkleidete Gips-Platten.
Die vorliegende Patentanmeldung entspricht der französischen Patentanmeldung Nr. 9901885 vom 12. Februar 1999, deren Text in den Text der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird, sollte dies nötig sein.
Die Erfindung bezieht sich auf andere vorgefertigte Elemente aus Gips, beispielsweise Quadersteine, oder Parallelepiped-artige Elemente, die auf ihrem Seitenabschnitt Vertiefungen oder Rillen oder Zapfen aufweisen.
Die Erfindung interessiert sich für vorgefertigte Bauelemente, wie sie vorstehend definiert wurden, die eine verbesserte Beständigkeit gegen Wasser zeigen.
Die vorgefertigten Bauelemente, wie sie vorstehend definiert wurden, haben die Fähigkeit, Wasser zu widerstehen, werden verwendet sowohl im Innern von Gebäuden wie beispielsweise an feuchten Stellen wie beispielsweise in Bädern, um dort formbare Verkleidungen oder Fliesen zu bilden, oder außen an Gebäuden, beispielsweise zur Verkleidung von Fassaden, jedoch unter der Bedingung, dass diese vorgefertigten Elemente mit einer schützenden und undurchlässigen Schicht überzogen sind.
Unter dem Begriff „wasserbeständig" versteht man die Fähigkeit, die ein vorgefertigtes Bauelement, wie es vorstehend definiert wurde, aufweist, das Aufnehmen von Wasser durch das Gips-Substrat zu begrenzen, dabei jedoch die Dimensionsstabilität und das mechanische Verhalten des betrachteten Bauelements beizubehalten.
In den verschiedenen Ländern ist diese Wasserbeständigkeit durch präzise Normen kodifiziert oder geregelt. So bezieht man sich im Hinblick auf die Funktion des hergestellten Elements auf die nachfolgend angegebenen Normen:

– Gipsbaustein: NF P72-201-1 (April 1994);
– Gipsscheiben: ASTM 630/630 M-96a
– Scheibe mit Glasmatte: ASTM C1178/1178 M (96).

Die Norm ASTM 630/630 M-96a fordert insbesondere, dass dann, wenn ein derartiges Bauelement für zwei Stunden in Wasser eingetaucht wird, die Wasseraufnahme des Substrats aus Gips unter 5% liegt und die Wasserabsorption an der Oberfläche (genannt: Cobb-Äquivalent) unter 160 g/m² liegt.
Zu Zwecken der Wasserabstoßung eines Bauelements wie beispielsweise eines solchen, wie es vorstehend definiert wurde, ist es entsprechend dem Dokument JP-A 0,730,411 bekannt, ein Wasserabstoßungsmittel in wässrigem und basischem Milieu zu verwenden, das wenigstens eine Silicon-Verbindung umfaßt, und diese in homogener Weise in das Substrat des in Betracht kommenden Elements einzuarbeiten.
Entsprechend der Druckschrift JP-A 0,733,0411 wird die Silicon-Verbindung mit dem Wasser emulgiert. Dann wird ein Oxid oder Hydroxyd eines Metalls der Grup pe IIa, beispielsweise von Calcium, der Emulsion zugesetzt. Danach wird das so erhaltene Additiv in die trockene Substanz eingearbeitet, um das Gips-Substrat in feuchtem Zustand zu erhalten, und dieses wird anschließend in Form gebracht und danach getrocknet.
In der Praxis sieht es so aus, dass die vorgenannte Zusammensetzung den Vorteil hat, eine Polymerisation oder Vernetzung der Silicon-Verbindung hervorzurufen, die das Wasserabstoßungsvermögen der letztgenannten Verbindung verstärkt; dies ist jedoch begleitet von einem starken Austreten von Wasserstoff, was besonders gefährlich ist.
Entsprechend dem Dokument JP-A 80,109,251 wird eine Wasserabstoßungs-Zusammensetzung für Zement beschrieben, die eine Silicon-Verbindung, deren Natur nicht speziell angegeben ist, und Bentonit als mineralisches Additiv umfaßt.
Entsprechend dem Dokument SU-A 1,409,607 wurde eine Wasserabstoßungs-Zusammensetzung für Gips beschrieben, die ein Methyl- oder Ethyl-Siliconat von Natrium und Bentonit als mineralischen Zusatzstoff umfaßt.
In der Praxis bringt eine derartige Zusammensetzung ein Quellvermögen mit sich, was zu Problemen bei der Rheologie des Substrats im Zustand einer Paste führt.
In der Praxis scheint es schwierig, die oben genannten Normen mit Gehalten an Silicon-Verbindung unter 1 Gewichtsprozent zu erfüllen, wobei darüber hinaus die genannte Verbindung sehr teuer ist.
Um zu dieser Wasserabstoßung zu gelangen, führt man ein vollständiges Verfahren durch, das im allgemeinen wenigstens die folgenden Schritte umfaßt:

(a) homogenes Mischen eines trockenen Materials, das mehrheitlich wenigstens ein hydratisierbares Calciumsulfat umfaßt, des vorgenannten Wasserabstoßungs mittels, und von Wasser, und man formt ausgehend von dieser Mischung im feuchten Zustand das genannte Substrat vor;
(b) man trocknet das vorgeformte Substrat unter Erhalt des letzteren, geformt im festen und trockenen Zustand.

Mit einer derartigen Vorgehensweise ist es schwierig, die Menge des Wasserabstoßungsmittels zu kontrollieren, das in das Gipssubstrat eingearbeitet wird, beispielsweise in Form von Siliconöl, und man schöpft so nicht das Potential des Wasserabstoßungsmittels aus.
Die vorliegende Erfindung hat daher zum Gegenstand, die Wasserabstoßung eines Bauelements besser zu beherrschen, und zwar mit einem Wasserabstoßungsmittel, das wenigstens eine Silicon-Verbindung umfaßt, insbesondere um sein Wasserabstoßungsvermögen mitten in gehärtetem Gips zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung hat in gleicher Weise zum Gegenstand, das Einarbeiten und das Mischen des Wasserabstoßungsmittels in dem vorstehend definierten Verfahren zu verbessern.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hat man entdeckt, dass die Zugabe eines mineralischen Zusatzstoffes, der zum einen ein in wässrigen Milieu nicht quellendes und keine in wässrigem Milieu ionisierbare Hydroxy-Funktionen umfassendes Ton-Material und zum anderen ein kristallines Siliciumoxid umfaßt, wobei der mineralische Zusatzstoff eine synergetische Wasserabstoßungs-Affinität mit der Silicon-Verbindung aufweist, in homogener Mischung zu dem trockenen Material, von dem ausgehend das Substrat im flüssigen Zustand vorgeformt wird, erlaubt, die Wasserabstoßung des gehärteten Gips in erheblichem Maße zu verstärken.
Unter dem Begriff „synergetische Wasserabstoßungs-Affinität" versteht man die Eigenschaft, gemäß der dank des Zusatzes des mineralischen Additivs gemäß der vorliegenden Erfindung und darüber hinaus aller gleichen Materialien die Wasserabstoßung des Substrats aus gehärtetem Gips um wenigstens 20% erhöht wird, angegeben als Cobb-Äquivalent nach der Norm ASTM 630/630 M-96a, und/oder für dieselbe Beständigkeit gegen Wasser, die erforderliche Menge an Wasserabstoßungsmittel um wenigstens 20% verringert ist.
Vorzugsweise, jedoch in nicht beschränkender Weise, reagiert das Ton-Material nicht mit der Silicon-Verbindung in dem Sinn, dass nach Ablauf von 2 Stunden die Mischung von 0,1 g der Silicon-Verbindung mit dem Ton-Material in wässrigem Milieu in denselben Gewichtsanteilen wie denjenigen, wie sie für die Herstellung des vorgefertigten Bauelements verwendet werden, unter Umständen eine Wasserstoff-Menge von weniger als oder gleich 6 ml freisetzt, und zwar unter normalen Bedingungen der Temperatur und des Drucks.
Die Messung der Freisetzung von Wasserstoff erfolgt gemäß der folgenden Verfahrensweise:
Man verwendet eine Apparatur, die identisch derjenigen ist, die in der Norm NFT 77–150, Seite 6, beschrieben ist. Das Prinzip besteht darin, in dem Reaktor das mineralische Additiv und die Silicon-Verbindung im wässrigen Milieu in denselben Gewichtsanteilen wie denjenigen in der vorstehend definierten homogenen Mischung im Zustand einer Paste zusammenzugeben, das heißt mit dem Wasser zum Anrühren. Die Freisetzung von Wasserstoff wird über die Zeit verfolgt, und zwar bei einer kontrollierten Temperatur von 23°C. Man notiert das Volumen des nach Ablauf von zwei Stunden freigesetzten Wasserstoffs.
Ein mineralisches Additiv, das praktisch nicht mit der Silicon-Verbindung reagiert, ist ein solches, das eine Freisetzung von schädlichem Wasserstoff nach Ablauf von zwei Stunden in einer Menge unter oder gleich 6 ml hervorruft, und zwar unter normalen Bedingungen der Temperatur und des Drucks.
Ein mineralisches Additiv gemäß der Erfindung erlaubt es daher, die Beständigkeit eines Bauelements in Übereinstimmung mit der Erfindung gegenüber Wasser zu erhöhen und/oder die Menge an Wasserabstoßungsmittel zu erniedrigen, die zum Erreichen eines vorbestimmten Niveaus der Beständigkeit gegen Wasser erforderlich ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Zusammenhang mit dem Ton-Material, das keine im wässrigen Milieu ionisierbaren Hydroxy-Funktionen umfaßt, eine mögliche Erklärung (unter anderen Hypothesen) für die festgestellte Synergie, die durch das nachfolgend beschriebene experimentelle Protokoll gestützt ist, die Bildung wenigstens einer Wasserstoffbindung in neutralem oder saurem wässrigen Milieu zwischen einer Wasserstoff-Bindungsstelle, einer nicht-ionisierbaren Hydroxy-Funktion des Ton-Materials und der anderen Sauerstoff-Bindungsstelle der Silicon-Verbindung.
Mit anderen Worten absorbiert gemäß der Erfindung das Ton-Material die Silicon-Verbindung. Weiter erlaubt die homogene Mischung des Ton-Materials in dem Gips-Substrat die homogene Verteilung und die Fixierung der Silicon-Verbindung.
Unter Umständen führen während der Härtung die Hydroxy-Ionen, die natürlicherweise in dem wässrigen Milieu vorhanden sind, zu einer Vernetzung der Silicon-Verbindung in drei Dimensionen, was sich über die Zeit in einer Verbesserung der Wasserabstoßungs-Eigenschaften des gehärteten Gips auswirkt.
Folglich erlaubt die Adsorption der Silicon-Verbindung auf dem Ton-Material, dessen Reaktivität zu steuern, das heißt, die letztere bis zum Moment der Härtung des Gips zu verzögern.
Vorzugsweise ist gemäß der Erfindung die reaktive Silicon-Verbindung eine lineare, cyclische oder verzweigte makromolekulare wasserabstoßende Verbindung, die Polysiloxan-Gruppen umfaßt, von denen jede gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus den Gruppen (R₁, R₂, R₃, SiO_1/2), (R₁, R₂, SiO), (R₂, SiO_3/2) mit:

– R₁ = H, Cl oder jedes andere Halogen oder Alkoxy;
– R₂ = Phenyl oder Alkyl, verzweigt oder nicht-verzweigt;
– R₃ = Phenyl oder Alkyl, verzweigt oder nicht-verzweigt.

Beispielsweise ist die Silicon-Verbindung ein Alkylhydrogenpolysiloxan, beispielsweise Methylhydrogenpolysiloxan in Form eines Oligomers (etwa zehn oder mehr Siloxan-Gruppen), das in Form eines Öls oder einer wässrigen Emulsion vorliegt.
Vorzugsweise umfaßt gemäß der Erfindung der mineralische Zusatzstoff auch einen inerten mineralischen Ergänzungsstoff, der mit dem Ton-Material kompatibel ist.
Beispielsweise umfaßt ein derartiges Ton-Material, das in wäßrigem Milieu (im Gegensatz zu Bentonit) nicht quillt, ein Aluminosilicat, beispielsweise einen Illit und/oder einen Kaolin.
Ein mineralisches Additiv gemäß der Erfindung umfaßt gegebenenfalls einen inerten mineralischen Ergänzungsstoff, der mit den Ton-Materialien in dem Sinn kompatibel ist, dass er praktisch nicht mit der Silicon-Verbindung reagiert, wie dies vorstehend angegeben wurde.
In Übereinstimmung mit der Erfindung ist der mineralische Zusatzstoff inert gegenüber dem Calciumsulfat, das anfänglich in Form eines Pulvers vorliegt. Er umfaßt beispielsweise ein Ton-Material, wie nachfolgend gezeigt wird.
Dank der Erfindung, und wenn man ein Verfahren des Typs aus der Papierherstellung verwendet, insbesondere unter Filtration einer Aufschlämmung („slurry") zur Herstellung der GFB-Platten auf Basis von Cellulose-Fasern verwendet, stellt man fest, dass die Einarbeitung eines mineralischen Zusatzstoffs, der beispielsweise ein Ton-Material umfaßt, ermöglicht, das Wasserabstoßungsmittel im Innern des im feuchten Zustand vorgefertigten Gips-Substrats zurückzuhalten. Dies ermöglicht, bei gleichem Gehalt an Wasserabstoßungsmittel die Beständigkeit der nach einem derartigen Verfah ren hergestellten GFB-Platten gegen Wasser zu erhöhen und insbesondere die Menge dieses Mittels in dem durch Recyclisierung wiedergewonnenen Hydratationswassers zu begrenzen.
Die vorliegende Erfindung präsentiert noch die folgenden charakteristischen Sekundär-Eigenschaften:

– Die gewichtsmäßige Zusammensetzung des mineralischen Zusatzstoffes in dem trockenen Material in Kombination mit der Menge und der Natur des Wasserabstoßungsmittels ist dafür angepaßt, dem Bauelement aus gehärtetem Gips eine Beständigkeit gegen Wasser in Übereinstimmung mit den oben genannten Normen und insbesondere mit der Norm ASTM 630/630 M-96a für eine mit GFB-Platte bezeichnete Platte zu verleihen.
– Die reaktive Silicon-Verbindung stellt einen Gewichtsanteil an der eingeführten Gesamt-Trockenmasse von wenigstens 0,1% und vorzugsweise zwischen 0,1 und 1%.
– Die Verstärkungsfasern, beispielsweise Cellulose-Fasern, sind dem Substrat aus gehärtetem Gips verteilt; das Bauelement ist beispielsweise eine GFB genannte Faserplatte.
– Das Element hat die Form einer Platte, und die beiden Flächen des gehärteten Gips-Substrats sind mit zwei Schichten Cellulose-Fasern, beispielsweise mit zwei Karton-Schichten verkleidet.
– Der mineralische Zusatzstoff hat eine solche Geometrie, dass die Teilchen, die eine Größe unter oder gleich 63 μm aufweisen, einen Gewichtsanteil von wenigstens 85% des mineralischen Zusatzstoffs ausmachen; vorzugsweise umfaßt der mineralische Zusatzstoff einen Glühverlust bei 900°C unter 30%; beispielsweise hat der mineralische Zusatzstoff einen Glühverlust unter 30%; beispielsweise stellt der mineralische Zusatzstoff einen Anteil an der Gesamtmenge der Komponenten mit Ausnahme von Hydratations-Wasser von wenigstens gleich 5% und vorzugsweise von höchstens gleich 15%.
– Das hydratisierbare Calciumsulfat wird erhalten unter Ausgehen von einem natürlichen Gips oder einem Sulfogips; der letztere stammt von der Desulfurierung von Gas von Wärmekraftwerken.
– Die reaktive Silicon-Verbindung kann während der Fabrikation des Bauelements in Form einer emulgierten Zusammensetzung eines Silicons im Wasser eingeführt werden.
– Beispielsweise umfaßt in Kombination der mineralische Zusatzstoff ein Ton-Material, ein kristallines Siliciumoxid und gegebenenfalls einen inerten mineralischen Ergänzungsstoff, der mit dem Ton-Material kompatibel ist und in dem Substrat aus gehärtetem Gips dispergierbar ist.
– Die Gewichts-Zusammensetzung des mineralischen Zusatzstoffs wird in Kooperation mit dem Wasserabstoßungsmittel dafür angepaßt, dem Bauelement, das in Mauer-Trennwänden verwendet wird, in gleicher Weise eine Beständigkeit gegen Feuer zu verleihen, die in Übereinstimmung mit den deutschen, „GKF" genannten Normen ist, die DIN 18180 und 4102 (Teil IV) folgen.
– Der inerte mineralische Ergänzungsstoff ist dann, wenn er in dem mineralischen Zusatzstoff existiert, beispielsweise Dolomit, und der mineralische Zusatzstoff umfaßt dann in im wesentlichen gleichen Mengenanteil das Ton-Material (und darin das kristalline Siliciumoxid) und den inerten mineralischen Ergänzungsstoff; dieser besondere mineralische Zusatzstoff erlaubt es mit dem Wasserabstoßungsmittel, Platten zu erhalten, die gleichzeitig beständig gegen Feuer und Wasser sind und die insbesondere gleichzeitig die GKF-Normen und die vorgenannten Normen der Wasserbeständigkeit beachten, sei es das Verfahren, das zum Erhalt der Gips-Platten angewendet wird, oder das Verfahren, das zum Erhalt der „GFB" genannten Faser-Platten angewendet wird.
– Die Verstärkungsfasern, vorzugsweise die Mineral-Fasern, die mit dem hydratisierbaren Calciumsulfat kompatibel sind, beispielsweise Glasfasern, sind in gleicher Weise im Substrat aus gehärtetem Gips in einem Gewichts-Mengenanteil, bezogen auf die Gesamtmenge des eingeführten Trockenmaterials, von unter 1% verteilt, wenn man insbesondere die Beständigkeit der Platten gegenüber vorher verbessern will.
– Der mineralische Zusatzstoff umfaßt ein amorphes Siliciumoxid und/oder Diatomeenerde und/oder Ferrit und/oder einen Zeolith.
– Noch allgemeiner präsentiert das Ton-Material gemäß der Erfindung eine Affinität gegenüber der Silicon-Verbindung und ist fein vermahlen (beispielsweise auf eine Teilchengröße ≤ 1 μm); unter den Tonen sind die Smectite bevorzugt, dann die Illite und die Kaolinite.
– Das Bauelement gemäß der Erfindung weist eine Form auf, die gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Quadersteinen, Platten und Scheiben.

Die Erfindung betrifft in gleicher Weise eine wasserabstoßende Zusammensetzung, die in homogener Mischung ein Wasserabstoßungsmittel, das eine Silicon-Verbindung umfaßt, und einen mineralischen Zusatzstoff umfaßt, der zum einen Teil ein Ton-Material, das in wäßrigem Milieu nicht quillt, und keine in wäßrigem Milieu ionisierbare Hydroxy-Funktion umfaßt, und zum anderen Teil ein kristallines Siliciumoxid umfaßt, wobei der mineralische Zusatzstoff eine synergetische Wasserabstoßungs-Affinität mit der Silicon-Verbindung aufweist, wie sie vorstehend definiert wurde.
Die Erfindung betrifft die Verwendung dieser Zusammensetzung im Innern eines Gips-Substrats eines vorgefertigten Bauelements.
Die Erfindung betrifft in gleicher Weise die Verwendung eines mineralischen Zusatzstoffs zum Verbessern des Wasserabstoßungs-Vermögens eines Wasserabstoßungsmittels für ein Substrat auf Basis von gehärtetem Gips, das eine Silicon-Verbindung umfaßt. Gemäß der Erfindung umfaßt der mineralische Zusatzstoff wenigstens zum einen ein Ton-Material, das in wäßrigem Milieu nicht quillt und keine im wäßrigen Milieu ionisierbare Hydroxy-Funktion umfaßt, und zum anderen ein kristallines Siliciumoxid, wobei der mineralische Zusatzstoff eine synergetische Wasserabstoßungs-Affinität mit der Silicon-Verbindung aufweist, wie sie vorstehend definiert wurde.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements, das ein Substrat auf Basis von gehärtetem Gips umfaßt, gemäß dem man das Substrat nach wenigstens einem der folgenden Verfahrensschritte erhält:

(a) Man mischt in homogener Weise ein trockenes Material, das mehrheitlich wenigstens ein hydratisierbares Calciumsulfat umfaßt, ein Wasserabstoßungsmittel, das wenigstens eine Silicon-Verbindung umfaßt, und Hydratationswasser, und man formt dieses Substrat in feuchtem Zustand vor;
(b) Man trocknet das vorgeformte Substrat unter Erhalt des letzteren in einer in festem und trockenem Zustand vorliegenden Form.

Gemäß der Erfindung mischt man während Schritt (a) in gleicher Weise einen mineralischen Zusatzstoff ein, wie er vorstehend definiert wurde.
Vorzugsweise werden die definierten Komponenten in Schritt (a) direkt und zusammen gemischt, um das Substrat im feuchten und vorgeformten Zustand zu erhalten.
Eine derartige Vorgehensweise kann die folgenden Varianten aufweisen:

– Das Wasserabstoßungsmittel liegt in flüssiger Form vor, insbesondere in Form eines Öls, oder in Form einer wäßrigen homogenen Suspension, während der mineralische Zusatzstoff ein Pulver in fein verteilter Form ist;
– das Wasserabstoßungsmittel ist in homogener Weise in dem den mineralischen Zusatzstoff umfassenden Material eingemischt, und zwar vor dem Mischen des trockenen Materials mit dem Hydratationswasser, um das vorgeformte Substrat im feuchten Zustand zu erhalten;
– das Wasserabstoßungsmittel wird in homogener Weise mit dem Hydratationswasser vermischt, und zwar vor dem Mischen des letzteren mit dem den mineralischen Zusatzstoff umfassenden trockenen Material, um das vorgeformte Substrat in feuchtem Zustand zu erhalten;
– das Wasserabstoßungsmittel und der mineralische Zusatzstoff werden in homogener Weise gemischt, um ein Pulver zu erhalten, das an der Oberfläche mit ei nem Öl imprägniert ist, und dieses wird dann in das trockene Material und/oder das Wasser zum Anrühren vor dem homogenen Mischen eingearbeitet, um das vorgeformte Substrat in feuchtem Zustand zu erhalten;
– das Wasserabstoßungsmittel in Form eines Öls oder einer wässrigen Emulsion wird in homogener Weise in dem Anrühr-Wasser dispergiert, während der mineralische Zusatzstoff in homogener Weise in dem trockenen Material verteilt wird.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hat man gefunden, dass dann, wenn die homogene Mischung der vorstehend definierten Komponenten vor dem Vorformen des Substrats im feuchten Zustand in gleicher Weise einen mineralischen Zusatzstoff wie beispielsweise den vorstehend definierten umfaßt und insbesondere ein Ton-Material umfaßt, dieser mineralische Zusatzstoff in der Lage ist, die Rolle eines Mittels zum Zurückhalten der reaktiven Silicon-Verbindung im Innern des Substrats auf Gips-Basis zu spielen.
Die Lösung gemäß der Erfindung erbringt den ausschlaggebenden Vorteil, mit den verschiedenen Verfahren zur Herstellung von durch die vorliegende Erfindung in Betracht gezogenen Bauelementen kompatibel zu bleiben, die heute bekannt sind, beispielsweise:

(a) Durch Gießen einer Paste auf Gips-Basis zwischen zwei Schichten aus Cellulose-Fasern in Form von Karton oder zwischen zwei Matten, Vliese oder dünne Schichten aus Mineral-Fasern;
(b) durch Filtration einer Aufschlämmung („slurry") auf Basis von Cellulose-Fasern und Gips gemäß einem Verfahren des Typs zur Papierherstellung unter Erhalt von Faser-Platten, wie sie üblicherweise mit „GFB" bezeichnet werden;
(c) durch eine als „halb feucht" oder „halb trocken" bezeichnete Verpressung, je nach Wassergehalt (GFB-Faser-Platten).

Bei Anwendung auf jedes dieser Verfahren erlaubt die Erfindung die Erhöhung des Gehalts der Einarbeitung des Wasserabstoßungsmittels im Innern des Gips-Substrats. Beispielsweise erlaubt die Erfindung für ein Verfahren durch Filtration einer Aufschlämmung nach Art eines Papierherstellungsverfahrens das Halten des Wasserabstoßungsmittels im Innern des durch die Filtration erhaltenen Kuchens, mehr als dieses im Filtrat zu konzentrieren, und zwar trotz des Recyclisierens des Hydratationswassers.
In der gesamten nachfolgenden Beschreibung ist der Begriff „gehärteter Gips" oder „Gips" reserviert für Calciumsulfat-Dihydrat (CaSO₄ · 2H₂O) oder regenerierten Gips.
Unter dem Begriff „hydratisierbares Calciumsulfat" versteht man eine mineralische Verbindung oder eine Zusammensetzung, die besteht aus oder die umfaßt ein wasserfreies Calciumsulfat (Anhydrit II oder III), ein Calciumsulfat-Hemihydrat (CaSO₄ · 1/2H₂O), in welcher Kristallform des letztgenannten auch immer, alpha oder beta.
Unter „Silicon-Verbindung" versteht man jede Verbindung, die erhalten werden kann durch Polymerisation einer Monomer-Gruppe des Silicon-Typs, bei denen es sich beispielsweise handelt um ein Chlorsilan, ein Siliconat, ein Alkoxysilan oder ein Silanol.
Unter dem Begriff „Cellulose-Fasern" versteht man diskrete Elemente wie beispielsweise Fasern, Filamente und Späne auf Basis von natürlicher, regenerierter, recyclisierter oder modifizierter Cellulose; vorzugsweise sind die in Betracht kommenden Cellulose-Fasern solche, wie sie in allgemeiner Weise in die Zusammensetzung von Papieren und Kartonen Eingang finden.
Unter „Mineral-Fasern" versteht man anorganische Fasern, beispielsweise Glasfasern, die behandelt sind oder nicht behandelt sind, um chemisch inert und stabil zu bleiben, wenn sie einmal in das Substrat aus gehärtetem Gips für vorgefertigte Bauele mente, wie sie gemäß der vorliegenden Erfindung in Betracht kommen, eingearbeitet sind.
Wie bekannt ist, ist der Dolomit ein gemischtes Carbonat von Calcium und Magnesium.
In der gesamten vorliegenden Beschreibung sind außer in den Fällen, wenn dies darin in anderer Weise bestimmt ist, alle Zusammensetzungen unter Bezug auf das Gesamtgewicht des eingeführten Trockenmaterials ausgedrückt, einschließlich des Wasserabstoßungsmittels. Diese Zusammensetzungen können leicht unter Bezug auf das Endgewicht des vorgefertigten, fertigen und trockenen Bauelements umgestellt werden, indem man das Rehydratationswasser des Calciumsulfats berücksichtigt.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung entwickelt der verwendete mineralische Zusatzstoff aus sich selbst heraus in wäßrigem Milieu keinen alkalischen pH-Wert. Dies schließt als mineralische Komponente jedes Material aus, das in der Lage ist, in wäßrigem Milieu OH-Ionen freizusetzen, beispielsweise:

(a) eine Mineral-Base wie beispielsweise Calciumdihydroxid; oder
(b) ein Metallsilicat, beispielsweise ohne Hydroxyl-Ionen, beispielsweise ein Calciumsilicat, wie es unter der Bezeichnung CPA 52,5, CP2 von der Firma LAFARGE vertrieben wird; oder
(c) ein Aluminat, beispielsweise Calciumaluminat, wie es unter der Bezeichnung SECAR 80 von der Firma LAFARGE vertrieben wird.

In dieser Hinsicht wird auf 1 Bezug genommen, die die Freisetzung von Wasserstoff (bei Atmosphärendruck und bei 23°C) für drei Mischungen gemäß der folgenden Darstellung zeigt:

– Die durchgezogene Linie entspricht einer Mischung von 0,1 g Ca(OH)₂ + 0,1 g MHPS (BS 94 der Firma Wacker) + 65 ml Wasser.
– die gepunktete Linie entspricht einer Mischung von 1,72 g eines Calciumsilicats (vorgenannte Handelsbezeichnung) + 0,1 g MHPS (BS 94 der Firma Wacker) + 65 ml Wasser.

Das in ml ausgedrückte Volumen ist auf der Abszisse eingezeichnet und die Zeit des Kontakts in Stunden ist auf der Ordinate angezeichnet.
In der Tat reicht es aus, eine aus der Gruppe irgendeiner der vorgenannten Mineral-Komponenten (a) bis (c) mit einer reaktiven Silicon-Verbindung zu mischen, beispielsweise mit Methylhydrogenpolysiloxan (kurz: MHPS), und zwar in wässrigem Milieu, um sofort eine starke und erhebliche Freisetzung von Wasserstoff festzustellen.
Wie vorstehend angegeben, scheint eine reaktive Mineral-Komponente des Typs Bentonit für die Herstellung bestimmter Bauelemente ausgeschlossen, die ein Substrat auf Basis von gehärtetem Gips umfassen, wie beispielsweise Gips-Platten.
Beispiel 1
Das nachfolgend angegebene Beispiel veranschaulicht für Gips-Platten die Probleme einer Längung des Substrats im feuchten Zustand oder im Zustand einer Paste, der Bindung zwischen dem Substrat aus gehärtetem Gips und den Cellulose-Faser-Platten oder Karton-Platten und der Verlängerung der Zeit des Trocknens, die durch die Verwendung von Bentonit hervorgerufen wurden.
Vorgehensweise
Die Platten wurden hergestellt auf einer Labor-Produktionsanlage durch Gießen zwischen zwei Karton-Platten und Trocknen gemäß dem passenden Trocknungsprofil ohne Calcinieren des gehärteten Gips.
Das verwendete Wasserabstoßungsmittel lag in Form eines Siliconöls (MHPS) vor (Wacker BS 94).
Die folgenden Bestimmungen wurden über die gesamte Dauer des Fabrikationsverfahrens durchgeführt:

– Längung: Maß (in Millimeter) des Durchmessers einer Scheibe in zwei im rechten Winkel zueinander stehenden Richtungen nach Längung auf einer Glas-Platte. Die Scheibe wurde erhalten durch vertikales Anheben einer zylindrischen Form mit einem Innendurchmesser von 60 mm ± 0,1 mm und einer Höhe von ± 0,1 mm, gefüllt mit der Paste für die Gips-Platte. Die Zeit zum Anheben der Form ist identisch mit derjenigen des Gießens der Paste zwischen die beiden Kanon-Platten.
– Schneide-Bindung: Es handelt sich um die Zeit, die dafür erforderlich ist, dass sich die Kristallisation des entnommenen Gips durch eine Haftung am Papier während eines Abschäl-Tests charakterisiert. Diese Bindung muß ausreichend sein, um eine Gips-Platte in einen Industrietrockner einführen zu können, ohne die Ablösung des Kartons zu riskieren.
– Trocknungszeit: Zeit, die erforderlich ist, um wenigstens 0,2% Feuchtigkeit im Innern der getrockneten Platten zu erhalten, und zwar entsprechend dem passenden Profil ohne Calcinieren des gehärteten Gips.
– Trocken-Bindung: Während eines Abschäl-Tests einer Platte, die weniger als 0,2% Feuchtigkeit enthält, muß die Qualität der Haftung zwischen dem entnommenen Gips und dem Papier perfekt sein und darf keine Spur des gehärteten Gips erscheinen lassen. Im Fall einer schlechten Verbindung ist das Maß ausgedrückt als Menge des Erscheinens von gehärtetem Gips.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle A zusammengefaßt.
Tabelle A
Beispiel 2
Für die Herstellung von mit „GFB" bezeichneten Platten der Dichte 1,1 testete man die Filtrierbarkeit von drei Pasten unter einem Unterdruck von 0,2 bar, die erhalten wurden durch Mischen von:

(1) 133 g hydratisierbares Calciumsulfat (Semihydrat), 12 g trockene Pulpe und 388 g Wasser;
(2) 133 g hydratisierbares Calciumsulfat (Sulfogips), 12 g trockene Pulpe, 15,78 g eines nicht-quellenden Ton-Materials der Zusammensetzung X der nachfolgenden Tabelle 1 und 388 g Wasser;
(3) 133 g hydratisierbares Calciumsulfat (Sulfogips), 12 g trockene Pulpe, 15,78 g Bentonit und 388 g Wasser.

Die Filtrierbarkeit der Paste („slurry"), die eine Dichte von 1,1 hatte, unter einem Unterdruck von 0,2 bar ist durch die Graphik gemäß 2 gezeigt, in der die Ordinate das Volumen des Filtrats angibt, ausgedrückt in ml, und die Abszisse die Zeit der Fil tration angibt, ausgedrückt in Sekunden. Die folgende Zuordnungstabelle wird angegeben:

– die durchgezogene Linie entspricht der Paste gemäß (1);
– die gemischte Linie entspricht der Paste gemäß (2);
– und die gepunktete Linie entspricht der Paste gemäß (3).

Was die Dauer der Filtration angeht, ist das Volumen an zurückgewonnenem Wasser für die Mischung (3) deutlich niedriger als dasjenige, das für die Mischungen (1) und (2) zurückgewonnen wurde, und ist das Volumen in der gleichen Größenordnung für die Mischungen (1) und (2). So wurden im Verlauf von 20 s nur 80 ml Wasser der Mischung (3) zurückgewonnen, gegenüber 110 bzw. 120 ml für die Mischungen (2) und (1).
Beispiel 3
Dieses Beispiel ist besonders wichtig dahingehend, dass es zeigt: Zum einen die chemische Reaktion, die zwischen einem MHPS und einem herkömmlichen mineralischen Zusatzstoff existiert, und zum anderen das Fehlen einer chemischen Reaktion, die zwischen demselben MHPS und einem Ton-Material existiert.
Dazu wurden 0,1 g MHPS (Bezeichnung BS 94 der Firma Wacker) in 85 ml Wasser jeweils gemischt mit 0,1 g Ca(OH)₂ und 1,8 g eines Ton-Materials, nämlich der Zusammensetzung X gemäß Tabelle 1.
Im ersten Fall erhielt man eine anhaltende Freisetzung von Wasserstoff, und im zweiten Fall ein Fehlen einer Wasserstoff-Freisetzung, entsprechend der Graphik gemäß 1.
Dies ist in 3 mit denselben Angaben wie in 1 wiedergegeben.
Die durchgezogene Linie steht für die Freisetzung von Wasserstoff durch die erste Mischung, und die gemischte Linie steht für die Freisetzung der zweiten Mischung.
Die Formulierungen der Zusammensetzungen (X) und (Z) des mineralischen Zusatzstoffs sind in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben, und zwar in Gewichtsprozent.
Tabelle 1
Beispiel 4
Wasserabstoßung von Platten aus gehärtetem Gips mit Methylhydrogenpolysiloxanen in Form von Ölen.
4.1 Faser-Platten (Cellulose-Fasern) GFB" mit und ohne Filtration
4.1.1 Schwere GFB-Faser-Platten, erhalten mit Filtration nach einem Papierherstellungsverfahren
Die Platte wurde nach den folgenden aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten hergestellt:
Herstellung einer Pulpe durch Mischen von 8 Liter Wasser (Leitungswasser oder Wasser aus der Recyclisierung von Filtrat von Platten derselben Formulierung) mit 2,73 g Zeitungspapier, danach Pulpieren mit einem Mischer der Firma RAYNERI^®, Modell Turbotest 207370, während 20 Minuten mit Geschwindigkeit 6, danach für 25 Minuten mit Geschwindigkeit 10.
Abwiegen einer Menge von 2.400 g Pulpe in einer Schale der Firma HOBART^® Modell N-50G, nämlich etwa 2.321 g Wasser und 97 g trockene Pulpe.
Einleitung einer je nach den Proben (siehe Tabelle 2) variablen Menge von Methylhydrogenpolysiloxan (Bezeichnung 1107 der Firma DOW CHEMICAL oder Bezeichnung MH 15 der Firma BAYER).
In einem getrennten Behältnis: Abwiegen einer Menge von 800 g hydratisierbaren Calciumsulfats (CaSO₄, ½H₂O), erhalten durch Brennen von natürlichem Gips oder von Sulfogips aus der Desulfurierung von Rauchgasen.
Einleitung einer den einzelnen Proben (siehe Tabelle 2) entsprechenden variablen Menge eines mineralischen Zusatzstoffes der Zusammensetzung (X) oder (Z) in dieses hydratisierbare Calciumsulfat und Mischen mit einer passenden mechanischen Mischeinrichtung.
Einleiten des so mit einem Additiv versehenen hydratisierbaren Calciumsulfats in die HOBART^®-Schale und Maischen bei der Geschwindigkeit 1 über 15 Sekunden mit einem N5B NSF-Rührer. Abschaben während 15 Sekunden und Maischen bei der Geschwindigkeit 1 während 90 Sekunden.
Einfüllen der so erhaltenen Gips-Suspension in eine mit einem durchlässigen Sieb versehene Form mit den Maßen 25,5 × 25,5 cm² oder 60 × 40 cm², je nach gewünschter Abmessung der Platte.
Mechanisches Pressen zum Erhalt eines Kuchens einer Dicke von etwa 12,5 mm.
Aufbringen des Drucks während wenigstens 20 s zum Evakuieren der Luft und des Wassers durch das Filtersieb.
Entformung
Einhalten von Umgebungstemperatur bis zur vollständigen Hydratation des hydratisierbaren Calciumsulfats.
Trocknen des Gips mit einem geeigneten Temperaturprofil, ohne den gehärteten Gips zu calcinieren.
Die nachfolgende Tabelle 2 faßt die charakteristischen Eigenschaften der GFB-Platten zusammen, die eine Dicke von etwa 12,5 mm hatten und mit dieser Reihenfolge der Schritte in einer Form mit den Dimensionen 25,5 × 25,5 cm² hergestellt worden waren.
Die Prozentmenge der Rückgewinnung von Wasser in zwei Stunden wurde nach der Norm ASTM 630/630 M-96a gemessen, jedoch an Proben der Dimensionen 10 × 10 cm², wenn die Norm Proben einer quadratischen Basis empfiehlt. Die gemäß dieser Vorgehensweise erhaltenen Ergebnisse sind weniger günstig als die Ergebnisse, die man mit Proben der Dimensionen in Übereinstimmung mit der Norm erhielt.
Die Tests 1 und 2 sind Vergleichstests: Die nicht wasserabstoßend gemachten Platten wiesen erhöhte Prozentmengen der Wiedergewinnung von Wasser auf. Man stellt fest, dass dann, wenn man keinen mineralischen Zusatzstoff verwendet (Tests 3 und 4), die Ergebnisse der Wasserabstoßung nicht gut sind, selbst in Gegenwart des Wasserabstoßungsmittels. Dagegen erhält man deutlich geringere und in Übereinstimmung mit der Norm befindliche Menge der Rückgewinnung von Wasser, sobald man einen mineralischen Zusatzstoff gemäß der Erfindung verwendet.
4.1.2. Leichte GFB-Faser-Platten (Cellulose-Fasern), erhalten mit Filtration nach einem Papierherstellungsverfahren
Die Platte wurde nach den folgenden aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten hergestellt:

– Herstellung einer Pulpe durch Mischen von 8 Liter Wasser (Leitungswasser oder aus Recyclisierung der Filtration von Platten derselben Formulierung stammendes Wasser) mit 273 g Zeitungspapier, anschließend Pulpieren mit einem Rayneri-Mischer (Modell Turbotest 207370) während 20 Minuten bei Geschwindigkeit 5, anschließend während 25 Minuten bei Geschwindigkeit 10.
– Wiegen einer Menge von 2.083,5 g Pulpe in einer Hobart-Schale (Modell N-50G), das heißt etwa 2.021 g Wasser und 62,5 g trockene Pulpe.
– Einleiten von 2,7 g Methylhydrogenpolysiloxan (Bezeichnung BS 94 der Firma Wacker) und Mischen für 2 Minuten.
– Einführen einer Menge von 53,4 g des Zusatzes X (siehe Tabelle 1) und Mischen für 5 Minuten.
– In einem getrennten Behältnis: Abwiegen einer Menge von 250 g von hydratisierbarem Calciumsulfat (CaSO₄), H₂O), erhalten durch Brennen eines natürlichen Gips oder eines Sulfogips aus der Desulfurierung von Rauchgasen.
– Einleiten des Calciumsulfats in die Hobart-Schale und Maischen bei einer Geschwindigkeit von 1 für 15 Sekunden mit einem Rührer N5B NSF; Abschaben für 15 s und Maischen mit der Geschwindigkeit 1 für 90 Sekunden.

Die Tests 1 und 2 sind Vergleichstests: Die nicht wasserabstoßend gemachten Platten wiesen erhöhte Prozentmengen der Rückgewinnung von Wasser auf. Man stellte fest, dass dann, wenn man keinen mineralischen Zusatzstoff verwendete (Tests 3 und 4), die Ergebnisse der Wasserabstoßung nicht gut waren, selbst in Gegenwart eines Wasserabstoßungsmittels. Dagegen erhielt man deutlich niedrigere und in Übereinstimmung mit der Norm befindliche Mengen der Rückgewinnung von Wasser in den Fällen, in denen man einen mineralischen Zusatzstoff gemäß der Erfindung verwendete.
Die folgenden Ergebnisse wurden gemäß Tabelle 3 erhalten.
4.2 Herstellung von GFB-Faser-Platten (Cellulose-Fasern) durch Verpressen nach einem halb-feuchten oder halb-trockenen Verfahren
Die Platte wurde gemäß den folgenden Verfahrensschritten hergestellt:

– Herstellung eines Papierstaubs durch Vermahlen von Zeitungspapier in einer Vorrichtung des Typs Pallman.
– Abwiegen einer Menge des Staubs und Einleiten in eine Vorrichtung des Typs M20G. RE oder M5G.
– Abwiegen einer entsprechend den Tests variablen Menge des mineralischen Zusatzstoffs der Formulierung Z oder X.
– Sprühen von Methylhydrogenpolysiloxan auf den mineralischen Zusatzstoff.
– Einleiten der in der Vorrichtung des Typs M20G. RE oder M5G erhaltenen Mischung und Maischen unter Erhalt einer homogenen Mischung.
– In einem getrennten Behältnis: Abwiegen einer Menge natürlichen hydratisierbaren Calciumsulfats oder hydratisierbaren Calciumsulfats aus der Desulfurierung von Rauchgasen.
– Einleiten dieses hydratisierbaren Calciumsulfats in die Vorrichtung des Typs M20G. RE oder M5G und Maischen unter Herstellen einer homogenen Mischung.
– Einfüllen der obigen homogenen Mischung in eine Form mit Dimensionen 40 × 40 cm² und Aufsprühen einer Menge Wasser.
– Pressen mit einer Presse des Typs KRATOS 50 Tonnen mit separater Pumpe (Bezeichnung PKPS) bis zum Erhalt eines Kuchens mit einer Dicke von 12,5 mm.
– Aufbringung des Drucks während wenigstens 20 Sekunden zum Evakuieren des Wassers durch das Drainagesieb, das sich im unteren Bereich der Form befindet.
– Entformung.
– Aufrechterhalten von Umgebungstemperatur während höchstens 1 h 30 min bis zur vollständigen Hydratation des Gips.
– Trocknen mit einem passenden Temperaturprofil ohne Calcinieren des gehärteten Gips.

Anmerkung: Im Fall der Herstellung einer Platte ohne mineralischen Zusatzstoff wird das Methylhydrogenpolysiloxan in das Wasser gegeben.
Die folgende Tabelle faßt die charakteristischen Eigenschaften der Platten einer Dicke von etwa 13 mm zusammen, die mit der oben beschriebenen Vorgehensweise in einer Form mit den Dimensionen 40 × 40 cm² hergestellt worden waren.
Tabelle 3 (bis)
Die Messung der zurückgewonnenen Wassermenge bei 2 h wurde wie oben beschrieben vorgenommen.
Man stellt fest, dass die Ergebnisse der Mengen an zurückgewonnenem Wasser besser sind, wenn die Platten mit einem Wasserabstoßungsmittel und einem mineralischen Zusatzstoff gemäß der Erfindung hergestellt wurden.
4.3 „GKF" genannte Gips-Platten
Die mit „GKF" bezeichneten Platten, die folglich gegen Feuer beständig waren, das heißt, die ein Substrat aus gehärtetem Gips umfaßten, dessen Oberfläche mit einem Karton verkleidet waren, wurden in einer industriellen Herstellungsstraße durch Gießen des Gips zwischen 2 Karton-Lagen hergestellt. Das verwendete Wasserabstoßungsmittel lag in Form eines Siliconöls vor (Wacker BS 94).
Die folgenden Ergebnisse wurden gemäß Tabelle 4 erhalten:
Tabelle 4
4.4 Herstellung von verstärkten wasserabstoßenden Formelementen, erhalten durch Pressen im trockenen Zustand unter verschiedenen Wegen der Einführung des Wasserabstoßungsmittels
Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung von Proben der Dimensionen 2 × 2 × 18 cm, im Verlauf derer ein Siliconöl auf verschiedene Träger aufgebracht wurde, um ein Element aus gehärtetem Gips mit oder ohne Fasern wasserabstoßend zu machen.
Die folgenden Produkte und Bedingungen wurden angewendet:
* Trockene Materialien:
Hydratiserbares Calciumsulfat: Gips aus dem Brennen eines natürlichen Gipses mit einem pH-Wert von 7,22, gemessen in einer 10%igen Suspension und nach 10 Minuten Rühren.
* Mineralischer Zusatzstoff:

– Zusammensetzung X oder Z;
– Siliciumoxid Quarz C400 der Firma SIFRACO;
– Dolomit der Firma LHOIST;
– Cellulose-Fasern, die identisch denen gemäß Beispiel 1.2 waren.

* Silicon-Verbindung: Siliconöl (Methylhydrogenpolysiloxan) in oligomerer Form mit etwa 40 Monomereinheiten, im Handel erhältlich unter der Bezeichnung MH15 von der Firma BAYER^®.
Verfahrensbedingungen:

– Aufsprühen des Siliconöls auf den Wasserabstoßungsträger, nämlich das hydratisierbare Calciumsulfat oder den mineralischen Zusatzstoff oder die Cellulose-Fasern. Die Silicon-Verbindung wurde zugesetzt in einer Menge von 0,5 Gewichtsprozent der insgesamt eingesetzten Trockenmasse. Die Menge an Wasserabstoßungsträger ist gemäß den Tests (siehe Tabelle 5) variabel.
– Mischen während einer Minute in einem HOBART-Mischer.
– Mischen während 30 s mit Hydratationswasser (Verhältnis Hydratationswasser/Trockenmasse (E/S) von 0,6).
– Füllen der Form.
– Entformen nach 30 Minuten, anschließend Aufheben für 4 Stunden in einem Plastikbeutel.
– Trocknen bei 40° bis zur Gewichtskonstanz.
– Konditionieren bei 23°C und 50% relativer Feuchtigkeit.

Die Rückgewinnung von Wasser wurde nach Eintauchen für 2 Stunden an zwei Proben in einer zu den in Beispiel 1.1. beschriebenen Bedingungen identischer Weise gemessen.
Die Ergebnisse der Rückgewinnung von Wasser von den Vergleichsproben und wasserabstoßend gemachten Proben gemäß der Erfindung sind in der nachfolgenden Tabelle 5 zusammengefaßt.
Wenn es mineralische Zusatzstoffe oder Fasern gibt, sind die hier angegebenen Mengen Prozentmengen der insgesamt eingesetzten Trockenmasse.
Tabelle 5
Man bemerkt auch hier, dass die besseren Resultate in Bezug auf die Vergleichsproben dann erhalten werden, wenn man die mineralischen Zusatzstoffe der Zusammensetzung X und Z verwendet.

Claims

Vorgefertigtes wasserbeständiges Bauelement, umfassend ein Substrat auf Basis von gehärtetem Gips, wobei das Substrat geeignet ist, durch wenigstens die folgenden Verfahrensschritte erhalten zu werden: (a) homogenes Mischen eines trockenen Materials, das mehrheitlich wenigstens ein hydratisierbares Calciumsulfat umfaßt, eines Wasserabstoßungsmittels, das wenigstens eine Silicon-Verbindung umfaßt, und von Wasser und Vorformen des Substrats im feuchten Zustand; (b) Trocknen des vorgeformten Substrats unter Erhalt des geformten Substrats im festen und trockenen Zustand; dadurch gekennzeichnet, dass die homogene Mischung vor der Vorformung des Substrats im feuchten Zustand in gleicher Weise einen mineralischen Zusatzstoff umfaßt, der zum einen ein in wässrigem Milieu nicht quellendes und keine in wässrigem Milieu ionisierbare Hydroxy-Funktion umfassendes Ton-Material und zum anderen ein kristallines Siliciumoxid umfaßt, wobei der mineralische Zusatzstoff eine synergetische Wasserabstoßungs-Affinität mit der Silicon-Verbindung in dem Sinn aufweist, dass sich dank der Zugabe des mineralischen Zusatzstoffes zu der homogenen Mischung die Wasserabstoßung des Substrats im festen und trockenen Zustand um wenigstens 20% vermehrt findet, angegeben als Cobb-Äquivalent nach der Norm ASTM 630/630M-96a und/oder für dieselbe Wasserabstoßung (oder Beständigkeit gegen Wasser) die erforderliche Menge an Wasserabstoßungsmittel um wenigstens 20% verringert ist.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ton-Material praktisch nicht mit der Silicon-Verbindung in dem Sinne reagiert, dass nach Ablauf von 2 Stunden die Mischung aus 0,1 g der Silicon-Verbindung mit dem Ton-Material in wässrigem Milieu in denselben Gewichtsanteilen wie denjenigen, wie sie für die Herstellung des vorgefertigten Bauelements verwendet wer den, unter Umständen eine Wasserstoff-Menge von weniger als oder gleich 6 ml freisetzt.
Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Silicon-Verbindung und das Ton-Material miteinander in saurem oder neutralem Milieu wenigstens eine Wasserstoff-Bindung zwischen einerseits dem Wasserstoff einer nicht-ionisierbaren Hydroxy-Funktion des Ton-Materials und andererseits dem Sauerstoff der Silicon-Verbindung ausbilden können.
Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ton-Material ein Aluminosilicat umfaßt, beispielsweise einen Illit und/oder einen Kaolin.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mineralische Zusatzstoff auch einen inerten mineralischen Ergänzungsstoff umfaßt, der mit dem Ton-Material verträglich ist.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die reaktive Silicon-Verbindung eine lineare, cyclische oder verzweigte makromolekulare wasserabstoßende Verbindung ist, die Polysiloxan-Gruppen umfaßt, von denen jede gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus den Gruppen (R₁R₂R₃SiO_1/2), (R₁R₂SiO), (R₂SiO_3/2) mit: –R₁ = H, Cl oder jedes andere Halogen oder Alkoxy; –R₂ = Phenyl oder Alkyl, verzweigt oder nicht-verzweigt; –R₃ = Phenyl oder Alkyl, verzweigt oder nicht-verzweigt.
Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Silicon-Verbindung ein Alkylhydrogenpolysiloxan ist, beispielsweise Methylhydrogenpolysiloxan.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Silicon-Verbindung für einen Gewichtsanteil an insgesamt eingeführtem trockenem Material von wenigstens gleich 0,1% und vorzugsweise zwischen 0,1 und 1% steht.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mineralische Zusatzstoff eine solche Kornklassierung aufweist, dass die Teilchen, die eine Größe unter oder gleich 63 μm aufweisen, einen Gewichtsanteil von wenigstens gleich 85% des mineralischen Zusatzstoffes ausmachen.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mineralische Zusatzstoff einen Glühverlust unterhalb von 30% bei 900°C aufweist.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mineralische Zusatzstoff einen Anteil am Gesamtgewicht der Bestandteile mit Ausnahme von Wasser von wenigstens gleich 5% und vorzugsweise von höchstens gleich 15% ausmacht.
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Substrat aus gehärtetem Gips dispergierte mineralische Zusatzstoff ein Ton-Material, ein kristallines Siliciumoxid und einen inerten mineralischen Ergänzungsstoff umfaßt, der mit dem Ton-Material verträglich ist.
Element nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mineralische Zusatzstoff Dolomit auch als mineralischen Ergänzungsstoff umfaßt.
Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mineralische Zusatzstoff in im wesentlichen gleichen Gewichtsanteilen das Ton-Material, das kristalline Siliciumoxid und den inerten mineralischen Ergänzungsstoff umfaßt.
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichts-Zusammensetzung des mineralischen Zusatzstoffes in dem trockenen Material in Kombination mit der Menge an Wasserabstoßungsmittel so angepaßt ist, dass sie dem Bauelement eine Wasserbeständigkeit verleiht, die in Übereinstimmung mit den Normen ASTM630/630M-96a ist.
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtszusammensetzung des mineralischen Zusatzstoffes in dem trockenen Material so angepaßt ist, dass sie dem Bauelement in gleicher Weise eine Feuerbeständigkeit verleiht, die mit den deutschen Normen DIN 18180 und 4102 (Teil IV) übereinstimmt, bezogen auf eine mit GKF bezeichnete Platte.
Element nach Anspruch 1, das die Form einer Platte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flächen des Substrats aus gehärtetem Gips mit zwei Platten aus Cellulose-Fasern, beispielsweise aus Karton bedeckt sind.
Element nach Anspruch 1, das die Form einer Platte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Cellulose-Verstärkungsfasern in dem Substrat aus gehärtetem Gips verteilt sind, beispielsweise der mit „GFB" bezeichneten Faserplatte.
Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem hydratisierbaren Calciumsulfat verträgliche Mineral-Fasern, beispielsweise Glasfasern, in dem Substrat aus gehärtetem Gips in einer Gewichtsmenge unter 1% des trockenen Materials verteilt sind.
Wasserabstoßende Zusammensetzung als Substrat auf Basis von gehärtetem Gips, umfassend eine homogene Mischung eines Wasserabstoßungsmittels, das eine Silicon-Verbindung umfaßt, und ein mineralisches Zusatzmaterial, das zum einen ein nicht in wässrigem Milieu quellendes und keine in wässrigem Milieu ionisierbare Hydroxy-Funktion umfassendes Ton-Material und zum anderen ein kristallines Siliciumoxid umfaßt, wobei der mineralische Zusatzstoff eine synergetische Wasserabstoßungs-Affinität mit der Silicon-Verbindung in dem Sinne aufweist, dass dank der Zugabe des mineralischen Zusatzstoffes zu der wasserabstoßenden Zubereitung sich die für das Substrat erhaltene Wasserabstoßung um wenigstens 20% vermehrt findet, angegeben als Cobb-Äquivalent entsprechend der Norm ASTM 630/630M-96a, und/oder für dieselbe Wasserabstoßung (oder Beständigkeit gegenüber Wasser), die erforderliche Menge an Wasserabstoßungsmittel um wenigstens 20% verringert ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Silicon-Verbindung und das Ton-Material geeignet sind, miteinander in saurem oder neutralem Milieu wenigstens eine Wasserstoff-Bindung zwischen einerseits dem Wasserstoff einer nicht-ionisierbaren Hydroxy-Funktion des Ton-Materials und andererseits dem Sauerstoff der Silicon-Verbindung zu bilden.
Verwendung eines mineralischen Zusatzstoffs zur Vermehrung des Wasserabstoßungsvermögens eines Wasserabstoßungsmittels für ein Substrat auf Basis von gehärtetem Gips, umfassend eine Silicon-Verbindung, dadurch gekennzeichnet, dass der mineralische Zusatzstoff zum einen ein in wässrigem Milieu nicht quellendes und keine in wässrigem Milieu ionisierbare Hydroxy-Funktion umfassendes Ton-Material und zum anderen ein kristallines Siliciumoxid umfaßt, wobei der mineralische Zusatzstoff eine synergetische Wasserabstoßungs-Affinität mit der Silicon-Verbindung in dem Sinne umfaßt, dass dank der Zugabe des mineralischen Zusatzstoffes zu der wasserabstoßenden Zubereitung sich die erhaltene Wasserabstoßung für das Substrat um wenigstens 20% vermehrt findet, angegeben als Cobb-Äquivalent entsprechend der Norm ASTM 630/630M-96a, und/oder für dieselbe Wasserabstoßung (oder Beständigkeit gegen Wasser), die benötigte Menge an Wasserabstoßungsmittel um wenigstens 20% verringert ist.
Verfahren zur Herstellung eines Bauelements, das ein Substrat auf Basis von gehärtetem Gips umfaßt, gemäß dem man das Substrat über wenigstens die folgenden Schritte erhält: (a) man mischt in homogener Weise ein trockenes Material, das mehrheitlich wenigstens ein hydratisierbares Calciumsulfat umfaßt, ein Wasserabstoßungsmittel, das wenigstens eine Silicon-Verbindung umfaßt, und Hydratations-Wasser, und man formt dieses Substrat in feuchtem Zustand vor; (b) man trocknet das vorgeformte Substrat unter Erhalt des gebildeten Substrats in festem und trockenen Zustand; dadurch gekennzeichnet, dass man während des Schritts (a) in gleicher Weise einen mineralischen Zusatzstoff einmischt, der zum einen ein in wässrigem Milieu nicht quellendes und keine in wässrigem Milieu ionisierbare Hydroxy-Funktion aufweisendes Ton-Material und zum anderen ein kristallines Siliciumoxid umfaßt, wobei der mineralische Zusatzstoff eine synergetische Wasserabstoßungs-Affinität mit der Silicon-Verbindung in dem Sinne aufweist, dass dank der Zugabe des mineralischen Zusatzstoffes zu der wasserabstoßenden Zusammensetzung sich die für das Substrat erhaltene Wasserabstoßung um wenigstens 20% vermehrt findet, angegeben als Cobb-Äquivalent nach der Norm ASTM 630/630M-96a, und/oder für dieselbe Wasserabstoßung (oder dieselbe Wasserbeständigkeit) die erforderliche Menge an Wasserabstoßungsmittel um wenigstens 20% verringert ist.
Verfahren nach Anspruch 23 zum Erhalt einer „GFB"-Faserplatte, dadurch gekennzeichnet, dass das durchgeführte Verfahren ein Verfahren des Typs Papierherstellungs mit Filtration ist.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt der Pressung umfaßt, die mit „halb-feucht" oder „halb-trocken" bezeichnet wird.
Verwendung einer wasserabstoßenden Zubereitung nach Anspruch 20 innerhalb eines Gips-Substrats eines vorgefertigten Bauelements.