DE606125C

DE606125C - Process for the production of gypsum paste for molding and casting purposes

Info

Publication number: DE606125C
Application number: DEC46724D
Authority: DE
Original assignee: Certain Teed Products Corp
Current assignee: Certainteed LLC
Priority date: 1931-07-30
Filing date: 1932-07-29
Publication date: 1934-11-26

Description

Verfahren zur Herstellung von Gipsbrei für Form- und Gußzwecke Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Gips für die Herstellung von Gipsformen und Gipsabgüssen.Process for the production of gypsum slurry for molding and casting purposes the invention is a method for improving the properties of gypsum for the production of plaster molds and plaster casts.

Bekanntlich wird Gips zur Herstellung von Formen benutzt, in denen man Gegenstände aus plastischen Massen gießen will, und außerdem ist Gips bekanntlich auch als Material für die Herstellung von Gußstücken in entsprechend gestalteten Formen bereits häufig benutzt worden. Ein besonderes Anwendungsgebiet hat der Gips für zahnärztliche Zwecke gefunden. Gipsmischungen hatten bisher gewisse Nachteile, die besonders daher rührten, daß man bei ihrer Zubereitung eine große Wassermenge brauchte, um einen genügend beweglichen Brei anzurühren. Wenn man mehr Wasser benutzt, als notwendig ist, um es beim Erhärten mit dem Gips als Kristallwasser zu vereinigen, so verdampft der t?berschuß, es bilden sich Hohlräume und ungleichmäßige Stellen in dem Gußstück. Die Hohlräume verursachen eine Verminderung der Dichte, der Härte und der Festigkeit des -Gußstücks.It is well known that plaster of paris is used to produce molds in which one wants to cast objects from plastic masses, and besides that, plaster of paris is known also as a material for the production of castings in appropriately designed Shapes have already been used widely. Plaster of paris has a special field of application found for dental purposes. Gypsum mixes have had certain disadvantages so far, which were particularly due to the fact that a large amount of water was used in their preparation needed to make a sufficiently mobile pulp. If you use more water than is necessary to combine it with the plaster of paris as crystal water when it hardens, the excess evaporates, cavities and uneven spots are formed in the casting. The cavities cause a reduction in density and hardness and the strength of the casting.

Gemäß der vorliegenden Erfindung gelingt es, die Wassermenge, die zur Herstellung eines für Gießzwecke hinreichend beweglichen Gipsbreis notwendig ist, erheblich zu vermindern. Ein großer Wasserüberschuß gegenüber der als Kristallwasser notwendigen Menge war bisher notwendig, wenn man einen Gipsbrei von Gießkonsistenz herstellen wollte.According to the present invention it is possible, the amount of water that necessary for the production of a gypsum slurry that is sufficiently flexible for casting purposes is to be reduced considerably. A large excess of water compared to the water of crystallization necessary amount was previously necessary when making a gypsum paste of pouring consistency wanted to manufacture.

Für manche Zwecke ist es wünschenswert, daß die Form in. gewissem Ausmaße porös ist, um beispielsweise aus dem Ton oder aus ähnlichen, zur Herstellung keramischer Massen dienenden Ausgangsstoffen Wasser aufzunehmen. Für andere Zwecke hingegen, insbesondere für zahnärztliche oder bildhauerische Zwecke ist es wünschenswert, das Wasseraufnahmevermögen so weit wie möglich herunterzudrücken, daher auch die Menge von Wasser möglichst zu vermindern, die zur Erzielung einer gewünschten Konsistenz notwendig ist. Die vorliegende Erfindung gestattet, das Wasseraufnahmevermögen von Gipsmassen im Vergleich zu den bisherigen erheblich zu vermindern. Man kann das neue Verfahren in Verbindung mit beliebigen Gipsmassen anwenden, d. h. man kann deren Wasseraufnahmevermögen vermindern, und zwar auch dann, wenn sie schon an sich ein geringes Wasseraufnahmevermögen besitzen, wie z. B. Keenes Zement, der allerdings kein gewöhnlicher gebrannter Gips, sondern ein nach einem besonderen Verfahren hergestelltes Erzeugnis ist.For some purposes it is desirable that the shape be in some Dimensions is porous, for example from the clay or the like, for the production ceramic masses serving starting materials to absorb water. For other purposes on the other hand, especially for dental or sculptural purposes, it is desirable to reduce the water absorption capacity as much as possible, hence the Reduce the amount of water possible to achieve a desired consistency necessary is. The present invention allows the water absorption capacity of Gypsum masses to reduce considerably compared to the previous one. You can do it apply new methods in connection with any plaster of paris, d. H. one can reduce their water absorption capacity, even if they are already in themselves have a low water absorption capacity, such as. B. Keene's cement, however no ordinary plaster of paris, but one made using a special process Product is.

Die Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren zur Herstellung von Gipsmassen mit niedrigem Wasseraufnahmevermögen für die Anfertigung von Formen und Gußstücken und sie besteht darin, daß man den gebrannten Gips in solchen Mengen verwendet; daß er iin wesentlichen allein die Formmasse bildet und daß man ihm gleichzeitig Gummiarabikum und eine alkalisch reagierende Verbindung zusetzt. Alkalisch reagierende Verbindungen für diesen Zweck sind in erster Linie Oxyde und Hydroxyde der Alkalien, Erdalkalien, des Magnesiums oder auch Ammoniak usw. Die Zusätze, nämlich Gummiarabikum und die alkalisch reagierende Verbindung, wirken aufeinander und auf den Gipsbrei ein und vermindern das Wasseraufnahmevermögen des Gipses, dein sie beigemischt sind. Dadurch wird die Wassermenge verringert, die notwendig ist, um einen Brei von geeigneter Konsistenz zu bilden, d. h. den Gips in die zur Herstellung von Formen oder Gußstücken zweckmäßigste Gießkonsistenz zu bringen. Die Wirkung der Zusätze kann man zum Teil auf die Änderung der Oberflächenenergie an der Grenzfläche Fest-Flüssig der Gipskristalle oder Gipsteilchen zurückführen, und zürn Teil scheinen diese Stoffe als Bestandteile der Mischung miteinander und dem Gips zu reagieren und dadurch die Beschaffenheit zu beeinflussen.The invention accordingly relates to a method for producing Plaster compounds with low water absorption capacity for the production of molds and Castings and it consists in the fact that one is fired Plaster in used such amounts; that it essentially alone forms the molding compound and that you can give him gum arabic and an alkaline compound at the same time clogs. Alkaline reacting compounds for this purpose are primarily Oxides and hydroxides of alkalis, alkaline earths, magnesium or ammonia etc. The additives, namely gum arabic and the alkaline reacting compound, act on each other and on the gypsum paste and reduce the water absorption capacity of the plaster to which they are mixed. This will reduce the amount of water which is necessary to form a slurry of suitable consistency, d. H. the Plaster of paris in the most suitable pouring consistency for the production of molds or castings bring to. The effect of the additives can be partly due to the change in surface energy return the gypsum crystals or gypsum particles at the solid-liquid interface, and for the most part these substances appear as constituents of the mixture with one another and reacting to the plaster of paris and thereby influencing the texture.

Wohl sind schon früher Mischungen von Gummiarabikum oder anderen Sacchariden und Gips oder auch Mischungen von Kalk und Gips benutzt worden, insbesondere bei der Herstellung von Wandbekleidungen, doch konnten auf diese Weise Gipsmassen von niedrigem Wasseraufnahmevermögen nicht hergestellt werden. Die vorliegende Erfindung führt zur Herstellung solcher Gipsmassen von niedrig em Wasseraufn ahmevermögen nur durch die gemeinsame Verwendung von Gummiarabikum und einer alkalisch reagierenden Verbindung neben einer überwiegenden Menge von Gips.Mixtures of gum arabic or other saccharides were probably used in the past and gypsum or mixtures of lime and gypsum have been used, especially in the production of wall coverings, but in this way it was possible to use plaster of paris low water absorption capacity cannot be produced. The present invention leads to the production of such gypsum masses of low water absorption capacity only through the joint use of gum arabic and an alkaline reacting one Compound in addition to a predominant amount of plaster of paris.

Als Ergebnis der Versuche und Prüfungen hat sich herausgestellt, daß von den wasserlöslichen natürlichen Gummiarten Gummiarabikum besonders wirksam ist und daß es deshalb als von besonderem praktischem Wert für die Durchführung des Verfahrens zu gelten hat, zumal da es auch ein besonders leicht zugänglicher Stoff ist.As a result of the experiments and tests it has been found that Of the water-soluble natural gums, gum arabic is particularly effective and that it is therefore of particular practical value for the implementation of the Procedure has to apply, especially since it is also a particularly easily accessible substance is.

Um den gewünschten Zweck 7u erreichen, sind nur verhältnismäßig geringe Mengen von Gummiarabikum und Alkali notwendig, und man kann durch solche geringen Zusätze eine Verminderung des Wasseraufnahmevermögens, Steigerung der Dichte, der Härte und der Festigkeit erreichen, ohne daß die Bearbeitbarkeit und die plastischen Eigenschaften beeinträchtigt werden.To achieve the desired purpose 7u are only relatively small Quantities of gum arabic and alkali are necessary, and you can go through such small amounts Additives reduce the water absorption capacity, increase the density, the Reach hardness and strength without affecting the machinability and the plastic Properties are impaired.

Um die Wirkung der Erfindung zu erläutern, genügt folgender Versuch: Wenn man ioo g trockenen Gipses, die normal so g Wasser zur Erzeugung eines Breies von der richtigen Konsistenz erfordern, mit dieser Wassermenge vermischt und dem Gemisch 2 g gepulvertes Gummiarabikum beimengt, so wird der Brei zwar etwas dünner, bleibt aber breiartig. Setzt man dieser Mischung nun noch o;5 bis i g gelöschten Kalk o. dgl. zu, so verliert die Masse ihre Plastizität oder Breikonsistenz und wird leichtflüssig, läßt sich also wie Farbe oder Sahne gießen. Mischt man ioo g des gleichen Gipses allein mit 36 g Wasser, so genügt die Wassermenge nicht, um einen Brei zu bilden, und man erhält nur eine feuchte Gipsmasse, die sich in dem Mischgefäß zu Klumpen ballt. Setzt man dieser Masse 2 g Gummiarabikum zu, so nimmt sie noch nicht die Konsistenz eines plastischen Breis an. Auch wenn _nan der Masse nur 0,5 bis i g Kalk für sich allein zusetzt, wird sie noch nicht plastisch oder breiförmig; löst man aber in den 36 g Wasser 2 g Gummiarabikum und setzt noch o, 5 g Kalk zü dieser Lösung, bevor man sie den ioo g trockenen Gipses beimischt, so entsteht bei kräftigem Durchrühren eine viscose Masse, die mit der Konsistenz von dicker Melasse fließt. Das Gemisch ist also auf diese Weise nicht nur ohne erhöhten Wasserzusatz verdünnt worden, man hat auch mit weniger Wasser als normalerweise zur Herstellung der Breikonsistenz erforderlich ist, die richtige Gießkonsistenz erreicht. Das Gemisch nimmt von selbst eine glatte Oberfläche an, und wenn man eine Messerklinge hindurchzieht, fließen die getrennten Hälften wieder zusammen, die Schnittfläche verschwindet, und die Oberfläche wird wieder glatt.In order to explain the effect of the invention, the following experiment is sufficient: If you mix 100 g of dry plaster of paris, which normally requires so g of water to produce a porridge of the correct consistency, with this amount of water and add 2 g of powdered gum arabic to the mixture, the The pulp is a little thinner, but remains pulpy. If you add 0.5 to 100% slaked lime or the like to this mixture, the mass loses its plasticity or pulp consistency and becomes easily fluid, so it can be poured like paint or cream. If you mix 100 g of the same plaster of paris with 36 g of water, the amount of water is insufficient to form a paste, and you only get a moist plaster of paris, which clumps into lumps in the mixing vessel. If 2 g of gum arabic are added to this mass, it does not yet take on the consistency of a plastic pulp. Even if only 0.5 to 1 ug of lime is added to the mass on its own, it does not yet become plastic or pulpy; But if you dissolve 2 g of gum arabic in the 36 g of water and add 0.5 g of lime to this solution before you mix it with the 100 g of dry plaster of paris, vigorous stirring produces a viscous mass that flows with the consistency of thick molasses . The mixture has not only been diluted in this way without the addition of increased water, the correct pouring consistency has also been achieved with less water than is normally required to produce the pulp consistency. The mixture takes on a smooth surface by itself, and if you pull a knife blade through it, the separated halves flow together again, the cut surface disappears, and the surface becomes smooth again.

Gegenüber dem gewöhnlichen Gußgips wird durch die Mittel gemäß der Erfindung die zur Erreichung der Gießkonsistenz benötigte Wassermenge um 1/2 bis % verringert. Gleichzeitig erhöht sich sowohl die Druck und Zerreißfestigkeit wie seine Härte, das Gewicht und seine Dichte. Bei gewissen gebräuchlichen Gipssorten wurde z. B. Gummiarabikum und gelöschter Kalk in folgendem Verhältnis zugemischt: Beispiel i Gußgips (980/0 gingen durch ein ioo- Maschen-Sieb) ......... 98,5°/0, gepulvertes Gummiarabikum ...... i,o0/0, gelöschter Kalk . . ... .. . . ... . . .... o,500. Gießkonsistenz 46. Druckfestigkeit bei Gießkonsistenz 2io kg/cm2.Compared to the usual plaster of paris, the means according to the invention reduce the amount of water required to achieve the pouring consistency by 1/2 to%. At the same time, the pressure and tear resistance as well as its hardness, weight and density increase. For certain common types of gypsum z. B. Gum arabic and slaked lime mixed in in the following ratio: Example i Plaster of paris (980/0 went through a 100 Mesh sieve) ......... 98.5 ° / 0, powdered gum arabic ...... i, o0 / 0, slaked lime. . ... ... . ... . .... o, 500. Pouring consistency 46. Compressive strength at pouring consistency 2io kg / cm2.

Diese Zahlen zeigen, daß die Gießkonsistenz von 7o auf 46 zurückgegangen und die Festigkeit, Dichte und Härte erheblich gesteigert sind. Auch besitzt dieses Gemisch eine hohe Fließfähigkeit. Die aus dieser Mischung bei Gießkonsistenz erzeugte Masse war dicht, kräftig und von harter, glatter Oberfläche.These figures show that the pouring consistency decreased from 7o to 46 and the strength, density and hardness are significantly increased. Also owns this Mixture has a high flowability. The one produced from this mixture at pouring consistency Dimensions was dense, strong, and had a hard, smooth surface.

Noch bessere Ergebnisse erzielt man mit fein gemahlenem Gips, bei dem 99,3% durch das ioo-Maschen-Sieb hindurchgehen.Even better results can be achieved with finely ground plaster of paris, at the 99.3% pass through the 100 mesh sieve.

Beispiele Gußgips (99,3°o gingen durch das Ioo-Maschen-Sieb) ......... 98,5%, gepulvertes Gummiarabikum ...... 1,o0/0, gelöschter Kalk . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gießkonsistenz 43. Druckfestigkeit bei Gießkonsistenz 245 kg/cm2.Examples Plaster of paris (99.3 ° o went through the Ioo mesh sieve) ......... 98.5%, powdered gum arabic ...... 1, o0 / 0, slaked lime. . . . . . . . . . . . . . . . . . Pouring consistency 43. Compressive strength at pouring consistency 245 kg / cm2.

Beispiel 3 Gußgips (99,3% gingen durch das ioo-Maschen-Sieb) ......... 98,o0/0, gepulvertes Gummiarabikum ...... 1,5%, gelöschter Kalk . . .. . ..... . . .. .... 0,50/0. Gießkonsistenz 41.- Druckfestigkeit bei Gießkonsistenz 28o kg/ cm2.Example 3 Cast plaster (99.3% went through the ioo mesh sieve) ......... 98, o0 / 0, powdered gum arabic ...... 1.5%, slaked lime. . ... ...... . .. .... 0.50 / 0. Pouring consistency 41.- Compressive strength at pouring consistency 28o kg / cm2.

Beispiel 4 Gußgips (99,30o gingen durch das ioo-Maschen-Sieb) .. ........ 96;350/0 gepulvertes Gummiarabikum ..... 2,o 0/" gelöschter Kalk . . . . . . . . . . . . . 1,0 0/0, gepulvertes Kaliumsulfat . .. . . . . . . o,650%. Gießkonsistenz 38. Druckfestigkeit bei Gießkonstistenz 315kg/cm2.Example 4 Casting plaster (99.30o went through the 100 mesh sieve) ... ........ 96; 350/0 powdered gum arabic ..... 2, o 0 / " slaked lime. . . . . . . . . . . . . 1.0 0/0, powdered potassium sulfate. ... . . . . . o, 650%. Pouring consistency 38. Compressive strength at pouring consistency 315kg / cm2.

Da die Kombination von Gummiarabikum o. dgl. und gelöschtem Kalk o. dgl. die Abbindezeit etwas verzögert, muß man manchmal diesen Gemischen einen gebräuchlichen Beschleuniger zusetzen, um das Abbinden zu beschleunigen. So erhält man bei Zusatz von o,650/0 Kaliumsulfat eine Abbindedauer von etwa 15 Minuten, während sie sonst etwa eine Stunde betragen würde.Since the combination of gum arabic or the like and slaked lime or the like Like. The setting time is somewhat delayed, one sometimes has to use a customary one for these mixtures Add accelerator to accelerate setting. So you get with addition of 0.650 / 0 potassium sulfate a setting time of about 15 minutes, while otherwise would be about an hour.

Innerhalb gewisser Grenzen kann man den Prozentanteil an gepulvertem Gummi und Alkalien noch höher wählen, anderenfalls kann man auch geringere Mengen verwenden.Within certain limits you can determine the percentage of powdered Gum and alkalis choose even higher, otherwise you can also use smaller amounts use.

Das Gummiarabikum und das Alkali wird mit dem geglühten Gußgips oder aber mit dem stückigen oder gemahlenen Rohgips vor oder während des Glühens gemischt. Die Senkung der Wasseraufnahmefähigkeit entsteht sowohl, wenn man das Gummiarabikum und das Alkali dem Gips unmittelbar vor der Verwendung zusetzt, als auch, wenn man sie dem Wasser zusetzt, bevor dieses zum Gips zugegeben wird.The gum arabic and the alkali are made with the calcined plaster of paris or but mixed with the lumpy or ground raw plaster of paris before or during annealing. The lowering of the water absorbency arises both when one uses the gum arabic and the alkali is added to the plaster of paris immediately before use, as well as when one it is added to the water before it is added to the plaster of paris.

Auch geglühte Gipssorten mit natürlicher niedriger Wasseraufnahmefähigkeit, selbst solche Produkte, wie Keenes Zement u. dgl., die eine Wasseraufnahmefähigkeit von 36 bis 44 haben, können durch den Zusatz gemäß der Erfindung eine noch niedrigere Gießkonsistenz erhalten. Nimmt man an Stelle des in den Beispielen genannten Gußgipses solche Gipssorten, so kann die Wasseraufnahmefähigkeit bis auf 27 bis 34 verringert und die Dichte, Härte und Haltbarkeit der Produkte entsprechend gesteigert werden.Also annealed types of plaster with naturally low water absorption, even such products as Keene's cement and the like, which have water absorbency from 36 to 44 can, by the addition according to the invention, an even lower one Maintain pouring consistency. If one takes in place of the plaster of paris mentioned in the examples Such types of plaster, the water absorption capacity can be reduced to 27 to 34 and the density, hardness and durability of the products are increased accordingly.

Das Gemisch- besitzt auch eine hohe Fließfähigkeit, behält also dauernd eine ebene Oberfläche.The mixture also has a high flowability, so it retains it permanently a flat surface.

Zwecks Änderung der Eigenschaften des Gußstückes kann man selbstverständlich der Gußmasse bzw. dem gelöschten Gips Füllstoffe zusetzen, z. B. Asbest, Holzfaser, Talkum o. dgl., oder auch Kieselgur, Ton, Sand, Glimmer und Silex (gemahlene Kieselsäure). Für zahnärztliche Arbeiten empfiehlt sich eine Beimischüng von Silex allein, die auch die Wasseraufnahmefähigkeit noch weiter herabsetzt und das Gußstück noch dichter macht, so daß die Form sich weniger leicht bei der Wärmebehandlung zwecks Schmelzens des Modells oder beim Einguß des Metalles in die Form verzieht.In order to change the properties of the casting one can of course add fillers to the casting compound or the plaster of paris, z. B. asbestos, wood fiber, Talc or the like, or kieselguhr, clay, sand, mica and flint (ground silica). For dental work, it is recommended to add Silex alone, which also further reduces the water absorption capacity and makes the casting even more dense makes so that the mold is less easy to be heat treated for melting of the model or when the metal is poured into the mold.

Claims

PATENTANSi'RI; CHF: i. Method of making gypsum slurry of low Water absorbency for molding and casting purposes, characterized in that one the baked plaster, which is the practically exclusive binding agent, Arabic Rubber and an alkaline-reacting alkali or alkaline earth compound are added.

2. Method according to claim i, characterized in that the gum arabic in one Minimum amount of 0.4% of the dry matter is applied.

3. The method according to claim i, characterized by the use of lime as an alkaline component.

4. Procedure according to claims i to 3, characterized in that the addition of Arabic Gutnmi is greater than that of alkaline compounds and is preferred to this has a ratio of 2: i to 4: i.

5. The method according to claim i to 4, characterized characterized in that the starting materials are first mixed dry, the dry mixture contains a maximum of 30/0 of alkaline compounds.

6. The method according to claim i, characterized in that the plaster of paris in Presence of the Arabic gum and the alkaline compound with water is touched.