FI71549C - Foerfarande foer framstaellning av gipsformstenar, formad gipssten som framstaellts enligt foerfarandet och dess anvaendning foer byggnadsaendamaol. - Google Patents

Description

1 71549

Menetelmä kipsimuotokivien valmistamiseksi, tällä menetelmällä valmistettu kipsimuotokivi ja sen käyttö rakennustarkoituksissa 5 Valmistettaessa fosforihappoa märkämenetelmän mu kaan saostuu suuria määriä kalsiumsulfaattia ja reaktio-olosuhteiden ja menetelmän mukaan dihydraattina, hemihyd-raattina tai anhydriittina. Useimmissa menetelmissä eroi-tetaan nämä sakat ja poistetaan jätetuotteina. Vain moni-10 mutkaisten puhdistusmenetelmien avulla voidaan näitä saostumia käyttää edelleen, kuten tähän mennessä rakennustarkoituksiin esimerkiksi rappauskipsinä.

Tunnetaan fosforihappokipsin puhdistus niinsanotun hydrotermisen menetelmän avulla, missä puhdistuksessa suo-15 ritetaan muutto kalsiumsulfaattihemihydraatiksi. Täten saatu kalsiumsulfaatti voidaan DE-patenttihakemuksen 23 17 049 mukaan puristaa kipsikiviksi, jos siihen sekoitetaan vesimäärä, joka on vähintäin likimäärin ja korkeintaan kuitenkin sama kuin kalsiumsulfaattidihydraatin hydra-20 tointiin tarvittava määrä ja puristus suoritetaan välillä 45-90°C olevassa lämpötilassa.

Lisäksi on DE-patenttibakemuksessa 28 05 523 esitetty menetelmä kipsirakennusosien valmistamiseksi, jolloin 30-100-prosenttisesti poltettu kipsi, jonka pinta-ala 2 25 Blaine'n mukaan on 500-15000 cm /g, lisätään kosteaan dihydraattiin. Tässä menetelmässä täytyy fosforihappokip-si puhdistaa monimutkaisten menetelmien avulla (vrt. mainittu DE-patenttijulkaisu sivut 8/9 (3,4)) ja poltetun kipsin osuus on otettava talteen jatkotyövaiheiden (l.c.

30 s. 11/12 (6/7)) avulla kuivaamalla ja polttamalla ja kostean dihydraatti ja poltettu kipsi on sekoitettava keskenään suhteessa, joka on laskettava kaavaa vastaavan, väliltä 0-15 % valittavan vesipitoisuuden mukaan (l.c. s. 13 (8)) ennen muotoilemista puristamalla.

35 Keksinnön mukainen menetelmä kipsimuotokiven valmis tamiseksi poikkeaa edellä esitetystä siinä, että etukäteen 2 71549 ei vaadita fosforihappokipsin puhdistamista eikä polttamista. Tällöin ei muodostu myöskään jätevettä eikä vaadita myöskään lämpöenergiaa.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa edul-5 lisesti kalsiumsulfaattihemihydraattiin, jota saostuu DE-patenttijulkaisujen 22 33 189, 23 51 039 ja/tai 24 12 503 mukaisissa fosforihappomenetelmissä.

Näissä menetelmissä on tosin ollut tähän mennessä mahdollista saada hemihydraatin suora puristaminen; valmis-10 tettuihin muotokappaleisiin ei kuitenkaan tähän mennessä ole ollut mahdollista saada niitä kovuuksia, jotka vaaditaan esimerkiksi kantavien seinien pystytyksessä (vrt. esimerkki 2 sivu 6).

Menetelmän parantaminen kipsimuotokivien valmista-15 miseksi esillä olevan keksinnön avulla perustuu siihen, että suodatinkosteaa materiaalia sekoitetaan kalsiumhydroksidin tai -oksidin kanssa, jonka määrä on 1-10 painoprosenttia.

Jos suodatinkostean hemihydraatin kokanaisvesimäärä on pienempi kuin 20 painoprosenttia, täytyy siihen lisätä vettä 20 määrä, joka puristamisen jälkeen mahdollistaa täydellisen uudelleenkiteytymisen dihydraatiksi.

Kääntäen vesipitoisuuksien ollessa suurempi kuin 40 painoprosenttia, ei kalkkivikivipuristimissa voida valmistaa muotokappaleita, joiden terävät reunat säilyvät (vrt. esi-25 merkki 3 sivu 6). Tässä tapauksessa täytyy hemihydraatista voimakkaan imun avulla suodatuksessa tai pitkähkön linkoa-misen tai muun sopivan menetelmän avulla poistaa ylimääräinen vesi ennen sen sekoittamista kalsiumyhdisteiden ja mahdollisten täyte- ja lisäaineiden kanssa.

30 Kalkkilisäyksen jälkeen täytyisi puristaminen suorit taa joko välittömästi tai korkeintaan 8 tunnin aikana sen jälkeen.

Jo 4 tunnin välivarastointiajän jälkeen puristamisesta ovat saadut rakennusosat saavuttaneet käytännöllisesti 35 katsoen suurimman puristuslujuuden.

Yllättävästi on ilmennyt, että materiaali, johon on 3 71549 lisätty kalkkia, kovettuu puristamisen jälkeen erittäin nopeasti ja saavuttaa kovuuden, joka on suurempi kuin kalkkihiekkakivien. Tällöin kipsikivien ominaispaino on pienempi kuin tähän mennessä käytettyjen kalkkihiekka-5 kivien.

Kalkin sekoittaminen tapahtuu tarkoituksenmukaisesti kaupallisen siipisekoittimen avulla. Kivien puristaminen voidaan suorittaa tavanomaisen kalkkihiekkakivipuristimen avulla, jolloin kivet voidaan puristaa muutamien sekuntien 10 aikana. Keksinnönmukaiset muotokappaleet voidaan valmistaa kalkkihiekkakivien tai muiden rakenneosien tavanomaisten mittojen mukaisiksi. Myös reikäkiviä voidaan valmistaa.

Mukaan joutunut vesi sitoutuu kidevedeksi ja siten ilman energian käyttöä kuivattu kivi voidaan jo muutamien 15 tuntien kuluttua puristamisesta käyttää kantaviin seiniin.

Ennen puristamista voidaan raakamateriaaliin lisätä tavanomaisia, vettä hylkiviä lisäaineita tai muita täyte- tai vaikutusaineita kestävyyden parantamiseksi kosteutta vastaan (esimerkiksi ulkoseinäkäytössä).

20 Kalsiumhydroksidin tai -oksidin asemasta voidaan käyt tää myös vastaavia magnesiumyhdisteitä.

Tosin on jo aikaisemmin sekoitettu kipsiä ja kalsium-oksidia keskenään, vrt. esimerkiksi US-patentit 19 65 959, 20 21 412, 20 63 488, 21 27 952, FR-patentti 892 204, GB-25 patentti 492 885 jne.

Tällöin on kuitenkin dehydratoitu dihydraattia hyvän käyttökelpoisuuden omaavan (uuden vesilisäyksen jälkeen) laastin saamiseksi: 30 1,5 CaO + CaS04.2H20-^1,5 Ca(OH)2 + CaS04.l/2 H20 Tällöin kuitenkin (kaavaa vastaavasti) on käytetty yleensä suurehkoja CaO-pitoisuuksia ja dihydraattia.

Jos tarkastellaan yhtälöin oikeaa puolta, on hemi-35 hydraatin ja kalsiumhydroksidin ja -oksidin käyttö laasti- 4 71549 seoksissa tunnettu ainakin vuodesta 1930.

On kuitenkin uutta, että kosteaa hemihydraattia yhdessä verrattain vähäisten CaO- tai Ca(OH)2~lisäysten kanssa voidaan käyttää kantokykyisten puristekivien valmis-5 tukseen. Koska on jo kauan tiedetty, että näitä tai vastaa via seoksia voidaan käyttää laastina ja että puristamalla sopivia kalkki-kvartsihiekka-seoksia sopivissa olosuhteissa voidaan valmistaa puristekiviä, on yllättävää, että tämän tapaisia ehdotuksia ei tähän mennessä ole tunnettu. Kipsis-10 tä valmistettuja rakennsuelementtejä on tähän mennessä käy tetty pääasiassa vainsisärakenteissa (vr. Ullmann 3. painos osa 4, sivu 213).

Ottaen huomioon valtavat määrät kipsituotteita, joita vuosittain muodostuu lannoiteaineiden valmistuksessa 15 ja jotka tähän mennessä pääasiassa on siirretty jätekasoi- hin, on mahdollisuus hemihydraatin käytölle kantokykyisinä puristekivinä rakennusteollisuudessa taloudellisesti erittäin merkittävä. Oleellista on tällöin edelleen se, että DE-patenttihakemuksen P 30 21 839.4. mukaan on mahdollista 20 saada rakennuskiviä, joiden suhteen ei ole pelättävissä radioaktiivisia säteilyvaurioita.

Sekoittamalla vettä torjuvia aineita ja/tai muita käyttökelpoisia täyte- ja/tai lisäaineita voidaan haluttaessa parantaa edelleen hemihydraatti-puristekivien ominai-25 suuksia, esimerkiksi sovittamalla niitä erikoisolosuhteita varten (vrt. myös esimerkki 6).

Keksinnönmukainen menetelmä kipsimuotokivien valmistamiseksi, jotka ilman edeltävää puhdistus-, kuivaus- ja polttokäsittelyä voidaan valmistaa kosteasta o£-kalsiumsul-30 faattihemihydraatista saatuna fosforihappotuotannosta vain puristamalla tekokiviteollisuuden tunnetuissa laitteissa, on tunnettu siitä, että a) suodattimelta saatava hemihydraatti, b) jonka vesipitoisuus tarvittaessa säädetään 35 20 - 4Q painoprosentiksi, edullisesti 21 - 29 paino prosentiksi, 5 71549 c) sekoitetaan kalsiumhydroksidin tai kalsiumoksi-din kanssa, jonka määrä on 1-10 painoprosenttia ja sitten d) heti, korkeintaan 8 tunnin välivarastoinnin jälkeen, 5 e) puristetaan muotteihin tekokiviteollisuudessa tunnettujen laitteiden avulla ja f) varastoidaan vähintäin 4 tuntia ennen käyttöä rakennustarkoituksiin.

Keksinnön mukaista menetelmää kipsimuotokivien 10 valmistamiseksi esitellään seuraavassa muutamien esimerkkien avulla.

Esimerkki 1

Fosforihappoprosessista saatua, suodatinkosteaa kalsiumsulfaattihemihydraattia, jonka kokonaisvesipitoi-15 suus oli 23 painoprosenttia, sekoitettiin suodatuksen jälkeen siipisekoittimessa 5 painoprosentin kanssa kalsium- hydroksidia. Materiaali puristettiin sitten kalkkihiekka- 2 kivipuristimessa 80 kp/cm paineessa, sijoitettiin siirto-lavoille ja säilytettiin niillä sellaisinaan. Kosteana pu-20 ristettujen kivien kosteuspitoisuus oli seuraavana päivänä vielä noin 1 painoprosentti. Tunnissa puristettiin koneessa tällä tavalla 5000 muotoa NF (240 x 115 x 71 mm) olevaa kiveä. Kivet testattiin kalkkikivinormin DIN 106 mukaan ja tällöin kalkkikiveen verrattuna mitattiin seuraavat 25 arvot:

Hemihydraatti- Kalkkihiekkakivi puristekivi

Mitat, mm 240 x 115 x 71 240 x 115 x 71

Tiheys, kg/dm^ 1,63 1,80 2 30 Puristuslujuus, kp/cm 246 150 Täten puristetun kiven puristuslujuus oli, sen tiheyden ollessa pienemmän, parempi kuin vastaavan kalkki-hiekkakiven. Niitä voitiin muurata normaalin kalkkihiek-35 kakiven tavoin ja niistä voitiin pystyttää kantavia seiniä .

6 71549

Esimerkki 2 (ei keksinnön mukainen, koska liian paljon vettä hemihydraatissa)

Suodatinkosteaa kalsiumsulfaattihemihydraattia, jonka kokonaisvesimäärä oli 43 painoprosenttia, puristet- 5 tiin tavanomaisessa kalkkihiekkakivipuristimessa. Puristaessa poistui vettä eikä saatujen muotokappaleiden reunat olleet teräviä.

Esimerkki 3 (ei keksinnön mukainen, koska ilman kalk-kilisäystä) 10 Meneteltiin esimerkissä 1 esitetyllä tavalla paitsi, että kalkkilisäystä ei käytetty. Tällöin valmistettujen kivien lujuus oli huomattavasti heikompi. Puristuslujuus oli 2 samalla tiheydellä vain 55 kp/cm . Täten valmistetut kivet eivät soveltuneet kantavan seinän rakentamiseen.

15 Esimerkki 4 (ei keksinnön mukainen, koska hemihydraa tissa oli vettä liian vähän)

Suodatinkosteaa kalsiumsulfaattihemihydraattia, jonka kokonaisvesipitoisuus oli 17 painoprosenttia, puristettiin 5 painoprosentin kalsiumhydroksidilisäyksen jälkeen.

20 Täten puristettujen kivien puristuslujuus oli sitoutumisen 2 jälkeen 210 kp/cm . Kiviin ilmaantui kuitenkin 8 vuorokauden varastoinnin jälkeen kosteassa tilassa halkeamia, joita ei esiintynyt esimerkkien 1, 5 ja 6 mukaisissa kivissä.

Esimerkki 5 25 Suodatinkosteaa kalsiumsulfaattihemihydraattia, jonka kokonaisvesipitoisuus oli 17 painoprosenttia, sekoitettiin 8 painoprosentin kanssa kalsiumhydroksidia ja samanaikaisesti lisättiin 10 painoprosenttia vettä kipsi-sakasta laskettuna. Kahden tunnin kuluttua sakan poista- 30 misen jälkeen fosforihapposuodattimelta ja kalkin ja 2 veden lisäämisen jälkeen puristettiin materiaali 200 kp/cm paineella kiviksi. Muotokivien tiheys oli sitoutumisen 2 2 jälkeen 1,68 kp/cm ja puristuslujuus 285 kp/cm .

Esimerkki 6 35 96 paino-osaa suodatinkosteaa kalsiumsulfaattihemi hydraattia, jonka kokonaisvesipitoisuus oli 23 %, sekoitettiin 3 paino-osan kanssa kalsiumoksidia ja 1 paino-osan 7 71549 kanssa kalsiumstearaattia ja materiaali puristettiin 2 80 kp/cm painetta käyttäen. Kivien ominaispaino oli 3 2 1,61 kg/dm , puristuslujuus oli 250 kp/cm . Se oli 7 2 vuorokauden jälkeen kosteassa tilassa vielä 230 kp/cm .

Claims (4)

8 71549

1. Menetelmä kipsimuotokivien valmistamiseksi puristamalla fosforihappotuotannosta saatua kosteaa τ^-kal- 5 siumsulfaattihemihydraattia ilman edeltäviä puhdistus-, kuivaus- ja polttokäsittelyjä, tunnettu siitä, että a) suodattimelta saatava hemihydraatti, b) jonka vesipitoisuus tarvittaessa säädetään arvoon 20-40 painoprosenttia, edullisesti välille 21-29 pai- 10 noprosenttia, c) sekoitetaan kalsiumhydroksidin tai kalsiumoksi-din kanssa, jonka määrä on 1-10 painoprosenttia ja sitten d) heti, korkeintaan 8 tunnin välivarastoinnin jälkeen, 15 e) puristetaan tekokiviteollisuadessa tunnettujen laitteiden avulla muotteihin ja f) ennen käyttöä rakennustarkoituksiin varastoidaan vähintään 4 tuntia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - 20. e t t u siitä, että raakamateriaaleihin sekoitetaan olosuhteita a) tai c) vastaavasti ja/tai seokseen sekoituksen aikana tai sen jälkeen lisäksi lisätään vettä torjuvia ja/tai desinfioivia ja/tai muita käyttökelpoisia täyte-ja/tai vaikutusaineita.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisella menetel mällä valmistettu kipsimuotokivi, tunnettu siitä, 3 että sen tiheys on pienempi kuin 1,8 kg/dm ja normin DIN 2 106 mukaan mitattu puristuslujuus suurempi kuin 200 kp/cm (koko NF = 240 x 115 x 71 mm).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukaisten kipsimuotokivien käyttö rakennustarkoituksissa, erikoisesti kantaviin seiniin.