HU219875B

HU219875B - Gipszkötésű formatestek, főként gipszrostlemezek és eljárás ezek előállítására

Info

Publication number: HU219875B
Application number: HU9302704A
Authority: HU
Inventors: Péter Takáts; László Laufer; Kálmán Tóth; Maruli H. Simatupang
Original assignee: Péter Takáts; László Laufer; Kálmán Tóth; Maruli H. Simatupang
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1993-09-24
Publication date: 2001-08-28
Also published as: HU9302704D0; HUT75422A; DE4232760C1

Abstract

A találmány szerinti gipszkötésű formatestek, főként gipsz-rostlemezek rost alakú erősítőanyagot, szokásos adalékanyagokat foglalnakmagukban, és lényege, hogy papírgyári rostiszapot mintlignocellulózrostot tartalmaznak. A találmányunk tárgya még eljárás aformatestek előállítására. ŕ

Description

A találmány tárgya gipszkötésű rostformatestek, főként gipsz-rost lemezek, amelyek rost alakú erősítőanyagot, megkötött gipsztartalmú kötőanyagot tartalmaznak. A találmány tárgya továbbá eljárás gipszkötésű formatestek, előnyösen gipsz-rost lemezek előállítására, amely során nedves fellazított rostot por alakú gipsz-félhidráttal keverünk, adott esetben szokásos adalékanyagokat adunk hozzá, majd rostterítékké formáljuk és tömörítjük, amíg a kötőanyag megköt.

A rostanyaggal erősített gipszkötésű formatestek, különösen a hulladék papírból és a β-gipsz-félhidrátból vagy az α-gipsz-félhidrátból előállított gipsz-rost lemezek az építőiparban általánosan ismertek. A felhasznált szervetlen kötőanyag főleg megkötött gipsz-félhidrátból áll, amely a természetben előforduló kéntelenítőberendezésekből vagy foszfátműtrágyagyárakból származó gipsz-dihidrát égetéséből származik. A kéntelenítőberendezésből származó gipszet és a műtrágyagyárakból származó vegyi gipszet általában REA-, illetve foszforgipsznek nevezik. A kötőanyagként ilyen gipszet és erősítőanyagként hulladék papírt tartalmazó gipsz-rost lemezek környezetbarát termékek. Mentesítik a környezetet a hőerőművek által kibocsátott kén-dioxidtól és a hulladék papírtól, amelyet esetleg deponálni kellene.

Sok országban azonban elfogadható áron nem áll rendelkezésre elegendő hulladék papír. Ezzel szemben a papírgyártásban nagyobb mennyiségű úgynevezett rostiszap képződik. Ezt a rostiszapot eddig iparilag nem használják és ezért többnyire deponálni kell. A megfelelő lerakóhelyek azonban szűkek.

A szalmacellulóz szulfáteljárással való előállításának egy hulladék terméke a mésziszap, amely főleg kalciumkarbonátot tartalmaz. A finom eloszlású mésziszap fizikai tulajdonságai alapján finomra őrölt mészkő helyetti felhasználása iparilag eddig nem volt sikeres.

A rostiszap sűrű és kompakt anyagként képződik. Nedvességtartalma 60-125 súly% (száraz rostanyagra vonatkoztatva). A gipszkötésű rostlemez előállítására szolgáló Siempelkamp-Fells-eljárás szerint a hulladék papírt szárazon rostosítják, majd ugyancsak szárazon gipsz-félhidráttal keverik. A DE 34 04 658 Al szerinti eljárás szintén száraz rostosítást irányoz elő. Ezt követően a száraz rostanyagot vízzel, amely adott esetben adalékokat tartalmaz, átitatják és gipsz-félhidráttal keverik. Azonkívül a DT 23 65 161 A eljárás egy további berendezése vált ismertté gipsz-rost lemezek előállítására. Az eddig ismert eljárások nem irányozzák elő rostiszap használatát.

A találmány feladata egy másfajta gipsz-rost formatest, főként gipsz-rost lemezszerkezet létrehozása és a gipsz-rost formatestek főként gipsz-rost lemezek előállítási eljárásának létrehozása.

Ez a feladat az 1. és 8. szabadalmi igénypontok jellemzőivel nyer megoldást.

A formatest előnyös kiviteli alakjai a 2-7. aligénypontokban kerültek ismertetésre.

A 9-14. aligénypontok pedig az eljárás előnyös foganatosítási módjait ismertetik.

A találmány szerinti eljárást példaképpen az 1. vázlat ábrázolja. A rostiszapot előbb fellazítjuk. Ez a munkamenet a kísérletekben defibrátorral történik. Ez elvégezhető más tárcsás őrlővel is. A fellazított rostanyagot második menetben ugyancsak defibrátorral pelyhesítjük. Meglepő módon megállapítottuk, hogy kevés por alakú mésziszap hozzáadása a fellazított rostanyaghoz a pelyhesítés előtt és után javulást idéz eső. A finom eloszlású mésziszap a rostfelületen lerakódik és a kötőanyageleggyel való ezt követő összekeverés során megakadályozza a csomósodást. A kötőanyagelegy a találmány szerinti por alakú gipsz-félhidrátot, gyorsítóként ammónium-szulfátot és kristálygócképzőként gipsz-dehidrátot tartalmaz. A gipsz-dihidrát finomra őrölt és megkötött gipsz-rost elegyből származik, amely a gipszrost lemezek gyártása során szegélyanyagként vagy hulladékként keletkezik. Az ilyen hulladék termékek újrafelhasználása tehermentesíti a környezetet.

Meglepő módon megállapítottuk, hogy az ammónium-szulfát hozzáadása nemcsak a gipszkikötést gyorsítja, hanem a gipsz-rost lemezek hajlítószilárdságát is növeli. A bekövetkező reakció a következő:

CaCO₃+(NH₄)₂SO₄ - CaSO₄+(NH₄)₂CO₃ (NH₄)₂CO₃ - NH₃+H₂O+CO₂

A reakcióban képződött víz a gipsz-félhidrát rendelkezésére áll. Ez azonban előnyösen csak a kívánt vastagságra való sajtolás során szabadul fel. A képződött szén-dioxid kalcium-karbonáttá reagál a gipsz-félhidrátban jelen lévő kalcium-hidroxiddal. A kalcium-karbonát a szervetlen kötőanyag megszilárdulásához vezet.

A továbbiakban a találmány szerinti gipszkötésű rostformatestek, illetve gipsz-rost lemezek előállítását egy kiviteli példa kapcsán magyarázzuk.

Példa

A kísérlet leírása kg rostiszapot (nedvességtartalma a száraz rostanyagra vonatkoztatva 125%) Spront-Waldron-féle laboratóriumi tárcsás őrlővel fellazítunk. Ehhez a rosttömeghez óvatosan hozzáadtunk 200 g por alakú mésziszapot és kézzel összekevertük anélkül, hogy a rostelegyet tömörítettük volna. A további fellazítás, illetve a pelyhesítés ugyanazzal a készülékkel történik. Meglepő módon megállapítottuk, hogy a por alakú mésziszap hozzáadása a pelyhesítés előtt és után javítja a rostanyag fellazítását. A finom mésziszap a rostfelületen rakódik le és megakadályozza a csomóképződést a gipszfélhidráttal való következő keverés során.

A gipsz-rost lemez előállításához előbb egy lemért mennyiségű gipsz-félhidrátból, ammónium-szulfátból és gipsz-dehidrát-tartalmú rostból álló elegyet (amelyet a megkötött gipsz-rost elegy őrlésével kaptunk), kézi keverőgéppel összekevertünk.

A táblázat szerint a szükséges mennyiségű pelyhesített rostiszapot keverőedényben por alakú mésziszappal vegyítettük és elkevertük. Végül a táblázat szerint szükséges mennyiségű gipsz-félhidrát-elegyet óvatos keverés közben hozzáadagoltuk amíg egyenletes, de még laza gipsz-rost elegyet kaptunk. A laza rosttömeget kézzel 30x30 cm-es formakeretbe szórtuk. Gyengén eltömörítettük, majd két olajozott nemesacél lemez között hidraulikus présben tömörítettük. A lemezvastagságot acél táv2

HU 219 875 Β tartó lécek segítségével 12 mm-ben határoztuk meg.

A kívánt nyerslap-térfogatsűrűség 1,15 g/cm³. Préselés után a gipsz-rost lemez egy 40 °C-os szárítószekrényben egy éjszakán át száradt. A hajlítószilárdsági és térfogati sűrűségi értékek meghatározására minden lemezből öt 5 mintatestet vágtunk ki 5x21 cm mérettel. A hajlítószilárdsági és térfogati sűrűségi értékek meghatározása a forgácslapokra előírt DIN-módszer szerint történt.

A kísérleti lemezek mérete 30 χ 30 χ 1,2 cm; a rostiszap nedvességtartalma: 124,7%.

A kísérleti eredmények a táblázatban vannak összefoglalva.

Táblázat

Lemeztípus	Gipsz (g)	Száraz rostiszap (g)	Száraz mésziszap (g)	(NH₄)₂SO₄ (g)	CaSO₄*, 2 H₂O (g)	Térfogati sűrűség	Hajiítószilárdság
A/O	889,1	220,3	-	-	-	1180	5,3
A	889,1	220,3	-	17,78	17,78	1190	5,7
B	835,4	220,3	64,8	16,71	16,71	1209	6,1
C	781,9	220,3	129,6	15,64	15,64	1206	6,4
D	728,4	220,3	194,4	14,57	14,57	1183	5,0
E	674,8	220,3	259,2	13,50	13,50	1173	4,6
F	781,9	220,3	129,6	-	-	1169	4,5
G	781,9	220,3	129,6	-	15,64	1175	5,1
H	728,4	220,3	194,4	-	14,57	1188	4,6
I	674,8	220,3	259,2	-	13,50	1145	4,0
J	781,9	220,3	129,6	-	23,46	1142	4,3
K	781,9	220,3	129,6	-	31,28	1136	4,4
L	781,9	220,3	129,6	-	39,10	1175	4,7
M	781,9	220,3	129,6	15,64	39,10	1171	4,5
N	738,7	272,2	129,6	14,77	36,94	1211	5,3
O	627,0	388,8	129,6	12,54	31,35	1144	5,2
P	627,0	388,8	129,6	-	31,35	1135	4,9

* Kikeményedett és finomra őrölt gipsz-rost elegyek.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Gipszkötésű rostformatestek, kiváltképpen gipszrost lemezek, rost alakú erősítőanyag-tartalommal meg- 40 kötött gipsztartalmú kötőanyaggal, azzal jellemezve, hogy azok papírgyári rostiszapot mint lignocellulózrostot tartalmaznak.
2. Az 1. igénypont szerinti gipszkötésű rostformatestek, azzal jellemezve, hogy azok cellulózgyárból szár- 45 mazó mésziszapot tartalmaznak.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti gipszkötésű rostformatestek, azzal jellemezve, hogy azok további szokásos adalékanyagot tartalmaznak.
4. Az 1., 2. vagy 3. igénypont szerinti gipszkötésű 50 rostformatestek, azzal jellemezve, hogy a formatest súlyára vonatkoztatva 65-85 súly%, előnyösen 75-80 súly% megkötött gipszet tartalmaznak.
5. Az 1., 2., 3. vagy 4. igénypont szerinti gipszkötésű rostformatestek, azzal jellemezve, hogy a formatest súlyára vonatkoztatva 10,8-17,1 súly%, előnyösen 11,1-13,4 súly% lignocellulózrostot tartalmaznak.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti gipszkötésű rostformatestek, azzal jellemezve, hogy a formatest súlyára vonatkoztatva 3,6-11,4 súly%, előnyösen 5,4-9,8 súly% finom eloszlású mésziszapot tartalmaznak.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti gipszkötésű rostformatestek, azzal jellemezve, hogy a formatest súlyára vonatkoztatva 0,7-3 súly%, finomra őrölt, a formatestgyártásból származó kötött gipsz-rost elegyet tartalmaznak.
8. Eljárás gipszkötésű formatestek, különösen gipsz-rost lemezek előállítására, amely során nedves pelyhesített rostot por alakú gipsz-félhidráttal kevernek és adott esetben a szokásos adalékanyagok hozzáadásával rostterítékké alakítják és tömörítik, amíg a kötőanyag megköt, azzal jellemezve, hogy papírgyári rostiszapot mint lignocellulózrostot alkalmazunk.
9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lignocellulózrost nedves rostokra való bontásból származik, melynek nedvességtartalma, a száraz rostsúlyra vonatkoztatva 60-125 súly% értékre van beállítva.
10. A 8. vagy 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fellazított rostokon a por alakú finom eloszlású mésziszap vagy kicsapatott finom eloszlású kalcium-karbonát a száraz rostsúlyra vonatkoztatva 0,5-2,0 súly% értékre van beállítva.

HU 219 875 Β
11. A 8-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fellazított rostanyag súlyaránya a por alakú gipsz-félhidráthoz, a száraz rostanyagra vonatkoztatva 0,15-0,30, előnyösen 0,17-0,20 értékre van beállítva.
12. A 8-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mésziszap vagy finom eloszlású kalcium-karbonát súlyaránya a por alakú gipszfélhidráthoz 0,05-0,2, előnyösen 0,08-0,15 értékre van beállítva.
13. A 8-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a por alakú és kristályos ammónium-szulfát súlyaránya a por alakú gipsz-félhidráthoz 0,01-0,03, előnyösen 0,02 értékre van be5 állítva.
14. A 8-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a formatestgyártásból származó finomra őrölt és megkötött gipsz-rost elegy súlyaránya a por alakú gipsz-félhidráthoz 0,01-0,05, elő10 nyösen 0,02 értékre van beállítva.