DE2522537A1 - Leichtes gipsmaterial sowie leichter gipskoerper und verfahren zur herstellung des letzteren - Google Patents

Leichtes gipsmaterial sowie leichter gipskoerper und verfahren zur herstellung des letzteren

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DE2522537A1 DE19752522537 DE2522537A DE2522537A1 DE 2522537 A1 DE2522537 A1 DE 2522537A1 DE 19752522537 DE19752522537 DE 19752522537 DE 2522537 A DE2522537 A DE 2522537A DE 2522537 A1 DE2522537 A1 DE 2522537A1
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Description

DR. STEPHAN G. BESZEDES PATENTANWALT
80b DACHAU bei MÜNCHEN
POSTFACH 1168
AM HEIDEWEG 2
TELEPHON: DACHAU 4371
Postscheckkonto München (BLZ 700 100 80)
Konto-Nr. 1368 71
Bankkonto Nr. 90 637 bei der Kreis- und Stadtsparkasse Dachau-Inderedorf (BLZ 700 515 40)
P 818
Beschreibung
zur Patentanmeldung
TAISEI KENSETSU KABUSHIKI KAISHA
Tokyo, Japan
"betreffend
Leichtes Gipsmaterial sowie leichter Gipskörper und Verfahren zur Herstellung des letzteren
Die Erfindung betrifft ein leichtes Gipsmaterial, aus welchem leichte Gipskörper, die bisher nur schwer zu erzeugen waren, hergestellt werden können, sowie daraus hergestellte leichte Gipskörper und ein Verfahren zur Herstellung der letzteren.
Bisher gab es viele Probleme bei der Verwendung von Gips
(CaSO
als Baumaterial. Der Gips erzeugt Wärme und
dehnt sich zur Zeit seines Härtens aus, so daß, wenn groß-
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stückige Bauelemente, wie in der ganzen Breite (all-white) dicke (beispielsweise 10 cm oder 15 cm dicke) Bauelemente, Bauelemente mit örtlich unregelmäßigen und stark verschiedenen Dicken "beziehungsweise in einem starren Formkasten geformte Bauelemente, aus Gips hergestellt werden, sich Störungen "beziehungsweise Schwierigkeiten, wie das Auftreten von Brüchen beziehungsweise Rissen und Formtrennschwierigkeiten, zeigen. Selbst wenn Stahlelemente zur Verstärkung beziehungsweise Bewehrung eingesetzt werden, gibt es Probleme, wie das Auftreten von Rost und eine unzureichende Haftung, und so wurde es für sehr schwierig gehalten, Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungselemente für Gips in derselben Weise wie im Falle von verstärktem beziehungsweise bewehrtem Beton zu verwenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Behebung der Nachteile der bekannten Gipsmaterialien ein neues leichtes Gipsmaterial mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten und besserer Feuer- und Vasserbeständigkeit, welches sich auch für großstückige Körper unter Erzielung einer ausgezeichneten Haftung der eingesetzten Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungselementθ sehr gut eignet, sowie einen leichten Gipskörper daraus und ein Verfahren zur Herstellung des letzteren zu schaffen.
Das Obige wurde durch die Erfindung erreicht.
Es wurde nämlich von der Anmelderin durch viele Forschungen überraschenderweise festgestellt, daß die obige Aufgabe durch die Verwendung von Ettringit (3 CaO . Al2O5 . 3 CaSO^ . 32 H2O) gelöst werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein leichtes Gipsmaterial, insbesondere für großstückige Körper, mit einem
- 3 -509849/1034
Gehalt an Anhydrid beziehungsweise Gipshalbhydrat sowie gegebenenfalls Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungselementen, Pasern und/oder leichten Zuschlagstoffen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es auch Ettringit enthält.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein leichter Gipskörper, insbesondere großstückiger Gipskörper, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß er aus einem gehärteten erfindungsgemäßen Gipsmaterial mit Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungselementen besteht.
Die Erfindung bringt viele erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik mit sich.
Der Ettringit hat eine hohe Affinität zu Gips und enthält auch eine große Menge Kristallwasser und daher ist der Ausdehnungskoeffizient des Materiales niedrig und so kann das Auftreten von Brüchen beziehungsweise Rissen zur Zeit des Härtens bei der herstellung von Körpern aus ihm verhindert werden.
Ferner dient die Gegenwart von Ettringit zum Alkalischmachen der Mischung und aus diesem Grunde ist die Rostschutzbehandlung der einzusetzenden Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungeelemente vereinfacht; er dient gleichzeitig auch zur Sicherstellung der Haftung der Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungselemente. So sind die Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungselemente wirkungsvoll und durch die Ermöglichung der Anordnung von Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungselementen im Material ist wiederum das Formen von großstückigen Körpern möglich geworden.
Ein weiterer Vorzug der Erfindung besteht darin, daß, da Ettringit leichter als Gips ist, das Gipsmaterial auch durch
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das Einarbeiten von Ettringit an sich, leicht gemacht werden kann.
Der Ettringit dient auch zur Verbesserung der Feuerbeständigkeit des Baumateriales, da er eine große Kenge Kristallwasser enthält, und er trägt auch zur w'asserbeständigkeit beziehungsweise Wasseräichtheit des Baumateriales bei, da er sich zum Unterschied von Gips in Wasser nicht löst.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gipskörpers, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Mischung von Anhydrit beziehungsweise Gipshalbhydrat, Ettringit, Wasser und gegebenenfalls Fasern und/oder leichten Zuschlagstoffen, in welcher Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungselemente angeordnet sind, in an sich bekannter Weise gehärtet wird. Das Härten erfolgt zweckmäßigerweise in einer Form.
So können leichte und selbst großstückige Gipskörper so einfach wie im Falle der Herstellung von Mörtel beziehungsweise Beton unter Erzielung von gehärteten Körpern, welche sehr komplizierte Formen haben können, hergestellt werden.
Als Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungselemente sind mit einem Rostschutzmittel behandelte Stahlelemente, insbesondere Stahlrundstäbe mit Durchmessern von 3,2 bis 22 inm, und/oder Aluminiumelemente (aluminous elements) bevorzugt.
Die Fasern können anorganische Fasern, insbesondere Kohlefasern, Aluminiumfasern beziehungsweise aluminiumhaltige Fasern und/oder Glasfasern, und/oder organische Fasern, insbesondere Polyamid-, Polyester-, Acryl-, Polyalkylen- und/oder Reyonfasern, sein.
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Diese anorganischen beziehungsweise organischen Fasern sind vorzugsweise solche mit Durchmessern von 2 bis 25 ju. und Längen von 3 "bis 25 mm.
Die leichten Zuschlagstoffe können natürliche leichte Zuschlagstoffe, modifizierte beziehungsweise überzogene natürliche leichte Zuschlagstoffe und/oder künstliche leichte Zuschlagstoffe sein. Bevorzugte Zuschlagstoffe sind gegebenenfalls mit einem Zementbreiüberzug versehene, Lapilli, vulkanische Aschen, Abarten, Abwandlungen beziehungsweise Umwandlungsprodukte derselben und/oder geblähte beziehungsweise ausgeblätterte Schiefer, Tone, Perlite und/oder Kohlenaschen, insbesondere solche mit Tulchendurchmessern von 0,3 bis 20 mm, wie sie beispielsweise unter den Handelsnamen LEGA beziehungsweise MESALITE erhältlich sind.
Der erfindungsgemäß vorgesehene Ettringit hat eine hohe spezifische Wärme und es ist eine große Menge Wasser in seine Kristalle eingeschlossen. Er kann in an sich bekannter Weise erhalten worden sein. So kann er beispielsweise durch Vermischen von Wasser mit seiner Zusammensetzung entsprechenden gemischten Materialien, wie
a) aluminiumhaltigem Zement und Gips,
b) Kalk, Gips und Bauxit,
c) Kalk, Gips und aluminiumhaltigem Rotschlamm,
d) Kalk, Gips und aluminiumhaltigem Schlamm
beziehungsweise
e) jeder anderen Kombination von zur Bildung des Ettringites nach der folgenden Reaktionsgleichung:
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6 CaO + Al2O5 + 3 SO5 + 32 H2O —> —> 3 CaO . Al2O5 . 3 CaSO4 . 32 H2O
notwendigen Materialien hergestellt worden sein. Das erhaltene pastenähnliche Produkt kann -unmittelbar oder nach dem Trocknen desselben bei erhöhter Temperatur, wie 400 bis 6000C, während eines ausreichenden Zeitraumes, beispielsweise 30 Minuten, zu einem trockenen Pulver verwendet werden.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gipskörpers wird der Ettringit vorteilhaft erweise in einer Menge von etwa 10 bis 100 Gew.-%, insbesondere 30 bis 70 Gew.-%, bezogen auf den Anhydrit beziehungsweise das Gipshalbhydrat, verwendet.
Es können auch für Gipskörper allgemein verwendete Zusätze, insbesondere Härtungsverzögerer, beispielsweise Kaliumeitrat, Citronensäure und/oder Calcium-2-ketogluconat, und/oder Dispergiermittel, ohne Beeinträchtigung der erfindungsgemäßen Wirkungen verwendet werden.
Die Erfindung wird an Hand des folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden Beispieles näher erläutert.
Beispiel
Es wurden Gipshalbhydrat (Klasse B von JIS E-9111; für Formen aus keramischem Material), Ettringit, gehackte Glasfasern mit Durchmessern von etwa 9 A und Längen von etwa 6 mm (CS06HB710 [Produkt der Firma Asahi Fibre Glass Co., Ltd., Japan}), Kaliumeitrat als Härtungsverzögerer, ein flüssiger Zusatz ohne Chlor und mit der Wirkung des Dispergierens der Gipsteilchen bei der Hydratation (MSjRMENT L10 FProdukt der
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Firma Showa Denko K. K., Japan!) als Dispergiermittel und Wasser in den in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Verhältnissen miteinander vermischt und dann zu erfindungsgemäßen Proben geformt. Ihre physikalischen Eigenschaften sind ebenfalls in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt.
Der bei der Herstellung der obigen Proben verwendete Ettringit war ein pastenähnliches Produkt, welches durch Vermischen eines aluminiumhaltigen Schlammes (wurde von der Oberflächenbehandlung von Aluminium abgeführt), von Gips und Kalk in einem Verhältnis von 1:5:3 (berechnet als AIgO, , CaSO^ und CaO) in Gegenwart von Wasser hergestellt worden ist.
Die in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Proben, in welche der obige Ettringit eingearbeitet war, waren alkalisch mit einem pH-Wert von 10 bis 12, so daß die Rostschutzbehandlung der einzusetzenden Stahlstäbe vereinfacht und gleichzeitig die Haftung der Stäbe sichergestellt war.
- 8 509849/1034
- 8 Tabelle 1
Gipshalbhydrat 1 Probe
Nr.		 I
j
Be
stand
teile		 Ettringit 565 kg 2 ι !
; 3 !
Fasern 351 kg 675 kg • 806 kg
Eigen Verzögerer 5,7 kg 284 kg 256 kg !
schaften Dispergiermittel 34 1 6,8 kg 8,1kg j
Wasser 28,3 1 20,3 1 48,4 1 !
Spezifisches
Gewicht		 487 1 33,8 1 40,3 1
Biegefestigkeit 1,07 508 1 430 1 !
,
Druckfestigkeit 48 kg/cm 1,13 !
1,26
Ausdehnungs
koeffizient
(nach 24 Stunden)		 80 kg/cm 50 kg/cm 53 kg/cm2 !
- 112 kg/cm2 174 kg/cm2 j
- 0,009%* j
* er beträgt 0,1 bis 0,2% bei einem üblichen Gipskörper
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In der folgenden Tabelle 2^sind die Bindefestigkeit zwischen gewöhnlichem Beton und Stahl und die Bindefestigkeit zwischen der erfindungsgemäßen Probe Nr. 3 der Tabelle 1 und Stahl verglichen.
Tabelle 2
Bindefestigkeit zwischen und mäßen Bcdbe- I
i
einerseits andererseits Nr. 3 I
34,6 kg/cm2!
üblichem beziehungs- der erfin-,
Beton weise dungsge- ; ^•8,3 kg/cm2
Stahlrundstab mit einem
Durchmesser von 9 nu&
(mit einem Korrosions		 19 kg/cm2 *
schutzanstrich)
Verformter Stahlstab
D-10 (verzinkt)		 54- kg/cm2 **
* bei einer Druckfestigkeit von 130 kg/cm£ ** bei einer Druckfestigkeit von 167 kg/cm*
- 10 -
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Es wurden eine erfindungsgemäße großstückige (3,6 m χ 2,4- m) Fensterwandplatte (sashed wall plate) und eine erfindungsgemäße großstückige (4,0 m χ 1,6 m) Balkendachplatte (beamed roof plate) an sich analog der Arbeitsweise wie im Falle der Herstellung von verstärkten beziehungsweise bewehrten Betonbauelementen hergestellt, wobei aber weder Brüche beziehungsweise Sprünge noch eine Trennung von eingebetteten Bestandteilen eintraten.
Patentansprüche
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1.) Leichtes Gipsmaterial, insbesondere für großstückige Körper, mit einem Gehalt an Anhydrit beziehungsweise Gipshalbhydrat sowie gegebenenfalls Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungselementen, Fasern und/oder leichten Zuschlagstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß es auch Ettringit enthält.
    2.) Gipsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungselemente mit einem Rostschutzmittel behandelte Stahlelemente, insbesondere Stahlrundstäbe mit Durchmessern von 3,2 bis 22 mm, und/oder Aluminiumelemente sind.
    3.) Gipsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern beziehungsweise ein Teil derselben anorganische Fasern, insbesondere Kohlefasern, Aluminiumfasern beziehungsweise aluminiumhaltige Fasern und/oder Glasfasern sind.
    4-.) Gipsmaterial nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern beziehungsweise ein Teil derselben organische Fasern, insbesondere Polyamid-, Polyester-, Acryl-, Polyalkylen- und/oder Reyonfasern, sind.
    5.) Gipsmaterial nach Anspruch 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern solche mit Durchmessern von 2 bis 25p und Längen von 3 "bis 25 um sind.
    6.) Gipsmaterial nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die leichten Zuschlagstoffe nabüdid»!lochte Zuschlag stoffe, modifizierte beziehungsweise überzogene natürliche leichte Zuschlagstoffe und/oder künstliche • leichte Zuschlagstoffe sind.
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    7«) Gipsmaterial nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe, gegebenenfalls mit einem Zementbreiüberzvog -versehene, Lapilli, vulkanische Aschen, Abarten, Abwandlungen beziehungsweise Umwandlungsprodukte derselben und/oder geblähte beziehungsweise ausgeblätterte Schiefer, Tone, Perlite und/oder Kohlenaschen., insbesondere solche mit 2?eilchendurchmessern von 0,3 bis 20 mm, sind.
    δ«) Leichter Gipskörper, insbesondere großstückiger Gipskörper, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem gehärteten Gipsmaterial mit Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungselementen nach Anspruch 1 bis 7 besteht.
    9·) Verfahren zur Herstellung des Gipskörpers nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung von Anhydrit beziehungsweise Gipshalbhydrat, Ettringit, Wasser und gegebenenfalls Pasern und/oder leichten Zuschlagstoffen, in welcher Verstärkungs- beziehungsweise Bewehrungselemente angeordnet sind, in an sich bekannter Weise härtet.
    10.) Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß • man in der Mischung den Ettringit in einer Menge von 10 bis 100 Gew.-%, insbesondere 30 bis 70 Gew.-%, bezogen auf den Anhydrit beziehungsweise das Gipshalbhydrat, verwendet.
    11.) Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Mischung auch Zusätze, insbesondere Härtungsverzögerer und/oder Dispergiermittel, mit verwendet.
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