DE4232760C1 - Plaster-bound moulding contg. lignocellulose fibre reinforcement - obtd. from fibre slurry from cellulose@ mfr. and opt. lime slurry and waste contg. set plaster from moulding e.g. plasterboard mfr. - Google Patents

Plaster-bound moulding contg. lignocellulose fibre reinforcement - obtd. from fibre slurry from cellulose@ mfr. and opt. lime slurry and waste contg. set plaster from moulding e.g. plasterboard mfr.

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Abstract

Plaster-bound fibre mouldings, esp. plasterboard, contains a set binder (I) contg. plaster and, as fibrous reinforcement, lignocellulose fibres (II) obtd. from the fibre slurry from cellulose mfg. Also claimed is a method of mfg. the above mouldings. The moulding also contains (III) and other usual additives. It contains 65-85, pref. 75-80 (wt.)% (I), 10.8-17.1, pref. 11.1-13.4% (II), 3.6-11.4, pref. 5-4.9.8% (III) and 0.7-3% finely ground (IV). The moulding is produced by mixing wet fluffed (II) with CaSO4.1/2H20 powder and opt. usual additives, moulding to a fibre mat and compressing until the binder sets. (II) contains 60-125% moisture. On a dry basis, the finely-divided (III) powder or CaCO3 content is adjusted to 0.5-2.0% by pptn. on (II); and the ratios of components are (II):CaSO4.1/2H20=0.15-0.30, pref. 0.17-0.20; (III) or CaCO3:CaSO4.1/2H20=0.05-0.2, pref. 0.0-0.15; powdered and crystalline ammonium sulphate:CaSO4.1/2H20=0.01-0.03, pref. 0.02; and (IV):CaSO4.1/2H20=0.01-0.05, pref. 0.02. USE/ADVANTAGE - The prods. are used in the building industry. The mouldings utilise waste materials, including fibre slurry and opt. also lime slurry (III) from cellulose mfr., e.g. from straw by the sulphate process, and set (I)-(II) mixts. (IV) from moulding mfr. 50 kg fibre sludge (125% moisture) were loosened in a laboratory refiner, mixed with 200 g powdered (III) and fluffed, when (III) was deposited on the surface of the fibres and prevented aggregation on mixing with CaSO4.1/2H20. Plasterboard was made from (A, B) 889.1, (C) 835.4 g CaSO4.1/2H20, 220.3 g dry fibre sludge, (A, B) O, (C) 64.8 g dry (III), (A) 0, (B) 17.78, (C) 16.71 g (NH4)2SO4 and (A) O, (B) 17.78, (C) 16.71 g (IV). These boards had a bulk density of (A) 1180, (B) 1190, (C) 1209 kg/cu.m; and flexural strength of (A) 5.3, (B) 5.7, (C) 6.1 MPa.

Description

Die Erfindung betrifft einen gipsgebundenen Faser- Formkörper, insbesondere Gipsfaserplatten, mit einem Gehalt an faserförmigem Bewehrungsmaterial und einem abgebundenen gipshaltigen Bindemittel.The invention relates to a gypsum-bound fiber Moldings, in particular gypsum fiber boards, with a Content of fibrous reinforcement material and a set gypsum-containing binder.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung gipsgebundener Formkörper, vorzugsweise Gipsfaserplatten, bei welchem nasse aufgefluffte Fasern mit pulverförmigem Gipshalbhydrat vermischt und unter Zusatz von gegebenenfalls üblichen Zusatzstoffen zu einer Fasermatte verformt und verdichtet werden bis das Bindemittel abbindet.The invention also relates to a method for Production of gypsum-bound moldings, preferably Gypsum fibreboard, in which wet fluffed fibers mixed with powdered gypsum hemihydrate and under Addition of any customary additives a fiber mat is deformed and compressed until that Binder sets.

Gipsgebundene Formkörper mit Fasermaterial als Bewehrung, insbesondere Gips-Faserplatten, hergestellt aus Altpapier und β-Gipshalbhydrat oder α-Gipshalbhydrat, sind in der Bauindustrie allgemein bekannt. Das verwendete anorganische Bindemittel besteht vornehmlich aus abgebundenem Gipshalbhydrat, das durch Brennen von Gipshalbhydrat aus natürlichen Vorkommen, Entschwefelungsanlagen oder Phosphat-Düngemittel-Fabriken stammt. Gips aus Entschwefelungsanlagen und Chemiegips aus Düngemittelfabriken wird allgemein als REA- bzw. Phosphogips bezeichnet. Gipsfaserplatten mit solchen Gipsen als Bindemittel und Altpapier als Bewehrungsmaterial sind umweltfreundliche Produkte. Sie entlasten die Umwelt von SO₂ aus Kraftwerkanlagen und von Altpapier, das eventuell deponiert werden muß. Gypsum-bonded moldings with fiber material as Reinforcement, especially plasterboard from waste paper and β-gypsum hemihydrate or α-gypsum hemihydrate are common in the construction industry known. The inorganic binder used consists primarily of set gypsum hemihydrate, by burning gypsum hemihydrate from natural Occurrence, desulphurization plants or Phosphate fertilizer factories originated. Plaster from Desulphurization plants and chemical gypsum Fertilizer factories are generally referred to as REA or Called phosphogypsum. Gypsum fibreboard with such Gypsum as a binder and waste paper as Reinforcement materials are environmentally friendly products. they relieve the environment of SO₂ from power plants and of waste paper that may need to be deposited.  

Altpapier ist jedoch in vielen Ländern in ausreichenden Mengen zu vertretbaren Preisen nicht vorhanden. Dagegen werden bei der Zellstofferzeugung größere Mengen an sogenannten Faserschlamm erzeugt. Dieser Faserschlamm wird bisher nicht industriell eingesetzt und muß daher in den meisten Fällen deponiert werden. Geeignete Deponien sind jedoch knapp.However, waste paper is sufficient in many countries Quantities not available at reasonable prices. On the other hand are larger quantities of pulp so-called fiber sludge generated. This fiber sludge is not yet used industrially and must therefore be deposited in most cases. Suitable However, landfills are scarce.

Ein weiteres Abfallprodukt bei der Herstellung von Zellstoff aus Stroh nach dem Sulfatverfahren ist Kalkschlamm, der vornehmlich Calciumcarbonat enthält. Aufgrund der physikalischen Eigenschaften des feinteiligen Kalkschlamms ist eine Verwendung als Ersatz für feingemahlenen Kalkstein industriell bisher nicht erfolgreich.Another waste product in the manufacture of Straw pulp is made using the sulfate process Lime sludge, which mainly contains calcium carbonate. Due to the physical properties of the finely divided lime sludge is a use as Industrial replacement for finely ground limestone not successful.

Der Faserschlamm fällt als ein dichtes und kompaktes Material an. Der Feuchtigkeitsgehalt beträgt 60 bis 125 Gew.-% (bezogen auf trockenes Fasermaterial). Nach dem Siempelkamp-Fels-Verfahren zur Herstellung von Gips-Faserplatten wird das Altpapier trocken zerfasert und anschließend auch trocken mit Gipshalbhydrat vermischt. Das Verfahren nach DE 34 04 658 A1 sieht trockenes Fasermaterial mit Anmachwasser, das gegebenenfalls Stellmittel enthält, getränkt und mit Gipshalbhydrat vermischt. Außerdem ist aus DT 23 65 161 A ein Verfahren zur Herstellung von Gipsfaserplatten sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt.The fiber sludge falls as a dense and compact Material. The moisture content is 60 to 125% by weight (based on dry fiber material). After this Siempelkamp-Fels process for the production of Gypsum fibreboards dry-shred the waste paper and then dry with gypsum hemihydrate mixed. The method according to DE 34 04 658 A1 sees dry fiber material with mixing water, the optionally contains adjusting agents, soaked and with Gypsum hemihydrate mixed. It is also over DT 23 65 161 A a process for the production of Gypsum fiber boards and a device for Implementation of the procedure known.

Die bisher bekannten Verfahren sehen den Einsatz von Faserschlamm nicht vor.The previously known methods see the use of Fiber sludge not before.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen anderen Gipsfaserformkörper, insbesondere Gipsfaserformplatten und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.The object of the invention is another Gypsum fiber moldings, in particular gypsum fiber mold plates and to provide a process for its manufacture.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 oder 8 gelöst.This task is characterized by the characteristics of Claims 1 or 8 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Formkörpers sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 beschrieben.Advantageous configurations of the shaped body are shown in the subclaims 2 to 7 described.

Unteransprüche 9 bis 14 bilden das Verfahren vorteilhaft weiter.Subclaims 9 to 14 form the process advantageous further.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielhaft in Schema 1 dargestellt. Der Faserschlamm wird zunächst aufgelockert. Dieser Arbeitsgang wird in den Versuchen mit einem Defibrator durchgeführt. Er kann jedoch auch mit einer anderen Scheibenmühle vorgenommen werden. In einem zweiten Arbeitsgang wird das aufgelockerte Fasermaterial auch mit dem Defibrator aufgeflufft. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß der Zusatz von geringen Mengen an pulverförmigem Kalkschlamm zum aufgelockerten Fasermaterial vor und nach dem Auffluffen zu einer Verbesserung führt. Das feinteilige Kalkschlammaterial setzt sich auf der Faseroberfläche ab und verhindert Klumpenbildung bei der anschließenden Vermischung mit dem Bindemittelgemisch. Das Bindemittelgemisch enthält erfindungsgemäß pulverförmiges Gipshalbhydrat, Ammoniumsulfat als Beschleuniger und Gipshydrat als Keimbildner. Gipsdihydrat stammt aus feingemahlenem und abgebundenen Gips-Fasergemischen, die bei der Fertigung von Gips-Faserplatten als Besäumungsmaterial oder als Abfall anfallen. Die Wiederverwendung solcher Abfallprodukte entlastet die Umwelt.The method according to the invention is exemplified in Scheme 1 shown. The fiber sludge is initially loosened up. This step is in the trials performed with a defibrator. However, it can also be done with another disc mill. In In a second step, the loosened up Fiber material also blown up with the defibrator. Surprisingly, it was found that the addition from small amounts of powdered lime sludge to loosened fiber material before and after Puffing up leads to an improvement. The finely divided Lime sludge material settles on the fiber surface and prevents clumping in the subsequent Mixing with the binder mixture. The Binder mixture contains according to the invention powdered gypsum hemihydrate, ammonium sulfate as Accelerator and gypsum hydrate as nucleating agents. Gypsum dihydrate comes from finely ground and set Gypsum-fiber mixtures used in the manufacture of Gypsum fibreboard as trimming material or as  Waste. The reuse of such Waste products relieve the environment.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß der Zusatz von Ammoniumsulfat nicht nur die Gipsabbindung beschleunigt, sondern auch die Biegefestigkeit der Gips-Faserplatten erhöht. Die hierbei auftretende Reaktion wird folgendermaßen dargestellt:Surprisingly, it was found that the addition of ammonium sulfate not only the plaster setting accelerated, but also the flexural strength of the Gypsum fiberboard increased. The one that occurs The reaction is shown as follows:

CaCO₃ + (NH₄)₂SO₄ → CaSO₄ + (NH₄)₂CO₃CaCO₃ + (NH₄) ₂SO₄ → CaSO₄ + (NH₄) ₂CO₃

(NH₄)₂SO₃ → 2NH₃ + H₂O + CO₂(NH₄) ₂SO₃ → 2NH₃ + H₂O + CO₂

Das bei der Reaktion gebildete Wasser steht dem Gipshalbhydrat zur Verfügung. Es wird aber vorteilhafterweise erst bei der Verpressung auf Solldicke freigesetzt. Das gebildete Kohlendioxid reagiert mit dem im Gipshalbhydrat vorhandenen Calciumhydroxid zu Calciumcarbonat. Das Calciumcarbonat führt zu einer Verfestigung des anorganischen Bindemittels.The water formed in the reaction is the Gypsum hemihydrate available. But it will advantageously only on the pressing Set thickness released. The carbon dioxide formed reacts with the one present in the gypsum hemihydrate Calcium hydroxide to calcium carbonate. The calcium carbonate leads to solidification of the inorganic Binder.

Im folgenden wird die Herstellung der erfindungsgemäßen, gipsgebundenen Faser-Formkörper bzw. Gipsfaserplatten anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.The following is the production of the Gypsum-bonded fiber moldings according to the invention or Gypsum fiber boards based on an embodiment explained.

Beispielexample Beschreibung der VersucheDescription of the experiments

50 kg Faserschlamm (Feuchtigkeitsgehalt 125 Gew.-%, bezogen aus trockenem Fasermaterial) wurden mit einem Sprout Waldron Laborrefiner aufgelockert. Zu dieser Fasermasse wurden vorsichtig 200 g pulverförmiger Kalkschlamm zugegeben und manuell gemischt, ohne das Fasergemisch zu verdichten. Die weitere Auflockerung bzw. Auffluffung geschah mit dem gleichen Gerät. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß der Zusatz von pulverförmigem Kalkschlamm vor und nach der Auffluffung die Auflockerung des Fasermaterials verbessert. Der feine Kalkschlamm setzt sich auf der Faseroberfläche ab und verhindert Klumpenbildung bei der anschließenden Vermischung mit dem Gipshalbhydrat.50 kg fiber sludge (moisture content 125% by weight, obtained from dry fiber material) with a Sprout Waldron laboratory refiner loosened up. To this  Fibrous mass carefully became 200 g more powdery Lime sludge added and mixed manually without that Compress fiber mixture. The further loosening or flare was done with the same device. Surprisingly, it was found that the addition of powdered lime sludge before and after the Fluffing up the loosening of the fiber material improved. The fine lime sludge settles on the Fiber surface and prevents clumping the subsequent mixing with the gypsum hemihydrate.

Zur Herstellung einer Gipsfaserplatte wurde zunächst eine abgewogene Menge an Gipshalbhydrat, Ammoniumsulfat und gipsdihydrathaltigem Fasergemisch (erhalten durch Mahlen eines abgebundenen Gips- Fasergemisches) mit einem Handrührgerät vermischt.The first step was to produce a gypsum fibreboard a weighed amount of gypsum hemihydrate, Ammonium sulfate and gypsum dihydrate containing fiber mixture (obtained by grinding a set gypsum Fiber mixture) mixed with a hand mixer.

Die nach Tabelle 1 erforderliche Menge an aufgeflufftem Faserschlamm wurde in einem Mischgefäß mit pulverförmigem Kalkschlamm versetzt und vermischt. Anschließend wurde die nach Tabelle 1 erforderliche Menge an Gipshalbhydrat zudosiert und vorsichtig gemischt, bei eine gleichmäßige, aber noch lockere Gips-Fasermischung erhalten wurde. Die lockere Fasermasse wurde manuell in einen Formkasten mit der Abmessung 30 * 30 cm gestreut. Sie wurde schwach vorverdichtet und anschließend zwischen zwei geölten Edelstahlblechen in einer hydraulischen Presse verdichtet. Die Plattenstärke wurde durch eine Stahldistanzleiste mit 12 mm vorgegeben. Die Sollrohdichte betrug 1,15. Nach einer Verpressung trocknete die Gipsfaserplatte über Nacht in einem Trockenschrank bei 40°C. Zur Bestimmung der Biegefestigkeit und der Rohdichte wurden aus jeder Platten fünf Proben der Abmessung 5 * 21 cm geschnitten. Die Bestimmung der Biegefestigkeit und der Rohdichte geschah nach der DIN-Vorschrift für Holzspanplatten. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle 1 zusammengestellt.The amount of fluffed-up fiber sludge required according to Table 1 was mixed with powdered lime sludge in a mixing vessel and mixed. The amount of gypsum hemihydrate required according to Table 1 was then metered in and mixed gently, with a uniform but still loose gypsum-fiber mixture being obtained. The loose fiber mass was manually sprinkled into a molding box measuring 30 * 30 cm. It was weakly pre-compressed and then compressed between two oiled stainless steel sheets in a hydraulic press. The plate thickness was specified by a steel spacer with 12 mm. The target bulk density was 1.15. After pressing, the gypsum fibreboard dried overnight in a drying cabinet at 40 ° C. To determine the bending strength and bulk density, five samples measuring 5 * 21 cm were cut from each plate. The flexural strength and the bulk density were determined in accordance with the DIN regulation for chipboard. The results of these tests are summarized in Table 1.

Claims (14)

1. Gipsgebundene Faser-Formkörper, insbesondere Gipsfaserplatten, mit einem Gehalt an faserförmigem Bewehrungsmaterial und einem abgebundenen gipshaltigen Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß darin als Fasern Lignocellulosefasern aus dem Faserschlamm der Zellstofferzeugung enthalten sind.1. Gypsum-bonded fiber moldings, in particular gypsum fiber boards, containing fibrous reinforcing material and a set gypsum-containing binder, characterized in that they contain lignocellulosic fibers from the fiber sludge of pulp production. 2. Gipsgebundene Faser-Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß darin Kalkschlamm aus der Zellstofferzeugung enthalten sind.2. Gypsum-bonded fiber molded article according to claim 1, characterized in that therein lime sludge from cellulose production are included. 3. Gipsgebundene Faser-Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß darin weitere übliche Zusatzstoffe enthalten sind.3. Gypsum-bonded fiber molded article according to claim 1 or 2, characterized in that it contains other common additives are included. 4. Gipsgebundene Faser-Formkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf das Formkörpergewicht 65 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise 75 bis 80 Gew.-%, abgebundener Gips enthalten ist. 4. Gypsum-bonded fiber molded article according to claim 1, 2 or 3, characterized in that based on the body weight 65 to 85% by weight, preferably 75 to 80% by weight, set gypsum is included.   5. Gipsgebundene Faser-Formkörper nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf das Formkörpergewicht 10,8 bis 17,1 Gew.-% , vorzugsweise 11,1 bis 13,4 Gew.-% Lignocellulosefaser enthalten ist.5. Gypsum-bonded fiber molded article according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that based on the body weight 10.8 to 17.1% by weight, preferably 11.1 to 13.4 % By weight of lignocellulose fiber is contained. 6. Gipsgebundene Faser-Formkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf das Formkörpergewicht 3,6 bis 11,4 Gew.-%, vorzugsweise 5,4 bis 9,8 Gew.-% feinteiliger Kalkschlamm enthalten ist.6. Gypsum-bonded fiber molded body according to one or several of the preceding claims, characterized characterized in that based on the molded body weight 3.6 to 11.4% by weight, preferably 5.4 to 9.8% by weight finely divided lime sludge is included. 7. Gipsgebundene Faser-Formkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf das Formkörpergewicht 0,7 bis 3 Gew.-% an feingemahlenen, abgebundenen Gips- Fasergemischen aus der Formkörperherstellung enthalten ist.7. Gypsum-bonded fiber molded body according to one or several of the preceding claims, characterized characterized in that based on the molded body weight 0.7 to 3% by weight on finely ground, set gypsum Fiber mixtures from molded article production is included. 8. Verfahren zur Herstellung gipsgebundener Formkörper, insbesondere Gipsfaserplatten, bei welchem nasse aufgefluffte Fasern mit pulverförmigen Gipshalbhydrat vermischt und unter Zusatz von gegebenenfalls üblichen Zusatzstoffen zu einer Fasermatte verformt und verdichtet werden bis das Bindemittel abbindet, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasern Lignocellulosefasern aus Faserschlamm der Zellstofferzeugung verwendet wird. 8. Process for the production of gypsum-bound Moldings, in particular gypsum fibreboard, at which wet fluffed fibers with powdered gypsum hemihydrate mixed and under Addition of any customary additives be deformed and compressed into a fiber mat until the binder sets, thereby characterized that as Lignocellulosic fibers from fiber sludge Pulp production is used.   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Lignocellulosefaser aus einer Naßzerfaserung eingesetzt wird, deren Feuchtigkeit, bezogen auf das trockene Fasergewicht, auf 60 bis 125 Gew.-% eingestellt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that lignocellulose fiber is used from a wet fiberization, the Moisture, based on the dry Fiber weight, set to 60 to 125 wt .-% becomes. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehalt an pulverförmigem feinteiligem Kalkschlamm oder feinteiligem Calciumcarbonat durch Fällung in den aufgeflufften Fasern auf 0,5 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das trockene Fasergewicht, eingestellt wird.10. The method according to claim 8 or 9, characterized characterized that a Content of powdery, finely divided lime sludge or finely divided calcium carbonate by precipitation in the fluffed fibers to 0.5 to 2.0% by weight, based on the dry fiber weight becomes. 11. Verfahren nach einem der oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewichtsverhältnis des aufgeflufften Fasermaterials, bezogen auf das trockene Fasermaterial, zu pulverförmigem Gipshalbhydrat auf 0,15 bis 0,30, vorzugsweise auf 017 bis 0,20 eingestellt wird.11. Method according to one or more of the Claims 8 to 10, characterized in that a weight ratio of fluffed fiber material, based on the dry fiber material, to powdery Gypsum hemihydrate to 0.15 to 0.30, preferably up 017 to 0.20 is set. 12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewichtsverhältnis des Kalkschlamms oder des feinteiligen Calciumcarbonats zu pulverförmigem Gipshalbhydrat auf 0,05 bis 0,2, vorzugsweise auf 0,08 bis 0,15, eingestellt wird. 12. The method according to one or more of claims 8 to 11, characterized, that a weight ratio of Lime sludge or finely divided Calcium carbonate to powdered gypsum hemihydrate to 0.05 to 0.2, preferably to 0.08 to 0.15, is set.   13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewichtsverhältnis des pulverförmigen und des kristallinen Ammoniumsulfats zu pulverförmigem Gipshalbhydrat auf 0,01 bis 0,03, vorzugsweise auf 0,02, eingestellt wird.13. The method according to one or more of claims 8 to 12, characterized, that a weight ratio of powdery and crystalline Ammonium sulfate to form powdered gypsum hemihydrate to 0.01 to 0.03, preferably to 0.02, is set. 14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewichtsverhältnis des feingemahlenen und abgebundenen Gips-Fasergemisches aus der Formkörperherstellung zu pulverförmigem Gipshalbhydrat auf 0,01 bis 0,05, vorzugsweise auf 0,02 eingestellt wird.14. Method according to one or more of the preceding claims 8 to 13, characterized characterized that a Weight ratio of the finely ground and set gypsum fiber mixture from the Molded body production to powder Gypsum hemihydrate to 0.01 to 0.05, preferably to 0.02 is set.
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