DE8113254U1 - Gipsformsteine - Google Patents
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Description
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CHEMISCHE WERKE HÜLS AG -1- 0.Z.3719-H -RSP PATENTE-
Bei der Produktion von Phosphorsäure naoh dem Naßverfahren fällt Calciumsulfat in großen
Mengen an, und zwar, je nach Reaktionsbedingungen
und Verfahrenf in Form von Dihydrat, Hemihydrat
oder Anhydrit. Bei den meisten Verfahren werden diese Niederschläge abgetrennt und als Abfallprodukt
verworfen. Nur nach komplizierten Reinigungsverfahren ließen sich diese Fällungen
bisher für Bauzwecke, wie Putzgips, aufarbeiten.
So ist die Reinigung des Phosphorsäuregipses durch das sog. hydrothermale Verfahren bekannt,
bei dem dessen Reinigung durch Umwandlung in Calciumsulfathemihydrat erfolgt. Das so erhaltene
Calciumsulfat kann nach der DE-AS 23 17 049 zu Gipssteinen verpreßt werden, wenn es mit einer
Wassermenge vermischt wird, die wenigstens angenähert, höchstens jedoch gleich der stöchiometrisch
zur Hydratation zum Calciumsulfatdihydrat erforderlichen Menge ist,und das Verpressen bei
einer Temperatur zwischen 45 und 90 C erfolgt.
Außerdem wird in der DE-OS 28 05 523 ein Verfahren
zur Herstellung von Gipsbauteilen beschrieben, bei der 30 - 100 % gebrannter Gips (Plaster) mit
einer Oberfläche nach Blaine von 500 bis 15 000cm /g zu feuchtem Dihydrat zugesetzt werden. Bei diesem
Verfahren muß Phosphorsäuregips nach komplizierten Methoden (vergl. die genannte DE-OS, Seite 8/9
(3/4)) gereinigt und der Plaster-Anteil in v/eiteren
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-2-
O.Z. 3719-H
Arbeitsgängen (I.e. S. 11/12 (6/7)) durch
Trocknen und Brennen daraus gewonnen werden und feuchtes Dihydrat und Plaster gemäß dem
Verhältnis, das durch eine Formel entsprechend dem selbst zwischen 0 und 15 % zu wählenden
Wassergehalt zu berechnen ist, vermischt werden (I.e. S. 13 (8)}, ehe die Formgebung durch
Pressen erfolgen kann.
Die erfindungsgemäßen Gipsformsteine unterscheiden
sich in der Herstellung von den obengenannten dadurch, daß zuvor weder eine Reinigung noch
ein Brennen des Phosphorsäuregipses erforderlich ist. Dadurch fällt auch kein Abwasser an, und
thermische Energie ist ebenfalls nicht erford srlich.
Die erfindungsgemäßen Gipsformsteine lassen sich
bevorzugt aus Calciumsulfathemihydrat herstellen, das in den Phosphorsäureprozessen nach den
DE-OSsen 22 33 189, 23 51 031 und/oder 24 12 503 anfällt.
Bsi diesen Prozessen ist bisher ein direktes Vorpressen
des gewinnbaren Hemihydrats zwar möglich gewesen; bei den hergestellten Formkörpern wurden jedoch
bisher nicht die Härten erreicht, die beispielsweise zum Errichten tragender Wände erforderlich sind.
(vgl. Beispiel 2, Seite 7).
Die Verbesserung der Gipsformsteine durch die
vorliegende Erfindung ergibt sich dadurch, daß man das filterfeuchte Material mit Calciumhydroxid und/
oder - oxid in einer Kenge von 0,5 - 20 Gew.%,
bevorzugt von 1-10 Gew.?£, vermischt. Sollte der Gesamtwassergehalt des filterfeuchten
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O.Z. 3719-H
Hemihydrats kleiner als 20 Gew.% sein, so ist ihm Wasser in einer Menge zuzusetzen, daß nach
dem Pressen eine vollständige Umkristallisation zu Dihydrat möglich wird.
Umgekehrt ist bei Y/assergehalten über 40 Gew.%
bei den in der Kalksandsteinpresse herstellbaren Formkörpern nicht zu erreichen, daß scharfe Konturen
der Presssteine bestehen bleiben, (vgl. Beispiel 3, Seite 7/8) In diesem Fall ist das Hemihydrat durch
-]0 stärkeres Absaugen beim Filtrieren oder längeres
Zentrifugieren oder sonst übliche Verfahren von dem Überschuß an Wasser zu befreien, bevor es mit
den Calcium-Verbindungen und gegebenenfalls Fü'.l-
und Zusatzstoffen vermischt wird.
Nach der Kalkzugabe sollte das Pressen entweder unmittelbar oder nach einer Zeit von längstens
8 Stunden erfolgen.
Bereits nach einer Zwischenlagerzeit von 4 Stunden nach dem Pressen haben die so gewonnenen Bausteine
praktisch ihre maximale Druckfestigkeit erreicht*
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß das mit Kalk versetzte Material nach dem Pressen sehr
schnell abbindet und eine Härte erreicht, die höher ist als die von Kalksandsteinen.
Dabei liegt das spezifische Gewicht der Gips-Steine unter dem der bisher verwendeten Kalksandsteine.
Das Untermischen des Kalkes erfolgt zweckmäßig durch einen handelsüblichen Paddelmischer. Das Pressen
der Steine kann mit einer üblichen Kalksandsteinpresse
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-4- O.Z. 3719-Η
erfolgen, wobei die Steine in einem Takt von wenigen Sekunden gepreßt werden können. Die
erfindungsgemäßen Formsteine können in den bei
Kalksandsteinen oder anderen Bausteinen üblichen Abmessungen hergestellt werden. Auch können Lochsteine
produziert werden.
Das anhaftende Wasser wird als Kristallwasser gebunden,
und der so ohne Energiezufuhr getrocknete Stein kann bereits wenige Stunden nach dem Pressen zu
tragenden Wänden verarbeitet werden. Vor dem Pressen können dem Rohmaterial zusätzlich wasserabweisende
Stoffe oder andere übliche Füll- und Wirkstoffe zugeführt werden, um die Beständigkeit gegen
Feuchtigkeit (z.B. bei der Verwendung als Außenwand) zu verbessern.
Anstelle von Calciumhydroxid oder -oxid können teilweise auch die entsprechenden Magnesiumverbindungen eingesetzt
werden.
Zwar hat man auch schon früher Gips und Calciumoxid miteinander vermischt, vgl. z.B. US-PS 19 67 959,
20 21 412, 20 63 488, 21 27 952, FR-PS 829 204,
GB-PS 492 885 usw..
Das geschah jedoch, um Dihydrat zu dehydratisieren und um so zu einem (nach erneuter Zugabe von Wasser)
gut gebrauchsfähigen Mörtel zu gelangen:
1,5 CaO + CaSO4- 2H2O -»1,5 Ca(OH)2 + CaSO^* 1/2 H
Allerdings hat man dabei (entsprechend der Formel) im allgemeinen mit höheren CaO-Gehalten und mit
Dihydrat gearbeitet.
Betrachtet man die rechte Seite der Gleichung, dann ist die
O.Z. 3719-H
Verwendung von Mischunspivon Hemihydrat und
Calciumhydroxid bzw. -oxid zu Mörtelmischungen mindestens seit 1930 bekannt.
Daß feuchtes Hemihydrat mit relativ geringen Zusätzen von CaO oder Ca(OH)^ ein Rohstoffgemisch
zur Herstellung von tragfähigen Preßsteinen sein kann,ist jedoch neu.
Da es seit langem bekannt ist, daß man diese bzw. ähnliche Mischungen als Mörtel verwenden kann und daß man
durch Pressen geeigneter Kalk-Quarzsand-Mischungen unter bestimmten Bedingungen Preßsteine
erzeugen kann, ist es überraschend, daß derartige Vorschläge bisher nicht bekannt wurden.—Bauelemente
aus Gips wurden bisher vorwiegend nur im Innenbau verwendet, (vgl. Ullmann 3.Aufl. Bd. 4, Seite 213).
Bei den enormen Mengen an Gipsprodukten, die jährlich bei der Düngemittelherstellung anfallen und die
bisher überwiegend auf Halde gegangen sind, ist die Möglichkeit zur Verwendung von Hemihydrat für
tragfähige Preßsteine in der Bauindustrie von hoher wirtschaftlicher Bedeutung. Wesentlich ist dabei
ferner, daß es nach der Anmeldung P 30 21 839.4 möglich ist, zu Bausteinen zu gelangen, von denen
keine radioaktiven Strahlungsschäden zu befürchten sind.
Durch Zumischen wasserabweisender Stoffe und/oder sonstiger gebräuchlicher Füll· und/oder Zusatzstoffe
kann man gegebenenfalls die Eigenschaften der Hemihydrat-Preßsteine noch weiter verbessern.bzw.
sie besonderen Bedingungen anpassen, (vgl.Beispiel 6)
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Ι*-111 >1>Μ>1 0.Ζ.3719-Η
Die erfindungsgemäßen Gipsformsteine, die ohne
vorherige Reinigungs-.Trocknungs- und Brenn-Operationen
aus feuchtem d-Calciumsulfathemihydrat
aus der Phosphorsäureproduktion nur durch Verpressen in den bekannten Apparaten
der Kunststein-Industrie hergestellt werden, sind durch eine Dichte von weniger als 1,8 kg/dnr
und eine nach DIN 106 ermittelte Druckfestigkeit von mehr als 200 kp/cm gekennzeichnet,
weil sie aus
a) vom Filter der Phosphorsäureanlage anfallendem Hemihydrat,
b) dessen Wassergehalt - falls erforderlich - auf Werte von 20 bis 40 Gew.?if vorzugsweise von 21 bis 29 Gew.?4,
nachgestellt wurde,
c) und aus in Mengen von 0,5 bis 20 Gew.?6, bevorzugt
von 1 bis 10 Gew.^, zugemischtem Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid hergestellt wurden und
d) anschließend sofort höchstens aber nach einer Zwischenlagerung von 8 Stunden e) in den in der Kunststein-Industrie bekannten Apparaten
in Formen gepreßt und
f) mindestens A Stunden abgelagert wurden.
f) mindestens A Stunden abgelagert wurden.
Die erfindungsgemäßen Gipssteine v/erden im folgenden
durch einige Beispiele erläutert, ohne daß der Schutzumfang damit auf diese Beispiele beschränkt bleiben soll.
BeisOiel 1
Im Phosphorsäureprozeß anfallendes, filterfeuchtes
Calciumsulfathemihydrat mit einem Gesamtwassergehalt von 23 Gew.?ü nach der Filtration wird in einem
Paddelmischer mit 5 Gew.?£ Calciumhydroxid vermischt. Das Material wird anschließend in einer Kalksandsteinpresse
mit einem Druck von 80 kp/cm gepreßt, auf Paletten gesetzt und sich selbst überlassen.
Die feucht-gepreßten Steine hatten am nächsten Tag
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-7- O.Z. 3719-H
noch eine Feuchte von ca. 1 Gew.?o. Es wurden
pro Stunde auf einer Maschine 5 000 Steine des Formates NF (240 χ 115 x 71 mm) auf diese
Weise gepreßt. Die Steine wurden nach der Kalksandsteimorra
DIN 106 geprüft und dabei im Vergleich zu Kalksandstein folgende Werte gemessen:
Hemihydrat-Preß- Kalksandstein stein
Maße: ["mmj 240 χ 115 χ 71 240 χ 115 χ 71
Maße: ["mmj 240 χ 115 χ 71 240 χ 115 χ 71
Dichte: [kg/dm^1,63 1,80
Druckfestig-. ^.
keit; [kp/cm J 246 150
Der so gepreßte Stein war bei einer geringeren Iichte
in der Druckfestigkeit dem entsprechenden KaIk-Sandstein
überlegen. Er konnte wie ein normaler Kalksandstein gemauert werden, und es konnten daraus tragende
Wände errichtet werden.
Beispiel 2: (nicht erfindungsgemäß, da ohne Kalkzusatz)
Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, jedoch auf den Kalkzusatz verzichtet. Die Festigkeit der so
produzierten Steine war erheblich geringer. Die Druckfestigkeit betrug bei gleicher Dichte nur
55 kp/cm . Der so erzeugte Stein war zum Errichten
einer tragenden Wand daher nicht geeignet.
Beispiel 3: (nicht erfindungsgemäß, da zu viel Wasser
im Hemihydrat)
Filterfeuchtes Calciumsulfathemihydrat mit einem
Gesamtwassergehalt von 43 Gew.% wurde in eine übliche Kalksandsteinpresse gegeben. Beim Pressen trat
Wasser aus und der gewonnene Formkörper wies keine
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-8- O.Z. 3719-Η
scharfen Konturen auf.
Beispiel 4: (nicht erfindungsgemäß, da zu wenig
Wasser im Hemihydrat)
Filterfeuchtes Calciumsulfathemihydrat mit einem Gesamtwassergehalt von 17 Gew.% wurde nach
Zugabe von 5 Gew.% Calciumhydroxid verpreßt. Die Druckfestigkeit des so gepreßten Steins betrug nach
dem Abbinden 210 kp/cm'1'. Der Stein zeigte jedoch
nach einer Lagerung von 8 Tagen im Feuchtraum Risse, die die Steine in den Beispielen 1,5 und 6 nicht
aufwiesen.
Beispiel 5:
Beispiel 5:
Filterfeuchtes Calciumsulfathemihydrat mit einem
Gesamtwassergehalt von 17 Gew.?o wurden mit 8 Gew.%
Ca(OH)ρ vermischt und gleichzeitig 10 Gew.% Wasser,
bezogen auf den Gipsniederschlag, zugesetzt. 2 Stunden nach dem Abziehen des Niederschlages
vom Phosphorsäurefilter und nach dem Zugeben von Kalk und Wasser wurde das Material mit einem Druck
von 200 kp/cm zu Steinen gepreßt. Die Formsteine hatten nach dem Abbinden eine Dichte von 1,68 kg/dm'
2 und eine Druckfestigkeit von 285 kp/cm .
BeisOJel 6:
96C-ew.Tl.filterfeuchtes Calciumsulfathemihydrat mit einem
Gesamtwassergehalt von 23 % wurde mit 3Tl.CaO und 1T1.
Calciumstearat gemischt und das Material bei einem Druck von 80 kp/cm gepreßt.Das spez.Gewicht des
Steins lag bei 1,61 kg/dm , die Druckfestigkeit betrug
250 kp/cm . Nach 7 Tagen im Feuchtraum betrug sie noch 230 kp/cm .
7473/40-ri .··. .:
Claims (1)
- -1- O.Z. 3719-HSchutzanspruch;Gipsformsteine für Bauzwecke, insbesondere für Tragende Wände durch Vorpressen von feuchtem oL-Calciumsulfathemihydrat aus der Phosphorsäureproduktion ohne vorherige Reinigungs-, Trocknungs- oder Brenn-Operationen, gekennzeichnet durch eine Dichte < 1,8 kg/dm und eine nach DIN 106 ermittelte Druckfestigkeit von >200 kp/cm2 infolge
ihrer Herstellung ausa) vom Filter der Phosphorsäureanlage anfallenden Hemihydrat,b) dessen Wassergehalt - falls erforderlich auf Werte von 20 "bis 40 Gew.% , vorzugsweise von 21 bis 29 Gew.%, nachgestellt wurde,c) und aus in Mengen von 0,5 bis 20 Gew.%, bevorzugt von 1 bis 10 Gew.%, zugemischtem Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid und anschließendesd) Pressen in den in der Kunststein-Industrie bekannten Apparaten in Formen.7473/40-ri
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE8113254U1 true DE8113254U1 (de) | 1981-11-26 |
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ID=1328368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8113254U Expired DE8113254U1 (de) | Gipsformsteine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8113254U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0173351A2 (de) * | 1984-08-30 | 1986-03-05 | Bison-Werke Bähre & Greten GmbH & Co. KG | Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Gips, insbesondere Platten |
-
0
- DE DE8113254U patent/DE8113254U1/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0173351A2 (de) * | 1984-08-30 | 1986-03-05 | Bison-Werke Bähre & Greten GmbH & Co. KG | Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Gips, insbesondere Platten |
EP0173351A3 (de) * | 1984-08-30 | 1987-05-27 | Bison-Werke Bähre & Greten GmbH & Co. KG | Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Gips, insbesondere Platten |
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