JP7007458B2 - 高温および高湿度レベルでのエージングによるスタッコ特性の改善 - Google Patents
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Description
2.スタッコは、石膏プラスターボード等の生産における短い硬化時間を可能にするために、反応性が十分に高くなければならない。
- 新鮮なスタッコが提供され、
- 水が新鮮なスタッコに添加されて、湿らせたスタッコを得て、
- 湿らせたスタッコが、少なくとも30℃の温度で少なくとも30分の時間間隔にわたって維持されて、安定化されたスタッコを得る、方法が提供される。
- 上述の方法によって得られた安定化されたスタッコを提供するステップと、
- 水を安定化されたスタッコに添加することによってスタッコスラリーを調製するステップと、
- スタッコスラリーを形成して、石膏プラスターボードを得るステップと、を少なくとも含む、方法に関する。
石膏相の分析:
試料中の個々の硫酸カルシウム変種、すなわち、二水和物、半水化物、硬石膏(III)、自由水、および他の材料を、以下のように重量測定石膏相分析手順によって特定した。
秤量した坩堝(Wa)の体積の約3/4まで試料を充填し、充填した坩堝を再度秤量する(Wb)。次いで、坩堝をマッフル炉内に移し、330~360℃になるまで60分間加熱する。坩堝を室温に冷却するためにデシケータ内に移し、その後、再度秤量する(Wc)。
a.自由水分は検出されず
粒径分布を、Malvern Mastersizer 2000(Herrenberg,Germany)を使用して決定した。この試験を、2350RPMで動作する湿式分散装置内でイソプロピルアルコール溶液中に試料を分散させることによって行った。「石膏(平均)」の材料密度設定を想定し、バックグラウンド除去後に10~20のオブスキュレーションで測定を行った。
スタッコ試料(400g)を、ブレンダー(Kitchen Aid)内の1.0gのクエン酸ナトリウムを含有する室温の平衡水に30秒間にわたって添加し、その後、最高速度で7秒間ブレンドした。水の量を、水石膏値に従って決定する。その後、ブレンドしたスラリーを、きれいなガラス板上に置いた黄銅シリンダー(直径5cm、高さ10cm)中に注いだ。添加の50秒後、黄銅シリンダーを素早く垂直に持ち上げ、スラリーがパテに広がるようにした。フロー値を、パテの直径を決定することによって決定した。
試料をフロー値の決定について記載されるように調製したが、クエン酸ナトリウムを添加せず、硬質ゴム輪(高さ40mm)中に注いだ。初期硬化および最終硬化を、改良したVicat機器(DIN EN 13279-2に従う)で決定した。40mm未満の貫通深さで、初期硬化に達した。最終硬化の場合、落下重量を1kg増加させた。8mmの貫通深さで、最終硬化に達した。
ブレーンによる比表面積をDIN EN 196-6に従って決定した。
崩壊度の決定
約150~200mLのミキサースラリー(すなわち、スラリーが生産プロセス中にライナー上に塗布される前に直接試料採取したもの)を、300mLの酒精(94~96%)を充填した火薬フラスコ中に注ぐ。火薬フラスコをしっかりと閉じ、その後、激しく振盪する。
De=崩壊した試料のブレーン値/新鮮な試料のブレーン値
圧縮強度をDIN EN 13279-2に従って決定した。
水-石膏値をDIN EN 13279-2に従って決定した。
比表面積を、DIN 61131に従う一点法で窒素を用いたBET法によってFlow Sorb 2300 II(Micromeritics)を用いて決定した。
既知の量の硫酸カルシウム半水化物および二水和物を含む秤量した試料(約7g)を水(20mL)中に懸濁し、室温で放置した。試料を水に添加したときにストップウォッチをスタートさせた。試料を定義された時間間隔で採取した。
再水和度[%]=結晶水[%]×4.7785
スプラットテスター(落下コンシストメーター)は、高さ60mm、下部内径70mm、および上部内径100mmを有する中空漏斗を備える。下部開口部をプレートで係止することができ、このプレートを旋回させて漏斗の下部開口部を開くことができる。コーンをベースプレート上に固定された垂直ロッドに摺動可能に固定して、落下高さを125mmに調整する。落下高さは、漏斗の下部開口部とベースプレートとの間の距離である。
新鮮なスタッコを、焼成凝集体からスチームを導入するためのノズルおよびスタッコを撹拌するための撹拌棒を装備したブレンダーに連続して送達した。適用量を30kg/分に調整した。スチームを新鮮なスタッコの重量に基づいて2重量%の比率のスチームで導入して、湿らせたスタッコを得た。その後、湿らせたスタッコを容器内に移し、撹拌なしで80℃の温度に加熱した。試料を、試料が水和後にブレンダーを出た直後(0時間)、80℃で4時間の処理後、および80℃で24時間の処理後に採取した。フロー値を上述のように決定した。
大規模実験のために、生産ラインのスタッコ保管容器に、サイロの外壁に置かれた電気加熱装置および外側のサイロを包囲する断熱材層を装備させた。スタッコを保管容器内に搬送するための予混合装置に、水およびスチーム用の入口を装備させた。スタッコ生産における焼成に使用される石膏は、採掘した石膏と煙道ガス脱硫から得た石膏との50:50(w/w)混合物であった。
試料の特性を表3に要約する。
75℃の保管容器内で保管した後に実施例4で得た安定化されたスタッコを、工業生産ラインでのスタッコスラリーの調製に使用した。
実施例3で得たスタッコスラリーを、標準の生産ラインで12.5mmの厚さの石膏プラスターボードを生産するために使用した。石膏プラスターボードの特性を表5に要約する。比較のために、標準の生産ラインのパラメータも含める。石膏プラスターボードの重量、曲げ破壊荷重、および弾性率を、DIN 18180に従って決定した。SSL(表面縦(face side long))、RSQ(裏面横(rear side cross))という用語は、DIN 18180で詳細に説明されている。
本発明の方法によって達成された修復度をフロー値から決定した。以下のフロー値を決定した:
FSS:安定化されたスタッコを24時間未満保管した後に決定されたフロー値、
FST:標準プロセスで処理したスタッコについて決定されたフロー値(試料を予混合装置後であり、強制エージングのための水の添加直後に採取した)、
F80℃,24h:80℃の乾燥キャビネット内のスチーム密封容器内で24時間エージングしたスタッコ試料について決定されたフロー値(受け取った最大可能修復度と見なした)。
その後、修復度を以下の等式によって計算した:
さらなる大規模実験のために、実施例2での機器と同じ機器を使用した。スタッコ生産に使用した石膏は、採掘した石膏と煙道ガス脱硫から得た石膏との50:50(w/w)混合物であった。
実施例5でエージング後に得たスタッコをスタッコスラリーの調製に使用した。
定義された密度のプラスターボードを生産するのに必要な起泡剤の量は、概して、使用するスタッコの品質(天然、合成、不純物の量および種類、焼成の種類、粒径等)によって異なる。これらのパラメータは日毎に変化し得るため、各実験において、試料を採取する直前に生産された「標準プラスターボード」を基準として試料採取した。同一の起泡剤を標準ボードおよび実験ボードの生産に使用した。標準ボードに使用した起泡剤の量と本実施例によるボードに使用した起泡剤の量との間の差をΔと指定し、タブを参照されたい。9.生産した全てのボード、標準ボード、ならびに実験ボードは、8.5kg/m2の単位面積当たりの質量および1.25m×2m×12.5mmのサイズを有する。
実施例6.1~6.4で得たスタッコスラリーを、石膏プラスターボードの生産のための標準の工業生産ラインで使用した。得られた石膏プラスターボード特性を表10に要約する。石膏プラスターボードの重量、曲げ破壊荷重、および弾性率を、DIN 18180に従って決定した。ライナーの石膏層への接着を実施例4に記載されるように決定した。再水和を上述のように決定した。
決定されたフロー値を表11に要約する。
本発明に関連する発明の実施態様の一部を以下に示す。
[態様1]
スタッコを安定化するための方法であって、
- 新鮮なスタッコが提供され、
- 水が前記新鮮なスタッコに添加されて、湿らせたスタッコを得て、
- 前記湿らせたスタッコが、少なくとも30℃の温度で少なくとも30分の時間間隔にわたって維持されて、安定化されたスタッコを得る、方法。
[態様2]
前記安定化されたスタッコが、前記安定化されたスタッコの重量に基づいて0.2~5重量%、好ましくは0.5~1.5重量%の量の自由水分を含有するような量で、水が前記新鮮なスタッコに添加される、態様1に記載の方法。
[態様3]
前記水が蒸気形態で提供される、態様1または2に記載の方法。
[態様4]
前記新鮮なスタッコが室温で提供される、態様1~3のうちの一項に記載の方法。
[態様5]
前記新鮮なスタッコが、水の添加前に少なくとも30℃の温度に加熱される、態様1~4のうちの一項に記載の方法。
[態様6]
前記湿らせたスタッコが、少なくとも50%の相対湿度の雰囲気下で維持される、態様1~5のうちの一項に記載の方法。
[態様7]
前記湿らせたスタッコが、少なくとも40℃の温度で48時間未満の時間にわたって維持される、態様1~6のうちの一項に記載の方法。
[態様8]
前記安定化されたスタッコの粒径D 98 が、1mm未満に調整される、態様1~7のうちの一項に記載の方法。
[態様9]
前記安定化されたスタッコが粉砕される、態様1~8のうちの一項に記載の方法。
[態様10]
前記安定化されたスタッコが新鮮なスタッコと混合される、態様1~9のうちの一項に記載の方法。
[態様11]
石膏プラスターボードを生産するための方法であって、
- 態様1~10のいずれか一項に記載の方法によって得られた安定化されたスタッコを提供するステップと、
- 水を前記安定化されたスタッコに添加することによってスタッコスラリーを調製するステップと、
- 前記スタッコスラリーを形成して、石膏プラスターボードを得るステップと、を少なくとも含む、方法。
[態様12]
気泡が前記スタッコスラリーに添加される、態様11に記載の方法。
[態様13]
前記気泡が、不安定な気泡である、態様12に記載の方法。
[態様14]
前記気泡が、安定した気泡であり、消泡剤が前記スタッコスラリーに添加される、態様12に記載の方法。
[態様15]
建築ボード、ならびに石膏ブロック、スクリード、接合コンパウンド、仕上げコンパウンド、壁プラスター、成形プラスター、または任意の他の石膏ベースの製品の生産のための、態様1~14のうちの一項に従って生産された、安定化されたスタッコの使用。
Claims (12)
- スタッコを安定化するための方法であって、
- 新鮮なスタッコが少なくとも50℃の温度で提供され、
- 水が前記新鮮なスタッコに添加されて、湿らせたスタッコを得て、
- 前記湿らせたスタッコが、少なくとも50℃かつ100℃未満の温度で少なくとも30分かつ24時間未満の時間間隔にわたって維持されて、安定化されたスタッコを得る、方法。 - 前記安定化されたスタッコが、前記安定化されたスタッコの重量に基づいて0.2~5重量%、好ましくは0.5~1.5重量%の量の自由水分を含有するような量で、水が前記新鮮なスタッコに添加される、請求項1に記載の方法。
- 前記水が蒸気形態で提供される、請求項1または2に記載の方法。
- 前記湿らせたスタッコが、少なくとも50%の相対湿度の雰囲気下で維持される、請求項1~3のうちの一項に記載の方法。
- 前記安定化されたスタッコの粒径D98が、1mm未満に調整される、請求項1~4のうちの一項に記載の方法。
- 前記安定化されたスタッコが粉砕される、請求項1~5のうちの一項に記載の方法。
- 前記安定化されたスタッコが新鮮なスタッコと混合される、請求項1~6のうちの一項に記載の方法。
- 石膏プラスターボードを生産するための方法であって、
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の方法によって得られた安定化されたスタッコを提供するステップと、
- 水を前記安定化されたスタッコに添加することによってスタッコスラリーを調製するステップと、
- 前記スタッコスラリーを形成して、石膏プラスターボードを得るステップと、を少なくとも含む、方法。 - 気泡が前記スタッコスラリーに添加される、請求項8に記載の方法。
- 前記気泡が、不安定な気泡である、請求項9に記載の方法。
- 前記気泡が、安定した気泡であり、消泡剤が前記スタッコスラリーに添加される、請求項9に記載の方法。
- 建築ボード、ならびに石膏ブロック、スクリード、接合コンパウンド、仕上げコンパウンド、壁プラスター、成形プラスター、または任意の他の石膏ベースの製品の生産のための、請求項1~11のうちの一項に従って生産された、安定化されたスタッコの使用。
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