DE2246345C3

DE2246345C3 - Verfahren zur Herstellung von praktisch ausblUhungsfreien Gipsprodukten

Info

Publication number: DE2246345C3
Application number: DE19722246345
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Chem. Dr. 8711 Mainbernheim Groeger
Original assignee: Gebr Knauf Westdeutsche Gipswerke
Current assignee: Knauf Gips KG
Priority date: 1972-09-21
Filing date: 1972-09-21
Publication date: 1979-09-20
Also published as: BE805068A; DE2246345B2; NL170944B; NL170944C; NL7312273A; DE2246345A1; FR2200218A1

Description

Ciipsprodukte werden bekanntlich durch Wasserauf- !lahnv: aus wasserarmeren, abbindefähigen Calciumsui falen hergestellt. Als Gipsprodukte werden die gipshaltigen Produkte verstanden, die sowohl vorgefertigt werden, wie /um Heispiel Ciipskartonplatten. Zwischen-Wandplatten, Deckenplatten etc.. .ils auch Produkte, die erst an eier Baustelle nach Wasser/ugabe zum Beispiel aus Maschinenput/en. llandpiit/en, Spachtelmassen. Klebemittel oder dergleichen durch Abbinden entstanden sind.

In allen I allen der Verwendung von Gipsprodi'kicn ist es notwendig. daU diese unter Ausbildung einer einwandfreien Oberflache trocknen, da nur eine solche Oberfläche ohne zusätzlichen technischen Aufwand veredelt werden kann, wie beispielsweise durch das Aufbringen von Anstrichen. Tapeten, l-'liesen oder anderen lieschichtiingen. Bei Verbund-Ciipsprodukten. VMC zum Beispiel Gipskartonplatte!!, können Ausbin hungen die Haftung des Kartons auf dem (iipskcrn stören.

!lei Ciipsprodukten sowohl natürlicher als auch s\nilictisi her Herkunft ist ledoch oftmals beobachtet worden, d.iM beim Austrocknen des ( iipsprodiiktes an dessen ()berfl.iche Ausbliihiingen auftrelen. I Im derarli i;c, mit 'Vishliihungen behaftele ()bi rft.ic Ihti weiter '.eicdeln /11 koMiieti. müssen diese .Ausbliihiingen durch .lulweti.hge und /iis.ii/hche technische Maßnahmen eritlernt werJcn ( )(l komieu de'.irUiie Oberflächen .ibi'i iilu'i ti.M!|il iiii'hl weiter veredelt werden, da ti.ii hilt iMi'cnil.· I ein !ltigkeil weilen· Aiisbliiliiingcn l»cu 11 kl ii in I I 1 Ji 11. Ii eine dauer hai le I Ic si hu lining der < ihr; Hai ti- ·'■ :'e!ti>_v kneten Gipsprodukles im hl Analytische Untersuchungen der Ausblühungen haben gezeigt, daß es sich bei diesen Ausblühungen vornehmlich um Natriumverbindungen handelt. Andererseits ist bekannt, daß sowohl in natürlichen als auch in synthetischen Calciumsulfaten Natriumverbindungen enthalten sein können, die zu den beschriebenen störenden Ausblühungserscheinungen führen.

Es ist daher bereits versucht worden, diese Natriumverbindungen aus den Rohgipsen zu entfernen. In erster Linie sind dazu technologische Maßnahmen empfohlen worden, bei denen der zu reinigende Gips mit Wasser vermischt und unter den verschiedensten Bedingungen, wie beispielsweise Wassermenge, Temperatur, Verweilzeit, mechanische Behandlung und dergleichen gewaschen wird. Dieser Waschvorgang kann bei synthetischen Calciumsulfaten technisch möglich sein und wird auch bei natürlichen Calciumsulfaten, zum Beispiel durch Berieselung, durchgeführt, ist aber unwirtschaft lich und aus technischen Gründen unerwünscht. Insbesondere die synthetischen Calciumsulfate enthal-

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MntriiimvprKiniliinai¹!¹! ilu» /Ιι

behandlungen nicht zu entfernen sind. Der Gehalt an solchen Natriumverbindungen ist wesentlich von den Entstehungs- und Vorbchandlungsbvdingungcn eines solchen Calciumsulfais abhängig. So kann beispielsweise bei der Phosphorsäureherstellung aus Rohphosphat und Schwefelsäure eine schlecht auswaschDarc Krisiallform des Gipses oder ein Gips entstehen, bei dem das Natrium in das Kristallgitter eingebaut und dadurch dem Waschvorgang überhaupt nicht zugänglich ist. Fs ist auch eine unterschiedliche Auswaschbarkeit der in dem Gips enthaltenen Natriumsalze festzustellen, die offenbar von der Art des Phosphorsäureprozesses abhängig ist, der bekanntlich so geführt werden kanu, daß der Gips im Verfahren zunächst als Halbhydratoder als Dihydratgips anfällt.

Andererseits ist bekannt, abbindefähigen Gipsen anorganische Verbindungen, wie beispielsweise Kaliumoder Fisensulfat. Calciumhydroxid oder chlorid als Anreger zuzusetzen. Weiler ist aus der britischen Patentschrift 4 84 J04 bekannt, die Plastizität eines Gipses, der keralinhaltige Zusätze als Verzögerer enthält, dadurch /u erhöhen, daß diesem Clips geringe Mengen an Alkali- oder F.rdalkaiisalzeii von mono- bis tribasischen organischen Säuren zugemischt werden.

Unabhängig davon ist aber auch bereits festgestellt worden, daß das Vorhandensein von Nalriumvcrbm düngen in einem Calciumsulfat, gleichgültig, ob diese Natriumverbindungen 111 auswaschbarer oder in nichtauswaschbarer Form vorliegen, im Anschluß an den Abbindeprozeß zu Aiisblühungen führt.

Heim trockenen Urennpro/eß wird keine Natriumverbindung entfernt oder ahgeineben. Da sich aber beim Abbindevorgang eines C'alciumsiilfales dessen Kristallgitter verändert, werden die darin eingeschlosse neu Natriumionen frei und losen sich in dein freien Wasser, das in dem betreffenden C iipsprodiikt noch enthalten ist. Wenn .ms dieser Lösung an der Oberfläche des Gipsproduktes Wasser verdampft, kristallisiert infolge ilbersiiltigiing die darm enthaltene Nairiimivcr I)IIi(IiIiIg al'·. Aiisbluhuiig ,ins. Selbstverständlich kann es sich hier am Ii um ein Gemisch von N.itt iiiinvei biiiduii gen untereinander und mit anderen wasserlöslichen Vei hinduiigen handeln

Irotzdeiii besi lireibl die Ir.inzoMselu· l'alenlsi hull /" /¹MlM ein Veif.ihien /111 I lei stelliiiu¹ um Gipspm Juklen bei Jenen die llildunr μ li.ullu her Kristalle μ rliinJeit werdi H soll /;i die-.eüi /-.'.ei k sollen den

abbindefähigen Calciumsulfat vor oder nach dem Kochen Salzsäure, deren Derivate und insbesondere die Chloride des Calciums oder des Bariums zugesetzt werden. Hierzu wird erläutert, daß sich das Calcium- bzw. Bariumchlorid mit Natriumsulfat, das in dem Gips enthalten sein kann, zu Calcium- bzw. Bariumsulfat und wasserfreiem Natriumchlorid umsetzt, das sich in den Poren des Gipsformteils ablagert, ohne dieses zu sprengen. Diese Auslegung des technischen Geschehens mag für Abbinden des Gipses zutreffend sein. Bei längerer Standzeit des Formteils wird dieses Natriumchlorid durch das in dem Gips noch vorhandene freie Wasser gelöst und verursacht Ausblühungserscheinungen.

Aus der australischen Patentschrift 2 31378 ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Gipsformteilen bekannt, nach dem dem Gips Ammoniumborat und ein lösliches anorganisches Sulfat zugesetzt werden.

Der Zusatz von Ammoniumborat zu Calciumsulfaten ohne alkalische Zü'Htze führt jedoch zu Ausblühungen von Ammoniumsuliat, das durch die doppelte Umsetzung zwischen Ammoniumborat und Calciumsulfat entsteht. Bei alkalisch gestellten Calciumsulfaten hat der Zusatz von Ammoniuniborat eine Ammoniakentwicklung zur Folge, die in einer mehr oder weniger unkontrollierbaren Umsetzung entstehen. Auch auf diese Weise können Salze gebildet werden, die anschließened aus dem Gipsformteii ausblühen.

F.s ist auch bereits versuch: worden, das Ausblühverhalten von Gipsprodukten durch andere Zusätze zu beeinflussen. So wird m der Deutschen Ausiegeschriit 12 24 190 empfohlen, den Calciumsulfaten aluminat- oder silikathaltige hydraulische oder !utenthydraulisehe Materialien zuzugeben. Aber auvh hier ha', sich ergeben, daß die Zugabe alkalischer Substanzen as Ausblühvcrhalten in unerwünschter Weise fördert. Da aber Buugipsc oft als alkalisch reagierende Mörtel verarbeitet werden, ist insbesondere eine Verhinderung solcher Ausbildungen im alkalischen Bereich notwendig.

I-.s ist demzufolge nach einer technisch einfachen Möglichkeit gesucht worden, diese Aiisblühtingen eines Natriumverbindungen enthaltenden Calciumsulfates mit Sicherheit zu vermindern oder ganz unmöglich zu machen.

Ks ist ein Verfahren zur Herstellung eines praktisch ausblühungsfreicn Gipsproduktcs aus Natriumverbindungen enthaltendem Calciumsulfat durch Zusatz von Sauren oder Salzen gefunden worden. Danach werden den Calciumsulfaten vor dem Abbinden Sulfaminsäure. Calciumnitrat. Calcitimsulfamat, Calciiimfumarat und/ oder Calciuingjutamat ein/ein oder im Gemisch zugesetzt.

Zur Durchführung ties Verfahrens der Lrfimlung können Natriumverbindungen enthaltende Calciumsulfate aus natürlichen Vorkommen oder aus synthetischer I lerkiin^ft eingesetzt werden.

Calciumsulfate synthetischer I lerkiinft sind iiil-isi solche, die bei chemischen Verfahren als Abfallprodukte anfallen. Derartige Calciumsulfate entstehen heispiels weise bei der Herstellung von Phosphorsäure durch I Itnsel/iing von Rohphosphat mit SihwcfelsMiire. S¹ fallen aber auch bei anderen gmllici hiiisi h betriebene Prozessen an, /um Beispiel bei der Herstellung v Ameisensäure oder Zitronensäure sown· In.· ι d I Ium wassci slolltu'i 'stellung ,ms I lullspal Im
Πιιπ'hliihrung des Verfahrens ist es ohne Iteileiiiiing. in wi'li her ll\ilr.ilsiiife das ( akunnsiillat wulirgt |tei Volliefen um I lalhhvdt atuips mici \nh\i|ril isi außerdem die Entstehungsweise ohne Bedeutung, ob diese Calciumsulfate oder deren Gemische durch Brennen, in Salz- oder Säurelösung oder unter Druck entstanden sind.

Erfindungsgemäß kann der Zusatz der genannten Säuren oder Salze vor und/oder während der Herstellung abbindefähiger Calciumsulfate, beispielsweise vor Eintragen in das Brennaggregat und/oder während des Brennvorganges, erfolgen, um :las

ίο Ausblühen von Natriumsalzen während des Aushärtens des aus solchen Calciumsulfaten erhaltenen Gipsproduktes zu verhindern.

Die gleiche Wirkung wird erreicht, wenn diese Säuren bzw. Salze nach der Fertig·, teilung des abbindefähigen Cainiumsulfats bzw. nach Fertigstellung abbi.idefähiger Mischungen von Calciumsulfaten dickem zugesetzt werden. Generell ist der Zeitpunkt der Zugabe dieser Verbindungen beliebig, solange dies vor dem Beginn des Abbindens des herzustellenden Gipsproduktes ge-

:u schieht. Die Zusatzmenge soll dabei 0,05 bis 5,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 1,5 Gew.-% — bezogen auf die Gipsmenge — betragen.

Anstelle der angeführten Salze können jedoch auch äquimolare Mengen der freien Säuren und einer

>s neutralisierend wirkenden anorganischen Verbindung, wie CaO, Ca(OH)2 oder CaCC)j, eingesetzt werden, die mit der Säure zu dem gewünschten Salz, reagiert.

Die erfindungsgemäßen Zusätze können dem Calciumsulfat als Feststoffe zugemischt werden. Es ist aber

v) auch möglich, die Zusätze zusammen mit Wasser in Form einer Lösung ouci Suspension mil dem Calciumsulfat zu vermischen. In dieser Form können die Zusätze auf das, vorzugsweise bewegte. Calciumsulfat aufgesprüht werden. Die vorerwähnten Lösungen bzw.

is Suspensionen der Zusatzmittel können auch als Anmachwasscr verwendet werden, das dem Calciumsulfat vor dessen Verarbeitung zugesetzt wird. In allen Fällen ist eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Zusatzmittel in dem Calciumsulfat anzustreben.

(1 Durch die erfindiingsgemäfJ anzuwendenden Zusätze wird die Bildung von Ausblühungen beim Erhärten und trocknen von Gipsprodukten, die aus Natriumverbindungen enthaltenden Calcrimsulfateri hergestellt worden sind, praktisch vollständig verhindert.

Is Selbst bei mehrmaliger Wiederbefcuchtung der erfindungsgemäß erzeugten Gipsprodiikic lallt sich eine erhebliche Verminderung der Aiisbhihungcn gegenüber Ciipsprodiikten ohne Zusätze oeobachten Nachstehend wird du", technisch vorteilhafte Wirkung

-,'· der erfindungsgemäßen MaUnahnen anhand eines Beispiels gezeigt.

B e 1 s ρ 1 e I

Ls wird ein Natriumverbindungen enthaltendes ss ( alcnimsulfat ν er wendet, das aus einem Calciumsulfat l)ih\ dr.11 ei br.in 111 ist. das hei ι Ir 1 I lcrslclliing von I'Ims pho'sanre .ms Rohphosphat und Si hwi lels.iure an;.^re fallen ist. i).] die Natrium enthaltenden Ausbluhiiii gen bei Ciipsprodiikten erfahrungsgemäß in Gegen wall vom Calciumhydroxid starker her ν orlr el en. werden d'. m ('iiloiiiiisiilf;il um uiniliiTi'in iilrw "/» ( .ilniinihvilio χ id ζ υ ge m ι se Ii I I).is Call iumsiill.it wird dann mit einem W.isserverlialtnis von O./^r> mit VVasser angemai ht (las die in Libelle I genannten /iisaize in den glen hlalK

^II angegebenen und auf die cuigesi't/ie CaIi'i'iinsulfatun ¹U ge bezogenen Mengen enthalt

Aus dem angem.ii.hten ( al· miiiimiII.ii ueidin * ■ i|·■. piismeii geturnt! und i'elioi kiiet Die Aiisbluhuii.'i '

werden durch dreimaliges Befeuchten und Trocknen der Gipsprismen hervorgerufea Zur Bestimmung der in diesen Ausblühungen enthaltenen Natriummengen werden die Ausblühungen von den Gipsprismen abgewaschen und der NajO-Gehalt des Waschwassers flammenphotometrisch festgestellt.
Es werden folgende Ergebnisse erhalten:

Zusatzmittel	Zusatzmenge	% Na.'O	Davon
	(Gew.-%	im	ausge
	bezogen auf	Calcium	blüht
	Calciumsulfat)	sulfat	(i/o)
Ohne Zusatz		0,14	70-88
Calciumnitrat	1.2	0,14	1,0
Calciumglutamat	1,9	0,14	35
Calciumfumarat	0,5	0,14	63
Calciumsuifamat	1,2	0,14	4,4
Sulfaminsäure	0.4	0,14	16,0

Die in dieser Tabelle angegebenen Werte zeigen, daß die N atriumsalz-Ausblühungen durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wesentlich reduziert werden und die eingangs erwähnten Schädigungen der Oberfläche von Gipsprodukten nicht mehr bewirkt v.erden.

Den Calciumsulfaten können selbstverständlich die üblichen Zuschlagstoffe, wie beispielsweise Sand, Perlite, Vermikulite, Kalkstein und/oder Verzögerer, Haftvermittler, Plastifizieren Schaummittel und dergleichen zügernischt werden. Diese Zusätze ändern nicht¹; an der Wirkungsweise der erfindungsgemäß einzusetzenden Zusatzmittel.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines praktisch ausblühungsfreien Gipsproduktes aus Natriumverbindungen enthaltenden Calciumsulfaten durch Zusatz von Säuren oder Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß den Calciumsulfaten vor dem Abbinden Sulfaminsäure, Calciumnitrat, Calciumsulfamat, Calciumfumarat und/oder Calciumglu- tamat einzeln oder im Gemisch zugesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Calciumsulfaten die Zusatzmittel in Mengen von 0,05 bis 5 Gew.-% — vorzugsweise 0,1 bis 1,5 Gew.-°/o — zugesetzt werden. is

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Calciumsulfaten anstelle der Salze äquimolare Mengen an Salpetersäure, Sulfaminsiiure, sowie Fumarsäure und einer neutralisierend wirkenden anorganischen Calciumverbin- ;,i dung /ugescUi werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ah neutralisierend wirkende anorganische Verbindung Oxide, Hydroxide oder Carbonate des Calciums eingesetzt werden. :>

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Calciumsulfat die Zusätze als Feststoffe zugemischt werden.

b. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Calciumsulfat die Zusätze \o zusammen mit Wasser zugemischt werden.