DE3151882A1

DE3151882A1 - "bergbaumoertel"

Info

Publication number: DE3151882A1
Application number: DE19813151882
Authority: DE
Inventors: Wingolf Dipl.-Chem. Dr. 8710 Kitzingen Poch; Franz Dipl.-Chem. Dr. 8715 Iphofen Wirsching
Original assignee: Gebr Knauf Westdeutsche Gipswerke
Current assignee: Knauf Gips KG
Priority date: 1981-12-30
Filing date: 1981-12-30
Publication date: 1983-07-14
Also published as: DE3151882C2

Description

Titel: Bergbaumörtel
Beschreibung Die Erfindung betrifft die Verwendung von bei der Phosphorsäureherstellung anfallendem M-Hemihydratgips (# -CaSO4 .1/2 H2O).
Bei bestimmten Verfahren der nassen Herstellung von Phosphorsäure aus Rohphosphat durch schwefelsauren Aufschluß fällt #-Hemihydratgips als Nebenprodukt an. Dieser- G-Hemihydratgips enthält Verunreinigungen, insbesondere Phosphate und Fluoride, die ihm Eigenschaften verleihen, welche von denen des durch Entwässerung aus Dihydratgips gewonnenen C(-Halbhydratgipses z.T. erheblich abweichen. Insoweit sind vor allem folgende Eigenschaften zu nennen: 1. Schwankender, meist früher Versteifungsbeginn, verzögerter Hydratationsfortschritt beim Anmachen mit Wasser.
2. Thixotrop-unplastische Konsistenz des mit Wasser angemachten Gipsbreis.
3. Unkontrolliertes Ansprechen. auf Gipsverzögerer.
4. Ausblühneigung aufgrund des Gehalts an leichtlöslichen Salzen.
5. Saure Reaktion des mit Wasser angemachten Gipsbreis.
Diese Eigenschaften erlauben keine unmittelbare Verwertung des #-Hemihydratgipses; vielmehr muß dieser erst einer langwierigen Äufbereitung mit mehrstufiger Reinigung und Umwandlung unterzogen werden, bis er in einer Beschaffenheit vorliegt, die in Teilbereichen der Verwendungsbreite üblicher Baugipse eine annähernd normale Verwendung zuläßt.
Die Aufbereitung des oC-Hemihydratgipses führt über die Zwischenstufe des Dihydrats, das dann unter Energieaufwand wieder zu kristallwasserärmeren abbindefähigen CaS04-Phasen gebrannt werden muß. Es liegt auf der Hand, daß- eine solche Verfahrensweise, bei der am Ende unter Energieeinsatz wieder ein dehydratisierter Gips erzeugt werden muß, wirtschaftlich recht ungünstig ist.
Es hat daher nicht an Überlegungen gefehlt, wie der bei der Phosphorsäureherstellung anfallende #-Hemihydratgips ohne die Notwendigkeit einer Aufbereitung, doh. also - von einer stets erforderlichen Trocknung abgesehen - unmittelbar eingesetzt werden kann. Bei einem solchen unmittelbaren Einsatz dürfen die vorstehend angesprochenen Abweichungen in den technologisch interessierenden Eigenschaften, die einer Verwendung des C(-Hemihydratgipses im Einsatzbereich handelsüblichen Q(-Halbhydratgipses entgegenstehen, sich nicht schädlich auswirken, müssen also tolerierbar sein.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den bei einigen Verfahren zur Phosphorsäureherstellung als Nebenprodukt feinteilig anfallenden 58-Hemihydratgips ohne die Notwendigkeit, ihn zwecks Beseitigung und/oder Unschädlichmachung der darin enthaltenen Verunreinigungen mit besonderem Aufwand (insbesondere an Energie und sonstigen Kosten) aufbereiten zu müssen, einer Verwendung zuzuführen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Verwendung des C(-Hemihydratgipses als Mörtel für die untertägige Streckensicherung gelöst.
Bei einer solchen Verwendung sind der schwankende, meist frühe Versteifungsbeginn und das Ausblühen auf grund- des hohen Gehalts an leichtlöslichen Salzen, ds. Eigenschaften, die für einen handelsüblichen Bau gips undenkbar wären, unschädlich.
Auch die erzielbare Druckfestigkeit reicht für etliche Anwendungsfälle aus, wobei zu-berücksichtigen ist, daß unter Strekkensicllerung nicht riur die Erstellung von Stre ckenbe glö i tdäffl men, sondern auch die Konsolidierung, d.h. die vorläufige Sicherung frisch aufgefahrener Strecken durch Aufspritzen des Mörtels auf die Streckenfirste und/oder -stöße sowie auch die satte Hinterfüllung und Ausfüllung des Hohlraums zwischen Ausbauelementen und dem fest anstehenden-Gebirge bzw. einer Konsolidierungsschicht verstanden wird.
Um den #-Hemihydratgips jedoch auch dann zur untertägigen Streckensicherung einsetzen zu können, wenn ein schnellerer Festigkeitsanstieg bzw. höhere Festigkeiten verlangt werden, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Mörtel dahin entwickelt worden, daß dem oC-Hemihydratgips als Abbindebeschleuniger ein alkalisch reagierender Stoff zugegeben ist, der vorzugsweise ein-Kalkhydrat oder ein Zement, insbesondere Portland- oder Eisen-Portlandzement, ist, wobei die Zugabe dieses Stoffs 0.5 - 5.0 Gew.-% ausmacht. Die Druckfestigkeit nach 24 h wird durch die Zugabe von 3 % PZ 35 F auf 30 MN/m2, durch die von 3 % Kalkhydrat sogar auf 43 MN/m2 gegenüber einer Druckfestigkeit von < ca.25MN/m2 ohne jeden Zusatz gesteigert.
Allerdings werden durch diese Zugabe an alkalisch reagierendem Stoff die Versteifungszeiten, und zwar insbesondere das Versteifungsende, stark verzögert; so ändern sich bsp. die Zeiten für Versteifungsbeginn/-ende von 8' / 27' bei Zugabe von 3 % PZ 35 F auf 18' / 68 und bei Zugabe von 3 O/o Kalkhydrat gar auf 35' / 120'. Insoweit ist nun gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung gefunden worden, daß dann, wenn der alkalisch reagierende Stoff mit einem Alkalisulfat kombiniert ist, als welches bevorzugt ein Kalium- oder Natriumsulfat in einer Menge bis 1.0 Gew.-% in Betracht kommt, diese Verzögerung der Versteiungszeiten stark reduziert wird. Die entsprechenden Werte liegen bei Verwendung einer Kombination aus 3 % PZ 35 F/ 1 % Alkalisulfat bei 10' 7 25' und bei Verwendung einer Kombination aus 3 % Kalkhydrat/ 1 % Alkalisulfat bei 15' / 45', so daß ein derart eingestellter Mörtel gut verarbeitet werden kann und einen steileren Festigkeitsanstieg erhält.

Claims

patentansrüche 1. Verwendung von bei der Pllosphorsäureherstellung anfallendem #-Hemihydratgips ( #-CaS04 1/2 H20) im getrockneten Rohzustand als Mörtel für die untertägige Streckensicherung.
2. Mörtel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Q9-Hemihydratgips als Abbindebeschleuniger ein alkalisch reagierender Stoff zugegeben ist.
3. Mörtel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der alkalisch reagierende Stoff ein Kalkhydrat oder ein Zement, insbesondere Portland- oder Eisen-Portlandzement , ist.
4. Mörtel nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe an alkalisch reagierendem Stoff 0.5 - 5.0 Gfw.g ausmacht.
5. Mörtel nach den Ansprüchen 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der alkalisch reagierende Stoff mit einem Alkalisulfat kombiniert ist.
6. Mörtel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalisulfat ein Kalium- oder Natriumsulfat ist.
7. Mörtel nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkalisulfat-Zusatz bis 1.0 Gew.-° ausmacht.