DE2535577A1

DE2535577A1 - METHOD OF MANUFACTURING PLASTER FOAM

Info

Publication number: DE2535577A1
Application number: DE19752535577
Authority: DE
Inventors: Hugo Willem Adriaa Houtsmuller
Original assignee: Unie Van Kunstmestfabrieken BV
Current assignee: Unie Van Kunstmestfabrieken BV
Priority date: 1974-08-09
Filing date: 1975-08-08
Publication date: 1976-02-26
Also published as: CA1077245A; NL7410706A; BE832152A; FR2281202A1; IT1041174B; BR7505111A; PL112807B1; JPS5145120A; GB1479804A; FR2281202B1; ZA755010B; ES440142A1

Description

Kennzeichen 2702 J)T Code 2702 J) T

Dr. F. 2um»tein sen. - Dr. E. AssmannDr. F. 2um »tein sen. - Dr. E. Assmann Dr.R.Koenigä!ie <r·· "ν Ί.-Phys.R. HelzbauorDr.R.Koenigä! Ie <r ·· "ν Ί.-Phys.R. Helzbauor Dipl. -Ing. F. Kh gse a < - Dr. F. Zu:Tist-jin jun.Dipl. -Ing. F. Kh gse a <- Dr. F. To: Tist-jin jun.

Patentanwälte 8 München 2, BräuhausstraQe 4;,.Patent Attorneys 8 Munich 2, BräuhausstraQe 4;,.

Unie van Kunstmestfabrieken B.V., UTRECHT (Niederlande) Verfahren zur Herstellung von GipsforailingenUnie van Kunstmestfabrieken B.V., UTRECHT (Netherlands) Process for the production of plaster casts

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formungen aus Gips (CaSO .2 HO) durch Herstellung von Presslingen aus Calciumsulfatdihydrat und Zusatzstoffen.The invention relates to a method for producing moldings made of gypsum (CaSO .2 HO) by producing pellets from calcium sulfate dihydrate and additives.

Bekanntlich können auf obige Weise Gipsförmlinge hergestellt werden, Ausser vielen Zusatzstoffen, wie abbindebeschleunigenden und abbindeverspätenden Mitteln oder Bindemitteln, wird stets wenigstens zum Teile CaSO .5 H₀O verwendet, wie u.a. in der niederländischen Patentanmeldung 6.809.939 und der deutschen Patentschrift 2.240.926 beschrieben.As is known, plaster of paris moldings can be produced in the above manner, besides many additives such as setting accelerating and setting retarding agents or binders, CaSO.5 H ₀ O is always used at least in part, as in Dutch patent application 6,809,939 and German patent 2.240.926 described.

Es hat sich gezeigt, dass bei Anlegung eines ausreichenden Pressdrucks sich der Einsatz von CaSO .J HO im Gegensatz zur allgemein herrschenden Auffassung überhaupt erübrigt, um genügend feste Formlinge aus CaSO .2 HO gleich welcher Herkunft zu gewinnen.It has been shown that when a sufficient pressure is applied the use of CaSO .J HO in contrast to the generally prevailing There is no need to consider enough solid briquettes from CaSO .2 HO to win regardless of origin.

Die Erfindung betrifft deshalb ein Verfahren zur Herstellung von Formungen aus Gips (CaSO .2 HO) durch Herstellung von Presslingen aus Calciumsulfatdihydrat und Zusatzstoffen und wird dadurch gekennzeichnet, dass man feuchtes, nicht kalziniertes Calciumsulfatdihydrat gleich welcher Herkunft unter Beimischung von ein oder mehreren an sich bekannten Zusatzstoffen zumThe invention therefore relates to a method for producing Forms made of plaster of paris (CaSO .2 HO) by manufacturing pellets Calcium sulfate dihydrate and additives and is characterized in that one moist, non-calcined calcium sulfate dihydrate of whatever origin with the admixture of one or more additives known per se to the

Gipsbrei unter Ausschluss von Calciumsulfathemihydrat verpresst und dieGypsum paste pressed with the exclusion of calcium sulfate hemihydrate and the

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2 b 3 5 5 7 72 b 3 5 5 7 7

Formlinge anschliessend unter solchen Bedingungen trocknen lasst, dass kein Calciurasulfathemihydrat entsteht, wobei ein solcher Pressdruck angelegt wird, dass sich ein leicht zuhaidhabender Pressling bildet. Zur Herstellung solcherThen let the briquettes dry under such conditions that no Calciurasulfate hemihydrate is produced, whereby such a pressure is applied that an easy-to-hold pellet is formed. To produce such

leicht zu handhabenden Presslinge ist ein Druck von minimal 200 kg/cm anzulegen,easy-to-handle pellets, a pressure of at least 200 kg / cm must be applied,

Erfindungsgemass kann also ohne weiteres von Chemiegips ausgegangen werden, der bei der AufSchliessung von Apatit entweder mit Schwefelsaure oder mit Salpetersaure anfallt und sodann niedergeschlagen wird. Den ca, 30 Gew.% freies Wasser enthaltenden und durch organischen Material, auflösbare Phosphate, Fluoride und/oder Ammoniumsulfat verunreinigten Nassgips kann man, ggf. unter Benutzung bekannter Zusatzstoffe, gemass. der nachstehend genannten Nasspressmethode zu Formungen vorpressen.According to the invention, chemical gypsum can easily be used as a starting point be used in the breakdown of apatite either with sulfuric acid or with nitric acid and is then precipitated. The approx. 30 wt.% Phosphates containing free water and dissolvable by organic material, Wet gypsum contaminated with fluoride and / or ammonium sulphate can be used, if necessary using known additives. the wet pressing method mentioned below pre-press to form shapes.

Das Wasser (mit einem Teil der genannten Stoffe) wird unter Druck entferntThe water (with some of the substances mentioned) is removed under pressure

und es fallt bei einem Pressdruck von 300 kg/cm ein Formling mit einem Wassergehalt von z.B. 12 Gew.% an.and a molding falls with a pressing pressure of 300 kg / cm Water content of e.g. 12% by weight.

Es lasst sich eine schnellere und in der Praxis besser ausführbare Pressmethode verwirklichen, indem man gemass der sog. Trockenpressmethode vorgeht. Dabei wird der ca. 30% freies Wasser enthaltende Gipsbrei durch Filtrieren, ggf. mit Hilfe von Hydrozyklonen, zuerst zu einem 10 bis 20 Gew.% freies Wasser enthaltenden Gips entwassert, wonach ein Bindemittel in flussiger oder fester Form eingemischt wird. Beim anschiiessenden ,Vorpressen der Gipsmasse wird kaum noch Wasser frei.It can be a faster and, in practice, more executable Realize the pressing method by using the so-called dry pressing method going on. The gypsum paste, which contains approx. 30% free water, is first converted to a 10 to 20% by weight by filtration, if necessary with the aid of hydrocyclones. Free water-containing plaster of paris drained, after which a binder in liquid or in solid form. During the subsequent pre-pressing of the plaster of paris hardly any water is released.

Das Restwasser wird schliesslich in beiden Fallen unter ErhitzungThe residual water is finally heated in both cases

ο bei so niedriger Temperatur entfernt, z.B. 50 C, dass sich kein Hemihydrat bildet. Allerdings ist auch ein langzeitiges Trocknen bei Zimmertemperatur und bei genügend niedrigem Feuchtigkeitsgrad möglich. Die Endfestigkeit der getrockneten Formlinge ist eine Funktion des Pressdrucks, wie noch naher in den Tabellen dargestellt'wird. Damit die Bruchfestigkeit der Formlinge den Werten entspricht, die bei Anwendung des Formlings im Bau am meisten gefordert werden,ο removed at such a low temperature, e.g. 50 C, that there is no hemihydrate forms. However, long-term drying at room temperature and with a sufficiently low level of humidity is also possible. The final strength of the dried Moldings are a function of the pressing pressure, as will be explained in more detail in the Tables'. So that the breaking strength of the bricks matches the values which are most required when the molding is used in construction,

2
wird ein Pressdruck von mindestens 200 kg/cm bevorzugt. Es ist notig, dass die Flüssigkeit so viel Zusatzstoffe in gelöster Form enthalt, dass der getrocknete Formling nach Hinauspressen eines Teiles dieser Zusatzstoffe noch · 1 bis etwa 2 Gew.% dieser Stoffe, bezogen auf den Trockengips.enthalt. Von den bekannten Zusatzstoffen sind Wasserstoffsilicofluorid und Ammoniumsulfat sehr geeignet. Andere Zusatzstoffe sind aber nicht ausgeschlossen.2
a pressing pressure of at least 200 kg / cm is preferred. It is necessary for the liquid to contain so much additives in dissolved form that the dried molding, after some of these additives have been pressed out, still contains 1 to about 2% by weight of these substances, based on the dry plaster of paris. Of the known additives, hydrogen silicofluoride and ammonium sulfate are very suitable. However, other additives are not excluded.

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Der erstgenannte Zusatzstoff entsteht bei der Aufschliessung von Apatit und muss gemass dem Verfahren der Erfindung nicht speziell aus der Gipsmasse entfernt werden. Der zweite Stoff kann, bedingt durch den Aufschliessungsvorgang, noch in geringen Mengen im Gipsbrei anwesen sein.The first-mentioned additive is produced when apatite is broken down and according to the method of the invention does not have to be specifically made from the gypsum mass removed. The second substance can, due to the digestion process, still be present in small quantities in the gypsum paste.

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Tabelle erläutert. Das erfindungsgemasse Verfahren wird dabei auf 5 χ 5 χ 5 cm grosse Würfel angewandt. Es wird von Chemiegips ausgegangen, der bei der AufSchliessung von Apatit mit Schwefelssaure anfallt.The invention is explained with reference to the table below. The method according to the invention is applied to cubes 5 × 5 × 5 cm in size applied. Chemical gypsum is used as the starting point for the opening up of apatite with sulfuric acid.

Table I; Wet pressing process

Zusatzstoffe: Ammoniumsulfat, WasserstoffsilicofluoridAdditives: ammonium sulfate, hydrogen silicofluoride

Pressdruck Bruchfestigkeit Zusatzstoffe Dichte kg/cm² kg/cm² Gew.%Compression pressure Breaking strength Additives Density kg / cm ² kg / cm ² % by weight

100100 145 bzw145 or . 100. 100 1,651.65 bzw.respectively. 1,391.39 1,501.50 bzw.respectively. 1,461.46 200200 160 ".160 ". 180180 1,581.58 trtr 1,011.01 1,611.61 IlIl 1,571.57 300 .300 238 "238 " 215215 1,151.15 ftft 0,760.76 1,701.70 ttdd 1,681.68 400400 295 "295 " 215215 1,221.22 ttdd 0,560.56 1,771.77 ttdd 1,711.71 500500 308 "308 " 260260 1,121.12 titi 0,510.51 1,801.80 ItIt 1,761.76 600600 325 "325 " 260260 1,171.17 ttdd 0,510.51 1,811.81 ttdd 1,771.77 700700 330 "330 " 270270 -- IfIf -- -- ffff -- Tabelle II:Table II: TrockenpressverfahrenDry pressing process

Zusatzstoffe: Ammoniumsulfat bzw. WasserstoffsilicofluoridAdditives: ammonium sulfate or hydrogen silicofluoride

Pressdruck Bruchfestigkeit Zusatzstoffe Dichte kg/cm . kg/cm² Gew.%Pressing pressure breaking strength additives density kg / cm. kg / cm ² wt.%

100100 9292 bzw.respectively. 9595 1,901.90 bzwrespectively . 1,90. 1.90 1,491.49 bzw.respectively. 1,461.46 200200 172172 flfl 148148 1,541.54 ttdd 1,641.64 1,571.57 itit 1,571.57 300300 202202 IlIl 177177 1,381.38 1111 1,381.38 , 1,66 , 1.66 titi 1,631.63 400400 220220 flfl 215215 1,181.18 ftft 1,181.18 1,741.74 rtrt 1,701.70 500500 307307 IlIl 235235 1,101.10 ItIt 1,101.10 1,771.77 IlIl 1,751.75 600600 332332 titi 320320 1,061.06 IfIf 1,061.06 1,831.83 titi 1,821.82 700700 343343 IlIl 332332 -- titi -- -- ItIt --

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■ 2 b 3 b 5 7 7■ 2 b 3 b 5 7 7

Die erfindungsgemass hergestellten Formlinge eignen sich ganz besonders als Baumaterial, vor allen Dingen dort, wo sie nicht direkt der Einwirkung von Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Das sog. Ausblühen infolge der Anwesenheit von Natriumionen tritt nicht auf, weil es solche weder im verunreinigten Gipsbrei noch in den Zusatzstoffen gibt.The moldings produced according to the invention are quite suitable especially as a building material, especially where they are not directly exposed to moisture. The so-called blooming as a result of the The presence of sodium ions does not occur because they do not exist either in the contaminated gypsum paste or in the additives.

Das erfindungsgemasse Verfahren bringt grosse Vorteile mit sich, weil ein umweltfeindliches Nebenprodukt, der Chemiegips, das bisher nur auf mehr oder weniger komplizierte Weise als Bauwerkstoff geeignet gemacht werden konnte, sich jetzt auf einfache und relativ billige Weise zu einem gut braubhbaren Produkt verarbeiten lasst.The process according to the invention has great advantages because an environmentally unfriendly by-product, chemical gypsum, has only been used up to now be made suitable as a building material in a more or less complicated manner can now be processed into a brewable product in a simple and relatively cheap way.

Als Züsatzmittel können auch andere Stoffe als die obigen dienen, namentlich HarnstOfformalildiyüharz, .. Zement oder zermahlene HUttenschlacke. Andere Stoffe sind aber nicht ausgeschlossen. Als Regel gilt wohl, dass im vorliegenden Fall die Zusatzmengen erheblich geringer sind als die, welche fur das Binden anderer a anorganischer Stoffe als Gips (CaSO .2 HO) z.B. Sand, Kreide oder Mergel unter Anlegung von Druck zu genügend festen Formungen erforderlich sind.Substances other than the above can also serve as additives, namely Urea offormalildiyu resin, .. cement or ground slag. However, other substances are not excluded. As a rule, in the present case, the additional amounts are considerably lower than what for binding inorganic substances other than gypsum (CaSO .2 HO) e.g. sand, Chalk or marl with the application of pressure to form sufficiently firm shapes required are.

Bei Verwendung von Harnstoffformaldehydharz genügen weniger als 5.Gew.% dieses Produktes bezogen auf den Trockengips. Eine Menge von 1 bis 4 Gew.%-, vorzugsweise sogar ca.1 Gew.% bezogen auf den Trockengips, hat sLchausge2SLchnet bewährt.When using urea-formaldehyde resin, less than 5% by weight is sufficient this product based on dry plaster. An amount of 1 to 4% by weight, preferably sLchausge2SL has even proven to be effective at around 1% by weight based on the dry plaster of paris.

Ausser dem Umstand, dass man unter Benutzung einer geringen Menge Harnsto'fformaldehydha-rz auch von ausscbliesslich nassem Calöiumsulfatdihydrat ausgehen kann, hat der Einsatz dieses Harzes als Zusatzstoff den weiteren Vorteil, dass die Feuchtigkeitsbestandigkeit der Formlinge im Vergleich zu solchen, bei denen Ammoniumsulfat oder Wasserstoffsilicofluorid als Zusatzmittel benutzt wird, wesentlich verbessert wird.Except for the fact that using a small amount of urinary formaldehyde resin you can also use exclusively wet potassium sulfate dihydrate can go out, the use of this resin as an additive has the further advantage that the moisture resistance of the moldings compared to those in which ammonium sulfate or hydrogen silicofluoride are used as additives is used, is significantly improved.

Im letzteren Fall lasst die Druckfestigkeit bei längerer Lagerung in einer Umgebung mit hoher relativer Feuchtigkeit erheblich nach und sinkt 2um Beispiel unter 50 kg/cm². Dies ist nicht der Fall beim Einsatz von Harns tof formal de hydhärz als Züsatzmittelj zo dass .man' die Formlinge als Ersatz fur Kalksandstein benutzen kann. Tabelle ill zeigt die Ergebnisse bei Zusatz von nur 1 Gew.% Harnsto;fformaiäfehydharz auf der Basis des schon genannten Chemiegipses und äer sog. Trbckeftprfessiaethöde.In the latter case, the compressive strength drops considerably on prolonged storage in an environment with high relative humidity and falls, for example, below 50 kg / cm ² . This is not the case when urine tof formal de hydharz is used as an additive so that the bricks can be used as a substitute for sand-lime brick. Table III shows the results with the addition of only 1% by weight of urine, formaldehyde resin based on the chemical gypsum already mentioned and a so-called dry pressure substance.

60I8Ü9/Ü98160I8Ü9 / Ü981

2 b 3 b R 7 72 b 3 b R 7 7

Tabelle III: Trockenpressmethode Table III: Dry Press Method

Zusatzstoffe:Additives: HarnstofformaldehydharzUrea formaldehyde resin nach 2-
wöchiger
Trocknung
bei 83% rel
Feucht.after 2-
weekly
Drying
at 83% rel
Moist. AKZO Typ 6, 1 Gew.%AKZO type 6, 1% by weight •• 0,0350.035 EnddichteFinal density Pressdruck
kg/cm² Pressing pressure
kg / cm ² Bruchfestigkeit
kg/cm² Breaking strength
kg / cm ² 6060 Feuchtigkeitsaufnahme
Gew.%Moisture absorption
Weight% O₁044O ₁ 044 nach Trock
nung bei
50 Cafter dry
at
50 C 115115 0,0650.065 1,481.48 100100 6060 147147 0,0830.083 1,601.60 200200 105105 195195 0,0630.063 1,671.67 300300 155155 195195 0,0510.051 1,731.73 400400 174174 202202 1,701.70 500500 203203 1,721.72 600600 280280

Aus der Tabelle ergibt sich, dass die Bruchfestigkeit bei Lagerung der Formlinge unter hoher relativer Feuchtigkeit nicht beeinträchtigt wird, was bei Einmischung anderer Zusatzstoffe nicht stets der Fall ist. Die ;-■- Kombination von Chemiegips und Harnstofformaldehydharz ist sehr günstig, weil der sauerreagierende Chemiegips, dessen pH-Wert etwa 5 betragt, sehr stark katalysierend auf den Harnstofformaldehyd einwirkt.The table shows that the breaking strength during storage the moldings are not impaired under high relative humidity, which is not always the case when other additives are mixed in. The; - ■ - combination of chemical gypsum and urea-formaldehyde resin is very favorable, because the acid-reacting chemical gypsum, whose pH is around 5, has a very strong catalytic effect on the urea-formaldehyde.

Bei Verwendung von Zement oder zermahlener HtIttenschläcke genügt eine Menge von weniger als 10 Gew.%, bezogen auf den Trockengips, Auch diese Menge ist wesentlich niedriger als fur das Binden anderer anorganischer Stoffe als Gips erforderlich ist.When using cement or ground HtIttenschläcke is sufficient an amount of less than 10% by weight, based on the dry gypsum. This amount is also considerably lower than for binding other inorganic compounds Substances than plaster of paris is required.

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Claims

PATENT CLAIMS

1. Process for the production of moldings from plaster of paris (CaSO. 2 HO) by Production of pellets from calcium sulfate dihydrate and additives, characterized in that one moist non-calcined calcium sulfate dihydrate regardless of the origin with the addition of one or more known additives to the gypsum paste to the exclusion of calcium sulfate hemihydrate and then the briquettes -Let dry in such conditions that no calcium sulfate hemihydrate arises, whereby such a pressure is applied that an easy-to-handle pellet is formed.

2. The method according to claim 1, characterized in that of chemical gypsum It is assumed that the soluble phosphates, fluorides and / or ammonium sulfate contains.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the The additional amount is a maximum of approx. 2% by weight, based on the dry grips.

4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that one

applies a pressure of at least 200 kg / cm.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the moist calcium sulfate dihydrate is first dehydrated until it is 10 to 20 Contains% by weight of free water.

6. The method according to claims 1, 4 or 5, characterized in that Hamsto f formaldehyde resin is used as an additive, u.zw. in a Amount of less than 5% by weight, preferably 1 to 4% by weight, and in particular approx. 1% by weight, based on the dry plaster of paris.

7. The method according to claims 1, 4, 5 or 6, characterized in that a combination of sauerreagierendem chemical gypsum and urine "tof f ^r ormalde- hydharz used vrird.

8. The method according to claims 1, 4 or 5, characterized in that as an additive cement or ground-slag in an amount of less than 10% by weight, based on the dry plaster of paris, is used.

9. molding, received "according to one of claims 1 - to 8 .--

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