DE2522013A1

DE2522013A1 - Verfahren zum herstellen von baufertigteilen und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens

Info

Publication number: DE2522013A1
Application number: DE19752522013
Authority: DE
Inventors: Hinrich Reimers
Original assignee: Individual
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1975-05-17
Filing date: 1975-05-17
Publication date: 1976-11-18
Also published as: CH615858A5; DE2522013B2; GB1516806A; IT1059445B; DE2522013C3; FR2311638A1; BE841899A

Description

Anmelder: Hinrich Keimers, 673.0 Neustadt, V/aldstraße 56

Verfahren zum Herstellen von Baufertirteilen und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Baufertigteilen durch Vergießen eines Gemisches aus Anhydrit und Wasser in Formen, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens. Unter "Anhydrit" sei hierbei feingemahlenes Ca SC (wasserfreier Gips) verstanden. Anhydrit fällt insbesondere bei der Herstellung von Flußsäure aus Flußspat als Nebenprodukt an.

Zum Herstellen von Eaufertigteilen werden Anhydrit, Wasser und ggf. Füllstoffe in einem Mischer vermischt. Hat das Gemisch aufgrund hinreichend hohen Wassergehaltes eine fließfähige Konsistenz, so wird es in Formen gegossen. Hat das Gemisch wegen geringen Wassergehaltes nur eine erdfeuchte, krümlige Konsistenz, so wird es in Formen gepreßt. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, dem Anhydrit einen Verflüssiger beizugeben. Auf diese '.'.'eise ist es möglich, auch mit relativ geringem Wassergehalt eine fließfähige Konsistenz des Gemisches zu erzielen.- Die Zugabe von Verflüssiger verschlechtert jedoch die Eigenschaften der fertigen Bauteile; beispielsweise wurde festgestellt, daß

5 bis jO r.irn dicke Beschichtunjen auf Gipskartonplatten sich bei r-cr.vankender Raumtemperatur und Raumfeuchtigkeit verwerfen. Di^se Erscheinungen treten mitunter erst nach Jahren auf und führen „u großen Schäden.

Es ist ί ekanr.t, daß aus einem Gemisch aus Anhydrit und V.'asser hergestellte Baufertigteile dann eine optimale Festigkeit erreichen, wenn der Wassergehalt möglichst gering ist; dieser .'•"indestv.-asserg^halt ist dann gegeben, wenn 20 Gev;iehtf:.teil^Q V.'α3s-^r rat 100 Gewichtsteilen Anhydrit vermischt v:erden. i.^Ta:-h bekannten Verfahren hergestellte Gemische mit derart geringem V.V. sser_:"'^jhalt. sind jedoch zähbreiig und zum Einspritzen in Fcr-

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men, insbesondere zur Herstellung dünner Platten, ungeeignet. Einerseits würde der sähbreiige, krümlige I.iörtel zum Einspritzen in Formen die Anwendung eines sehr hohen Preßdruckes und somit einen sehr hohen apparativen Aufwand erforderlich machen. Andererseits könnte es trotzdem noch vorkommen, daß die so hergestellten Platten Poren aufweisen, da der krümelige Körtel die Form nicht vollständig ausfüllt.

Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, unter Beibehaltung eines möglichst geringen Wassergehaltes die Viskosität des Gemisches derart zu vermindern, daß ohne Zusätze von Verflüssigern das Gemisch pumpbar und in Formen .einspritzbar ist.

Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Gemisch 20 bis 30 Gewicht steile Wasser auf 100 Gewichtsteile Anhydrit enthalten sind, daß die Viskosität des Gemisches durch Einwirkung starker !.'lisch- und Scherkräfte und unter Einwirkung hohen Überdrucks ("Mischdruck" von 10 bis 20 atü) vermindert wird, daß das Gemisch beim Einspritzen in die Formen unter Überdruck ("Einspritzdruck") steht und daß während des Abbindens des Gemisches ein Überdruck ("Abbindedruck") in diesem aufrechterhalten wird.

Durch dieses Verfahren werden Abbindung, Erstarrung und Verfestigung des aus Anhydrit hergestellten Baufertigteiles beschleunigt. Auch hat das so hergestellte Baufertigteil den Vorteil, seine Form auch bei wechselnder Raumtemperatur oder Raumfeuchtigkeit nicht zu verändern.

An zwei Beispielen sollen gegenüber einem konventionellen Verfahren (Beispiel 1) die Vorteile des erfindungsgamäSen Verfahrens (Beisrjiel 2) erläutert werden:

Beispiel 1 (konventionelles Verfahren):

Anhydrit aus einer Flußsäareanlage, neutralisiert mit ?7alk auf pH 9, sowie gemischt mit 1 73 K₀SO, (Beschleuniger) wurde

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im Verhältnis 100 Gewichtsteile Anhydrit und 35 Gewichtsteile Wasser zu einer gut fließfähigen liasse angemischt
und in Prismenformen (4x4xi6cm) vergossen. Es wurden folgende Werte gemessen:

•

1

Erstarrungsbeginn

4 h

1

5

min.

Tag

28,0

kp/cm

41

*

74

kp/cm

2

Erstarrungsende

6 h

1

5

min.

Tagen

36,3

It

Verfahren):

160

It

3

Tagen

37,0

ti

184

It

nach

7

.Tagen

53,5

It

208

It

nach

1.

Biegezugfestigkeit Druckfestigkeit

4 Tagen

61,9

ti

318

Il

nach

Hydratationsgrad nach 19 Tagen

•
•

nach

Beispiel 2 (erfindungsgemäßes

nach

Anhydrit aus einer Flußsäureanlage, neutralisiert mit Kalk auf pH 9, sowie gemischt mit 1 $ KpSO. (Beschleuniger) wurde im Verhältnis 100 Gewichtsteile Anhydrit zu 23 Gewichtsteile Wasser einer kontinuierlichen I.'örtelmischmaschine unter
einem Druck von 3 atü zugeführt und unter einem lüischdruck von 10 bis 20 atü kontinuierlich ein fließfähiges Gemisch erzeugt. Proben dieses Gemisches wurden zur Füllung der in Beispiel 1 genannten Prismenformen entnommen.

Es wurden folgende Werte gemessen:

Erst arrungsbeginn Erst arrungsende

nach 1 Tag
nach 2 Tagen nach 3 Tagen nach 7 Tagen nach 14 Tagen

HyI rat at ion sg rad nach 13 Tagen: 54 ^ei°

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	50	mm.	ρ kp/cm I	222	p kp/cm
	08	min.	i I»	304	It
2 h		ti	346	tt
4 h		Il	432	Il
Biegezugfestigkeit Druckfestigkeit	It	514	Il
44,5
60,5
77,5
82,3
76,7

Aus dem Vergleich der Meßwerte bei den Beispielen 1 und 2 erkennt man, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Erstarrung des Gemisches etwa 2 Stunden früher endet als bei Anwendung des bekannten Verfahrens. Die Verfestigung erfolgt schneller und die endgültig erreichten Festigkeiten liegen weitaus höher als bei Anwendung des konventionellen Verfahrens. Auch ist die Abbindung erheblich beschleunigt, wie man daraus erkennt, daß nach 1j5 Tagen der Hydratationsgrad bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits 54 % beträgt, wogegen dieser Viert bei Anwendung des konventionellen Verfahrens nach

19 Tagen erst bei 41 % liegt.

Eesonders gute mechanische Eigenschaften des fertigen Baufertigteiles erzielt man dann , wenn im Gemisch genau so viel Wasser enthalten ist, daß beim Abbinden keine Nachkristallisation auftritt; dies wird erreicht, wenn zur Herstellung des Gemisches

20 Gewichtsteile Wasser auf 100 Gewichtsteile Anhydrit gegeben werden.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zum Vermischen des Wassers mit dem Anhydrit das V/asser mit einem Überdruck ("Wasserdruck") von über 0,2 atü, vorzugsweise von über 2 atü, einzupressen.

Zur Erzielung glatter Oberflächen und zum Herausdrücken von Luftblasen aus der Form wählt man vorteilhaft einen Einspritzdruck von 0,1 bis 0,2 atü.

Für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es viesentlich, daß auch während des Abbindens des Gemisches in der Form ein Überdruck aufrechterhalten wird. Dies ist deshalb von Bedeutung, weil Anhydrit-Gemische unter manchen Bedingungen beim Abbinden schwinden; bei Herstellung zweischichtiger Platten könnte dies zur Folge haben, daß die Anhydritschicht sich von der anderen Schicht löst. Vorteilhaft ist der Abbindedruck etwa gleich demSinspritzdruck und wird durch eine V.'ärmeisolie-

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rung der Form erzielt, wobei das abbindende Gemisch sich erwärmt und somit ausdehnt.

Zur Erzielung des erforderlichen Einsprifczdruckes wird vorteilhaft bis zxx einem Viertel des Gewichts des Anhydrits durch CaI-z iuinsulfat-Halbhydrat, vorzugsweise in der Alpha-Modifikation, ersetzt. Durch den Zusatz von Calziumsulfat-Halbhydrat wird eine s^hr starke Abbindeexpansion erreicht, was bei der Herstellung zweischichtiger Platten zu einer besonders guten Haftung der beiden Schichten führt. Durch den Zusatz von Calziumsulfat-Halbhydrat wird auch eine beschleunigte Abbindung des Gemisches erzielt, wodurch auch widerum eine erhöhte Temperatur in der abbindenden Kasse resultiert, da der Abkühlungseinfluß dann nicht mehr so stark zum Tragen kommt, als wenn die Kasse sehr langsam abbindet.

Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, auf das Gemisch während des Einspüitzens Vibrationskräfte einwirken zu lassen. Hierzu wird auf folgendes Ee₁Isnie 1 3„ verwiesen:

Zur"Herstellung massiver Platten v.'urde eine Form einmal mit dem in Beispiel 1 (nach konventionellem Verfahren) erzeugten Gemisch gefüllt und ein anderes Mal mit dem nach Beispiel 2 (nach erfindungsgemäßem Verfahren) hergestellten Gemisch unter Anwendung der Vibration gefüllt. Im ersteren Falle konnten die Platten erst nach 2h Stunden entnommen werden, wogegen bei Anv:endung des erfindur.gsgemäßen Verfahrens mit Vibration eine F.ntfornur.g bereits nach 6 Stunden möglich war. In ersteren Falle waren die gelagerten Platten nach vier V.'ochon T,agerung leicht gewölbt, v:ährend die e rf indungsger.äß hergestellten Platten völlig eben waren. - Aus diesem L^ispiel 3 ergibt sich, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Vibration die Verweilzeit in den Forron auf etwa ein Viertel reduziert werden kann. Hit einer vorgegebenen Anzahl von Formen können also etwa vier mal so viel Eaufertigteile je Arbeitstag hergestellt werden.

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Man hat bereits versucht, nach konventionellen Verfahren Gesteinswolle-Matten, Glaswolle-Matten, Platten aus geschäumtem Polystyrol oder Gipskarton-Platten mit Anhydrit zu beschichten. Auch bei Verwendung von Klebern sind wiederholt Schäden dadurch aufgetreten, daß sich die beiden Schichten bereits beim Transport voneinander lösten. Diese Schwierigkeit trat insbesondere bei der Beschichtung von Gipskarton-Platten auf, welche nur sehr schwer eine innige Verbindung mit der Anhydritschicht eingehen. Spätere Schäden traten auf, wenn die beschriebenen Verwerfungen dazu führten, daß sich die Schichten voneinander lösten.

Ss hat sich gezeigt, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine in die senkrecht stehende Form hineingestellte, zu beschichtende Platte eine so innige Verbindung mit der Beschichtung aus Anhydrit eingeht, daß die Verwendung von Klebern überflüssig ist. Beim Transport und auch nach längerer Zeitdauer wurde kein Loslösen der Beschichtung von der beschichtenden Platte festgestellt. Es wird hierzu verwiesen auf Beispiel 4:

Mit dem gemäß Beispiel 1 nach konventionellenvVerfahren hergestellten Gemisch wurden Platten aus geschäumtem Polystyrol 30 mm dick beschichtet. Bei der Lagerung wurde diese beschichtete Platte krumm. Beim Herstellen eines Gemisches nach dem Beispiel 2 und Verarbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde eine beschichtete Platte erhalten, die beim Lagern nicht krumm wurde. Auch bei einer Wiederanfeuchtung der Anhydritschicht und nachheriger 3-monatiger Lagerung behielt die Platte ihre Form.

In manchen Fällen ist es wünschenswert, das spezifische Gewicht des erfiridurigigemäjB ^e "Baufertigteiles zu vermindern. In an sich bekannter Weise kann man dies dadurch erzielen, daß man während des Vermischens des Anhydrits mit V/asser oder unmittelbar danach im Gemisch feinste stabile Luftbläschen erzeugt und den Wasseranteil des Gemisches entsprechend erhöht.

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Die Luftbläschen kann man beispielsweise durch Zugabe von Aluminiumpulver zum Anhydrit erzeugen.

Eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorteilhaft gekennzeichnet durch eine kontinuierlich arbeitende, einen Druck von 8 atü, vorteilhaft 10 bis 20 atü aufbauende und schnell umlaufende l.Iörtelmischmaschine, welche eingangsseitig an eine Druckwasserleitung und ausgangsseitig an eine Druckpumpe angeschlossen ist, wobei die Druckpumpe über eine Leitung mit einem Füllmundstück verbunden ist, welches derart bemessen ist, daß der Füllraum der Form(en) vollständig vollgespritzt werden kann.

Um auf das Gemisch während des Einspritzens in die Form(en) die Vibrationskräfte auszuüben, ist(sind) vorteilhaft das Füllmundstück und/oder die Form(en) an eine Vibrationsvorrichtung angeschlossen. Vorzugsweise stecken in der Form Vi brat i on s st äbe.

Den Druck kann man währenddes Einspritzens und Abbindens
in den Formen vorteilhaft dadurch aufrechterhalten, daß
man mehrere Formen in einem Gestell senkrecht stehend und einander berührend zu einer Formstation zusammenfaßt und
daß an beiden Enden der Formstation je eine Druckplatte vorgesehen ist, welche mit der anderen (mittels Holmen) verspannbar ist.

Eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist schematisch in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Llörtelmischmaschine,

Fig. 2 die Leitung mit einem Füllmundstück,

Fig. 3 ein Füllmundstück mit einer Form,

Fig. 4 eine Formstation,

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Fig· 5j 6 und 7 Schnitte durch eine Form zum Herstellen einer

einseitig beschichteten Platte sowie

Fig. 8 einen Schnitt durch eine Form zum Herstellen einer zweiseitig beschichteten Platte.

misch/

Fig. 1 zeigt die Mörtei^riaschine mit dem Trichter 2 zum Einfüllen des Anhydrit-Pulvers und dem Wassereintrittsstutzen 4, welcher an eine Druckwasserleitung anschließbar ist. Im Mischteil 6 wird mit einer nicht dargestellten Schnecke unter Aufbau eines Druckes von 10 bis 20 atü der Anhydrit mit dem V/asser zu einem Gemisch unter Einwirkung starker Misch- und Scherkräfte verarbeitet. Die Pumpe 8 führt das Gemisch, das eine sahnige Konsistenz aufweist, dem Austrittsstutzen 10 zu, an welchem (Fig. 2) über das Kupplungsstück 12 der Druckschlauch 14 angeschlossen ist. Der Druckschlauch mündet in das Füllmundstück 16, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Einspritzrohre 18 und 19 aufweist. Diese werden gemäß Fig. 3 von oben in die senkrecht stehende Form 20 gesteckt.

Fig. h zeigt, daß eine größere Anzahl derartiger Formen 20 in einer Formstation senkrecht nebeneinanderstehend zusammengefaßt ist . An den beiden Enden des aus den Formen gebildeten Pakets ist je eine Druckplatte 22 und 24 vorgesehen. Diese beiden Druckplatten sind rechts und links vom Paket durch je einen Holm 26 und 28 mittels einer Verschraubung JO verspannbar.

Fig. 5 zeigt sehr schematisch einen Querschnitt durch eine senkrecht stehende Form, in welche eine einseitig zu beschichtende Platte 3° aus geschäumtem Polystyrol hineingestellt ist. Die obere Abdeckung 32 der Form weist Öffnungen Jh auf, deren Querschnitt gleich dem der beiden Einspritzrohre 18 und 19 ist. Die rechte Wand J6 der Öffnung 34 fluchtet mit der zu beschichtenden Fläche 38 der Platte 30. Dies hat zur Folge, daß das eingeschobene Einspritzrohr 18, 19 die zu beschichtende Platte 30 gegen die rechte Wand 40 der Form hält. Gemäß Fig. 6 wird zu-

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2 b 2 2 U 1 3

nächst durch die Einspritzrohre 18 und 19 so viel Gemisch 42 eingespritzt, bis die statische Höhe h, um welche die Oberfläche 44 des Gemisches höher steht als die Mündung ^6 der Einspritzrohre 18 und 19, 5 bis 10 cm beträgt. Da das Gemisch ein spezifisches Gewicht von etwa 2 Gramm/cnr aufweist, bedeutet dies einen Vergießdruck von 0,1 bis 0,2 atü. Die Mischmaschine der Fig. 1 ist derart eingestellt, daß sie nach einer gewissen Zeit anhält, nämlich dann, wenn die in Fig. 6 dargestellte statische Höhe erreicht ist, in der der statische Druck 0,1 bis 0,2 atü beträgt. Das Füllmundstück 16 mit den Einspritzrohren 18 und wird dann weiter nach oben in die Stellung der Fig. 7 gezogen und die Fiörtelmischmaschine wieder in Gang gesetzt. Auf diese V/eise wird die Form nach und nach gefüllt, vorzugsweise in zwei Stufen, ohne daß der statische Druck von 0,1 bis 0,2 atü überschritten wird. Dieser genügt einerseits, um eine hinreichende Bindung zwischen der Beschichtung 42 und der zu beschichtenden Platte 30 zu erzielen, ist andererseits nicht so groß, daß zu seiner Aufrechterhaltung in der Formstation ein übermäßig großer apparativer Aufwand betrieben v/erden müßte.

Fig. £ zeigt eine Form zur Herstellung einer zweiseitig beschichteten Platte. Die beiden Öffnungen ^4 in der oberen Abdeckung Gind auch hier derart angebracht, daß die eingescho·=- benen Einspritzrohre die in diesem Falle von beiden Seiten zu beschichtende Platte 30 in der eingezeichneten Stellung während des Einspritzvorganges halten. Dies ist bei einer zweiseitigen Beschichtung von besonderer Bedeutung, da der von dem Gemisch von beiden Seiten auf die Platte ausgeübte Druck sich möglicherweise um einen geringen Betrag unterscheiden kann. Dies könnte eine Verschiebung der Platte zur Folge haben, welche durch die Abstützung mittels der Einspritzrohre verhindert wird.

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Claims

25221)13 Ansprüche

1.!Verfahren zum Herstellen von Baufertigteilen durch Einfüllen eines Gemisches aus Anhydrit und V/asser in Formen, dadurch gekennzeichnet, daß im Gemisch 20 bis 30 Gewichtsteile V/asser auf 100 Gewichtsteile Anhydrit enthalten sind, daß die Viskosität des Gemisches durch Einwirkung starker ,.lisch- und Scherkräfte und unter Einwirkung hohen Überdruckes ("liischdruck" von über 8 atü, vorteilhaft 10 bis 20 atü) vermindert wird, daß das Gemisch beim Einspritzen in die Formen unter Überdruck ("Spritzdruck") steht und daß während des Abbindens des Gemisches ein Überdruck ("Abbindedruck") in diesem aufrechterhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gemisch so viel V/asser enthalten ist, daß beim Abbinden keine llachkri st alii sation auftritt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vermischen des Wassers mit dem Anhydrit das Wasser mit einem Überdruck ("Wasserdruck") von über 0,2 atü, vorzugsweise von über 2 atü, eingepreßt wird.

4· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzdruck 0,1 bis 0,2 atü beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbindedruck etwa gleich dem Spritzdruck ist und durch eine Wärmeisolierung der Form erzielt wird, wobei das abbindende Gemisch sich erwärmt und somit ausdehnt,

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeicimet, daß zur Erzielung des erforderlichen Spritzdruckes bis zum Viertel des Gewichts des Anhydrits durch Calziumsulfat-Kalbhydrat, vorzugsweise in der Alpha-Modifikation, ersetzt wird.

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2B22U13

7· Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Gemisch während des Einspritzens Vibrationskräfte ausgeübt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, zum Herstellen beschichteter Platten, dadurch gekennzeichnet, daß in die senkrecht stehende Form die zu beschichtende Platte hineingestellt ist.

9· Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß während des Vermischens oder unmittelbar danach durch bekannte Maßnahmen im Gemisch feinste stabile Luftbläschen erzeugt werden und der Wasseranteil des Gemisches entsprechend erhöht wird.

10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine kontinuierlich arbeitende, einen Druck von mindestens 8, vorteilhaft 10 bis 20 atü aufbauende und schnell urnlaufende Mörtelmischmaschine, welche eingangsseitig an eine Druckwasserleitung und ausgangsseitig an eine Druckpumpe angeschlossen ist, wobei die Druckpumpe über eine Leitung mit einem Füllmundstück verbunden ist, welches derart bemessen ist, daß der Füllraum der Form(en) vollständig vollgespritzt werden kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmundstück und/oder die Form(en) an eine Vibrationsvorrichtung angeschlossen ist/sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Form Vibrationsstäbe stecken.

13· Vorrichtung nach Anspruch 10 oder folgenden, dadurch gekenn-, zeichnet, daß mehrere Formen in einem Gestell senkrecht stehend und einander berührend zu einer Formstation zusammen-! gefaßt sind und daß an beiden Enden der Formstation je eine Druckplatte vorgesehen TsY' welche 'titU der anderen verspannbar (Holme) ist. ⁶ ° ^{9 8 A} " ' ° ^{8 56}