PL196455B1

PL196455B1 - Produkt gipsowy i sposób jego wytwarzania

Info

Publication number: PL196455B1
Application number: PL332561A
Authority: PL
Inventors: Frank Lyn Boot
Original assignee: Bpb Plc
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2008-01-31
Also published as: GB2336360A; DK0957070T3; GB2336360B; EP0957070A1; EP0957070B1; PT957070E; PL332561A1; CZ299454B6; GB9808261D0; ES2177202T3; DE69901864D1; DE69901864T2; ATE219475T1; CZ134899A3

Abstract

1. Produkt gipsowy uformowany ze stwardnia lej gipsowej masy tynkarskiej maj acy ods loni et a powierzchni e gipsow a, znamienny tym, ze gips zawiera od 0,01 do 2,0% wagowych hydrofobowego silikonu oraz od 0,05 do 1,00% wagowych co najmniej jednej soli potasowej razem z 0,05 do 10% wagowych koloidalnej krzemionki. 7. Sposób wytwarzania produktu gipsowego uformowanego ze stwardnia lej gipsowej masy tynkarskiej, znamienny tym, ze do zawiesiny masy tynkarskiej dodaje si e od 0,01 do 2,0% wago- wych hydrofobowego silikonu oraz roztwór co najmniej jednej soli potasowej absorbowanej na kolo- idalnej krzemionce tak, ze ilo sc soli potasowej obecnej w zawiesinie wynosi od 0,05 do 1,00% wa- gowych, a ilo sc koloidalnej krzemionki obecnej w zawiesinie wynosi od 0,05 do 10% wagowych. PL PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196455 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 332561 ^{(51) Int.Cl.}

C04B 28/14 (2006.01) C04B 28/10 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 16.04.1999 (54)

Produkt gipsowy i sposób jego wytwarzania

(30) Pierwszeństwo: 17.04.1998,GB,9808261.3	(73) Uprawniony z patentu: BPB PLC,Slough,GB
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 25.10.1999 BUP 22/99	(72) Twórca(y) wynalazku: Frank Lyn Boot,Loughborough,GB
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.01.2008 WUP 01/08	(74) Pełnomocnik: Jadwiga Witusowska, PATPOL Sp. z o.o.

⁽⁵⁷⁾ 1. Produkt gipsowy uformowany ze stwardniałej gipsowej masy tynkarskiej mający odsłoniętą powierzchnię gipsową, znamienny tym, że gips zawiera od 0,01 do 2,0% wagowych hydrofobowego silikonu oraz od 0,05 do 1,00% wagowych co najmniej jednej soli potasowej razem z 0,05 do 10% wagowych koloidalnej krzemionki.

7. Sposób wytwarzania produktu gipsowego uformowanego ze stwardniałej gipsowej masy tynkarskiej, znamienny tym, że do zawiesiny masy tynkarskiej dodaje się od 0,01 do 2,0% wagowych hydrofobowego silikonu oraz roztwór co najmniej jednej soli potasowej absorbowanej na koloidalnej krzemionce tak, że ilość soli potasowej obecnej w zawiesinie wynosi od 0,05 do 1,00% wagowych, a ilość koloidalnej krzemionki obecnej w zawiesinie wynosi od 0,05 do 10% wagowych.

PL 196 455 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest produkt gipsowy o odsłoniętych powierzchniach gipsowych oraz sposób wytwarzania takiego produktu o podwyższonej niezwilżalności wodą lub odporności na działanie wilgoci. Bardzo ważnymi produktami tego typu są płyty gipsowe nie zawierające papieru, jak również płyty gipsowe z okładzinami papierowymi lub wykonanymi z innych materiałów znajdującymi się tylko po jednej stronie lub po obu stronach płyty. W przypadku płyt z okładzinami po obu stronach, odsłonięta powierzchnia gipsowa znajduje się tylko na krawędziach płyty. Inne produkty gipsowe mogą być także narażone na absorpcję wody.

Płyty tynkarskie odporne na działanie wilgoci lub niezwilżalne wodą muszą w Wielkiej Brytanii spełniać normę brytyjską dla gipsowych płyt tynkarskich (British Standard for Gypsum Plasterboard) [(BS1230: part 1:1985)]. Płyty ścienne odporne na działanie wilgoci muszą spełniać wymóg który stanowi, że absorpcja wody nie może być większa niż 5%, wyrażona w procentach wagowych zaabsorbowanej wody przez płytę o wymiarach 300 mm x 300 mm zanurzoną w wodzie w temperaturze 20°C przez okres 2 godzin i taką ścienną płytę można stosować w sytuacjach kiedy istnieje ryzyko, że część płyty będzie wystawiona na działanie wilgoci. Powierzchniowa absorpcja wody dla niezwilżalnej wodą płyty ściennej musi być nie większa niż 160 g/m², zmierzona po 2 godzinach ekspozycji powierzchni płyty na działanie wody w temperaturze 20°C, którą to płytę utrzymuje się w pierścieniu aparatu Cobb'a do pomiarów absorpcji wody. Taką ścienną płytę niezwilżalną wodą można stosować w sytuacjach gdy istnieje ryzyko, że część płyty będzie wystawiona na działanie wilgoci.

Aby uzyskać odporność na działanie wilgoci, do masy (zawiesiny) tynkarskiej używanej do formowania płyty dodaje się hydrofobowe dodatki.

Wymagania odnośnie powierzchniowej absorpcji wody w przypadku niezwilżalnej wodą płyty można spełnić stosując mocne sklejenie płyty z użytą okładziną lub oblicowanie płyty papierem.

Pożądany stopień ochrony przed wilgocią odpornej na wilgoć płyty tynkarskiej trudniej uzyskać w przypadku cienkiej pł yty przy danej gę stoś ci rdzenia, pomimo ż e istnieje taka sama lub mniejsza powierzchnia odsłoniętych krawędzi rdzenia. Powodem tego jest fakt, że ciężar testowanych próbek zmniejsza się gdy zmniejsza się grubość. Podobnie, pożądany stopień ochrony przed wilgocią staje się trudniejszy do osiągnięcia jeżeli ciężar płyty zmniejsza się przy danej grubości.

Pochłanianie wilgoci jest szczególnym problemem w przypadku gipsowych produktów nie powlekanych papierem. Do takich produktów należą płyty oraz inne niepowlekane lub odlewane wyroby, jak również płyta bez okładziny papierowej, opisana w naszym patencie o numerze GB 2053779. W patencie tym ujawniono płytę budowlaną składającą się z rdzenia z materiałów zlepiających, na przykład, gipsu i nieorganicznej włóknistej tkaniny lub zwoju znajdującego się przynajmniej po jednej stronie rdzenia, przy czym materiał rdzenia przenika włóknistą tkaninę lub zwój i rozprzestrzenia się w postaci cią g ł ej warstwy na zewnę trznej powierzchni tej tkaniny lub zwoju. Produkt wytworzony bez stosowania wodoodpornych dodatków ma silnie absorbującą powierzchnię, która nastręcza kłopoty przy dalszym tynkowaniu lub wykonywaniu dekoracji. Jak wyżej wspomniano, powlekane płyty mogą być także narażone na absorpcję wody w przypadku kiedy są eksponowane tą stroną płyty, która nie zawiera okładziny lub odsłonięte są krawędzie płyty obustronnie powleczonej.

Celem obniżenia chłonności powierzchni płyty zwykle stosuje się dodawanie do zawiesiny tynkarskiej środka hydrofobowego, takiego jak silikon. Stosując silikon stwierdzono, że niemożliwe jest uzyskanie płyty gipsowej bez okładziny papierowej, która byłaby odporna na wilgoć bez względu na swoją grubość. Jest kilka tego przyczyn, a mianowicie takich, że dużo trudniej jest wytworzyć odsłoniętą powierzchnię gipsową odporną na działanie wilgoci i że taką płytę zwykle suszy się w niższych temperaturach niż zwykłą gipsową płytę powleczoną papierem w celu uniknięcia powtórnego zwapnienia powierzchni płyty, które daje w rezultacie niewystarczające wysuszenie (utwardzenie) wodoodpornych środków silikonowych. Zwykłe zwiększenie ilości dodanego silikonu nie prowadzi w tym przypadku do usunięcia tych trudności.

Siarczan potasowy przyspieszając wiązanie zawiesin tynkarskich powoduje zwiększenie wielkości kryształów gipsowych uformowanych z zawiesiny tynkarskiej i w ten sposób zmniejsza całą powierzchnię okalającą stwardniałych kryształów gipsu. Doświadczalnie stwierdzono, że jeśli siarczan potasowy dodać do zawiesiny tynkarskiej zawierającej silikon, to obserwuje się zasadnicze polepszenie odporności na działanie wody, co może być związane ze zmianami w krystalografii gipsu. Udowodniono że ten efekt powoduje jon potasowy, chociaż pewne sole, a zwłaszcza węglan potasowy i siarczan potasowy, dają lepsze wyniki niż inne sole. Niekorzystnie, zwię kszeniu odpornoś ci na dziaPL 196 455 B1 łanie wody towarzyszy, niemożliwa do przyjęcia, strata wytrzymałości stwardniałego gipsu spowodowana modyfikacją pokroju kryształów gipsowych. Poza tym, różne sole potasowe mają różny wpływ na czas twardnienia, mogą go przyspieszać, nie zmieniać lub opóźniać.

Obecnie stwierdzono, zgodnie z wynalazkiem, że roztwory soli potasowej absorbowane na koloidalnej krzemionce jako nośniku i wprowadzone w takiej formie do gipsowej zawiesiny tynkarskiej, wyraźnie poprawiają odporność na działanie wilgoci nie zmniejszając wytrzymałości stwardniałego gipsu.

Dalszym nieoczekiwanym stwierdzeniem jest to, że powyższy rezultat uzyskuje się bez względu na modyfikację składu masy przez dodanie soli. Zwykle bowiem można było oczekiwać, że dodatek soli wpływając na krystalografię gipsu i czas twardnienia odbije się stratą wytrzymałości. Ponadto stwierdzono, że można stosować dodawanie mieszanin soli potasowych działających przyspieszająco lub hamująco, i otrzymać zawiesinę o takim samym czasie twardnienia jak zawiesina wzorcowa bez potasowych dodatków.

Koloidalną krzemionkę korzystnie jest dodać w ilości od 0,05 do 10% wagowych masy tynkarskiej. Sól potasową lub sole korzystnie dodaje się w ilości od 0,05 do 1,0% wagowych masy tynkarskiej. Silikon, którym może być na przykład metylowodorowy polisiloksan, można stosować w ilości od 0,01 do 2% wagowych masy tynkarskiej, a korzystnie od 0,3 do 1,0%. Przykładami silikonów dostępnych na rynku są Wacker Chemie's BS94 płyn i Rhone Poulenc's H68 płyn.

Dalsze nieoczekiwane obserwacje sugerują, że chociaż koloidalna krzemionka jest znanym wzmacniającym dodatkiem do cementu, to obecność koloidalnej krzemionki i zaabsorbowanych roztworów soli dodanych do masy tynkarskiej, stosowanej w produkcji gipsowych płyt i innych odlewanych wyrobów gipsowych, nie jest przyczyną utrzymania dotychczasowej wytrzymałości tych wyrobów.

Ponadto zauważono, że o ile obecność koloidalnej krzemionki tylko przyczynia się do pewnej poprawy odporności na działanie wilgoci płyty gipsowej zawierającej silikon, to dodatkowa obecność soli potasowych jest istotnym czynnikiem uzyskania wysokiej odporności na działanie wody z jednoczesnym utrzymaniem wytrzymałości na ściskanie stwardniałego gipsu.

Wszystkie powyższe obserwacje są zilustrowane, jeśli chodzi o wpływ różnych dodatków na czas twardnienia, wytrzymałość na ściskanie i absorpcje wilgoci przez płyty gipsowe nie powleczone papierem, i przedstawione w tabeli 1. Lepsze rezultaty uzyskiwane dzięki temu wynalazkowi są pokazane w testach 5, 6 i 7.

T a b e l a 1

Dodatki (% wag/wagę masy tynkarskiej)	Sole zaabsorbowane na koloidalnej krzemionce	Stward- nienie końcowe (min)	Gę- stość Suchej masy (kg/m³)	Wytrzymałość na ściskanie (N/mm²)	Absorpcja wilgoci po 2 godzinach (%)	Test
Płyn silikono- wy	Siar- czan potasu	Węglan potasu	Kolo- idalna krze- mionka	Środek przyspieszający powstawanie ziaren gipsu
BRAK	BRAK	BRAK	BRAK	0,3	-	4	1005	N/D	48,2	1
1,0	BRAK	BRAK	BRAK	0,3	-	4,25	998	11,2	38,0	2
1,0	BRAK	BRAK	1,0	0,3	-	4,25	983	10,6	18,0	3
1,0	BRAK	0,4	BRAK	1,2	Nie	5,25	1104	10,5	2,7	4
1,0	BRAK	0,4	0,24	1,2	Tak	4,75	1118	13,5	1,6	5
1,0	0,225	0,076	1,0	0,14	Tak	4,25	986	N/D	5,3	6
1,0	0,3	0,1	1,0	0,2	Tak	4,50	1087	14,3	4,7	7
1,0	BRAK	BRAK	BRAK	0,2	-	4,25	1115	13,8	36,0	8

N/D = nie oznaczono

PL 196 455 B1

Wykorzystanie wynalazku do innego produktu, niż płyta nie powleczona papierem, przedstawiono w następującym przykładzie.

Płytki gipsowe o grubości 6 mm, odlane z zawiesiny gipsu tynkarskiego, suszono w temperaturze 40°C w niskiej wilgotności. Podobne płytki odlano używając zawiesinę zawierającą hydrofobowy silikon lub zawiesinę zawierającą hydrofobowy silikon oraz roztwory soli potasowej zaabsorbowane na koloidalnej krzemionce o stężeniach obliczonych jako procent wagowy zaprawy tynkarskiej. Wartości gęstości oraz absorpcji płytek podano w tabeli 2. Jak wynika z zamieszczonych danych, chociaż silikon powoduje tylko nieznaczne obniżenie absorpcji wilgoci, to jednak kombinacja silikonu, soli potasowej i koloidalnej krzemionki daje dużo większe obniżenie absorpcji wilgoci.

T a b e l a 2

Claims

Dodatek Absorpcja (%) Gęstość (KG/m³) BRAK (wzorcowa) 40,0 1043 0,5% silikonu 26,7 1052 0,5% silikonu + 1,33% koloidalna krzemionka + 0,3% siarczan potasowy + 0,1% węglan potasowy + 1,6% woda 12,5 1035

Zastrzeżenia patentowe

1. Produkt gipsowy uformowany ze stwardniałej gipsowej masy tynkarskiej mający odsłoniętą powierzchnię gipsową, znamienny tym, że gips zawiera od 0,01 do 2,0% wagowych hydrofobowego silikonu oraz od 0,05 do 1,00% wagowych co najmniej jednej soli potasowej razem z 0,05 do 10% wagowych koloidalnej krzemionki.
2. Produkt według zastrz. 1, znamienny tym, że ma postać płyty gipsowej nie zawierającej papieru.
3. Produkt według zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, że płyta gipsowa jest pokryta co najmniej po jednej stronie, na przykład papierową okładziną.
4. Produkt według zastrz. 3, znamienny tym, że jest pokryty po obu stronach, na przykład papierową okładziną.
5. Produkt według zastrz. 1, znamienny tym, że jest płytą gipsową.
6. Produkt według zastrz. 1, znamienny tym, że solą potasową jest węglan potasowy albo siarczan potasowy albo ich mieszanina w proporcji wagowej jak 1:1 do 3:1 siarczanu do węglanu.
7. Sposób wytwarzania produktu gipsowego uformowanego ze stwardniałej gipsowej masy tynkarskiej, znamienny tym, że do zawiesiny masy tynkarskiej dodaje się od 0,01 do 2,0% wagowych hydrofobowego silikonu oraz roztwór co najmniej jednej soli potasowej absorbowanej na koloidalnej krzemionce tak, że ilość soli potasowej obecnej w zawiesinie wynosi od 0,05 do 1,00% wagowych, a ilość koloidalnej krzemionki obecnej w zawiesinie wynosi od 0,05 do 10% wagowych.

Departament Wydawnictw UP RP