Gips als Bau und Werkstoff Gips Grundlagen 1

Gips als Bau- und Werkstoff Gips Grundlagen

1. 1 Einführung Gips (Kalziumsulfat) als Bau- und Werkstoff n Bereits 7‘ 000 v. Chr. in der Jungsteinzeit als Deko-Material für Räume verwendet n Seit 6‘ 000 v. Chr. als bewährter Baustoff Jericho, Sphinx, Cheops-Pyramide, Palast von Knossos n Hervorragende Eigenschaften Verarbeitbarkeit, Baubiologie, Brand- und Schallschutz n Unterschiedlichste Einsatzgebiete Produkte für jede Bauphase Estriche, Gipsplatten, Putze, Stuck Spezialgipse Kunst, Gussformen, Medizin, Kosmetik, Lebensmittel Semper Oper in Dresden Gips als Holzvertäfelung Gips Grundlagen

1. 2 Geschichte Gips als Bau- und Werkstoff n Entdeckung Jungsteinzeit, Kleinasien n Anwendung In der Antike bei Babyloniern, Ägyptern, Griechen und Römern n Mittelalter Blütezeit im Barock und Rokoko Pyramiden von Giseh Barocke Kirche Zwiefalten n Neuzeit Wichtiger Baustoff Gips Grundlagen Akropolis in Athen Neuzeitlicher Bau

1. 3 Rohstoff-Vorkommen Naturgips - Fundorte und Gewinnung n Erhärteter Gips kommt weltweit als Gipsstein in der Natur seit 200 Millionen Jahren vor. Er entsteht durch Verdunstung – bei < 66° C von calciumsulfathaltigem Meerwasser als Sediment. Liegt die Verdunstungstemperatur bei > 66° C entsteht Anhydrit. n Kristalliner Stoff bestehend aus Calciumsulfat und Wasser (Ca. SO 4 · 2 H 2 O; Calcium, Sauerstoff, Schwefel, Wasserstoff). n Wasser Gips ist ein wasserhaltiges Calciumsulfat, Ca. SO 4· 2 H 2 O mit etwa 20 % Wasser, das im Kristallgitter in "Schichten" konzentriert ist. Durch diesen Wechsel von Calciumsulfat und Wasser ist Gips sehr gut spaltbar. n Abbau über und unter Tage (Karstlandschaften, Steinbrüche) Gips Grundlagen

1. 3 Rohstoff-Vorkommen Naturgips - Fundorte und Gewinnung n Gips ist weit verbreitet (rund 4300 Fundorte) Ø Algerien, Argentinien, Armenien, Australien, Belgien, Bolivien, Brasilien, Bulgarien, Chile, China, Deutschland, Frankreich, Griechenland, Indonesien, Iran, Irland, Italien, Japan, Kanada, Kasachstan, Madagaskar, Marokko, Mexiko, Namibia, Norwegen, Österreich, Peru, auf den Philippinen, in Polen, Portugal, Rumänien, Russland, Schweden, der Schweiz, in Slowakei, Spanien, Südafrika, Tschechien, der Türkei, Ungarn, Großbritannien und Vereinigte Staaten von Amerika (USA). Gips Grundlagen

1. 3 Rohstoff-Vorkommen REA-Gips - Entstehung und Gewinnung n Gips aus Rauchgas-Entschwefelungs-Anlagen aus der Kohleverbrennung n Anwendung in Deutschland seit 1979 (deckt mittlerweile ca. 50 Prozent des deutschen Gipsbedarfs) n Nebenprodukt des Nasswaschverfahrens Kohlekraftwerk (Kalk und Schwefeloxid verbinden sich zu Gips) n REA-Gips entsteht als Industrie-Gips im „Zeitraffertempo“ n REA-Gips ist gleichwertig wie Naturgips Steinkohle Gips Grundlagen

1. 4 Kennzahlen Gips – chemisch-physikalisch Andere Namen Gipsspat, Calciumsulfat, Alabaster Chemische Formel Ca[SO 4] • 2 H 2 O Mineralklasse Sulfate Kristallsystem Monoklin (Prismen) Farbe farblos, weiß, gelblich, rötlich, grau, braun Mohshärte 2 Dichte (g/cm 3) 2, 3 g/cm 3 Glanz Glas-, Perlmutter-, Seidenglanz Transparenz durchsichtig bis undurchsichtig Bruch muschelig Spaltbarkeit sehr vollkommen mit Faserbildung Aussehen tafelige, prismatische, nadelige Kristalle; körnige, massige Aggregate Gips Grundlagen

1. 4 Kennzahlen Gips – Ökologie und Recycling n Baubiologie Gips- und Gipsprodukte sind aus baubiologischer Sicht empfehlenswert n Behagliches, ausgeglichenes Raumklima n Diffusionsoffenheit n Geruchsneutralität n Oberflächenwärme n Hautfreundlichkeit n Keine Entwicklung gesundheitsschädlicher Substanzen n Vergleichbarer p. H-Wert wie menschliche Haut n Nur geringe Wärmeleitfähigkeit Gips Grundlagen

1. 4 Kennzahlen Gips – Bautechnik n Anwendungen in der Bautechnik Eigenschaften von Gips nach der Erhärtung n Volumenzunahme (≈ 1 - 2 %) beim Abbinden n nicht dauerhaft feuchtebeständig n porös, daher luftfeuchteregulierend n feuerhemmend aufgrund des hohen Kristallwasseranteils n korrosionsfördernd, da bei Feuchte SO 4 2 --Ionen frei werden n Ettringitbildung (Treiben, Gipssterben) beim Mischen mit Zement (verboten) bzw. bei Kontakt mit dem erhärteten Beton. Ettringitbildung unter dem Verputz Gips Grundlagen

1. 5 Herstellung Naturgips, REA-Gipsarten REA-Gips n Naturgips (mit 20 % Kristallwasser) Abbau Brechen Brennen n REA-Gips (mit Prozess-Feuchte) SO 2 -Calcinieren Brennen n Nieder- oder Hochbrandgips mit unterschiedlichen Eigenschaften, je nach Brandtemperatur n Natur-Anhydrit (ohne Kristallwasser) muss nur gebrochen und gemahlen aber nicht mehr gebrannt werden Herstellungsprozess für REA- und Naturgips Grundlagen Naturgips

1. 5 Herstellung Naturgips, REA-Gips n Herstellen des Bindemittels (Dehydration) n Beim Brennen des Gipssteins, das ein Trocknen des Gipses darstellt, werden bei 130° 165°C Kristallwasseranteile bis zu ca. 15 Gewichts-% entzogen. n Aus Ca. SO 4 • 2 H 2 O wird Ca. SO 4 • ½H 2 O (+ 1½H 2 O) n Je nach Temperatur wird unterschiedlich viel Kristallwasser entfernt. n Gipssorten, nach Brandtemperatur: n Ca. SO 4 • 2 H 2 O = Calciumsulfat Dihydrat = Dihydrat (ungebrannter Natur-Gips) n Ca. SO 4 • ½ H 2 O = Calciumsulfat Halbhydrat = Halbhydrat (Brenntemperatur: 130 bis 165 °C) n Ca. SO 4 = Calciumsulfat Anhydrit = Anhydrit (Brenntemperatur: ca. 900 °C) Gips Grundlagen

1. 5 Herstellung Naturgips, REA-Gips n Anmachen und Erhärtung (Rehydration) Ø Erst als Halbhydrat ist Gips in der Lage, durch Zugabe von Wasser wieder in den ursprünglichen Zustand des Dihydrats (unter Wärmeabgabe) überzugehen. Dieser Vorgang wird als Abbinden bezeichnet. n Naturgips brennen: n Bei 120 -130°C erhält man den Standard-Gips zum Wände gipsen. n Bei 130 -180°C entsteht Stuckgips. Er bindet mit Wasser rasch ab und bildet ein filziges Geflecht feinster Gips-Nädelchen. n Bei ca. 900°C entsteht wasserfreier Estrichgips (z. B. Mörtelgips Ca. SO 4 • Ca. O), der nur langsam abbindet, aber dafür verwitterungsbeständiger ist. Gips Grundlagen

1. 5 Herstellung Naturgips, REA-Gips Grundlagen

1. 6 Verwendung Baustoff Gips als Bindemittel n Bindemittel organisch / anorganisch n Bindemittel hydraulisch / nicht hydraulisch Gips Grundlagen

1. 6 Verwendung Baustoff Gips als Bindemittel n Gips bildet nach der Zugabe von Wasser einen monolithischen Verbundbaustoff. n Die Erhärtungsreaktion des Bindemittels verläuft spontan ohne zusätzliche Zufuhr von Energie. n In der Natur wird immer der energieärmste, stabilste Zustand angestrebt. Das Bindemittel geht während der Erhärtung in einen stabileren Zustand über. Dabei wird meistens Energie (z. B. Wärme) freigesetzt. In der wässrigen Lösung beginnt der Kristallisationsprozess von Gips Grundlagen Gips – Herstellung und Erhärtung

1. 7 Gips-Praxis Verarbeitung von Gips n Verarbeitungsfähigkeit durch Anmachen mit Wasser und ggf. zusätzlichen Anregern n Poren sorgen für gute Gipseigenschaften Wärmedämmung, Dampfdiffusion, Befestigungstechnik n Variation durch Zuschläge Versteifungszeit, Konsistenz, Haftung Gips Grundlagen

1. 7 Gips-Praxis Verarbeitung von Gipsanrühren n Das auf der Packung angegebene Mischungsverhältnis exakt beachten n Waage benutzen (1 g Wasser = 1 ml) n Das Wasser: Zimmertemperatur (20°-23° C) n Gipspulver locker ins Wasser streuen (nicht zu schnell, weil er sonst vielleicht Luft bindet – das verursacht Gipsknollen) n Gips etwa eine halbe Minute «sumpfen» , in Ruhe lassen n Von Hand oder mit der Maschine, mindestens eine Minute, mit 2 bis 3 Umdrehungen pro Sekunde, umrühren n Rasch verarbeiten (Information Hersteller beachten) Gips Grundlagen

1. 8 Evaluation Gips-Grundlagen-Wissen Gips Grundlagen