Hoe wordt gips gemaakt?

Er zijn verschillende soorten gips. Maar hoe wordt gips nu eigenlijk gemaakt?

Productie van natuurgips

Zoals bij het ontstaan is beschreven, wordt natuurgips gedolven in een dihydraat-vorm (ruwe gips). Deze vorm reageert niet met water, er moet eerst een hemihydraat-vorm (poedervorm) van worden gemaakt. Dit gebeurt door de gedolven gipssteen te verkleinen tot brokken van circa 2 cm. Vervolgens wordt ¾ van het kristalwater eruit gehaald, dit bereikt men door het gesteente tot hoge temperatuur te verhitten, waardoor het kristalwater verdampt. Dit proces heet gipsbranden. Gipsbranden kan op twee manieren: droogbranden en natbranden.

Natbranden gebeurt in autoclaven. Het branden in autoclaven is in 1899 gepatenteerd door ene Lewinski. Bij verhitting tot 130-135°C ontstaat na 4 uur een druk van 4 tot 5 bar. Onder deze omstandigheden worden de watermoleculen voorzichtig uitgedreven. Hierna wordt de autoclaaf geleegd en het gips in droog kamers bij 105°C onder normale druk gedroogd en fijngemalen. Er onstaan kristallen die een compacte en regelmatige structuur hebben, alfa-kristallen. Dit resulteert in een geringe wateropname bij het mengen en een grote mechanische stevigheid. De verwerkingseigenschappen van alfakristallen kunnen worden beïnvloed door middel van versnellers, vertragers en andere additieven om de expansie, hardheid en viscositeit te bepalen. Alfa-gips is een klasse IV-gips.

Droogbranden gebeurt in een kookketel. Het gips wordt tot tussen de 120 en 180°C verhit. Omdat hierdoor het kristalwater snel wordt uitgedreven ontstaan er kristallen met een vage vormloze structuur (amorfe), betakristallen. Hierdoor is meer water bij het mengen nodig en heeft het gips een geringere mechanische hardheid. Beta-gips is een klasse II-gips.

Een mengsel van alfa- en betagips is een klasse III gips.

Na het branden wordt het product naar de opslagsilo’s geblazen, waar men het product circa 3 dagen in deze silo’s laat rusten om de optimale kwaliteit te verkrijgen. Vervolgens wordt het gips naar de mengers geblazen waar het gips met toevoegingen, zoals versnellers, expansie additieven, verharders, wordt vermengd. Door middel van deze toevoegingen wordt het vereiste gipsproduct verkregen. In de mengers geschiedt tevens het kleuren van het gips. Vervolgens wordt het product naar de afvulsilo’s getransporteerd en in de juiste verpakking, 4-wandige zak met Poly Ethyleen folie, recyclebaar verpakt. Als laatste wordt de verpakking dicht genaaid en wordt er over de naad een strook geplakt, hierdoor worden de eigenschappen van gips goed bewaard en behouden.

Beïnvloeding van eigenschappen

Tijdens het gips productieproces worden er toevoegingen/additieven bij gemengd om de eigenschappen van de gips te beïnvloeden. Hierdoor kan bijvoorbeeld de verwerkingstijd en afbindtijd verlengd of verkort worden. Ook kan hierdoor de viscositeit, hardheid en de expansie worden beïnvloed. Hieronder worden de meest gebruikte toevoegingen beschreven, afhankelijk van de type gips.

Chemische stof

Een chemische stof wordt toegevoegd om versplintering van gips bij het bewerken tegen te gaan en de elasticiteit te verhogen. Nadeel: het gips wordt dikker. Dit wordt weer tegengegaan door middel van een vloeimiddel.

Vloeimiddel

Vloeimiddel wordt toegevoegd zodra de gips een andere viscositeit nodig heeft (hoge viscositeit is dik, lage viscositeit is dun bijv. water).

Vertrager/versneller

De vertrager of versneller zorgen voor het sturen van de verwerkingstijd en de afbindtijd. Het is echter onmogelijk om dit op de minuut nauwkeurig in te stellen, er is altijd een tolerantie van circa 10/20%. De verwerkingstijd van gips kan niet eindeloos worden verkort of vertraagd, teveel versneller of vertrager beïnvloeden expansie.

Expansiestabilisator

Indien de expansie vanwege sommige toevoegingen als een bijeffect wordt veranderd, kan er een expansiestabilisator worden toegevoegd. De hoeveelheid te gebruiken stabilisator hangt af van het te overbruggen expansieverschil per klasse gips.

Productie van Synthesegips

De basis calciumsulfaat voor synthesegips

Synthese gips is een zuiver product dat vrijkomt bij de industriële productie van melkzuur door middel van suikerbiet fermentatie, oftewel bij het proces om van het basisproduct suiker, melkzuur te maken voor de levensmiddelen industrie. Bij dit proces komen in een groot reactievat suiker en speciaal gekweekte melkzuurbacteriën samen. Na een streng bewaakt gistingsproces ontstaat een oplossing van ruw calciumlactaat in water, deze ongezuiverde calciumlactaat wordt samengebracht met zwavelzuur. Hierdoor vindt er een omzetting plaats waardoor melkzuur en vast gips ontstaat. Dit gips wordt door centrifuge en door filtering aan de vloeistof onttrokken (calciumsulfaat). Dit gips, van zeer hoge kwaliteit, wordt vervolgens weer verder verwerkt. Ook bij de industriële productie van citroenzuur komt er een hoogwaardige gips vrij die wordt verwerkt tot Dental gips.

Verdere productieproces synthesegips (calciumsulfaat -> Dental gips)

Ook bij synthesegips moet eerst in autoclaven de aanwezige watermoleculen worden uitgedreven. De dan ontstane kristallen zijn regelmatig van structuur en gemakkelijk te vormen om de juiste verwerkingstijd, afbindtijd, hardheid en expansie te verkrijgen.

Additieven komen hier in veel mindere mate in voor. Synthesegips soorten hebben door deze regelmatige kristallen een hoge constante kwaliteit, een zeer lage expansie, een hoge hardheid en zijn homogeen van stuctuur. Dit zuivere gips heeft een zuiverheidpercentage van 98,0% – 99,5%.

Productie van chemiegips

Bij chemiegipsen worden verfijnde procestechnieken toegepast, waaruit verschillende chemische gipssoorten ontstaan. Hieronder vallen ook een aantal gipsen die tegenwoordig gebruikt worden voor de tandtechnische sector. Wij gaan hier verder niet op in omdat wij deze gipsen niet in ons assortiment hebben opgenomen, wel geven wij een omschrijving van de chemiegipsen die op dit moment verkrijgbaar zijn op de Nederlandse markt.

RO – gips (Ook wel REA-gips/Sulfo-gips)

Ro-gips, oftewel rookgasontzwavelingsgips, ontstaat uit een zuiveringsproces uit rookgassen van elektriciteitsbedrijven. Het is bij het opwekken van elektriciteit met steenkool van belang dat de rookgassen gezuiverd worden voordat deze de schoorsteen verlaten. De kolenstokende elektriciteitsbedrijven halen alle vliegas uit de rookgassen, daarna wordt rookgasontzwaveling toegepast. Dit zuiveringsproces levert rookgasontzwavelingsgips op dat weer als grondstof kan dienen voor de gipsverwerkende industrie. Ook deze gips wordt verder verwerkt tot tandtechnisch gips. Deze tandtechnische gipssoorten geven meer kwaliteitsschommelingen.

Natte rookgasontzwaveling wordt op de volgende manier toegepast:
Het rookgas dat zwaveldioxide-gas bevat, komt in een reactorkuip terecht. Boven in de kuip wordt water verneveld. Tijdens hun val nemen de waterdruppels zwaveldioxide op.

SO2 + H2O = H2SO3

Dit mengsel wordt opgevangen en getransporteerd naar een tweede vat waarin kalkdeeltjes (CaCO3) aanwezig zijn. Calciumcarbonaat reageert met zwaveldioxide tot calciumsulfiet.

SO2 + CaCO3 -> CaSO3 + CO2
H2SO3 + CaCO3 -> CaSO3 + H2O + CO2

Dit calciumsulfiet wordt in een oxidatievat met luchtzuurstof geoxideerd tot calciumsulfaat (gips).

2 CaSO3 + O2 -> 2 CaSO4

Dit wordt uitgedoogd. Het eindproduct kan men gebruiken in de gipsindustrie, maar vanwege de hoeveelheid wordt het grootste deel gestort.

De volgende gipsen zijn afkomstig uit de procesindustrie, ook deze zijn minder of niet geschikt voor Dentalgips omdat het geringe hoeveelheden metaaloxiden en andere geringe sporenelementen bevat.

Fosfo-gips

Fosforzuurgips (fosfogips) ontstaat als bijproduct uit het fabricageproces van fosforzuur. Deze gips bevat een mengsel aan zware metalen (cadmium, kwik, arseen, chroom, koper, lood, nikkel en zink), zeldzame aardmetalen en fosfaat. Fosfo-gips heeft een verhoogde radioactiviteit.

Fluoranhydriet

Ontstaat bij de bereiding van fluorwaterstofzuur door de reactie van vloeispaat met geconcentreerd zwavelzuur. Fluoranhydriet wordt ook synthetisch anhydriet genoemd.

Overige op technische wijze ontstane gipssoorten

Ontstaan van gips bij andere chemische processen: wijnsteenzuur, titaanoxideDeze vrijkomende gipssoorten worden door ons niet gebruikt in de tandtechnische- of medische sector.

Producten die bij dit artikel horen:

Winkelwagen