Drywall

Achtergrond

Gipsplaten is een constructiemateriaal dat bestaat uit dunne panelen van gipsplaat. De plaat is samengesteld uit een laag gipsgesteente die is ingeklemd tussen twee lagen speciaal papier. Gipsplaten zorgen voor een veel efficiëntere constructiemethode dan de gebruikelijke eerdere techniek van het aanbrengen van nat gips op een gipslat.

Naast het feit dat het eenvoudig te installeren is, biedt gipsplaat een mate van brandbeveiliging aan gebouwen. Gips bevat grote hoeveelheden water gebonden in kristallijne vorm; 10 vierkante voet (1,0 vierkante meter) gipsplaat bevat meer dan 2 liter (2 1) water. Bij blootstelling aan vuur verdampt het water in de gipsplaat; de temperatuur van het paneel blijft op 212 °F (100 °C) totdat al het water is afgevoerd, waardoor het onderliggende houten frame wordt beschermd. Zelfs nadat al het water is verdampt, zal het gips zelf niet branden en blijft het een aanzienlijke brandbeveiliging bieden.

Gips van gips wordt al duizenden jaren als bouwmateriaal gebruikt. In feite is gips dat minstens 4.000 jaar geleden op muren in de Grote Piramides van Egypte is aangebracht, nog steeds in goede staat. Tegenwoordig worden gipsplaten op grote schaal gebruikt in moderne constructies over de hele wereld.

Grondstoffen

Het belangrijkste bestanddeel van gipsplaat is het minerale gips. Het is een gesteente met een lichte dichtheid dat in overvloedige afzettingen over de hele wereld wordt aangetroffen. Elke molecuul gips (of dihydraat calciumsulfaat) is samengesteld uit twee moleculen water (H ₂ 0) en een van calciumsulfaat (CaSO ₄ ). Op gewichtsbasis is de verbinding 21% water, maar in volume is het bijna 50% water.

Doordat het in gips aanwezige water kristallijn is, is het materiaal droog. Hoewel ijs, een andere vorm van kristallijn water, bij kamertemperatuur vloeibaar wordt, blijft het water dat in de gipsmoleculen is gebonden vast tenzij het wordt verwarmd tot 100 ° C, waarna het verandert in een gasvormige toestand en verdampt .

Gips, genaamd gypsos door de oude Grieken, is een van de meest bruikbare mineralen die de mens kent. In zijn pure vorm is het wit, maar onzuiverheden geven het vaak kleuren zoals grijs, bruin, roze of zwart. Oude Assyriërs noemden het albast en maakten er sculpturen van. Tegenwoordig wordt verpulverd gips voor een breed scala aan toepassingen gebruikt. Het is een ingrediënt in sommige merken tandpasta en wordt gebruikt als vulmiddel in producten zoals verf, cosmetica en medicijnen. Autoruitglas wordt tijdens het polijsten vastgezet in een gipsbed. Gips wordt toegepast op landbouwgrond als meststof en bodemverbeteraar. Het is een uitstekende bron van calcium en wordt gebruikt om voedingsmiddelen zoals brood te versterken. Het wordt zelfs gebruikt om gesimuleerde sneeuwstormen in films te creëren.

Gips dat is geplet en verwarmd om 75% van het watergehalte te verwijderen, staat bekend als gips van Parijs. Wanneer water aan dit fijne witte poeder wordt toegevoegd, wordt het resulterende materiaal gemakkelijk in elke gewenste vorm gegoten. Na droging krijgt het gereconstitueerde gips zijn rotsachtige eigenschappen terug met behoud van de gewenste vorm. Naast het gebruik bij het maken van gipsplaat, wordt dit materiaal gebruikt om sculpturen, aardewerk, schalen, sanitair en afgietsels voor gebroken botten te maken.

In zijn pure vorm is gips wit, maar onzuiverheden geven het vaak kleuren zoals grijs, bruin, roze of zwart. Gips dat is geplet en verwarmd om 75% . te verwijderen van het watergehalte staat bekend als gips van Parijs. Wanneer water aan dit fijne witte poeder wordt toegevoegd, wordt het resulterende materiaal gemakkelijk in elke gewenste vorm gegoten.

In Noord-Amerika worden elk jaar miljoenen tonnen gips gewonnen, en gipsplaat is het belangrijkste product waarin het wordt gebruikt. Naast het nieuw gewonnen materiaal kan tot 20% van het gips dat wordt gebruikt om gipsplaat te vervaardigen, worden gerecycled uit afval dat wordt gegenereerd in de fabriek of op bouwplaatsen. Gips geproduceerd als bijproduct van het rookgasontzwavelingsproces in elektriciteitscentrales vormt een economische, milieuvriendelijke grondstof voor het maken van hoogwaardige gipsplaat.

Twee soorten papier worden gebruikt bij de productie van de meeste gipsplaten, en beide typen zijn gemaakt van gerecycled krantenpapier. Het ivoren manilla-gezichtspapier accepteert, mits goed geprimed, gemakkelijk de meeste verven en andere soorten wandafwerkingsproducten. Het grijze rugpapier kan worden gelamineerd met aluminiumfolie om een ​​speciaal type gipsplaat te produceren dat bestand is tegen de stroom van waterdamp in omgevingen zoals badkamers. Gespecialiseerde variëteiten van gipsplaat kunnen worden gemaakt met verschillende soorten papier; sommige papiersoorten zijn bijvoorbeeld gemaakt om in verschillende mate vochtbestendig te zijn, terwijl een ander type sterk absorberend papier is ontworpen om na installatie een dunne laag gipsfineer aan te kunnen.

Het fabricageproces

Fabricage van gipsplaat bestaat uit het plaatsen van het gipskernmateriaal tussen twee lagen papier, het drogen van het product en het afwerken tot panelen van standaardformaat.

Mengen van additieven

• 1 Afhankelijk van de soort wandplaat die wordt geproduceerd, worden bepaalde additieven gemengd met het gips dat de kern van de gipsplaat zal vormen. Elk bijkomend ingrediënt bedraagt ​​minder dan de helft van een procent van de hoeveelheid gipspoeder. Zetmeel wordt toegevoegd om de papierbekleding aan de kern te laten hechten, en papierpulp wordt toegevoegd om de treksterkte van de kern (weerstand tegen druk in de lengte) te vergroten. Ongeëxpandeerd vermiculiet wordt toegevoegd bij het produceren van brandwerende soorten gipsplaat; in sommige gevallen wordt ook klei toegevoegd.
• 2 Water wordt toegevoegd aan het gipsmengsel om een ​​suspensie met de juiste consistentie te vormen. Een asfalt emulsie en/of een wasemulsie wordt toegevoegd om het gewenste niveau van vochtbestendigheid in het eindproduct te bereiken. Een schuimmiddel zoals een wasmiddel is inbegrepen en tijdens het mengproces wordt lucht in het materiaal meegevoerd. Het afgewerkte gipspaneel zal voor meer dan 50% uit lucht bestaan; dit minimaliseert het gewicht van het bord en maakt het gemakkelijker om te snijden, passen en spijkeren of schroeven aan de lijst. Bij het maken van gestookte gipsplaat worden glasvezels aan het natte kernmateriaal toegevoegd.

Broodje maken

• 3 De gipsbrij wordt op een laag papier gegoten die afrolt op een langkartonmachine. Bovenop de slurry ontrolt zich nog een laag papier. De sandwich gaat vervolgens door een systeem van rollen die de gipskern tot de juiste dikte verdichten. De meest voorkomende diktes zijn 0,37 inch (9,5 mm), 0,5 inch (12,7 mm) en 0,62 inch (15,7 mm).

De randen afwerken

• 4 Geautomatiseerde assemblagelijnen in gipsplaatfabrieken variëren van 300-800 voet (93-247 m) lang. Terwijl de gipsplaat langs de transportband verdergaat, worden de randen gevormd. Verschillende vormen van randen zijn mogelijk, afhankelijk van het uiteindelijke gebruik van het paneel. Opties zijn onder meer de traditionele vierkante rand, een tand- en groeftype, taps toelopende en/of afgeschuinde randen en zelfs afgeronde randen.
• 5 Het gezichtspapier is strak om elke rand gewikkeld en op het achterpapier geseald.

De panelen snijden

• 6 Tegen de tijd dat de randen zijn gevormd, is de gipskern voldoende uitgehard zodat een mes de doorlopende strook in standaard paneelafmetingen kan snijden. Het bord, over het algemeen 48 inch (1219 mm) of 54 inch (1572 mm) breed, wordt meestal gesneden in panelen die 8 voet (2400 mm) of 12 voet (3600 mm) lang zijn.

Het droogproces

• 7 De panelen worden overgebracht naar een transportband die ze door een lange droogoven voert. In één fabriek is de gasgestookte oven bijvoorbeeld 470 voet (143 m) lang. Panelen gaan de oven in bij 260 °C (500 °F) en worden gedurende de 35-40 minuten dat ze door het systeem reizen, blootgesteld aan geleidelijk afnemende warmteniveaus. Vochtigheid en temperatuur worden zorgvuldig gecontroleerd in de droger.

Het eindproduct

• 8 Nadat ze uit de droogoven komen, worden de gipsplaten visueel geïnspecteerd voordat ze worden gebundeld in "liften" van 30 of 40 planken en overgebracht naar het magazijn om te wachten op verzending. Elk bord is gelabeld met een UPC-streepjescode die wordt gebruikt voor magazijninventaris, facturering en prijsscanning op winkelniveau.

Productevolutie

Sinds de uitvinding van gipsplaat aan het begin van de eeuw, is er geleidelijke vooruitgang geboekt bij het lichter maken van het gewicht en het verbeteren van de prestatiekenmerken. In de late jaren 1950, standaard gipsplaat (niet brandwerend) woog 2 pond per vierkante voet (9,8 kg per vierkante meter); de verschillende soorten standaard gipsplaten zijn nu gemiddeld ongeveer 1,6 pond per vierkante voet (8 kg per vierkante meter). Dit vereenvoudigt niet alleen het hanteren en installeren, maar verlaagt ook de verzendkosten.

Eind jaren vijftig en begin jaren zestig werden brandwerende en vochtbestendige gipsplaten ontwikkeld. Een andere innovatie kwam in 1988 met de ontwikkeling van een plafondplaat met gecontroleerde dichtheid (CD). In dit product wordt de kern op een zodanige manier samengeperst dat er dunne, dichte gipslagen ontstaan ​​aan beide zijden van een kern met standaarddichtheid. Hoewel cd-karton 12,7 mm dik is, is het beter bestand tegen doorzakken dan conventionele gipskartonplaten die 15,7 mm dik zijn.

Een ander onderzoeksgebied betreft betere manieren om afval van wallboards te verwijderen. Tijdens de bouwconstructie wordt gipsplaatafval gegenereerd, zowel als afsnijdsels van panelen die in de vereiste vormen zijn gesneden, als als beschadigde panelen die niet kunnen worden gebruikt. In 1990 werd in de Verenigde Staten naar schatting 1,7 miljoen ton (1,5 miljard kg) gipsplaatafval op stortplaatsen gestort. . Het blijkt dat de effecten sterk lijken op die welke worden bereikt met gipsproducten die speciaal voor agrarisch gebruik zijn vervaardigd.