DD297632A5 - USE OF SWIVEL COVERS IN ESTRICHMOERTEL - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von Wirbelschichtasche in Estrichmoertel. Ein aus einer Mischung aus Anhydritbinder, Sand, Wirbelschichtasche aus der Verfeuerung schwefelhaltiger Brennstoffe, insbesondere Kohle, Wasser und ueblichen Zusatzstoffen aufbereiteter Moertel wird zur Herstellung von Estrichboeden eingesetzt. Die Erfindung bringt gegenueber dem Stand der Technik nicht nur eine Kosteneinsparung bei der Herstellung von Anhydritbinder-Estrichboeden mit sich, sondern traegt auch zu einer umweltfreundlichen Entsorgung der bei der Wirbelschichtverbrennung von Kohle anfallenden Aschehalden bei. Der erhaltene Estrichboden weist guenstige technologische Eigenschaften auf, insbesondere hinsichtlich Biegezugfestigkeit und Quellmass.{Verwendung; Wirbelschichtasche; Moertel; Estrichboden; umweltfreundliche Entsorgung; Verfeuerung schwefelhaltiger Brennstoffe; Kohle}The invention relates to the use of fluidized bed ash in screed mortar. A mortar prepared from a mixture of anhydrite binder, sand, fluidized bed ash from the combustion of sulfur-containing fuels, in particular coal, water and other additives, is used for the production of screed floors. Not only does the invention provide cost savings in the production of anhydrite binder screed floors, but also contributes to environmentally friendly disposal of the ash deposits arising from the fluidized bed combustion of coal. The screed floor obtained has favorable technological properties, in particular with regard to flexural strength and swelling. {Use; Fluidised bed ash; Mortar; Screed floor; environmentally friendly disposal; Combustion of sulfur-containing fuels; Coal}
Description
Aus der DE-OS 3808 519 ist die Verwendung von Wirbelschichtasche zur Herstellung von Zuschlagstoffen, beispielsweise für Leichtbeton oder Trockenbauplatten, bekannt. Dabei wird die aus der Feuerungsanlage ausgetragene Wirbelschichtasche u. a.From DE-OS 3808 519 the use of fluidized bed ash for the production of aggregates, for example for lightweight concrete or drywall, known. The discharged from the furnace fluidized bed ash u. a.
mit einem Bindemittel wie Zement, Kalk oder Gips verarbeitet.processed with a binder such as cement, lime or gypsum.
In der DE-OS 3324708 wird die Verwendung von Wirbelschichtasche in Baustoffen für den Untertagebau, z. B. für die Einrichtung von Dämmen und Pfeilern, beschrieben.In DE-OS 3324708 the use of fluidized bed ash in building materials for underground mining, z. B. for the establishment of dams and pillars described.
In der DE-OS 3726903 ist die Verwendung von Hochofenschlacke als hydraulisches Bindemittel für die Herstellung eines Fließestrichmörtels angegeben. Da die chemische Zusammensetzung von Hochofenschlacke nicht vergleichbar ist mit der beim Wirbelschicht-Feuerungsverfahren anfallende Asche- diese gilt vor allem hinsichtlich des Gehalts an wasserfreien Calciumsulfat - können die bei einem solchen Estrich erhaltenen Ergebnisse nicht auf Estrichmörtel anderer Bindemittelbasis übertagen werden.In DE-OS 3726903 the use of blast furnace slag is given as a hydraulic binder for the production of a flow screed mortar. Since the chemical composition of blast furnace slag is not comparable with the ashes obtained in the fluidized bed firing process - this applies above all with regard to the content of anhydrous calcium sulfate - the results obtained with such a screed can not be transferred to screed mortars of other binder base.
Aus der DE-AS1077130 ist die Verwendung von gemahlener Schlacke als Zuschlag zu einem Estrichmörtel auf Anhydritbasis bekannt. Über die Herkunft oder Zusammensetzung der Schlacke ist in der DE-AS nichts angegeben.From DE-AS1077130 the use of ground slag is known as a supplement to an anhydrite based screed mortar. About the origin or composition of the slag is not specified in DE-AS.
Wirbelschichtasche fällt in großen Mengen bei der Verbrennung von vorzugsweise ballastreichen Brennstoffen, insbes. Kohle, im Wirbelschicht-Feuerungsverfahren an. Um den in den Brennstoffen vorhandenen Schwefel zu binden, wird dem Feuerungsraum Calciumoxid oder Calciumkarbonat zugegeben, was dazu führt, daß die anfallende Asche u.a. einen vergleichsweisen hohen Anteil an wasserfreiem Calciumsulfat enthält (10-20%).Fluidized bed ash is produced in large quantities in the combustion of preferably high-fiber fuels, esp. Coal, in the fluidized bed firing process. In order to bind the sulfur present in the fuels, calcium oxide or calcium carbonate is added to the firing space, which causes the resulting ash u.a. contains a comparatively high proportion of anhydrous calcium sulfate (10-20%).
Um eine spezielle Modifikation von wasserfreiem Calciumsulfat handelt es sich bei dem im Anhydritbinder gemäß DIN 4208 (März 84) enthaltenen Calciumsulfat. Diese Modifikation - nachfolgend „Anhydrit" -wird durch Zugabe von sog. Anregern (z. B.A special modification of anhydrous calcium sulfate is the calcium sulfate contained in the anhydrite binder according to DIN 4208 (March 84). This modification - hereinafter "anhydrite" - is achieved by adding so-called exciters (eg.
Baukalk, Kaliumsulfat) zu einem Bindermaterial aufbereitet (DIN 4208), aus dem unter Zugabe von Sand und Wasser ein Mörtel zur Herstellung von Estrichböden hergestellt werden kann (DIN 1835J, August 1974). Die dabei von dem ausgehärteten Estrichboden verlangten Materialeigenschaften (o.a. Biegezugfestigkeit) sind in der DIN 18560 Teil 2 angegeben.Baukalk, potassium sulfate) to a binder material prepared (DIN 4208), from which with the addition of sand and water, a mortar for the production of screed floors can be produced (DIN 1835J, August 1974). The material properties required by the cured screed floor (or similar flexural strength) are specified in DIN 18560 Part 2.
Für die Herstellung eines solchen Anhydritestrichs werden Anhydrite verwendet, die aus natürlichen Vorkommen (Naturanhydrit) stammen, oder bei einem chemischen Arbeitsgang, ζ. B. bei der Flußsäureherstellung aus Flußspat, anfallen (synthetischer Anhydrit).For the production of such Anhydritestrichs anhydrites are used, which come from natural resources (natural anhydrite), or in a chemical operation, ζ. As in the production of hydrofluoric acid from fluorspar, incurred (synthetic anhydrite).
Nachdem die umweltfreundliche Entsorgung der auf Sondermüllhalden verbrachten Wirbelschichtasche nach wie vor Probleme mit sich bringt, wäre es nützlich, für eine solche Asche ein weiteres Anwendungsgebiet zu erschließen. Hierin ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu sehen.Since the environmentally friendly disposal of fluidised bed ash spent at special dumps still poses problems, it would be useful to develop another field of application for such ashes. This is the object of the present invention.
Es wurde gefunden, daß die Aufbereitung von Wirbelschichtasche mit Anhydritbinder, Sand, Wasser und Zusatzstoffen aus der Gruppe: Verflüssiger, Dispergentien, Stabilisatoren und Entschäumer, einen Estrichmörtel ergibt, der nicht nurzur Lösung des vorerwähnten Entsorgungsproblems mit beiträgt, sondern im Zuge seiner Aushärtung überraschenderweise auch besonders günstige Materialeigenschaften mit sich bringt. Des weiteren ermäßigen sich durch den (teilweise) Ersatz von natürlichem oder synthetischem Anhydrit durch Wirbelschichtasche die Rohstoff-Einstandskosten für den Estrichmörtel. Selbstverständlich können die vorerwähnten Zusatzstoffe einzeln wie auch als Mischung verwendet werden.It has been found that the treatment of fluidized bed ash with Anhydrritbinder, sand, water and additives from the group: liquefiers, dispersants, stabilizers and defoamers results in a screed mortar, which not only contributes to the solution of the aforementioned disposal problem with, but in the course of its curing, surprisingly brings particularly favorable material properties with it. Furthermore, due to the (partial) replacement of natural or synthetic anhydrite by fluidized bed ash, the raw material purchase costs for the screed mortar are reduced. Of course, the aforementioned additives can be used individually as well as a mixture.
Die erfindungsgemäß verwendete Wirbelschichtas<-he stammt aus den eingangs beschriebenen Feuerungsanlagen. Ihre Zusammensetzung hängt wesentlich von der Art des verbrannten Brennstoffes ab. Hiernach richtet sich u. a. auch der Anteil an Wirbelschichtasche in dem erfindungsgemäßen Estrichmörtel. Er kann bei der Verbrennung von Kohle mit einem vergleichsweise hohen Schwefelgehalt (z. B. 3%) höher liegen als bei einer Asche, die aus der Wirbelschichtverbrennung relativ wenig Schwefel enthaltender Brennstoffe stammt. Durch einfache, sich an die vorerwähnten DIN-Vorschriften anlehnende Versuche kann im Einzelfall die für die Herstellung eines cstrichbodens bestimmter Qualität geeignete Zusammensetzung ermittelt werden.The Wirbelschichtas used in the invention <- h e comes from the initially described combustion plants. Their composition depends largely on the type of fuel burnt. Thereafter, among other things, the proportion of fluidized bed ash in the screed mortar invention. It may be higher in the combustion of coal having a comparatively high sulfur content (eg 3%) than in ash resulting from fluidized bed combustion of relatively low sulfur fuels. By simple, based on the aforementioned DIN provisions experiments can be determined in each case suitable for the production of a cstrichbodens certain quality composition.
Bei einem Estrichmörtel teigiger Konsistenz, der nach dem Verteilen auf dem Unterboden durch Stampfen verdichtet und durch sog. Abziehen mit einer ebenen, niveaugerechten Oberfläche versehen wird, kann der Ascheanteil bis zu 80% betragen.In a screed mortar doughy consistency, which is compacted after spreading on the subfloor by pounding and provided by so-called. With a level, level-level surface, the ash content can be up to 80%.
Vorzugsweise liegt der Ascheanteil zwischen 20 und 50Gew.-%. Hinsichtlich der geforderten Biegezugfestigkeit (vgl. DIN 4109) und der verlangten Quellwerte werden besonders gute Ergebnisse im Bereich von 20 bis 40Gew.-% Ascheanteil erzielt. Die für den Ascheanteil vorstehend und nachfolgend angegebenen Gewichts-%-Werte sind auf die Trockenmörtelmischung, also nicht auf den Naßmörtel (= Trockenmörtel + Wasser) bezogen.Preferably, the ash content is between 20 and 50% by weight. With regard to the required bending tensile strength (see DIN 4109) and the required swelling values, particularly good results are achieved in the range from 20 to 40% by weight of ash. The weight% values stated above and below for the ash content are based on the dry mortar mixture, ie not on the wet mortar (= dry mortar + water).
Bei Estrichrnörtel, die im sog. Fließstrichverfahren verarbeitet werden, bei dem das vorerwähnte Stampfen und Abziehen fortfällt, weil die Theologischen Eigenschaften der Mörtelmasse deren Verteilung auf der Unterlage und die Einniv llierung der Oberfläche begünstigen, liegt die Obergrenze des Ascheanteils bei etwa 60Gew.-%.In screed mortar, which are processed in the so-called flow line method in which the aforementioned pounding and peeling away because the Theological properties of the mortar mass favor their distribution on the substrate and Einniv llierung the surface, the upper limit of the ash content is about 60Gew .-% ,
Hinsichtlich Biegezugfestigkeit und Quellwert werden besonders gute Ergebnisse mit Ascheanteilen zwischen 20 und 40Gew.-% erhalten. Bei Aschoanteilen deutlich über 60Gew.-% kann ein unerwünschtes Absetzen der Asche im Naßmörtel eintreten.With regard to bending tensile strength and swelling value, particularly good results are obtained with ash fractions of between 20 and 40% by weight. If the ash content is significantly above 60% by weight, unwanted settling of the ash in the wet mortar may occur.
Der für den erfindungsgemäßen Estrichmörtel verwendete Anhydritbinder entspricht der vorerwähnten DIN 4208. Die eingesetzte Wirbelschichtasche kann hinter dem Fließbett, dem Zyklon oder Filter der eingangs erwähnten Wirbelschichtfeuerungsanlagen entnommen werden.The anhydrite binder used for the screed mortar according to the invention corresponds to the aforementioned DIN 4208. The fluidized bed ash used can be removed behind the fluidized bed, the cyclone or filter of the fluidized bed combustion systems mentioned above.
Die Menge des bei der Aufbereitung des Ni ßmörtels verwendeten Anmachwassers entspricht einem Wasser/Feststoff-Verhältnis von 0,20 bis 0,28, vorzugsweise 0,22 bis 0,26.The amount of mixing water used in the treatment of the Ni ßmörtels corresponds to a water / solids ratio of 0.20 to 0.28, preferably 0.22 to 0.26.
Der Sandanteil in dem erfindungsgemäßen Estrichmörtel kann auf den in der Wirbelschichtasche enthaltenen SiO2-Anteil abgestimmt werden, so daß sich durch die Einsparung an Sand eine Herabsetzung der Rohstoff-Einstandskosten für den Estrichmörtel ergibt. Bei einem SiO2-Gehalt der Asche von um 40Gew.-% kann der Zusatz von Sand gegenüber dem Stand der Technik um etwa 30% gesenkt werden und für einen Fließestrich mit ausreichender Festigkeit braucht der Sandanteil nur noch zwischen 10 und 20Gew.-%, bezogen auf die Trockenmörtelmischung, zu liegen. Das im Einzelfall günstigste Magerungsverhältnis kann wiederum durch einfache Versuche in Anlehnung an die vorerwähnten DIN-Vorschriften ermittelt werden. Die Körnung des Sandes sollte kleiner als 1,2 mm sein.The proportion of sand in the screed mortar according to the invention can be matched to the SiO 2 content contained in the fluidized bed ash, so that the reduction in the amount of sand results in a reduction in the cost of raw materials for the screed mortar. With an SiO 2 content of the ashes of about 40% by weight, the addition of sand can be reduced by about 30% compared to the prior art, and for a leveling screed with sufficient strength, the sand content only needs between 10 and 20% by weight. based on the dry mortar mixture to lie. The leanest in each case leaning ratio can in turn be determined by simple experiments based on the aforementioned DIN regulations. The grain of the sand should be smaller than 1.2 mm.
Die Praxis hat gezeigt, daß bei Anwendung der Erfindung die Rohstoffkosten für einen Fließstrich im Vergleich zum Stand der Technik um zwischen 25 bis 35% gesenkt werden können. Dabei fällt neben der erwähnten Einsparung an Sand der teilweise Ersatz des synthetischen oder natürlichen Anhydrits durch die Asche besonders ins Gewicht. Je nach dem Calciumsulfatgehalt der Asche liegt das Verhältnis Anhydrit/Asche zweckmäßig zwischen 1:1 und 4:1, vorzugsweise zwischen 3:2 und 4:3. Der Anteil an Anhydrit liegt im allgemeinen zwischen 40 und 70Gew.-%, vorzugsweise 45 und 60Gew.-%, bezogen auf den Gesamtgehalt des Mörtels an Feststoffen.Practice has shown that when using the invention, the raw material costs for a flow line compared to the prior art can be reduced by between 25 to 35%. In addition to the mentioned saving in sand, the partial replacement of the synthetic or natural anhydrite by the ash is of particular importance. Depending on the calcium sulfate content of the ash, the ratio of anhydrite / ash is suitably between 1: 1 and 4: 1, preferably between 3: 2 and 4: 3. The content of anhydrite is generally between 40 and 70% by weight, preferably 45 and 60% by weight, based on the total content of the mortar of solids.
Für die Aufbereitung eines Estrichmörtels wurde eine aus dem Flugstaub einer Wirbelschichtfeuerungsanlage stammende Asche verwendet, die bei der Analyse folgende Werte ergab:For the preparation of a screed mortar, an ashes derived from the fly ash of a fluidised bed furnace was used, which gave the following values in the analysis:
Siliciumdioxid 42,1 Gew.-%Silica 42.1% by weight
Eisen-Ill-Oxid 5,1 Gew.-%Iron III oxide 5.1% by weight
Aluminiumoxid 17,2 Gew.-%Alumina 17.2% by weight
Calciumoxid 16,8 Gew.-%Calcium oxide 16.8% by weight
Magnesiumoxid 1,6 Gew.-%Magnesium oxide 1.6% by weight
Kaliumoxid 2,89 Gew. -%Potassium oxide 2.89% by weight
Natriumoxid 0,55Gew.-%Sodium oxide 0.55% by weight
Sulfat 8,9 Gew.-%Sulfate 8.9% by weight
Hieraus errechnet sich ein Gehalt der Asche anFrom this a content of the ashes is calculated
Sand 42,10Gew.-%Sand 42.10% by weight
CaSO4 15,13 Gew.-%CaSO 4 15.13% by weight
CaO 10,57 Gew.-%CaO 10.57% by weight
Mit der vorerwähnten auf eine Körnung von <0,5mm gebrachten Asche wurde eine Trockenmörtelmischung folgender Zusammensetzung hergestellt:With the aforementioned ash brought to a grain size of <0.5 mm, a dry mortar mixture of the following composition was prepared:
synthetischer Anhydritsynthetic anhydrite
(DIN 4208) 50,54Gew.-% Quarzsand(DIN 4208) 50.54% by weight quartz sand
(Körnung 0,7-1,2mm) 11,88Gew.-%(Grain size 0.7-1.2mm) 11.88% by weight
Wirbelschichtasche (s. oben) 35,68 Gew.-%Fluidized bed ash (see above) 35.68% by weight
Anreger (K2SO4) 0,89Gew.-%Excitator (K 2 SO 4 ) 0.89Gew .-%
Dispersionspulver 0,24Gew.-%Dispersion powder 0.24% by weight
Verflüssiger· 0,48Gew.-%Condenser · 0.48% by weight
Entschäumer 0,24Gew.-% StabilisatorDefoamer 0.24% by weight stabilizer
(gegen Sedimentation) 0,05 Gew. -% (against sedimentation) 0.05% by weight
100.00 Gew.-%.100.00% by weight.
* sulfit- oder sulfonsäuremodifiziertes Harz auf der Basis eines Amino-s-triazins mit mindestens zwei NHj-Gruppen* sulphite- or sulphonic acid-modified resin based on an amino-s-triazine with at least two NHj groups
Dieser Trockenmörtelmischung wurde so viel Anmachwasser zugegeben, daß das Wasser/Feststoff-Verhältnis 0,24 betrug.To this dry mortar mixture was added enough mixing water that the water / solid ratio was 0.24.
Dadurch wurde eine Naßmörtelmischling erhalten, die sich im Fließestrichverfahren verarbeiten ließ.As a result, a wet mortar mixture was obtained, which could be processed in the flow screed method.
Die nach DIN 4208 bestimmte Biege*ugfestigkeit der obengenannten Mörtelmischung betrug nach einer Aushärtungszeit von Tagen 4,0N/mm2, nach 7 Tagen 6,6N/mm2.The determined according to DIN 4208 * ugfestigkeit bending of the above mortar mixture was after a curing time of days 4.0N / mm 2 after 7 days of 6.6N / mm 2.
Die Quellwerte betrugenThe source values were
nach 2 Tagen 0,61 mm/mafter 2 days 0.61 mm / m
nach3Tagen 0,68mm/mafter 3 days 0.68mm / m
nach4Tagen 0,71mm/mafter 4 days 0.71mm / m
nach 5 Tagen 0,72 mm/mafter 5 days 0.72 mm / m
nach 6 Tagen 0,71 mm/mafter 6 days 0.71 mm / m
nach 7 Tagen 0,71 mm/m.after 7 days 0.71 mm / m.
Diese Quellwerte können als sehr gut angesehen werden.These source values can be considered very good.
Mit der im Beispiel 1 angegebenen Asche wurde eine Trockenmörtelmischung folgender Zusammensetzung hergestellt:With the ash specified in Example 1, a dry mortar mixture of the following composition was prepared:
synthetischer Anhydritsynthetic anhydrite
(DIN 4208) 62,0Gew.-% Quarzsand(DIN 4208) 62.0Gew .-% quartz sand
(Körnung kleiner als 1,2 mm) 16,0 Gew.-% Wirbolschichtasche(Grain size less than 1.2 mm) 16.0% by weight of spinel layer ash
(Körnung kleiner als 0,7 mm) 20,0Gew.-%(Grain size less than 0.7 mm) 20.0% by weight
Anreger (K2SO4) 0,93Gew.-%Excitator (K 2 SO 4 ) 0.93% by weight
Dispersionspulver 0,30Gew.-%Dispersion powder 0.30% by weight
Verflüssiger* 0,48Gew.-%Condenser * 0.48% by weight
Entschäumer 0,24Gew.-% StabilisatorDefoamer 0.24% by weight stabilizer
(gegen Sedimentation) 0,05Gew.-% (against sedimentation) 0.05% by weight
100.00 Gew.-%100.00% by weight
* eulfit- oder sulfonsSuremodifiziertes Harz auf der Basis eines Amino-s-triazins mit mindestens zwei NHj-Gfuppon.* eulphite or sulphonic acid-modified resin based on an amino-s-triazine with at least two NHj-Gfuppon.
Dieser Trockenmörtelmischung wurde soviel Anmachwasser zugegeben, daß das Wasser/Feststoff-Verhältnis 0,20 betrug. Dadurch wurde eine NaCsmörtelmischung erhalten, die sich im Fließestrichverfahren verarbeiten ließ.To this dry mortar mixture was added enough mixing water that the water / solid ratio was 0.20. As a result, a NaCsmörtelmischung was obtained, which could be processed in the flow screed method.
Die nach DIN 4208 bestimmte Biegezugfestigkeit der obengenannten Mörtelmischung betrug nach einer Aushärtungszeit von Tagen 3,75 N/mm2, nach 7 Tagen 6,2 N/mm2.The flexural tensile strength of the above-mentioned mortar mixture determined according to DIN 4208 was 3.75 N / mm 2 after a curing time of days, 6.2 N / mm 2 after 7 days.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |