DE102023119344A1

DE102023119344A1 - Baustoff, Verfahren zur Herstellung und Verwendung

Info

Publication number: DE102023119344A1
Application number: DE102023119344.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Mau; Mirko Schüring
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-07-21
Filing date: 2023-07-21
Publication date: 2024-02-01

Abstract

Baustoffbindemittel und Verfahren zu seiner Herstellung, Baustoffbindemittel, wobei das Baustoffbindemittel aus Filterstaub, Schlacke und/oder Asche aus der Verbrennung von Braunkohle ohne Beimischung von anderen Komponenten durch Aufmahlung hergestellt ist und eigenständig puzzolanisch reagiert, wobei das das Baustoffbindemittel Gehalte von 10 .. 25 Ma.-% Al2O3, 30 ... 50 Ma.-% CaO und 6 ... 15 Ma.-% SO3aufweist. Verwendung eines Baustoffbindemittels zur Bildung eines künstlichen Steins durch Hydratation, wobei das Baustoffbindemittel in einem Herstellungsverfahren gewonnen wurde.

Description

Die Erfindung betrifft einen Baustoff, insbesondere ein Bindemittel für Baustoffgemische, nachfolgend als Baustoffbindemittel bezeichnet, ein Verfahren zu seiner Herstellung und die Verwendung des Baustoffbindemittels. Bindemittel sind allgemein Stoffe, die an Phasengrenzen anderer Stoffe chemische Bindungen herstellen oder begünstigen oder Effekte wie Kohäsion, Adsorption und Adhäsion bzw. Reibung auslösen oder vergrößern. Sie verbinden Stoffe, indem sie diese aufnehmen, anlagern, zusammenhalten, vernetzen oder verkleben.
Das bekannteste und am häufigsten eingesetzte Baustoffbindemittel ist Zement, ein anorganischer und nichtmetallischer, feingemahlener Baustoff. Aufgrund seiner Eigenschaften wird er zum Anfertigen von künstlichen Steinen, insbesondere Bauteilen und Bauwerken verwendet. Er erhärtet durch die chemische Reaktion mit Wasser (Hydratation) und bleibt danach fest. Zur Herstellung von Baustoffen wie Mörtel und Beton werden dem Zementpulver Zugabewasser (auch „Anmachwasser“) und andere Stoffe als Zuschlagstoffe beigemengt. Die Partikel der Zuschlagstoffe werden durch das Baustoffbindemittel verbunden. Aufgrund der weltweiten Verfügbarkeit der Rohstoffe sowie der Festigkeit und Dauerhaftigkeit von Beton ist Zement weltweit eines der wichtigsten Bindemittel. Die Rohstoffe werden in Steinbrüchen oder Tagebauen abgebaut, in Brechern vorzerkleinert und in das Zementwerk befördert. Mit einer Weltproduktion von 4,1 Milliarden Tonnen im Jahr 2017 ist Zement der meistverwendete Werkstoff.
Zement wird in Zementwerken produziert. Zu seiner Herstellung werden die natürlichen Rohstoffe Kalkstein (Calciumcarbonat als Quelle für Calciumoxid) und Ton (für Siliciumdioxid und Aluminiumoxid) verwendet, die häufig als natürliches Gemisch vorliegen und dann als Mergel bezeichnet werden. Auch Sand (für Siliciumdioxid) und Eisenerz (Eisen(III)-oxid) zählen zu den Rohstoffen, die falls nötig, als Korrekturmaterialien für eine bessere Sinterung beigemischt werden. Der Ausgangsstoff für Zement wird üblicherweise im Trockenverfahren gemahlen und gemischt, anschließend in einem kontinuierlichen Prozess in Drehrohröfen gebrannt, gekühlt und erneut gemahlen. Durch die Zumahlung von weiteren Zusatzstoffen wie z. B. Hüttensand, Puzzolan oder Flugasche können Zemente mit verschiedenen chemischen und physikalischen Eigenschaften hergestellt werden. Gips oder Anhydrit wird dem Endprodukt zugesetzt.
In einer Vertikalmühle oder Rohmühle werden alle Rohstoffe zusammen vermahlen und gleichzeitig getrocknet. Das dabei entstehende Rohmehl wird dann in einem Drehrohrofen bei Temperaturen von ca. 1.400 ... 1.450 °C zu sogenanntem Zementklinker gebrannt, indem die Partikel an den Korngrenzen teilweise miteinander verschmelzen (Sintern). Beim Brennen wird das im Kalk gebundene Kohlendioxid freigesetzt. Nach Kühlen auf eine Temperatur von unter 200 °C werden die graubraunen Granalien anschließend in einer Kugelmühle zusammen mit Gips zum fertigen Produkt, dem Zement, vermahlen. Um Zementsorten mit bestimmten Eigenschaften zu erhalten, können vor dem Mahlen Hüttensand, Flugasche, Kalkstein und Gips in unterschiedlicher Dosierung und Mahlfeinheit zugegeben werden. Die essentielle Bindewirkung geht jedoch grundsätzlich vom Zementklinker aus und dessen Anwesenheit gilt nach dem Stand der Technik als unerlässlich.
Als problematisch gilt mittlerweile die Zementproduktion und -verwendung in Zusammenhang mit der Klimadiskussion. Die Zementindustrie gehört zu den Hauptverursachern von Kohlenstoffdioxidemissionen. Anhand der weltweiten jährlichen Produktion ergibt sich durch das Freisetzen des im Kalk (Calciumcarbonat) gebundenen Kohlenstoffdioxids ein Ausstoß von mindestens drei Milliarden Tonnen CO₂, oder etwa 6 bis 8 % des jährlichen CO₂-Ausstoßes, was dem Drei- bis Vierfachen der Größenordnung des gesamten Luftverkehrs entspricht.
Flugasche als Zusatzstoff wird beispielsweise zur Herstellung von Portlandflugaschezementen verwendet und ist zur Anwendung auf dem Bau zugelassen. Dies ist eine Zementart, die außer Zementklinker bis zu 35 Ma.-% Flugasche enthält. Aufgrund seines im Vergleich mit Portlandzement CEM I geringeren Anteils an Zementklinker spielt er eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung von Zement und Beton. Kieselsäurereiche Flugaschen (V) bestehen hauptsächlich aus kugelförmigen, glasigen Partikeln mit puzzolanischen Eigenschaften und stammen in der Regel aus steinkohlebefeuerten Kraftwerken.
Puzzolane (auch als Pozzolane oder alternativ als hydraulische Zusätze, Hydraulite oder wasserbindende Zusatzstoffe bezeichnet) sind künstliche oder natürliche Gesteine aus Siliciumdioxid, Tonerde, Kalkstein, Eisenoxid und alkalischen Stoffen, die zumeist unter Hitzeeinwirkung entstanden sind. In Verbindung mit Calciumhydroxid und Wasser sind sie bei normaler Temperatur zur chemischen Reaktion unter hydraulischer Erhärtung (wie Zement) fähig. Der Name stammt vom italienischen Ort Pozzuoli in den Phlegräischen Feldern westlich Neapels, wo bereits im Altertum große Mengen puzzolanischer Vulkanasche gewonnen wurden. Natürliche Puzzolane (Puzzolanerden) sind entweder magmatische Gesteine wie vulkanischer Tuff oder in Deutschland rheinischer Trass, aber auch Sedimentgesteine, die einen hohen Anteil löslicher Kieselsäure und teilweise auch reaktionsfähiges Aluminiumoxid (Tonerde) enthalten. Künstliche Puzzolane sind z. B. Ziegelmehl (gebrannte Tonerde) oder Flugaschen aus mit Stein- oder Braunkohle befeuerten Kraftwerken. Puzzolane werden als Zuschlagstoffe zur Herstellung von Mörtel oder Beton verwendet, denn zusammen mit Calciumhydroxid (Kalkhydrat) und Wasser reagieren Puzzolane hydratisch und bilden in der puzzolanischen Reaktion Calciumsilicathydrate und Calciumaluminathydrate. Dies sind die gleichen kristallinen Verbindungen, die auch während der Härtung des Zements entstehen und welche die Festigkeit und Gefügedichtigkeit des Betons bewirken.
Kalkreiche Flugaschen sind feinkörnige Stäube mit hydraulischen und/oder puzzolanischen Eigenschaften. Sie stammen vorwiegend aus Braunkohle-Feuerungsanlagen. Die Bildung erhärtungsfähiger Calciumsilicat- und Calciumaluminathydrate erfordert Calciumhydroxid Ca(OH)₂, das der Zementklinkeranteil des Portlandflugaschezements bei seiner Hydratation liefert. Es ist nach dem Stand der Technik auch für die Herstellung bekannter Portlandflugaschezemente zwingend erforderlich, Zementklinker beizufügen. Eine Nutzung der Asche allein als Bindemittel ist nach dem Stand der Technik nicht vorgesehen.
Die Verarbeitung von Asche aus Braunkohlekraftwerken ist aus der Druckschrift DE 44 29 781 C2 bekannt. Es wird ein Verfahren zum Entsorgen von Flugasche vorgeschlagen, die einen hohen Gehalt an CaO sowie Gehalte an latent-hydraulischen Stoffen aufweist. Insbesondere berücksichtigt ist dabei Flugasche einer Braunkohlefeuerung. Vorgeschlagen wird im Kern, die Flugasche in einer ersten Stufe mit Wasser zu vermischen. Sie wird nachfolgend gelagert, dann in einer zweiten Stufe mit weiterem Wasser vermischt und daraufhin verarbeitet. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Flugasche in der ersten Stufe mit 10 bis 25 % Wasser vermischt wird, mindestens eine Stunde bei einer Temperatur von 50 bis 130 °C bis zum Entstehen eines Trockenstoffes reagieren gelassen wird, dann in der zweiten Stufe mit 25 bis 35 % Wasser vermischt und daraufhin deponiert wird. Eine nutzbringende Verwendung der Asche ist nicht vorgesehen, der vorgeschlagene Verfahrensablauf dient einer Immobilisierung der Asche in der Deponie. Ähnliche Verfahren mit demselben Ziel, einer verbesserten Deponie- und Transportfähigkeit von Kraftwerksasche, sind auch in den Druckschriften DE 10 2014 006 630 A1 , DE 101 09 903 A1 , DE 196 32 518 B4 beschrieben. Auf die Nutzung von Flugaschen, Kesselstaub und Filterrückständen aus Hausmüll-Verbrennungsanlagen geht hingegen die Druckschrift DE 603 17 655 T2 ein. Die Reduktion des Freikalks, die Karbonatisierung dient dem Zweck, ein Zerfallen der Abfallstoffe und das Auslagen von Schadstoffen in der Deponie zu vermeiden.
Demgegenüber schlägt die Druckschrift DE 199 26 444 A1 zwar schon alternativ zur Deponierung die Herstellung von abbindenden Massen für den Berg-, Tunnel- Stollen und Tiefbau vor, wozu verschiedenen Abfallstoffe, darunter auch Asche eingesetzt werden sollen. Dazu müssen aber gemäß Spalte 1, Zeilen 43-47 die einzelnen „Komponenten des Baustoffs bildende Abfallstoffe bei der Ermittlung ihrer geochemischen, mineralogischen, technischen und baustoffphysikalischen Eigenschaften auf ihre Eignung als Bindemittel und/oder Füllstoff des Baustoffs untersucht werden.“ Nach Spalte 3, Zeilen 1-2 kommen insbesondere Klärschlammasche und Braunkohlenflugasche als Gegenstand der vorgeschlagenen Untersuchung in Betracht. Eine weitergehende Lehre, wie eine Anwendung eines alternativen Baustoffbindemittels erfolgen könnte, wird nicht offenbart.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Baustoffbindemittel sowie Verfahren zu seiner Herstellung und eine Verwendung anzubieten, wobei das Baustoffbindemittel unter vermindertem Energieeinsatz herstellbar ist, überwiegend aus Reststoffen besteht und natürliche Ressourcen schont.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Baustoffbindemittel, einen zementartigen Baustoff, der aus Filterstaub, Schlacke und/oder Aschen aus der Verbrennung von Braunkohle hergestellt ist. Insbesondere sind dies Flugasche, auch als Filterasche bezeichnet, und Wirbelstromasche. Es hat sich überraschend gezeigt, dass weitere Beimischungen für die erfindungsgemäße Funktion als Baustoffbindemittel nicht erforderlich sind, insbesondere kein Zementklinker. Durch die spezielle Zusammensetzung, die Gehalte von 10 ... 25 Ma.-% Al₂O₃, 30 ... 50 Ma.-% CaO und 6 ... 15 Ma.-% SO₃ aufweist und die aus der aus dem Filterstaub, der Schlacke und/oder der Asche herrühren, reagiert das Baustoffbindemittel eigenständig durch Hydratation. Das Baustoffbindemittel ist somit selbstständig puzzolanisch. Als puzzolanische Reaktion bezeichnet man die chemische Reaktion von Calciumhydroxid und Siliziumdioxid zu Calciumsilikathydraten. Sie ist von entscheidender Bedeutung für die Erhärtung von Beton in einer Zeitspanne von Jahren. Die größte Festigkeit erreicht Beton dadurch erst nach mehreren Jahrzehnten.
Es handelt sich bei dem erfindungsgemäßen Baustoffbindemittel um ein Baustoffbindemittel, das im Gegensatz zu herkömmlichem Zement ohne CO₂-Emissionen hergestellt wird. Dies liegt vor allem darin begründet, dass es im Unterschied zu Zement keinen zusätzlichen Brennprozess gibt, bei dem durch chemische Umwandlung CO₂ freigesetzt wird. Es handelt sich bei dem erfindungsgemäßen Baustoffbindemittel um eine speziell zusammengesetzte Mischung aus Schlacke, Aschen und/oder Filterstäuben, im Besonderen um ein Abfallprodukt der Braunkohleverstromung. Es hat sich überraschend gezeigt, dass aus derartigen Abfallprodukten der Braunkohleverstromung ein eigenständig abbindefähiges Baustoffbindemittel gewonnen werden kann.
Zur Herstellung wird ausschließlich Wasser zum Ablöschen und zur Vorkarbonatisierung, wobei der Gehalt an Freikalk reduziert und damit die Reaktionsfähigkeit auf das für den praktischen Einsatz erwünschte Maß reduziert wird, verwendet. Nach dem Reifeprozess (Karbonatisierung) erfolgt das systemische Abkühlen in speziellen Anlagen, in denen nur Elektroenergie verbraucht wird, insbesondere für das Aufmahlen und die Kühlung, den Betrieb der Mühlen und der Kühlschnecken, ohne dass dabei CO₂ aus einem chemischen Prozess freigesetzt wird. Die Gesamtbilanz gegenüber der Herstellung von Portlandzement ist in Bezug auf die unmittelbare CO₂-Emission 0%, Elektroenergie wird nur 12 % im Vergleich Herstellung von Portlandzement benötigt.
Das Baustoffbindemittel entwickelt vorzugsweise bei einem Verhältnis von unter 0,49 WB (Wasser-Bindemittel Wert), insbesondere zwischen 0,09 ... 0,49 und vorzugsweise bei einem WB-Wert = 0,3, die höchste Festigkeit in dem Baustoff bzw. Baustoffgemisch, z. B. einem künstlichen Stein wie Beton, als dessen Bindemittel es fungiert. Der WB-Wert für herkömmlichen Zement liegt bei 0,4 und damit höher, sodass die Hydratation mit einem höheren Wasserverbrauch einhergeht.
Bei dem Baustoffbindemittel wird die puzzolanische Reaktion vorteilhafterweise durch eine optimierte Beimischung der verschiedenen Komponenten und durch Aufmahlung erreicht. Durch verschiedene Zusammensetzung (auch als Aussteuerung bezeichnet) von Filterstaub, Schlacke und/oder Asche werden

- geringeres Schwinden und Kriechen beim Aushärten bzw. Abbinden, der Hydratation,
- geringere Hydratationswärmeentwicklung beim Abbindeprozess,
- keine Ausblühungen,
- höhere Frost- und Tausalzbeständigkeit und
- geringerer Wasserbedarf

Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Baustoffbindemittels mit den Schritten

a) Zugabe von Filterstaub, auch als Filterasche bezeichnet, insbesondere der Braunkohleverbrennung in Kraftwerken; auch aus Deponien;
b) Mischen des Filterstaubs mit Wirbelstromasche;
c) Ablöschen mit Wasser und/oder Einlagerung, beispielsweise in Deponie, zur Reduzierung des Freikalkgehalts;
d) Lagern zur Karbonatisierung, wobei die kurze oder lange Reifung erfolgt;
e) Aufmahlen des karbonatisierten Materials.

Zur Gewinnung des Grundstoffs des Verfahrens aus einer Deponie oder aus Schlacke können den genannten Verfahrensschritten vorgelagert ein Abbau und/oder ein Vorbrechen erforderlich sein.
Nach einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Schritt d) „Lagern zur Karbonatisierung“ als kurze Reifung bezeichnet, die sich über einen Tag erstreckt und wobei langsames Abkühlen erfolgen. Dadurch erfolgt eine Reduzierung des Freikalkgehalts. Dies erfolgt z. B. im Silo oder im Freien (Deponie) und führt zu einem geringen Karbonatisierungsgrad. Alternativ hierzu wird nach einer zweiten Ausgestaltung eine lange Reifung, z. B. durch Lagerung in einer Deponie länger als einen Tag, beispielsweise über Wochen oder Monate realisiert, die zu einem hohen Karbonatisierungsgrad führt. Geänderte Eigenschaften im Endprodukt ergeben sich nicht aus der Lagerdauer. Die erhöhte Karbonatisierung erfordert einen Abbau durch Sprengung bzw. Abbau und nachfolgendes Brechen und ist daher aufwendiger.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das Material vor dem Schritt des Aufmahlens gekühlt, insbesondere schockgekühlt, was zur Rissbildung und Aufspaltung des Materials vor der dadurch erleichterten Mahlung führt. Eine aktive Kühlung, vorzugsweise durch eine Kühlschnecke, ist nicht zuletzt erforderlich wegen der sehr hohen Wärmekapazität der eingesetzten Materialen, insbesondere der Aschen. Diese treten mit ca. 130 °C in den Prozess ein, um dann auf ca. 40-35 °C abgekühlt zu werden.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn in dem Verfahrensschritt e) „Aufmahlen des karbonatisierten Materials“ Mahlfeinheiten zwischen 3.000 und 10.000 Blaine (cm²/je Gramm) erzeugt werden. Für Anwendungen bei der Bodenverfestigung ist auch eine Mahlfeinheit unter 3.000 Blaine vorteilhaft. Für die Anwendung bei der Deponieverdichtung wird eine Mahlfeinheit zwischen 6.000 und 7.000 Blaine bevorzugt.
Vorteilhafterweise wird für eine Verwendung als Baustoffbindemittel für eine Vielzahl von Baustoffen, somit als Standardbindemittel, nach dem Verfahrensschritt e) „Aufmahlen des karbonatisierten Materials“ bevorzugt durch Sichtung, z. B. im Zyklon, eine gleichmäßige Körnung mit einem granulometrischen Toleranzbereich von 3500 bis 4000 Blaine erzeugt. Dabei liegt die Abweichung zwischen den größten und den kleinsten Partikelgrößen zwischen 500 und 1000 Blaine, jedenfalls für den überwiegenden Anteil des erfindungsgemäßen Baustoffbindemittels. Kleinere Partikel mit größerer Blainezahl können im Baustoffbindemittel verbleiben. Dabei erfolgt die Wahl der konkreten Körnung bzw. Partikelgröße mit kleinerem granulometrischem Größenspektrum in Abhängigkeit vom Einsatzgebiet, z. B. zur Herstellung von Beton oder Putzmörtel. Die gleichmäßige Körnung wird beispielsweise durch Sichtung erzeugt, wobei Körner außerhalb der erwünschten Fraktion abgetrennt werden.
Es hat sich ebenfalls als vorteilhaft erweisen, wenn nach dem Verfahrensschritt e) „Aufmahlen des karbonatisierten Materials“ das Material mit weiteren Stäuben, insbesondere Filterstaub, Schlacke und Asche, z. B. mit abweichender Zusammensetzung und Herkunft, sowie weiterhin Gesteinsmehlen wie Kalksteinmehl und/oder Portlandzement vermischt wird. Damit wird eine zur Anpassung und Beeinflussung von Eigenschaften, Dichtigkeit, Aushärtungsverhalten, insbesondere Beschleunigung der Aushärtung, Konsistenz usw. erreicht.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung eines zementartigen Baustoffbindemittels, gewonnen in einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, zur Bildung eines künstlichen Steins, allgemein als Beton bezeichnet, durch Hydratation. Dabei kann die Festigkeit des Steins durch den Wasseranteil, der dem erfindungsgemäßen Baustoffbindemittel zugemischt wird, eingestellt werden.
Anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Vorzugsweise wird für das erfindungsgemäße Verfahren und die Herstellung des erfindungsgemäßen Baustoffbindemittels Asche eingesetzt, die nach der Verbrennung von Braunkohle zurückbleibt, welche wiederum im mitteldeutschen Braunkohlerevier gewonnen wurde und die hierfür typische, bekannte Zusammensetzung aufweist.
Die chemische Zusammensetzung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Baustoffbindemittels weist Gehalte der nachfolgend genannten Stoffe in den folgenden Anteilsbereichen (in Ma.-% = Masseprozent) auf:

• Al₂O₃: 10 ... 25 Ma.-%
• CaO: 30 ... 50 Ma.-%
• SO₃: 6 ... 15 Ma.-%

Hieraus und insbesondere aus dem angewandten, erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich die folgenden physikalischen Eigenschaften:

• Schüttdichte: 0,8 ... 1,2 kg/dm³
• Rütteldichte: 1,0 ... 1,3
• Kornrohdichte: 2,7 ... 2,9
• Kornanteil > 63 µm: ≤ 1 %
• Kornanteil < 32 µm: > 80 %
• mittlerer Korndurchmesser: 6 ... 14 µm
• Mahlfeinheit (Blaine-Wert): ≥ 3.500 cm²/g

Aus alledem ergeben sich wiederum die folgenden baustofftechnischen Eigenschaften:

• Wasseranspruch: 0,29 ± 0,2
• Erstarrungsverhalten: Verzögerung < 60 min
• Raumbeständigkeit: Dehnungsmaß < 1 mm
• Festigkeitsentwicklung:
- ◯ Aktivitätsindex nach 2 Tagen: ≥ 75 %
- ◯ Aktivitätsindex nach 7 Tagen: ≥ 85 %
- ◯ Aktivitätsindex nach 28 Tagen: ≥ 95 %

Ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Baustoffbindemittels weist darüber hinaus noch neben der im ersten Ausführungsbeispiel angegebenen chemischen Zusammensetzung und ggf. vorhandenen Spurenelementen konkret bestimmbare bzw. definierte Gehalte in den folgenden Bereichen (in Ma.-% = Masseprozent) auf:

• SiO₂: 15 ... 35 Ma.-%
• Fe₂O₃: 5 ... 10 Ma.-%
• MgO: 2 ...4 Ma.-%
• K₂O: 0,4 ... 0,8 Ma.-%
• Na₂O: < 0,25 Ma.-%
• P₂O₅: < 0,01 ... 0,3 Ma.-%
• TiO₂: 0,4 ... 1,2 Ma.-%

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4429781 C2 [0009]
DE 102014006630 A1 [0009]
DE 10109903 A1 [0009]
DE 19632518 B4 [0009]
DE 60317655 T2 [0009]
DE 19926444 A1 [0010]

Claims

Baustoffbindemittel, dadurch gekennzeichnet, dass das Baustoffbindemittel aus Filterstaub, Schlacke und/oder Asche aus der Verbrennung von Braunkohle ohne Beimischung von anderen Komponenten durch Aufmahlung hergestellt ist und eigenständig puzzolanisch reagiert, wobei das Baustoffbindemittel Gehalte von 10 ... 25 Ma.-% Al₂O₃, 30 ... 50 Ma.-% CaO und 6 ... 15 Ma.-% SO₃ aufweist.
Baustoffbindemittel nach Anspruch 1, wobei das Baustoffbindemittel weiterhin Gehalte von 15 ... 35 Ma.-%SiO₂, 5 ... 10 Ma.-% Fe₂O₃, 2 ...4 Ma.-% MgO, 0,4 ... 0,8 Ma.-% K₂O, < 0,25 Ma.-% Na₂O, < 0,01 ... 0,3 Ma.-% P₂O₅ und 0,4 ... 1,2 Ma.-% TiO₂ aufweist.
Baustoffbindemittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aufmahlung zu einer Mahlfeinheit zwischen 3.000 und 10.000 Blaine führt.
Baustoffbindemittel nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein mit dem Baustoffbindemittel gebundenes Baustoffgemisch bei einem Wasser-Bindemittel-Verhältnis von 0,09 ... 0,49 (WB-Wert) seine höchste Festigkeit entwickelt.
Verfahren zur Herstellung eines Baustoffbindemittels, gekennzeichnet durch die Schritte a. Zugabe von Filterstaub, Schlacke und/oder Asche; b. Mischen des Filterstaubs mit Wirbelstromasche; c. Ablöschen mit Wasser und/oder Einlagerung in Deponie; d. Lagern zur Karbonatisierung; e. Aufmahlen des karbonatisierten Materials.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei Schritt d) als kurze Reifung ausgeführt wird und zu einem geringen Karbonatisierungsgrad führt oder als lange Reifung zu einem hohen Karbonatisierungsgrad führt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Material nach Schritt e) gekühlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei in Schritt e) Mahlfeinheiten zwischen 3.000 und 10.000 Blaine erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei nach Schritt e) eine gleichmäßige Partikelgrößenverteilung erzeugt wird, wobei die Abweichung zwischen den größten und den kleinsten Partikelgrößen zwischen 500 und 1000 Blaine liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei nach Schritt e) das Material mit weiteren Stäuben, Gesteinsmehlen und/oder Portlandzement vermischt wird und die Eigenschaften des Baustoffbindemittels angepasst werden.
Verwendung eines Baustoffbindemittels zur Bildung eines künstlichen Steins durch Hydratation, dadurch gekennzeichnet, dass das Baustoffbindemittel in einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10 gewonnen wurde.
Verwendung nach Anspruch 11, wobei die Festigkeit des Steins durch den Wasseranteil bei der Hydratation eingestellt wird.