DE2351116A1

DE2351116A1 - Zement vom portlandtyp und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2351116A1
Application number: DE19732351116
Authority: DE
Inventors: Arthur William Brown; Harry Wilfred Wallace Pollitt
Original assignee: Associated Portland Cement Manufacturers Ltd
Current assignee: Associated Portland Cement Manufacturers Ltd
Priority date: 1972-10-11
Filing date: 1973-10-11
Publication date: 1974-04-18
Also published as: CA991659A; IT996291B; GB1406654A; US3883361A; ZA737859B; JPS5844622B2; FR2202859A1; JPS49101407A; FR2202859B1; AU6121573A; DE2351116C2

Description

Zement vom Portlandtyp und Verfahren zu dessen Herstellung

Portlandzemente finden bekanntlich, vielseitige Anwendung, insbesondere z. B. als Fugenausgleich bei Pflasterungen. Wird einem Grundmörtel oder Beton Zement beigemischt, der sich bei der Hydratation ausdehnt, so soll damit bezweckt werden, daß die Expansivkräfte die während des Trocknens auftretenden, in der Regel eine Schrumpfung bewirkenden Kräfte kompensieren, so daß ein nicht-sehrumpfender Beton herstellbar ist. Wahlweise kann eine im Beton letztlieh hervorgerufene Expansion auch durch Verstärkungsglieder verhindert werden, so daß ein Selbstbelastungseffekt erzielt wird.

Mit den bekannten Tsrpen von hydraulischen Zementen, die sich bei der Hydratation ausdehnen, gelingt jedoch keine zufriedenstellende Steuerung der Expansion. Eine während der Anfangsstadien der Hydratation auftretende Expansion führt zu einer plastischen Deformation des ζ ementhal ti gen Betons, wohingegen eine in den späteren Stadien der Hydratation auftretende Expansion Mikrorisse zur Folge haben kann, wenn die Expansionskräfte die Zugfestigkeit der Betonstruktur überschreiten mit dem Ergebnis, daß die Gesamtdruckfestigkeit der Struktur vermindert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zement anzugeben, in welchem der Grad der auftretenden Expansion steuerbar ist und in welchem die Expansion im fortschreitenden Maße während der Hydratation erfolgt..

Der erfindungsgemäße Zement vom Portlandtyp mit innewohnenden Expansiönseigenschaften ist dadurch gekennzeichnet_s daß

er zumindest*teilweise aus einem Klinker besteht, der auf βίο ne spezifische Oberfläche von 250 bis 550 m /kg vermählen ist

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und eine Mikr ο struktur aufweist, die überwiegend aus Alitkristallen mit einem Gehalt an kornförmigen Einschlüssen aus freiem Kalk gebildet ist, wobei der Gehalt des Klinkers an freiem Kalk mindestens 2 Gew.-$ beträgt und vorwiegend in Form der kornförmigen Einschlüsse in den Alitkristallen vorliegt.

Das Verfahren zur Herstellung eines derartigen Zements,/ist dadurch gekennzeichnet, daß msa die Materialien in solchen Mengen eingesetzt werden, daß beim Brennen die Bildung von C-jS zusammen mit mindestens 2 $ freiem Kalk begünstigt wird, daß in das kalkartige Material mindestens 2 Gew.-$ Calciumsulfat eingebracht werden, und daß der Klinker auf eine spezifische Oberfläche von 250 bis 550 m /kg vermählen wird.

Wie bereits erwähnt, ist es zwar bekannt, daß die Hydratation von Kalk (Calciumoxid) begleitet wird von einer ausgeprägten Expansion während des Hydratationsprozesses, doch ist es in der Praxis schwierig, diese Expansion zu steuern und außerdem verläuft der Hydratationsprozeß schneller als derjenige anderer Komponenten üblicher bekannter Portlandzemente, was dazu führt, daß die Expansion hauptsächlich während der Anfangsstadien der Hydratation eines Kalk/Portlandzementgemisphes erfolgt und zu den angegebenen Schwierigkeiten führt. Durch die Erfindung wird demgegenüber ein Zement geschaffen, der zumindest teilweise durch Vermählen eines speziellen Klinkers mit einer Mikrοstruktur, in welcher Körnchen aus freiem Kalk innerhalb von Alitkristallen eingeschlossen sind, gewonnen ist, so daß der Kalkgehalt des Zements für die Hydratation allmählich verfügbar wird in dem Maße, wie der Alit, in welchem der Kalk eingeschlossen ist, selbst hydratisiert wird. Auf diese Weise kann die Hydratation des Kalkgehalts des Zements auf der gleichen Stufe wie die Hydratation des Alitgehalts des Zements gehalten werden.

* bei dem ein Klinker gebildet wird unter Verwendung eines Gemisehes aus tonartigen und kalkartigen Materialien

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Eine Steuerung der Expansionseigenschaften des Zements nach der Erfindung ist erziel "bar durch Variieren des Gehalts an freiem Kalk des speziellen Klinkers, indem die Zusammensetzung des Rohmaterialgemisches und/oder die "verwendete Brenntechnik geändert wird.

Die Steuerung der Expansionseigenschaften des erfindungsgemäßen Zements ist ferner dadurch kontrollierbar, daß der spezielle Klinker zusammen mit verschiedenen Anteilen von üblichem Portlandzementklinker vermählen wird oder daß diese Klinker nach dem Vermählen in verschiedenen Anteilen miteinander vermischt werden, wobei die Freisetzungsrate des freien Kalkgehalts beeinflußbar ist durch Variieren der spezifischen Oberfläche, auf die der spezielle Klinker vermählen wird. Zusätzlich kann natürlich der Kalkgehalt selbst des speziellen Klinkers innerhalb eines weiten Bereichs variiert werden.

Om einen Klinker mit der gewünschten Mikrostruktur zu erhalten, wird ein Gemisch aus Ausgangsmaterialien hergestellt, das aus tonartigem und kalkartigem Material in solchen Mengen zusammengesetzt ist, daß ein Kalksättigungsfaktor im Bereich von vorzugsweise 0,90 bis 1,30 resultiert, der ausreicht, um das Vorliegen von mindestens 2 Gew.-^ freiem Kalk in dem gebrannten Kalk sicherzustellen, wobei das kalkartige Material mindestens 2 Gew.—fo Calciumsulfat enthält. Beim Brennen bildet das Calciumsulfat einen äußerst beweglichen Schmelzfluß, der die Vereinigung der tonartigen und kalkartigen Komponenten des Rohmaterialgemisches fördert unter Bildung von Calciumaluminaten und Calciumsilikaten, insbesondere der Zusammensetzung C,S. Im fertigen Klinker liegt der freie Kalk vorwiegend in Form von kornartigen Einschlüssen innerhalb der Alitkristalle vor. Der bevorzugte Bereich an freiem Kalkgehalt beträgt 3 bis 12 ^

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Es sind auch höhere Gehalte an freiem Kalk von bis zu etwa 50 Gew.-^ im gebrannten Klinker erzielbar durch geeignete Wahl der Mengen an Rohmaterialien, doch sind Gehalte an freiem Kalk von bis zu 20 fo offensichtlich von besonderem praktischen Interesse.

Beim verwendeten Calciumsulfat kann es sich um Karstenit (anhydrite) oder um irgend ein beliebiges Hydrat von Calciumsulfat handeln, das einen Teil des kalkartigen Materials im Rohmaterialgemisch bildet.

Der Gesamtprozentgehalt an freiem Kalk in dem speziellen Klinker, wie er durch die bekannte, zur Bestimmung von freiem Kalk in gewöhnlichen Portlandzementen üblicherweise verwendete Extraktionsmethode feststellbar ist, beträgt vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-$, in noch vorteilhafterer Weise 3 bis 12 Gew.-$. Es ist selbstverständlich bekannt, daß freier Kalk in Portlandzementen vorkommt, doch wird dieser in der Regel als ein unerwünschter Bestandteil angesehen, weshalb der Gehalt an freiem Kalk in bekannten Portlandzementen weit unterhalb des erfindungsgemäß verwendeten Bereichs gehalten wird; außerdem fördert der Biegeeffekt des im Rohmaterialgemisch vorhandenen Calciumsulfate den Einbau des freien Kalks vorwiegend in Form von Einschlüssen in den Alitkristallen des Klinkers.

Die spezifische Oberfläche, auf die der Klinker vermählen wird, steuert bis zu einem gewissen Grade die Menge an freien Kalkeinschlüssen in den Alitkristallen, die durch den Mahlprozeß freigelegt werden, so daß sie die Anfangsgeschwindigkeit der Expansion des Zements beeinflußt und demzufolge ein weiteres Mittel zur Steuerung der Expansionseigenschaften des erfindungsgemäßen Zements darstellt» Liegt im Zement nach der Erfindung ein Gemisch aus dem speziellen Klinker und einem üblichen Portlandzementklinker vor, so kann eine bestimmte Steue-

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rung-der Zementeigenschaften wiederum dadurch erzielt werden, daß die Komponenten auf unterschiedliche spezifische Oberflächen vermählen und danach vermischt oder zusammen vermählen werden. Der Gehalt an freiem Kalk im fertigen Zement liegt, unabhängig davon, ob der Zement nur aus dem Spezialklinker oder aus einem Gemisch aus Spezialklinker und gewöhnlichem Portlandzement gewonnen wurde, in der Regel im Bereich von 4 bis 6 Gew.-^, wenn erreicht werden soll, daß der erfindungsgemäße Zement die Schrumpfung eines Betons, in dem er verwendet wird, kompensieren soll. Ist eine Netto-Expansion des Betons4rforderlich, so erweist sich ein etwas höherer Gehalt an freiem Kalk als zweckmäßig.

In den unten angegebenen Beispielen, die die Erfindung näher veranschaulichen sollen, kommen die folgenden Stoffe und Methoden zur Anwendung.

Rohmaterialien:

In sämtlichen Beispielen wurden Rohmaterialien verwendet, die in solcher Weise vermählen waren, daß 5 i° auf einem 90 >um-BS-Sieb zurückgehalten wurden und deren Hauptkomponenten wie folgt waren

A.	B. .	σ.	D₀	E.
Kalk	Sand	Ton	Gips	Eisenoxid
. a	jfc	*Jl.*		*
1..2	99_?3	41*9	0,2	1,1
0₉-4-.	0,3	11ρ 5	0_s3	0,6
0,2	- 0,1	3,8	0_s01	96,9
54p8	0,1	19,5	32,0" "	0_?5
0,1	0_P01	' 0,1	46_S5	ν 0,02

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Formulierungen:

Es wurden Gemische hergestellt, deren Mischungsverhältnis durch die folgenden Parameter angegeben wird, welche wie folgt definiert sind:

(I) Kalksättigungsfaktor (L.S..P.) = (II) Siliciumoxidverhältnis (S/R) = (III) Aluminiumoxidverhältnis

CaO

2,8 SiO₂+1,2 A1₂O₃+O,65 SiO,

(IV) Prozentgehalt an Gesamtkalk, der aus einer Oalciumsulfatquelle stammt (P).

Herstellung der Zemente:

Das angegebene Rohmaterial wurde in solchem Verhältnis, daß die angestrebten Werte für die vier angegebenen Parameter erzielt wurden, mit Wasser vermischt und zu Kuchen verpreßt, die anschließend getrocknet wurden.

Die Kuchen wurden bei 1525 ⁰C 30 Minuten lang gesintert in einem ölbeheizten Ofen unter Bildung von Klinkern der für die Erfindung charakteristischen Mikrοstruktur_o

Die erhaltenen Klinker wurden nach Zugabe von genügend Gips, um letztlich einen Zement-SO,-Gehalt von 2 bis 3 % zu ergeben,

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auf die angestrebte spezifische Oberfläche vermählen, die gemessen wurde nach der Luftpermeabilitätsmethode gemäß B.S. 12 (1971).

Testmethode:

Die nach dem angegebenen Verfahren hergestellten Zemente wurden mit Standardsand in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 vermischt und mit einer vorausberechneten Menge an Wasser versetzt, um ein Wasser/Zementverhältnis von 0,4 zu erhalten. Der erhaltene Mörtel wurde in Formen der Abmessungen 6x1x1 cm vergossen, wobei an zwei einander- gegenüber liegenden Seiten des erhaltenen Prismas ein Paar im Abstand von etwa 50 mm voneinander entfernt liegende Bezugsstifte gegossen, wurden.

Nach 16 Stunden langem Härten in einer Atmosphäre von 100 fo relativer Feuchtigkeit (R.H.) wurden die gegossenen Prismen den Formen entnommen und mit Hilfe eines Anzeigegeräts gemessen, worauf sie unter Wasser aufbewahrt wurden.

Nach 14 Tage langem Härten wurden die Prismen aus dem Wasser genommen und weitere 14 Tagelang luftgetrocknet bei normaler Temperatur und Feuchtigkeit, worauf sie gemessen wurden, so daß ein Endwert der Nettolängenänderung, bezogen auf die nach der Entnahme aus den Gußformen festgestellte Länge, erhalten wurde.

Wird diese Testmethode auf gewöhnliche Portlandzemente angewandt, so wird in der Regel eine lineare Schrumpfung gefunden, deren Nettowert zwischen 0,12 und 0,20 $ liegt.

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Beispiel. ..I

Die angegebenen Rohmaterialien wurden im folgenden Verhältnis miteinander vermischt:

73,5 $> A, 13,5 $ B, 2,0 f C, 10,3 % D, 0,7 1° E

Die angegebenen Misohungsparameter des erhaltenen Rohgemisches waren wie folgti

LSF = 1,01, S/R == 10,0, A/F = 0,6, P = 7,5.

Das erhaltene Gemisch wurde wie angegeben gesintert, wobei ein Klinker erhalten wurde, dessen Gehalt an freiem Kalk 4,8 fo betrug und dessen Oxidanalyse wie folgt war:

SiO₂ 24,5 fa Al₂O₃ 0,9 fo; Fe₂O₃ 1,5 fo; CaO 71,5 f° und SO₃ 0,7&.

Eine Prüfung der MikroStruktur des Klinkers zeigte, daß der vorhandene freie Kalk vorwiegend in Form von korn- oder kugelartigen Einschlüssen innerhalb der Alitkristalle vorlag.

Die folgenden Zemente wurden aus diesem speziellen Klinker hergestellt:

(a) Der Klinker wurde mit Gips auf eine spezifische Oberfläche

2—1
von 33Ο m .kg vermählen* Der erhaltene Zement wurde wie angegeben getestet und ergab eine lineare Nettoexpansion von 0,01 fo. Auf diese Weise wurde eine zufriedenstellende Kompensation für die Schrumpfung erzielet im Vergleich zu einer typischen Trocknungsschrtunpfung für OPC von etwa 0,12 bis 0,20 $ unter ähnlichen Testbedingungen* 100 mm-Betonwürfel ergaben bei der Bestimmung gemäß B*S» 12 (1971) nach 3, 7 und 28 Tagen Festigkeiten von 18, 27 bzw. 40

—2
Fmm .

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(b) Der Klinker wurde mit Gips auf eine spezifische Oberflä-

2 —T

ehe von 430 m kg vermählen. Der erhaltene Zement wurde wie angegeben getestet und ergab eine lineare Nettokontraktion von 0,0__4 %.

(c) Der Klinker wurde mit Gips auf eine spezifische Oberfläehe von 280 m kg vermählen. Der erhaltene Zement wurde wie angegeben getestet und ergab eine lineare Nettoexpansion von 0,10 fo_t d. h. eine höhere Ausdehnung, als zur Schrumpfungskompensation notwendig wäre.

Beispiel 2

Weitere Proben des in Beispiel 1 unter (a) beschriebenen Zements wurden dem folgenden iest unterworfen:

(a) Der Zement wurde mit sogenanntem Ourtis-Sand in einem Verhältnis von 1:1 gemischt und mit einer berechneten Menge Wasser versetzt, um ein Wasser/Zementverhältnis von 0,4 zu ergeben. Der Mörtel wurde in Formen der ungefähren Ausmaße 28 χ 2,5 x 2,5 cm (11 χ 1 χ 1 inch) vergossen unter Anbringung von Bezugsstiften an jedem Ende. Nach Durchführung der angegebenen Härtungsbehandlung wurde eine lineare Nettokontraktion von 0,01 fo gefunden.

(b) Der Zement wurde mit einem kontinuierlich sortierten Sand/ Zuschlagstoff einer maximalen Größe von 4,76 mm (3/16 inch) im Verhältnis von 1:4 vermischt und auf ein Wasser/Zementverhältnis von 0,46 gebracht. Der Beton wurde in Formen der ungefähren Ausmaße 28 χ 2,5 χ 2,5 cm (11 χ 1 χ 1 inch) unter Anbringung von Bezugsstiften an jedem Ende vergossen. Anschließend wurde wie angegeben gehärtet, was eine lineare Nettdexpansion von 0,015 $ zur Folge hatte.

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-ΊΟ -

(c) Der Zement wurde mit einem kontinuierlich sortierten Sand-Zuschlagstoff einer maximalen Größe von 4,76 mm (3/16 inch) in einem Verhältnis von 1:4 vermischt und durch Wasserzusatz auf ein Wasser/Z ement verhältnis von 0,46 eingestellt. Der Beton wurde in Formen der ungefähren Ausmaße 7,6 χ 7,6 χ 23 cm (3 x 3 x 9 inch) vergossen unter Anbringung von an jedem Ende vorgesehenen Bezugsstiften. Die angegebene Härtungsprozedur wurde mit der Ausnahme angewandt, daß die Lufttrocknung 28 Tage lang durchgeführt wurde im Hinblick auf die größeren Ausmaße des erhaltenen Prismas. Die Tests ergaben eine lineare Nettoexpansion von 0,01 %.

Beispiel 3

Die angegebenen Rohmaterialien wurden in den folgenden Verhältnissen gemischt:

72,3 % A, 8,1 io B, 12,7 1° C, 6,9 f D.

Die erhaltene Rohbeschickung wies die folgenden Mischungsparameter der oben angegebenen Definition auf:

LSF = 1,05, S/R = 6,0 A/F-= 3,0, P = 5,0.

Das erhaltene Gemisch wurde wie angegeben gesintert und ergab einen Klinker, dessen Gehalt an freiem Kalk 5,0 'fo betrug und der die folgende Oxidanalyse aufwies:

SiO₂ "22,9 #; ^A12°3 ²»9 ^; Fe₃O₃ 1,0 $; CaO 71,5 & und SO₃ 0,4

Eine Prüfung der MikroStruktur des Klinkers zeigte, daß der freie Kalk vorwiegend in Form von kornförmigen Einschlüssen in den Alitkristallen vorlag.

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Proben dieses speziellen Klinkers wurden mit Gips zu einer

2—1

spezifischen Oberfläche von 33Q m kg vermählen» Der erhaltene Zement, wurde wie angegeben getestet und ergab eine lineare liettoexpansion von. 0^03 $*

Beispiel .4 ·

Die angegebenen Rohmaterialien wurden in den folgenden Verhältnissen vermischtj

72*8 <fo A, 14-ϊΟ fa B, 2,2 <fo G, \Ö,2 fo D, 0,8 $ E

Die erhaltene EohTaeschickung wies die folgenden Misehungsparam%erder öljen angegebenen Definition auf:

LSF = 0,96, S/R = 10,0, A/P = 0,6, P = 7,5.

Das erhaltene Gemisch wurde wie angegeben gesintert und ergab einen Klinker mit einem Gehalt an freiem Kalk von 4,7 f°_t der vorwiegend in Form von kornförmigen Einschlüssen innerhalb der Alitkristalle vorlag. Die Oxidanalyse ergab:

25,3 Ή Al₂O₃ 1,0 f< >, Fe₃O₃ 1,7 $, CaO 70,3 1° und SO₃ 0,5

Proben dieses speziellen Klinkers wurden mit Gips auf eine

2—1

spezifische Oberfläche von 330 m kg vermählen. Der erhaltene Zement wurde wie angegeben getestet und ergab eine lineare Nettoexpänsion von 0,02 $«

Beispiel 5

Die angegebenen Rohmaterialien wurden in den folgenden Verhältnissen vermischt:

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76_f2 fi_f 9,2 $ B_f 6,2 £ C, 7,0 £ D, 1,4 $ E

Bie erhaltene RohbeSchickung wies die folgenden Mlschungspa— rameter der oben angegebenen Definition auf:

LSP =1,20, S/S = 4_r5, Α/Ρ =0,6, P = 5,0.

Das erhaltene Gemisch wurde wie angegeben gesintert und ergab einen Klinker mit einem Gehalt an freiem Kalk von 10 ₁ 3 $ und der folgenden Gxldanalyse:

SiO₂ 20 _f5 f°i Al₃O₃ ^1r7 ^' ^Fe2°3 ²»⁸ ^^{f öa0 73y5} ^ ^⁰¹*^{5 S0}3 °'^{3 3}^

Das Aussehen des Klinkers ist in der beigefügten Figur 1 dargestellt _t bei der es sich um eine Mikrophotographie einer Klinkerprobe handelt. Die Probe wurde hergestellt durch unterteilung eines mit Harz imprägnierten Seils des Klinkers und Anätzen von dessen Oberfläche mit Pluorwasserstoffsäuredampf. In der Figur werden mit dem Bezugszeichen B die Alitkristalle und mit dem Bezugszelehen JL die darin enthaltenen Einschlüsse der kernförmigen Kristalle an freiem Kalk angedeutet. Bei dem zwischen äen Alitkr Istall en befindlichen Material handelt es sich um Calciumalumlnat und CaleiumaluiBinof errit, die während des Klinkerungsprozesses eine flüssige Phase mit dem Im Roh— materlalgemisch vorhandenen Calciumsulfat bilden. Das Calciumsulfat wird jedoch während des Brennens weitestgehend zersetzt unter Bildung von, freiem Kalk und SO,.. Bei &en durch das Bezugszelehen C bezeichneten Bezirken handelt es sich lediglich um Harz, das zur Herstellung der Probe als Imprägnierungsmittel verwendet wurde»

Aus diesem speziellen Klinker wurden die folgenden Zemente hergestellte

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(a) Der Klinker wurde mit Gips auf eine spezifische Oberflä-

2 —1
ehe von 330 m kg vermählen. Der erhaltene Zement wurde wie angegeben getestet und ergab eine lineare Nettoexpansion von 2,15 fo.

(b) Der Klinker wurde mit Gips auf eine spezifische Oberflä-

2 —1
ehe von 330 m. kg vermählen und mit einem ersten Typ von gewöhnlichem Portlandzementklinker vermischt, der ebenfalls auf die gleiche spezifische Oberfläche vermählen war und einen ähnlichen Gesamtgehalt an Zement-SO-, aufwies; das Gewichtsverhaltnis der beiden Zemente betrug 40 t 60. Der erhaltene Zement wurde wie angegeben getestet und ergab keine Längenänderung, d. h. eine genaue Schrump— fungskompensation.

(c) Der Klinker wurde mit Gips auf eine spezifische Oberflä-

p —1
ehe von 330 m kg vermählen und mit einem zweiten Typ von gewöhnlichem Portlandzementklinker vermischt, der separat auf die ,gleiche spezifische Oberfläche vermählen war und einen ähnlichen Gesamtzement-SO^-Gehalt aufwies; das Gewichtsverhältnis der beiden Zemente, betrug 50 : 50. Der erhaltene Zement wurde wie angegeben getestet und ergab eine lineare Nettoexpansion von 0,05 f°»

Beispiel 6 ,

72,2 fo A, 14,1 1o B und 13,7 fo D

Das erhaltene Rohgem-isch wies die folgenden Parameter auf:

LSF = 1,05, P= 10,0.

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Das erhaltene Gemisch wurde wie angegeben gesintert und ergab einen Klinker, dessen Gehalt an freiem Kalk von 4,0 f> vorwie--'^; gend in Form von kornförmigen Einschlüssen innerharb der Alitkristalle vorlag, und dessen Oxidanalyse wie folgt war:

SiO₂ 24,3 f>\ Al₃O₃ 0,6 fo; Fe₃O₃ 0,3 f_o\ GaO 73,0 f> und SO₃ 1,1 f>,

Diese Werte ergaben im fertigen Klinker die folgenden Parameter: S/R = 27 und A/F = 2,1.

Proben dieses Klinkers wurden mit Gips auf eine spezifische

2 —1

Oberfläche von 330 m kg vermählen. Der erhaltene Zement wurde wie angegeben getestet und ergab eine lineare Nettoexpansion von 0,03 f>.

Beispiel 7

73,5 f> ^, 13,5 f> B, 2,0 fo 0, 10,3 /° D, 0,7 fo E

Die erhaltene Rohbeschickung wies die folgenden Mischungspara— meter auf:

LSF = 1,01, S/R = 10,0, A/F = 0,6, P = 7,5.

Das Gemisch wurde wie angegeben gesintert und ergab einen Klinker, dessen Gehalt an freiem Kalk von 5,7 % vorwiegend in Form von kornförmigen Einschlüssen innerhalb der Alitkristalle vorlag, und dessen Oxidanalyse wie folgt war:

SiO₂ 24,6 f*\ Al₂O 0,9 fo\ Fe₂O₃ 1,5 fo\ OaO 71,9 f° und SO 0,2 fo.

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Zur -Herstellung; eines Zements wurde der Klinker mit ßips auf

2 —1 eine spezifische Oberfläche von 330 mkg vermählen. Der er— haltene Zement wurde mit einem kontinuierlich sortierten Sand/ Zuschlagstoff einer maximalen öüeilchengröEe von 4»76 mm (3/16 inch) in einem Verhältnis von 1 t 4 vermischt und durch Wasserzusatz auf ein Wasser/Zemenit—Verhältnis von O_r46 eingestellt. Ber Beton wurde, in Formen der ungefähren Ausmaße 7,6 χ 7,6 x 23 cm (3 χ 3 x 9 inch) vergossen,, 16 Stunden lang in einer AtmDsphare von 100 fo relativer Feuchtigkeit gehärtet und danach den Gießformen entnommen.■

Bas auf diese Weise erhaltene Prisma wurde einer uniaxialen Belastung unterworfen, die ausschließlich längs der 23 cm— Achse angelegt wurde während einer 14 Tage langen Härtung unter Wasser. Kach einer 28 Hage langen Trocknung in Luft wies ■ die Probe eine lineare Hettoexpansion von 0*029 f< > auf*

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Claims

Patentansprüche

1. Zement vom Portlandtyp, dadurch gekennzeichnet, daß er zumindest teilweise aus einem Klinker besteht, der auf eine spezifische Oberfläche von 250 bis 550 m /kg vermählen ist und eine Makrostruktur aufweist, die überwiegend aus Alitkristallen mit einem Gehalt an kornförmigen Einschlüssen aus freiem Kalk gebildet ist, wobei der Gehalt des Klinkers an freiem Kalk mindestens 2 Gew.-? beträgt und vorwiegend in Form der kornförmigen Einschlüsse in den Alitkristallen vorliegt.

2. Zement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klinker einen Gehalt an freiem Kalk von bis zu 20 Gew.-$ aufweist.

3. Zement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klinker einen Gehalt an freiem Kalk von 3 bis 12 Gew,-$ aufweist.

4. Zement nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt des Zements an freiem Kalk 4 bis 6 Gew.-?£ beträgt.

5. Zement nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klinker mit einem gewöhnlichen Portlandzement vermählen oder vermischt wird.

6. Verfahren zur Herstellung des Portlandtyp-Zements nach Anspruch 1, bei dem ein Klinker gebildet wird unter Verwendung eines Gemisches aus tonartigen und kalkartigen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien in solchen Mengen eingesetzt werden, daß beim Brennen die Bildung von C J3 zusammen mit mindestens 2 $ freiem Kalk

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begünstigt wird, daß in das kalkartige Material mindestens 2 Gew.-fo Calciumsulfat eingebracht werden, und daß der Klinker auf eine spezifische Oberfläche von 250 bis "55Om /kg vermählen wird.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Rohmaterialgemisch mit einem Kalksättigungsfaktor von 0,90 bis 1,30 verwendet.

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