DE2709858A1

DE2709858A1 - Verfahren zur herstellung silikathaltiger moertel-rohmischungen und deren verwendung

Info

Publication number: DE2709858A1
Application number: DE19772709858
Authority: DE
Inventors: Heinz Doblinger
Original assignee: Hebel Gasbetonwerk GmbH
Current assignee: Hebel Gasbetonwerk GmbH
Priority date: 1977-03-07
Filing date: 1977-03-07
Publication date: 1978-09-14
Also published as: DE2709858B2; JPS5410329A; DD134511A5; FR2383142A1; AT368479B; CA1104166A; ATA161678A; NL7802492A; US4221598A; FR2383142B1; BE864648A

Description

Hebel Gasbetonwerk GmbH

Postfach 10, 8080 Enmering-FürEterifeldbruck

Verfahren zur Hei^stellving silikathaltiger Ilortel-Rohmischungeu und deren Verwendung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herotellunc; von silikathaltigen Hörtel-Rohinischungen aus Kalk und Zement als Bindemittel, wobei der Kalkanteil größer ict als der Zementan- teil, mindestens einem silikathaltigen Zuschlag und mindestens einem Calciumsulfat. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung der Hörtel-Rohmischunßen zur Herstellung von dampfgobärtetem Gasbeton.

Aus der OE-PS 177 713 ist bokannt ein Verfahren zur Herstellung dampfgehärteter poröser Kunststeine aus feingemahlenen Ge?iischen

von gebranntem, ungelöschtem oder schwach hydraulischem Kalk mit hohem CaO-Gehalt, kieselsäurereichem Material, wie Sand, V/asser und einem gasentwickelndem Metallpulver, dem, um sowohl das Ablöschen des Kalkes und die Gasentwicklung als auch das Erhärten der Masse zu regulieren, ein Sulfat, wie Calciumsulfat, und hydratisierbare bzw. wasserlösliche Silikate, wie Portiand-Zement oder Wasserglas, in einer Menge von 3 bis 4 Gew.-% der trockenen Bestandteile -zugegeben v/erden, wobei die Sulfatmenge (berechnet als CaSO^) mindestens 10 % der Menge des feingemahlenen silikathaltigen Materials betragen kann. Falls größere Sulfatmengen erforderlich sind, sollte nach der Lehre der vorgenannten Patentschrift vorzugsweise ein leicht lösliches Sulfat, z.B. Alkalisulfat, gewählt werden.

Aus dem Beispiel der vorgenannten Patentschrift geht weiterhin hervor, daß sich die Druckfestigkeit von aus solchen Mischungen hergestelltem Leichtbeton steigern läßt, wenn man einer aus 20 Gew.-% gebranntem Kalk mit etwa 94- °/° CaO und 80 Gew.-% gemahlenem Sand mit 80 % SiOp bestehenden Mischung, 3,5 % gemahlenen Zementklinker, 2 g Gipsstein und 1 bis 4 g Kaliumsulfat oder 2 bis 8 g Natriumsulfat je Liter zufügt. Dies entspricht einem SO^-Gehalt von etwa 0,14 bis 0,28 %. Bei Zugrundelegung eines SO,-Gehalts des Zementklinkers von 0,1 % ergibt sich ein Genamt-SO,-Gehalt der Mischung von etwa 0,24 bis 0,38 % SO₅. Ein Zusatz von lediglich 2 g Gipsstein je Liter unter Weglassen des Alkalisulfats ergibt keine Druckfestigkeitssteigerung. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß es durch den Zusatz von Alkalisulfat zu Ausblühungen an den Leichtbeton-Endprodukten kommt. Ein weiterer Nachteil ist, daß die zur Druckfestigkeitssteigerung erforderlichen Alkalisulfate teuer sind.

Andererseits ist aus der DT-PS 1 646 58°, die ein Verfahren zur Herstellung von dampfgehärtetem Gasbeton betrifft, bei dem ein zementreiches Bindemittel aus Weißfeinkalk und Portland-Zement verwendet wird, bekannt, daß ein Zusatz von Calcium-

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sulfat bei Gasbetonen, die vorwiegend Veißfeinkalk al.^c; Bindemittel enthalten, zu einem I'estigkeitsrückgang führt.

Aufgabe der Erfindung ist er., ein für die Dur eh.führung in industriellen Maßstab geeignetes Verfahren zur Herstellung von silikathaltigen Mörtel-Rohmischungen zu schaffen, die insbesondere bei der Weiterverarbeitung zu. dampfgehärtetem Gasbeton unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik Endprodukte mit vorzüglichen Druckfestigkeiten ergeben.

Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man

(a) Calciumsulfat in solchen Mengen zusetzt, daß der Sulfatgehalt des Endprodukts, ausgedrückt als SO₇, mindestens etwa 2 Gew.-%, bezogen auf die glühverlustfreie Trockenmasse, beträgt,

(b) mindestens eine Teilmenge der Komponenten Kalk, Zement, silikathaltiger Zuschalg und Calciumsulfat geraeinsam vermahlt und

(c) gegebenenfalls die erhaltene Mischung mit der restlichen Menge der Komponenten versetzt.

Mittels der nach dem erfindangsgenllßen Verfahren hergestellten Mörtel-Kohmischungen werden überraschenderweise Gasbeton-Endprodukte mit vorzüglicher Druckfestigkeit erhalten. Ein weiterer Vorteil ist, daß sich durch die erzielten hohen Druckfestigkeiten der BindeTnittelanteil verringern läßt, wodurch beträchtliche Kosteneinsparungen erreicht werden. Durch den im erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlichen Alkalisulfatzusatz werden die Herstellungskosten weiter gesenkt, da - wie vorstehend erwähnt - Alkalisulfate im Vorgleich zu den anderen kolir.toffen sehr teuer sind.

Gemäß einer bevorzugten Aiisführungsform wird im ei-ri

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Verfahren Calciumsulfat in solchen Mengen eingesetzt, daß der Sulfatgehalt dos Endprodukts, ausgedrückt als SO^, höchstens etwa 5 Gew.-% und vorzugsweise höchstens etwa 3 Gew.~% beträgt. Vorzugsweise wird erfindungsgemäß als Calciumsulfat der natürlich vorkommende Anhydrit eingesetzt. Weiterhin kann als Calciumsulfat auch Gips (CaSCv*2HpO) oder sein Halbhydrrt (CaSO,. 1/2 H₀O) verwendet werden.

C.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindimgsgemäßen Verfahrens wird Zement, vorzugsweise Portland-Zeinent, in solchen Mengen eingesetzt, daß der Zementanteil im Bindemittel mindestens etwa 20 Gew.~% beträgt. Durch diese Maßnahme läßt sich die bereits hohe Druckfestigkeit der Endprodukte noch weiter steigern.

Als Kalk wird im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise Weißfeinkalk eingesetzt. Es kann aber auch Kalk mit einem erheblichen Gehalt an gelöschtem Kalk verwendet werden.

Als silikathaltige Zuschläge können erfindungsgemäß u.a. Quarzsand, silikathaltige Flugasche, ölschieferschlacke und Plochof enschlacke verwendet werden.

Vorzugsweise werden die Gesamtmengen der Komponenten Kalk, Zement, silikathaltiger Zuschlag und Calciumsulfat miteinander gemeinsam vermählen. Die erfindungsgemäße gemeinsame Vermahlung wird praktisch als Trockenvermahlung durchgeführt.

Mittels des Weißfeinkalks kann nach einer weiteren Ausführungjforra des erfindungsgemäßen Verfahrens der silikathaltige Zuschlag vor dem Vermählen sämtlicher Komponenten getrocknet werden, falls dies notwendig sein sollte. Diese Methode ist besonders wirtschaftlich, da bei Gasbetonen, die überwiegend Weißfeinkalk als Bindemittel enthalten, häufig ein Teil des Kalkes in Form von Kalkhydrat eingebracht wird. Die Trocknung wird im einzelnen so durchgeführt, daß man einen Teil des Weißfeinkai kr.

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mit dem feuchten, silikathaltigen Zuschlag, z.B. Sand mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 8%, vermischt, wodui^ch letzterem die Feuchtigkeit entzogen wird. Es ist hierbei nicht notwendig, dem Sand die stöchiometrische Menge Weißfeinkalk zuzusetzen, da die Trocknung des Sandes aufgrund der beim Abbinden des Kalkes mit Wasser auftretenden Wärme auch bereits mit einer unterstöchioraetrischen Weißfeinkalkmenge erreicht wird. Das so erhaltene trockene Gemisch wird dann gemeinsam mit den übrigen Komponenten vermählen. Auf diese Weise kann eine sonst eventuell notwendige und kostenaufwendige Trocknung des feuchten, silikathaltigen Zuschlages vermieden werden.

Das erfindungsgeiaäße Verfahren kann zweckmäßig wie folgt diirchgeführt werden: Aus die erfindungsgemäß verwendeten Komponenten enthaltenden Silos v/erden die Einzelkomponenten über Bandwaagen in eine Kugelmühle dosiert und dort gemeinsam so lange vermählen, bis noch 10 bis 25 % Rückstand auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 90 Mikron zurückbleiben. Die Mahldauer hängt vom Zustand des Ausgangsmaterials ab und beträgt üblicherweise etwa 30 Minuten. Die so erhaltene erfindungsgemäße Hö'rtel-Rohmischung kann in Silos gelagert oder unmittelbar zu einem Endprodukt weiterverarbeitet werden.

Zur Herstellung von dampfgehärteten Gasbeton, für die sich die erfindungsgemäße Mörtel-Rohmischung insbesondere eignet, wird diese in üblicher Weise mit Wasser und einem Treibmittel, wie feinverteiltem Aluminiumpulver, vermischt und in Formen gefüllt. Nach dem Blähvorgang und dem Reifen werden die erhaltenen großen Blöcke auf Format (Steine, Platten) geschnitten, die dann dampfgehärtet werden.

Neben dampfgehärtetem Gasbeton können aus der erfindungsgemäßen Mörtel-Rohraischung ohne Zusatz von Treibmittel auch hochwertige Silikatbeton-Formkörper hergestellt werden.

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Die Beispiele erläutern die Erfindung.

In den Beispielen 1 bis 4 wurden quarzhaltiger Sand, Weißfeinkalk, Zement und Anhydrit in den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Mengenverhältnissen eingesetzt.

Im Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel) wurde das Bindemittel (Weißfeinkalk und Zement) und der Sand nicht gemeinsam vermählen, sondern lediglich miteinander vermischt. Hierzu wurde bereits gemahlener Sand verwendet. Dem Gemisch wurde kein Anhydrit zugesetzt.

Im erfindungsgemäßen Beispiel 2 wurde das Bindemittel, Sand und Anhydrit gemeinsam vermählen.

Im Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel) wurde das Bindemittel, Anhydrit und Sand nicht gemeinsam vermählen, sondern die Komponenten lediglich miteinander vermischt.

Im Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel) wurde das Bindemittel mit Sand gemeinsam vermählen, wobei jedoch kein Anhydrit zugesetzt wurde.

Die erhaltenen 4 Mischungen wurden dann jeweils in gleicher Weise wie folgt zu dampfgehärteten Gasbeton-Prüfkörpern verarbeitet!

Jede der 4 Mischungen wurde mit 37,5 % Wasser versetzt und 3 Minuten innig gemischt. Unmittelbar anschließend wurde Aluminiumpulver zugesetzt, und nach weiteren 50 Sekunden Mischzeit wurde die Mörtelmischung in eine Form gefüllt. Die Mischwassertemperatur wurde so gewählt, daß die Mörtelmischung beim Einfüllen in die Form eine Temperatur von 40 - 42⁰C hatte. Während der Reifezeit von 3 Stunden stieg die Temperatur der gegossenen Blöcke.auf ca. 80⁰C an. Nach der Reifezeit wurde entformt, und die grünen Gasbetonblöcke wurden in den Autoklaven

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gefahren. Nach einer Evakuierungsdauer von 3° Minuten erfolgte die '·.mpfbehandlung nach folgendem Härtezyklus

Aufheizzeit 1 Std. 3O Min. Druckhaltezeit 6 Std. Härtedruck (12 bar) Ablaßzeit 2 Std.

Aus den erhaltenen Gasbetonblöcken wurden senkrecht zur Treibrichtung Zylinder von 10 cm Höhe und 1O cm Durchmesser herausgesägt. Diese wurden dann bei einer Prüffeuchtigkeit von 3 bis 10 Vol.% entsprechend DIN 4223 bzw. DIN 4-165 auf Druckfestigkeit und Raumgewicht geprüft.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengestellt.

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Beispiel	1 (Vergleich)	2 (erf.gemäß)	3 (Vergleich)	4 (Vergleich)
Komponenten	Bindemittel und Sand (ohne Anhy drit)	Bindemittel, Sand und Anhydrit	Bindemittel und Anhydrit	Bindemittel und Sand (ohne Anhydrit)
Vermahlung	nicht gemeinsam	gemeinsam	nicht gemeinsam	gemeinsam

O
(O
OO

Quarzhaitiger

Sand, %

Weißfeinkalk, % 18,0 Zement, % 1θ,θ Anhydrit, % Druckfestigw

keit, kp/cTir* 31,0

Raumgewicht,

kg/dm3 0,55

Grünstandsfestigkeit, kg/cm2

66,0

18,0	13,0
10,0	10,0
6,0	6,0
4-8,3	32,2
0,55	0,55

0,9

72,0

15,0 10,0

34,4

0,55

1,8

* "bestimmt nach DIN 4223

K5

CD OO

cn oo

Ein Vergleich der in den Beispielen 1 und 5 erhaltenen Druckfestigkeiten zeigt, daß der alleinige Zusatz von Anhydrit (Calciumsulfat) praktisch keine Verbesserung der Druckfestigkeit des Gasbetons bewirkt. Aus dem Vergleich der in den Beispielen 1 und ¹V erhaltenen Druckfestigkeiten ergibt sich, daß die gemeinsame Vermahlung der Komponenten ohne einen Anhydrit-Zusatz nur eine geringe Festigkeitssteigerung bewirkt. Überraschenderweise wird ,jedoch durch die Kombination der gemeinsamen Vermahlung in Verbindung mit dem Calciumsulfatzusatz eine Druckfestigkeitssteigerung von etwa 50 % erhalten (vgl. Beispiele 1 und 2). Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es also überraschenderweise möglich, auch bei Mörtel-Mischungen, die überwiegend Kalk (Weißfeinkalk) als Bindemittel enthalten, eine beträchtliche Druckfestigkeitssteigerung des Endprodukts zu erzielen. Vorteilhaft und nicht vorauszusehen war ferner auch die erfindungsgemäß erzielte Erhöhung der Grünstandsfestigkeit (vgl. die Werte in der vorstehenden Tabelle), die einen größeren Durchsatz in der Zeiteinheit erlauben, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von Gasbeton gesteigert wird.

Neben der an sich bekannten Verwendung von wesentlich geringeren Calciumsulfat-Mengen als sie erfindungsgeraäß verwendet werden, in Gemischen, deren Bindemittel aus einer geringeren Menge Zement und einer größeren Menge Kalk besteht (vgl. die OE-PS 177 715)» war auch die gemeinsame Vermahlung mehrerer Komponenten von Mörtel-Mischungen bereits bekannt (vgl. Robert, "Silikatbeton", VEB Verlag für Bauwesen, Berlin, 1. Auflage, S. 132), wo die gemeinsame Vermahlung von Sand mit Kalk und Zement beschrieben wird. Die Vorteile des gemeinsamen Vertnahlens sind nach dieser Literaturstelle die intensive Homogenisierung und die mechano-chemische Aktivierung der erhaltenen Mischung. Auf diesen Effekten beruhen vermutlich auch die etwas höhere Druckfestigkeit und etwas erhöhte Grünstandsfestigkeit des Beispiels 4 im Vergleich zu Beispiel 1. Überraschenderweise wird jedoch durch den Zusatz von Calciumsulfat,

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der sich gemäß der DT-PS 1 646 580 bei Gasbetonen, die vorwiegend Weißfeinkalk als Bindemittel enthalten, negativ auf die Festigkeit auswirkt, in den erfindungegemäßen Mengen in Kombination mit dem erfindungsgemäßen gemeinsamen Vermählen sämtlicher Komponenten eine ausgeprägte synergistische Erhöhung der Druckfestigkeit und der Grünstandsfestigkeit erzielt.

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Claims

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Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von silikathaltigen Körtel-Rohnischungen aus Kalk und Zeracnt alo Bindemittel, \/obai der Kelkanteil größer ist als der Zementanteil, nindocterc einer.'! silikathaltigen Zuschlag und nindestens einen Calciumsulfat, dadui'ch gekennzeichnet, daß man

(a) Calciunsulfat in solchen Herigen zusetzt, daß der fiulfatgehalt des Endprodukts, ausgedrückt als ^O₇, nindestens etwa 2 Gev;.-%, bezogen auf die glühvoriustfrcie Trockenmasse, beträgt,

(b) mindestens eine Teilnenne der Konponenbcn Kolk. Zcmim, silikathaitigcr Zuschlag und Calciumsulfat gcmeins^n vermählt und

(c) gegebensnfalls die erhaltene Mischung η it der restlichen Menge der Komponenten versetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e ke η η ζ e i c h η ο t. daß man Calciumsulfat in solchen Hengen zusetzt, daß der G;3.1i>.!;-

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J. Verfahren η-rich Anspruch 1 und/oder 2, daß τ:!.·;η als O.-iici r, υ. 1 f a ^Jj An 11:/ Ο τ · i t f ^ 1 η γ; ο t ?, t.

4. Verfahren nach Λη.sprach 1, dadurch c^e k e η η " e i c h net, daß τη;-.:: Zein eilt in nolchen nerven cinnet^t, cla.3 der Zcncntnntcil r^;r Bindemittel mindcr.tc-ns ctvra 20 Gev:.-% bc-

5- Voi-fohrcn nach Anspruch 1, dadurch ^ ο k c η η ζ c i c net, daß nan ale Kalk '.'eißf einkalk einsetzt.

6. Verfahren nach Anspruch 5? dadurch c ο k ο η r. r e i c net, daß nan einen Teil den Veißfeinkalkf: zur Trocknung den f-.ilikathnltißcii Zur.chlsccs verv.-cndct und. dos trockene C ninch f~c.-»ninnnTii nit den übriccn Konponenten vermählt.

7- Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bic G hergestellten iiörtel-Rohminchuncen zur Herr,tell;m{j von CvzOfgchärtotcn Gasbeton.

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