DE3045670A1

DE3045670A1 - Verfahren zum herabsetzen des endschwindmasses bei bindemittelgebundenen formkoerpern

Info

Publication number: DE3045670A1
Application number: DE19803045670
Authority: DE
Inventors: Heinrich 4350 Recklinghausen Quante
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-12-04
Filing date: 1980-12-04
Publication date: 1982-09-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her-
stellung von Formkörpern aus einer Formmasse, geringen Mengen Kalk und/oder Zement als Bindemittel und Wasser, die hydrothermal behandelt und gehärtet werden.
Mit Kalk oder Zement hergestellte Formkörper werden im Autoklaven unter Druck und Wärmezufuhr gehärtet.
Bei dieser hydrothermalen Behandlung von Formkörpern, beispielsweise Kalksandsteinen, die mit Hilfe von Kalk und/oder Zement als Bindemittel hergestellt sind, tritt zunächst die sogenannte Autoklavdehnung, d.h. die Dehnung der Formkörper bei deren Behandlung mit Wasserdampf unter Druck auf. Das Maß der Dehnung -ist abhängig von der chemischen Beschatfenheit und der Kornfeinheit des als Bindemittel eingesetzten Kalkes bzw. Zementes.
Nach Beendigung der Autoklavhärtung setzt dann bei den unter Verwendung von Kalk und/oder Zement hergestellten Formkörpern ein Schwindprozeß ein, der ebenfalls von der chemischen Beschaffenheit des Bindemittels und dessen Kornfeinheit, insbesondere aber von der Zugabemenge abhängig ist. Je größer die zugesetzte Bindemittelmenge ist, desto stärker tritt der negativ zu beurteilende Schwindprozeß ein und desto größer ist das Endschwindmaß. Während die chemische Beschaffenheit und die Kornfeinheit des Bindemittels iit>erwiegend den zeitlichen Ablauf bis zur Einstellung des Sind schwindmaßes beeinflußt, ist dessen Absolutwert der Zugabemenge des Bindemittels proportional. Bei Kalksandsteinen und Gasbeton wird ein Endschwindmaß von 0,2 nul/m verze i @hnet. Bei Herstellung dieser Steine bzw. Massen unter Einsatz v<'n Naturbims als Zuschlagstoff treten Endschwindmaße von sogar o,5 mm/m auf. Diese Werte liegen um loo und mehr Prozent über den bei gebrannten Steinen auftretenden Endschwindmaßen.
Wenn überhaupt wird bei diesen gebrannten Steinen ein Schwinden und Quellen im Bereich von - o,1 mm/m gemessen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von bindemittelgebundenen Formkörpern mit einem Endschwindmaß zu schaffen, das dem bindemittelloser Formkörper vergleichbar ist.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Formmasse unter gleichzeitiger Reduzierung des Kalk- und/oder Zementanteils geringe Mengen Natronwasserglas, sowie Calciumsulfat und Flugasche beispielsweise aus der Abgaseritstaubung von Kxaftwerken zugemischt wird.
Die Bindeeigenschaften des Kalk- und/oder Zementanteiles werden durch- das Natronwasserglas und das Calciumsulfat übernonunen, wobei diese im Zusammenwirken mit der Flugasche überraschend eine Reduzierung des Endschwindmaßes auf Werte dringt, die in der Nähe der bei-gebrannten Steinen zu verzeichnenden Maße liegt. überraschend ist dabei weiter, daß die so- hergestellten Formkörper bei etwa gleichen Druckfestigkeitswerten eine wesentlich höhere Biegefestigkeit aufweisen. Mit Hilfe eines derartigen Verfahrens ist es somit möglich, Formkörper herzustellen, die nicht nur in den üblichen Eigenschaftswerten der Biegezugfestigkeit und der Druckfest iqkeit sondern auch bezilglich des Endschwindmafses vertretbare Werte aufweisen und daher für alle zinsatzfälle vtrwendbar sind. Der für die Herstellung derartiqer Formkörper benötigte Quarzsand steht nicht in allen Bereichen in der notwendigen Menge und Qualität zur Verfügung. Es ist daher versucht worden, diesen Teil der Formmasse durch tjeeignete andere Stoffe zu ersetzen. Es hat sich nun gezeigt, daß es möglich rist, den als Formmasse eingesetzten Quarzsand anteiligmäßig entsprechend der Zugabe an Flugasche zu reduzieren. Diese Flugasche fällt als Abfallprodukt bei den Kohlekraftwerken und ähnlichen Anlagen an. Während man bisher relativ große Mengen dem Beton und auch dem Asphalt beim Straßenbau beigemischt hat, verbleiben immer größere Mengen an Flugasche, die nicht oder nur mit erheblichen Investitionen abgelagert werden können. Dieser preisgünstige Zuschlagstoff Flugasche ist mit Hilfe des erfindungsgemäße Verfahrens als Substitutionsprodukt des Quarzsandes einzusetzen, ohne daß dadurch die Festigkeitseigenschaften wesentlich-beeinflußt werden. Gleichzeitig ist es aber möglich, bei Einsatz der Flugasche das Endschwindmaß zu reduzieren, so daß der Einsatz nicht nur wirtschaftliche, sondern auch technische Vorteile mit sich bringt.
Je nach den gewünschten Eigenschaften ist cs tJen1aß einer Ausbildung der Erfindung möglich, bis zu einen Dritt-el der Quarzsandmenge durch Flugasche und/oder Kieselgur ZU ersetzen. Der Einsatz von Flugasche ist dabei insbesondere bei der Herstellung der Kalksandsteine und des Gasbetons üblicher Qualitäten vorteilhaft. Die gleichzeitige Zuqube von Kieselgur erbringt aber eine wesentliche Verbesserung der Wärmedämmwerte, so daß dies insbesondere in llinblick auf die bestehenden Energieprobleme eine Möglichkeit zur Reduzierung des Energiebedarfes darstelLt.
Bei den durchgeführten Reihenuntersuchungen und Probeeinsätzen hat sich ein Gemisch als besonders zweckmäßig erwiesen, das aus o,o1 bis 1 Gew.-% gemahlenem Natronwasserglas, o,1 bis 5 Gew.-% Calciumsulfat mit Wasseranteil, 3,o bis 35 Gew.-% Flugasche, 1 bis 9 Gew.-% Branntkalk und 55 bis 9o Gew.-% Quarzsand hergestellt, geformt und dann im Autoklav gehärtet wird.
Eine Reduzierung der Wasseraufnahme derartiger bindemittelgebundener Steine bzw. Formkörper wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Calciumsulfat nach der Hydratation von Kalk-' und/oder Zement zugemischt wird. Außerdem verbessern sich dadurch die Festigkeitseigenschaften.
Die Wirkung des Calciumsulfates wird noch weiter dadurch intensiviert, daß 0,1 bis 5 Ge.-% Calciumsulfatdihydrat bei'jemlscht werden, d.h. statt des pulvrigen Calciumsulfates wird eine entsprechende wässrige Masse verarbeitet.
In weiterer Optimierung des Verfahrens ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der AnteilBranntkalk durch Calciumhydroxid ersetzt wird. Die kolloide Struktur des Calciumhydroxides beeinflußt die Festigkeitseigenschaften der Formteile weiter positiv.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich Insbesondere dadurch aus, daß durch eine Reduzierung des als Bindemitlel eingesetzten Kalkes und oder Zementes das Endschwindmaß von bindemittelgebundenen Formkörpern wesentlich verringert werden kann, wobei gleichzeitig ein als Abfailproduku zu bezeichnendes Mat-erial, wie die Flugasche, in vorteilhafter Weise in die Steine bzw. Formkörper (inehunden werden kann. Die Erfindunq ermöglicht in vorteihafter Weise die Vcrwendung von flüssigen oder größere Mengen an Wasser enthaltenden Stoffen, ohne daß dadurch die Werte des eigentlichen Herstellungsprozeßes, wie der Dampfdruck oder die Formgebung der einzelnen Körper geändert werden müssen.
Beispiele Als Probekörper dienen Prismen der Abmessung 4,o x 4,o x 16,0 cm, die in einem Autoklav vier Stunden bei 20 bar gehärtet wurden.
1. Kontrollmischung 8 t Biantkalt (CaO) 92 % Quarzsand 2. Verbesserte Mischung 4,8 % Branntkalk (CaO) 3,2 % Calciumsulfat-Dihydrat o,1 % Natronwasserfestglas 15,0 % Flugasche 76,9 % Quarzsand Die Prüfung der Prismen erbrachte folgendes Ergebnis: Druck- Biege- Endschwindfestigkeit festigkeit maß GD GB ES N/mm2 N/mm2 mm/m Kontrollmischung 18,8 2.55 0.23 verbesserte Mischung 16,2 2,7! Der Vergleich der beiden Formmassen bzw. der daraus hergestellten Formkörper ergibt, daß bei annähernd gleichen Druckfestigkeitswerten die verbesserte Mischung höhere Biegefestigkeitswerte und ein geringeres Endschwindmaß aufweist. Bei weiteren Versuchen hat sich herausgestellt, daß die Bindemittelmenge sich auf die beschriebene Verfahrensweise bis auf den o,6fachen Betrag reduzieren läßt, ohne daß eine Festigkeitseinbuße eintritt, während eine der Bindemittelmenge entsprechende Reduzierung des Endschwindmaßes zu verzeichnen ist. Technologisch empfiehlt es sich, für die Herstellung von Kalksandsteinen und Gasbeton ausschließlich Flugasche dann zuzusetzen, wenn keine besonders hohen Wärmedämmwerte gefordert werden.
Dabei ist deichzeitig berücksichtigt, daß die Flugasche in der Reg@l zu günstigeren Preisen zur Verfügung steht als das Kieselgur.

Claims

Verfahren zum Herabsetzen des Endschwindmaßes bei bindemittelgebundenen Formkörpern P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus einer Formmasse, geringen Mengen Kalk und/oder Zement als Bindemittel und Wasser, die hydrothermal behandelt und tlehärtet werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Formmasse unter gleichzeitiger Reduzierung des Kalk- und oder Zementanteils geringe Mengen Natronwasserglas, sowie Calciumsulfat und Flugasche beispielsweise aus der Abgasentstaubung von Kraftwerken zugemischt wir.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Formmasse Quarzsand verwendet und sein Anteil entsprechend der Zugabe 4n Flugasche reduziert wird.
3 Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bis zuu Drittel der Quarzsandmenge durch Flugasche und/ oder Kieselgur ersetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus 0,01 bis 1 Gew.-% gemahlenes Natronwasserglas, o,1 bis 5 Gew.-% Calciumsulfat mit Wasseranteil, 3,0 bis 35 Gew.-% Flugasche, bis 9 Gew.-% BrannL-kalk und 55 bis 9o Gew.-% Quarzsand hergestellt, qeformt und dann im Autoklav gehärtet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Calciumsulfat nach der Hydratation von Kalk- und/oder Zement zuqemischt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 und Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß 0,1 bis 5 Gew.-% Calciumsuifat-Dihydrat beigemischt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Anteil Brandkalk durch Calciurnhydroxid ersetzt wird.