DE304855C

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KAISERLICHES

PATENTA

Es ist bekannt, daß geglühte Mischungen aus gelöschtem Kalk und feingemahlenem Sand und ebenso geglühte Mischungen aus Kalk und gewöhnlichem Ton oder Schiefer nur geringe Festigkeiten geben, sowohl beim Erhärten in der Luft, als auch besonders im Wasser. Es ist ferner bekannt, diese Mischungen auf verschiedenem Wege zu hydraulisch erhärtenden zu machen durch Zuschläge aller

ίο Art, z. B. Portlandzement, Hochofenschlacke, Traß und Kalkaluminat. Auch ist es bekannt, durch Zufügen gewisser Salze zu dem kalkhaltigen Gemisch und' durch Glühen des so behandelten Gemisches Stoffe zu erzeugen, die mehr oder weniger rasch abbindende Zemente darstellen.

So glüht man nach einem bekannten Verfahren eine Mischung von etwa 60 Teilen feingemahlener Kieselsäure und 56 Teilen Ätzkalk, nachdem sie mit Chlorkalzium- oder Chlornatriumlösung begossen ist. Die mäßig geglühte Masse stellt ohne weitere Behandlung einen Zement dar, der natürlich auch als Zuschlag für andere Zementarten benutzt werden kann. Nach einem ähnlichen Verfahren wird Ton mit Kalk, in einem ähnlichen Verhältnis wie oben gemischt, mit Chlorkalzium oder

^ einer entsprechenden Menge Chlorwasserstoffsäure übergössen, diese Masse dann getrocknet und bis zur mehr oder weniger vollständigen Sinterung gebrannt.

An Stelle des Kalziumchlorides verwendet man auch bereits zur Herstellung eines gutbindenden Zementes als Zusatz zu Kalk und kieselsäurereichem Ton den Kryolith und brennt ebenfalls bis zum Sintern.

Die bisher geschilderten Verfahren bezwecken die Herstellung fertiger Zemente. Kalkreiche Gemenge werden zusammen mit einem Flußmittel mehr oder weniger stark gebrannt, meistens bis zur Sinterung. Ausdrücklich unter Sintertemperatur ist ein weiteres bekanntes Verfahren auszuführen, nach dem eine außerordentlich verwickelte Verbindung hergestellt wird, und zwar soll die zu brennende Mischung folgende Zusammensetzung haben:

X (SiO₂ 2 CaO) + Y (Al₂O₈ · 2 CaO)
bzw. X (SiO₂. 2 CaO) + Y (Al₂ O₃ · 2 CaO)

+ Z(SiO₃CaO).

Diese Mischungen werden bei etwa 1190 bis 1250° gebrannt; dadurch wird ein Erzeugnis erhalten, das zwar in Stückform mit Wasser äußerlich wahrnehmbar kaum merklich reagiert, in Pulverform aber ganz hervorragende hydraulische Eigenschaften entwickelt. Um das richtige Brennen zu erleichtern, wird, wie aus der angegebenen Formel auch hervorgeht, Kalziumsulfat zugefügt.

Bei diesem Verfahren erfordert die Bildung einer sehr verwickelten Verbindung eine genaue Kenntnis der Zusammensetzung des Rohgutes.

Durch die Untersuchungen von Spackmann ist ferner festgestellt, daß das normale Kaiziumaluminat eine ganz besondere Einwirkung

auf den Abbindeprozeß von Kalk hat, und zwar in der Weise, daß die Abbindung rascher, die Erhärtung schneller vor sich geht.

Den Einfluß des Kalkaluminates benutzt auch ein anderes Verfahren. Hier werden Kalk und Hochofenschlacke mit solchen Stoffen, die bei einer Temperatur von etwa 900° Kalkaluminat liefern sollen, in Gegenwart von einer Kontaktsubstanz, z. B. Kochsalz, erhitzt.

Auch hierbei wird unterhalb der Sintertemperatur gearbeitet.

In dem Werk von Feichtinger »Die chemische Technologie der Mörtelmaterialien« 1885, S. 210, findet sich ebenfalls eine Ausführung über die Verwendung von kalkhaltigen gebrannten Mischungen in der Zementindustrie. Auch aus Feichtingers Ausführungen geht hervor, daß er bei seinen Ausführungen nur ein Kalksilikat im Auge hat, bzw. ein durch Brennen von Ton, Kieselsäure und kalkhaltigen Zuschlagen hergestelltes, Kalziumsilikat enthaltendes Erzeugnis, das für sich abbindet und ohne weiteres als Zement verwendet werden kann.

Sowohl in diesem Verfahren wie in allen vorher aufgeführten werden Zemente hergestellt, also Stoffe, die für sich eine bedeutende Abbindefähigkeit besitzen. Dies ist auch immer hervorgehoben. Das neue Verfahren liefert nun im Gegenteil zu all diesen bisher bekannten ein Erzeugnis, das an und für sich keine oder höchstens eine ganz geringe Erhärtungsfähigkeit aufweist, das aber die Eigenschaft hat, Weißkalken und hydraulischen Kalken eine bedeutende Hydraulizität zu erteilen. Die mit diesem Produkt hergestellten Mörtel haben eine ganz hervorragende Festigkeit. Nicht um die Herstellung eines Zementes handelt es sich also, sondern um die Herstellung eines Hydraulefaktors, der selbst nicht die Eigenschaften eines Zementes hat.

Zwar läßt Feichtinger 1. c. Seite 211 unten erkennen, daß niedriger gebrannte Tonkalkmischungen nicht unter Wasser erhärten.

Es fehlt aber jeglicher Hinweis darauf, daß es sich dabei um einen Hydraulefaktor handelt.

Demgegenüber besteht die Erfindung in dem

ganz bestimmt umrissenen Verfahren, daß ein ton- und kalkhaltiges Gemenge mit etwa ^x/₄ bis ¹Z₂ Kalziumkarbonat unterhalb der Sinterungstemperatur der Ausgangsstoffe unter Zusatz eines Sintermittels, wie Kalziumchlorid, zu einem träge mit Wasser reagierenden Erzeugnis gebrannt wird.

Zwei Zunkte sind es vor allem, die die Eigenschaften des herzustellenden Körpers be- ( dingen: Der Kalkgehalt wird bedeutend niedriger gewählt als in den früheren Verfahren, die nicht die Herstellung eines Hydraulefaktors, sondern eines Zementes zur Aufgabe hatten. Sodann wird dieses Mischungsverhältnis beobachtet unter gleichzeitiger Anwendung der im einzelnen bekannten Maßnahmen: Erhitzen nur unterhalb der Sintertemperatur und Zusatz eines Sintermittels, wie Kalziumchlorid.

Eine Ausführungsform der Herstellung dieses Zuschlagkörpers (Hydraulefaktors) zur Erhöhung der Hydraulizität und der Festigkeitseigenschaften des Kalkes ist folgende:

Mischt man Ton mit Kalkstein, Kreide, Dolomit, Magnesit, Wiesenkalk oder Mergel derart, daß ein Gemenge entsteht, das zwischen 25 bis 50 Prozent Kalziumkarbonat titriert, fügt eine entsprechende Menge eines Flußmittels hinzu, etwa 5 Prozent Chlorkalzium, und erhitzt auf 800°, so erhält man ein nicht gesintertes Gemenge, das gemahlen und mit Wasser angemacht nur sehr schwach erhärtet. Vermischt man aber diesen Körper mit Weißkalk oder hydraulischem Kalk, dann erhält man Erzeugnisse, die außerordentlich kräftig sowohl an der Luft wie im Wasser erhärten.

Das ursprüngliche Glüherzeugnis A wird z. B. mit drei Gewichtsteilen Weißkalk oder hydraulischem Kalk gemischt und in üblicher Weise mit Sand verarbeitet.

Hierbei sind die folgenden. Festigkeiten gefunden beim Einschlagen nach den deutschen Normen zur Prüfung von Portlandzement und nach 28 Tagen Erhärtung, wobei in nachstehender Tabelle bezeichnet:

A das neue Erzeugnis rein, B Weißkalk,

C hydraulischen Kalk,

D ein Gemenge von 25 Teilen von A und 75 Teilen von B,

E 25 Teile von A und 75 Teile von C.

Luft- Kombinierte Wasser-

erhaltung Erhärtung erhärtung

Zug Druck Zug Druck Zug Druck

A 8 40 II 40 4 16

B 7 24 0 35 ο 25

C 9 40 11 40 5 16

D 16 109 16 113 14 91

E 37 201 30 243 25 201.

Diese Zusammenstellung zeigt die ungemein starke, ganz überraschende Wirkung des neuen Erzeugnisses.

Es ist bekannt, daß Portlandzement, granulierte Hochofenschlacke, auch Traß eine erhärtende Wirkung auf Kalk ausüben, keiner dieser Körper wirkt aber auch nur annähernd in der Weise wie das hier beschriebene neue ' Erzeugnis, das völlig anders ist als die oben genannten, sowohl nach Zusammensetzung als auch Entstehung.

Es ist ferner bekannt, daß man gute Kalke herstellen kann durch vorsichtiges Brennen von tonigen Kalksteinen. Diese erhärten aber

Claims

bereits für sich allein, während das neue Erzeugnis im Gegensatz hierzu seine Energie erst in Verbindung mit großen Mengen Kalk zur Entfaltung bringt. Es ist ferner bekannt, daß man feldspathaltigen Ton mit Kalk und Chlorkalzium zusammen zwecks Gewinnung des Alkalis glüht. Das Sintern von Ton und Kalk mit Hilfe von Chlorkalzium ist eine bekannte, chemische ίο Reaktion, die vielfach zur quantitativen Bestimmung von Alkalien in Feldspaten und Tonen angewendet wird. In dem neuen Verfahren wird weder eine Sinterung durchgeführt, noch handelt es sich um Alkaliengewinnung. Das neue Erzeugnis ist überall herzustellen, wo nur geeignete Rohstoffe sich finden, d. h. fast überall, wo Kalk gebrannt werden kann. Diesen Kalk kann man nun durch vorliegende Erfindung auf eine Festigkeit bringen, die die des handelsüblichen Kalkes weit übertrifft und dem besten MörtelstofE etwa gleichkommt. Die weiteren Untersuchungen haben ergeben, daß Flußspat und Kryolith gleichwertig mit dem bereits erwähnten Chlorkalzium wirken. Brennt man ein Gemisch von Aluminiumoxyd und Kalziumkarbonat im Molekularverhältnis des Kalziumaluminats im Gegenstromofen bei 800 °, also unter denselben Verhältnissen, wie sie bereits im angegebenen Beispiel bei Herstellung des Hydraulefaktors angewendet werden, so erhält man keine chemische Verbindung von den Eigenschaften des Al2O3-CaO; es bleiben CaO und Al2O3 im wesentlichen unterbunden. Daraus ergibt sich, daß es sich T^i den Spackmannschen Zusätzen um anderesS?handelt als bei vorliegendem Verfahren. e: ung eines die igkeitseigen- :ür Kalke, Jton- und Patent-^g

1. Verfahren derilleri
Hydraulizität und
schäften erhöhenden
dadurch gekennzeichnet,'

kalkhaltiges Gemenge mit^twa^p!^. bis ¹J, Kalziumkarbonat unterhalb der Siljifeungstemperatur der Ausgangsstoffe unter Zusatz eines Sintermittels, wie Kalziumchlorid, zu einem träge mit Wasser reagierenden Erzeugnis gebrannt wird.

2. Verfahren der Herstellung von Mörtel, dadurch gekennzeichnet, daß das nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellte Erzeugnis etwa im Verhältnis von 25:75 mit Kalk gemischt und dieses Gemenge in üblicher Weise mit Sand verarbeitet wird.