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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
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einer insbesondere zur Erstellung von bewehrten und unbewehrten Betonteilen
geeigneten Baustoffmischung, bei dem hydraulische Bindemittel mit Betonzuschlag
gemischt werden.
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Im Untertagebergbau wird zunehmend als Ausbau von Gesteinsstrecken
, Großräumen u.ä. Bereichen Beton als alleintragende, oder im Verbund mit anderen
Materialien als tragende Konstruktion verwendet. Für derartige tragenden oder aussteifenden
Konstruktionsteile aus bewehrtem und unbewehrtem Beton gilt im allgemeinen DIN 1045.
Hier wird die Verwendung von Betonzuschlägen vorgeschrieben, die der DIN 4226 entsprechen.
Ziel ist es, derartige Bauwerke gegen Umweltverhältnisse wie Feuchtigkeit und Frost
beständig zu machen.
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Die Betonzuschläge müssen daher u.a. die Forderung erfüllen, auch
bei Feuchtigkeit und Frost keine Verfallsneigung oder nur geringe Zerfallsneigung
zu haben. Aus diesem Grunde werden die auch im übertägigen Bereich üblicherweise
eingesetzten Betonzuschlagstoffe wie Kies und Sand eingesetzt. Derartige Zuschlagstoffe
müssen damit von über Tage nach unter Tage gebracht und dort zu den zu Betonbauteilen
zu verarbeitenden Baustoffmischungen zusammengemischt werden. Abgesehen davon,daß
die Preise für derartige Zuschlagstoffe je nach Entfernung von dem Gewinnungsort
erhebliche Kosten verursachen, ist von Nachteil, daß diese Materialien entgegen
dem Kohle und Waschbergestrom geführt werden müssen. Wegen der besonderen Ausbildung
der Betonzuschlagstoffe ist es notwendig, sie in gesonderten Förderwagen im diskontinuierlichen
Förderbetrieb zu transportieren. Dies führt zu einer teilweise erheblichen Belastung
des Förderbetriebes, wobei besonders nachteilig ist, daß an sich für den pneumatischen
Transport Rohrleitungen häufig zur Verfügung stehen, die aber wegen der abrasiven
Eigenschaften nicht zum Transport derartiger Baustoffmischungen bzw. Baustoffe geeignet
sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zur Herstellung von
Betonformteilen, insbesondere für den Untertagebetrieb geeignete Baustoffmischung
bzw. ein entsprechendes Herstellungsverfahren zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß lJaschberge,
vorzugsweise aus dem Steinkohlenbergbau, als Betonzuschlagstoff verwendet werden,
wozu die festen, quarzhaltigen Gesteinsarten ausgehalten, auf die notwendige Korngröße
nach DIN 4226 zerkleinert und dann mit Zementleim umhüllt werden.
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Mit Hilfe eines derartigen Verfahrens ist es zur großen Oberraschung
der Fachwelt möglich, Waschberge auch dort als Betonzuschlag zu verwerten, wo sie
an sich aufgrund der geforderten besonderen Eigenschaften von den Fachleuten als
ungeeignet angesehen worden sind. Es ist bereits versucht worden (DE-OS 32 o7 390.9),
aus Waschbergen einen für die Herstellung von Strebbegleitdämmen geeigneten Baustoff
zu schaffen. Dieser Baustoff soll insbesondere für den pneumatischen Transport geeignet
sein, weshalb aus den grünen Waschbergen ein bestimmtes Korn als Fegekorn ausklassiert
und ein weiterer Anteil mit einem Bindemittelzusatz zu dem endgültigen Baustoff
dann zusammengesetzt wird. Es ist dort auch bereits vorgeschlagen worden, die härteren
Gesteinsarten in den Waschbergen anzureichern, um so günstigere Druckverhältnisse
in den aus dem Baustoff hergestellten Dämmen zu erreichen. Beim erfindungsgemäßen
Verfahren dagegen werden die festen, quarzhaltigen Gesteinsarten gezielt ausgehalten,
dann entsprechend zerkleinert und mit Zementleim umhüllt. Durch das Umhüllen mit
Zementleim wird den evtl.noch vorhandenen Zerfallsneigungen erfolgreich entgegengewirkt.
Dadurch werden die Waschberge überraschend ausreichend stabil und frostbeständig,
so daß sie sowohl zu bewehrten und unbewehrten Betonbauteilen
verarbeitet
werden können. Damit verbunden sind eine ganze Reihe von Vorteilen, die insbesondere
darin zu sehen sind, daß der ansonsten aufzuhaldende Waschbergeanteil erheblich
verringert wird, bei entsprechenden Maßnahmen die Waschberge bereits unter Tage
ausgehalten werden können, was zu einer erheblichen Kostenminimierung führt und
daß aufgrund der vorteilhaften Eigenschaften der Waschberge der Verschleiß in den
Einbringungsgeräten, wie beispielsweise den Rohrleitungen wesentlich verringert
wird. Diese vorteilhaft geringen Verschleißeigenschaften des Betonzuschlages werden
noch dadurch optimiert, daß erfindungsgemäß die feineren Bestandteile der Waschberge
gezielt mit Zementleim umhüllt werden. Bei einer derartigen Ausbildung des Verfahrens
ist es nämlich möglich, gezielt im Waschbergefluß auch tonige Teile mitzuführen,
die Schmiereigenschaften aufweisen, deren Zerfallsneigung aber dann anschließend
durch die gezielte Einbettung in den Zementleim so eingeschränkt wird, daß sie unmaßgeblich
ist.
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Nach einer anderen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
ausgehaltenen Waschberge zerkleinert und dann klassiert werden, wonach der Siebüberlauf
von o bis 5 mm mit Zementleim umhüllt wird. Hierbei ist von Vorteil, daß ein dem
Kies sowohl der Korngröße wie auch den Festigkeitseigenschaften ähnliches Material
zur Verfügung steht, das dann durch die entsprechende Behandlung den DIN-Normen
entsprechend verarbeitet werden kann. Da nur der Siebüberlauf mit Zementleim umhüllt
wird, sind hier auf jeden Fall die härten Gesteinsarten angereichert und zwar in
einem solchen Maße, daßdedies ähnliche Eigenschaften vorhanden sind. Die Komponente
an feinen Korngrößen ist dabei ausreichend groß, um dem Beton bzw. dem daraus hergestellten
Betonbauteil die notwendigen Festigkeitseigenschaften zu geben.
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Je nach Verwendungsweise bzw. den gegebenen Förderwegen kann es zweckmäßig
sein, den Zementleim getrennt herzustell und dann mit dem nötigen Betonzuschlag
zu versehen. Auf diese Weise kann eine besonders intensive Umhüllung der ansonsten
Zerfallsneigungen aufweisenden Körner sichergestellt werden.
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Dort wo die fördertechnischen und organisatorischen Möglichkeiten
gegeben sind, ist es zweckmäßig, die festen, quarzhaltigen Gesteinsarten getrennt
zu fördern, zu klassieren und zu zerkleinern. Damit ist am besten die Gewähr gegeben,
daß der anschließend hergestellte und zur Verfügung stehende Betonzuschlag die Eigenschaften
hat, die er nach den DIN-Vorschriften aufweisen muß. Bei einem derartigen Verfahren
werden dann die festen, quarzhaltigen Gesteinsarten durch die anschließende Behandlung
noch weiter angereichert, so daß sich unter Umständen dem Kies fast gleiche Eigenschaft
erreichen lassen.
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Dort wo die fördertechnischen und organisatorischen Gegebenheiten
es nicht zulassen, kann ein ähnlich guter Betonzuschlag dadurch hergestellt werden,
daß die Waschberge bei +50 mm klassiert und der Siebüberlauf dann zerkleinert wird.
Durch das Klassieren bei +50 mm werden bereits im Siebüberlauf die Gesteinsarten
angereichert, die in der Regel fest und quarzhaltig sind. Bei der anschließenden
Zerkleinerung erfolgt dann nochmal eine Trennung, wobei bei Bedarf ein weiterer
Klassiervorgang vorgesehen werden kann, bevor das Material mit dem Zementleim bzw.
dem Zement gemischt wird. Dementsprechend ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß dem
Mischvorgang generell jeweils ein Klassiervorgang vorgeschaltet wird. Damit ist
auf jeden Fall eine weitere Anreicherung der festen, quarhaltigen Gesteinsarten
im Überkorn erreicht und damit eine Optimierung der Festigkeitseigenschaften des
späteren
Betonzuschlages.
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In vorteilhafter Weise kann eine derartige Baustoffmischung praktisch
an beliebigen Stellen unter Tage oder auch Uber Tage hergestellt und dann als Mischung
transportiert werden, indem der Baustoffmischung aus Zement, Wasser und als Betonzuschlag
verwendeten Waschbergen ein an sich bekannter Verzögerer in einer Menge von o,1
bis o,4 Gew.% zugegeben wird. Eine derartige Mischung, d.h. ein bereits entsprechend
fertig hergestellter Baustoff kann Uber 24 Stunden oder ggf. auch mehr vorgehalten
und dann als noch ausreichend förderfähige Mischung eingesetzt werden. Dies hat
besondere Vorteile deshalb, weil durch entsprechend zentrale Mischung ein immer
gleiches Material zur Verfügung gestellt werden kann, so daß die daraus hergestellten
Betonbauteile in klassischer Weise normgerecht hergestellt werden können.
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Zur Reduzierung des Zementanteils und damit zur Reduzierung der Kosten
ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Zementanteil durch Zugabe von Abbränden
aus der Wirbelschichtfeuerung von vorzugsweise Flotationsbergen teilweise ersetzt
wird.Dabei kann ein Anteil von über 50 bis zu 80 % des Zementes durch entsprechende
Asche aus der Wirbelschichtfeuerung ersetzt werden. Die restlichen Zementanteile,
das Wasser und die Abbrände sowie die grünen Waschberge ergänzen sich vorteilhaft
und bilden eine stabile und gleichförmige Baustoffmischung.
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Derartige Betonzuschläge aus Waschbergen, vorzugsweise aus dem Steinkohlenbergbau,
können auch für Ubertägige Betonbauteile Verwendung finden, da sie wie beschrieben
durch die vollständige Zementumhüllung zerfallsresistent sind und damit die Bedingungen
der entsprechenden DIN-Vorschriften erfUllen.
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Eine insbesondere zur Herstellung von Betonbauteilen geeignete Baustoffmischung
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Betonzuschlag ein aus dem Förderstrom ausgehaltenes,
festes, quarzhaltiges Gesteinskorn ist, das aufgrund ausgewählter Korngröße und:Kornform
in das Zement-Wassergemisch vollständig einbindbar ist. Bei einer derartigen Baustoffmischung
wird durch die besondere Auswahl des Gesteinskorn aus den Waschbergen ein vollständiges
Einbinden mit Zementleim und damit Neutralisieren des Gesteinskorns sichergestellt.
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Als besonders zweckmäßig hat sich eine Baustoffmischung herausgestellt,
die aus einem Gemisch aus 25 bis 30 Gew.-°,;5 Zement oder hydraulische Bindemittel,
15 bis 20 Gew.-°S Wasser, 45 bis So Gew.-%ausgesuchter Waschberge und o bis o,4
Gew.-% Verzögerer besteht.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß durch den
gezielten Einsatz von Waschbergen als Betonzuschlag die notwendige Entsorgung erheblich
entlastet wird.
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Gleichzeitig können die Förderströme unter Tage teilweise entwirrt
und durch die gezielte und sinnvolle Verwertung der Waschberge verkleinert werden.
Schließlich sinkt der Verschleiß bei bestimmten Einbringungsgeräten wie Rohrleitungen
und Mischungseinrichtungen. Gleichzeitig werden die übertägigen Kieslagerstätten
geschont. was zu einer Verringerung der Umweltbelastung beiträgt.
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Beispiel Als Beispiel für eine Baustoffmischung gemäß der Erfindung
kann nachstehende Rezeptur genannt werden:
Zement HOZ 35 L 570
kg/cbm Wasser 370 1 /cbm Grüne Berge z.B. o bis 5 mm 1032 kg/cbm (Verzögerer für
24 Stunden) 5,7 1 /cbm