AT524473A2

AT524473A2 - Tonhaltiges Gemisch zur Herstellung von gebrannten und ungebrannten Bauprodukten oder Baustoffen

Info

Publication number: AT524473A2
Application number: ATA50887/2021A
Authority: AT
Inventors: Martauz Pavel
Original assignee: Povazska Cementaren As
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2022-06-15
Also published as: SK289170B6; CZ2021527A3; SK500692020A3; AT524473A3; AT524473B1; CZ309348B6

Abstract

Tonhaltiges Gemisch zur Herstellung von gebrannten oder ungebrannten Bauprodukten oder Baustoffen, das Ziegelton, kaolinhaltigen Ton, Ton mit Carbonaten, Lehm, Zusatzstoffe, Zuschlagstoffe und Wasser umfasst. Zur Steigerung der Druckfestigkeit enthält das Gemisch alkalisch aktivierten Hybridzement in einer Menge von 10 bis 80 Gew.-% pro Gesamtmenge an Gemisch.

Description

oder Baustoffen

Bereich der Technik

Die Erfindung betrifft das tonhaltige Gemisch zur Herstellung von gebrannten und ungebrannten

Bauprodukten oder Baustoffen.

Bisheriger Zustand der Technik

Der tonhaltige Stoff, der Lehm, gehört zu den ältesten bekannten Baustoffen. Die Produkte aus diesem Material kommen im Bauwesen sowohl in gebrannter als auch ungebrannter Form zum

Einsatz.

Die Rückkehr der traditionellen Baustoffe, sog. earth building, z. B. Lehmziegel oder Lehmputz, motiviert, dass das dicke Lehmmauerwerk die Wärme im Winter akkumuliert und andererseits erzeugt im Sommer eine kühlere Umgebung. Die Lehmmischung bildet üblich Ton, Sand, Schluff und Wasser. Ungebrannte lehmartige Baustoffe verfügen auch über Nachteile, wie zum

Beispiel Auswaschung, Brüchigkeit und Schimmelbildung.

Die Produkte aus gebranntem Ziegelton gehören zu den meistgebrauchten Baustoffen. Diese Produkte, meistens in der Form von Ziegeln, Ziegelblöcken, Formsteinen und ähnlich, werden aus Ziegelton, sog. Klinker hergestellt, der üblich aus Lehm, Ton, Magerungsmittel,

Ausbrennmittel und Wasser besteht.

Eines der wichtigsten Merkmale der Produkte aus gebranntem Ziegelton als Baumaterial ist die Druckfestigkeit, und zwar vor allem bei den Produkten aus gebranntem Ziegelton, welche die Ausbrennmittel zur Erhöhung von wärmedämmenden Eigenschaften der gebrannten Ziegel enthalten und welche in der Gegenwart vor allem in der Form von Ziegelblöcken oder Hohlsteinen eingesetzt werden. Das Ableichtern dieser Mauersteine hat jedoch die Reduzierung

deren Festigkeit zur Folge und dies beeinträchtigt anschließende Tragfähigkeit der Mauerwand.

Druckfestigkeit und unter der Erhaltung vor allem der wärmedämmenden Eigenschaften.

Das Wesen der Erfindung

Das vorgenannte Ziel wird vor allem mit dem tonhaltigen Gemisch zur Herstellung der gebrannten oder ungebrannten Bauprodukte oder Baustoffe erreicht. Dieses umfasst Ziegelton, kaolinhaltigen Ton, Ton mit Carbonaten, Lehm, Zusatzstoffe, Zuschlagstoffe und Wasser und sein Wesen besteht darin, dass es alkalisch aktivierten Hybridzement in einer Menge von 10 bis

80 Gew.-% pro Gesamtmenge an Gemisch enthält.

Mit dem Gemisch nach dieser Erfindung kommt es zur deutlichen Erhöhung der Druckfestigkeit bei den Produkten, vor allem bei gebrannten Ziegeln in der Form von Ziegelblöcken oder Hohlsteinen, wobei bleiben die wärmetechnischen Parameter der Produkte erhalten. Das Gemisch nach dieser Erfindung ermöglicht auch bei den Produkten aus gebranntem Ton die Temperatur und die Brennzeit der Produkte zu reduzieren, was vorteilhafte Herabsetzung der Produktionskosten durch Senkung des Energieaufwandes beim Brennvorgang darstellt. Mit der Senkung der Brennzeit kommt es auch zur Reduzierung von CO‚,-Emissionen und zur Erhöhung der Keramikofenleistung, es kommt zur Senkung der Schwindung beim Trocknen und Brennen

und dies hat die niedrigere Rissbildung zur Folge.

Ausführungsbeispiele der Erfindung

Zur Vorbereitung einer Probe wurde als Grundgemisch zur Herstellung von Produkten aus Ziegelton das im Ziegelwerk in Pezinok verwendete Ziegelgemisch eingesetzt. In diesem Ziegelton wurde der alkalisch aktivierte Hybridzement in der Menge von 15 Gew.-% in Bezug auf Gesamtmenge an Gemisch zugegeben. Die Wassermenge im Ziegelgemisch lag auf dem

Niveau von 19,4 Gew.-%. Diese Probe wird nachstehend als 15H bezeichnet. Zur Vorbereitung einer weiteren Probe wurde zu einem wie im vorherigen Fall ähnlichen

Ziegelgemisch der alkalisch aktivierte Hybridzement in einer Menge von 30 Gew.-% in Bezug

auf Gesamtmenge an Gemisch zugegeben. Diese Probe wird nachstehend als 30H bezeichnet.

Die Proben wurden in allen drei Fällen vorbereitet, wie folgt.

Mit der Homogenisierung durch das Mischen wurde von den Eingangsrohrstoffen ein „Ziegelteig“ vorbereitet, aus dem nach der Lagerung von 12 bis 14 St. mittels Pressverfahren unter Druck von 8 bis 12 Mpa Prüfproben hergestellt wurden. Auf diese Weise hergestellte Proben wurden auf einem Gitterrost während einer in nachstehender Tabelle als Hydratationszeit bezeichneten Zeit gelagert. Die Probenserien wurden bei den Temperaturen 700, 800 und 900 °C gebrannt. Der Brennvorgang erfolgte im elektrischen Laborofen mit geregeltem Brennbetrieb. Die Erwärmungsgeschwindigkeit war 5 °C/min und die Haltedauer bei gegebener

Brandtemperatur betrug 120 min.

In der Tabelle sind überwachte physikalische Eigenschaften der Proben REF, 15H, 30H nach dem Brennvorgang bei 700 °C, 800 °C und 900 °C, bzw. nach dem Brennvorgang und Hydratation bei den Proben 15H, 30H angeführt.

Probe Hydratations- |Gewichts- Volumen- |Offene Druckfestigzeit [St.] verlust Am gewicht Porigkeit keit [%] [g/cm”] [%] [MPa] REF — 700 °C 25,97 1,6501 36,5 11,53 15H -700°C [69 23,32 1,7042 35,16 >26,11 30H -700°C 44 21,27 1,7974 31,59 >26,11 REF — 800 °C 27,31 1,6327 38,12 14,15 15H -800°C 3 23,85 1,6998 36,79 >26,11 30H -800°C 68 21,52 1,7898 33,86 >26,11 REF — 900 °C 27,05 1,5935 42,07 15,02 15H -900°C 45 23,79 1,695 39,67 18,69 30H -900°C h0 21,48 1,7566 38,2 >26,11

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Maximalkraft (5000 N) zum Brechen der Testkörper von Proben nicht ausreichend war.

Die Festigkeiten der Referenzproben, REF, aus Ziegelton steigen mäßig mit der Brandtemperatur. Bei der Temperatur von 900 °C wurde eine Festigkeit auf dem Niveau von 15 MPa erreicht (ein mit den Festigkeiten von den marktüblichen Ziegeln vergleichbarer Wert). Laufend eingesetzte Brandtemperatur bei üblichen Ziegeln beträgt -900 °C. Deshalb kann man die Probe REF — 900 °C als Referenzprobe bei der Ermittlung der Einwirkung der Zugabe des alkalisch aktivierten Hybridzements auf die Sinterfähigkeit und mechanische Eigenschaften wahrnehmen. Alle Proben mit der Zugabe von alkalisch aktiviertem Hybridzement besitzen die

Festigkeiten mindestens um 74 % höher als REF — 900 °C.

Es wurde ein Gemisch zur Herstellung der Tondachziegel vorbereitet, wo der Ziegelton mit 20 Gew.-% aus gemahlenen recyclierten Tondachziegeln und der alkalisch aktivierte Hybridzement in der Menge von 15 Gew.-% pro Gesamtmenge an Gemisch eingesetzt wurden. Der Brennvorgang erfolgte in einem mit Erdgas beheizten Tunnelofen bei der Temperatur von 900 °C. Der Verbrauch von natürlichem Ziegelrohstoff ist um 20 % gesunken, die Biegefestigkeit ist gleich wie beim üblich gebrannten Dachziegeln geblieben, die C0,-Emissionen sind mindestens um 5 % gesunken, aufgrund der kleineren Volumenänderungen ist die Ausschussproduktion

mind. um 30 % gesunken.

Es wurde ein Gemisch zur Herstellung der Tondachziegel vorbereitet, wo der Ziegelton mit 10 Gew.-% von Mergel mit einem Anteil von Carbonaten über 30 % und der alkalisch aktivierte Hybridzement in der Menge von 10 Gew.-% pro Gesamtmenge an Gemisch eingesetzt wurden. Der Brennvorgang erfolgte in einem mit Erdgas beheizten Tunnelofen bei der Temperatur von 900 °C. Der Verbrauch des qualitätsgerechten Ziegeltons ist gesunken, aufgrund der Wirkung des alkalisch aktivierten Hybridzement kam es zu keinen Volumenänderungen des Produktes.

Es wurde ein Gemisch zur Herstellung des Keramikbodens vorbereitet, wo der kaolinhaltige Ton mit 10 Gew.-% der recyclierten Keramikplatten und der alkalisch aktivierte Hybridzement in der

Menge von 10 Gew.-% pro Gesamtmenge an Gemisch eingesetzt wurden. Der Brennvorgang

Es wurde ein Gemisch zur Lehmputzherstellung vorbereitet, wo Lehm, Sand, Strohhäcksel und alkalisch aktivierter Hybridzement in der Menge von 15 Gew.-% pro Gesamtmenge an Gemisch eingesetzt wurden. Der Lehmputz wurde sowohl im Außenraum als auch im Innenraum eingesetzt, wobei hat sich die Festigkeit, die Haftkraft zur Wand verbessert, was ermöglicht hat, die Wandputzstärke für bessere wärmedämmende Eigenschaften zu erhöhen, es sind die Volumenänderungen mit der Reduzierung der Anzahl von Rissen gesunken, es wurde die Auswaschung beim Außenputz und die Brüchigkeit beim Innenputz verbessert, wobei hat sich die antibakterielle Wirkung des alkalisch aktivierten Hybridzements durch niedrigere Pilzbildung bezeigt.

Es wurde ein Ziegeltongemisch mit 15 bis 30 Gew.-% des alkalisch aktivierten Hybridzements vorbereitet. Der alkalisch aktivierte Hybridzement enthält Alkalisalze, die die Wärmeenergieakkumulation beim Endprodukt, zum Beispiel bei den mittels Extrudieren hergestellten Ziegelsteinen verbessern. Der Brennvorgang erfolgte in einem Tunnelofen bei einer Temperatur 700 bis 900 °C, um das höchste Volumengewicht beim niedrigsten Porenanteil zu erreichen. Die Ziegelsteine wurden als Keramikakkumulator zur Aufnahme der Wärmeenergie

mit anschließender regulierter Ausgabe über Wärmetauscher eingesetzt.

Es wurde ein Tongemisch mit dem Inhalt von CaCO; über 30 %, z. B. Mergel oder Kalkstein mit dem Inhalt von CaCO3z + MgCO;z3 über 50 % vorbereitet und dieses wurde als Ersatz eines Teils von Feinsand im Brandschutzputz mit der Beimischung von 20 bis 80 Gew.-% des alkalisch aktivierten Hybridzements eingesetzt. Dieses Gemisch ist zum Schutz von Stahl-, Holz- und

Betonkonstruktionen geeignet.

Bei Brand, bei den Temperaturen um 800 °C, zersetzen sich Carbonate und setzen das diffundierende CO, frei, welches eine Löschwirkung hat, wodurch sich die Wirkung des Gemischs vervielfacht. CaOfrei + MgO reagiert mit alkalisch aktivem Hybridzement und dem Sand zum festen Aggregatzustand mit weiterem Schutz der Konstruktion.

Die vorgenannten Beispiele dienen nur der Illustration dieser Erfindung. Diese Beispiele zeigen

nicht alle Möglichkeiten, Kombinationen und Bereiche in der Zusammensetzung des Gemischs

können.

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Claims

1. Tonhaltiges Gemisch zur Herstellung von gebrannten oder ungebrannten Bauprodukten oder Baustoffen, das Ziegelton, kaolinhaltigen Ton, Ton mit Carbonaten, Lehm, Zusatzstoffe, Zuschlagstoffe und Wasser umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es alkalisch aktivierten Hybridzement in einer Menge von 10 bis 80 Gew.-% pro Gesamtmenge an Gemisch enthält.