DD218528A3 - Verfahren zur herstellung von bindemittel vorschriftsgerechter rezeptur fuer dichten silikatbeton - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bindemittel fuer Dichten Silikatbeton unter Einbeziehung des Restfrischbetons. Gegenwaertig ist es ein ungeloestes Problem, den Restfrischbeton in einen kontinuierlichen technologischen Prozess effektiv einzubeziehen. Es ist bekannt, den Restfrischbeton dem Formgebungsprozess wieder zuzufuehren. Allerdings ergeben sich dann haeufig Bauelemente mit minderer Qualitaet, da infolge fortgeschrittener Hydratation im Restfrischbeton Strukturdefekte auftreten. Es ist das Ziel der Erfindung, den erkannten Mangel zu beseitigen, eine Kostensenkung in der Produktion und eine bessere Ausnutzung der Rohstoffe zu erreichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschlossene Wiederverwendung des Restfrischbetons zu ermoeglichen, wobei die gleichmaessige Feuchte und die noch vorhandenen Reaktionsfaehigkeiten der Bindemittelkomponenten und der nicht aufbereiteten Kieselsaeurekomponente genutzt werden sollen. Erfindungsgemaess wird der Restfrischbeton unter vollstaendiger Beibehaltung seiner Zusammensetzung mittels geeigneter Einrichtungen aufgenommen und zur Bindemittelaufbereitungsanlage gefoerdert, dabei in einen vorgegebenen Feuchtezustand und in eine weitgehend kruemlige Beschaffenheit versetzt und zur Bereitung eines Bindemittels vorschriftsgerechter Zusammensetzung eingesetzt.

Description

-A-

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von Bindemittel vorschriftsgerechter Rezeptur für Dichten Silikatbeton

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bindemittel vorschriftsgerechter Rezeptur für Dichten Silikatbeton unter Einbeziehung des technologisch bedingt anfallenden Restfrischbetons»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die bekannte Technologie zur Herstellung von Bindemittel für Dichten Silikatbeton sieht die anteilige Dosierung, die Mischung und Mahlung zuvor bereitgestellter Ausgangsstoffe Branntkalk, kieselsäurehaltiger Sand und Wasser vor, wobei das Wasser einen Teil des Branntkalkes ablöscht. Das Bindemittel wird im weiteren Fertigungsablauf zusammen mit Zuschlagstoffsand und Wasser zu einem Frischbeton aufbereitet, der sofort anschließend zur Formgebung von Bauelementen eingesetzt wird. Bei der Formgebung von Bauelementen fällt ständig Restfrischbeton an. Gegenwärtig ist es ein noch ungelöstes Problem,, den Restfrischbeton in einen kontinuierlichen technologischen Prozeß in effektiver Weise einzubeziehen, da durch die vollständige Kalkablöschung, die teilweise Verdichtung und Austrocknung ein nicht wieder unmittelbar als Frischbeton verwendungsfähiges Gemisch vorliegt. Zur Verwendung des Restbetons bei der Zement- und ^Gasbetontechnologie haben sich im wesentlichen zwei Hauptwege herauskristallisiert; einmal die Beseitigung des Restbetons im plastischen oder erstarrten Zustand als Abfall mit Verkippung in Restlöchern o.a. und zum anderen die Wiedereinbeziehung in den technologischen Prozeß der Herstellung von Bauelementen. Während die Beseitigung

des Restbetons als Abfall aus ökonomischen Gründen und auch aus Gründen des Umweltschutzes nur in Ausnahmefällen zu vertreten ist, gewinnt die ¥iedereinbeziehung des Restbetons in den technologischen Prozeß zunehmend an Bedeutung, wobei je nach Zweckmäßigkeit und Eignung erstarrter Restbeton zu Zuschlagstoffen aufbereitet,, plastischer und noch nicht abgebundener Restbeton direkt dem Formgebungsprozeß wieder zugeführt und fließfähige Restbetone entmischt und die rückgewonnenen Einzelkomponenten Kies, Sand, Wasser in geeigneter Weise wieder eingesetzt werden.

Die dazu vorgeschlagenen Verfahren und Methoden im Rahmen der Technologie der Herstellung von Bauelementen aus Zementbeton, z. B. gem. DE-OS 27 10 207, IPC B03B 5/60 bzw. aus Gasbeton, z. B. gem. DE-OS 21 k3 619, IPC B28B 11/12, lassen sich auf die Technologie der Herstellung von Bauelementen aus Dichtem SiIi- < katbeton nicht übertragen, obwohl es nahe liegt, den noch feuchten Restfrischbeton dem Frischbeton für den Formgebungsprozeß wiederzuzuführen. Vielfache Versuche in dieser Hinsicht haben ergeben, daß die Qualität der mit Restbeton gefertigten Bauelemente nicht den Anforderungen entspricht, da beispielsweise Strukturdefekte auftreten. Ursachen dafür sind die infolge Ansteif ens und Verklumpens wesentlich ungünstigeren rheοlogischen Eigenschaften des Restfrischbetons> obwohl er grundsätzlich die gleiche Zusammensetzung wie der zur Formgebung kommende Frischbeton besitzt. Es ist auch nicht zweckmäßig, den Restfrischbeton nach bekannten Verfahren zu defraktionieren, um die eingesetzten Zuschlagstoffe wiederzugewinnen.

Um die nachteiligen Folgen des Wiedereinsatzes von Restfrischbeton bei damit gefertigten Bauelementen aus Dichtem Silikatbeton zu vermeiden, wird gegenwärtig auf den ¥iedereinsatz des Restfrischbetons verzichtet. Der Restfrischbeton wird daher anderweitig volkswirtschaftlich genutzt.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Bindemittel vorschriftsgerechter Rezeptur für Dichten Silikatbeton unter Einbeziehung des vorwiegend beim Formgebungsprozeß ständig anfallenden Restfrischbetons zu schaffen, das das vorbeschriebene Problem weitestgehend löst und dabei zu einer Kostensenkung in der Produktion und zur besseren Ausnutzung der eingesetzten Rohstoffe führt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

"DD-VP.. 90 718, IPC CO^B 15/06 und auch DD-WP IkJ 6O6, IPC CO^B 15/O6 gehen gezielt von der Tatsache aus, daß die nur teilweise abgelöschte Kalkkomponente des Bindemittels bereits während der-Frischbetonbereitung und in der Phase der Formgebung zeitlich weiter fortschreitend hydratisiert und stellen in Ausnutzung dieses Reaktionsverlaufes auf die in den Verfahren beschriebenen Rezepturen bzw, stofflichen Zusammensetzungen und technologischen Schritte zur Herstellung des Bindemittels für Dichten Silikatbeton, des Frischbetongemisches und von daraus gefertigten Bauelementen ab. Daraus erklärt sich auch die in Auswertung der Versuche zur Wiederverwendung des Restfrischbetons in der Formgebung gewonnene Erkenntnis, daß die Hydratation des Restkalkes zum Ansteifen und Verklumpen und somit zur Versehlechterung der Theologischen Eigenschaften führt. Es lag somit, wie beschrieben, zwingend nahe, die Nichteignung des Restfrischbetons für eine Wiederverwendung zu konstatieren und auf eine unmittelbare Einbeziehung in die Fertigungstechnologie zu verzich·- ten. Es wurde nun gefunden, daß die im Restfrischbeton vorhandenen Einzelbestandteile - Kalk, gemahlener und grober Sand, ggf. Zusatzstoffe, Wasser und ggf. Zusatzmittel erhalten bleiben und daB auch die Reaktionsfähigkeit der Bindemittelkomponenten noch gegeben ist.

Dieser Erkenntnis und der Zielstellung folgend, macht es sich die Erfindung nun zur Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Bindemittel vorschriftsgerechter Rezeptur für Dichten Silikatbeton unter Einbeziehung des technologisch bedingt anfallenden Restfrischbetons zu schaffen, das die geschlossene Wiederverwendung des Restfrischbetons mit seinen Bestandteilen ermöglicht. Dabei sollen dessen sehr gleichmäßige Feuchte und die Reaktionsfähigkeiten der Bindemittelkomponenten und der nicht aufbereiteten Kieselsäurekomponente so ausgenutzt werden, daß eine Verbesserung der technologischen Prozesse und eine Erhöhung deren Kontinuität und eine Steigerung der Qualitätseigenschaften des Bindemittels und damit der geformten und gehärteten Bauelemente eintreten, -

Erfindungsgeraäß wird die Aufgabe in folgender Weise gelöst: Der im Formgebungsprozeß technologisch bedingt anfallende Rest-

frischbeton wird unter vollständiger Beibehaltung seiner mengenmäßigen und stofflichen Zusammensetzung mittels geeigneter Einrichtungen aufgenommen und zur Bindemittelaufbereitungsanlage gefördert und dabei zu einer Bindemittelkomponente durch Versetzen in eine krümlige Beschaffenheit mit einer Feuchte - 7 Masse-^ aufbereitet und mit den Komponenten Branntkalk und Wasser gemischt und gemahlen. Die Anteile der Bindemittelkomponenten betragen erfindungsgemäß 60 - 80 Masse-$ Restfrischbeton, 20 - ^O Ma.sse-$ Branntkalk und 0 - 5 Masse-$ Wasser. .

Der im Restfrischbeton enthaltene und bereits gemahlene Sand und der auf die vorgegebene Feinheit zu mahlende Zuschlagstoffsand des Restfrisphbetons liefern die rezepturgerechte Menge der Kieselsäurekomponente. Das ggf. im Restfrischbeton enthaltene verflüssigende Zusatzmittel wird erfindungsgemäß als Mahlhilfsmittel eingesetzt.

Ausführungsbeispiele:

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden: Beispiel 1 :..

In einem ¥erk zur Herstellung von Bauelementen aus Dichtem Silikatbeton wird gemäß TGL 33417 "Dichter Silikatbeton" ein Frischbeton für eine Betonklasse DSBk 25 mit folgender Zusammensetzuag hergestellt: Bindemittel, gröberer, kieselsäurehaltiger Zuschlagstoff sand, Anmachwasser und plastifizierendes Zusatzmittel. Dabei hat sich eine günstige Rezeptur von 18 Masse-$ Bindemittel, 7^,5 Massel Zuschlagstoffsand, 7,5 Masse-$ Wasser und 0,05 Masse-$ Zusatzmittel ergeben. Gemäß gleicher TGL ist vorgeschrieben, daß das Bindemittel aus einer Kalkkomponente und aus einer Kieselsäurekomponente herzustellen ist. Als günstig für das Bindemittel hat sich eine Zusammensetzung von 33 Masse-^ abgelöschter Branntkalk, 11 Masse-$ Branntkalk und 56" Masse-$ kieselsäurehaltiger Sand ergeben.. Nach bekannter Weise zur Bereitung des Bindemittels mußten die Einze!komponenten Branntkalk, kieselsäurehaltiger Sand und Wasser bereitgestellt, anteilig dosiert, gemischt und gemah- ·. . . . ' ο len werden, wobei der Sand auf eine Feinheit von ca. 2500 cm /g

nach Blaine zu bringen war.

Der vorschriftsgerecht bereitete Frischbeton wird in Formen eingebracht, verdichtet und kalibriert. Die stoffliche Besonderheit des Frischbetons erfordert eine bestimmte Überschüttung, beson-

ders wenn glatt abgezogene Oberflächen hergestellt «erden müssen. Der beim Kalibrieren der frisch geformten Bauelemente anfallende Re.stfrischbeton ist wegen der Vorverdichtung dieses Materials und wegen der fortgeschrittenen Hydratation des Restkalkes im Bindemittel klumpig und weniger feucht als der zur Formgebung -gelangende Frischbeton. Eine unmittelbare Wiederverarbeitung des Restfrischbetons im Formgebungsprozeß fahrt zu Schaden im Bauelement, beispielsweise treten Fehlverdichtungssteilen, Nester und Hohlräume auf. Im Verlaufe der Frischbetonproduktion fallen darüber hinaus noch andere Mischungen an, die nicht zur Formgebung der Bauelemente verwendet werden können, z. B. Fehlmischungen und Restmischungen. Insgesamt beträgt der anfallende Restfrischbeton 10 bis 15 % der Betonproduktion. Gemäß diesem Beispiel entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Restfrischbeton von der Formgebung bzw. von der Frischbetonaufbereitung unter vollständiger Beibehaltung seiner mengenmäßigen und stofflichen Zusammensetzung mittels geeigneter Aufnahme- und Transporteinrichtungen zur Bindemittelaufbereitungsanlage gefördert, Während dieses Prozesses wird der Restfrischbeton auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 6 - 7 Masse-$ gebracht und in eine weitgehend krümlige Beschaffenheit versetzt« Der Restfrischbeton wird nun zur Herstellung eines neuen vorschriftsgerechten Bindemittels in der ¥eise verarbeitet, indem 66,2 Masse-$ Restfrisch.beton, 32,8 Masse-$ Branntkalk und 1 Masse—$ Wasser anteilig dosiert, gemischt und in einer Kugelmühle gemeinsam gemahlen werden, wobei die kieselsäurehaltige Komponente - bereits gemahlener Sand des Bindemittels und Zuschlagstoffsand des Restfrischbetons - eine Feinheit von 2500 cm /g nach Blaine erhält. Auf diese neuartige Weise entsteht ein KaIk-Kieselsäure-Bindemittel der vorgeschriebenen stofflichen Zusammensetzung 33 Masse-^ abgelöschter Branntkalk, 11 Masse-^ Branntkalk, 56 Masse-$ kieselsäurehaltiger Sand und 0,03 Masse-# Zusatzmittel, das bei gegebenem verflüssigenden Einsatz im Frischbeton im Restfrischbeton erhalten bleibt und nun als Mahlhilfsmittel wirkt.

Bei Beibehaltung der erfindungsgemäßen Verfahrenesehritte gem. Beispiel 1, jedoch veränderten Rohstoffeigenschaften und sich aus diesen ergebenden Bedingungen werden zur Bereitung von Bindemittel für Dichten Silikatbeton nachstehende weitere Rezeptur-

Beispiele genannt:

Beispiel 2: Zusammensetzung des Bindemittel-s: 5

Rezeptur des Frischbetons:

Anteile der Bindemittelkomponentenj

29 Masse-$ abgelöschter Branntkalk 22 Masse-$ Branntkalk k9 Massel kieselsäurehaltiger Sand

15,6 Masse—% Bindemittel 77,2 Masse-^ Zuschlagstoffsand 6_f9 Masse-^ Wasser

60 Masse-$ Restfrischbeton mit einer Feuchte von 5,5 - 6,5

kO Masse-fo Branntkalk 0 Masse-$ Wasser

Beispiel 3 ί Zusammensetzung des Bindemittels:

Rezeptur des Frischbetons:

Anteile der Bindemittelkomponenten :

15,8 Masse-$ abgelöschter Branntkalk 12 Masse-$ Branntkalk

72.2 Masse-^ kieselsäurehaltiger Sand

31.3 Masse-$ Bindemittel

59,5 Masse-^ Zuschlagstoffsand 9,2 Masse-^ Wasser

80 Masse-^ Restfrischbeton 20 Masse-^ Branntkalk 0 Masse-^ Wasser

In Abhängigkeit von einer örtlich und technologisch bedingt hö~ 25 heren Trocknung des Restfrischbetons müssen in allen drei Beispielen dem Bindemittel bis zu 5 Masse-$ Wasser vor der Mischung zugegeben werden. '

Dieses auf neuartige Weise hergestellte Bindemittel eignet sich in hervorragender Weise zum Herstellen eines Frischbetons vor-30 schriftsgerechter Zusartnnensetzung, aus dem nach bekannter Technologie Bauelemente geformt und gehärtet werden

Die Konstanz der Restfrischbetonfeuchte im "Vergleich zu den Schwankungen der natürlichen Feuchte der ursprünglich eingesetzten Bindemittelsande führt zu einer gravierenden Stabilisierung 35 der Bindemittelzusammensetzung bzgl. des Kalkhydratationsgrades

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des Branntkalkes. Diese Stabilität des Kalkhydratationsgrades im Bindemittel bewirkt stabile Verarbeitungsbedingungen des Frischbetons im Formgebungsprozeß und damit eine wesentliche Qualitätsverbesserung der Bauelemente. .

Der technologisch bedingt anfallende Restfrischbeton wird zum stofflich-technologisch integrierten Bestandteil des Verfahrens zur Herstellung von Bauelementen aus Dichtem Silikatbeton, wobei ein geschlossener technologischer Kreislauf bzgl, der Verwendung der eingesetzten Rohstoffe entsteht. Letztendlich erfolgt eine wesentlich effektivere Ausnutzung der Rohstoffe.

Claims (1)

1. , Erfindungsanspruch ·,

   Verfahren zur Herstellung von Bindemittel vorschriftsgerechter Rezeptur für Dichten Silikatbeton, gekennzeichnet dadurch, daß 60 - 80 Masse-^ technologisch bedingt anfallender Restfrischbeton zu einer Bindemittelkomponente durch Versetzen in eine krümlige Beschaffenheit mit einer Feuchte - 7 Masse-$ aufbereitet und mit 20 - ho Masse-$ Branntkalk und 0 - 5 Masse-^ Tfasser gemischt und gemahlen wird. ' ^