DD232256A1 - Verfahren zur herstellung von zement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zement, insbesondere zur Herstellung von hydraulisch aktivem Belit-Zement mit hoher Fruehfestigkeit. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, die Fruehfestigkeit von aktivem Belit-Zement durch Einstellung eines optimalen Koernungsaufbaues weiter zu erhoehen. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, dass der Zementklinker kontinuierlich und anschliessend scharf trennender Sichtung mit einer Oberflaeche von 3 500 cm2/g bei vorbestimmtem Richtungsfaktor h der RRSB-Geraden und Koernungs- sowie Feinstkornanteil, gemahlen wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von Zement Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zement, insbesondere zur Herstellung von hydraulisch aktivem Belit-Zement mit hoher Frühfestigkeit·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß ein Zement unter sonst gleichen Bedingungen um so schneller erhärtet, je größer die spezifische Oberfläche ist. Je feiner also ein Klinker gemahlen wird, desto höher liegt die erreichbare Zementfestigkeit. Für Portlandzement gilt als Richtwert, daß die Festigkeit um 0,5 .·. 2 MPa steigt, wenn die spezifische Oberfläche nach Blaine um 100 cm /g erhöht wird. Dabei steigt die Frühfestigkeit bei Anhebung der spezifischen Oberfläche stärker (bis 2 MPa pro 100 cm²/g) als die 28-Tage-Festigkeit (bis 1 MPa pro 100 cm /g)· Diese Aussagen gelten für den Bereich der spezifischen Oberfläche von ca. 2400 ... 5000 cm²/g

Für in Labormühlen gemahlenen aktiven Belit-Zement

wurde im Bereich 3000 .... 4-000 cm /g ein Anstieg der 3-Tage-Festigkeit um nur ca· 0,3 ... 0,6 MPa bei einer Erhöhung der spezifischen Oberfläche um

100 cm /g festgestellt. Es ist weiterhin bekannt, daß die Zementfestigkeit bei gleicher spezifischer Oberfläche steigt, wenn die Korngrößenverteilung des Zements enger wird, d.h. wenn der Anstiegt der Kornsummenkurve im RRSB-Netz tan eC = ^ größer wird.

η η α ι r\A Q

Je größer Tf ist, um so steiler verläuft die RRSB-Kurve und um so enger ist die Kornverteilung· Unter sonst gleichen-Bedingungen kann durch Anhebung von V die Festigkeit für einen bestimmten Prüftermin um bis zu 20 MPa angehoben werden» Für die Betonfestigkeiten wurde diese Abhängigkeit ebenfalls gefundene

Nach diesen Ergebnissen kann die Frühfestigkeit R₁. ο z. B, von 20 MPa bei 77 = 1,2 auf 35 MPa bei 75 = 2,2 erhöht werden, wobei in beiden Fällen

eine konstante spezifische Oberfläche nach Blaine

von 32OO cm /g eingehalten wurde. Obwohl in technischen Mühlen, d.h. im wesentlichen in Rohrmühlen, der Richtungsfaktor 7) sich nur im Bereich 1,1 ... 1,3 bewegt, sind doch durch Anhebung von J] Fest igke its gewinne zu erzielen·

Anstelle des Richtungsfaktors 77 kann auch der. Masseanteil der Kornfraktion 3 ··· 30 ./( stehen. Wenn der Anteil 3 ··· 30 JA auf Kosten der feinsten und gröberen Fraktionen erhöht wird, also das Körnungsband enger wird, steigt bei gleicher spezifischer Oberfläche die Zementfestigkeit. Als Ursache für diese Abhängigkeit kann davon ausgegangen werden, daß der sich um jedes Zementkorn bildende Adhäsionswasserfilm bei Körnern ^ 10/ü viel mehr Wasser enthält, als das Korn zu einer vollständigen Hydratation benötigt, lin hoher Porenanteil ist deshalb die Folge.

Als Richtwerte für den Kornateil 3 ·· · 30 ^M für verschiedene Zemente wird in der Fachliteratur angegeben:

. frühhochfester PZ, z· B. PZ 45: m-, ^₀ ^ 70% , - REC -

. normaler PZ, ζ. B. 35· m_Q on = 60 %

j · · · yj

- OPC -

. langsam erhärtender PZ, ζ· Β· PZ 25* nu τ,ο - 45 % V IEC -

Voraussetzung für eine gezielte Anhebung der Zementfestigkeit über den Körnungsauft)au des Zementes ist ein scharf trennender Sichter. Mahlhilfsmittel können ebenfalls positiv, wirken· Für die Frühfestigkeit der Zemente soll "bei sonst gleichen Bedingungen vor allem der Kornanteil < 4 .J4 entscheidend sein, wahrend andere Autoren auch den Kornanteil 3·· »Iß^/U für die Frühfestigkeit verantwortlich machen·

Es ist weiterhin bekannt, daß diskontinuierlich in Kugelmühlen gemahlener.aktiver Belit-Zement trotz der hohen Anteile 3·.»30_tAvon 60...80% nur mäßige Frühfestigkeiten von R^ ο = 18.«.22 MPa erreicht»

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Mängel zu überwinden und insbesondere die Entwicklung der Frühfestigkeit vom aktiven Belit-Zement zu verbessern·

Darlegung des Wesens der E^findung

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Mängel zu überwinden und insbesondere die Entwicklung der Frühfestig'keit vom aktiven Belit-Zement zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liget die Aufgabe zu Grunde, durch Einstellung eines optimalen Körnungsaufbaues die Frühfestigkeit von aktivem Belit-Zement deutlich zu erhöhen. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß im Gegensatz zu PZ bei sonst gleichen Bedingungen der

Belit-Zement "bei gleichem Anteil 3· ··30 ^deutlich geringere Anteile < 5Jienthalten kann. Das gilt für Mahlung in diskontinuierlich arbeitenden Kugelmühlen. Im Gegensatz zu.PZ kann der Anteil <5_i/tfbei Mahlung in einer kontinuierlich arbeitenden Mühle mit Sichter überraschend stark erhöht werden. Daraus . resultiert eine deutliche Anhebung der· Frühfestigkeit.

Für den Körnungsaufbau von aktivem Belit-Zement mit niedrigem Alkaligehalt des Klinkers von Na^O-AqU. = 0,8 % bei Mahlung in Kugelmühlen mit Sichter sind zur Erzielung von 3-Tages-Festigkeiten von R^ ~ = 25 MPa folgende Parameter einzuhalten:

- Rückstand auf dem

63 Jt -Sieb R 63 = 3 %

- Rückstand auf dem

40 J4 -Sieb R 40 i 10 %

- spezifische Oberfläche

nach Blaine Ao ^ 3500 cm²/g

- Anteil der Kornfraktion

3...30/* ^m3...3O ^60%

- Anteil der Kornfraktion

< 5 JA I) 5 * 15 %

- Richtungsfaktor der RRSB-Kurve ^ ^ 1,10

Bei Einhaltung dieser Körnungsparameter wird ein Zement mit Frühfestigkeiten erreicht, der mindestens der OPC-Qualität entspricht.

Ausführungsbeispiel

Nach Beispiel 1 wird ein mit 1000 K/min im Temperaturbereich 1300··»900°C schnellgekühlter Klinker mit einem Kalkstandard KSt^₁ = 81 und einem Silikatmodul SM = 2,7 unter Zugabe von 7,5 % Anhydrit als Abminderegier in einer diskontinuierlich arbeitenden Kugelmühle bei Aufgabemengen von 100 kg auf eine spezifische Oberfläche von 3200 cm /g gemahlen· ^er Klinker enthält als dominierende Klinkerphase c^'-C^S, wobei der Gesamtgehalt an Beut, bestehend aus ^'-C₂S, ß-C^S und röntgenamorphen CpS, ca. 50 % beträgt. Folgende Festigkeiten bei Normprüfung wurden erreicht:

RD	^s] =	12	MPa
RD	O —	14-	MPa
RD	,3 =	18	MPa
*D	,28 =	54	MPa.

^Der Körnungsanteil 3··«30^^/ betrug in diesem Fall 75 %. Der Feinstkornanteil < 5 #M 'lag bei 12 %. ßer Rückstand auf dem 63 ^/ -Sieb betrug 4· %. Während die, 28-d-Normfestigkeit des Belit-Zementes diejenige von hochwertigen PZ erreicht bzw. übertrifft, liegen die Frühfestigkeiten unter den vergleichbaren Werten eines PZ 1/45 sowie auch unter den Werten eines zumahlstoffhaltigen Portlandzementes PZ 7/35·

Each Beispiel 2 wird der im Beispiel 1 charakterisierte Belit-Klinker in einer kontinuierlich arbeitenden Kugelmühle mit mechanischem Austrag des Mahlgutes sowie einem Sichter auf eine spezifische Oberfläche von 4-500 cm /g gemahlen. Pol, Hormprüfung wurden erreicht:

^RD,1 = 15 1/IPa ^RD,3 = 30 MPa

von 4-500 cm /g gemahlen. Folgende Festigkeiten bei

^RD,28 = 60 MPa.

Der Körnungsanteil 3...3O^ betrug in diesem Fall 70 %. Der Feinkornanteil < 5/^ lag bei 20 %. Der Rückstand auf dem 63^ -Sieb betrug für diese Mahlung 2 %.

Gegenüber Beispiel 1 wurde bei der Mahlung in einer Sichtermühle eine Erhöhung der 3d-Festigkeit um 60 % erreicht.

Die Steigerung der Frühfestigkeit ist auf eine deutliche Erhöhung des Anteils < 5^// zurückzuführen· Im Gegensatz zu PZ stieg der Wasseranspruch des Zements gegenüber Beispiel 1 iia vorliegenden Falle nicht. Während nach Beispiel 1 32 % ermittelt wurden, betrug in Fall 2 der Wasseranspruch 2? %. Daraus folgt, daß der Festigkeitsanstieg bei der Betonherstellung auch voll wirksam werden kann und nicht durch einen erhöhten Zementbedarf kompensiert wird, wie das bei feingemahlenen PZ der Fall sein kann.

Claims (2)

1. Erf indung s anspr uc h

   1. Verfahren zur Herstellung von Zement, insbesondere von hydraulisch aktiven Belit-Zement, gekennzeichnet dadurch, daß der Zementklinker kontinuierlich und anschließend scharf trennender Sichtung mit einer

   _ ρ

   spezifischen Oberfläche von> 3>OO cm /g gemahlen wird, wobei der Richtungsfaktor ^ der RRSB-Geraden £ 1,1 und der Körnungsanteil 3 bis 30 J4 - 60 % sowie der Feinstkornanteil = 5/tf 15 % bei einem Rückstand auf einem 63 .# -Sieb = 3 % beträgt,
2. 2. ^erfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß d< 40 M -Sieb ί 10 % beträgt.

   net dadurch, daß der Rückstand auf einem i