DD290176A5 - BUILDING MATERIAL FOR BEDDED COMPONENTS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Baustoff fuer gebettete Bauelemente. Die Baustoffkomponenten Elektroofenzerfallsschlacke und Kalzinatstaub der keramischen Industrie werden ohne Einsatz eines konventionellen Bindemittels innig mit Wasser vermischt und anschlieszend verfestigt. Der Baustoff wird in einem Drei-Phasen-Prozesz in einem frostunempfindlichen gebundenen Zustand ueberfuehrt, der wegen seiner langzeitigen Entwicklung die Herausbildung mechanisch erzeugter Strukturdefekte kompensiert.{Bauelement; Befestigungsschichten; Baustoff; Baustoffkomponenten; Elektroofenzerfallschlacke; Kalzinatstaub; Wasser; Vermischung; Verfestigung; Hydrolyse; Tragfaehigkeit; Verschleiszfestigkeit; Riszfestigkeit}The invention relates to a building material for bedded components. The building material components electro-furnace slag and calcined dust of the ceramic industry are intimately mixed with water without the use of a conventional binder and then solidified. The building material is transferred in a three-phase process in a frost-resistant bound state, which compensates for the development of mechanically generated structural defects because of its long-term development. Fixing layers; building materials; Building structures; Electric furnace slag disintegration; Kalzinatstaub; Water; Mixing; consolidation; Hydrolysis; Load capacity; Verschleiszfestigkeit; Riszfestigkeit}
Description
enthält, Kalzinatstaub der keramischen Industrie, der als Hauptbestandteilecontains, calcareous dust of the ceramic industry, which as main components
AI2O3 - Masseanteil in % 30-40Al 2 O 3 - mass fraction in% 30-40
Fe2O3 - Masseanteil in % 1,5-4Fe 2 O 3 - mass fraction in% 1,5-4
CaO - MasseanteMin% 0,5-1,0CaO - MassanteMin% 0.5-1.0
Alkalien - Masseanteil in % 1,5-2 SiO2 - Masseanteil in % 40-50 sowieAlkalis - mass fraction in% 1,5-2 SiO 2 - mass fraction in% 40-50 as well
Spuren von MgOTraces of MgO
enthält und aus natürlichem Lockergestein und/oder anderen körnigen, festen, wasserlöslichen Stoffen silikatischer Art besteht, wobei der Masseanteil der Elektroofenzerfallsschlacke an der Gesamtmasse 6-24% und der Masseanteil des Kalzinatstaubes an der Gesamtmasse 6-12% beträgt und der Masseanteil beider Komponenten zwischen 12% und 30% liegt.contains and from natural loose rock and / or other granular, solid, water-soluble substances silicate type, wherein the mass fraction of Elektroofenzerfallsschlacke to the total mass 6-24% and the mass fraction of Kalzinatstaubes to the total mass 6-12% and the mass fraction of both components between 12% and 30%.
2. Baustoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Korngrößenverteilung der Elektroofenzerfallsschlacke 0-2 mm beträgt.2. Building material according to claim 1, characterized in that the particle size distribution of the Elektroofenzerfallsschlacke is 0-2 mm.
Die Erfindung bezieht sich auf Befestigungsschichten für gebettete Bauelemente, insbesondere auf Tragschichten in Straßenkonstruktionen, Trag-Deckschichten von Baustraßen, Wegen, Abstell- und Lagerplätzen.The invention relates to fixing layers for bedded components, in particular to support layers in road structures, bearing surface layers of building roads, paths, storage and storage areas.
In vielen Ländern werden Hütten- und Stahlwerksschlacken für verschiedene Zwecke verwendet. In WP C04 B/277756-1 werden hauptsächliche Anwendungsrichtungen von Stahlwerksschlacken beschrieben. Konverterschlacken besitzen im Vergleich zu Siemens-Martin-Schlacken eine größere Zerfallsneigung bei Wasserzutritt, die auf den dispergieren Kalkgehalt, vielmehr jedoch auf die Oxidation und Hydratation der reichlich vorhandenen Wüstitphase zurückgeführt wird. Aufgrund dieser Eigenschaft des schalenartig fortschreitenden Zerfalls der Körner wird Konverterschlacke als schlechter Baustoff bezeichnet, der für die Verwendung als Zuschlagstoff in zementgebundenen Baustoffen nicht geeignet ist und daher nicht existiert. Als Mineralgemisch mit geeigneter Korngrößenverteilung wird Konverterschlacke in größerem Umfang verwendet, um sogenannte „ungebundene Tragschichten" für Straßenkonstruktionen herzustellen. In WP C04B/277756-1 wird f;in BauMoff beschrieben, der aus Siemens-Martin-Schlacke und kalkreicher Flugasche besteht, und der gegenüber Witterungserscheinungen und mechanischen Einwirkungen überaus resistent ist. Publikationen über die Anwendung von Flugaschen zur Herstellung von Baustoffen in Kombination mit natürlichem Lockergestein sind sehr zahlreich. Es ist auch eine technisch verwertete Lösung bekannt, daß Siemens-Martin-Schlacken als Hauptkomponente als homogen korngrößenverteilter Mineralbeton mit Zusätzen aus natürlichem Lockergestein auch Formsand aus Eisengießereien versehen werden, um die Rohdichte des verdichteten Gemisches und somit die Schubfestigkeit und den Verformungswiderstand der daraus gefertigten Tragschichten zu erhöhen.In many countries, metallurgical and steel mill slags are used for various purposes. WP C04 B / 277756-1 describes main application directions of steelworks slags. Converter slags have a greater tendency to disintegrate when exposed to water compared to Siemens Martin slags, which is attributed to the dispersed lime content, but rather to the oxidation and hydration of the abundant Wüstitphase. Due to this property of the shell-like progressive disintegration of the grains converter slag is referred to as a poor building material, which is not suitable for use as an aggregate in cementitious building materials and therefore does not exist. As a mineral mixture with a suitable particle size distribution, converter slag is used on a larger scale to produce so-called "unbound support layers" for road constructions. In WP C04B / 277756-1 f) is described in BauMoff, which consists of Siemens Martin slag and calcareous fly ash, and the Publications on the use of fly ash for the production of building materials in combination with natural loose rock are very numerous.There is also known a technically exploited solution that Siemens Martin slags as a major component as homogeneous grain size distributed mineral concrete with Additions of natural loose rock and molding sand from iron foundries are provided in order to increase the bulk density of the compressed mixture and thus the shear strength and the deformation resistance of the support layers made therefrom.
Zur Stabilisierung bindiger Böden werden bekanntlich mit gutem Erfolg CaO und Ca(OH)2 eingesetzt. Flugaschen mit einem hohen CaO-Gshült können, jedoch mit größeren Masseanteilen, ersatzweise hierfür verwendet werden. Diese Lösung ist jedoch nur zweckmäßig, wenn im Lockargestein genügend Tonminerale zum Austausch der Kalzium-Kationen verfügbar sind. Bei Schlufien wirken primär der Wasserentzug zur Hydratation des Kalziumoxids und sekundär durch Karbonisierung die Bildung von Ca2CO3, das zwar wasserunlöslich ist, jedoch die Mikroporosität und somit die Quellneigung nur begrenzt herabsetzt. Zur höheren Verfestigung der natürlichen Lockergesteine werden daher hydraulische Bindemittel eingesetzt, die Festigkeiten der geforderten Größe gewährleisten können. Dabei nimmt die Frost-Tau-Beständigkeit mit abnehmender Korngröße des Lockergesteins ebenfalls ab. Die notwendige Verarbeitung hydraulischer Bindemittel im Feld führt wegen der kontraktivenTo stabilize cohesive soils, CaO and Ca (OH) 2 are known to be used with good success. Flyashes with a high CaO content can be used as substitutes, but with larger mass fractions. However, this solution is only useful if enough clay minerals are available in the lockar rock to replace the calcium cations. In Schlufien primarily the dehydration to hydration of calcium oxide and secondarily by carbonation, the formation of Ca 2 CO 3 , which is indeed water insoluble, but the microporosity and thus the swelling tendency reduced only limited. Therefore, hydraulic binders which can ensure strengths of the required size are used for higher consolidation of the natural loose rocks. The frost-thaw resistance also decreases with decreasing grain size of the loose rock. The necessary processing of hydraulic binders in the field leads because of the contractive
Eigenschaften dlosor Stoffe infolge der Notwendigkeit, bei kleinen Korngrößen des Lockergesteins wegen Ihrer großen spezitischen Oberfläche mehr Bindemittel als bei Grobzuschlagstoffen anwerben zu müssen, zu Schwindneigungen und daraus folgenden Rissen in größerem Abstand. Diese Risse bilden In Fahrbahnen Int^mogenitätserscheinungen mit nachteiligen Folgen für überlagernde Schichten und für die Langzoitbeständigkoit.Properties dlosor fabrics due to the need to attract more binders than for coarse aggregates due to their large speci fi c surface at small grain sizes of the loose rock, to shrinkage and resulting cracks at a greater distance. These cracks form intolerance phenomena in the roadway with adverse consequences for overlaying layers and for the long-zone resistance.
Es ist das Ziel der Erfindung, olnon Baustoff für gebettete Bauelemente aus natürlichem Lockergestein und/oder anderen feinkörnigen Baustoffkompononton sowie Zusatzstoffen in Form von Sekundärrohstoffen zu schaffen, die eine Anwendung künstlich hergestellter Bindemittel nicht erforderlich macht, deren Lebensdauer und Qualität den Nutzererwartungen entspricht und die in dor Produktion geringere ökonomische und energetische Aufwendungen verursacht.It is the object of the invention to provide olnon building material for bedded components of natural loose rock and / or other fine-grained Baustoffkompononton and additives in the form of secondary raw materials, which does not require the use of artificially produced binder whose life and quality meets the user expectations and in production causes lower economic and energy costs.
Aufgabe der Erfindung ist es, metallurgische Schlacken und Industrieanfallstoffe der Keramikproduktion im Zusammenwirken mit natürlichem und/oder gebrochenem natürlichen und/oder künstlichem Gestein anzuwenden, um ohne Einsatz konventioneller Bindemittel einen Baustoff für gebettete Bauelemente herstellen zu können, der den Anforderungen an Tragfähigkeit, Verschleißfestigkeit und Rissefreiheit entspricht.The object of the invention is to apply metallurgical slags and Industrieanfallstoffe the ceramic production in conjunction with natural and / or broken natural and / or artificial rock to produce without the use of conventional binder a building material for embedded components, the requirements for load capacity, wear resistance and Crack-free corresponds.
Erfindungsgemäß wird dio Aufgabe mit einem Baustoff für gebettete Bauelemente unter Verwendung von Schlacke dadurch gelöst, daß er aus den mit Wasser gemischten Komponenten Elektroofenzerfallsschlacke, die als HauptbestandteileAccording to the invention, the object is achieved with a building material for bedded components using slag in that it from the mixed with water components Elektroofenzerfallsschlacke, as the main components
i'tOi - Masseanteil in % 1-4 i'tOi - Mass fraction in% 1-4
enthält, Kalzinatstaub der keramischen Industrie, der als Hauptbestandteilecontains, calcareous dust of the ceramic industry, which as main components
Alkalien - Masseanteilin% 1,5-2 SiOj - Masseanteilin%40-50sowieAlkalis - mass fraction in% 1.5-2 SiOj - mass fraction in% 40-50, as well as
enthält und aus natürlichem Lockergestein und/oder anderen körnigen, festen, wasserlöslichen Stoffen silikatischer Art besteht, wobei der Masseanteil der Elektroofenzerfallsschlacke an der Gesamtmasse 6-24% und der Masseanteil des Kalzinatstaubes an der Gesamtmasse 6-12% beträgt und der Masseanteil beider Komponenten zwischen 12% und 30% liegt. Für eine optimale Verfestigung des Komponentengemisches ist vorzugsweise Elektroofenzerfallsschlacke mit einer Korngrößenverteilung von 0-2 mm zu verwenden.contains and from natural loose rock and / or other granular, solid, water-soluble substances silicate type, wherein the mass fraction of Elektroofenzerfallsschlacke to the total mass 6-24% and the mass fraction of Kalzinatstaubes to the total mass 6-12% and the mass fraction of both components between 12% and 30%. For optimum consolidation of the component mixture, it is preferable to use electro-deposition slag with a particle size distribution of 0-2 mm.
Nach einer Vielzahl langwieriger Versuche werden die bindigen Erdstoffe in einem Drei-Phasen-Prozeß in einem frostunempfindlichen gebundenen Zustand überführt, der wegen seiner langzeitigen Entwicklung die Herausbildung mechanisch erzougter Strukturdefekte kompensiert. In der ersten Phase des Prozesses zur Umwandlung des Tonminerals bindiger Böden erhöht der im Komponentengemisch des Baustoffe enthaltene freie Ca(OH)2-Gehalt den pH-Wert und trägt damit zur erhöhten Lösungsgeschwindigkeit der Mineralstoffe bei und führt zur Umwandlung des Tonmi.-ierals bindiger Böden durch den Austausch von Kalzium- und Natriumionen, aber auch Magnesiumionen. In der zweiten Phase oqs Prozesses erfolgt die Bildung von Kalziumhydrosilikaten und Kalziumalumlnatsilikaten. In der dritten Phase des Prozesses w;rd auf der Grundlage der Hydrolyse über einen langen Zeitraum durch puzzolanische Reaktionen eine weitere Verfestigung hervorgerufen, bis durch den Verbrauch von Kalzium für die neuen Reaktionsprodukte ein chemischer bedingter Gleichgewichtszustand herbeigeführt wirJ. Die technische Wirkung der Erfindung bestoht darin, daß die erfindungsgemäß hergestellten Schichten von gebetteten Bauelementen bereits wenige Stunden nach der Herstellung genutzt bzw. einer weiteren Verwendung zugeführt werden können, ohne daß z. B. bei Straßenkonstruktionen Spurbildungen entstehen. Weiterhin werden durch die langzeitig wirkende physikechemische Strukturkinetik mechanische Störungen der materiellen Struktur behoben. Zur Unterstützung der Hydrolyse in Trockenperioden ist eine ständige Feuchthaltung zu gewährleisten. Dabei hat es sich bewährt, speziell bei Verkehrsflächen seitlich gelegene Erdstoffe bindiger Art, z. B. in einer Dicke von 30-60 mm, aufzutragen und feuchtzuhalten. Bei Temperaturabfall und zeitweiliger Austrocknung kommt die Festigkeitsbildung zum Stillstand. Bei wieder verfügbarer Temperatur und Feuchte wird der Prozeß fortgesetzt. Zwischenzeitlich eintretende Frosteinwirkungen können im frühen Stadium der Entwicklung durchaus zur Herausbildung lokaler oder auch umfassender Strukturdefekte führen, die aber bei höheren Temperaturen mit ausreichendem Wassergehalt wieder geschlossen werden.After a large number of protracted experiments, the cohesive earths are transferred in a three-phase process in a frost-resistant bound state, which compensates for the development of mechanical erzougter structural defects because of its long-term development. In the first phase of the process of converting the clay mineral of cohesive soils, the free Ca (OH) 2 content contained in the component mixture of the building materials increases the pH and thus contributes to the increased rate of dissolution of the minerals and leads to the conversion of the Tonmi.-ierals more cohesively Soils through the exchange of calcium and sodium ions, but also magnesium ions. The second phase of the process involves the formation of calcium hydrosilicates and calcium aluminates. In the third phase of the process w ; On the basis of hydrolysis over a long period of time caused by pozzolanic reactions, a further solidification until, due to the consumption of calcium for the new reaction products, a chemical equilibrium state is brought about. The technical effect of the invention Bestoht therein that the layers according to the invention of embedded components can be used already a few hours after production or a further use can be fed without z. B. arise in road structures lanes. Furthermore, the long-term physicochemical structure kinetics eliminates mechanical disturbances of the material structure. In order to support the hydrolysis in dry periods, a permanent moisturization is to be ensured. It has been proven, especially in traffic areas laterally located Erdstoffe cohesive type, z. B. in a thickness of 30-60 mm, to apply and keep moist. With temperature drop and temporary dehydration, the strength formation comes to a standstill. When the temperature and humidity are restored, the process continues. In the meantime, frost effects that occur in the early stages of development may well lead to the formation of local or even extensive structural defects, but these are closed at higher temperatures with sufficient water content.
Die ökonomische Wirkung besteht darin, daß zur Herstellung der Baustoffkomponenten im Gegensatz zu konventionellen Bindemitteln keine Prozeßenergie erforderlich ist und daß Sekundärrohstoffe in den Wirtschaftskreislauf zurückgeführt werden und damit eine Senkung des spezifischen ökonomischen Aufwandes erreicht wird.The economic effect is that no process energy is required to produce the building material components in contrast to conventional binders and that secondary raw materials are returned to the economic cycle and thus a reduction of the specific economic effort is achieved.
1. Ausführungsbeispiel1st embodiment
0-0,002 mm - Masseanteil in % 60-0.002 mm - mass fraction in% 6
0,002-0,063mm - Masseanteil in % 90.002-0.063mm - Mass in% 9
0,063-0,1 mm - Masseanteilin% 60.063-0.1 mm - mass fraction in% 6
0,09-0,25mm - Masseanteil in % 140.09-0.25mm - mass fraction in% 14
0,25-0,5mm - Masseanteilin% 150.25-0.5mm - mass fractionin% 15
0,5-1,0 mm - Masseanteil in % 250.5-1.0 mm - mass fraction in% 25
1,0-2,0 mm - Masseanteil in % 251.0-2.0 mm - mass fraction in% 25
wird mit 18% Masseantell Elektroofenzerfallsschlacke und 6% Masseanteil Kalzinatstaub, bezogen auf die Trockensubstanz des Gesamtgemisches mit Hilfe bekannter Technologien der Bodenstabilisierung mit 8% Masseanteil Wtisser, bezogen auf die Trockensubstanz der Gesamtmasse, innig vermischt und mittels Gummiradwalzen bis zur Erreichung des für die Verdichtungsintensität möglichen Maximums der Trockenrohdichte verdichtet. Bei Trockenperioden ist für den Zeitraum von 10-14 Tagen eine ständige Feuchthaltung zu gewährleisten. Dabei hat es sich bewährt, speziell bei Verkehrsflächen, seitlich gelegene Erdstoffe bindiger Art in einer Dicke von 30-50 mm aufzutragen und täglich 1 mal anzunässen. Nach 28 Tagen wird eine Biegezugfestigkeit erreicht, die eine rissefreie Konstruktion bei einer Schichtdicke von 200mm gewährleistet. Bei Temperaturen um20oCwirdeine28-Tage-FestigkeitvonRt)1» 2 N/mm2 und Rd» 12 bis 15 N/mm2 erreicht.is 18% Masseantell Elektroofenzerfallsschlacke and 6% by weight of Kalzinatstaub, based on the dry matter of the total mixture using known technologies of soil stabilization with 8% by mass Wtisser, based on the dry matter of the total mass, intimately mixed and rubber rolling to achieve the possible for the compaction intensity Maximums of dry bulk density compacted. During periods of drought, a constant moisturization is to be ensured for a period of 10-14 days. It has been proven, especially in traffic areas, laterally located soil cohesive type in a thickness of 30-50 mm to apply and anew daily 1 time. After 28 days, a bending tensile strength is achieved, which ensures a crack-free construction with a layer thickness of 200mm. At temperatures around 20 o C, a 28-day strength of Rt ) is reached 1 »2 N / mm 2 and Rd» 12 to 15 N / mm 2 .
2. Ausführungsbeispiel2nd embodiment
0-0,002 mm - Masseanteil in % 300-0.002 mm - mass fraction in% 30
0,002-0,063mm - Masseanteil in% 180.002-0.063mm - mass fraction in% 18
0,063-1,0mm - Masseanteil in % 520.063-1.0mm - mass fraction in% 52
1,0-2,0mm - Masseanteilin% 01.0-2.0mm - mass fraction in% 0
wird mit 24% Masseanteil Elektroofenzerfallsschlacke und 4% Masseanteil Kalzinatstaub analog zum 1 .Ausführungsbeispiel mit 14% Masseanteil Wasser innig, vorzugsweise mittels Bodenfräse, gemischt und anschließend verdichtet. Die gemäß des 1 .Ausführungsbeispieles vorgenommene Nachbehandlung sorgt dafür, daß die Voraussetzung für die Hydrolyse erfüllt wird. Nach 28 Tagen wird eine Druckfestigkeit von 10 N/mm2 und (tine Biegezugfestigkeit von 1,5N/mm2 ermittelt, wobei die Lagerungstemperatur 220C betrug. Nach 56 Tagen wird eine Erhöhung d*r Festigkeit um 20% festgestellt.is mixed with 24% by weight of molten ash and 4% mass fraction of calcined dust analogous to the first embodiment with 14% by weight of water intimately mixed, preferably by means of a rotary bur, and then compacted. The aftertreatment according to the 1st embodiment ensures that the condition for the hydrolysis is fulfilled. After 28 days, a compressive strength of 10 N / mm 2, and (tine bending tensile strength of 1.5 N / mm 2 is determined, wherein the storage temperature was 22 0 C. After 56 days, an increase in d * r strength by 20% is determined.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD89333365A DD290176A5 (en) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | BUILDING MATERIAL FOR BEDDED COMPONENTS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD89333365A DD290176A5 (en) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | BUILDING MATERIAL FOR BEDDED COMPONENTS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD290176A5 true DD290176A5 (en) | 1991-05-23 |
Family
ID=5612845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD89333365A DD290176A5 (en) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | BUILDING MATERIAL FOR BEDDED COMPONENTS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD290176A5 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3732707A (en) * | 1968-11-02 | 1973-05-15 | Reiners W | Weft supplying device for a warp knitting machine |
-
1989
- 1989-10-06 DD DD89333365A patent/DD290176A5/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3732707A (en) * | 1968-11-02 | 1973-05-15 | Reiners W | Weft supplying device for a warp knitting machine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PV | Patent disclaimer (addendum to changes before extension act) |