DD294691A5 - Verfahren zur herstellung von dampfgehaertetem gasbeton mit hoher dauerbestaendigkeit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dampfgehaertetem Gasbeton mit hoher Dauerbestaendigkeit. Der Stand der Technik weist aus, dasz vielfache Masznahmen zur Steigerung der Druckfestigkeit und zur Verbesserung einiger mechanischer und mechanisch-hygrischer Eigenschaften des Gasbetons vorgeschlagen wurden. Die Zielstellung der Erfindung sieht die Herstellung qualitativ hochwertiger Baustofferzeugnisse vor. Gemaesz der Aufgabe soll die Erhoehung der Dauerbestaendigkeit durch Erzielung eines bestimmten Gehaltes an Tobermorit im Endprodukt erreicht werden. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe durch ein Verhaeltnis in der Rohmischung Portlandzement zu Branntkalk kleiner als 4,2 zu 1, durch Erzielung eines SO3-Gehaltes groeszer 3,5 * im getrockneten Gasbeton und durch ein Verhaeltnis CaO zu SiO2 kleiner 0,6 zu 1 im Gasbeton infolge Mischung des Bindemittels mit silicatischem Zuschlag in den entsprechenden Mengen geloest.{Verfahren; Gasbeton, dampfgehaertet; Dauerbestaendigkeit; Baustoffmischung; Bindemittel; Rohmischung; Sulfattraeger; silicatischer Zuschlag; Tobermorit}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Baustoffmischung für dampfgehärteten Gasbeton, der infolge der Erzielung einer hohen Dauerbeständigkeit für vielfache Verwendungszwecke im Bauwesen eingesetzt werden kann.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Während der hydrothermalen Autoklavhärtung im gesättigten Wassei dampf finden Lösungsvorgänge von Kieselsäure in der kalkgesättigten wäßrigen Lösung statt, in deren Ergebnis sich verschiedene Calciumsilicathydratphasen ausbilden. Als erstes bilden sich die kalkreichen CSHÜD-Phasen. Durch Umbildungsreaktionen entstehen bei weiterer hydrothermaler Härtung CSH(I) und schließlich der kristalline 1,1 nm-Tobermorit. Das Anwachsen der Druckfestigkeit dos Gasbetons während der Dampf härtung läuft nicht mit der Phasenumwandlung von CSH(II) zu 1,1 nm-Tobermorit parallel. Die Druckfestigkeit des Gasbetons steigt am Anfang der Dampfdruckhärtung mit der Bildung von kalkreichen CSH(II)-Phasen zunächst an, fällt dann mit dem Fortschreiten der Phasciiumwandlungen wieder ab und steigt mit der Tobermoritbildung wieder an.

In der Patentliteratur sind keine technischen Lösungen bekannt, welche bei der Herstellung des dampfgehärteten Gasbetons gezielt die Dauerbeständigkeit des Gasbetons verbessern. Die Zielstellungen betreffen in der Patentliteratur dia Steigerung der Druckfestigkeit des Gasbetons und die Verbesserung einiger mechanischer und mechanisch-hygrischer Eigenschaften, wie z. B. das Schwinden des Gasbetons: DTAS1646580, DT OS 2709858, DD134511, DT OS 2739181, DD7179, oder die Verwendung von Rohstoffen mit relativ ungünstigen Eigenschaften, wie DE OS 2739188 für weichgebrannten Kalk oder wie DE AS 2744 365 für carbonathaltigen Quarzsand.

In DE OS 2751660 wird ein Herstellungsverfahren mit hydrothermaler Härtung für einen Mikroporit-Calciumsilicat-Formkörper mit einer Rohdichte von 0,1 g/cm³ beschrieben zur Verbesserung der Biegefestigkeit, nach welchem in einer zweistufigen Autoklavbehandlung zunächst in einem Rührautoklaven mit einer Ausgangsmischung mit viel Wasserüberschuß ein Calciumsilicathydrat der Tobermoritgruppe synthetisiert wird. Aus der wäßrigen Aufschlämmung wird dann im Filterpreßverfahren der eigentliche Formkörper hergestellt, der in einem zweiten Autoklavprozeß gehärtet wird. Nach diesem Verfahren kann jedoch kein Gasbeton hergestellt werden, weil der hohe Wasserüberschuß zu einem andersgearteten Produkt führt. Die zweimalige Autoklavhärtung gegenüber der einmaligen Autoklavhärtung bei der Gasbetonproduktion ist sehr kostenaufwendig.

In DE OS 3633471 wird eine Tobermoritbildung im Gasbeton dargestellt, welche durch eine gemeinsame Anwendung von Carbonat- und Sulfatzusatz zur Gasbetonmischung erreicht wird. Da in diesem Gasbeton die Tobermoritbildung quantitativ nicht dargestellt worden ist, ist dieser Einfluß der Tobermoritbildung auf die Dauerbeständigkeit des Gasbetons nicht erkannt worden. Dieser Gasbeton erfordert zu seiner Herstellung den zusätzlichen Einsatz von fein aufgemahlenen Carbonaten.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von dampfgehärtetem Gasbeton zu schaffen, das die Nachteile des Standes der Technik verbessert und in dessen Ergebnis qualitativ hochwertige und vielfach einsetzbare Baustofferzeugnisse zur Verfügung stehen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von dampfgehärtetem Gasbeton zu schaffen, bei dem durch Erzielung eines bestimmten Gehaltes an Tobermorit die Dauerbeständigkeit den Endproduktes erhöht wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei der Bereitung des Bindamittelgemisches Portlandzement zu

Branntkalk im Verhältnis kleiner 4,2 zu 1 gemischt und gleichzeitig soviel Sulfatträger der Rohmischung zugemischt wird, daß der SOa-Gehalt im Gasbeton größer als 3,5Ma.-% beträgt. Der silicatische Zuschlag wird dem Bindemittelgemisch in den Mengen zugemischt, daß im Gasbeton ein Verhältnis von CaO zu SiO₂ kleiner als 0,6 zu 1 entsteht. Der Härteprozeß erfolgt bei einer höchstmöglichen Temperatur von 192⁰C.

Die CSH(I)- und CSH(II)-Phasen liegen gelartig vor, sie gehören zur Gruppo der schwach kristallisierten Phasen. Der 1,1 nm-Tobermorit liegt dagegen kristallisiert in der Form von kleinen Folien und Plättchen vor, und sein Gehalt im Gasbeton kann mit entsprechenden Nachweisverfahren, wie Röntgengoniometer und mit Thermoanalyse quantitativ nachgewiesen werden. Der 1,1 nm-Tobermorit stellt die thermodynamisch stabilste Phase dar und bietet den größten Widerstand gegen spätere Phasenumwandlungen während der Nutzung des Bauwerkes. Insbesondere ist der 1,1 nm-Tobermorit auf Grund seiner Kristallstruktur die stabilste Phase gegen Einlagerung und Abgabe von Kristallwasser und gegen die Carbonatisierung durch Luftkohlensäure. Damit hat der 1,1 nm-Tobermorit für die Dauerbeständigkeit der hydrothermal gehärteten Baustoffe die größte Bedeutung.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahren ist nur dann ein Gasbeton mit hoher Dauerbeständigkeit zu erreichen, wenn bei allen Einflußgrößen die erfindungsgemäßen Parameter gleichzeitig verknüpft werden: das Mischungsverhältnis von Portlandzement zu Branntkalk kleiner als 4,2 bei einer Zumischung von Sulfatträgern zur Gasbetonmischung, welche zu einem SO₃-Gehalt im trockenen Gasbeton von mehr als 3,5Ma.-% führt, wenn gleichzeitig die Bindemittelmengen zum silicatischen Zuschlag im Verhältnis CaO zu SiO; kleiner als 0,6 zu 1 gemischt werden und wenn der Gasbeton bei einem Härtedruck von 1,2MPa gehärtet wird.

Diese Bedingungen führen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum überraschend hohen Tobermoritgehalt von 51 %. Wenn nur ein Parameter, wie das Mischungsverhältnis Portlandzement zu Branntkalk, geändert wird, dann verringert sich bei sonst gleichen Bedingungen der Tobermoritgehalt auf 42%. Der Tobermoritgehalt sinkt auf 37%, wenn die weiteren Einflußgrößen Härtedruck und SO₃-Gehalt nicht erfindungsgemäß angewendet werden.

Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß der erfindungsgemäße SO₃-Gehalt in der Gasbetonfrischmischung regulierend auf den Treibvorgang einwirkt und es dadurch zu einer Einsparung am gaser.twickelnden Mittel kommen kann. Außerdem ergibt sich eine intensivere Ausnutzung der Dampfdruckhärtung, welche zu einer Einsparung an Härtekapazität führt.

Ausführungsbeispiel Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßig wie folgt vorbereitet: Die Rohstoffaufbereitung wird so vorgenommen, daß entweder dem silicatischen Zuschlag ein Sulfatträger, z. B. Anhydrit,

"alciumhalb- oder Dihydrat in der Menge zugemischt wird, die dann im gehärteten Gasbeton mit den anderen SO₃-haltigen

Komponenten den erfindungsgemäßen SO₃-Gehalt gewährleistet, und der silicatische Zuschlag wird anschließend auf die für

den Gasbetonhersteilungsprozeß erforderliche Feinheit aufgemahlen, oder der Sulfatträger wird der Gasbetonmischung im

Mischer zugesetzt. Im Mischer wird durch Zugabe von Portlandzement und Branntkalk in den erfindungsgemäßen Verhältnissen

zwischen diesen Bindemittelkomponenten, gegebenenfalls von einem Sulfatträger zum silicatischen Zuschlag mit Wasser unddem Treibmittel die Baustoffmischung hergestellt, in Formen gefüllt, nach dem Ansteifprozeß in die erforderlichen Formategeschnitten und dampfgehärtet.

Die Erfindung soll an drei Beispielen näher erläutert werden:

Beispiel 1 2 3

Sandschlamm	kg	221	221	220
Abfallschlamm	kg	93	93	93
Portlandzement	kg	63	63	49
Branntkalk	kg	15	15	30
Härtedruck	MPa	1,0	1,2	1,2
Rohdichte	kg/m3	585	585	585
CaO-Gehalt	Ma.-%	22,9	22,3	23,4
SO3-Gehalt	Ma.-%	3,1	3,9	3,9
Tobermoritgehalt	Ma.-%	37	42	51
Portlandzement
zu Branntkalk		4.2	4.2	1.6

Das Beispiel 3 weist bei einem Verhältnis von Portlandzement zu Branntkalk wie 1,6zu1 und einem SO₃-Gehalt von 3,9% mit 51% den höchsten Anteil an Tobermorit aus. Die Beispiele 1 und 2 erreichen mit 42% bzw. 37% Tobermorit wesentlich geringere Anteile. Die größte Steigerung im Tobermoritgehalt wird bei sonst gleichen Herstellungsbedingungen im Übergang vom Beispiel 2 zu Beispiel 3 allein durch die veränderten Verhältnisse Portlandzement zu Branntkalk im Bindemittelgemisch erzielt. Beispiel 1 zeigt bei zwar gleichem Verhältnis Portlandzement zu Kalk wie Beispiel 2 bei einem geringeren SO₃-Gehalt und bei geringerem Härtedruck den geringsten Tobermoritgehalt.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von dampfgehärtetem Gasbeton mit hoher Dauerbeständigkeit, wobei Bindemittel, bestehend aus Portlandzement und Branntkalk, mit silicatischem Zuschlag, einem Sulfatträger, Wasser, einem Treibmittel, vorzugsweise in Wasser suspendierte Aluminiumpaste oder -pulver, zu einer gießfähigen Masse gemischt wird, in Formen gegossen und hydrothermal gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß Portlandzement zu Branntkalk im Verhältnis kleiner als 4,2 zu 1 gemischt und der Rohmischung soviel Sulfatträger zugemischt wird, daß der SO₃-Gehalt im getrockneten Gasbeton größer 3,5Ma.-% beträgt und daß Bindemittel zu silicatischem Zuschlag in den Mengen gemischt wird, daß im Gasbeton ein Verhältnis CaO zu SiO₂ kleiner als 0,6 zu 1 entsteht und daß der Härteprozeß bei einer höchstmöglichen Temperatur von 192°C vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Portlandzement zu Branntkalk im Verhältnis kleiner 4,2 zu !,vorzugsweise 0,9 bis 2,0 zu 1, gemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der SO₃-Gehalt im trockenen Gasbeton größer als 3,5Ma.-% ist und vorzugsweise 3,8 bis 4,0Ma.-% beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das CaO zu SiO₂-Verhältnis im Gasbeton kleiner als 0,6 zu !,vorzugsweise kleiner als 0,4 zu 1, ist.