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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
künstlichen
ultraleichten Aggregats unter Verwendung eines rohen Abwasserschlamms
und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines künstlichen
ultraleichten Aggregats mit einer relativen Dichte bzw. einem spezifischen
Gewicht von 0,8–0,9,
wobei roher Abwasserschlamm, trockener Stahlschlamm und Ton verwendet
werden.
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Einschlägiger Stand
der Technik
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Allgemein
sind unter leichten Aggregaten Aggregate zu verstehen, die ein Einheitsgewicht
von etwa 0,8 bis 1,2 ton/m3, wie in der
KSF 2505 angegeben (Testmethode für die Bestimmung des Einheitsgewichts von
Aggregat), haben. Diese leichten Aggregate werden in breitem Sinne
in natürliche
Aggregate und in künstliche
Aggregate aufgeteilt. In Korea kann jedoch keine große Menge
von natürlichen
Aggregaten in verwendbarer Form erwartet werden und die Massenproduktion
von künstlichen
leichten Aggregaten ist derzeit noch nicht dazu imstande, den Bedarf
zu decken.
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Allgemein
werden künstliche
Aggregate unter Verwendung von Rohmaterialien, wie expandierbarem Schiefer,
expandierbarem Ton, Flugasche und dergleichen, hergestellt. Sie
sollten verschiedenen Erfordernissen mit Einschluss eines klaren
Aussehens, einer hohen Festigkeit und einer ausgezeichneten Dauerhaftigkeit genügen. Dazu
kommt noch, dass künstliche
leichte Aggregate eine geeignete Teilchengröße und ein geeignetes Einheitsgewicht
haben sollten und dass sie zur gleichen Zeit keine schädlichen
Substanzen mit einem nachteiligen Effekt auf Beton- und Eisenmaterialien
enthalten sollten. Auch sollten Veränderungen der Qualität, entsprechend
den jeweiligen Herstellungsverfahren, nur klein sein.
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Allgemein
schließen
Verfahren zum Formen von leichten Aggregaten das Spritzgießen, das
Bandabsetzenlassen und die plastische Extrudierung ein. Unter diesen
Verformungsverfahren ist jedoch die plastische Extrudierung das
wirtschaftlichste Verfahren, das die Massenproduktion von leichten
Aggregaten gestattet, wobei insbesondere der Wassergehalt einer
Tonmasse bei der plastischen Extrudierung von hoher Wichtigkeit ist.
Wenn der Wassergehalt über
25% hinausgeht, dann kleben die geformten Massen aus den leichten
Aggregaten aneinander. Wenn er andererseits kleiner als 20% ist,
dann nimmt die Plastizität
der Tonmasse zu stark zu, so dass der Extruder überladen wird, wodurch eine
Extrudierung unmöglich
gemacht wird.
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In
neuerer Zeit sind Untersuchungen durchgeführt worden, um ökologisch
freundliche Aggregate bei niedrigen Kosten unter Verwendung von
technischen Abfallmaterialien, wie Flugasche, Papierasche, Kohlenflugasche,
bei der Papierherstellung anfallende Schlämme, Flugasche von Abfallverbrennungsanlagen
und Abwasserschlämme,
die in steigendem Maße
in verschiedenen technischen Gebieten erzeugt werden, herzustellen.
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Als
Ergebnis von solchen Untersuchungen sind schon Verfahren zur Herstellung
von künstlichen
leichten Aggregaten durch Vermischen von bei der Papierherstellung
anfallenden Schlämmen,
Flugasche von Verbrennungseinrichtungen, für bei der Papierherstellung
anfallenden Schlämmen,
Abfallgesteinsmaterialien im Bergbau, Abwasserschlämmen oder
Kohleflugasche hauptsächlich
mit Ton und anschließendes
Versintern des Gemisches vorgeschlagen worden. Beispiele für diese
Verfahren schließen
die koreanische Pa tentpublikation Nr. 96-11333 mit dem Titel „artificial
lightweight aggregate and manufacturing method thereof"; die koreanische
Patent-Registrierung Nr. 10-208779 mit dem Titel „lightweight
aggregate having coating film formed on outer surface and manufacturing
method thereof";
die koreanische Patent-Registrierung Nr. 10-240943 mit dem Titel „method
for manufacturing porous lightweight building material using red
mud"; die koreanische
Patentpublikation Nr. 1999-88360 mit dem Titel „method for manufacturing
artificial lightweight aggregate having low specific gravity through
control of dry specific gravity" ein.
Auch liegt als frühere
Patenanmeldung, gemäß der Abwasserschlämme verwendet
werden, die koreanische Patentpublikation Nr. 2002-0084975 mit dem
Titel „method
for manufacturing calcined building material using sewage sludge" vor.
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Insbesondere
verwenden die Methoden nach dem Stand der Technik zur Herstellung
von leichten Aggregaten unter Verwendung von Abwasserschlämmen trockene
Abwasserschlämme,
jedoch keine rohen Abwasserschlämme.
Es sind daher unbegrenzte Energiekosten für die Trocknung der Abwasserschlämme und zusätzliche
Einrichtungen für
die Durchführung
des Trocknungsverfahrens erforderlich. All dies erhöht die Investitionskosten,
wodurch die Einheitskosten des Aggregatprodukts stark erhöht werden.
Diese Verfahren nach dem Stand der Technik sind daher nicht kosteneffektiv
und sie haben tatsächlich
keinen Eingang in die Praxis gefunden. Bei einem bekannten Verfahren
zur Herstellung von calcinierten Baumaterialien unter Verwendung
von Abwasserschlämmen
wird der Abwasserschlamm nach dem Trocknen eingesetzt. Dieses Verfahren
ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass es die Wichtigkeit des
Wassergehalts für
die Produktion der Aggregate nicht in Betracht zieht, weil bei ihm
ein Verformungsprozess verwendet wird, der anders ist als ein Extrusionsverformen,
das für
die Produktion von leichten Aggregaten geeignet ist. Dazu kommt
noch, dass Verfahren gemäß Patentanmeldungen
betreffend ultraleichte Aggregate mit einer relativen Dichte von
weniger als 1 nicht zufrieden stellend sind.
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weiterhin
wird als einer der Faktoren für
Defekte, die während
des an Ort und Stelle erfolgenden Gießens von Betonkonstruktionen
auftreten, Wasser häufig
in situ zu dem Beton gegeben, was auf den Ausbreitverlust ("slump loss") von Beton, der
während
des Transports auftritt, zurückzuführen ist.
Dies kann zu einer Verringerung der Festigkeit, zu einer Auftrennung
des Materials, zu einem Schrumpfen beim Trocknen und ähnlichen
Erscheinungen führen.
Aus diesem Grund besteht ein Bedarf zur Herstellung von Aggregaten,
die dazu imstande sind, Beton mit einem niedrigen Ausbreitverlust
zu ergeben und daher eine geeignete Fließfähigkeit über lange Zeiträume aufrechtzuerhalten.
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Die
benannten Erfinder haben ausgedehnte Anstrengungen gemacht, um die
oben beschriebenen Probleme, die beim Stand der Technik auftreten,
zu lösen.
Sie haben als Ergebnis gefunden, dass dann, wenn ein Gemisch aus
rohem Abwasserschlamm und trockenem Stahlschlamm, der ein trockenes
anorganisches Abfallmaterial ist, primär reifen gelassen wird, bevor
das Material mit Ton, bestehend aus feinen Teilchen, vermischt wird,
die Abdampfung des Wassers in dem Gemisch leichter gemacht wird
als in einem Ton enthaltenden Gemisch und dass, wenn das Gemisch
aus rohem Abfallschlamm und trockenem Stahlschlamm über eine zweite
Zeitspanne nach dem Vermischen mit Ton reifen gelassen wird, es
so ist, dass eine ungleichförmige Verteilung
von Wasser in dem Gemisch aus Abfallstoff und Ton, die beim natürlichen
Trocknen und Vermengen der Rohmaterialien auftritt, vermieden wird.
Somit können
roher Abwasserschlamm und wasserfreies Abfallmaterial zu einem Gemenge
vermischt werden, das einen Wassergehalt besitzt, das eine optimale
Extrudierung gestattet, wodurch ein ausgezeichnetes ultraleichtes
Aggregat mit einer niedrigen Wasserabsorptionsra te und mit niedrigem
Ausbreitverlust sowie einer relativen Dichte von 0,8 bis 0,9 unter
Verwendung dieses Abwasserschlamms hergestellt werden kann. Auf
der Basis dieser Feststellungen ist die vorliegende Erfindung vervollständigt worden.
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ZUSAMMENFASUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
künstlichen
ultraleichten Aggregats mit einer relativen Dichte von 0,8 bis 0,9,
bei dem ein roher Abwasserschlamm verwendet wird.
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Die
obigen und andere Ziele, Merkmale und Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung und
den beigefügten
Ansprüchen
klarer hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die 1 ist
ein Prozess-Blockdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur
Herstellung eines künstlichen
ultraleichten Aggregats gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG UND BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines
künstlichen
ultraleichten Aggregats mit einer relativen Dichte von 0,8 bis 0,9
zur Verfügung,
wobei dieses Verfahren die folgenden Stufen umfasst: (a) Vermischen
von rohem Abwasserschlamm mit trockenem Stahlschlamm als trockenem
anorganischen Abfallstoff und primäres Reifenlassen des Gemisches;
(b) Vermischen des primär
reifen gelassenen Materials mit Ton und sekundäres Reifenlassen des Ton enthaltenden
Gemisches; (c) Extrudieren des sekundär reifen gelassenen Materials;
(d) Trocknen der extrudierten Masse; und (e) Sintern der getrockneten
extrudierten Masse.
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Erfindungsgemäß betragen
die Gehalte des genannten rohen Abwasserschlamms und des genannten trockenen
Stahlschlamms in Stufe (a) 20 bis 40 Gew.-Teile bzw. 20 bis 30 Gew.-Teile.
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Auch
beträgt
gemäß der vorliegenden
Erfindung der Gehalt des genannten Tons in der Stufe (b) 30 bis
60 Gew.-Teile.
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Nachstehend
wird auf Verfahren gemäß 1 Bezug
genommen. Der rohe Abwasserschlamm und das trockene anorganische
Abfallmaterial werden miteinander vermischt und das Gemisch wird
primär
in einem Reifungssilo bei Raumtemperatur reifen gelassen, zu dem
dann Ton gegeben wird, um eine Tonmasse herzustellen. Diese Tonmasse
wird sekundär
in der gleichen Weise wie im Falle der Stufe der primären Reifung reifen
gelassen. Nach dem sekundären
Reifenlassen wird die Tonmasse extrudiert, getrocknet und calciniert, wodurch
ein leichtes Aggregat erzeugt wird.
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Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die
Beispiele beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch ersichtlich, dass
diese Beispiele lediglich dazu präsentiert werden, um die vorliegende
Erfindung vollständiger
zu beschreiben, und dass sie in keiner Weise den Rahmen der vorliegenden
Erfindung einschränken
sollen.
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Weiterhin
ist es so, dass obgleich die folgenden Beispiele nur die Effekte
von leichtem Aggregat auf die Wasserabsorptionsrate und den Ausbreitverlust
illustrieren, es für
den Fachmann aus den angegebenen Ergebnissen ersichtlich wird, dass
das erfindungsgemäße ultraleichte Aggregat
auch eine ausgezeichnete Wasserabsorptionsrate und einen Effekt
auf den Ausbreitverlust zeigt.
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Beispiel 1: Vergleich
des Rückstands
nach dem Trocknen und des Rückstands
nach der Calcinierung zwischen getrocknetem Abwasserschlamm und
rohem Abwasserschlamm
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Der
Rückstand
(%) des getrockneten Abwasserschlamms und der Rückstand (%) des rohen Abwasserschlamms
wurden miteinander unter Anwendung der Standardtestmethode zur Bestimmung
des Verbrennungsverlusts verglichen. Der Rückstand (%) nach dem Trocknen
wurde dadurch erhalten, dass die Schlammprobe in einem Trockner
bei 200°C
getrocknet wurde und dass dann das Gewicht der restlichen Probe
bestimmt wurde. Der Rückstand
(%) nach der Calcinierung wurde in der Weise erhalten, dass die
Probe 5 Stunden lang bei 800°C
zur Entfernung von organischen Substanzen, Kristallwasser, CO2 und dergleichen gehalten wurde. Dann wurde
abgekühlt
und das Gewicht der restlichen Probe wurde durch Wiegen bestimmt.
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Tabelle
1. Vergleich der Rückstände nach
dem Trocknen und der Calcinierung zwischen getrocknetem Abwasserschlamm
und rohem Abwasserschlamm.
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Wie
aus der obigen Tabelle 1 ersichtlich wird, betrug der Rückstand
nach dem Trocknen und der Rückstand
nach der Calcinierung 85,6% bzw. 40,00% für getrockneten Abwasserschlamm
und 16,7% bzw. 6,68% für
rohen Abwasserschlamm. Dies weist darauf hin, dass die Verwendung
von rohem Abwasserschlamm zur Herstellung eines leichten Aggregats
im Vergleich zu einem getrockneten Abwasserschlamm wirksamer ist.
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Beispiel 2: Vergleich
des Wassergehalts und der Extrudierbarkeit bezüglich der Zugabeverhältnisse
von rohem Abwasserschlamm und trockenem anorganischem Abfallmaterial
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Während jeder
der rohen Abwasserschlämme
(Wassergehalt 79%), gesammelt von einer Entsorgungsanlage in Suwon,
Korea, und trockenes anorganisches Abfallmaterial in verschiedenen
Verhältnissen zugesetzt
wurden, wurden der Wassergehalt und die Extrudierbarkeit zwischen
den verschiedenen Verhältnissen
verglichen.
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Die
in Tabelle 2 angegebene Versuchsgruppe 1 wurde dadurch erhalten,
dass 150 kg roher Abwasserschlamm mit 850 kg Ton vermischt wurden,
um 1 Tonne einer Tonmasse herzustellen und dass die Tonmasse extrudiert
wurde.
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Zur
Herstellung der Versuchsgruppe 2 wurden 150 kg roher Abwasserschlamm
und 100 kg trockenes anorganisches Abfallmaterial miteinander vermischt
und das Gemisch wurde in einem Reifungssilo bei Raumtemperatur 24
Stunden lang primär
reifen gelassen. Hierzu wurden 750 kg Ton sodann zugegeben, um 1000 kg
einer Tonmasse herzustellen. Die Tonmasse wurde in der gleichen
Art und Weise wie in der Stufe der primären Reifung sekundär reifen
gelassen. Durch dieses Reifenlassen wurde der Wassergehalt der Tonmasse verringert
und die Verteilung des Wassergehalts, die durch Vermischen mit dem
trockenen anorganischen Abfallmaterial bewirkt worden war, wurde
gleichförmig.
Nach dem sekundären
Reifenlassen wurde eine Extrudierung durchgeführt.
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Zur
Herstellung der Versuchsgruppe 3 wurden 200 kg roher Abwasserschlamm
und 200 kg trockenes anorganisches Abfallmaterial miteinander vermischt
und das Gemisch wurde in einem Reifungssilo 24 Stunden bei Raumtemperatur
primär
reifen gelassen. Dann wurden hierzu 600 kg Ton gegeben, um 1 Tonne
Tonmasse herzustellen. Die Tonmasse wurde in der gleichen Art und
Weise wie in der Stufe der primären
Reifung reifen gelassen und dann extrudiert.
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Zur
Herstellung der Versuchsgruppe 4 wurden 300 kg roher Abwasserschlamm
und 200 kg trockenes anorganisches Abfallmaterial miteinander vermischt
und 24 Stunden lang primär
reifen gelassen. Dann wurden 500 kg Ton zugesetzt, um eine Tonmasse
herzustellen. Die Tonmasse wurde 24 Stunden lang sekundär reifen
gelassen und dann extrudiert.
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Zur
Herstellung der Versuchsgruppe 5 wurden 350 kg roher Abwasserschlamm
und 300 kg trockenes anorganisches Abfallmaterial miteinander vermischt
und 24 Stunden lang primär
reifen gelassen. Dann wurden 350 kg Ton zugesetzt, um eine Tonmasse
herzustellen. Die Tonmasse wurde 24 Stunden lang sekundär reifen
gelassen und dann extrudiert.
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Zur
Herstellung der Versuchsgruppe 6 wurden 400 kg roher Abwasserschlamm
und 300 kg trockenes anorganisches Abfallmaterial miteinander vermischt
und 24 Stunden lang primär
reifen gelassen. Dann wurden 300 kg Ton zugesetzt, um eine Tonmasse
herzustellen. Die Tonmasse wurde 24 Stunden lang sekundär reifen
gelassen und dann extrudiert.
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Tabelle
2. Vergleich des Wassergehalts und der Extrudierbarkeit.
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Wie
aus der obigen Tabelle 2 ersichtlich wird, konnte im Falle der Versuchsgruppe
1, bei der nur roher Abwasserschlamm zu dem Ton gegeben worden war,
keine Extrudierung durchgeführt
werden, weil die Plastizität
dieser Masse aufgrund einer großen
Menge von Wasser niedrig war, die in dem rohen Abwasserschlamm enthalten
war. Die Versuchsgruppen 2 bis 6 hatten Wassergehalte von 20 bis
25% und sie konnten extrudiert werden. Es kann daher ersichtlich
werden, dass das trockene anorganische Abfallmaterial einen Wassergehalt
der Tonmasse, die den rohen Abwasserschlamm enthielt, kontrollierte
und die Volumenstabilität der
Tonmasse gewährleistete.
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Beispiel 3: Vergleich
der physikalischen Eigenschaften zwischen calcinierten leichten
Aggregaten, hergestellt unter Verwendung von trockenem Abwasserschlamm
und rohem Abwasserschlamm
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(1)
Gemäß der für die Versuchsgruppe
1 des Beispiels 2 beschriebenen Methode wurden trockener Abwasserschlamm
und Ton miteinander vermengt, um eine Tonmasse herzustellen. Die
Tonmasse wurde extrudiert, getrocknet und calciniert, wodurch ein
leichtes Aggregat erzeugt wurde.
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In
dieser Weise wurden die folgenden leichten Aggregate hergestellt:
ein calciniertes leichtes Aggregat, hergestellt unter Verwendung
eines Gemisches aus 10 Gew.-% trockenem Abwasserschlamm und 90 Gew.-%
Ton, ein calciniertes leichtes Aggregat, hergestellt unter Verwendung
eines Gemisches aus 30 Gew.-% trockenem Abwasserschlamm und 70 Gew.-%
Ton, und ein calciniertes leichtes Aggregat, hergestellt unter Verwendung
eines Gemisches von 50 Gew.-% trockenem Abwasserschlamm und 50 Gew.-%
Ton. Die physikalischen Eigenschaften dieser leichten Aggregate
sind in der unten stehenden Tabelle 3 gezeigt.
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Tabelle
3. Physikalische Eigenschaften von calcinierten leichten Aggregaten,
die unter Verwendung von trockenem Abwasserschlamm hergestellt worden
waren.
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Für Tabelle
3, Versuchsgruppe 11, gilt Folgendes: calciniertes leichtes Aggregat,
hergestellt unter Verwendung eines Gemisches aus 10 Gew.-% trockenem
Abwasserschlamm und 90 Gew.-% Ton; Versuchsgruppe 12: calciniertes
leichtes Aggregat, hergestellt unter Verwendung eines Gemisches
aus 30 Gew.-% trockenem Abwasserschlamm und 70 Gew.-% Ton; und Versuchsgruppe
13: calciniertes leichtes Aggregat, hergestellt unter Verwendung
eines Gemisches aus 50 Gew.-% trockenem Abwasserschlamm und 50 Gew.-%
Ton.
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(2)
Gemäß der oben
für die
Versuchsgruppe 1 des Beispiels 2 beschriebenen Methode wurden der rohe
Abwasserschlamm und der Ton miteinander vermischt, um eine Tonmasse
herzustellen. Die Tonmasse wurde extrudiert, ge trocknet und calciniert,
wodurch ein leichtes Aggregat erzeugt wurde.
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Auf
diese Weise wurden die folgenden leichten Aggregate hergestellt:
ein calciniertes leichtes Aggregat, hergestellt unter Verwendung
eines Gemisches aus 10 Gew.-% rohem Abwasserschlamm und 90 Gew.-% Ton;
ein calciniertes leichtes Aggregat, hergestellt unter Verwendung
eines Gemisches aus 30 Gew.-% rohem Abwasserschlamm und 70 Gew.-%
Ton; und ein calciniertes leichtes Aggregat, hergestellt unter Verwendung eines
Gemisches aus 50 Gew.-% rohem Abwasserschlamm und 50 Gew.-% Ton.
Die physikalischen Eigenschaften dieser leichten Aggregate sind
in unten stehender Tabelle 4 zusammengestellt.
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Tabelle
4. Physikalische Eigenschaften von calcinierten leichten Aggregaten,
die unter Verwendung von rohem Abwasserschlamm hergestellt worden
waren.
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In
Tabelle 4, Versuchsgruppe 21, gilt Folgendes: calciniertes leichtes
Aggregat, hergestellt unter Verwendung eines Gemisches aus 10 Gew.-%
rohem Abwasserschlamm und 90 Gew.-% Ton; Versuchsgruppe 22: calciniertes
leichtes Aggregat, hergestellt unter Verwendung eines Gemisches
aus 30 Gew.-% rohem Abwasserschlamm und 70 Gew.-% Ton; und Versuchsgruppe
23: calciniertes leichtes Aggregat, hergestellt unter Verwendung
eines Gemisches aus 50 Gew.-% rohem Abwasserschlamm und 50 Gew.-%
Ton.
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(3)
Gemäß der gleichen
Methode wie für
die Versuchsgruppen 2 bis 6 des Beispiels 2 beschrieben, wurden
roher Abwasserschlamm und trockenes anorganisches Abfallmaterial
miteinander vermischt und primär
reifen gelassen. Dann wurde Ton zugesetzt, um eine Tonmasse herzustellen.
Die Tonmasse wurde sekundär
reifen gelassen, extrudiert, getrocknet und dann calciniert, wodurch
ein leichtes Aggregat erzeugt wurde.
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Speziell
wurden die leichten Aggregate der Versuchsgruppen 31 bis 34, die
in Tabelle 5 unten gezeigt sind, dadurch hergestellt, dass 10 Gew.-%
roher Abwasserschlamm jeweils mit 5, 10, 15 und 20 Gew.-% trockenem
pulverförmigen
anorganischen Abfallmaterial vermischt wurden. Die einzelnen Gemische
wurden primär
reifen gelassen und die reifen gelassenen Gemische wurden mit 85,
80, 75 bzw. 70 Gew.-% Ton vermischt. Dann wurden die resultierenden
Gemische sekundär
reifen gelassen und die sekundär
reifen gelassenen Gemische wurden extrudiert, getrocknet und calciniert.
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Die
leichten Aggregate der Versuchsgruppen 35 bis 38 wurden dadurch
hergestellt, dass 20 Gew.-% roher Abwasserschlamm mit jeweils 5,
10, 15 und 20 Gew.-% trockenem anorganischen pulverförmigen Abfallmaterial
vermischt wurden. Die Gemische wurden primär reifen gelassen und die primär reifen
gelassenen Gemische wurden mit 75, 70, 65 bzw. 60 Gew.-% Ton vermengt
und die resultierenden Gemische wurden sekundär reifen gelassen. Die sekundär reifen
gelassenen Gemische wurden extrudiert, getrocknet und calciniert.
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Leichte
Aggregate der Versuchsgruppen 39 bis 42 wurden dadurch hergestellt,
dass 30 Gew.-% roher Abwasserschlamm mit jeweils 5, 10, 15 und 20
Gew.-% trockenem anorganischen pulverförmigen Abfallmaterial vermischt
wurden und dass die Gemische primär reifen gelassen wurden. Die
primär
reifen gelassenen Gemische wurden mit 65, 60, 55 bzw. 50 Gew.-%
Ton vermengt. Die resultierenden Gemische wurden sekundär reifen
gelassen und die sekundär
reifen gelassenen Gemische wurden extrudiert, getrocknet und calciniert.
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Tabelle
5. Physikalische Eigenschaften von calcinierten leichten Aggregaten,
die unter Verwendung von rohem Abwasserschlamm und trockenem anorganischen
Abfallmaterial hergestellt worden waren.
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wie
aus den Testergebnissen der Tabellen 3, 4 und 5 oben ersichtlich
wird, zeigten die leichten Aggregate, hergestellt unter Verwendung
des Gemisches aus rohem Abwasserschlamm und trockenem anorganischen
Abfallmaterial eine erhebliche Verringerung der wasserabsorptionsrate.
Dies weist darauf hin, dass die leichten Aggregate, die erfindungsgemäß hergestellt
worden sind, äußerst gute
Aggregate darstellen.
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Beispiel 4: Vergleich
des Ausbreitverlusts („slump
loss")
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Der
Ausbreitverlust wurde für
die folgenden Aggregate, die in Beispiel 3 hergestellt worden sind,
gemessen: für
die calcinierten leichten Aggregate der Versuchsgruppen 11 und 12,
hergestellt unter Verwendung von trockenem Abwasserschlamm; für die calcinierten
leichten Aggregate der Versuchsgruppen 21 und 22, hergestellt unter
Verwendung von rohem Abwasserschlamm; und für die calcinierten leichten
Aggregate der Versuchsgruppen 34 und 42, hergestellt unter Verwendung
eines Gemisches aus rohem Abwasserschlamm und trockenem anorganischen
Abfallmaterial. Die Messergebnisse sind in unten stehender Tabelle
6 zusammengestellt.
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Tabelle
6. Testergebnisse für
den Ausbreitverlust des leichten Betons der hergestellten Aggregate
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Wie
in der obigen Tabelle 6 gezeigt wird, steht die Wasserabsorptionsrate
des künstlichen
leichten Aggregats in enger Beziehung mit dem Ausbreitverlust von
Beton, der unter Verwendung des Aggregats hergestellt worden ist.
Bei einem Verlauf der Zeit von 90 min ab 0 min zeigten die Versuchsgruppen
34 und 42, die eine niedrige Wasserabsorptionsrate hatten, einen
Ausbreitverlust von etwa 7 cm, von 24 cm und 23 cm bis 17 cm bzw.
16 cm. Diese Werte sind niedriger als die Ausbreitverluste von 11,
12, 13 und 15 cm für
die anderen Versuchsgruppen 11, 12, 21 und 22. Es wird daher ersichtlich,
dass die künstlichen
leichten Aggregate, hergestellt durch Calcinierung des Gemisches
aus rohem Abwasserschlamm und trockenem anorganischen Abfallmaterial,
ebenfalls einen niedrigen Ausbreitverlust haben, was darauf hinweist,
dass es sich um äußerst gut geeignete
künstliche
leichte Aggregate mit hoher Volumenstabilität handelt.
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Beispiel 5: Vergleich
der physikalischen Eigenschaften zwischen calcinierten ultraleichten
Aggregaten unter Verwendung von rohem Abwasserschlamm
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Bei
den Beispielen 1 bis 4, wie oben angegeben, konnte festgestellt
werden, dass die leichten Aggregate, hergestellt unter Verwendung
von trockenem anorganischen Abfallmaterial, wie Gusseisenstaub,
Marmorstaub oder verbrannten Industrieabfällen, ausgezeichnete Effekte
zeigten. Wie in Tabelle 7 hinsichtlich der chemischen Zusammensetzungen
gezeigt werden wird, ist es so, dass es beim Zusatz von trockenem
Stahlschlamm, enthaltend eine große Menge von Fe2O3 als trockenes anorganisches Abfallmaterial,
möglich
war, ein ultraleichtes Aggregat herzustellen, das den oben beschriebenen
Effekt eines leichten Aggregats hat und das auch eine relative Dichte
von weniger als 1 hat. Obgleich die obigen Beispiele 1 bis 4 nur
die Effekte der leichten Aggregate auf die Wasserabsorptionsrate
und den Ausbreitverlust zeigen, wird es für den Fachmann offensichtlich,
dass die erfindungsgemäßen ultraleichten
Aggregate auch äußerst gute
Effekte hinsichtlich der Wasserabsorptionsrate und des Ausbreitverlusts
haben.
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Tabelle
7. Chemische Zusammensetzung des rohen Abwasserschlamms und des
trockenen anorganischen Abfallmaterials.
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Ein
ultraleichtes Aggregat der Versuchsgruppe 51, wie in unten stehender
Tabelle 8 gezeigt, wurde dadurch hergestellt, dass 20 Gew.-% roher
Abwasserschlamm mit 20 Gew.-% trockenem Stahlschlamm als trockenes
anorganisches Abfallmaterial vermischt wurden, dass das Gemisch
primär
reifen gelassen wurde, dass 60 Gew.-% Ton zu dem primär reifen
gelassenen Gemisch gegeben wurden, dass das resultierende Gemisch sekundär reifen
gelassen wurde und dass das sekundär reifen gelassene Gemisch
extrudiert, getrocknet und calciniert wurde.
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Ein
ultraleichtes Aggregat der Versuchsgruppe 52 wurde dadurch hergestellt,
dass 30 Gew.-% roher Abwasserschlamm mit 20 Gew.-% trockenem Stahlschlamm
als trockenes anorganisches Abfallmaterial vermischt wurden, dass
das Gemisch primär
reifen gelassen wurde, dass zu dem primär reifen gelassenen Gemisch
50 Gew.-% Ton gegeben wurden, dass das resultierende Gemisch sekundär reifen
gelassen wurde und dass das sekundär reifen gelassene Material
extrudiert, getrocknet und calciniert wurde.
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Ein
ultraleichtes Aggregat der Versuchsgruppe 53 wurde dadurch hergestellt,
dass 40 Gew.-% roher Abwasserschlamm mit 30 Gew.-% trockenem Stahlschlamm
als trockenes anorganisches Abfallmaterial vermischt wurden, dass
das Gemisch primär
reifen gelassen wurde, dass 30 Gew.-% Ton zu dem primär reifen gelassenen
Gemisch gegeben wurden, dass das resultierende Gemisch sekundär reifen
gelassen wurde und dass das sekundär reifen gelassene Material
extrudiert, getrocknet und calciniert wurde.
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Tabelle
8. Physikalische Eigenschaften der ultraleichten Aggregate, hergestellt
durch Calcinierung eines Gemisches aus rohem Abwasserschlamm und
trockenem anorganischen Abfallmaterial.
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Wie
in der obigen Tabelle 8 gezeigt wird, wurde das ultraleichte Aggregat
mit einer relativen Dichte von weniger als 1 erfindungsgemäß hergestellt.
Das ultraleichte Aggregat konnte aufgrund des Sauerstoffs erzeugt werden,
der durch Reduktion einer großen
Menge von Eisen gebildet worden war, welches in dem trockenen Stahlschlamm
enthalten war, der zusammen mit dem rohen Abwasserschlamm zugesetzt
wurde.
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Wie
oben im Detail beschrieben wurde, stellt die vorliegende Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung eines ultraleichten Aggregats mit
einer relativen Dichte von 0,8 bis 0,9 unter Verwendung eines rohen
Abwasserschlamms zur Verfügung.
Da erfindungsgemäß roher
Abwasserschlamm und trockener Stahlschlamm als trockenes anorganisches
Abfallmaterial miteinander vermischt werden und primär reifen
gelassen werden, wird die Abdampfung des Wassers in dem Gemisch
leichter erzielt im Vergleich zu einem Ton-enthaltenden Material.
Da das Abfallgemisch nach dem Vermischen mit dem Ton sekundär reifen
gelassen wird, wird eine un gleichförmige Verteilung des Wassers
in dem Abfallmaterial und dem Ton, was beim natürlichen Trocknen und Vermengen
der rohen Materialien auftreten kann, verhindert. Demgemäß können roher
Abwasserschlamm und trockener Stahlschlamm als trockenes anorganisches
Abfallmaterial zu einem Gemisch vermengt werden, das einen hohen
Wassergehalt und das eine optimale Extrudierung gestattet, wodurch
ein ausgezeichnetes ultraleichtes Aggregat mit niedriger Wasserabsorptionsrate
und daher niedrigem Ausbreitverlust, das eine relative Dichte von
0,8 bis 0,9 besitzt, hergestellt werden. Weiterhin sind eine kollektive
Behandlung des Abfallmaterials und die Massenproduktion von recycelten
Produkten möglich,
ohne dass ein Trocknungsprozess für den rohen Abwasserschlamm
angefügt
werden muss. Daher kann auf diese Weise ein ausgezeichnetes ultraleichtes
Aggregat mit niedrigen Kosten hergestellt werden.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf besondere
Merkmale beschrieben wurde, wird es für den Fachmann ersichtlich,
dass diese Beschreibung nur eine bevorzugte Ausführungsform betrifft und den
Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht einschränkt. Daher wird der wesentliche
Rahmen der vorliegenden Erfindung durch die angefügten Ansprüche und
die Äquivalente
davon definiert.
