DE112013005713T5

DE112013005713T5 - Behandlung von mit Aktivkohle kontaminierter Flugasche

Info

Publication number: DE112013005713T5
Application number: DE112013005713.1T
Authority: DE
Inventors: Clinton Wesley Pike Sr.
Original assignee: VHSC Ltd
Current assignee: VHSC, LTD., VG
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-08-20
Also published as: US20140245931A1; CA2889651A1; MX2015006830A; GB2526202A; US8967506B2; GB201506848D0; WO2014137396A1; CN104903269A

Abstract

Mit Aktivkohle kontaminierte Flugasche wird behandelt, um die Aktivkohle zu neutralisieren, indem die kontaminierte Flugasche in eine Rotationsmühle gegeben und Ozon eingeleitet wird. Das Ergebnis ist, dass Beton, der aus aktivierter Flugasche hergestellt wurde, mehr als 4 Prozent Luftporen enthält.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht Rechte unter 35 USC § 119(e) aus der US-Anmeldung mit der Seriennummer 13/815,448, eingereicht am 4. März 2013, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird.
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft die Behandlung von mit Aktivkohle kontaminierter aktivierter Flugasche und betrifft insbesondere die Verwendung neutralisierter kohlenstoffkontaminierter Flugasche bei der Herstellung von Beton.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Wie in der US-Patentanmeldung 13/647,838 mit dem Titel „Process for Treating Fly Ash and a Rotary Mill Therefore” von W. Clinton Pike, eingereicht am 9. Oktober 2012, die hiermit durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird, beschrieben, ist aktivierte Flugasche verwendet worden, um bis zu 50–80 % Portlandzement bei der Herstellung von Beton zu ersetzen. Um die Flugasche aktivieren zu können, wird eine spezielle Rotationsmühle verwendet, die der Flugasche einen Kalzium-Zusatzstoff zugemahlt, um die Flugascheoberfläche zu vergrößern, um sie zu aktivieren, damit sie dafür verwendet werden kann, Portlandzement bei der Herstellung von Beton zu ersetzen.
Der oben beschriebene Prozess hat sich bei der Herstellung von hochfestem Beton als überaus erfolgreich erwiesen, und infolge dessen hat sich Flugasche oder Puzzolan in solchen Anwendungen als ein extrem kostengünstiges Substitut für Portlandzement erwiesen.
Wie allgemein bekannt ist, ist es wichtig, dass die Luftporen im Gemisch mehr als 4 % betragen, damit Beton in Gebieten des Landes nutzbar ist, wo die Temperaturen zwischen Frost und Tauwetter schwanken. Die Luftporen schützen den Beton vor Rissbildung, wenn die Temperatur unter null sinkt und wenn die Temperaturen einen Frost- und Schmelzzyklus durchlaufen.
Allerdings wurde herausgefunden, dass, wenn Aktivkohle injiziert wird, um Quecksilber aus dem Rauchgas von Kraftwerken zu entfernen, das resultierende Puzzolan oder die resultierende Flugasche mit einer bestimmten Menge dieser injizierten Aktivkohle (ACI) kontaminiert ist. Wenn versucht wird, die mit Aktivkohle kontaminierte Flugasche in dem beschriebenen Prozess zu aktivieren, so sinkt der Anteil an Luftporen aufgrund der Reaktion des Luftporengemischs und der ACI auf nahe null.
Die Verwendung des oben beschriebenen Flugasche-Aktivierungsprozesses oder eines sonstigen Prozesses hat zum Ergebnis, dass die mit Aktivkohle kontaminierte Flugasche nicht für die Herstellung von Beton zur Verwendung in Gebieten mit Frost- und Schmelzzyklen verwendet werden kann, ohne auf den massiven Einsatz von grenzflächenaktiven Mitteln zurückzugreifen, was zu Überdosierung oder Gemischveränderung führen kann, wodurch der Beton unbrauchbar wird.
Dieses Aktivkohle-Problem wird durch die zunehmende Nachfrage nach der Verwendung von ACI zum Behandeln von Rauchgas in Kohlekraftwerken noch verschärft. Aus Umweltgründen muss Quecksilber aus dem Rauchgas, das aus den Schornsteinen der Kraftwerke in die Atmosphäre gelangt, entfernt werden. Diese verstärkte Nutzung ist ein Ergebnis der zunehmenden Einhaltung der heute geltenden Umweltstandards zum Reduzieren der Quecksilberkontaminierung in Kraftwerksemissionen. Es ist somit wichtig, in der Lage zu sein, die Auswirkungen von Puzzolan oder mit Aktivkohle kontaminierter Flugasche zu neutralisieren, um ihre fortgesetzte nutzbringende Wiederverwendung zu ermöglichen.
Genauer gesagt, wird ACI in den Rauchgasstrom aus kohlebefeuerten Kesseln injiziert, worin der Kohlenstoff mit dem Quecksilber reagiert und das Quecksilber aus dem Rauchgas fängt. Diese Art der Behandlung von Rauchgasen hat sich beim Auffangen aller Formen von Quecksilber als effektiv erwiesen. Sobald jedoch das Quecksilber durch die Aktivkohle aufgefangen wurde, strömt die Aktivkohle zu dem elektrostatischen Präzipitator (oder Prozessabscheider), wo sie mit der Flugasche dergestalt vermengt wird, dass die Aktivkohle ebenfalls durch den elektrostatischen Präzipitator oder ein anderes Feinpartikel-Auffangsystem aufgefangen wird. In jedem Fall landet die Aktivkohle in der Flugasche und wird infolge dessen zu einem Teil der Flugasche.
Es ist anzumerken, dass Aktivkohle oder ACI ein sehr reaktionsfreudiges Material ist. Es ist allgemein zehnmal reaktionsfreudiger als Kohlenstoff, der bei der unvollständigen Verbrennung von Kohle entsteht, und ist somit ein leistungsfähiges Oxidierungsmaterial.
Des Weiteren werden, wie oben angemerkt, wenn aktivierte Flugasche mit gewöhnlichem Portlandzement als Teilersatz vermischt wird, viele nützliche Eigenschaften realisiert, wenn Beton hergestellt wird. Einige dieser nützlichen Eigenschaften ist ein Beton, der weniger permeabel ist, d. h. dass der Beton haltbarer ist; als ein Puzzolan trägt es zu einer höheren Langzeitfestigkeit bei als Portlandzement allein; und der nasse Beton ist bei niedrigeren Wasser-zu-Zement-Verhältnissen und geringerer Senkung des Betongemischstroms fließfähiger, d. h. höhere Senkung bei gleichem Wassergehalt.
Alle diese Eigenschaften sind für den fertigen Beton nützlich und machen ihn zu einem besseren Baumaterial, das sich durch höhere Chemikalienbeständigkeit dank der Reduzierung des Kalziumhydroxids auszeichnet, das als eine Abfallreaktion aus dem Portlandzement abgegeben wird, da das Flugaschepuzzolan mit dem CaOH zu einem Puzzolanzement reagiert. Und die silikatischen Teile des aktivierten Puzzolans oder der Flugasche reagieren zu einem Puzzolanzement.
Die Verwendung der mit Aktivkohle kontaminierten Flugasche zerstört jedoch die Fähigkeit zur Luftporenbildung unter Verwendung von Luftporen-Bildungschemikalien bei normalen oder erhöhten Dosierungswerten.
Weitere Hintergrundinformationen sind, dass in den Vereinigten Staaten jährlich etwa 100 Millionen Tonnen gewöhnlicher Portlandzement verarbeitet werden, und über 25 Millionen Tonnen Flugasche werden in Zementmaterialien, wie zum Beispiel Beton, verwendet. Beton ist das Bauproduktmaterial, das der Mensch heute am häufigsten verwendet. Es wird in fast jeder Konstruktion verwendet, die gebaut wird, und wird beständig weiterentwickelt, um seine Qualität zu verbessern.
Ein Aspekt, der im Lauf der Zeit korrigiert wurde, sind die Frost- und Auftauprobleme im Zusammenhang mit Beton.
Es wurde festgestellt, dass man Luftporen in dem Beton entstehen lassen kann und somit das Problem beseitigt, dass der Beton auseinander bricht, wenn er Frost ausgesetzt und anschließend aufgetaut wird. Viele Betonstraßen, die zunächst ausschließlich mit originalem Portlandzement gebaut wurden, brachen vollständig in Bereichen auf, wo Frost und Auftauen tägliche oder wöchentliche Ereignisse sein können.
Mit dem Aufkommen von Luftporenbildnern (Air Entraining Agents, AEA) erlaubten diese grenzflächenaktiven Mittel die kontrollierte Zugabe von Mikroblasen, die sich in der Betonmischung bildeten, so dass sich der Beton ausdehnen und zusammenziehen konnte. Das Ergebnis ist die Vermeidung der vollständigen Zerstörung des Betons. Das heißt, der gesamte moderne Beton wird mit Luftporenbildnern behandelt, um die schützenden Luftblasen zu bilden.
Es ist nun festgestellt worden, dass die Menge an Luftporen mehr als 4 %, aber weniger als 6 % betragen sollte.
Vor diesem Hintergrund hat sich nun gezeigt, dass mit Aktivkohle kontaminierte Flugasche dazu führt, dass die Luftporenbildung aufgrund der hohen Reaktionsfreudigkeit der Aktivkohle weniger als optimal ist. Die Aktivkohle, so wurde herausgefunden, kann die Luftporenbildner, die verwendet werden, um eine sichere Menge an Luft bei der Herstellung von Beton zu erzeugen, vollständig aufsaugen.
Um der Reaktivität der Aktivkohle entgegenzuwirken, ist in einigen Fällen versucht worden, die Dosis der Luftporenbildner zu erhöhen, um die Aktivkohle zu kompensieren. Die erhöhte Dosis an Luftporenbildnern, um 4 % Luftporen zu erhalten, erfordert nun 8–10 Ounces/Zentner (cwt), so dass es fast unmöglich wird, den Beton nicht überzudosieren, was zu Luftporen von mehr als 6 % führt. Es ist zu beachten, dass die Überdosierung Festigkeitsprobleme verursacht. Darüber hinaus führt übermäßig viel Luft zu Permeabilitätsproblemen und einer Unzahl weiterer Probleme.
In einem Versuch, Aktivkohle aus der Flugasche zu entfernen, wurde vorgeschlagen, den Kohlenstoff durch Verbrennen zu beseitigen. Dies kann den Kohlenstoff vollständig entfernen und somit eine Puzzolanflugasche erbringen, bei der es keine Probleme mit Bezug auf Luftporen gibt. Diese Vorgehensweise ist sehr teuer und erfordert viel Fläche zum Verarbeiten und Verbrennen des Kohlenstoffs und führt daneben zu weiteren Problemen durch das Sintern, zu dem es kommt, wenn die Flugasche auf Temperatur gebracht wird, um den Kohlenstoff zu verbrennen.
Andere Unternehmen, wie zum Beispiel Separation Technologies und JTM Industries, arbeiten mit elektrostatischer Trennung zum Beseitigen des Kohlenstoffs aufgrund seiner positiven Ladung. Die Verwendung von positiver Ladung entfernt den größten Teil der Aktivkohle, indem der Kohlenstoff aus der Flugasche gedrängt wird. Dieser Prozess kann das meiste des Kohlenstoffs, aber nicht allen Kohlenstoff entfernen und reagiert sehr empfindlich auf atmosphärische Feuchtigkeitsbedingungen. Darum bestehen Einschränkungen hinsichtlich der Produktionsfähigkeit im Zusammenhang mit der elektrostatischen Trennung.
Wie oben angesprochen, haben noch andere mit grenzflächenaktiven Mitteln oder von Iod abgeleiteten Chemikalien gearbeitet, die sich an die Kohlenstoffoberfläche anhaften und somit seine Fähigkeit verringern, sich auf die Luftporenbildung auszuwirken. In einem Verfahren werden diese grenzflächenaktiven Mittel an Transferpunkten auf die Flugasche selbst unter Verwendung von zerstäubten Nebeln aufgebracht. Aufgrund der Eigenart von Flugasche, wenn die Behandlung ausgeführt wird (gewöhnlich im Kraftwerk), ist das Ergebnis, dass die Flugasche behandelt wird und dann in einem Tanker gespeichert wird, um sie zu einem anderen Speicherbehälter zu transportieren. Das Ergebnis ist, dass die Flugasche mehrere Male gehandhabt wird. Es ist zu beachten, dass die Flugasche jedes Mal, wenn sie gehandhabt wird (gewöhnlich mittels Druckluft), während des Transfers Aufprallkräften ausgesetzt ist und dass die oberflächenbehandelte Aktivkohle leicht in noch kleinere Teilchen zerbricht. Mit dem Zerbrechen entstehen neue frei liegende Aktivkohleoberflächen, die sich auch wieder auf die Luftporenbildung auswirken. Darüber hinaus kann das Dosieren eines grenzflächenaktiven Mittels nicht genau sein, da sich das Injizieren von Kohlenstoff oder das Bilden von unverbranntem Kohlenstoff in Echtzeit nicht präzise vorhersagen lässt.
Das leidige Ergebnis ist Überdosierung, die zu enormen Schwankungen bei den Luftporen im Beton führt, da das nicht-reagierte grenzflächenaktive Mittel aufgrund der Überdosierung ganz und gar zur Bildung von zu viel Luftporen führt. Es ist der Albtraum jedes Betonherstellers, dass der Luftporenprozentsatz von einer Lkw-Ladung zur nächsten dramatisch um die Spezifikationswerte herum schwankt, so dass ein großer Teil des Betons zu Ausschuss erklärt werden muss.
Daher besteht Bedarf an einem besseren Verfahren, um entweder Aktivkohle aus der Flugasche oder dem Puzzolan zu entfernen oder sie so zu neutralisieren, dass der Prozentsatz an Luftporen exakt gesteuert werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die Aktivkohle, welche die Flugasche in der hier besprochenen Erfindung kontaminiert, zu neutralisieren, wird die kontaminierte Flugasche in der gleichen Art von Rotationsmühle vorbehandelt, die zum Aktivieren der Flugasche verwendet wird. Dieser Vorbehandlungsschritt beinhaltet das Mahlen der rohen kontaminierten Flugasche in Gegenwart von Ozon.
Während des Mahlprozesses werden die Aktivkohleteilchen durch das Ozon neutralisiert, während die Oberfläche der ACI einer intensiven Oberflächenbehandlung über einen längeren Zeitraum unterzogen wird als in typischen Mahlsystemen. Wenn die resultierende Flugasche als das Ausgangsmaterial für die Flugascheaktivierung im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Prozess verwendet wird, so ist das Ergebnis Beton mit mehr als 4 % Luftporen unter Verwendung typischer Luftporenbildner, die von nahezu allen Herstellern von Betonchemikalienbeimengungen angeboten werden, bei Dosierungswerten, die typischerweise für Flugaschemischungen verwendet werden, die keine ACI-Kontaminierungen haben.
Es ist zu beachten, dass der für diese Ozonbehandlung verwendete Mühlentyp eine spezielle Rotationsmühle mit einer Vielzahl verschiedener Medien ist, wie sie zum Beispiel in der oben genannten Patentanmeldung beschrieben sind. Bei Verwendung einer solchen speziellen Mühle wird die Kohlenstoffteilchengröße leicht bis auf weniger als 1 µm verringert, so dass die Teilchen eine größere frei liegende Oberfläche haben als das ungemahlene Material.
In einer Ausführungsform wird die Aktivkohle in der Ozonbehandlungsmühle auf 1 µm heruntergemahlen und wird 30 Minuten lang mit Ozongas in einer Menge von nur 60 g Ozon/kg Kohlenstoff in Kontakt gebracht.
Dieser Kontakt mit Ozon erlaubt es, dass die in der Flugasche befindliche Aktivkohle sowie aller unverbrannter Kohlenstoff reagieren und ein reaktionsträges Material bilden kann, wodurch gegenseitige Behinderungen im Zusammenhang mit jeder Form von Kohlenstoff vermieden werden.
Es ist zu beachten, dass beim anschließenden Mahlen zum Zweck der Aktivierung der Flugasche das Zumahlen eines Zusatzstoffpaketes, das Kalzium und Polycarboxylat enthält, zu der ozonbehandelten Flugasche zu reaktionsträgem Kohlenstoff führt. Da die aktivierte Flugasche nun nur neutralisierte Aktivkohle enthält, kann sie dafür verwendet werden, Portlandzement bei der Herstellung von Beton zu ersetzen, wobei der resultierende Beton mit Luftporen von mehr als 4 % versehen ist.
Zusammenfassend ausgedrückt, kann die ozonbehandelte Flugasche oder das ozonbehandelte Puzzolan nun in dem oben beschriebenen Flugascheaktivierungsprozesses dergestalt verwendet werden, dass die aktivierte Flugasche 60–80 % Portlandzement bei der Herstellung von Beton ersetzen kann. Das Ergebnis ist, dass ein Luftporenanteil von mehr als 4 % und weniger als 6 % unter Verwendung der ozonbehandelten Flugasche als ein Ausgangsmaterial erreicht werden kann.
Es ist anzumerken, dass, da Ozon schwerer ist als Luft, beim Injizieren von Ozon in die Ozonbehandlungsmühle Luft herausgedrückt wird, bis das Ozon im oberen Teil der Mühle detektiert wird. Das heißt, wenn das Ozon am Boden der Ozonbehandlungsmühle injiziert wird, so zeigt ein Ozonsensor im oberen Teil der Mühle an, dass die Mühle voll von Ozon ist. Es ist zu beachten, dass, wenn das Ozon mit dem Kohlenstoff reagiert, ein geringfügiges Vakuum in dem für die Mühle verwendeten geschlossenen Behälter entsteht. Infolge dessen kann die Detektion dieses Vakuums in dem Behälter dafür verwendet werden, den Prozess zu überwachen.
Es wurde herausgefunden, dass eine Ozonbehandlung in Kombination mit einem Paket aus Zusatzstoffen, das Ätzkalk enthält (der der Flugasche mit Raten zugemahlen wurde, die in dem genannten Patent angegeben sind, und dann mit der behandelten Flugasche vermischt wurde), und High-Range-Wasserreduzierern sowie beispielsweise Kalziumaluminat (mit Dosierungen, die in dem genannten Patent angegeben sind) zu Luftporen von mehr als 5 % führt.
Darüber hinaus wurde herausgefunden, dass, wenn das Puzzolan oder die Flugasche in dem hier besprochenen Aktivierungsprozesses auf beispielsweise eine obere Teilchengröße von nur 18–20 µm heruntergemahlen wird, mit einer Oberfläche von ungefähr 1,5 m²/g, man ein Material erhält, das viel fester wird, als wenn Portlandzement allein verwendet wird. Es wurde herausgefunden, dass bei Verwendung des heruntergemahlenen, kalkbeschichteten Puzzolans, vermischt mit Portlandzement, der Beton mit der aktivierten Flugasche mehr als 180 % der Festigkeit erreicht wird, die man bei Verwendung des Portlandzements allein erhält, und das in nur 28 Tagen. In 56 Tagen nähert sich der Beton 200 % der Festigkeit, die mit reinem Portlandzement erreicht werden kann. Das oben Dargelegte wird erreicht, wenn das Zementgemisch, das bei der Herstellung von Beton verwendet wird, 50–60 % aktivierte Flugasche ist und der Rest des Gemisches Portland 1-Zement ist.
Gemäß einer Ausführungsform erhält der Nutzer dadurch die Möglichkeit, in seiner Zementmischung mehr als 374 Pounds eingemischtes Zementpulver je Yard Zementgemisch einzusparen und dennoch die gleiche oder eine noch bessere Festigkeit im Vergleich zur Verwendung von reinem Portlandzement zu erhalten.
Zusammenfassend ausgedrückt, wurde das Problem mit Rauchgasen, die mit Aktivkohle behandelt wurden, um Quecksilber zu entfernen, durch einen Ozonbehandlungs-Mahlprozesses gelöst, der ozonbehandelte Flugasche hervorbringt, in der die Aktivkohle neutralisiert ist. Wenn diese ozonbehandelte Flugasche als das Ausgangsmaterial in einem Flugasche-Aktivierungsprozesses verwendet wird, so ist das Ergebnis Beton mit mindestens 4 % Luftporen. Auf diese Weise kann das Problem der Aktivkohleatome minimiert oder beseitigt werden, die das Puzzolan-Rohmaterial kontaminieren. Das Ergebnis ist, dass man den Ausstoß von Kraftwerken nehmen und die Aktivkohle dergestalt neutralisieren kann, dass die Flugasche aus dem Kraftwerk aktiviert und bei der Herstellung von Beton verwendet werden kann, wobei der Beton mindestens 4 % Luftporen enthält.
Darüber hinaus wurde herausgefunden, dass, wenn das Puzzolan oder die Flugasche in dem hier besprochenen Aktivierungsprozesses auf beispielsweise eine obere Teilchengröße von nur 18–20 µm, mit einer Oberfläche von ungefähr 1,5 m²/g, heruntergemahlen wird, man ein Material erhält, das viel fester wird, als wenn Portlandzement allein verwendet wird. Es wurde herausgefunden, dass bei Verwendung des heruntergemahlenen, kalkbeschichteten Puzzolan-Zusatzstoffs, vermischt mit Portlandzement und dem Polycarboxylat, der Beton mit der aktivierten Flugasche über 180 % der Festigkeit erreicht, die bei Verwendung von Portlandzement allein erreicht wird, und das in nur 28 Tagen. In 56 Tagen nähert sich der Beton 200 % der Festigkeit, die mit reinem Portlandzement erreicht wird. Das oben Dargelegte wird erreicht, wenn das bei der Herstellung des Betons verwendete Zementgemisch 50–60 % aktivierte Flugasche ist,und der Rest des Gemisches Portland 1-Zement ist.
Gemäß einer Ausführungsform erhält der Nutzer dadurch die Möglichkeit, in seiner Zementmischung mehr als 374 Pounds eingemischtes Zementpulver je Yard Zementgemisch einzusparen und dennoch die gleiche oder eine noch bessere Festigkeit im Vergleich zur Verwendung von reinem Portlandzement zu erhalten. Zwar können die Kosten des obigen Prozesses die Kosten von reinem Portlandzement überschreiten, doch es wurde herausgefunden, dass man beträchtlich weniger eingemischtes Zementpulver je Yard Gemisch braucht, um den benötigten hochfesten Beton zu erhalten, wodurch die Gesamtkosten verringert werden.
Zusammenfassend ausgedrückt, wird mit Aktivkohle kontaminierte Flugasche behandelt, um die Aktivkohle zu neutralisieren, indem die kontaminierte Flugasche in eine Rotationsmühle eingebracht und Ozon eingeleitet wird. Das Ergebnis ist, dass Beton, der aus aktivierter Flugasche hergestellt wurde, mehr als 4 Prozent Luftporen enthält.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und weitere Eigenschaften der hier besprochenen Erfindung werden anhand der detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser verstanden, wobei in den Zeichnungen Folgendes zu sehen ist:
1 ist ein Blocksschaubild eines Prozesses zum Aktivieren von Flugasche, damit sie als ein Ersatz für Portlandzement verwendet werden kann, wobei mit Aktivkohle kontaminierte Flugasche in einer speziellen Ozonbehandlungsmühle vorbehandelt wird, um die Auswirkungen der Aktivkohle zu neutralisieren;
2 ist eine schaubildhafte Darstellung der Ozonbehandlungsmühle von 1;
3 ist eine schaubildhafte Illustration der Rotationsmühlen der 1 und 2, die das Einleiten von gemahlener neutralisierter, mit Aktivkohle kontaminierter Flugasche und Ätzkalk veranschaulicht, um eine neutralisierte aktivierte Flugasche zu erhalten, die zum Herstellen von Beton mit Luftporen von mehr als 4 % geeignet ist;
4 ist eine schaubildhafte Illustration eines Endes der Rotationsmühle von 3, die nach innen hervorstehende Mischerrippen veranschaulicht, die auch Stollen in strukturierten Intervallen enthalten können, um der Mühle zu helfen, spezielle Teilchen weiter aufzurauen und zu mahlen und die Oberflächenvergrößerung in kürzerer Zeit herbeizuführen, wobei des Weiteren ein geschlitzter Austrittsport für die aktivierte Flugasche gezeigt ist, und
5 ist eine Querschnittsansicht der Rotationsmühle von 3, die die aus mehreren Medien bestehende Ladung am Boden der Mühle, den Fluss des Materials durch die Mühle und das Austreten von neutralisierter aktivierter Flugasche aus der Mühle veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wir wenden uns 1 zu. In einer Ausführungsform wird mit Aktivkohle kontaminierte Flugasche 6 in eine Ozonbehandlungsmühle 7 eingeleitet, in die Ozon 8 eingeleitet wird. Das Produkt der Mühle 7 wird dann in die Rotationsmühle 10 eingeleitet, um es mit ozonbehandelter Flugasche 12 zu versetzen.
Wir wenden uns 2 zu. Hier ist die Ozonbehandlungsmühle 7 gezeigt, wobei Ozon 8 in den Boden der Mühle injiziert wird und wobei ein Ozonsensor 9 verwendet wird, um abzufühlen, wann die Mühle mit Ozon gefüllt ist. Hier ist zu sehen, dass mit Aktivkohle kontaminierte Flugasche in die Ozonbehandlungsmühle zur Vorbehandlung eingeleitet wird.
Die Struktur der Ozonbehandlungsmühle 7 ist identisch mit der der Mühle 10 und Mühle 22, deren Eigenschaften in Verbindung mit den 3–5 beschrieben werden.
Wir kehren zu 1 zurück. Die Rotationsmühle 10 ist eine spezielle Mühle mit mehreren Medien, die zum Aktivieren der Flugasche verwendet wird. Ein Kalzium-Zusatzstoff 14 und optionale Fasern 16 werden der Mühle 10 zugegeben. Der Kalzium-Zusatzstoff kann entweder Ätzkalk, Löschkalk, Kalziumcarbonat, Kalziumformat oder Kalziumnitrat oder eine beliebige kalziumhaltige Verbindung sein.
Die Rotationsmühle 10 enthält mehrere zur Trockenverarbeitung geeignete Medien, wobei beide Rotationsmühlen 7 und 10 mit einer speziellen Medienzusammensetzung arbeiten, die zum Mahlen nicht-sphärischer Flugascheteilchen, zum Polieren sphärischer Teilchen und des Weiteren zum Beschichten der Oberfläche der Flugasche mit dem Kalzium-Zusatzstoff geeignet ist. Das Ergebnis der Mühle 10 ist ein zugemahlenes, kalkbeschichtetes Puzzolan, das als ein Zusatzstoff 17 in der Zuleitung 20 verfügbar ist, das aus einem Zusatzstoff besteht, bei dem der Flugasche Kalzium zugemahlen wird. In einer Ausführungsform besteht der Zusatzstoff 17 aus 85 % Flugasche und 15 % Kalziumprodukt.
Es ist zu beachten, dass der Zusatzstoff 17 Aktivkohle enthält, die durch die Ozonbehandlung neutralisiert wurde, wodurch mehr als 4 % Luftporen in Beton möglich werden, der mit aktivierter Flugasche aus der Mühle hergestellt wurde.
Dieser aktivkohleneutralisierte, kalkbeschichtete Flugasche-Zusatzstoff wird mit 4–10 Gewichts-% Flugasche in eine zusätzliche Rotationsmühle 22 gegeben, der aktivkohleneutralisierte Flugasche aus der Ozonbehandlungsmühle 7 zugeführt wird.
Es ist anzumerken, dass nach dem Mahlen durch die Rotationsmühle 22 die Gesamtoberfläche um mindestens 30 % vergrößert ist, so dass, wenn das Produkt aus der Rotationsmühle 22 in einen Mischer 24 gegeben und mit Zuschlagstoff, Portlandzement und Wasser vermischt wird, ein Beton entsteht, der mindestens eine Leistung aufweist, die einer Schlackegüte von 100 entspricht. Vor allem enthält das Produkt der Mühle 22 aktivierte Flugasche, deren Aktivkohlekontaminanten vollständig neutralisiert sind. Dies erlaubt die Herstellung von Beton mit Luftporen von mindestens 4 %.
Es ist zu beachten, dass in einer Ausführungsform ein zweiter Zusatzstoff 18, der einen Polycarboxylat-High-Range-Wasserreduzierer enthält, in Pulverform mit 0,1 % bis 0,2 Gewichts-% Flugasche die Reaktivität der Flugasche weiter erhöht. Dieser zweite Zusatzstoff wird der Rotationsmühle 22 zugegeben, wodurch nach dem Zumahlen von Flugasche 12 eine noch bessere Reaktivität für die bei 24 zu mischende aktivierte Flugasche erreicht wird.
Insbesondere ist herausgefunden worden, dass das Polycarboxylat im Zusammenwirken mit dem Ozon die Neutralisierung der Aktivkohle vervollständigt, da diese in der Flugasche verbleibende Aktivkohle und aller unverbrannter Kohlenstoff zu einem reaktionsträgen Material reagieren, so dass gegenseitige Behinderungen jeglicher Form von Kohlenstoff mit Luftporen beseitigt werden.
Es ist anzumerken, dass anstelle des Hinzufügens von Zusatzstoff 2 zum Zusatzstoff 1 in der Rotationsmühle 22 das Produkt aus der Rotationsmühle 22 mit Zusatzstoff 1 in einen Mischer 26 gegeben werden kann, der die zugemahlene Flugasche mit Zusatzstoff I mischt und sie mit Zusatzstoff 2 mischt.
Darüber hinaus ist es möglich, die Reaktivität der Flugasche noch weiter zu erhöhen, indem ein weiterer Zusatzstoff 19, und zwar Zusatzstoff 3, zu der Rotationsmühle 22 zugegeben wird, wobei der Zusatzstoff 3 Kalziumaluminat-Zement mit einer Lithiumverbindung enthält, der in einer Ausführungsform auf ungefähr 2 Gewichts-% der Flugasche vorgemischt wird.
Auch hier kann, anstatt den Zusatzstoff 3 der Rotationsmühle 22 zuzugeben, gleichermaßen das Produkt aus der Rotationsmühle 22, die dem Zusatzstoff 1 und dem Zusatzstoff 2 die Flugasche zumahlt, genommen und im Mischer 26 mit dem Zusatzstoff 3 vermischt werden.
Wie veranschaulicht, ersetzt das Produkt aus der Rotationsmühle 22, ob durch den Mischer 26 oder nicht, 50–80 Gewichts-% Portlandzement im Mischer 24, um eine Produktleistung zu erhalten, die einer Schlackegüte von 120 entspricht, während gleichzeitig der Luftporengehalt in dem Beton unbeeinflusst bleibt, so dass der Beton mindestens 4 % Luftporen enthält.
Dem Fachmann ist des Weiteren klar, dass zwar zwei identische Rotationsmühlen bei 10 und 22 gezeigt sind, dass aber die Rotationsmühle 10 erneut verwendet werden kann, um dem Zusatzstoff 1, den sie zuvor erzeugt hatte, Flugasche und weitere Zusatzstoffe, wie zum Beispiel Zusatzstoff 2 und Zusatzstoff 3, zuzumahlen, anstatt zwei separate Rotationsmühlen bereitzustellen.
Das Endergebnis der oben beschriebenen Kombinationen ist eine Mindestvergrößerung der Flugascheoberfläche von 30 % auf eine maximale Vergrößerung der Oberfläche von etwa 70 %, wobei die Oberflächenvergrößerung die Möglichkeit bietet, sogar mit Aktivkohle kontaminierte Flugasche als einen Ersatz für teuren Portlandzement bei der Betonherstellung zu nutzen.
Mit Bezug auf die spezielle Mühle selbst, anstatt verschiedene Arten von Mühlen wie zum Beispiel eine Kugelmühle, eine Hammermühle, eine Rüttelmühle, eine Walzenmühle oder zahlreiche andere Arten von Mühlen zu verwenden, arbeitet die hier besprochene Rotationsmühle nach einem einfachen Trommeldesign, das sich mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit dreht und in dem sich ein speziell zusammengestelltes Gemisch aus Medien, wie zuvor beschrieben, befindet, so dass die spezielle Rotationsmühle beschickt, das Puzzolan verarbeitet und das verarbeitete Puzzolan ausgetragen werden kann, ohne dass je die Rotation der Mühle angehalten werden muss, sondern sie nur auf eine optimierte Rotation zum Entleeren zu verlangsamen braucht.
In einer Ausführungsform wird das Produkt in einen Port eingeführt. An diesem Punkt wird die Mühle gestartet und beispielsweise mit zwischen 20 und 40 U/min gedreht. In einer Ausführungsform hat der Zylinder einen Durchmesser von 6 Feet und eine Länge von 10 Feet, und hat einen Schlauchanschluss an jedem Ende an einem Schwenklager, wodurch sich die Trommel drehen kann, während gleichzeitig Luft auf einer Seite zugeführt und Produkt aus der anderen Seite entleert werden kann, während sich die Mühle weiter dreht. Luft wird eingeleitet, um die Mühlenprodukte aus dem Austrittsport durch eine speziell geschlitzte Austragsplatte herauszudrängen. Sobald das gewünschte Mahlergebnis erreicht wurde, dauert es je nach Anfangsbeladung der Mühle etwa 10 bis 15 Minuten, die Mühle zu leeren; an diesem Punkt wird sie neu beschickt.
Was den Mediengehalt der Mühle angeht, ist das Gemisch der Medien im Hinblick auf die Abstufungen und die konkrete Verarbeitung, die durch die Mühle erfolgen soll, wichtig. In einer Ausführungsform besteht das Gemisch der Medien aus ½-Inch-Zylindern und 1/8-Inch-Zylindern, denen 5/8-Inch-Zylinder in verschiedenen Kombinationen hinzugefügt werden können. Es ist anzumerken, dass man bei Verwendung von zwei Medien, beispielsweise eines 5/8-Inch-Zylinders und eines ½-Inch-Zylinders, dann die Mühle vielleicht eine Stunde lang drehen müsste, um das gewünschte Mahlergebnis zu erreichen. Wenn jedoch noch ein 1/8-Inch-Zylindermedium eingeführt wird, so kann die Mahldauer auf 15 Minuten verkürzt werden. Es ist zu beachten, dass in einer Ausführungsform die Mühle bis zur Hälfte ihres Volumens mit Medien gefüllt wird, während das zu mahlende Produkt die Füllung bis auf etwa zwei Drittel des Volumens der Mühle komplettiert.
Es wurde herausgefunden, dass durch die Verwendung von Chargen unterschiedlich großer Medien, in unserem Fall Keramikzylinder, d. h. 1 Inch zu 400 Pounds, ½ Inch zu 400 Pounds gegenüber ¼ Inch zu 800 Pounds oder anderen Größenkombinationen, die Effizienz für die Verarbeitung der Flugasche gesteigert werden kann.
Darüber hinaus ist festgestellt worden, dass sogar die Gesamt-Teilchengröße des Gesamtmaterials von beispielsweise 200 µm Spitzengröße und 25 µm Durchschnittsgröße auf 75 µm Spitzengröße und einen durchschnittlichen Durchmesser von 12 µm verringert werden kann. Darüber hinaus ist die Größenverringerung asphärischer Teilchen oder unregelmäßig geformter Schlacke oder Sand oder geschmolzener Teilchen, die im Brenner eines kohlebefeuerten Kraftwerks entstehen, enorm. Des Weiteren wird, wie oben angesprochen, die Größe sphärisch geformter amorpher Glasperlenteilchen nicht verringert, sondern diese werden einem Aufprall auf ihre Oberfläche ausgesetzt, um die Oberfläche zu vergrößern. Darüber hinaus werden alle nicht-sphärischen Teilchen und eine kleine Menge der sphärischen Teilchen, und zwar Cenospheres oder Kugeln mit geringer Festigkeit, beispielsweise mit 3.000–5.000 PSI Druckfestigkeit, auf nominell unter 25 µm, ausgehend beispielsweise von einer Größe von 200 µm, verkleinert. Das Mahlen erlaubt weiterhin, dass das verarbeitete Material eine gute Fließfähigkeit aufweist, wenn es in Mörtelmischungen getestet wurde, wobei eine geringe Menge Wasserreduzierer in Beton verwendet und in der gleichen Weise getestet wurde.
Kurz gesagt, verbessert in einer Ausführungsform die Vergrößerung der Oberfläche in dem Puzzolan um 73 % von 0,695 auf 1,263 m²/g die Reaktivität der Flugasche, wenn sie zusätzlich mit den oben genannten Zusatzstoffen behandelt wird, indem man Material, das sich in seinem natürlichen Zustand befindet, wenn es in einem Hochofen gebildet wurde, zementartig werden lässt, wenn es heruntergemahlen und mit Kalzium und anderen Beimengungen, wie zum Beispiel speziellen Carboxylaten, in Kontakt gebracht wird. Die Vergrößerung der Oberfläche bewirkt eine Beschleunigung der meisten zementartigen Reaktionen der Flugasche und erhöht deutlich die Aktivität der Gesamt-Flugasche im Vergleich zu nicht-heruntergemahlener Flugasche, nicht-oberflächengeschliffenen Kugeln und nicht-carboxylatbehandeltem Puzzolan.
Darüber hinaus ist entdeckt worden, dass ein spezielles Carboxylat die richtige Art von Flugasche aktivieren kann, und zwar Flugasche der Klasse F, die aus einer Mischung aus pulverförmiger Flussbeckenkohle und Braunkohle oder bituminöser Kohle vor dem Mahlen und Brennen in dem Hochofen hergestellt wurde, um zementartige Eigenschaften zu erhalten, ohne Portlandzement hinzufügen zu müssen, um Festigkeit zu erhalten.
Es ist des Weiteren zu beachten, dass die verwendete spezielle Mediencharge, die keramischer Natur ist, die erforderliche Behandlungszeit sowie die Drehzahl der Mühle und die Mediencharge im Verhältnis zur zu behandelnden Flugasche-Charge bestimmt.
Der Fachmann weiß, dass oben zwar das Mahlen von Flugaschepuzzolan beschrieben wird, dass es aber auch andere Puzzolane gibt, die von der hier besprochenen Mahltechnik profitieren. Zum Beispiel hat natürliches Puzzolan, wenn es dem hier besprochenen Mahlprozess unter Verwendung der gleichen Zusatzstoffe unterzogen wird, die gleiche Art von gesteigerter Produktleistung in Mörteln und Beton gezeigt.
In einer weiteren Ausführungsform wird Flugaschepuzzolan, das im Limestone-Kraftwerk erzeugt wurde, in einer Menge von 85 Gewichts-% Puzzolan verwendet, dem 15 Gewichts-% Ätzkalk hinzugefügt werden. Gibt man diese zwei Bestandteile in die Mühle und dreht diese beispielsweise 40 Minuten lang, so wird der Kalk praktisch in die Oberfläche des Puzzolans gehämmert, während das Puzzolan gleichzeitig aktiviert wird. Neben Ätzkalk kann man auch High-Dredging-Kalk verwenden, obgleich der Ätzkalk die besseren Resultate zu erbringen scheint. Es wurde herausgefunden, dass das Puzzolan-Ätzkalk-Gemisch für sich allein verwendet werden kann, um Beton mit mindestens der Güte 100 zu erreichen.
In einer weiteren Ausführungsform kann man das Puzzolan aktivieren, ihm Ätzkalk zumahlen und es dann in einer Menge von 4 % oder mehr dem behandelten Puzzolan aus einer separaten Rotationsmühle beigeben. Mit diesem Gemisch kann man bis zu 60 % Portlandzement ersetzen. Das Endergebnis ist ein aktiviertes Puzzolangemisch, das mindestens auf gleichem Niveau reagiert wie gemahlene Hochofenschlacke, die Beton mit einer Schlackegüte von 100 erzeugt.
In einer weiteren Ausführungsform verwendet man eine große Walzenmühle, mahlt das Puzzolan auf eine Oberfläche von mindestens 0,95 m²/g herunter und gibt das Produkt aus der hier besprochenen Mühle in einer Menge von 4 Gewichts-% bei, um Schlacke der Güte 100 zu erhalten. Durch weiteres Mahlen auf eine Gesamtfläche von 1,2 m²/g oder mehr und Verwenden des Kalk-Zusatzstoffs und eines High-Range-Wasserreduzierers kann man Schlacke der Güte 120 erhalten.
Bei einem weiteren Beispiel für die Produktion von Beton mit einer Schlackegüte von 120 nimmt man ein Puzzolan mit einer Ausgangsoberfläche von 1,158 m²/g und verarbeitet es in der hier besprochenen Mühle auf eine Oberfläche von 1,986 m²/g, um Schlacke der Güte von 120 zu erhalten, wenn sie nach dem Standard ASTM 989 getestet wurde.
Es können auch andere Zusatzstoffe und weiteres Mahlen neben anderen Zusatzstoffen verwendet werden, um die Einstufung auf Beton der Schlackegüte von 120 anzuheben. Dazu gehört die Verwendung einer sehr kleinen Menge von Kalziumaluminat-Zement oder beispielsweise 2 Gewichts-% Puzzolan, das mit einer Lithiumverbindung heruntergemahlen wurde und dann dem Puzzolanzement beigegeben wird. Es ist zu beachten, dass in einer Ausführungsform die Lithiumverbindung in einer Menge von 0,1 % oder weniger des Kalziumaluminats gemahlen wird, um das Kalziumaluminat zu beschleunigen, und auch, um Betonkonstruktionen vor Alkalisilica-Reaktivität zu schützen, da Lithium bekanntlich die Alkalisilica-Reaktivität oder ASR verringert.
Wir wenden uns nun 3 zu. Die spezielle Rotationsmühle 10 wird mit einer aus mehreren Medien bestehenden Charge beschickt. Die Mühle 10 ist mit einer mittigen Trommel 40 gezeigt, die mit Endplatten 42 und 44 versehen ist, welche die vorgemahlene Flugasche aufnehmen, die in ein Einlassrohr 46 eingeleitet wird.
Die Trommel 40 ist auf Antriebsrädern 48 und 50 montiert, die an einem Rahmen 52 gestützt werden, wobei das Rad 48 durch einen Motor 54 angetrieben wird, um die Trommel mit einer üblichen Drehzahl von 20–40 U/min zu drehen.
Wie noch besprochen wird, dienen die unterschiedlichen Medien in der Mühle dazu, die asphärische gemahlene Flugasche zu mahlen, während gleichzeitig die sphärischen Teilchen aufgeraut werden, ohne sie zu zerkleinern, so dass aktivierte Flugasche 56 durch ein Auslassrohr 58, das mit Drehkupplungen 60 und 62 ausgestattet ist, ausgeworfen wird.
In einer Ausführungsform wird aktivkohlekontaminierte Flugasche 12 in eine Luke 13 eingeleitet, während die Mühle in einem diskontinuierlichen Prozess betrieben wird, um der bei 13 eingeleiteten gemahlenen Flugasche Ätzkalk 14 zuzumahlen. Die Mühle ist mit einer Möglichkeit zum Injizieren von Ozon 16 ausgestattet, bis sie gefüllt ist, wie durch ein Ausgangssignal von einem Ozonsensor 17 angezeigt wird. Die typische diskontinuierliche Verarbeitungszeit zum Verarbeiten der kontaminierten vorgemahlenen Flugasche beträgt mindestens 30 Minuten und in der Regel zwischen 45 und 60 Minuten. Danach wird die Trommel 40 mittels Gasdruck am Rohr 46 geleert, um die aktivkohleneutralisierte aktivierte Flugasche durch das Rohr 58 und die Leitung 64 hinauszudrängen. Die aktivierte Flugasche hat zwar im Allgemeinen einen mittleren Durchmesser von weniger als 25 µm, doch insbesondere hat sie eine deutlich vergrößerte Oberfläche, wie zum Beispiel in Verbindung mit 1 beschrieben wurde.
Wir wenden uns 4 zu. Das Antriebsrad 48 treibt die Trommel 40 an, wobei das Rad 50 als ein mitlaufendes Stützrad fungiert. Im Inneren der Trommel 40 befinden sich eine Anzahl Rippen 70, die nach innen in das Innere der Trommel 40 hervorstehen. Des Weiteren ist eine geschlitzte Endaustrittsplatte 71 mit Schlitzen 72 gezeigt, durch die aktivierte Flugasche hindurch gelangt, wobei die Schlitze einen Filter für die aktivierte Flugasche bilden.
In 4 ist die Trommel 40 mit geschlitzten Platten 71 gezeigt, die mit einer Eingangssammelkammer 74 und einer Ausgangssammelkammer 76 durch Endplatten 42 und 44 hindurch in Strömungsverbindung stehen.
Die Trommel 40 ist mit einer speziell zusammengestellten Charge aus keramischen Medien vorbeladen, hier bei 80 gezeigt, die unterschiedlich große keramische Medien 82 und 84 enthalten. Deren Formulierung bestimmt den Betrag des Mahlens der in die Trommel 40 eingeleiteten Flugasche, wie bei 86 veranschaulicht, die mindestens ein Drittel des Volumens der Trommel 40 belegt, wie bei 88 veranschaulicht.
In einer Ausführungsform wird, wenn die vorgemahlene Flugasche durch die hier besprochene kleine Rotationsmühle 45 Minuten lang gemahlen wurde, die aktivierte Flugasche 88, deren Aktivkohlekontaminanten neutralisiert wurden, durch Schlitze 42 in der Austrittsplatte 71 ausgeworfen.
Was die Zusammensetzung der mehreren Medien angeht, kann diese Formulierung speziell zusammengestellt werden, wie oben angesprochen. Beispielsweise kann die Formel für die Medien ½ Inch große zylindrische keramische Medien, ¼ Inch große zylindrische keramische Medien, ¾ Inch große konische keramische Medien und acht Millimeter große Perlen enthalten. Wie ebenfalls oben beschrieben, kann man in einer anderen Formulierung ein Gemisch aus 5/8 Inch großen Zylindern mit ¾ Inch großen Konen und 1/8 Inch großen Zylindern verwenden, wobei es sich versteht, dass es viele verschiedene Medienkombinationen gibt, die in Kombination mit verschiedenen Arten von Flugasche und verschiedenen Verweildauern verwendet werden können.
Beispielsweise kann man in Abhängigkeit von der Medienformulierung die Verweildauer von beispielsweise einer Stunde auf weniger als 45 Minuten senken, wobei die Medien auf das behandelte Puzzolan oder die behandelte Flugasche abgestimmt werden.
Die hier besprochene Mühle kann somit in Abhängigkeit vom Gemisch der Medien in der Mühle und ihrer Konfiguration mehrere Komponenten unterschiedlich behandeln. Insbesondere mit Bezug auf die Behandlung von vorgemahlener Flugasche zum Herstellen von aktivierter Flugasche wirken die unterschiedlich konfigurierten Medien anders auf die asphärische zerkleinerte Flugasche als auf sphärische Perlen. Im Fall von asphärischen Flugascheteilchen werden diese weiter heruntergemahlen, ohne dass sphärische Flugascheteilchen zerbrochen oder gemahlen werden. Andererseits werden die sphärischen Glasperlen poliert, um diese Oberfläche aufzurauen. In beiden Fällen wird die Oberfläche der Flugascheteilchen vergrößert. Das heißt, für die asphärischen Teilchen wird die vergrößerte Oberfläche durch Mahlen erreicht, während für die Glasperlen die vergrößerte Oberfläche durch Aufrauen der Oberfläche der Perlen erreicht wird.
Das Endergebnis ist, dass man durch die Verwendung der speziellen kleinen Rotationsmühle die Oberfläche von vorgemahlener Flugasche ernorm vergrößern kann, um sie hinreichend zu aktivieren, um eine Produktleistung zu erhalten, die einer Schlackegüte von 100–120 entspricht, wenn sie dafür verwendet wird, einen Teil des Portlandzements zu ersetzen, der zur Herstellung von Beton verwendet wird, während gleichzeitig alle Aktivkohlekontaminanten neutralisiert werden.
Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen der verschiedenen Figuren beschrieben wurde, versteht es sich, dass auch andere ähnliche Ausführungsformen verwendet werden können oder dass Modifizierungen oder Hinzufügungen an der beschrieben Ausführungsform vorgenommen werden können, um die gleiche Funktion der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf irgend eine einzige Ausführungsform zu beschränken, sondern ist in ihrer Breite und ihrem Geltungsbereich gemäß den Formulierungen der beiliegenden Ansprüche auszulegen.

Claims

Verfahren zum Behandeln von in einer Rotationsmühle gemahlener, mit Aktivkohle kontaminierter aktivierter Flugasche dergestalt, dass die Menge an Luftporen in Beton, der aus aktivierter Flugasche hergestellt wurde, nicht negativ begrenzt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Behandeln der mit Aktivkohle kontaminierten Flugasche in einer Ozonbehandlungs-Rotationsmühle, in die Ozon eingeleitet wird, wobei die Ozonbehandlungs-Rotationsmühle die kontaminierte Flugasche unter Verwendung speziell zusammengestellter Medien mahlt; – Zumahlen eines Kalzium-Zusatzstoffs zu der ozonbehandelten Flugasche in einer zweiten Rotationsmühle, die speziell zusammengestellte Medien aufweist, um die Flugasche zu aktivieren und mit dem Kohlenstoff-Zusatzstoff zu beschichten; – Zumahlen der kalziumbeschichteten zugemahlenen Flugasche in einer dritten Rotationsmühle, die speziell zusammengestellte Medien zusammen mit ozonbehandelter Flugasche aus der Ozonbehandlungsmühle aufweist, um aktivierte Flugasche zu erzeugen, bei der die gesamte kontaminierende Aktivkohle neutralisiert wurde; und – Vermischen der aktivierten Flugasche mit einem Zuschlagstoff, Portlandzement und Wasser, um einen Beton mit mehr als 4 % Luftporen herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ozonbehandlungsmühle und die zweite und die dritte Rotationsmühle identisch konfiguriert sind.
Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren den Schritt umfasst, der ozonbehandelten kalziumbeschichteten Flugasche aus der zweiten Rotationsmühle einen High-Range-Wasserreduzierer zuzumahlen, um dadurch sicherzustellen, dass der Luftporengehalt in dem Beton größer als 4 % ist.
Verfahren zum Behandeln von mit Aktivkohle kontaminierter Flugasche dergestalt, dass die Menge an Luftporen in Beton, der aus der kontaminierten Flugasche hergestellt wird, nicht negativ begrenzt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Mahlen von mit Aktivkohle kontaminierter Flugasche in einer Ozonatmosphäre; und – Verwenden der ozonbehandelten Flugasche zum Herstellen von Beton.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die ozonbehandelte Flugasche aktiviert wird, um ihre Oberfläche zu vergrößern.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Flugasche ein Kalzium-Zusatzstoff in dem Aktivierungsprozess zugemahlen wird, um die Flugasche mit Kalzium zu beschichten.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der aktivierten Flugasche ein High-Range-Wasserreduzierer zugemahlen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die kontaminierte Flugasche in einer Rotationsmühle gemahlen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Rotationsmühle Medien enthält.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Medien speziell zusammengestellt sind.
Verfahren nach Anspruch 4, das des Weiteren den Schritt umfasst, die ozonbehandelte Flugasche und den Kalzium-Zusatzstoff in einer Rotationsmühle, die speziell zusammengestellte Medien aufweist, zuzumahlen.
Verfahren nach Anspruch 11, das des Weiteren den Schritt umfasst, der kalziumbeschichteten Flugasche ozonbehandelte Flugasche in einer Rotationsmühle, die speziell zusammengestellte Medien aufweist, zuzumahlen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die kalziumbeschichtete Flugasche in einer Rotationsmühle zugemahlen wird.
Verfahren nach Anspruch 13, das des Weiteren den Schritt enthält, einen High-Range-Wasserreduzierer zuzugeben, wenn die kalziumbeschichtete Flugasche zugemahlen wird.
Verfahren zum Reduzieren der Menge an eingemischtem Zementpulver je Yard zementartigen Gemischs, während die gleiche oder eine noch bessere Festigkeit erhalten wird als bei Verwendung von reinem Portlandzement in dem zementartigen Gemisch zum Herstellen von Beton, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Bereitstellen von aktivierter Flugasche, der ein Kalzium-Zusatzstoff und Polycarboxylat zugemahlen wurde, um mit Portlandzement vermischt zu werden, um Beton herzustellen; und – Verwenden des zementartigen Gemischs zum Herstellen von Beton.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei bei der Herstellung von Beton über 50 % des Gemischs die aktivierte Flugasche ist, wobei der Rest des Gemischs Portlandzement ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei alles Zumahlen in einer Rotationsmühle ausgeführt wird, die mit Medien gefüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Medien in der Rotationsmühle speziell zusammengestellt sind.