DE1231154B

DE1231154B - Verfahren zur Herstellung hochfester Kalksand-Formkoerper

Info

Publication number: DE1231154B
Application number: DER41054A
Authority: DE
Inventors: Adrian Ottenheym; Dipl-Phys Dr Guent Radermacher; Dipl-Chem Dr Josef Wuhrer
Original assignee: Rheinische Kalksteinwerke GmbH
Current assignee: Rheinische Kalksteinwerke GmbH
Priority date: 1965-07-09
Filing date: 1965-07-09
Publication date: 1966-12-22
Also published as: BE683419A

Description

Verfahren zur Herstellung hochfester Kalksand-Formkörper Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hochfester Kalksand-Formkörper, im wesentlichen bestehend aus feinteiligem Quarz mit Korngrößen unterhalb 90 #t, Kalk und gegebenenfalls gröberen Zuschlagstoffen durch intensives Mischen, Verdichten der Mischung zu Formkörpern und einer hydrothermalen Härtung.
Die Herstellung von Formkörpern, insbesondere für die Bauindustrie, aus Kalk und Sand gegebenenfalls unter Zusatz von Zement, ist an sich bekannt. Bisher wurden durch verschiedene Verfahrensvarianten höchstens Festigkeith um 2000 kg/CM2 erreicht, z. B. wird in der deutschen Auslegeschrift 1172-594 ein Herstellungsverfahren beschrieben, bei welchem Quarzmehl mit Kalkhydrat im Molverhältnis von 1 : 1 d. h. im Gewichtsverhältnis von etwa 45: 55 und bis zu 650/, Zuschlagstoffen unter Zusatz einer bestimmten Wassermenge innig gemischt, geformt, unter Rütteln, Stampfen u. dgl. verdichtet und schließlich mit Wasserdampf in bestimmter Weise gehärtet wird. Diese Formkörper sollen Druckfestigkeiten bis zu 1200 kg/CM2 erreichen.
Nach der britischen Patentschrift 943 018 wird der Quarzsand einer Schlagbeanspruchung in einem sogenannten Desintegrator unterworfen. Mit derartig behandeltem Quarzsand sollen Kalksand-Formkörper mit Festigkeiten bis zu 2000 kg/cm2 erzielbar sein.
Sämtliche bisher bekanntgewordenen Verfahren bestehen in Variationen einzelner Herstellungsschritte, z. B. Behandlung des Ausgangsmaterials, besonderer Art der Vermischung, Kalkanteil in der Mischung, Verdichtungsmethoden und in Änderungen des Härteverfahrens. Auf diese Weise sind bisher nicht höhere Festigkeiten erzielt worden als etwa 2000 kg/CM2.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß man zu wesentlich höheren Festigkeiten, und zwar bis zu 3000 kg/cm2 und mehr kommen kann, wenn man ein bestimmtes Kornband des feinteiligen Quarzes verwendet und die Calciumoxyd- bzw. Caleiumhydroxydmenge sowie die Aufheizzeit zur hydrothermalen Härtung in bestimmter Weise einhält.
Die vorliegende Erfindung besteht in der Kombination folgender Merkmale: a) Das Kornband des feinteiligen Quarzsandes liegt im Bereich 5 bis 90 #t innerhalb der Körnungsaien A und B nach Schaubild 1.
b) Die Menge an Calciumoxyd beträgt, bezogen auf den feinteihgen Quarzsand, mindestens 12 Gewichtsprozent, vorzugsweise 16 bis 35 Gewichtsprozent (oder die äquivalente Menge Calciumhydroxyd). e) Bei der Aufheizung zur hydrothermalen Behandlung beträgt die Zeit bis zur Erreichung einer Temperatur von 120'C mindestens 45 Minuten.
Die Definition, daß die Menge an Caleiumoxyd mindestens 12 Gewichtsprozent, vorzugsweise 16 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf den feinteiligen Quarzsand, beträgt, bedeutet beispielsweise bei 12 Gewichtsprozent Ca0 88 Gewichtsprozent Quarzsand, bei 16 Gewichtsprozent Ca0 84 Gewichtsprozent Quarzsand. Dies schließt nicht aus, daß darüber hinaus andere Stoffe zugesetzt werden. Bei der Festlegung des Calciumoxydgehaltes bleiben letztere unberücksichtigt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenigstens einen Teil der Zuschlagstoffe zwischen 90 #t und 1 mm zu wählen und deren Kornband auf das Feinkom derart abzustimmen, daß das Kornband des feinteiligen Quarzes und der Zuschlagstoffe zwischen 5 #t und 1 mm innerhalb der Körnungslinien A und B gemäß Schaubild 1 liegt.
Es ist weiterhin vorteilhaft, die Menge an Calciumoxyd oder die äquivalente Menge an Calciumhydroxyd so zu wählen, daß mindestens 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 13 bis 20 Gewichtsprozent Ca0, bezogen auf das Kornband 5 #t bis 1 mm, in der Mischung vorhanden sind. Ein Teil des Caleiumoxyds bzw. des Calciumhydroxyds kann in bekannter Weise durch die etwa 1,5fache Menge Zement ersetzt werden.
Bei Verwendung technischer Produkte, wie Weißfeinkalk oder Weißkalkhydrat, sind die darin enthaltenen Beimengungen oder Verunreinigungen zu berücksichtigen.
Es ist vorteilhaft, hochfeste Zuschlagstoffe wie Quarzsand, Kies, Basalt, Olivin, Kalkstein u. a. zu verwenden. Selbstverständlich verringern sich die Festigkeiten, wenn man den Anteil der Zuschlagstoffe sehr hoch wählt.
Es hat sich überraschenderweise erwiesen, daß die angestrebten Festigkeiten unabhängig von der Art und Weise der Zerkleinerung des Quarzsandes sind. Man kann daher das Kornband gemäß-vorliegender Erfindung aus natürlichen Vorkommen, aus gemahlenem Quarz und/oder aus schlagbehandeltem Quarz zusammenstellen. Man ist daher unabhängig von speziellen Z6rkleinerungsmethoden oder -vorrichtungen.

Die Körnungen des feinteiligen Quarzes zwischen 5p. und 90p. und gegebenenfalls des Zuschlages von 90 p. bis 1 mm andererseits müssen erfindungsgemäß innerhalb der Körnungslinien A und B gemäß Schau-bild 1 liegen..Die. folgende Tabelle ist eine Gegenüberstellung der Körnungslinien A, B und C (als Beispiel) gekennzeichnet als Rückstände R in Prozenten.

Komgröße Kömungslinien

M #t E# C A

5 70,5 89,5 93,8

10 59,5 85,5 91,7

20 40,2 78,8 88,1

30 26,1 72,4 84,9

40 15,7 66,6 81,8

60 4,0 56,0- 75,3

.90 0,0 43,0 66,1

200 14,5 37,4

315 4,0 18,1

500 0,4 5,2

630 0,0 2,0

1000 0,0

I Schaubild 2 gibt die erreichbaren Festigkeiten in Abhängigkeit vom Calciumoxyd bzw. Calciumhydroxydgehalt wieder. Die Festigkeit wurde mit einer Quarzkörnung nach Körnungslinie C gemäß Schaubild 1 erzielt. Es zeigt sich, daß die erzielbaren Festigkeiten unterhalb 10 Gewichtsprozent Calciumoxyd sehr stark abfallen und daß Caleiumoxydgehalte von .mehr als 20 Gewichtsprozent keine wesentliche Festigkeitssteigerung ergeben.

Es ist erforderlich, die Ausgangsstoffe nach Zugabe von Wasser, zweckmäßig 6 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 7 bis 9 Gewichtsprozent, intensiv zu mischen. Wird für die Mischung Branntkalk verwendet, so ist außerdem die zur Ablöschung des Kalkes erforderliche Wassermenge zuzusetzen. Dies kann in einem Zwangsmischer oder Mischkollergang erfolgen. Beispielsweise wird durch Verlängerung der Mischzeit von 5 auf 20 Minuten z. B. in einem Mischkollergang unter sonst identischen Herstellungsbedingungen eine Festigkeitssteigerung nach der Dampfhärtung von fast 20 % erzielt. Eine darüber hinaus länger dauernde Vermischung ergibt keine weitere wesentliche Festigkeitssteigerung.
Nach der Mischung werden die Massen in üblicher Weise durch Pressen, Rütteln, Stampfen, Vibrieren u. dgl. gegebenenfalls auch unter Vakuum geformt und verdichtet, wobei man durch intensive Verdichtung eine weitere Steigerung der Druckfestigkeit erzielen kann. Zweckmäßig wird die Verdichtung derart vorgenommen, daß die gehärteten Formkörper eine Rohdichte von wenigstens 1,8 aufweisen.
Die Formkörper werden schließlich durch eine hydrothermale Behandlung gehärtet. Dies geschieht im allgemeinen mit gesättigtem Wasserdampf in geschlossenen Behältern. Erfindungsgemäß soll bei der Aufheizung zur hydrothermalen Behandlung die Zeit bis zur Erreichung einer Temperatur von 120'C mindestens 45 Minuten betragen. Die Temperatursteigerung sollte dabei vorteilhafterweise gleichmäßig erfolgen. Die weitere Aufheizung zur eigentlichen hydrothermalen Behandlung, die bis Temperaturen von wenigstens 170'C stattfinden soll, und die Dauer dieser Behandlung kann dann in üblicher Weise erfolgen. Das langsame und gleichmäßige Aufheizen kann z. B. in einer Vorwärmkammer durchgeführt werden unter. Ausnutzung des Abdampfes der Härtekessel.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung hochfester Kalksand-Formkörper im wesentlichen bestehend aus feinteiligem Quarz mit Korngrößen unterhalb 90 tt, Kalk oder kalkhaltigen-Bindemitteln, z. B. Zement -und gegebenenfalls gröberen Zuschlagstoffen durch intensives Mischen, Verdichten der Mischung zu Formkörpern und einer hydrothermalen Härtung gekennzeichnet durchdieKombination folgender Merkmale: a) Das Kornband des feinteiligen Quarzsandes liegt im Bereich 5 bis 90 #t innerhalb der Körnungslinien A und B nach Schaubild 1, b) Die Menge an Calciumoxyd beträgt, bezogen auf den feinteiligen Quarzsand, mindestens 12 Gewichtsprozent, vorzugsweise 16 bis ' 35Gewichtsprozent (oder die äquivalente Menge Calciumhydroxyd), c) Bei der Aufheizung zur hydrothermalen Behandlung beträgt die Zeit bis zur Erreichung einer Temperatur von 120'C mindestens 45 Minuten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zuschlagstoffe insbesondere aus Quarz verwendet werden, derart, daß, die Kornbänder der Körnungen zwischen 90 li und 1 mm innerhalb der Körnungslinien A und B gemäß Schaubild 1 liegen. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Caleiumoxyd oder eine äquivalente Menge Caleiumhydroxyd in einer Menge von 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 13 bis 20 Gewichtsprozent Ca0, bezogen auf den feinteiligen Quarzsand und die Zuschlagstoffe bis 1 mm Korngröße, in der Mischung vorhanden ist. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasseranteil, bezogen auf die trockenen Ausgangsstoffe, 6 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 7 bis 9 Gewichtsprozent beträgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1172 594; Zeitschrift »Zement - Kalk - Gips% Sonderheft 2, Dez. 1952, S. 25.