-
:Bieg -i#ntwic.Clung in der Aufbereitung und Verarbeitung der Grundstoffe
sowie deren Verwertung rücken das Problem der Verwendung der aus diesen Verfahren
stammenden Abfälle in den Vordergrund.
-
Die Erfindung nimmt Bezug auf die technischen Schwierig1ieiten bei
der Unterbringun:- der Flugaschen der Kofilenst@.ubfeueruri,---en, insbesondere
aber der der Steirkohlenstauäfeuerun@cen, weil hier die Unterbring:tngsmö lichkeiten
nicht so günstig liegen als beim Ta,ebau der Brallnkohlengruben, wo die Flugasche
zum Auffüllen der abgebauten Felder dienen kann. Allerdings ist ihre Verwendung
zu industriellen Zwecken sehr beschr-,:nkt. I Man muß wegen der staubigen :Beschaffenheit
der Flugasche, insbesondere der der Steinkohlenstaubfeuerungen und der bei den Kraftwerken
anfallen den großen Mengen z.B. große .Bunker, hydraulische Förderanlagen von einigen
hundert Ietern Länge, hintereinanderliegende Ascheteiche, die nach dem Absetzen
der Flutasche ausgebag-,ert werden müssen, bauen, bevor man die nunmehr wertlose
1Wasse auf die Halde kippen kann, wo sie u.U. wertvolles Gelände beansprucht.
-
Trotz erheblicher Bemühungen der Fachleute-und trotz ihrer puzzolanen
Ligenschaften ist es bisher nur in sehr beschränktere Umfang gelungen, Flugasche
zu industriellen Zwecken zu verwenden, wobei der Transport durch Silofahrzeuge erfol,men
muß, deren Urachten im Verhältnis. zum derzeitigen ,'fiert der Laduii# hoch sind
und deren Anzahl im Verhältnis zum Anfall der Flugasche minimal ist.
-
Ba es sich um die möglichst weite und breite Verwendung der Flugasb.e
handeln muß, sollen ihre Eigenschaften, wie puzzolanes Vermögen, Hohlraumgehalt
bei dichtester Lageruni mit 2o-28%, ihre spezifische Oberfläche, die zwischen 2ooo
und 3ooo qcm/- nach Blaine Test liegt, ihr spezifisches Gewicht, das zwischen 2,o
bis 2,65 schwanken kann, die Adsorptionsfähigkeit ihrer Teilchen gegenüber ;ilasser
und Ölen, die bläschenförmige Ausbildung der weitaus größten Anzahl ihrer Teilchen
von amorpher, glasiger, mineraler Masse, wobei die Teilchen häufig mit dünnen Häutchen
umgeben sind, berücksichtigt werden.
-
Zu beachten ist jedoch auch, daß selbst in der glasigen amorphen Masse
Teilchen von Ca0 und/oder 1,1g0 und/oder So3 und/oder P2o5 und/oder Alkalien auftreten
können, die eine schädigende Wirkung zB. im Mörtel oder im Beton haben können.
Nimmt
man nun z.2. eine Trockenmischung von 95 Gew.% Flugasche der Steinkohlenstaubfeuerungen
und 5 Gew.% Zement mit 17 Gew.% dieser Trockenmasse ,Jasser, so würde das ein Verhältnis
sein, das mit 1 Teil Zement und 3 Teilen `;iasser und 19 Teilen Flu7asche für die
normale Beton- oder Mörtelzubereitung un-ewöhnlich wäre: Aber die FlüF-ascne besitzt
die Feinheit von Zement und wo das nicht der Fall ist, kann bei der rierstellun:--;
der trockenen l;_ischung Fluzasche-Zement im Zwan:-smischer einer der Mischschare
durch einen Kollergang ersetzt werden, wodurch beim 1:;ischvorgang die Häutchen
auf -den Zementteilchen aufgerieben und dadurch nicht nur die spezifische Oberfläche
der Flu-asche vergößert, sondern auch gleichzeitig ihr Adsorptionsvermögen stark
vergrößert werden.
-
Wenn' aber beide Komponente beinahe gleiche spezifische Oberflächen
haben, kann man z.3. die trockene Hischun-r- auf den rotierender. Granulierteller
brin.-en und vom Beginn des i;in-#.-ritts bis zum Austritt die nachlaufenden 1,sassen
mit 17 Gew.;/. ihres iroc_-.en!-"e:"richtes mit Jasser fächerartig besrrühen. Dabei
wird sich das Nasser gleichmäßig über die gesamte Oberfläche sowohl der Flu;-asche-
als auch der Zementteilchen lagern und von den Ad sorptionskr^ften dort festgehalten
aerdeno Während der Eintritt der !juzzolanen Eigenschaften der Flugasche noch lange
auf sich warten läßt, beginnt kurze Zeit nach der ;-JasserberL_nrun bei der Masse
der in der Flugasche verteilten Zementteilche-n die Hydration. -iaan sollte annehmen,
daß durch den großen `lassersceicher auf der Oberfläche.der Flugasche diese Hydration
reibun^;slos verlaufen könnte.
-
Das ist aber nicht der Fall. Es kann trotz der großen -",'`assermenmen
in der 1Tähe der Zementteilchenund auf diesen nicht zur Bildung des erforderlichen
Bindemittelleims für die 1.Iasse der 2lugascheteilc--#e=L =--ommen, denn die als
Filme auf den zusammengeschobenen 1`lugascheteilchen lagernden Wassermengen werden
zum größten ibil- von den Adsorptions- -kräften festgehalten. Die durch die Hydrationswärme
und Affinität erzeugte Wasserwanderung hört bald auf, weil die weitaus größere Ober
fläche der Flugaschenmasse die Hydrationsw#-,.rme des Zementes wesentlich eindämmt.
-
Durch die Wasserwanderung sind die Filme auf den Oberflächen =der
Flugascheteilchen dünner und die Reibungswiderstände größer geworden. Eine weitere
Verdünnung der Filme entsteht durch das Drehen und Rollen der Pellets auf dem Granulierteller
und endet kurz bevor die Pellets , ihn verlassen.
:Die Pellets müssen
in diesem i#--ioment, in dem auf ihrer Oberfläche eine feuchte Schicht erscheint,
automatisch aus dem Verarbeitungsvorgang ausscheiden. `Dann das geschehen muß, ist
eine Frage der Feinheit der Flugasche und der Neigung des Tellers und muß durch
Versuche vor dem automatischen Ablauf der Herstellung der Pellets festgelegt werden.
-
=)urch das Pelletisieren und Aneinanderschieben der Teilchen entsteht
ein Druck, der mit der Fliehkraft einen Teil des "Tassers, das auf ihnen lagert,
nach außen an die Oberfläche der Pellets treibt. Dieses `Nasser wird von den im
äußeren Bereich er ku;Teli-f-#-en Pellets befindlichen Zementteilchen begierig aufgenommen,
so daß es dort -an der Oberfläche - zur Umhüllung einer dünnen Schicht zementverleimter
Flugascheteilchen kommen kann. Es entstehen dünne, porige Häutchen, die durch die
Kontraktion des Zementgels und die Verrin.=-er";ng der Viscosität einige 'Minuten
nach dem Beginn der Hydrabon bereits spröde sind und eine - wenn auch zunächst geringe
- Festigkeit aufweisen. Die Größe dieser Festigkeit hängt von der gleichmäßigen
Feinheit beider Komponenten und von ihrem Chemismus ab. Ferner sind für den Ablauf
von Bedeutung Durchmesser und iTei7ung des Granuliertellers. Im Wesentlichen beruht
unter den Häuten die weitere Entwicklung auf einer in das Innere drinzende Vergrößerung
des Reibunzswiderstandes aiz clz durch Verrin:Terung der Viscosität, die 'zur Erhärtung
und zur Bildung von in der gesamten liasse der _E.lugasche verteilten, purüitförmig
angeordneten festen Zementstützen- und -reibun!7sflächen führen.
-
Der nach Hummel ermittelte Druckzertrümmerungsgrad der mit einer Zugabe
von 5 - 1ö Gewichtsprozent Zement hergestellten Pellets zeigt deren Güte gegenüber
einigen anderen Leichtbetonstoffen (ermittelt am Korn 7/15 mm).
| Art des Zuschla:,.-stoffes Zertrümi:zerungsgrad |
| hellets mit 7,5 Gea.;"@ Zement 09342 - 09552 |
| Ziegelsplitt 09578 |
| haturbims 09577 - o,708 - 0,955 |
| Hizttenbims o,687 |
| Sinterbims 0,71o |
| Kesselschlacke. o,715 |
:Ein Maß ihrer Dichte ist die Wasseraufnahme (in Gewichtsprozent)
der trockenen Pellets
| nach 1 . L'1in 894 - 109 9 |
| 2 " 9,8 - 11 |
| 4 " 1o - 11,4 |
| 6 " 1o - 11,5 |
| 1o " 1o - 1195 |
| 15 " 1o - 11,5 |
| 25 " 1o,1 - 11,6 |
Damit ist die @:iasseraufnahme beendet.
-
Der gezielte Ablauf des "Jasserhaushaltes unter geringstem Eigenverbrauch
und schneller Abgabe des nicht benötigten Wassers ist für die .Verwendbarkeit der
Pelletsin der Bauindustrie von besonderer Bedeutung dies gilt besonders, wenn man
2luraschen von Stein- und Braunkohlens,taubfeuerungen mischt. Es ist die Ansicht,
daß Flugaschen der letzteren für die Bauindustrieen wegen ihres Chemismus nicht
verwendbar sind, nicht allgemein richtig.
-
Es gibt z.B. in Oesterreich und der Tschechoslowakei Plugäschen der
Bräunkohlenstaubfeueruns-;en, deren Chemismus mit dem der Flugaschen der Steinkohlenstaubfeueruneen
v""reitgehend übereinstimmt.
-
Auch kann man beide Kohlenarten gemischt verbrennen und bei der Auswahl
nücksicht auf den Chemismus ihrer Flugaschen nehmen. bin solches Verfahren ermöglicht
die Ausnutzung der puzzolanen @ipenschaften und beschleunigt deren 'drirkung bei
schneller Erhärtung-der Pellets.
-
Pan kann z.8. den höhen Gehalt der Braunkohlenstaubflugasche an Ca0
und die .auptbestandteile der -_'lugasche der Steinkohlenstaubfeuerungen zusammen
wirken lassen. Die Erhöhung der Anteile an 1,g0, `305, 2z05 und/oder der Alkalien
braucht nicht so bedeutsam zu sein, daß schädi= gende Wirkunzen eintreten, denen
man im übrigen durch sorgfältiges, genügendes Trockenmischen und damit gleichmäßiger
Verteilun:r dieser Stoffe über die ganze 1-.,lasse - Verhütung von Ziusammenballungen
- und durch die beschriebene Nasserführung entgegentreten kann. Die meisten der
zum Treiben neigenden Bestandteile der Flugasoheend wasserabhängi# Diese Tatsache
muß auch bei der Umhüllung der Pellets mit Bindemittel,-leim beachtet werden, der
dementsprechend wenig Anmachwasser enthalten soll.
Damit die Pellets
nicht zementhaltiges jasser aus dem Bindemittelleim ziehen, werden sie vor der Umhüllung
genäßt und die aufgesogene Wassermenge z.T. auf die T-Ienge des Anmachwassers angerechnet.
-
Bei und nach der Hydration des Bindemittels wird das vorher zum Nässen
verwandte `Nasser aus den Pellets wieder abgesozen, so daß sie sehr schnell trocknen,
während der Bindemittelleim entsprechend feucht gehalten wird.