DE1646397B2 - Verfahren zur herstellung eines hydraulischen zementes aus kalkstein und bauxit - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines hydraulischen zementes aus kalkstein und bauxitInfo
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Classifications
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Description
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird als hydroxydhaltiger Zuschlag gelöschter Kalk in
einer solchen Menge zugesetzt, daß die Gesamtmischung 10 bis 30 Gewichtsprozent davon enthält.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines hydraulischen Zementes wird im einzelnen wie
folgt durchgeführt:
Zunächst wird die als Ausgangsmaterial verwendete Rohmischung, die aus Siliciumdioxyd, Kalk und
Magnesiumoxyd enthaltenden Komponenten und Aluminiumoxyd und Eisenoxyd enthaltenden Komponenten
besteht, in einer oxydierenden Atmosphäre aufgeschmolzen, abgeschreckt und zusammen mit den
hydroxyd- und sulfathaltigen Zuschlägen gemeinsam auf Zementfeinheit vermählen, oder die gemahlene
Schmelze wird mit den getrennt gemahlenen Zuschlagen vermischt, wobei in jedem Falle die Zusammensetzung
des Gesamtgemisches so eingestellt wird, daß ein Basizitätsverhältnis entsprechend der vorstehend
angegebenen Definition innerhalb des Bereiches von 1,0 bis 1,8 erzielt wird. Dabei bedeuten in
der oben angegebenen Formel die einzelnen Klammerausdrücke die Molbruchteile der jeweiligen Verbindung.
Nachfolgend sind einige Berechnungsbeispiele für das Basizitätsverhältnis angegeben:
15
Oxyd
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
Menge des Oxyds,
Gewichtsteile
Gewichtsteile
30,0
22,2
22,2
5,0
35,0
35,0
7,5
Molverhältnis
30,0 60,09 22,2 101,96
5,0 159,70
35,0 56,08
7,5 40,32
= 0,499 = 0,218 = 0,031 = 0,624 = 0,186
Basizitätsverhältnis = 0,624 + 0,186 + 0,218 + 0,031 ^ 1,059
0,499 + 0,218 + 0,031 ~~ 0,748
0,499 + 0,218 + 0,031 ~~ 0,748
= 1,42.
Zum Schmelzen der Ausgangsmischung wird ein Ofen verwendet, der auf eine Temperatur von vorzugsweise
etwa 1000C über der Schmelztemperatur der Mischung gebracht wird. Die dabei erhaltene Schmelze
wird entweder kontinuierlich oder in Chargen abgenommen und anschließend abgeschreckt, vorzugsweise
unter Verwendung eines Wasserstrahls, der Vorzugsweise unter Druck zugeführt wird, um eine maximale
Verglasung zu erzielen.
Das dabei erhaltene abgeschreckte Material wird bei einer möglichst niedrigen Temperatur getrocknet, um
eine Entglasung zu vermeiden und anschließend in einer Rohrmühle oder einer in der Zementindustrie
üblicherweise benutzten Mühle zementfein vermählen. Während des Vermahlens wird als Hydroxylionen
liefernder Zuschlag gelöschter Kalk oder Portland-Zement-Klinker zusammen mit Gipshalbhydrat als
sulfathaltigem Zuschlag zugegeben. Die abgeschreckte Schmelze kann aber auch vorher gemahlen und anschließend
mit den getrennt gemahlenen Zuschlägen gemischt werden. Der Sulfatgehalt der Mischung sollte
vorzugsweise bei 2,5 Gewichtsprozent, berechnet als SO3, liegen. Die Feinmahlung erfolgt bis zu einer
Größenordnung der Oberflächenvergrößerung von 3000 bis 4000 cm2/g.
Die nach dem Verfahren der Erfindung erhältliche abgeschreckte Schmelze kann beispielsweise die folgende
Zusammensetzung aufweisen:
SiO2 28,2 Gewichtsprozent
Al2O3 19,4 Gewichtsprozent
Fe2O3 3,0 Gewichtsprozent
CaO 38,4 Gewichtsprozent
MgO 10,3 Gewichtsprozent
Basizitätsverhältnis = 1,69.
Diese Schmelze wurde mit üblichem Portland-Zement-Klinker im Verhältnis von 75 Gewichtsteilen
der abgeschreckten Schmelze zu 25 Gewichtsteilen des Portland-Zement-Klinkers und zu 6 Gewichtsteilen
Gipshalbhydrat bis auf eine Feinheit von 4400 cm2/g vermählen, wobei sich bei einem Wasser-Zement-Verhältnis
von 0,4 die nachfolgend angegebenen Druckfestigkeiten ergaben:
Nach 3 Tagen 215 kg/cm2,
nach 7 Tagen 305 kg/cm2,
nach 28 Tagen 500 kg/cm2.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen eines hydraulischen wirtschaftlich machen.
Zementes aus Kalkstein und Bauxit, dadurch 5 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein
gekennzeichnet, daß aus einem Verun- neues Verfahren zum Herstellen eines hydraulischen
reinigungen und weniger als 70 Gewichtsprozent Zementes aus Kalkstein und Bauxit anzugeben, das
CaCO3 enthaltenden Kalkstein mit einem MgO-Ge- die vorstehend geschilderten Nachteile nicht aufweist,
halt von 6 bis 10 Gewichtsprozent und Bauxit mit d. h. das keine umständlichen und kostspieligen Aufeinem
Gehalt von 2 bis 6 Gewichtsprozent Fe2O3 in io bereitungsprozesse erfordert und dennoch die Mögoxydierender
Atmosphäre eine Schmelze herge- lichkeit bietet, kalkarme Kalksteinausgangsmaterialien
stellt und das abgeschreckte Material zusammen mit einem verhältnismäßig hohen Magnesiumoxydmit
hydroxyd- und sulfathaltigen Zuschlagen, wie gehalt neben eisenhaltigen Bauxitausgangsmaterialien
gelöschtem Kalk oder Portland-Zement-Klinker, zu verwenden und das dennoch zu befriedigenden Er-
und Gipshalbhydrat, gemeinsam auf Zementfein- 15 gebnissen in bezug auf die Korrosions- und Festigheit
vermählen oder die vermahlene Schmelze mit keitseigenschaften des dabei erhaltenen hydraulischen
den genannten vermahlenen Zuschlägen vermischt Zementes führt.
wird, wobei die Zusammensetzung des Gesamt- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
gemisches einem Basizitätsverhältnis Verfahren zum Herstellen eines hydraulischen Zemen-
20 tes aus Kalkstein und Bauxit gelöst, das dadurch ge-
(CaO) + (MgO) + (Al2O3) + (Fe2O3) _ g kennzeichnet ist, daß aus einem Verunreinigungen und
(SiO2) + (Al2O3) + (Fe2O3) ~ ' ' weniger als 70 Gewichtsprozent CaCO3 enthaltenden
Kalksandstein mit einem MgO-Gehalt von 6 bis
entspricht. 10 Gewichtsprozent und Bauxit mit einem Gehalt von
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 2 bis 6 Gewichtsprozent Fe2O3 in oxydierender Atmozeichnet,
daß die Ausgangsmischung fein gemahlen Sphäre eine Schmelze hergestellt und das abgeschreckte
und bei einer Temperatur von etwa 10O0C über Material zusammen mit hydroxyd- und sulfathaltigen
der Schmelztemperatur der Mischung geschmolzen Zuschlägen, wie gelöschtem Kalk oder Portland-
und die Schmelze mit einem Wasserstrahl zu einer Zement-Klinker, und Gipshalbhydrat, gemeinsam auf
glasartigen Masse abgeschreckt wird. 30 Zementfeinheit vermählen oder die vermahlene
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da- Schmelze mit den genannten vermahlenen Zuschlägen
durch gekennzeichnet, daß als hydroxydhaltiger vermischt wird, wobei die Zusammensetzung des GeZuschlag
Portland-Zement-Klinker in einer solchen samtgemisches einem Basizitätsverhältnis
Menge zugesetzt wird, daß die Gesamtmischung 25
bis 65 Gewichtsprozent davon enthält. 35 (CaO) + (MgO) + (Al2O3) + (Fe2O3) = j 0 bis 1 8
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da- (SiQ2) + (Al2O3) + (Fe2O3) ~~ '
durch gekennzeichnet, daß als hydroxydhaltiger
durch gekennzeichnet, daß als hydroxydhaltiger
Zuschlag gelöschter Kalk in einer solchen Menge entspricht.
zugesetzt wird, daß die Gesamtmischung 10 bis Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erst-
30 Gewichtsprozent davon enthält. 40 mais möglich, auch minderwertige Kalksteinvorkom
men technisch zu verwerten, d. h. als Ausgangsmate-
rial einen Kalkstein mit einem hohen Kieselgehalt und
einem niedrigen Kalkgehalt zu verwenden, wie er bei den bisher bekannten Verfahren nicht eingesetzt wer-
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Her- 45 den konnte. Erfindungsgemäß kann auch ein Bauxit
stellung eines hydraulischen Zementes aus Kalkstein mit einem verhältnismäßig hohen Anteil an Eisenoxyd
und Bauxit. als Ausgangsmaterial eingesetzt werden. Damit ist es
Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von hy- nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, auch
draulischen Zementen aus Kalkstein und Bauxit be- die kalkarmen Kalksandsteinvorkommen und die in
kannt, diese erfordern jedoch die Verwendung eines 5° tropischen und subtropischen Ländern weit verbreite-Kalkstein-Ausgangsmaterials,
dessen CaCO3-Gehalt ten eisenhaltigen Bauxite in großtechnischem Maßstab
innerhalb eines Bereiches von etwa 77 bis 80% liegt zur Herstellung von hydraulischen Zementen zu ver-
und dessen Magnesiumoxydgehalt im allgemeinen 5 % wenden. Da die dabei erhaltenen hydraulischen Zenicht
übersteigt, da höhere Magnesiumoxydanteile den mente nur geringe Menge an Calciumhydroxyd entZement
brüchig machen (vgl. die britische Patent- 55 halten, binden sie fester und dauerhafter ab und sind
schrift 232 898 und die S. 735 bis 755 des Buches somit gegen den Angriff von sulfathaltigem und
»Zement-Chemie« von Hans Kühl, Bd. II, 1958). schwach saurem Wasser beständig.
Es ist nun aber bekannt, daß es in vielen Ländern Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfin-
Kalksteinvorkommen gibt, die CaCO3 nur in unzu- dung wird in dem beanspruchten Verfahren die Ausreichender
Menge neben anderen Bestandteilen, wie 60 gangsmischung fein gemahlen und bei einer Tempe-Quarz,
Lehm, Glimmer, enthalten, so daß sie für die ratur von etwa 10O0C über der Schmelztemperatur der
Herstellung von hydraulischen Zementen nach den Mischung geschmolzen, und die dabei erhaltene
bekannten Verfahren ungeeignet sind. In einigen Schmelze wird mit einem Wasserstrahl zu einer glasanderen
Fällen enthalten solche Kalksteinvorkommen artigen Masse abgeschreckt.
noch große Anteile von Magnesiumoxyd in Form von 65 Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird als hy-Dolomit,
so daß auch diese Ausgangsmaterialien für droxydhaltiger Zuschlag Portland-Zement-Klinker in
die obengenannten bekannten Verfahren ungeeignet einer solchen Menge zugesetzt, daß die Gesamtsind.
Zwar können einige dieser Kalksteinvorkommen mischung 25 bis 65 Gewichtsprozent davon enthält.
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