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Vorfah...ren zur iierstellun. darnpfgehür aus nückständen
der Judaindustrie üie L#Yfindung betrifft ein Verfahren zur lierstellunfdampfgehärteter
Dindemittelerzeugnisse auf der Basis aller in der jodaindustrie anfallenden nückstände
unter Zusatz kieselsäurereicher Laterialien, t'asser und Treib--oder Schaumitteln.
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Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung dampfgec-I härteter Bindemittelerzeugnisse
aus Kalk und eineia Zusatz von So'darUckständeng wie Destiller- Schlämmen, Schlacke
oder ische und ;3and bekannt» wobei nach erfolgter Mischung in Pressen unter )ruck
2ormline,-e hergeestellt werden, die einer zehn- bis zwölfstUndigen Vorbehandlung
mit trockener Wärme unterworfen und danach unter i)ampfdruck zu Kunststeinen erhärtet
werden. Bekannt ist auch ein anderes Verfahren zur lierstellunc ci dampfgehärteterporöser
Kunstateine aus feir4,!emahlenen Gemischen von gebranntem, ungelöschtem hochwerti-;em,
U Kalk mit hohem Gao-Gehalt sowie kieselsäurereichen 1Ä"aterialien oder Gesteineng
Wasser und einem iv.etall in Pulverform, daßim Gemisch üas l#ntwickeln kann, wobei
das löschen des Kalkes und zugleich das t#rhärten der damit zubereiteten Xasse durch
Zusatz eines feiiii;emahleneng hydratisierbaren, ailikathalti#gen liaterialu, wie
Portlandzement oder eines wasserlöslichen, silikathaltigen lij.Iaterials, wie in
Voi-'bjindun,-- mit einem aulfathalti -en itoi'f so jer#,--U -ert IaL die LI',#r
die Porenbildung g##nsti"iite Lifer .?z.;30e erhalten bleibt. Das feirl,;eria-lilene,
in einer Wenge von 3 bis 2o Gew.-1,Zj der trockenen Lestandteile und elie
wässrige Lösung eines uilikates der blischung in einer Menge von 3 bis
5 litern Jasser., t t-las von 104 bis li,38 9/em
3 der hergestellten 14aase zugegeben-. i)er"a"Ülfathaltije Stoff wird, wenn
es sich um ci Xalziumaulfat handelt, in einer Llenge von mindestens
lo.
0,0' der Menge des feingemahleneng hydratisierbaren, silikathaltigen !Materials
zugesetztg wobei ein Teil dieses Stoffes in Form von Alkalisulfat beigegeben wird,
Es ist auch schon ein Verfahren zur Herstellung von Bindemittelerzeugniesen
unter -uTuckbedampfung vorbeschrieben, nach welchem durch Vermischung von Kalziumkarbonat
enthaltenden Abfallprodukteng beispieleweise der Jodaindustrieg mit Anregern in
Form von kieselsäurereicheng hydratisierbaren und/oder hydratisierten Otoffen sowie
Nasser und Treibmitteln, der Anteil an Kalklinsen mit mindestens 8, vorzugsweise
11 bis 17# freiem Kalk im Gesamtgemisch mindestens 70 % beträgt. Die
Herstellung solcher Bindemittelerzeugnisse erfolgt in hochkantstehenden Formen,
in denen die Höhe des eingefüllten breiförmigen Gesamtgemisches mindestens
32 cm beträgt. Zur hydrothermalen Erhärtung sind stehende Autoklaven vorgesehen.
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Das zuerst beachriebeneg bekannte Verfahren unter Verwendung eines
Zusatzes von Sodarückständen in Form von Destillerachlämmen, Schlacke oder Asche
und Zusatz von Sand hat den Nachteil, daß nicht alle in der Sodainduatrie anfallenden
Rückstände zu Lindemitteln verarbeitbar sind. Außerdem muß auch noch hochweruiger
eebrannter Kalk eingesetzt werden.
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Vor der Dampfdruckerhärtung muß eine Verdichtung des ii.aterials durch
Pressung unter hohem Druck und eine zehn- bis zwölfstündige Vorbehandlung der Pormlinge
mit trockener färme erfolgen. Dieses Verfahren ist nomit verhältnismäßig ix tändlich
und deshalb unwirtschaftlioh. Auch zUssen schwere Pressen zur VorfUgung stehen$
die nicht immer vorhanden sind. Die
Vorbeilandlung mit trockener
;lärm-e ist nicht nur zeitraubend, sondern bedinL;t auch noch einen erheblichen
i#nergieverbrauch sowie einen zusätzlichen technischen Aufwand. Insbesondere die
Herstellung großformati,#er Bindemittelerzeugnisse von der ilühe eines Üebäudegeschosses
und mehr ist nach diesen bekannten Verfabreng weGen der erforderlichen hohen Verdichtung
des .iatei-ials und der dadurch notwendijenschweren Pressen und Preßwerkzeuge, sehr
kostapieli#,D,0 Bei dem vorstehend an zweiter Stelle beschriebenen bekannten Verfahren
zur Herstellung darilpfgehärteter poröser Kunsteteine auo feing-emahlenen Gemischen
von gebranntem, ungelöschtem, hochwertigeniKalk mit hohem CaO-Gehalt unter Zusatz
kieselsäurereicher Materialien oder Gesteine, a-isser und e:Liem 'Metall in lulverfoi-iü
ermöZlicht überhaupt nicht die Verarbeitung von 1tückständen aus der Jodaindustrie.
ßbenfalls nachteJ1ig istg daß auch hochwertiger Brandkalk zugesetzt werden muß.
Ler erforderliche, verhältnismäßig hohe Anteil an #uarzmehl macht das Gemisch schwer
und bedin.t deshalb einen erhöhten .2insatz an Treibmitteln, um die angestrebte
leichte.aohdichte zu erzielen. Doch bleibt der erhöhte Anteil an -#uarzmehl auch
noch in anderer Hinsicht nachteilig.
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Wenn -indemittelerzeugnisse von großer 'Höhe c z.B. von der
Höhe eines Gebäudegeschosses und mehr,hergestellt werden sollen, hat das schwere
Silikat immer das Bestreben, in dem breiförmigen 'üesamtgemisch nach unten zu sinkene
Geschieht dies trotz des erhöhten Zusatzes von Treibmitteln, ergeben sich beim Fertigprodukt
über den Querschnitt der Höhe nach ungleichmäßige Festigkeiten. Ein zu hoher Einsatz
an Treibmitteln führt aber andererseits zu weiteren, der Fachwelt bekannten nachteiligen
Folgen. j)ie bei diesem VerfL.hren außerdem nOch O'rforderlichen Zusätze an hochkonzentriertem
Jasser-£laßt Kalziumsulfat und Alkallsulfat sind teuer. 1)je
nachteiligen
itirkungen von Glips in dieser i#-ienge auf das Fertigprodukt, hinsichtlich der
2chwindunge- und Dehnungsgefahrg sind der i#-aehijelt hinreichend bekannt, Durch
die Vielzahl der erforderlichen und zu verarbeitenden Komponenten ist auch dieses
Verfahren verhältnismäßig um tändlich und unwirtschaftlich.
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Das vorbesehriebene Verfahren zur herstellung dai-iipfgehärteter Bindemittelerzeugnisse
ermö6licht zwar eine Verarbeitung von Kalklinsen und gleichartigen ,eststoffen aus
tückständen der '%:jodaindustrie als 'L.auptbestandteil. jin #uarzmehl und Treibmitteln
kommen auch nur verhältnismäßig geringe e-.'engen zum. £slnsatz und bei einer
Rohdichte von 0,75 bis o.9 sind danach Bindemittelerzeugnisse von Geschoßhöhe
und mehr in hochkantetehenden Formen in stehenden Autoklaven herstellbar.
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Es fallen in der j-odaindustrie aber nicht nur solche festen Bestandteile
als iibfallprodukte, sondern auch noch erheblich größere Lengen an üestiller-Schlämmen
an.
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Diese Jestiller- Schlämme werden in Teiche eingespült, die speziell
zu diesem Zweck angelegt werden müssen. .)urch sie geht hochwertiger Boden seiner
landwirtschaftlichen Nutzung in zunehmendem 1.,aße verloren.
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üas zuerst beschriebene bekannte Verfahren ermöglicht zwar auch eine
Verarbeitung von -jestiller-SchlämmeiL.
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£s konnte sieh jedoclig wegen der anj#efUhrten Nachteile, im
3roßen 'Laßstabe in der 1-raxis nicht durchsetzen.
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Und doch sind gerade die aus Destiller-Schlämmen gewinnbaren festen
Bestandteile zur Herstellung dampfgehärteter Dindemittelerzeugnisse wegen ihres-Ivesentlieh
leichteren Gewiebtes als die Ualklinsen und wegen ihrer lockeren voluniinösen Beschaffenheit
ganL besonders gut geei6not.
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Aufgabe der ßrfindung ist es, ein Verfollren zur 1:er-Stellung dampfgehärteter
binde..iittelerzeugnisse zu
entwickeln, wobei alle in der Jodaindustrie
anfallendeng bisher in dieser Vollständigkeit noch nicht verarbeitbaren 3Uckatändeg
wie Kalklinsen und iiestiller-Schlä=e im Verschnitt mit kieselsäurereichen iüaterialien"ohne
Zusätze an Brandkalkv jips und Alkaliaulfat verarbeitbar sind. Gleichzeitig soll
die bei bekahnten Verfahren notwendi#-e Andick- und Vortrockenzeit eingespartg aber
das vorteilhafte Zwangehärteverfahren beibehalten werden, jer Anteil des in den
Deatiller- Schlämmen in größeren Mengen enthaltenen Ohlorkalziiim (0aC12) soll wegen
seiner bekannt nachteiligen Auswirkungen auf die Fertigprodukte (Ausblühungen1),
auf einen geringen, völlig unschädlichen Bestandteil reduziert werden, Ferner soll
das erforderliche Abschneiden des über die Porm hinaus aufgetriebenen Filzes wegfallen.
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Erfindungegemäß wird dies dadurch erreicht, daß Gemischen aus vorwiegend
Kalzium rbonatg aktiven Kalk und Kalziua-verbindungen in 2orm von Di- und Trikalziumailikaten
sowie Tonerde enthaltenden Abfallprom dukten der Sodaindustrie, beispielsweise Kalklinsent
die aus Destiller- Schlämmen der Sodaindustrie gewomenen Festatoffe und kleselsäurereiche
Llaterialieng wie Quarzmehlg zugemischt werden. Diese Festatoffe enthalten ebenfalls
vorwietrend Kalzilimkarbonat und aktiven Kalkg ferner noch Anteile von Chlorkalzium
in SelUpter Form. Ja Ohlorkalzium in größeren ilangen bekanntüch AusblUhungen im
lPertigprodukt verursacht, wird eWerfindungsgemäß bis auf einen geringeng völlig
Unochädlichen Rest ausgewaschen, Bei hohen Bean-@Pr»hunsen und Anforderungen an
die Druck- sowie Bt*4@Z%Wtostigkeit können dem Gemisch erforderlichentalle n'Ooh
SeriUS6 Mengen toix43emahleuerg hydratisierbarer# eilikathaltiger Materialien,
wie Portlandzement
baeische Hochofenschlacke und dergl. zugesetzt
werdent um Schwankungen in der Güte der Fertigproduktej die auf den unterschiedlichen
Gehalt an freienh den Kalklinsen anhaftendemKalk zurUckzuführen sind, Azu. begegnen.
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Im Gegensatz zu bekannten Verfahren wird erfindungegemäß aber kein
Brandkalk zugesetzt. An desseii Stelle treten die aus der Sodaindustrie anfallenden,
aktiven Kalk- und Kalziumverbindungen enthaltenden Wickständey wie Kalklineen und
dergl. Der Anteil des den Kalklinsen anhaftenden aktiven Kalkes (Ca0) beträgt ca.
5 bis 6 ;je
Ihr Hauptanteil ist kohleneaurer Kalk. Daneben enthalten
nie höhere Kalziumverbindungeng wie ii- und Trikalziumeilikate und ferner noch Tonerde.
Die -.,.enge dieser höheren kalziumverbindun#jen ist abhängig vom Kaolin-Sehalt
des Kalksteinen aus dem der Brandkalk gewonnen wurde und von der Temperatur beim
Drennprozeß.
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Auf Grund ihres niedrigen Gehalten an aktivem 1£alk sind Kalklinsen
in der Form, wie sie industriell anfallent an sich nicht zur Herstellung von Bindemittelerzeugniseen
geeignet. Nach einem vorbesehriebenen Verfahren zur Herstellung dampfdruckgehärteter
Bindemittelerzeugniese ist es jedoch bereite möglich, diese inaktiven höheren Kalziumverbinduni#en.
durch einen Hydratationeprozeß in einfache Kalziumverbindungen zurUckzufUhren, wodurch
sich der Gehalt an aktiveruKalk auf eineng zur lleretellung von Bindemittelerzeugnissen
ausreichenden Prozentsatz erhöht und die angestrebte j)ruck- und Biegezugtentigkeit
gewährleistet ist. Dieser Hydratationsprozeß erfolgt bekanntlich durch Aufmahlung
der Kalk-0 linsen mit ca. 45 j70 dasser (820) und ist zeitbadiagt* Je nach
der 14euge den sich zurUckbildenden Kalken tritt eine Wquellung um 4o bis
7o 4 ein, Die Beendlgimg dienes Prozennen tritt erst im Autoklavon ein. Derart
aufberei
tete Kalklinsen finden auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahreng anstelle des sonst
üblichen Lrandkalkesq Anwendung. ir Die Destiller-Schlämme fallen bereits mit einer
zur Verarbeitung geeigneten Feinheit der enthaltenen Festatoffe an. Getrocknet ergeben
diese Stoffe einen leicht voluminöseng sehr lockeren Stoff, der sich positiv auf
die Rohdichte der fertigen Bindemittelerzeugnisse auswirktg das Gesamtgemisch stabilis*iertg
eine Sendimentation ausschließt und die Gefahr einer Rißbildung vermindert, Die
Wahlfeinheit des bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung kommenden Quarzmehles
entspricht etwa derjenigen der Kalklinsen. Auf Grund der Zurückbildung von aktivem
Kalk aus den Kalklinsen durch den Ilydratationaprozeß und die erfolgende #uellung
sowie durch die stabilisierende viirkung der aus den Destiller- Schläm-men
gewonnenen Festalt-Ooffe und nicht zuletzt des geringen "Zusatzes an schweren kieselsäurereichen
klaterialien ist nach dem erfindunga.-xemäßen Verfahreng trotz der Verarbeitung
aller aus der Sodaindustrie anfallenden Rückstände, die Herstellung dampfdruckgehärteter
Bindemittelerzeugnisse von der Höhe eines Gebäudegeschosses und mehr in hochkantetehenden
Formen möglich. Die Erhärtung in solchen Formen erfolgt zweckmäßig nicht in liegenden#
sondern in stehenden Autoklaven, wobei die leeren Formen, im Autoklaven stehend,
von oben gefüllt werden. Dadurch wird erreicht, daß die hochkantetehenden Formen
nach dem FUllen mit dem Gemisch nicht mehr transportiert zu werden braucheng also
nicht erschüttert werden, so daß die schweren Silikate in dem breiförmigen
Gemisch nicht nach unten absinken können, Es ergibt sich somit eine Über.
die --,7anze Höhe den beanspruchten ;juerschnittes des Fertigproduktes 910ichMäßige
Gefügebeachaffenheitg also eine Verbessei-ung
der Qualität und außerdem
durch U, inaparung von Trans. porten noch ein zusätzlicher ökonomischer Effekt,
Durchgeführte Versuche.zeigten, daß nach dem erfindunge. gemäßen Verfahren auch
bei Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt (-ll 0 0) gearbeitet werden
kann und sich dadurch nach der Dampfdruckerhärtuxig keine negativen .Ergebnisse
zeigten.
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.Die Erfindung soll nachstehand an einem "kuiführungebeiapiel näher
erläutert werden.
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Die mit -oa. 9o % Feuchtigkeit anfallenden Jestiller-30hlä werden
mittels Filterg Gegenstromwäscher oder Dekanteur einem Viaschprozeß unterzogen.
Dabei wird der Gehalt den im Schlamm enthaltenen Chlorkalziums von beispielaweiae
8 %q bis auf ein unschädliches Minimum ausgewaschene Die zum Einsatz kommenden
Feutstoffe ausreichender Feinheit werden in einem Tageavorratsbehälter mit RUhrwerk
eingelagert. Die Kalklinsen oder andere, beim löschen des gebrannten Kalkes für
die Sodaindustrie anfallendeng nicht löschbaren Bestandteile werden mittels einer
Siebtrommel aus der gewonnenen Kalkmilch entferntg aufgemahlen und ebenfalls
in einem Tageavorratsbehälter mit Rührwerk eingelagert.
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In gleicher Weige wird auch mit dem Quarzmehl verfahren, das ebenfalls
in einem Tageavorratsbehälter über dem Einlauf einer idehrkammerrohrmühle zwischengelagert
wird* Von diesen Tageavorratsbehältern worden nun diese drei Grundstoffe über Tollerspeiner
unter Zugabe von Zement in einem Mischungsverhältnie von 3o % Destiller-Schlämme
3o % Kalklineen 35 % Quarzmehl und 5 % Zement.
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der gehrkamm rrohrmWile doaiert zugeführte Das Naeser
wird
bis zu einer 'jeaamtfeuchtigkeit des Grundmateriala von max. 45 j# dem kahlvorgang
über Jassermengenmesser zugegeben.
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Ae Aufmahlux4; in dieser Lehrkammerrohrmühle erfolgt bin zu einer
Mahlfelüfteit von 5 bin lo eines Siebes von 4 9oo Maschen pro em2 im Naßverfahren.
(;leichzeitig erfolgt in der Kugelmühle die intensive i4ifichurig dieser atoffe.
Uie so gewonnene pUlpe wird dann Im freien Fall über eine Ainne in ein ßrdriihrwerk
j;eleitet, von wo sie mittels Ackstoffkreiselpumpe In einen i)osierungebehälter-mit
Rührwerk gelangtp der seitlich über einem idischer angeordnet ist.
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Auf Grund der intensiven ihirchmischung der Grundstoffe in der gehrkammerrohrmWüe
Ist der nun folgende Mischprozeß nur kurz gestaltet. da erfolgt hier lediglich
noch die Leigabe des Treibmittels, nämlich 09045 %
Al-.Pantel, das
in einem kleinen Mischbehälter mit Wasser aufserührt und char-,enweise dem hiisch.prozeß
beigegeben wira, nozie die legulierung des Feuchtigkeitagehalten (45
% H2 0).
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Ober eine Schurre erfol-.-t dann die Entleerung des Mi-
schern
In freien rall in die hoChkantstehenden I?aketfornen, Diesen Formenpaket
wurde vorher ungefüllt in einen stehenden Autoklaven oder Kensel eingeführt. Anntelle
den m.inehers kann auch ein fahrbaren itährwerk zum direkten Einfüllen der
Miechung in die Formon Verwendung finden, so daß diese Formen nach dem Ein-Mlen
nicht mehr bewegt zu worden brauchen. Die Er-Urtum mit Dampf unter Druck erfolgt
da= in bekannter ftise naoh folgendem Härteschemas
| 1/2 Std* von 0 bin 8g5 at |
| 10 3/4 0 mit 895 at |
| 3/4 % von 895 bie 0 at |
Unter
den Bediffla
en einer Kleinverauchaanlage wurde eine Vielzahl
prienstieoher und wUrfelförmiger Vereuchekörper au* I>orealeichtboton nach der Brfindung
herge-*tollt# die folgende Fentigkeiten zeigten:
| max. Druckfestigkeiten: |
| Prisma 4 x 4 x 16 cm: 99 kP/cm 2 |
| .tUrfel lo xlo x lo cm: 7o kp cm 2 |
| dUrfel 2o x2o x 2o cm: 6o kp/cm2 |
| max. Biegezugfestigiceiten: |
| Prisma 4 x 4 x 16 cm: 28 kp/cm2 |
Diese Nerte können bei industrieller i#erti"ung durchaus noch überboten werden.
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Die Versuchskörper waren vollkantig, gut aufi-,-etrieben, glatt und
wiesen keinerlei hißbildungen oder Zersetzungserscheinungen auf. Die Hohdichte lag
bei 0,7 bis o98.
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Die chemische Auswertung ergab# daß der Gehalt an ungebundeneniCa0
in den Probekörpern bei 197 #of lag. Nach viermonatiger Janserlagerung zeigten
die Versuchskörper keine AueblUhungen.
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Eine Zugabe von Asche ist durchaus möglich, liegt jedoch nicht im
Interesse einer möglichst umfassenden Veziarbeitung aller aus der Jodaherstellung
anfallenden ltüokständeu weil dadurch entsprechend weniger von den reichlich anfallenden.Kalk
und Kalkverbindungen enthaltenden Rückständen verarbeitet werden könnten, diene
also auf Halde gefahren oder in Teiche abgepumpt worden mußten.