DE19533998C1 - Broken up cupola furnace slag as additive in cement and lime bonded construction material - Google Patents
Broken up cupola furnace slag as additive in cement and lime bonded construction materialInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kupolofenschlacke als gebrochener Mineralstoff, der als Zuschlagstoff und Zusatzstoff in zement- und kalkgebundenen Baustoffen, und als Wärmedämmittel einsetzbar ist, wobei die Kupolofenschlacke als Stückschlacke während der flüssigen Phase nicht technologisch behandelt ist und als eine zu einem kristallinen wenig porigen Gestein erstarrte Masse vorliegt und die granulierte Kupolofenschlacke, die technologisch vorbehandelt ist, zu einem Zuschlagstoff und/oder Zusatzstoff verarbeitet wird.The invention relates to a cupola slag as a broken mineral, which as Additive and additive in cement and lime-bound building materials, and as Thermal insulation can be used, the cupola slag as piece slag is not treated technologically during the liquid phase and as one too solidified mass is a crystalline little porous rock and the granulated cupola slag that has been technologically pretreated into one Aggregate and / or additive is processed.
Vom Stand der Technik ist die Verwertung von Hüttenschlacken aus dem Verhüttungsprozeß seit langem bekannt. Diese Schlacken fallen in erheblichen Mengen in den Hüttenwerken an, die metallischen (z. B. Eisen, Kupfer, Blei, Zink) oder nichtmetallischen Werkstoffe (z. B. Schwefel, Glas, Ziegel) werden durch Anwendung überwiegend thermischer Verfahren aus Erzen bzw. Mineralien sowie deren Konzentraten gewonnen. Die Weiterverarbeitung von Hüttenschlacken ist in vielen Patentschriften gewürdigt worden.The recycling of smelting slag from the state of the art is Smelting process has long been known. These slags fall into considerable Quantities in the iron and steel works, the metallic (e.g. iron, copper, lead, zinc) or non-metallic materials (e.g. sulfur, glass, brick) Application mainly thermal processes from ores or minerals as well their concentrates won. The processing of slag is in many patents have been recognized.
Ein erheblicher Nachteil aller Verwertungsbereiche ist die sehr schwankende chemische Zusammensetzung der Hüttenschlacken. Dieser technische Nachteil kann nicht behoben werden, da die Hüttenerze (selbst aus einer Lagerstätte) unterschiedliche mineralische Bestandteile haben. So sind die erheblichen Schwankungen in den chemischen Grundbestandteilen zu erklären, die auch zu veränderten mechanischen Eigenschaften führen.A significant disadvantage of all recycling areas is the very fluctuating chemical composition of the slag. This technical disadvantage cannot be fixed because the smelting ores (even from a deposit) have different mineral components. So are the substantial ones Explain fluctuations in basic chemical components, which too lead to changed mechanical properties.
Die Verwertung von Schmelzkammerschlacken als Baustoff aus Steinkohlekraftwerken ist vom Stand der Technik bekannt. Gemäß Druckschrift DE 33 21 899 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung von Mauersteinen aus gebrochenem Schmelzkammerschlackengranulat, Flugasche oder Füller und Kalkhydrat als Bindemittel dargestellt. Diese Mischung wird mit einem Preßdruck vom mindestens 4000 KN gepreßt. Der Nachteil dieser Erfindung ist der erhebliche technologische Aufwand und der hohe Energiebedarf in der Herstellung. Die Schwankung der chemischen Zusammensetzung der Schmelzkammerschlacke ist bei diesem Verfahren problematisch.The recycling of slag from the melting chamber as a building material Hard coal power plants are known from the prior art. According to the publication DE 33 21 899 A1 describes a method for producing masonry stones broken melt slag granules, fly ash or filler and Lime hydrate shown as a binder. This mixture is made with a pressing pressure pressed from at least 4000 KN. The disadvantage of this invention is the considerable one Technological effort and the high energy requirement in production. The Fluctuation in the chemical composition of the smelting chamber slag is problematic with this method.
Der Einsatz von Stahlwerksschlacken als Zuschlagstoff für Beton und Mörtel wird in der Druckschrift DE 43 32 085 A1 beschrieben. Diese Erfindung betrifft einen Beton oder Mörtel, der Zement, Basalt und Stahlwerksschlacke enthält und während der Härtung im wesentlichen keine Kontraktion eingeht. Als Nachteil dieser Lösung ist anzusehen, daß ein hoher mechanischer und energetischer Aufwand im Mahlverfahren besteht und durch die ständig sich veränderten chemischen Zusammensetzungen gut homogenisierte Chargen hergestellt und ständig geprüft werden müssen.The use of steelworks slag as an additive for concrete and mortar described in the publication DE 43 32 085 A1. This invention relates to a Concrete or mortar containing cement, basalt and steel slag and there is essentially no contraction during curing. As a disadvantage this solution can be seen that a high mechanical and energetic There is effort in the grinding process and due to the constantly changing chemical compositions well homogenized batches and constantly have to be checked.
Das Überschreiten der stahlangreifenden Stoffe ist beim Einsatz von Stahlwerksschlacken in Beton und Mörtel besonders problematisch. In dieser Baustoffmischung ist der Anteil von Stahlwerksschlacken, insbesondere wegen der schädlichen Wirkung des freien Kalks, eng begrenzt.The steel attacking substances are exceeded when using Steelwork slags in concrete and mortar are particularly problematic. In this Building material mix is the proportion of steel works slag, especially because of the harmful effects of free lime, narrowly limited.
Gemäß Druckschrift DE 26 26 041 B2 wird ein Verfahren zur Herstellung von Beton und Mörtel aus Portlandzement und einem Gemisch aus wassergranulierter Hochofenschlacke und gebrochener Hochofenschlacke dargestellt.According to document DE 26 26 041 B2, there is a method for producing concrete and mortar made from Portland cement and a mixture of water-granulated Blast furnace slag and broken blast furnace slag shown.
Der Nachteil der Lösung besteht darin, daß die Vorteile aus der verbessertem Kornzusammensetzung nur optimal erreicht werden, wenn die chemische Zusammensetzung der Hochofenschlacke ständig konstant ist. Vor dem Herstellen von Beton sind ständig Überwachungsprüfungen durchzuführen. Dies erfordert einen hohen technischen Aufwand, der nur durch homogen gemischte Chargen teilweise ausgeglichen werden kann.The disadvantage of the solution is that the benefits from the improved Grain composition can only be optimally achieved if the chemical The composition of the blast furnace slag is constantly constant. Before making Concrete surveillance tests must be carried out continuously. This requires a high technical effort, which can only be achieved by homogeneously mixed batches can be partially offset.
Die Druckschrift AT 22 1004 beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung von Mörtel oder Beton aus Hochofenschlacke oder ähnlichen Schlacken, die als gebrochenes Granulat zur Verbesserung der Kornbeschaffenheit eingesetzt werden. Wie bereits dargestellt haben Hochofenschlacken oder ähnliche aus dem Hüttenprozeß anfallende Schlacken den Nachteil, daß die chemische Zusammensetzung der anfallenden Schlacken einer enormen mineralogisch bedingten Veränderung unterliegen.The publication AT 22 1004 contains a process for the production of mortar or concrete from blast furnace slag or similar slags that are broken Granules can be used to improve the grain quality. As before have shown blast furnace slags or similar from the smelting process resulting slags have the disadvantage that the chemical composition of the resulting slags of an enormous mineralogical change subject to.
Die Erfindung gemäß Druckschrift DE 38 18 774 A1 betrifft eine hydraulisch abbindende Baustoffmischung auf der Basis einer Verbrennungsasche aus Kraftwerken, welcher ein Gehalt an gemahlener Hochofenschlacken zugegeben wird.The invention according to document DE 38 18 774 A1 relates to a hydraulic setting building material mixture based on a combustion ash Power plants, which added a content of ground blast furnace slag becomes.
Der Nachteil dieser Lösung ist, daß kein sicherer Einsatz der Anreger für das Baustoffgemisch zur Anwendung kommen kann, da immer die chemische Beschaffenheit der Hochofenschlacke in jedem Einzelfall geprüft werden muß.The disadvantage of this solution is that the stimulators are not used safely for the Building material mixture can be used, since the chemical The nature of the blast furnace slag must be checked in each individual case.
Nach der Patentschrift DE 37 01 856 A1 ist der Einsatz von Hochofenschlacke, die eine nicht mechanisch bearbeitete, unzerkleinerte Kupolofenschlacke ist, an Stelle von frisch gewonnenen Sand als billiger Einsatzstoff zur Herstellung von Kalksandsteinen aufgezeichnet. Der Einsatz von nicht mechanisch bearbeiteter, unzerkleinerter Kupolofenschlacke an Stelle von Frischsand ist auch beim Abmagern von Ton bei der Ziegelsteinherstellung, bei der Herstellung von zementgebundenen Steinen, bei der Herstellung von Blähtonpartikeln bzw. in Asphaltmischanlagen gegeben.According to the patent specification DE 37 01 856 A1, the use of blast furnace slag is a non-machined, uncrushed cupola slag is in place of freshly extracted sand as a cheap raw material for the production of Lime sandstone recorded. The use of non-machined, Uncrushed cupola slag instead of fresh sand is also used for Slimming clay in brick making, in the production of cement-bound stones, in the production of expanded clay particles or in Given asphalt mixing plants.
Man geht in dieser Patentschrift u. a. auch davon aus, daß die Kupolofenschlacke federt und zusammengedrückt werden kann, daß sie sich danach wieder ausdehnt bzw. sich in die Ausgangsgröße formiert. Aufgrund dieser Eigenschaften muß diese Kupolofenschlacke während der flüssigen Phase technologisch in der Weise vorbehandelt worden sein, daß das flüssige Gestein mit einem Wasserstrahl granuliert wurde, denn Kupolofenschlacke ist eine zu einem kristallinen wenig porigen Gestein erstarrte Masse bzw. liegt als Kupolofenstückschlacke vor, die diese besonderen Eigenschaften nicht aufweist. One goes in this patent u. a. also assume that the cupola slag springs and can be compressed so that it then expands again or formed into the initial size. Because of these properties, this Technically, cupola slag during the liquid phase have been pretreated that the liquid rock with a water jet was granulated because cupola slag is one to a little crystalline porous rock solidified mass or is present as cupola furnace slag, the does not have these special properties.
Der Nachteil des Einsatzes dieser Hochofenschlacke, die eine nicht mechanisch bearbeitete, unzerkleinerte Kupolofenschlacke ist, liegt darin, daß sie nicht über die erforderliche Druckfestigkeit und die benötigte Druckeigenschaft verfügt, daß sie für den Einsatz dieser als Zuschlagstoff und/oder Zusatzstoff für zement- und kalkgebundenen Baustoffen, als Füller in der Transportbeton- und Betonwarenindustrie, zur Mörtel- und Putzherstellung, als künstlicher Betonzuschlag an Stelle von Kies, als Spritzbeton und als Betonzusatz nicht geeignet ist. Um diese Nachteile zu beseitigen, bedarf es eines hohen technologischen und technischen Aufwandes damit diese nicht mechanisch bearbeitete, unzerkleinerte Kupolofenschlacke die notwendige verwendungsfähige Korngröße erhält, wobei der Korngrößenanteil von 0,0 mm bis 0,5 mm kaum erreichbar ist oder die granulierte Kupolofenschlacke müßte dann noch mechanisch nachbehandelt werden.The disadvantage of using this blast furnace slag, which is not mechanical Machined, uncrushed cupola slag is that it does not have the required compressive strength and the required printing property that it for the use of this as an additive and / or additive for cement and lime-bound building materials, as a filler in ready-mix concrete and Concrete goods industry, for the production of mortar and plaster, as artificial Concrete surcharge instead of gravel, as shotcrete and as a concrete additive not suitable is. To overcome these disadvantages, a high one is required technological and technical effort so that it is not mechanical processed, uncrushed cupola slag the necessary usable Grain size is maintained, the grain size fraction of 0.0 mm to 0.5 mm hardly is achievable or the granulated cupola slag would then still have to be mechanical be treated.
Weiterhin ist nach der Druckschrift DE-AS 13 02 315 eine glasig erstarrte, granulierte Schlacke als sandiger Zuschlagsstoff bekannt, der in Mörtel und Beton mit einem Bindemittel (Kalk oder Zement) und gegebenenfalls mit Grobzuschlagsstoff eingesetzt wird, der wärmedämmend und zur Erhöhung der Druckfestigkeit beiträgt. Diese glasig erstarrte, granulierte Schlacke ist eine Kesselschmelzschlacke.Furthermore, according to the document DE-AS 13 02 315 is a glassy solidified, granular Slag is known as a sandy aggregate that works in mortar and concrete with a Binder (lime or cement) and possibly with coarse aggregate is used, the insulating and to increase the pressure resistance contributes. This glassy solidified, granulated slag is one Melting boiler slag.
Der Nachteil ist, daß diese Kesselschmelzschlacke einer "richtigen" Wassergranulierung zur Erreichung eines höheren Grades der Verglasung unterzogen werden muß, bevor sie mittels Walzenmühle in die entsprechende Korngröße gebracht wird. Somit ist die Kesselschmelzschlacke vor ihrem Erstarren technologisch vorbehandelt bzw. nach ihrem Erstarren nochmals verflüssigt worden und dann technologisch behandelt, damit sie anschließend über eine mechanische Bearbeitung als Zuschlagsstoff und/oder Zusatzstoff einsetzbar ist.The disadvantage is that this boiler melt slag is a "real" Water granulation to achieve a higher degree of glazing must be subjected before it is in the corresponding roller mill Grain size is brought. Thus, the boiler melt slag is before it solidifies Technologically pretreated or liquefied again after it has solidified and then treated technologically, so that they can then have a mechanical processing can be used as an additive and / or additive.
Nach der Druckschrift DE 37 26 903 A1 ist ein selbstnivellierender, hydraulisch erhärtender Fließestrich unter Verwendung eines hydraulischen Bindemittels bekannt, indem das hydraulische Bindemittel aus zermahlener abgeschreckter und granulierter Hochofenschlacke besteht.According to the document DE 37 26 903 A1 is a self-leveling, hydraulic hardening liquid screed using a hydraulic binder known by quenching and crushing the hydraulic binder granulated blast furnace slag.
Auch hier ist der Nachteil, daß die Hochofenschlacke im Hüttenwerk technologisch vorbehandelt werden muß, um anschließend mechanisch behandelt, hier gemahlen, einsatzfähig zugestalten.The disadvantage here is that the blast furnace slag in the metallurgical plant is technological must be pretreated, then mechanically treated, ground here, ready for use.
Der Stand der Technik weist somit Zuschlagstoffe und Zusatzstoffe aus, die aus Kesselschmelzschlacke und Hochofenschlacke hergestellt sind, wobei die Schlacken vor ihrer mechanischen Behandlung und vor ihrem Erstarren einer technologischen Vorbehandlung unterliegen und Kupolofenschlacke aus, die als Zuschlagstoff oder Zusatzstoff, vor ihrem Einsatz und vor dem Erstarren einer technologischen Vorbehandlung unterzogen werden muß, jedoch nicht mechanisch bearbeitet wird.The prior art thus shows aggregates and additives from Boiler smelting slag and blast furnace slag are produced, the Slag before their mechanical treatment and before their solidification subject to technological pretreatment and cupola slag, which as Aggregate or additive, before they are used and before they solidify technological pretreatment, but not mechanical is processed.
Ein weiterer Nachteil ist, daß mit dem Einsatz von Hochofenstückschlacke Kalk- und Eisenzerfall vorhanden ist.Another disadvantage is that with the use of blast furnace slag lime and Iron decay is present.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Kupolofenschlacke als gebrochenen Mineralstoff in zement- und kalkgebundenen Baustoffen, in Beton und Mörtel und als Wärmedämmittel einzusetzen.The object of the invention is to use cupola slag as broken Mineral in cement and lime-bound building materials, in concrete and mortar and use as thermal insulation.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach den in dem Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention the object according to the in claim 1 specified features solved.
Bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.Preferred developments of the invention result from the respective Subclaims.
Die Verwertung von Kupolofenschlacke als Zuschlagstoff für Bauzwecke weist in ihrer chemischen konstanten Zusammensetzung gegenüber den Hütten-, Kraftwerks- und Stahlwerksschlacken erhebliche Vorteile auf. Die Gießereischlacken, zu denen auch die Kupolofenschlacke zu rechnen ist, entstehen bei der Herstellung von schmelzfähigen Metall zum Gießen in entsprechende Gußformen.The utilization of cupola slag as an additive for construction purposes shows in their chemical constant composition compared to the smelters, Power plant and steel works slags have considerable advantages. The Foundry slags, including the cupola slag, are formed in the manufacture of meltable metal for casting in appropriate Molds.
Durch die stets chemisch konstanten Beschickungsmaterialien (Roheisen, Gußbruch, Schrott, Koks und Zuschläge) entsteht beim Erschmelzen von Gußeisen im Kupolofen eine Schlacke mit stets annähernd gleichen Zusammensetzungen, die durch zielgerichtete Änderung der Zuschläge verändert werden können. Diese technologischen Voraussetzungen liegen bei den bekannten Anwendungsgebieten der Hütten-, Kraftwerks- und Stahlwerksschlacken nicht vor.Due to the always chemically constant feed materials (pig iron, Cast breakage, scrap, coke and aggregates) occurs when cast iron melts in the cupola furnace a slag with almost always the same compositions, the can be changed through targeted changes in the surcharges. These The technological requirements are in the known fields of application of slag, power plant and steel works slag.
Die erfindungsgemäß erzeugten Baustoffe aus Kupolofenschlacke und deren Eigenschaften befinden sich in Abhängigkeit von den verschiedenen Varianten der Abkühlungsbedingungen.The building materials produced according to the invention from cupola slag and their Properties are dependent on the different variants of the Cooling conditions.
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1. Kupolofenschlackengranulat:
entsteht durch eine rasche Abkühlung durch Wasser, Wasserdampf bzw. Luft. Es entsteht ein glasiger Ausgangsstoff mit amorphen Eigenschaften und günstigen Wärmedämmeigenschaften. Das Granulat hat latent-hydraulische Eigenschaften, die in direkter Abhängigkeit von der Korngröße zu sehen ist. Das feingemahlene Granulatkorn hat die günstigen latent-hydraulischen Eigenschaften.1. Cupola slag granules:
arises from rapid cooling by water, water vapor or air. The result is a glassy raw material with amorphous properties and favorable thermal insulation properties. The granulate has latent hydraulic properties that can be seen in direct dependence on the grain size. The finely ground granulate has the favorable latent hydraulic properties. -
2. Kupolofenschlackebims:
entsteht durch langsame Abkühlung mit zusätzlichen Blähmitteln. Der dabei entstandene Ausgangsstoff hat eine glasig-kristalline-poröse Struktur mit latent hydraulischen Eigenschaften mit kleinen Wärmeleitzahlen und somit günstigen Wärmedämmwerten.2. Cupola slag pumice:
arises from slow cooling with additional blowing agents. The resulting raw material has a glassy-crystalline-porous structure with latent hydraulic properties with low thermal conductivities and thus favorable thermal insulation values. -
3. Kupolofenstückschlacke:
entsteht durch langsame Abkühlung mit bzw. ohne Impfung. Die Eigenschaften dieser Schlacke ist kristallin mit geringen latent-hydraulischen Eigenschaften und kleinen Wärmeleitzahlen.3. Cupola slag:
arises from slow cooling with or without vaccination. The properties of this slag are crystalline with low latent hydraulic properties and low thermal conductivities.
Die kalkreiche Kupolofenschlacke als Betonzuschlagstoff mit dem hohen Hydrationsfaktor pH = 10,2 zeichnet sich durch erheblich höhere Druckfestigkeitsergebnisse im Vergleich mit Referenzprüfungen bekannter technischer Schlacken aus.The lime-rich cupola slag as a concrete aggregate with the high Hydration factor pH = 10.2 is characterized by considerably higher Compressive strength results compared to known reference tests technical slags.
Somit bestehen hervorzuhebende Vorteile der Erfindung darin, daß Kupolofenschlacke vor ihrer Verarbeitung zu einem Zuschlagstoff und/oder Zusatzstoff keiner technologischen Vorbehandlung ausgesetzt werden muß und nach ihrer Verarbeitung zu einem Zuschlagstoff und/oder Zusatzstoff dieser die Eigenschaft besitzt, als Zuschlagstoff und/oder Zusatzstoff in zement- und kalkgebundenen Baustoffen, und als Wärmedämmittel eingesetzt zu werden, wobeiAdvantages of the invention to be emphasized are that Cupola slag before it is processed into an aggregate and / or Additive does not have to be subjected to any technological pretreatment and after processing into an aggregate and / or additive this the Has property as an aggregate and / or additive in cement and lime-bound building materials, and to be used as heat insulation in which
- - erhärtungsstörenden Stoffe nicht vorliegen,- no hardening substances are present,
- - eine höhere Druckfestigkeit der Baustoffe vorliegt,- the building materials have a higher compressive strength,
- - die Raumbeständigkeit gegeben ist, und daß kein Kalk- und Eisenzerfall vorliegt,- the room is stable and there is no lime and iron decay,
- - die Gehalte an Schwefelverbindungen und an stahlangreifenden Stoffen deutlich unter den Grenzwerten nach DIN 4226 T. 1 liegen, somit ist der Einsatz im Stahl- und Spannbeton gegeben,- The levels of sulfur compounds and steel attacking substances clearly are below the limit values according to DIN 4226 T. 1, so the use in Steel and prestressed concrete
- - die abschlämmbaren Bestandteile von <0,063 mm in allen Korngruppen weit unter den geforderten Werten liegen,- The drainable components of <0.063 mm in all grain groups wide are below the required values,
- - der Einsatz als künstlicher Betonzuschlag gegeben ist, ein gleichbleibendes, dichtes, kristalline Gefüge ausgewiesen wird und Schüttdichten von <0.9 kg/dm³ gemessen an der Kornklasse 16 mm bis 32 mm, erreicht werden,- The use as an artificial concrete aggregate is given, a constant, dense, crystalline structure is shown and bulk densities of <0.9 kg / dm³ measured on the grain class 16 mm to 32 mm,
- - die Frostbeständigkeit des Betons erhöht wird, entspricht der DIN 52104 Teil 1 und somit den höchsten Anforderungen,- The frost resistance of the concrete is increased, corresponds to DIN 52104 part 1 and thus the highest requirements,
der Einsatz für den Straßenbeton günstig ist.the use for the road concrete is cheap.
Ein weiterer Vorteil des Einsatzes der zu Zuschlagstoff und/oder Zusatzstoff verarbeiteten Hüttenschlacke in Beton und Fertigteilwerken ist dadurch charakterisiert, daßAnother advantage of using the aggregate and / or additive This means that processed slag in concrete and precast plants characterizes that
- - sich die Grünstandsfestigkeit verbessert,- the green stability improves,
- - das Bluten des Betons verhindert wird,- the bleeding of the concrete is prevented,
- - die Verdichtungsarbeit minimiert wird,- the compaction work is minimized,
- - die Oberfläche an Qualität gewinnt und eine höhere Dichtheit vorliegt,- the surface gains quality and there is a higher level of tightness,
- - eine verbesserte Nachhärtung eintritt- An improved post-hardening occurs
- - gute wärmedämmende Eigenschaften vorliegen,good thermal insulation properties are present,
- - er umweltverträglich ist.- it is environmentally compatible.
Die Erfindung wird anhand einer Kupolofenschlacke mit nachstehenden chemischen Bestandteilen dargestellt, wobei geringe Abweichungen im Ca-, Mg- und Mn-Gehalt im Vergleich mit Kupolofenschlacken aus unterschiedlichen Eisengießereien vorliegen können:The invention is based on a cupola slag with the following chemical components are shown, with slight deviations in Ca, Mg and Mn content in comparison with cupola slag from different Iron foundries can exist:
Die Schlacke besteht aus glasig erstarrten Calcium-Eisen-Aluminium Silikaten, die wasserunlöslich und rein mineralisch sind.The slag consists of glassy solidified calcium-iron-aluminum silicates are water-insoluble and purely mineral.
Rohdichte d = 2,6 kg/dm³/Farbe: grau-grünBulk density d = 2.6 kg / dm³ / color: gray-green
Die nach Tabelle ausgewiesene Position HCl-Unlöslich stellt extrem verglaste Silikate dar, die durch Salzsäure nicht lösbar sind und beinhalten im wesentlichen SiO₂; Al₂O₃ und CaO.The position HCl insoluble shown in the table represents extremely glazed Silicates that are insoluble by hydrochloric acid and essentially contain SiO₂; Al₂O₃ and CaO.
Bei der Berechnung der Reaktivität der Schlacke ist der Vergleich dieser durch nachstehender FormelWhen calculating the reactivity of the slag, the comparison of these is done formula below
dem Fachmann bekannt, wobei z. B. der Wert größer 1 bis 1,9 eine steigende Reaktivität der Schlacke ausweist. Die Kupolofenschlacke weist im Durchschnitt Werte um 1,3 bis 1,8 aus. Diese chemische Eigenschaft der Schlacke, die mit Anreger, z. B. Zement, gute latent-hydraulische Eigenschaften aufweist, kann durch die Mahlfeinheit bzw. durch Erhöhung des Glasgehaltes erhöht werden.known to the expert, z. B. the value greater than 1 to 1.9 an increasing Shows reactivity of the slag. The cupola slag shows on average Values around 1.3 to 1.8. This chemical property of the slag with Exciter, e.g. B. cement, has good latent hydraulic properties be increased by the fineness of grinding or by increasing the glass content.
Die Schlacke fällt in Gießereien als Stückschlacke bzw. als Granulat an, wobei das Granulat entsteht, wenn die flüssige Schlacke über einen Wasserstrahl geleitet wird. Dabei kann die Granulatkörnung durch veränderten Wasserstrahl reguliert werden. In foundries, the slag is produced as piece slag or as granules Granules are formed when the liquid slag is passed over a water jet becomes. The granulate can be regulated by changing the water jet will.
Erfindungsgemäß wird die Kupolofenschlacke, die als Stückschlacke anliegt, mit einem Backenbrecher gebrochen, wobei sich die Schlacke während dieser mechanischen Bearbeitung sehr gut verhält und es können alle gewünschten Korngruppen hergestellt werden.According to the invention, the cupola slag, which is in the form of slag, is also used broken a jaw crusher, leaving the slag during this mechanical processing behaves very well and it can do any desired Grain groups are produced.
Dagegen wird die als Granulat vorliegende Kupolofenschlacke in Kegelbrecher oder Kugelmühlen zu einem Feinzuschlag bzw. als Füller gemahlen.In contrast, the cupola slag, which is present as granules, is used in cone crushers or ball mills to a fine aggregate or ground as a filler.
Somit ist eine allumfassende Verwertung aller aufkommenden und schon auf Deponien vorhandenen Kupolofenschlacken gegeben. Eine Verwertung der Kupolofenschlacke als mechanisch bearbeitete Kupolofenschlacke, die bisher nicht mechanisch bearbeitet als Reststoff von Eisengießereien durch Lagerung auf Deponien entsorgt wurde, ist von der Fachwelt in erstaunlicher Weise bisher noch nicht in Betracht gezogen, obwohl eine Verwertung von Hochofenschlacke und Kesselschmelzschlacke vorliegt.Thus, a comprehensive utilization of all emerging and already on Landfill existing cupola slag given. A recovery of the Cupola slag as mechanically processed cupola slag, which so far has not mechanically processed as waste from iron foundries by storage Landfills that have been disposed of have so far been astonishingly professional not considered, although recovery of blast furnace slag and Boiler melt slag is present.
Aufgrund dessen, daß die deutsche Gießereiindustrie nach den neuen Vorschriften über den Umweltschutz zukünftig die Kupolofenschlacke nicht mehr deponieren darf, müssen neue Anwendungsgebiete erschlossen werden. Mit den umfangreichen Verwertungsmöglichkeiten dieser Erfindung kann aus dem Reststoff ein wertvoller Ausgangsstoff für die vielfältigsten Anwendungsgebiete geschaffen werden.Because of the fact that the German foundry industry according to the new regulations no longer dispose of the cupola slag via environmental protection new fields of application must be opened up. With the extensive Usage possibilities of this invention can be a valuable one from the residual material Starting material for the most diverse areas of application can be created.
So hat die Fachwelt bisher noch keine betontechnologischen Versuche mit mechanisch bearbeitete Kupolofenschlacke als Zuschlagstoff und/oder Zusatzstoff durchgeführt. Die Schlacke hat eine ähnliche chemische Zusammensetzung wie Steinkohlen-Filterasche (Einsatz als Füller im Beton).So far, the professional world has not had any concrete technology tests Mechanically processed cupola slag as an additive and / or additive carried out. The slag has a chemical composition similar to Hard coal filter ash (used as a filler in concrete).
Die Erfindung beschreitet einen völlig neuen Weg. Weder die Verwendung von Kupolofenschlacke als glasig erstarrten, nicht granulierten Zuschlagstoff und/oder Zusatzstoff noch das Brechen dieser und das Brechen von granulierter Kupolofenschlacke mittels Kegelbrecher ist aus dem Stand der Technik bekannt. The invention takes a completely new path. Neither the use of Cupola slag as a glassy solidified, non-granulated aggregate and / or Additive still breaking this and breaking granular Cupola slag using a cone crusher is known from the prior art.
Die Sieblinie für die als Zuschlagstoff dienende Kupolofenschlacke entspricht der für Zuschlagstoffe geltenden Sieblinie nach DIN N.V 1045, können jedoch auch in den vorgeschriebenen Sieblinien bzw. als Lieferkörnung hergestellt werden.The screening line for the cupola slag serving as an aggregate corresponds to that sieve line for aggregates according to DIN N.V 1045, but can also be in the specified sieve lines or as delivery grit.
Die spezifische Kornauswahl gemäß vorliegender Erfindung steht nicht im Widerspruch zu den bisherigen Anschauungen in bezug auf eine günstige Kornauswahl für Beton- und Mörtelzuschlagstoff. Die mittels Kegelbrecher zerkleinerte Kupolofenschlacke zeigt, daß in der angegebenen Körnung die Schlacke besonders gut vom Bindemittel umgeben ist. Das glasartige Material ist energiereich und trägt dadurch zur Erhöhung der latent-hydraulischen Eigenschaften bei.The specific grain selection according to the present invention is not in the Contradiction to the previous views regarding a cheap one Grain selection for concrete and mortar aggregate. Using a cone crusher Comminuted cupola slag shows that the Slag is particularly well surrounded by the binder. The glassy material is high energy and thereby contributes to the increase of latent hydraulic Properties at.
Damit verbessern sich die Hydrationsbedingungen im Beton und Mörtel. Es werden damit erheblich höhere Druckfestigkeiten erreicht im Vergleich von Beton und Mörtel ohne den Feinzuschlagstoff aus Kupolofenschlacke.This improves the hydration conditions in concrete and mortar. It considerably higher compressive strengths are achieved compared to concrete and mortar without the fine aggregate from cupola slag.
Die weiteren Untersuchungen galten der Verwendung als künstlicher Betonzuschlag in den einzelnen Korngruppen 0 bis 2 mm, 2 bis 8 mm, 8 mm bis 16 und 16 bis 32 mm. Dabei wurden bei der Prüfkörnung 2 bis 8 mm und 8 bis 16 mm sehr gute Schlagzertrümmerungswerte erreicht, die der DIN 4301 entsprechen. Die Untersuchung auf Frostbeständigkeit nach DIN 52104 Teil 1, Verfahren N mit den erforderlichen Frost-Tausalzwechsel Beanspruchungen Prüfkörnung 8/16 (Absplitterung <5 mm) mit durchschnittlichen 0,1 bis 0,2 Gewichtsprozentanteile. Der gebrochene Mineralstoff entspricht damit höchsten Anforderungen. Die Absplitterung für Edelsplitte z. B. betragen bis zu 1,0 Gewichtsprozentanteile.The further investigations were considered to be artificial Concrete aggregate in the individual grain groups 0 to 2 mm, 2 to 8 mm, 8 mm to 16 and 16 to 32 mm. The test grain size was 2 to 8 mm and 8 to 16 mm very good impact destruction values achieved, which correspond to DIN 4301. The Frost resistance test according to DIN 52104 part 1, method N with the required freeze-thaw alternating stresses test grit 8/16 (Chipping <5 mm) with average 0.1 to 0.2 percent by weight. The broken mineral therefore meets the highest requirements. The Splintering for fine chips e.g. B. are up to 1.0 percent by weight.
Es sind ebenfalls erhöhte Festigkeitswerte im Beton zu verzeichnen. Die erforderlichen Werte für den Straßenbeton konnten erreicht werden.There are also increased strength values in the concrete. The required values for the road concrete could be achieved.
Der erhöhte CaO-Anteil an der Schlacke ermöglicht in hervorragender Weise den Einsatz in kalkgebundenen Baustoffen, wie Putze und Mörtel. Der Anteil des Bindemittels Kalk kann damit um ca. 10% gesenkt werden. The increased CaO content in the slag enables this in an excellent way Use in lime-bound building materials, such as plasters and mortar. The share of Binder lime can thus be reduced by approx. 10%.
Die Versuche mit kalkgebundenen Putzen unter Zugabe von 5 bis 20 Gewichtsprozentanteile Kupolofenschlacke als Feinzuschlag von 0 mm bis 0,5 mm ergaben höhere Druckfestigkeiten. Gleiche Ergebnisse sind auch bei Kalk-Zementputzen zu verzeichnen.The experiments with lime-bound plasters with the addition of 5 to 20 Weight percentages of cupola slag as fine aggregate from 0 mm to 0.5 mm gave higher compressive strengths. The same results are also with lime-cement plasters to be recorded.
Durch die Erhöhung der Fließfähigkeit des Mörtels unter Verwendung von Kupolofenschlacke ist ein hervorragender Einsatz als Bergbaumörtel gegeben, der für den Bau streckenbegleitender Dämme und für Spritzbeton im Untertagebau eingesetzt werden kann. Der Mörtel kann über lange Pumpleitungen transportiert und in Spalten und Klüften eingebracht werden.By increasing the fluidity of the mortar using Cupola slag is given an excellent use as a mining mortar for the construction of dams alongside the track and for shotcrete in underground construction can be used. The mortar can be transported over long pump lines and placed in crevices and fissures.
Gleiche und ähnliche Ergebnisse sind beim Einsatz als Spritzbeton bei der Gebirgsbefestigung zu erzielen.The same and similar results are when used as shotcrete at To achieve mountain fortifications.
Der Einsatz von feingemahlener Kupolofenschlacke von 0 mm bis 2 mm und gebrochen als Zuschlag von 2 mm bis 8 mm im Betonwarenbereich, wie z. B. Fertigelemente, Schleuderbetone, Betonpflaster aus Schwer- und Leichtbeton ist vorteilhaft möglich.The use of finely ground cupola slag from 0 mm to 2 mm and broken as a surcharge of 2 mm to 8 mm in the concrete goods area, such as B. Prefabricated elements, spun concrete, concrete paving made of heavy and light concrete advantageously possible.
Dabei spielt der Kornbereich zwischen 0,001 mm und 0,2 mm eine besondere Rolle. Betontechnologisch spricht man von einem zementfreien Mehlkorn, der eine Füllerwirkung im Beton hat. Dabei hat dieser Kornbereich gleichzeitig eine latent hydraulische Wirkung. Die Füllerwirkung beruht darauf, daß die Zwickel zwischen den Körnern des Betonzuschlages von den Partikeln der Kupolofenschlacke gefüllt werden. Das Gefüge wird dichter. Die geometrischen Verhältnisse in einem Korngemisch hängen wesentlich von der Relation der Korngrößen voneinander ab. Normalerweise ist im Beton nur der Kornaufbau für den Zuschlag über 0,25 mm bekannt. Dieser macht aber nur 60% des Volumens des Betons aus. Die restlichen 40% des Betonvolumens macht der Feinmörtel aus. Dieser Feinmörtel ist in seinen Eigenschaften maßgebend für die Verarbeitbarkeit des Gesamtgemisches. The grain range between 0.001 mm and 0.2 mm plays a special role Role. In terms of concrete technology, one speaks of a cement-free flour grain, the one Has a filling effect in the concrete. This grain area has a latent at the same time hydraulic effect. The filling effect is based on the fact that the gusset between the grains of the concrete aggregate filled with the particles of the cupola slag will. The structure becomes denser. The geometric relationships in one Grain mixtures depend essentially on the relation of the grain sizes. Normally in the concrete there is only the grain structure for the aggregate over 0.25 mm known. However, this only accounts for 60% of the volume of the concrete. The remaining Fine mortar accounts for 40% of the concrete volume. This fine mortar is in his Properties decisive for the processability of the overall mixture.
Durch die Füllerwirkung der Kupolofenschlacke vermindert sich der Wasseranspruch einer Mischung, wenn die Zuschlagstoffe entsprechend angepaßt sind. Es kann damit ein günstiger Wasser-Zement-Wert erreicht werden. Der Mischungsentwurf ist entsprechend der technologischen Anforderungen mit Hilfe der Stoffraumrechnung festzulegen. Dabei kann mit einer Kornrohdichte von 2,6 kg/dm³ bis 2,7 kg/dm³ gerechnet werden.The filler effect of the cupola slag reduces the Water requirement of a mixture if the additives are adjusted accordingly are. A favorable water-cement value can thus be achieved. Of the Mix design is according to the technological requirements with the help the material space calculation. With a grain density of 2.6 kg / dm³ to 2.7 kg / dm³ can be expected.
Der latent-hydraulische Effekt der Kupolofenschlacke beruht auf der Stellung im Dreistoffsystem (SiO₂ - AL₂O₃ - CaO). Die feinkörnige Kupolofenschlacke bildet mit dem bei der Erhärtung des Zementes freiwerdenden Calciumhydroxyd, Calcium-Silikat und Aluminathydrate. Diese Hydrationsprodukte sind mit denen der Zemente weitgehend identisch.The latent hydraulic effect of the cupola slag is based on the position in the Three-substance system (SiO₂ - AL₂O₃ - CaO). The fine-grained cupola slag forms with the calcium hydroxide liberated when the cement hardens, Calcium silicate and aluminate hydrates. These hydration products are with those the cements are largely identical.
Mit der Anwendung in Beton und Fertigteilwerken unter Zugabe von Kupolofenschlacke sind nachfolgende wirtschaftliche Effekte zu erzielen:With the application in concrete and precast plants with the addition of Cupola slag has the following economic effects:
- - die Grünstandsfestigkeit verbessert sich,- the green stability improves,
- - das Bluten des Betons wird vermieden,- the bleeding of the concrete is avoided,
- - die Verdichtungsarbeit wird minimiert,- the compaction work is minimized,
- - die Oberfläche der Betonfertigteile wird verbessert, verbunden mit einer höheren Dichtigkeit,- The surface of the precast concrete is improved, combined with a higher Tightness,
- - die Nachhärtung der Betonfertigteile verbessert sich,- the post-hardening of the precast concrete parts improves,
- - erhärtungsstörende Stoffe sind nicht nachweisbar,- substances that impair hardening are not detectable,
- - die unter Verwendung aufbereiteter Schlacke durchgeführten Prüfungen ergaben höhere Druckfestigkeiten als bei Referenzprüfungen,- the tests carried out using processed slag higher compressive strengths than in reference tests,
- - zur Nichtraumbeständigkeit führende Inhaltsstoffe sind im untersuchten Probe material nicht nachzuweisen,- Ingredients leading to non-room resistance are in the examined sample no evidence of material,
- - die Gehalte an Schwefelverbindungen und stahlangreifenden Stoffen liegen deutlich unter den Grenzwerten nach DIN 4226 T. 1.- The levels of sulfur compounds and steel attacking substances are well below the limit values according to DIN 4226 T. 1.
Der Einsatz ist somit im Stahl- und Spannbeton möglich.It can therefore be used in reinforced and prestressed concrete.
Vorzugsweise werden im Transportbeton und in Betonfertigteilwerken 30 kg bis 60 kg feingemahlene Kupolofenschlacke mit der Körnung von 0 mm bis 0,5 mm je Kubikmeter zur Verbesserung des Mehlkornanteils und zur Minimierung des Zementgehaltes zugegeben. Der Einsatz von Kupolofenschlacke als gebrochener Mineralstoff in Beton- und Fertigteilwerken bringt damit technische und wirtschaftliche Vorteile.Preferably in ready-mixed concrete and in precast plants, 30 kg to 60 kg finely ground cupola slag with a grain size of 0 mm to 0.5 mm each Cubic meters to improve the proportion of flour and to minimize the Cement content added. The use of cupola slag as broken Mineral material in concrete and precast plants brings technical and economical advantages.
Der weitere Teilbereich der Erfindung bezieht sich auf den Einsatz von Kupolofenschlackegranulat in den Korngrößen von 0 mm bis 2 mm sowie von 2 mm bis 8 mm für Mörtel und Beton und Beton mit guten wärmedämmenden Eigenschaften und hoher Druckfestigkeit.The further part of the invention relates to the use of Cupola slag granules in grain sizes from 0 mm to 2 mm and from 2 mm to 8 mm for mortar and concrete and concrete with good thermal insulation Properties and high compressive strength.
Im Bauwesen erhalten wärmedämmende Baustoffe zur Senkung des Energieverbrauchs in Bauwerken eine zunehmende höhere wirtschaftliche Bedeutung.In construction, thermal insulation materials are used to reduce the Energy consumption in buildings an increasing higher economic Meaning.
Die granulierte Kupolofenschlacke ist ein glasartig erstarter Zuschlagstoff, der sich zusätzlich noch durch seine Porigkeit auszeichnet. Das technische Glas hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,8 und 1,3 W/(m. K.) und kann Druckfestigkeit von 600-1200 N/mm² erreichen.The granulated cupola slag is a glassy aggregate that starts is also characterized by its porosity. The technical glass has a low thermal conductivity between 0.8 and 1.3 W / (m. K.) and can Compressive strength of 600-1200 N / mm² can be achieved.
Der technisch wichtigste Glasbildner ist das Silicumdioxid, daß auch in einem hohen Anteil in der Kupolofenschlacke vorkommt. Aus dieser Tatsache heraus ist auch der glasige Zustand des Granulates zu erklären. Die natürliche Zuschlagstoffe Kies und Sand bestehen zu einen erheblichen Teil aus Quarzit mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit.The technically most important glass former is silicon dioxide, which can also be found in one high proportion in the cupola slag occurs. Out of that fact is also to explain the glassy state of the granules. The natural aggregates Gravel and sand consist largely of quartzite with a higher Thermal conductivity.
Durch den Einsatz von max. 50 Gewichtsprozentanteile des Kupolofen schlackegranulats mit der geringen Wärmeleitfähigkeit von ca. 0,26 W/(m. K.) werden erhebliche Wärmedämmeigenschaften erreicht, die in Verbindung mit dem Feinkornanteil unter 0,05 mm zu einer Erhöhung der Festigkeitsentwicklung führt. Dieser Anteil sollte ca. 10 Gewichtsprozentanteile ausmachen. Der Anteil von 0 mm bis 2 mm an der Mischung 25 Gewichtsprozentanteile und der Anteil 2 mm bis 8 mm weitere 25 Gewichtsprozentanteile.By using max. 50 percent by weight of the cupola slag granules with the low thermal conductivity of approx. 0.26 W / (m. K.) considerable thermal insulation properties are achieved in conjunction with the Fine grain content below 0.05 mm leads to an increase in strength development. This proportion should make up approximately 10 percent by weight. The share of 0 mm to 2 mm in the mixture 25 percent by weight and the proportion 2 mm to 8 mm another 25 percent by weight.
Aufgrund der schon o. a. guten Eigenschaften feingemahlener Kupolofenschlacke als Zuschlagstoff mit der Körnung 0 mm bis 0,5 mm ist er auch in bevorzugter Weise in selbstnivellierenden Fließestrich auf Zementbasis einsetzbar, wobei er dort bis zu 80 Gewichtprozentanteile einnehmen kann. Gleichzeitig wird die Oberflächenqualität und die Druckfestigkeit des selbstnivellierenden Fließestriches verbessert und äußert sich u. a. auch darin, daß Rißbildungen an der Oberfläche und im gesamten Materialbereich nach Aushärtung des Fließestriches vermieden werden, wobei die feingemahlene Kupolofenschlacke eine Blainewert von 3000 bis 10 000 cm²/g aufweist.Because of the above good properties of finely ground cupola slag as an aggregate with a grain size of 0 mm to 0.5 mm, it is also preferred Can be used in self-leveling self-leveling screed based on cement, where it is can take up to 80 percent by weight. At the same time, the Surface quality and the compressive strength of the self-leveling screed improves and expresses u. a. also in the fact that cracks on the surface and avoided in the entire material area after hardening of the liquid screed be, the finely ground cupola slag has a Blaine value of 3000 to 10,000 cm² / g.
Untersuchungen zur Umweltverträglichkeit des aus Kupolofenschlacke hergestellten Zuschlagstoffes zeigten, daß nach Prüftabellen zur Beurteilung von Konzentrationsniveaus verschiedener verunreinigter Stoffe in Betonzuschlag nicht bestehen.Environmental impact studies of cupola slag manufactured aggregate showed that according to test tables for the assessment of Concentration levels of various contaminated substances in concrete aggregate are not consist.
Gemessen an der Prüftabelle für die Beurteilung von Konzentrationsniveaus verunreinigter Stoffe in Böden und Grundwasser ("Holländische Liste") liegen die nach Prüfplan DIBt gemessenen Schwermetalle in wesentlich geringeren Konzentrationen in der untersuchten Probe vor, als diese für Grundwasser, Prüfwert c, zulässig wäre.Measured against the test table for the assessment of concentration levels contaminated substances in soils and groundwater ("Dutch list") are Heavy metals measured according to the DIBt test plan in significantly lower amounts Concentrations in the sample under investigation, than those for groundwater, Test value c, would be permissible.
Gemessen an den für RCL-Baustoffe geltend Grenz-(bzw. Richt-)werten nach DIN 38414 sind die gemessenen Konzentrationen an Schwermetallen - soweit die Untersuchungen durchgeführt wurden - deutlich niedriger. Measured against the limit (or guideline) values that apply to RCL building materials DIN 38414 are the measured concentrations of heavy metals - as far as the Investigations were carried out - significantly lower.
Die möglicherweise in der Feststoffsubstanz nachweisbaren Schwermetalle liegen somit überwiegend nicht in wasserlöslicher Form vor.The heavy metals that can possibly be detected in the solid substance lie therefore predominantly not in water-soluble form.
Eine Beeinträchtigung des Grundwassers bzw. des Bodens bei möglicher Eluierung des mit aufbereiteter Schlacke ausgeführten Betons, wird somit ausgeschlossen.Impairment of the groundwater or soil with possible elution of the concrete made with prepared slag is therefore excluded.
Die Erfindung wird mit zwei Beispielen beschrieben. Nach der zunächst ersten
Variante wird eine Kupolofenstückschlacke mit den Korngrößen von 0 mm bis 32
mm eingesetzt, die aus den Fraktionen in den betonüblichen Zuschlagsstoffen von
0-2 mm mit 26 Gewichtsprozentanteil
2-8 mm mit 24 Gewichtsprozentanteil
8-16 mm mit 21 Gewichtsprozentanteil
16-32 mm mit 29 Gewichtsprozentanteil
besteht.The invention is described with two examples. According to the first variant, a cupola furnace slag with grain sizes from 0 mm to 32 mm is used, which consists of the fractions in the usual aggregates from
0-2 mm with 26 percent by weight
2-8 mm with 24 percent by weight
8-16 mm with 21 weight percent
16-32 mm with 29 weight percent
consists.
Der Zuschlagsstoff mit einem Gesamtgewichtsanteil von 1876 kg je m³ Frischbeton (Kornrohgröße: 2,6 kg/dm³) wird in der Idealsieblinie mit einer homogenen Korngrößenverteilung eingesetzt (Sieblinienbereich A32/B32).The aggregate with a total weight of 1876 kg per m³ fresh concrete (Grain size: 2.6 kg / dm³) is in the ideal sieve line with a homogeneous Grain size distribution used (screen line area A32 / B32).
Der Zementanteil von 318 kg Zementsorte P Z 35 F und einem Wasseranteil von 175 1 ergeben im Zwangsmischer nach 1,5 min Mischzeit einen Beton mit einer Konsistenz KR (Regelkonsistenz) weich. Es wurden Würfel für die Prüfung der Druckfestigkeit und des Frostwiderstandes mit der Kantenlänge von 15 cm nach DIN 1048 hergestellt.The cement content of 318 kg cement type P Z 35 F and a water content of 175 1 result in a concrete with a in the compulsory mixer after 1.5 min Consistency KR (rule consistency) soft. There were cubes for testing the Compressive strength and frost resistance with the edge length of 15 cm DIN 1048 manufactured.
Lagerung:Storage:
- - 24 h feucht abgedeckt in der Form (20°C/relative Luftfeuchtigkeit)- Covered moist in the mold for 24 hours (20 ° C / relative humidity)
- - ausschalen und Wasserlagerung 6 Tage (20°C)- remove formwork and store water for 6 days (20 ° C)
- - Hauptlagerung (20°C/65% relative Luftfeuchtigkeit).- Main storage (20 ° C / 65% relative humidity).
Die Prüfungen erfolgen im Alter von 2, 7, 28, 91, 365 Tagen.The exams take place at the age of 2, 7, 28, 91, 365 days.
Die Versuche zeigen, daß die relative Druckfestigkeit auch nach 28 Tagen, bei dem Einsatz von Kupolofenschlacke als Zusatzstoff im Beton, sich weiter erhöht. Eine Ursache liegt in der Tatsache, daß die latent-hydraulische Reaktion der Feinstanteile der Kupolofenschlacke auch nach 28 Tagen weiter erfolgt, die zusätzliche Sicherheiten in der Praxis zur Folge hat.The tests show that the relative compressive strength even after 28 days in which Use of cupola slag as an additive in concrete continues to increase. A The reason lies in the fact that the latent hydraulic reaction of the Very fine proportions of the cupola slag continue to occur after 28 days results in additional collateral in practice.
Die chemischen Grundbausteine der Kupolofenschlacke mit einem pH-Wert von 10,2 im Eluat, fördern die Calciumsilikathydratphase (CSH-Phase), die im wesentlichen für die Festigkeitseigenschaften des Werkstoffes Beton im Verbund mit den Zuschlagskörnern verantwortlich ist. Die Übergangszone zwischen Kupolofenzuschlagskörnern (Substrat) und der Zementsteinmatrix sind als Reaktionszone ausgebildet. Die Kristalle der hydratisierten Ca-Silikate haften fest auf den Zuschlagskörnern aus Kupolofenschlacke.The basic chemical components of cupola slag with a pH of 10.2 in the eluate, promote the calcium silicate hydrate phase (CSH phase), which in essential for the strength properties of the material concrete in the composite is responsible for the additional grains. The transition zone between Cupola aggregate grains (substrate) and the cement stone matrix are as Reaction zone formed. The crystals of the hydrated Ca silicates adhere firmly on the aggregate grains made of cupola slag.
Derartige quasi-kontinuierliche Übergänge, vergleichbar einer Schweißnaht, sind bei zementgebundenen Baustoffen in der Regel nur an den Grenzflächen zwischen Zementsteinmatrix und noch nicht vollständig hydralisierten Klinkerkörnern bzw. an Hüttensandkörnern beobachtet worden. Der chemische Bestand der Reaktionszone repräsentieren einen Übergangsmechanismus zwischen Kupolofenschlacke und Zementsteinmatrix.Such quasi-continuous transitions, comparable to a weld seam, are with cement-bound building materials, usually only at the interfaces between Cement stone matrix and not yet fully hydrated clinker grains or have been observed on granulated slag sand. The chemical inventory of Reaction zones represent a transition mechanism between Cupola slag and cement stone matrix.
Nach dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Kupolofenschlacke mit Kegelmühlen bzw. Kugelmühlen fein gemahlen mit einem Großkorn von max. 0,5 mm. Um die optimalen Ergebnisse zur Verbesserung der Betoneigenschaften zu erreichen ist ein Aufmahlen bis zur maximalen Korngröße von 0,04 mm erforderlich. Es gilt hier der Grundsatz, je höher die Mahlfeinheit je höher die Reaktivität. Diese Eigenschaften können noch zusätzlich verbessert werden, wenn die Kupolofenschlacke wassergranuliert und anschließend fein aufgemahlen wird. Es sind damit optimale latent-hydraulische Eigenschaften zu verzeichnen.According to the second embodiment, the cupola slag with Cone mills or ball mills finely ground with a large grain of max. 0.5 mm. To get the best results to improve the concrete properties grinding up to a maximum grain size of 0.04 mm is achieved required. The principle applies here, the higher the fineness of grinding the higher the Reactivity. These properties can be further improved if the cupola slag is water-granulated and then finely ground. Optimal latent hydraulic properties can be recorded.
Im zweiten Ausführungsbeispiel wurde feingemahlene granulierte
Kupolofenschlacke mit einer spezifischen Oberfläche von 3500 cm²/g nach Blaine
eingesetzt. Dabei wurde eine Mischung (1 m³) für den Beton-Warenbereich mit
einem Wasserzementwert von 0,44 unter Verwendung von
240 kg/m³ PZ35F
90 kg/m³ Kupolofenschlacke
890 kg/m³ Sand 0-2 mm
1060 kg/m³ Kies 2-8mm
hergestellt.In the second embodiment, finely ground granulated cupola slag with a specific surface area of 3500 cm² / g according to Blaine was used. A mixture (1 m³) for the concrete goods area with a water cement value of 0.44 was used
240 kg / m³ PZ35F
90 kg / m³ cupola slag
890 kg / m³ sand 0-2 mm
1060 kg / m³ of gravel 2-8mm
manufactured.
Die Druckfestigkeit nach 28 Tagen liegt zwischen 55 und 60 N/mm².The compressive strength after 28 days is between 55 and 60 N / mm².
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| DE1302315B (en) * | 1964-02-25 | 1975-01-16 | Etablissement Thermocrete, Baupatente-Verwertungsgesellschaft, Vaduz | MOERTEL OR CONCRETE WITH GOOD THERMAL INSULATION PROPERTIES |
| DE2626041B2 (en) * | 1975-08-07 | 1979-01-18 | Vereinigte Oesterreichische Eisen- Und Stahlwerke - Alpine Montan Ag, Wien | Process for producing a concrete or mortar |
| DE3701856A1 (en) * | 1986-01-28 | 1987-08-06 | Kalksandsteinwerk Gumbmann Dai | Lime sand brick |
| DE3726903A1 (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-23 | Heidelberger Zement Ag | Self-levelling, hydraulically curing castable flooring based on blast furnace slag |
-
1995
- 1995-09-14 DE DE1995133998 patent/DE19533998C1/en not_active Expired - Fee Related
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