DE19622741A1

DE19622741A1 - Modifizierter Anhydritbinder

Info

Publication number: DE19622741A1
Application number: DE19622741A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr Menzel; Thomas Jahrmarkt; Bernd Dipl Ing Nowack; Joachim Dr Herzig
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-12-11

Description

Die Erfindung betrifft einen modifizierten Anhydritbinder auf der Basis von wasserfreiem Calciumsulfat und Anregern.

Das Verwertungsgebot des Bundes-Immisionsgesetzes (17. BImSchG) fordert, daß Feststoffe aus genehmigungspflichtigen Anlagen zu verwerten sind, soweit dies technisch möglich und sinnvoll ist.

Im Rahmen von Genehmigungsverfahren verlangen die zuständigen Zulassungs behörden langfristige Verwertungsnachweise. Ferner schreibt das Gesetz zur För derung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltverträglichen Beseitigung von Abfällen vor, daß die Verwertung gegenüber der Beseitigung von Abfällen Vorrang hat.

Dies gilt in besonderem Maß für Aschen aus Kraftwerken mit Wirbelschicht feuerung, die jährlich mit ca. 500 000 t/a in Deutschland anfallen. Es gibt eine Reihe von Konzepten zur Verwertung von Wirbelschichtaschen, wie z. B. in der Land- und Forstwirtschaft zur Bodenverbesserung, im Bergbau als Bergbaumörtel und in der Bautechnik als Rohstoff. Die zuletzt genannte Anwendung erscheint auf Grund des mengenmäßig großen Potentials besonders interessant. So wurde schon vorgeschlagen, Wirbelschichtasche als Rohstoff für die Portlandzement- Klinkerherstellung, für die Alinitzementherstellung und für Gasbetonsteine zu verwenden. Bisher hat jedoch noch keines dieser Verwertungskonzepte zu einer großtechnischen Anwendung geführt.

In EP 422 390 wird die Verwendung von Wirbelschichtasche in Estrich-Mörtel beschrieben. Dabei werden Mischungen eines Anhydritbinders nach DIN 4208 mit Wirbelschichtasche und Sand sowie weiteren Zuschlagsstoffen als Trockenmörtel mischung hergestellt. Die Asche ersetzt dabei im wesentlichen den Sand als Zu schlagstoff.

DE 4 021 507 beschreibt die Verwendung von Wirbelschichtasche als Zuschlag stoff in einer Spachtelmasse auf Anhydritbasis. Das mengenmäßige Potential dieser Anwendung ist allerdings im Verhältnis zur anfallenden Wirbelschichtasche menge gering.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß ein Anhydritbinder bestehend aus einer Mischung von wasserfreiem, synthetischem oder natürlichem Calciumsulfat mit üblichen Anregern und 1 Gew.-% bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 1 Gew.-% bis 15 Gew.-% Wirbelschichtasche die gemäß der DIN-Vorschrift 4208 geforderten Eigenschaften besitzt und damit einen typischen Anhydritbinder darstellt. Übliche Anreger sind z. B. Baukalk oder Kaliumsulfat. Die Wirbelschichtasche wird also nicht als Zuschlagstoff beigemischt, sondern ist ein unmittelbarer Bestandteil des Binders und wird demzufolge direkt in einem Produkt mit höherer Wertschöpfung verwertet.

Als Anhydrit kann sowohl synthetischer als auch natürlicher Anhydrit verwendet werden. Bevorzugt wird synthetischer, bei der Flußsäureherstellung anfallender Anhydrit als Ausgangsstoff eingesetzt.

Als Wirbelschichtasche kann Grobasche, ggf. nach Mahlung auf eine kleinere Korngröße eingesetzt werden, die aus der Wirbelbrennkammer über einen Aschekühler abgezogen wird.

Vorzugsweise wird aber Wirbelschichtfeinasche zugegeben, die in den Filtern hinter einem der Wirbelbrennkammer nachgeschalteten Zyklonabscheider anfällt.

Vorteilhaft wirkt sich aus, daß die Wirbelschichtasche einen hohen Anteil an Calciumsulfat mit einbringt (bei Grobasche ca. 30-50%, bei Feinasche 10-30%). Außerdem wirken sich die latent hydraulischen Eigenschaften der Wirbel schichtasche positiv aus, die zu einer erhöhten Festigkeit gegenüber reinen Zuschlagstoffen, wie z. B. Sand, führen. "Latent hydraulisch" sind bekanntlich Stoffe, die nach Zugabe eines "Anregers", z. B. Zement oder Kalk oder Gips fest abbinden oder auch nur bei Erwärmung unter Zugabe von Wasser fest abbinden.

Ein weiterer Vorteil besteht bei der Verwendung von synthetischem Anhydrit als Ausgangsmaterial darin, daß die Wirbelschichtasche als alkalischer Bestandteil zur Neutralisation des bei der Flußsäureherstellung anfallenden Rohanhydrids einge setzt werden kann. Dadurch kann das üblicherweise zur Neutralisation der vor handenen Restsäure verwendete basische Material zumindest teilweise ersetzt werden.

Der erfindungsgemäße Binder eignet sich in besonders guter Weise zur Her stellung von Estrichmörtel, Fließestrich und Spachtelmasse.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Bei diesen Beispielen wurde Wirbelschichtasche folgender Spezifikation verwendet:

Mit dieser Wirbelschichtasche wurden die nachfolgenden Festigkeitsuntersu chungen gemäß DIN 4208 für verschiedene Binderzusammensetzungen (Beispiele 1-3) durchgeführt:

Beispiel 1

Anhydritbinder gemäß DIN 4208 bestehend aus:

synth. Anhydrit:\|92,15%
CaO (frei):	1,9%
K₂SO₄:	0,95%
Feinasche:	5%

wird mit 3 Teilen Normsand und 46,5% Wasser bezogen auf die Bindermenge (Prüfung nach DIN 4208) versetzt.

Es ergaben sich folgende Festigkeiten:

Beispiel 2

Anhydritbinder bestehend aus:

synth. Anhydrit:\|87,3%
CaO (frei):	1,8%
K₂SO₄:	0,9%
Feinasche:	10%

wird mit 3 Teilen Normsand und 47,3% Wasser bezogen auf die Bindermenge (Prüfung nach DIN 4208) versetzt.

Es ergaben sich folgende Festigkeiten:

Beispiel 3

Anhydritbinder bestehend aus:

synth. Anhydrit:\|82,45%
CaO (frei):	1,7%
K₂SO₄:	0,85%
Feinasche:	15%

wird mit 3 Teilen Normsand und 48,3% Wasser bezogen auf die Bindermenge (Prüfung nach DIN 4208) versetzt.

Es ergaben sich folgende Festigkeiten:

Bei sämtlichen Beispielen wurden die gemäß der DIN Vorschrift 4208 geforderten Festigkeiten erreicht.

Claims

1. Anhydritbinder bestehend aus einer Mischung von wasserfreiem Calcium sulfat mit hydraulischen Anregern und Wirbelschichtasche mit einem Anteil von 1 Gew.-% bis 30 Gew.-%.

2. Anhydritbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Wirbelschichtasche 1 Gew.-% bis 15 Gew.-% beträgt.

3. Anhydritbinder nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelschichtasche eine Grobasche mit einer mittleren Korngröße von 50 µm bis 3000 µm ist.

4. Anhydritbinder nach Anspruch 3, daß die Grobasche auf eine mittlere Korngröße von 10 µm bis 500 µm gemahlen wird.

5. Anhydritbinder nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelschichtasche eine Feinasche mit einer mittleren Korngröße von 10 µm bis 500 µm ist.

6. Anhydritbinder nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserfreie Calciumsulfat synthetisch gewonnen ist.

7. Anhydritbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetisch gewonnene, wasserfreie Calciumsulfat bei der Flußsäureher stellung anfällt.