DE19831545A1

DE19831545A1 - Baustoffgemisch und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE19831545A1
Application number: DE1998131545
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Thos
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2000-01-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Baustoffgemisch und ein Verfahren zur Herstellung eines Baustoffgemsiches für die Bauwirtschaft und für den Einsatz im Berg- und Tunnelbau, im Deponiebau, insbesondere für Trag- und Trag-Deckschichten von Verkehrsflächen oder Gründungen von Baukonstruktionen unter Verwendung von hydraulischen Bindemitteln, Zuschlagstoffen und Wasser in einer Mischanlage, wobei in dieser Zuschlagstoffe, die bei der Gewinnung bzw. Aufbereitung von Edelbrechsanden und Edelsplitt anfallenden Abprodukten basischer Natur, wie Gesteinsstaub, Brechsande und Vorabsiebungen mit definierten Korngrößen und hydraulische Bindemittel in einen vorbestimmten Verhältnis innig miteinander vermischt werden und dieses Gemisch durch Hinzufügen von unbehandeltem bei der Klärung kommunaler und industrieller Abwässer anfallenden Klärschlamms in flüssiger Konsistenz durchfeuchtet wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Baustoffgemisch für die Bauwirtschaft und für den Einsatz im Berg- und Tunnelbau, im Deponiebau, insbesondere für Trag- und Trag-Deckschichten von Verkehrsflächen oder Gründungen von Baukonstruktionen, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Bekannt sind Baustoffe für Verkehrsflächen und Gründungen aus der DE 38 15 373 A1, die für Tragschichten und Trag-Deckschichten geeignet sind. Dieser Baustoff enthält im wesentlichen Konverterstahlschlacke und feingranulierte Anfallstoffe von Stahl- und Kraftwerken und ist ohne industriell produzierte synthetische Bindemittel herstellbar.

Aus der DE 42 44 249 C1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem neben einem Bindemittel als Zuschlagstoffe Bodenfraktionen von in einer Bodenreinigungsanlage bei der Reinigung fraktioniertem Bodenmaterial verwendet wird. Dem im Betonmischwerk gebildeten Gemisch wird Wasser aus dem Reinigungswasserkreislauf der Bodenreinigungsanlage zugeführt.

Bei einem weiteren aus der DE 40 10 898 A1 bekannten Verfahren zum Herstellen von Baumaterialien wird Klärschlamm neutralisiert, mit Faserstoffen und Binde- und/oder Quellmittel gemischt und dem Baurohmaterial beigemengt.

Bei dem aus der DE 42 13 119 C1 bekannten Verfahren werden Schlämme aus Wasseraufbereitungsanlagen mit Aschen aus Feuerungs- und/oder Wandlungsanlagen unter Zugabe von Abraumrückständen aus dem Kali- und Salzbergbau gemischt.

Ein Verwertungsverfahren für Müll-, Klärschlamm- und Sondermüllverbrennungsasche ist aus der DE 41 01 347 A1 bekannt. Hier werden die aus Feuerungsanlagen stammenden Aschen einzeln oder im Gemisch mit Portlandklinker oder Portlandzement oder einem anderen organischen Bindemittel vermahlen und dann unter Wasserzugabe durchfeuchtet und agglomeriert und das Gemisch unter weiterer Wasserzugabe einem Abbindeprozeß unterzogen und dann als Zuschlagstoffe eingesetzt. Die Agglomerate reagieren durch die Bindemittelzugabe und durch das Reaktionsprodukt Calciumhydroxid alkalisch, so daß die pH-Wert-abhängige Auslaugung von Schwermetallen (Immobilisierung der Schadstofffracht) vermindert wird.

Um ein günstiges Korngemisch sicherzustellen, sieht die Erfindung vor, daß die verhärteten Agglomerate gebrochen werden können und dann mit einem bindemittelhaltigen Mörtel oder Beton verarbeitet werden.

Bekannt ist aus der DE 27 13 757 ein Beton mit Zement als Bindemittel sowie Splitt aus gebrochenem Felsgestein und Brechsand als Zuschlag, wobei die Kornanteile des Brechsandes entsprechend dessen Sieblinien zwischen bestimmten Grenzwerten liegen.

Bei der Herstellung von Mörtel und Betonen werden diese aus Zuschlag, Zement und Wasser zusammengesetzt. Dazu können Zusatzstoffe und/oder Zusatzmittel kommen. Dabei übernimmt der Zement neben der Bindemittelfunktion auch die Füllstoffunktion. Durch die Zugabe von Zusatzstoffen soll die Füllstoffunktion des Zementes verringert werden, wobei diese die Hohlräume im Zuschlag und Zement ausfüllen sollen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die bei der Gewinnung bzw. Aufbereitung von Edelbrechsanden und Edelsplitten aus Felsgesteinen anfallenden Abprodukten sowie die bei der Klärung von kommunalen und industriellen Abwasser anfallenden Klärschlämme einer wirtschaftlichen Verwertung zuzuführen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Baustoffgemisch und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Dabei sollen die im Klärschlamm vorliegenden toxischen Schwermetallverbindungen sowie weitere umweltschädliche Bestandteile sicher im Gefüge des Baustoffgemisches eingebunden werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des Baustoffgemisches Abprodukte, die bei der Herstellung von Edelbrechsanden und Edelsplitten aus Felsgestein anfallen und bisher auf Halden verkippt werden, als Zuschlagstoffe verwendet werden. Die Abprodukte sind dabei basischer Natur, vorzugsweise Diabase.

Die verwendeten Abprodukte bestehen aus Gesteinsstaub, Brechsand und Vorabsiebungen, die in bestimmten Korngrößen und Mengenanteilen den Zuschlagstoff bilden. Dieser wird in einer Mischanlage mit einem hydraulischen Bindemittel, vorzugsweise Zement, innig vermischt. Das Anmischwasser, das üblicherweise dem Trockengemisch zugesetzt wird, wird hier durch frischen, unbehandelten Klärschlamm, der bei der Klärung von kommunalen und industriellen Abwässern anfällt, in flüssiger Konsistenz ersetzt.

Aufgrund des im Zuschlagstoff befindlichen Anteils an Gesteinsmehl basischer Natur kann der Anteil an hydraulischem Bindemittel verringert werden. Die Verringerung des Bindemittelanteils geht einher mit der Reduzierung der Hydrationswärme beim Abbinde- und Aushärtungsprozeß und führt somit zu geringsten inneren Spannungen infolge Schwindens. Dadurch können beispielsweise bei der Verwendung des Baustoffgemisches im Straßenbau Kerbungen entfallen; es sind nur Preßfugen bei Tagesnähten und bei Anschlüssen notwendig.

Durch die Verwertung der bei der Gewinnung von Edelbrechsanden und Edelsplitten aus Felsgesteinen basischer Natur anfallenden Abprodukten im Baustoffgemisch wird eine hohe Betondichte, eine hohe Frostsicherheit und eine geringfügige Wasserdurchlässigkeit bzw. von Wasserundurchlässigkeit infolge von Koalgulation und Neubildung irreversibler Silikate bzw. Kristalle erzielt.

Weiterhin wird eine bedingt irreversible Einbindung (Immobilisierung) toxischer Schwermetallverbindungen und anderer umweltschädigender Bestandteile aus dem Klärschlamm erreicht.

Die im Klärschlamm vorhandenen Kontaminationen werden im erfindungsgemäßen Baustoffgemisch ausreichend stabilisiert, so daß ein Auswaschen und ein Entweichen in die Umgebung weitestgehend verhindert werden kann.

Die Erfindung wird mit zwei Beispielen weiter beschrieben.

Gemäß einer ersten Variante werden zur Herstellung einer Trag-Deckschicht im Straßenbau nach dem Zentralmischverfahren werden Zuschlagstoffe und hydraulische Bindemittel gleichmäßig miteinander vermischt. Als Zuschlagstoffe kommen Abprodukte basischer Natur, die bei der Gewinnung bzw. Aufbereitung von Edelbrechsanden und Edelsplitten anfallen, zum Einsatz. Die Zuschlagstoffe setzen sich aus
42 Gewichtsteilen Vorabsiebung der Korngröße 0-22 mm
40 Gewichtsteilen Brechsand der Korngröße 0-2 mm
10 Gewichtsteilen Gesteinsmehl (Diabasmehl) der Korngröße 0-0,009 mm zusammen.

Den Zuschlagstoffen werden
3 Gewichtsteile Zement PZ 35 als hydraulisches Bindemittel zugesetzt.

Das so erhaltene Gemisch wird mit
5 Gewichtsteilen unbehandeltem Klärschlamm in flüssiger Konsistenzso lange gemischt, bis Bindemittel und Klärschlamm gleichmäßig mit den Zuschlagstoffen vermischt sind.

Als Klärschlamm kommt unbehandelter Schlamm aus einer kommunalen Abwasserkläranlage zum Einsatz, der nicht entwässert wird.

Die Gewichtsangaben beziehen sich auf 1 m³ Fertigbeton.

Das fertige Baustoffgemisch wird gegen Witterungseinflüsse geschützt zur Einbaustelle transportiert und dort so gleichmäßig eingebaut, das keine Entmischung eintritt. Das Baustoffgemisch ist so zu verdichten, daß der vorgeschriebene Verdichtungsgrad erreicht wird.

Gemäß einer zweiten Variante besteht das Baustoffgemisch für den Einsatz im Deponiebau aus den Komponenten
40 Gewichtsteile Vorabsiebung der Korngröße 0-46 mm
40 Gewichtsteile Brechsand der Korngröße 0-3 mm
12 Gewichtsteile Gesteinsmehl (Diabasmehl) der Korngröße 0-0,09 mm
3 Gewichtsteile Zement PZ 25 als hydraulisches Bindemittel
und
5 Gewichtsteile unbehandelter Klärschlamm in flüssiger Konsistenz.

Die Gewichtsangaben beziehen sich auf 1 m³ Fertigbeton.

Diese Komponenten werden ebenfalls in einer Zentralmischanlage gleichmäßig gemischt und an der Einbaustelle eingebaut und entsprechend verdichtet.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Baustoffgemisches für die Bauwirtschaft und für den Einsatz im Berg- und Tunnelbau, im Deponiebau, insbesondere für Trag- und Trag-Deckschichten von Verkehrsflächen oder Gründungen von Baukonstruktionen unter Verwendung von hydraulischen Bindemitteln, Zuschlagstoffen und Wasser in einer Mischanlage, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischanlage Zuschlagstoffe, die bei der Gewinnung bzw. Aufbereitung von Edelbrechsanden und Edelsplitt anfallenden Abprodukten basischer Natur, wie Gesteinsstaub, Brechsande und Vorabsiebungen mit definierten Korngrößen und hydraulische Bindemittel in einen vorbestimmten Verhältnis innig miteinander vermischt werden und dieses Gemisch durch Hinzufügen von unbehandeltem bei der Klärung kommunaler und industrieller Abwässer anfallenden Klärschlaxnms in flüssiger Konsistenz durchfeuchtet wird.

2. Baustoffgemisch dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch als Zuschlagstoff Abprodukte basischer Natur, hydraulische Bindemittel und Klärschlamm in flüssiger Konsistenz enthält, wobei die Mengenanteile der Komponenten in folgenden Grenzen liegen:35-85 Gewichtsteile Abprodukte basischer Natur
10-40 Gewichtsteile hydraulische Bindemittel
5-25 Gewichtsteile Klärschlamm in flüssiger Konsistenz

3. Baustoffgemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Zuschlagstoffe verwendeten Abprodukte basischer Natur sich aus den Komponenten

Gesteinsstaub der Korngruppe 0-0,09 mm Brechsande der Korngruppen 0-2 mm oder 0-3 mm Vorabsiebungen der Korngruppen 0-16 mm oder 0-22 mm oder 0-32 mm oder 0-46 mm

zusammensetzen

4. Baustoffgemisch nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengenanteile der Komponenten des Zuschlagstoffes Abprodukt basischer Natur in folgenden Grenzen liegen:
Gesteinsstaub 8-20 Gewichtsteile Brechsande 30-60 Gewichtsteile der Korngruppe 0-2 mm oder 30-50 Gewichtsteile der Korngruppe 0-3 mm Vorabsiebungen 30-50 Gewichtsteile der Korngruppe 0-2 mm oder 32-55 Gewichtsteile der Korngruppe 0-22 mm oder 35-60 Gewichtsteile der Korngruppe 0-32 mm oder 30-55 Gewichtsteile der Korngruppe 0-46 mm

bezogen auf den Mengenanteil Zuschlagstoff des Gemisches.