DE2101821A1 - Synthetischer Zuschlag fur Straßenbaumatenal - Google Patents

Synthetischer Zuschlag fur Straßenbaumatenal

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Description

DIPL-J1HyS-OIlMAiSIiTZ DIPL-CHEM. Öl. OEUFEL DfPL-I Να-FfNSTfRWAtO IHP-L-IMG. GRÄMKOW
/Sv - A 2137
THE ASSOCIATED POHTMHD CEMENT MANUFACTURERS |
ilMITED
Portland House, Stag Place, London S.W.1»
Synthetischer Zuschlag für Straßenbaumaterial
Priorität! Großbritannien, vom 16* Januar 1970» Nr. 2303/70
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung synthetische» Zuschlags für Straßenbaumaterial aur Verwendung als Splitt und Schotter bei der l«rsteilung von rutschfesten Straßendecken·.
Hatürlicher Splitt oder Schotter bietet in vielen Fällen entweder ungenügende Butachfestigkeit oder wird bei Gebrauch abgeschliffen» wobei eine Herabsetzung der Rutschfastigkeifc unter ein annehmbares Kaß die Folge ist. Deshalb findet die Yerwendung von synthetischem Zuschlag für diesen Zweck ateigende Aufmerksamkeit.
- 1 109830/1374
Gute BrQ ebni ss e jind i;.it ein or. Late rial erziel L; "..'erden, das einen großen Anteil an calciniertere I^ur-rit \ntY:"it, leider-ist aber Bauzeit ein teurcc I>;.teric.l, c.ac in vie-le Lr.ndor or st. einführt v/e-rcon la 2. . _ ,
Siel der vorliegenden Erfindung ict.e-, einen .e--n\;h ο tischen Zuschlag zur- Verwendung ulz hceh:-/_;?tiwer ^litt" . und Schotter zu schaffen, vcbci leicht v:.:rf"I^t_.i·': und "billige Rohstoffe .ver-jenlet xvcrf-ia.
Natürliche und bekannte synthetische Sr.schl.c^c 7/.,z- Yer-Wendung als o^litt und Schotter enthalten i:e all^-^-einen Teilchen aus einen harten Schleifmittel, die in ein. weichere Iiatri:: eincebettet sin:% -.-.'eiche schnellte.1 ebr;etraccn v^ird als das harte Material, wobei e'er -·· π chi ar, durch Brennen einer Mischung, eussesuchter hrrte::- Lehr elf mittel 2Θοί·οηοΪ€:Γ Teilchencröße nit rje^icneten e.etri:-·- bildenden Stoffen hergestellt T.-drd. "./ie ct.η cr:-:ü.hnt, stellt das geeignetste haz-te Schleifmittel celciniertsr-Bauirit dar, der aber den Nachteil hoher Kosten besitzt.
Es wurde nun gefunden, daB durch Brennen geeicnetor, billic zu erhaltender Bohstoffe oder Hischun^en von Rohstoffen unter geeigneten Zeit- voaä Temperaturbedingungen Sinterung, und Befcri st alii sation zusammen mit der Kristallisation von Spineileii großer Härte aus dem gebrannten Material stattfindet t wabei diese Spinelle in eine weicliere Matrix eingebettet weiten· So erzeugt ein einziger Srennprozeß zugleich das gewünschte harte Schleifiaitirel und bettet es -j-. in eine geeigÄete Matrix ein·
Die allgemeine Formel für Spinelle ist ΗΙΙ0·Κ1Ιϊ ο.0,, v/orin H . ,Fe, % und Zn, R Al, Cr und IJn umfassen.- wirtschaftlichen Gründen und wegen der physikalischen Eigenschaften sind im Hinblick auf die Erfordernisse der· vorliegenden Erfindung PeAl2O^ und MgAl,,0^ die bevorzugten Spinelle.
BAD ORtGiNAL
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Zuschlags ist gekennzeichnet durch die Herstellung eines fein zerteilten Rohmaterials mit einem durch Ojxdanalyse bestimmten Gehalt an 5 "bis 35 % SiO0, 15 - 70 % Al0O,, 0-65 %
<- €31 *- 3
FeO, 0-50 % MgO, weniger als 5 % Alkali/und ^ 5 % OaO, wobei der Gehalt an FeO und MgO zusammen ausreicht, um wenigstens 15 % Spinelle im fertigen Zuschlag zu liefern, Agglomerieren des Rohmaterials und Brennen des agglomerierten Materials bei einer das Rekristallisieren des Rohmaterials bewirkenden Temperatur, bis im wesentlichen kein freies Magnesiumoxid mehr vorliegt und ein Material entstanden ist, das in eine Matrix aus Aluminosilikaten, Silikaten oder deren Gemisch eingebettete Spinell-Kristalle enthält und eine so geringe Porosität aufweist, daß der Zuschlag einen Abriebwert von weniger als 20 % besitzt.
Bevorzugte Rohmaterialien weisen einen Aluminiumoxidgehalt im Bereich von 15-2I-O %, einen PeO-Gehalt im Bereich von 5-40 %, einen MgO-Gehalt im Bereich von 5-40 % und einen Gesamtgehalt an 3TeO und MgO auf, der ausreicht, um wenigstens 25 % Spinelle im hergestellten Zuschlag zu erzeugen.
Enthält das Rohmaterial wenigstens einen Teil seines Eisengehalts in der Eerri-Form, sollte die Brennstufe unter reduzierenden Bedingungen durchgeführt werden.
Wenigstens ein Teil des ΑϊρΟ,-Gehalts kann durch CrpO-, und/
oder Mn0O-, ersetzt Werden, das aber ist dank des hohen kommer-2 3
zieilen Wertes von Chrom und Manganerzen normalerweise un- ! wirtschaftlich.
Die Erfindung umfaßt ferner einen synthetischen Zuschlag mit einem durch Oxidanalyse bestimmten Gehalt von 5-35 % SiO2, 15-70 % Al2O5, 0-65 % FeO, 0-50 % HgO, <5 % Alkalien
und ^5 % CaO, wenigstens 15 %^aus einer Matrix aus SiIi-
/Vorzugsweise wenigstens 25 %^
- 3 109830/ 13 7 Λ
katen und/oder AluminoSilikaten auskristallisierter Spinell-Kristalle, einem Abriebwert des Zuschlags von weniger als 20 % und einem Stein-Polierwert (Polished Stone Value, gemäß der British Standard Specification) von wenigstens 60.
Das verwendete Rohmaterial kann ein hocheisenhaltiger Ton mit geeigneten Analysenwerten, oder ein Gemisch von Eisenerz, eisenhaltigen Abfällen, Magnesit, Magnesiumoxid oder -hydroxid, mit Kohlendioxid behandelten Magnesiumhydroxid-Aufschlämmungen, hocheisenhaltigem Ton oder anderem Material mit hohem IPeO- oder MgO-Gehalt oder einem Gemisch hiervon einerseits mit Hochofenschlacke, pulverisierter Brennstoffaeche, hochaluminiumhaltigem Ton oder anderem hochaluminiumhaltigem Material andererseits sein.
Selbstverständlich sind die Abfälle, Nebenprodukte und na-
j-·· τ · i_ JUs-terialien . j_ -u j π j -i-d-u turlichenSeg-leiter, wie vorstehend zur Verwendung als Rohmaterialien aufgeführt, keine reinen Oxide und können deshalb auch keine reinen Spinelle liefern. Doch enthalten solche Materialien, in geeignetem Mischungsverhältnis im Hinblick auf ihre Analysenwerte und das Phasendiagcamm der vorhandenen Hauptoxide, genügend SiOp und AIpO.,, um eine Spinellbildung bei mäßigen Temperaturen zu ermöglichen und ein Silikat- und Aluminosilikat-haltiges Matrixmaterial zu bilden.
Zur Vorbereitung der Materialien zum Brennen kann entweder ein Naß- oder ein Trockenverfahren angewandt werden, wobei diese Materialien wenn nötig zerkleinert und in geeignetem Verhältnis gemischt werden.
Das gemischte Material kann vor dem Brennen durch herkömmliehe Mittel nodulisiert, mit einem geeigneten Binder wie Bentonit oder einem anderen plastischen Ton, Alginaten, Stärke oder Teerö!rückstanden vermischt und extrudiert werden, um
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b.eim gebrannten Material eine Teilchengröße zu erzielen, die entweder für die direkte "Verwendung bein Straßenbau oder für diesen Zweck nach mäßigem Zerkleinern geeignet ist, wobei die für den Straßenbau ungeeigneten Feinanteile wieder in die Nodulierungsstufe in den Kreislauf zurückgeführt werden können. Die Feinanteile können mit
Flußmitteleinem/Zuschlag wie SiO2 versetzt und gebrannt werden, um ein befriedigendes Straßenbaumaterial zu erhalten.
Das Brennen der Klumpen oder des extrudierten Materials kann unter Verwendung eines geeigneten Brennstoffs in
einem Drehrohrofen, Schachtofen oder am Sinterstrang bei M
1000° bis 15000O erfolgen, wobei die angewandte Temperatur und die Brenndauer in Abhängigkeit von der Natur des Rohmaterials, der Geschwindigkeit der Spinellbildung und der Notwendigkeit, praktisch alles freie Magnesiumoxid umzusetzen, das sonst fehlerhafte Stellen im fertigen Produkt hervorruft, und von der Herabsetzung der Porosität des Produkts auf ein Maß, das ihm einen Abriebwert von weniger als 20 % und vorzugsweise nicht mehr als I5 °/° gibt, durch den Versuch bestimmt werden muß. Die Brenntemperatur muß ausreichen, um Spinelle aus einer Matrix aus Silikaten und/oder Aluminosilikaten auskristallisieren zu lassen.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter \
erläutert:
Beispiel Λ
Eine pulverisierte Brennstoffasehe mit den Analysenwerten 44,0 % SiO2, 29,4 % Al2O5, 9,16 % Fe2O5, 2,6 % CaO, 2,0 % MgO und 8,40 % Kohlenstoff wurde innig mit einem zerkleinerten natürlichen Magnesit mit 3 % SiO2 vermischt^ so aaB das
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Verhältnis vcn Flu^accli
~u ΙΙε.^η^ο1"ι-ΐηο:ά.-ί 2:"
0O
. D-r er
sodann
haltenen Kasse wurdvj bei COO0O Kohleiidio::ic ^rvuLojc, wurde sie in: Verlauf von 45 Liin auf 13£3J'J _^1 :_τ.cl.t und eel dieser SeLrper:,t..r 4 h lanj gehalten. In JO ..lin vurd 10000O abgekühlt und dann auc dem Schnelzcf-n -.. .; ^eLrecht.
ie auf
Die ungefähre IhasenEuscu^ie war folgende: p0 ><? Spinelle Porsterit Mg9SiO2,, der liest
des eiiialt?nuii I-a und Je^L^C,.) t p2
Des Ilaterial vrurde in zwei Chargen hor^erijsllt, die ir:: Vex· such Abriebwerte des Zuschlags (A^^re^.-.t', AO_-r..oi^n Values) von 15 /^ 1JJi^ Steiii-x'oliervjerte (roliahec. Stoae Τε-luc^) ~/ori. 67 und 66 zeigten. Ähnliche 2igebnico^ ,.iTden ir^i.lt, v. die Seit für die Iiöchsttenperatur auf 2C _in I.er-aL·^ .-sets vjurde.
Beispiel 2
"! verv;endete pulverisierte Brenn:: to ff asche
Die in Beispiel
wurde mit einen ausgefällt en K:^n^3iur:h^drciz:id inni^; vermischt, so daß das Vex-hältnis von Flur-aFcIie zu IIjC wieder 2:1 war. Das Heizverfahren rar dei:. auc Iki.-.piel "- "hnlich, süßer daß die Höchsttemperatur 14000G betru^ ur_i el ac Ilaterial bei dieser temperatur 20 min lanj [^Z.alten T.;urde.
Zwei Chargen wurden hergestellt, die in V^r-EJ.cIi Atriebwerte für den Zuschlag von 13 % und ütein-Iolierv^rtt ν ο η 64 und zeigten.
Die angewandten Ie α tv erfahr en zur B^stixiEiunc der L>tein-i:o Ii erwerte und der Abriebwerte für den Zuschlag sind in der BirLtish Standard Specification 012, 1967 beschrieben.
- Patentansprüche -
1 0 9 8 3 0 / 1 3 7 A
BAD ORIGINAL

Claims (8)

  1. latentansprüche
    Vοί:ϊahren zur Herstellung eines synthetischen Zuschlags, gekennzeichnet durch die Herstellung eines fein zerteilten Rohmaterials mit einem durch Oxidanalyse bestirnten Gehalt von 5-35 % SiO2, 15-70 % Al0O , 0-65 % FeO, 0-50 % EgO, < 5 % Alkali/und ζ5 % CaO, wobei der Gehalt an FeO und MgO zusammen ausreicht, um wenigstens 15/0 Spinelle im fertigen Zuschlag zu liefern, Agglomerieren des Rohmaterials und Brennen des agglomerierten Materials bei einer das Rekristallisieren des Rohmaterials bewirkenden Temperatur, bis im wesentlichen kein freies Magnesiumoxid mehr vorliegt und ein Material entstanden ist, das in eine Matrix aus AluminoSilikaten, Silikaten oder deren Gemisch eingebettete Spinell-Kristalle enthält und eine so geringe lorGsität aufweist, daß der Zuschlag einen Äbriebwert von weniger als 20 % besitzt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aluminiumoxid-Gehalt im Bereich von 15 bis 40 /ο, der FeO- void HgO-Gehalt jeweils in Bereich vcn 5 bis 40 /ö liegt ~and zusammen ausreicht, um wenigstens 25 % Spinelle im hergestellten Zuschlag zu erzeugen.
  3. 3- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Eisengehalts des Rohmaterials in der Ferri-Form vorliegt und die Brennstufe unter reduzierenden Bedingungen durchgeführt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Gehalts an Al0O2 im Rohmaterial durch Gr0O, und/oder Mn-O-, ersetzt wird.
    -T- 109830/1374
  5. 5· Verfahren nach .Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmaterial ein hocheisenhaltiger Ton ist.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch g e kennz ei chnet, daß das Eohmaterial ein Gemisch
    ■von Eisenerz, eisenhaltigen Abfällen, Magnesit, Magnesiumoxid oder -hydroxid, mit Kohlendioxid behandelten Magnesiumhydroxid-Aufschlämmungen, hocheisenhaltigem Ton oder anderem Material mit hohem PeO- oder MgO-Gehalt oder einem Gemisch hiervon einerseits mit Hochofenschlacke, pulverisierter
    Brennstoffasche, hochaluminiumhaltigern Ton oder anderem
    hochaluminiumhaltigern Material andererseits ist.
  7. 7· Synthetischer Zuschlag, gekennzeichnet durch einen durch Oxidanalyse bestimmten Gehalt von 5-35 % SiOg, 15-70 % Al2O , 0-65 % FeO, O-5O % MgO, < 5 % Alkali/^und
    / 5 °/° GaO, wenigstens 15 % aus einer Matrix aus Silikaten und/oder AluminoSilikaten auskristallisierter Spinell-Kristalle, einen Abriebwert des Zuschlags von weniger als
    20 % und einen Stein-Folierwert von wenigstens 60.
  8. 8. Synthetischer Zuschlag nach Anspruch 7» dadurch g e k e η η zeichnet, daß er wenigstens 25 % Spinell-Kristalle enthält.
    - 8 -109830/1374
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