DE2163604B2

DE2163604B2 - Verfahren zur Herstellung eines rasch härtenden Portlandzementklinkers

Info

Publication number: DE2163604B2
Application number: DE2163604A
Authority: DE
Inventors: Shigerjiro Kawasaki Kanagawa Mori; Shunichiro Tokio Uchida; Hiroshi Funabashi Chiba Uchikawa
Original assignee: Onoda Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1970-12-28
Filing date: 1971-12-21
Publication date: 1974-11-28
Also published as: JPS4930683B1; CH525847A; GB1386790A; DE2163604A1; US3767435A; IT945662B; AU3727071A; FR2120943A5

Description

Die Erfindung bezieht sich aui' ein Verfahren zur Herstellung eines rasch härtemizn Portlandzementklinkers, der 40 bis 60 Gewichtsprozent 11 CaO · 7Al₂O₃ ■ CaF₂-Phase und 30 bis 50 Gewichtsprozent 3CaO · SiO₂-feste Lösungsphase enthält.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf einen rasch härtenden Portlandzement, der diesen Klinker enthält.

Es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Klinkers zur Verfügung zu stellen, der zur Herstellung eines rasch härtenden Portlandzementes geeignet ist. der nach dem Vermischen mit Wasser eine hohe Härtungsgeschwindigkeit, eine kurze, aber kontrollierbare Anfangserhärtungs/eit und eine hohe Druck- und Biegefestigkeit sowohl bei kürzeren als auch längeren Zeiträumen besitzt, indem Anhydrit und Hemihydrat zugesetzt werden.

Die Härtungsgeschwindigkeit und die Festigkeit des Zements werden im allgemeinen stark von der Zusammensetzung der Mischung beeinflußt. Es is! nämlich so, daß CaO AI₂O₃ (nachstehend als CA abgekürzt) und 12CaO · 7Al₂O₃ (nachstehend als C₁₂A₇ abgekürzt) aktive hydraulische Eigenschaften besitzen und daß sie rasch erhärten. Es ist daher lchon versucht worden, Klinker zu verwenden, die tine CA- und C₁₂A₇-Phase besitzen, um eine hohe to Anfangsfestigkeit des Zements zu erhalten. Klinker, die eine 3CaO · SiO₂-feste Lösungsphase (nachstehend als C₃S abgekürzt) und eine 2CaO SiO₂-Feste Lösungsphasc (nachstehend als C₂S abgekürzt) enthalten, werden dazu verwendet, um eine hohe Früh- und spätere Festigkeit des Zements zu erhalten. Zur Erzielung eines Zements mit einer guten Festigceitsentwicklung für alle Stadien, nämlich vom Anfang bis später, wurde schon von vielen Forscher versucht, ein Gemisch aus Aluminatzementklinkei der CA und C_nA₇ enthält, und einen Portlandzement klinker, der C₃S und C₂S enthält, zu verwenden. Be einem solchen gemischten Zement ist es jedocl schwierig, die Härtungszeit zu kontrollieren. In man chen Fällen erhärtet er nämlich sehr rasch und ii anderen Fällen nur schlecht. Selbst in dem Fall, da( eine hohe Anfangsfestigkeit des Zements in zufrieden stellender Weise ausgebildet werden kann, wandel sich das hexagonale Calcium-Aluminiunthydrat darir allmählich in kubisches 3CaO-Al₂O₃-OH₂O um womit eine Verringerung der Festigkeit einhergeht welche zu einem Zusammenbrechen führt. Ein derartiges Vermischen der obengenannten beiden Zementklinker wurde daher bislang als schädlich für das Härten angesehen.

Im Rahmen der Erfindung wurden verschiedene Arten von rasch härtendem Portlandzement aus Klinkern hergestellt, die eine C₁₁A₇ v.\iF₂-Phase. C₃S, C₂S und" 2CaO ■ Fe₂O₃ — 6CaO · 2Al₂O₃ · Fe₂O₃-feste Lösungsphase (nachstehend als C₄AF abgekürzt) enthalten. Es wurde eine Methode zur Regulierung der Härtungszeit und zur Bildung einer hohen Anfangs- und späteren Festigkeit untersucht. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß ein Zement, der aus einem Klinker hergestellt wird, welcher 40 bis 60 Gewichtsprozent C₁₁A₇ · CaF₂ und JO bis 50 Gewichtsprozent C₃S enthält, eine hohe Anfangs- und spätere Festigkeit besitzt und daß nur im Fall, wenn der Gehalt an Fe₂O₃ in dem Klinker weniger als 3,0% (weniger als etwa 8% C₄AF) beträgt, die Biegefestigkeit der Mörtelprobe erheblich vermindert wird.

Durch die Erfindung wird daher ein Verfahren zur Herstellung eines rasch härtenden Portlandzementklinkers, der 40 bis 60 Gewichtsprozent 11 CaO · 7AI₂O₃ ■ CaF₂-Phase und 30 bis 50 Gewichtsprozent 3CaO · SiO₂-feste Lösungsphase enthält zur Verfügung gestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein aluminiumhaltigcs Material, ein kalkhaltiges Material, ein siliciumhaltiges Material und ein Fluorid unter Bildung eines aus 20 bis ^3 Gewichtsprozent Al₂O₃. 7,2 bis 15,5 Gewichtsprozent SiO₃, 52 bis 62 Gewichtsprozent CaO und 1,3 bis 2.6 Gewichtsprozent F bestehenden Gemisches vermischt und das erhaltene Gemisch bei Temperaturen von 1260 bis 1360°C brennt.

Durch die Erfindung wird weiter ein Verfahren zur Herstellung des vorstehend genannten Portlandzementklinkers erhalten, wobei man dem Gemisch weniger als 3 Gewichtsprozent Fe₂O₃ zusetzt.

Insbesondere wird erfindungsgemäß ein rasch härtender Portlandzement mit einem Gehalt an Klinker der eingangs genannten Art bereitgestellt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Portlandzement vorzugsweise 11 bis 21 Gewichtsprozent eines Gemisches von Hemihydrat und Anhydrit, berechnet als SO₃, im Zement enthält. Das Zugabeverhältnis des Hemihydrate zu dem Anhydrit beträgt hierbei weniger als 0,5 (auf das Gewieht bezogen).

Die Erhärtungszeit könnte kontrolliert werden, indem man das obengenannte Mischverhältnis variiert.

Die Druckfestigkeit des Mörtels, der aus dem rasch härtenden Portlandzement hergestellt wurde, welcher seinerseits durch Zugabe eines Gemisches von Hemihydrat und Anhydrit zu dem erfindungsgemäß erhaltenen Klinker hergestellt worden war, betrug mehr als 50 bis 200 kg/cm² nach 3 Stunden

und mehr als etwa 100 bis 250 kg/cm² nach einem Tag. Die Biegefestigkeit des Mörtels betrug mehr uls 10 bis 30 kg/cm² nach 3 Stunden und mehr als etwa 30 bis 60 kg/cm² nach einem Tag,

Die experimentellen Ergebnisse werden nachstehend näher erläutert.

Die F i g. 1 zeigt die Beziehung zwischen dem C_UA₇ · CaF₂-Gehalt im Klinker und der Druck festigkeit des Mörtels, wenn der C₃S-Gehalt im Klinker 30 Gewichtsprozent beträgt.

Die F i g. 2 bis 4 zeigen die Beziehung zwischen dem QjS-Gehalt im Klinker und der Druckfestigkeit des Mörtels, wenn der C_nA₇ · CaF₂-Gehalt im Klinker 40, 50 bzw. 60 Gewichtsprozent beträgt.

Die F i g. 5 zeigt die Beziehung zwischen dem CqA₇ · CaFj-Gehalt im Klinker und der Biegefestigkeit des Mörtels, wenn der C₃S-Gehalt im Klinker 30 Gewichtsprozent beträgt.

Die F i g. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Biegefestigkeit des Mörtels und dem CjS-Gehalt im Klinker, wenn der C₁₁A₇ ■ CaF₂-Gehalt im Klinker 40 Gewichtsprozent beträgt.

Die F i g. 7 und 8 zeigen die Beziehungen zwischen dem Fe₂O₃-GeImIt im Klinker und der Biegefestigkeit des Mörtels sowie zwischen dem Fe₂O₃-Gehalt und der Druckfestigkeit des Mörtels, wenn der Mörtel 50 Gewichtsprozent C₁₁A, · CaF₂ und 35 Gewichtsprozent C₃S enthält.

Als gemischte Rohmaterialien zur Herstellung des Klinkers wurden reine Chemikalien verwendet. Diese wurden so vermischt, daß die in Tabelle I angegebene mineralische Zusammensetzung erhalten wurde. In einer Porzellantopfmühle wurde vermählen, untet einem Druck von 200 kg/cm² zu Flockt η mit den

j Abmessungen I χ 4 χ 6 cm verformt und bei Temperaturen von 1310 bis 1350° C in einem großen Elektroofen gebrannt, so daß ein Klraker mit wenigei als 0,5 Gewichtsprozent F · CaO erhalten wurde Der erhaltene Klinker wurde in einer Kugelmühle

to zu einer spezifischen Oberfläche nach B1 a i η e vor cnr/g vermählen. Zu dem pulverformigen Klinker wurde ein Gemisch aus Hemihydrat und Anhydrit gegeben, so daß der so hergestellte Zement nach Minuten nach dem Vermischen mit Wasser erhär tete. Die Mörtelfestigkeit wurde durch Messung dei Festigkeit des Mörtels aus Wasser zu Zement = 0,65:1 und Standardsand zu Zement = 2:1, der in einei Form (4 χ 4 χ 16 cm) durch Aushärtung bei 2O⁰C 80% Feuchtigkeit geformt wurde, bestimmt. Ok Abbindung wurde gemäß DIN 1164-1970 ermittelt.

In Tabellen II und III v,urden die Mörteifestigkeiter nach einer Alterung von 3 and 6 Stunden und 1 Ta^ aufgenommen, wenn der C₃S-Gehalt im Klinker te einem konstanten Wert von 30 Oewichtsprozeni gehalten wurde. Es wurde jedoch der Gehalt de« C₁₁A₇ · CaF₂ im Klinker variiiert. Die Mörtelfestigkeit bei der Alterung von 1 Tag und mehr variierte wenn der Gehalt an C₁₁A₇ · CaF₂ im Klinker konstant gehalten wurde, aber der C₃S-Gehalt variiert wurde.

Tabelle

13
1 !
12
1 3
14
1-5 16
i 7

1 8
1-9

2 I
2- 2

Mineralische Zusammensetzung de Klinkers (Gewichtsprozent)

	C₂S	C₁₁A₇ ·	C,A(
30	50,8	10	6,1
30	45,9	15	6,1
30	40.7	20	6,1
30	35.6	25	6.1
30	30,4	30	6.1
30	25,5	35	6,1
30	20,4	40	6.1
30	15,2	35	6,1
30	10,3	50	6.1
30	1,9	55	6,1
30	0	60	6.1
15	4.9	70	6,1
5	4,6	80	6.1
10	40,4	40	6.1
15	35,3	40	6.1
20	30, i	40	6.1
25	25,2	40	6.1
30	20,4	40	6,1
35	15,2	40	6.1
40	10,3	40	6.1
45	5,4	40	6.1
50	0	40	6.1
10	30,4	50	6,1
15	25,5	50	6,1
20	20,1	50	6,1

Chemische Zusammensetzung
(Gewichtsprozent)

SU)₂	AI₂O,	l-e,0
25.5	6.3	2,0
23.9	8,9	2,0
2?.!	11,4	2,0
20.3	14.0	2,0
18.5	16,5	2,0
16.8	19.0	2,0
15.0	21.6	2,0
13.2	24.1	2,0
11,5	26.6	2.0
9.6	29.2	2.0
7.9	31.7	2,0
5.6	36,s	2,0
2.9	41.S	2,0
16.7	21,6	2,0
16.2	21,6	2,0
I 5.K	21,6	2,0
15.4	21,6	2.0
15.0	21,6	2,0
14.5	21,6	2.0
14.1	21.6	2,0
13.7	21,6	2,0
13.3	21.6	2,0
13.2	26,6	2,0
12,8	26,6	2,0
1 2,3	26,6	2,0

CaO	MgO	K₂O	Na₂O	K
64,3	0,5	0,3	0,2	0,8
63,2	0,5	0,3	0,2
62,5	0,5	0,3	0,2
61,5	0,5	0,3	0,2
60,6	0,5	0.3	0,2
59,7	0,5	0,3	0,2
58,8	0,5	0,3	0,2
57,9	0,5	0,3	0,2
57.0	0,5	0,3	0,2
56,1	0,5	0,3	0,2	.0
55,2	0,5	0,3	0,2	,1
52,!	0,5	0,3	0,2	.2
49,5	0,5	0,3	0,2	.4
57,1	0,5	0,3	0,2	.5
57,6	0,5	0,3	0,2	.6
58,0	0,5	0,3	0,2	,8
58,4	0,5	0,3	0,2	.9
58,8	0,5	0,3	0.2	2,1
59,3	0,5	0,3	(),?.	2.2
59,7	0,5	0,3	0,2	2,5
60.1	0,5	0,3	0,2	2,8
ftO,5	0,5	0.3	0,2	1,6
55,3	0,5	0,3	0,2	1.6
55,7	0,5	0,3	0,2
56.2	0,5	0,3	0,2








.6
,6
,6
,6
,6
,6
,6
,9
,9
,9

insgesamt

100.0 100,0 100,0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100,0 100,0 100,0 KK)₁O 100,0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0

Fortsetzung

	Mineralische Zusammensetzung des	(„S	15,2	C-,,Λ, CaF₁	( ₄AF	SiO,	Al₁O₁	( hcmischc Zusammensetzung	Kicwichisprozcnt)	MgO	K₁O	Na₁O	]■
Nr.	Klinkers (Gewichtsprozent I	25	10,3	50	6.1	Π.9	26,6		CaO	0,5	0,3	0,2	1.9
	30	5,2	50	6.1	11,5	26,6	Ic₁O₁	56,6	0,5	0,3	0,2	1,9
2 4	35	0,3	50	6,	11,0	26,6	2,0	57.0	0,5	0,3	0,2	1.9
2 5	40	20,1	50	6,	10,6	26,6	2.0	57,5	0.5	0,3	0,2	1,9
? 6	10	15,2	60	6,	9,6	31,7	2.0	57,9	0,5	0,3	0,2	2,2
2-7	15	9,7	60	6,	9,2	31,7	2,0	53,5	0,5	0,3	0,2	2,2
3-1	20	4,9	60	6,	8,7	31,7	2,0	53,9	0,5	0,3	0,2	2,2
3-2	25	0	60	6,	8,3	31,7	2,0	54,4	0,5	0,3	0,2	2,2
3-3	30	60	6,	7,9	31,7	2,0	54,8	0,5	0,3	0,2	2,2
3-4				2,0	55,2
3-5			2,0

insgesamt

100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

Tabelle II

Mineralische Zusammensetzung des Klinken

(Gewichtsprozent) C₁S C₁₁A₇CaF₂

30
30

30
30
30
30
30
30
30
30
30
15
5

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80

Mörtelfestigkeit (kg/cm²)

(Die Zahlen zeigen die Werte der

Druckfestigkeit, die Zahlen in Klammern

zeigen die Biegefestigkeit)

3Std.

12,4
14,9
27,6
35,0
37,3
45,0

(6,9)
(7,5)
(7,8)
(8.3)
57.8 (12,9)
(17,5)
(32,9)
(36,8)
(43,3)
(98,5)
(97,6)

6Std

29,8 (6,4)

49,5 _t8,5)

55,1 (9,4J

63,8 (13,4)

67.3 (14.0)

68.4 (15,1)
(26,6)

198
212
238
252
513
516

(42,5)
(50,5)
(55,6)
(57,8)
(103)
(106)

Tag

39,7 (7,3)
60,0 (12,2)
82,2 (17,6)
(21,6)
(22,8)
(27,4)
(32,2)
(61,2)
(67,8)
(68,2)
(69,3)
(101)
(98,8)

Mörtelcrhärtungszeii (Min.)

Anfangs-

16
15
16
14
15
15
16
14
15
15
15
16
14

21 23 21 20 21 21 24 20 20 20 20 21 19

Tabelle III

	Mineralische Zusammensetzung j ΐΊ:.ί».	C_nA₇-CaF₂	I	123	Tag	Mörtelfestigkeit (kg/cm²) (Die Zahlen zeigen die Werte der	7 Tage	28 Tage
Nr.		40	125	(26,7)	Druckfestigkeit, die Zahlen in Klammern	164 (36,4)	136 (30,9)
		40	128	(26,7)	zeigen die Biegefestigkeit)	169 (35,9)	144 (35,0)
	(Gewichtsprozent)	40	133	(27,8)	3 Tage	172 (36,7)	160 (34,7)
4-1	C₃S	40	141	(30,1)	159 (34,6)	178 (35,8)	166 (34,5)
4-2	10	40	152	(32,2)	163 (34,7)	202 (40,4)	243 (45,6)
4-3	15	40	165	(33,8)	168 (34,9)	242 (56,3)	313 (72,8)
^A	20	40	174	(37,3)	172 (35,6)	286 (66,5)	333 (74,0)
4-5	25	40	187	(38,3)	181 (36,7)	311 (77,0)	344 (81,9)
4-6	30	40	235	(38,5)	201 (41,6)	325 (75,6)	354 (82,3)
4-7	35	50	240		234 (50,9)	256	247
4-8	40	50			250 (55,6)	259	253
4-9	45			264 (60,0)
5-1	50			261
5-2	10		263
15

Nr.

« 3
5 -A
5 5
5-6
5-7
6-1
6-2
6-3
6-4
6-5
12
13

Mineralische Zusammensetzung des Klinkers

(Gewichtsprozent)

20
25
30
35
40
10
15
20
25
30
15
5

50
50
50
50
50
60
60
60
60
60
70
80

Fortsetzung

CaF₂

Mörtelfestigkeit (kg/cm'|

(Die Zahlen zeigen die Werte der

Druckfestigkeil, die Zahlen in Klammern

zeigen die Biegefestigkeit)

7 Tage

I Tag	244	.1 Tage	263
261	277
278	291
288 (65,0)	323 (75,1)
295	350
294	317
299	325
305	326
307	327
309	368
507	480
488	455

26!

285

314

365 (84,9)

378

310

320

329

341

394

469

448

28 Tage

256
280

330

379 (85,8)

394

303

316

323

334

405

472

447

Aus den obigen Ergebnissen wird ersichtlich, daß die Anfangs-Druckfestigkeit eines Zements aus einem Klinker mit mehr als 40 Gewichtsprozent C₁ ,A₇ · CaF₂ offensichtlich zunahm und daß sie nach einer Alterung von 3 Stunden mehr als 200 kg/cm² betrug. Die Anfangs« Druckfestigkeitsentwicklung eines Zements aus einem Klinker mit mehr als 60 Gewichtsprozent C₁₁A₇ · CaF₂ nahm erheblich zu. Jedoch neigte die Festigkeitsentwicklung nach 3 Tagen und mehr etwas abzunehmen, was auf ein unerwünschtes Verhalten bei Bauzementen hinweist (vgl. Fig. 1 bis 4).

Wenn der C₃S-Gehalt im Klinker mehr als 30 Gewichtsprozent betrug, dann entwickelte sich die Festigkeit des Zements nach einem Tag stark. Die Festigkeitsentwicklung nach 7 und 28 Tagen war erheblich (vgl. F i g. 2 bis 4).

Bei der Biegefestigkeit wurde festgestellt, daß die Biegefestigkeit eines Zements aus einem Klinker, der mehr als 40 Gewichtsprozent C₁₁A₇ · CaF₂, mehr als 30% C₃S und weniger als 3 Gewichtsprozent Fe₂O₃ enthielt, sich stark entwickelte (vgl. Fig. 5

bis 8). '

indem man die Klinkerzusammensetzung gemau dieser Erfindung auswählt, kann man eine hohe Anfangs- und spätere Druckfestigkeit und Biege- w festigkeit des daraus hergestellten Zements erhalten.

Die Wirkungen dieser Erfindung können lediglich im Zusammenhang mit der Zusammensetzung des Klinkers erkannt werden. Aber selbst, wenn man dieselbe Zementzusammensetzung wie mit dem erfindungsgemäßen Klinker herstellt, indem man normalen Portlandzementklinker und einen Klinker vermischt, der eine angereicherte C_nA₇ · CaF₂-Phase enthält, dann können die obengenannten Effekte aus dem erhaltenen Zement nicht vorhergesehen werden. Beispielsweise können im Fall einer Klinkerzusammensetzung, aus 45 Gewichtsprozent C_nA₇ ■ CaF₂ und 40 Gewichtsprozent C₃S, indem ein Klinker mit etwa 80 Gewichtsprozent C₁₁A₇ - CaF₂ und ein Portlandzementklinker mit einer hohen Frühfestigkeit vermischt wird, folgende Druckfestigkeiten des aus dem Klinker hergestellten Zements gemessen werden:

Tabelle IV

Druckfestigkeit
(kg/cm²)

3 Std. 6 Std.

184

Alterung

3Tg.

183

133

121

Aus Tabelle IV wird ersichtlich, daß die Druckfestigkeit allmählich mit der Zeit abnimmt.

Nachstehend werden einige Beispiele angegeben. Die chemische Zusammensetzung der verwendeten Rohmaterialien in den Beispielen entspricht der

^TabeIIeV· Beispie. 1

Kalkstein, weißer Tonbauxit, Kupferschlacke und Fluorit mit den chemischen Zusammensetzungen der Tabelle II wurden getrennt vermählen und vermischt, so daß die chemische Zusammensetzung der Tabelle VI Nr. 1 erhalten wurde. Die gemischten Rohmaterialien wurden in einem Pfannen-Pelletisator verformt. Die erhaltenen Tabletten wurden kontinuierlich in einen Drehofen im Kleinmaßstab mit einem Durchmesser von 60 cm und einer Länge von ϊ> m eingespeist und in der Brennzonc bei einer Klinkertemperatur von 1300 bis 1340° C zu Klinker gebrannt.

Der erhaltene Klinker enthielt die mineralische Zusammensetzung der Tabelle VI Nr. 1. Durch Röntgenstrahlenbeugungsversuche wurde eine Bildung von C₃A kaum beobachtet.

Der Klinker wurde vermählen und mit Hemihydrat und Anhydrit mit der chemischen Zusammensetzung der Tabelle VII in den in Tabelle VIII Nr. 1 angegebenen Mengen versetzt. Auf diese Weise wurde rasch härtender Portlandzement erhalten. Die Mörtelfestigkeit wurde bei Mörtel aus Wasser zu Zement = 0,65:1 und Standardsand zu Zement = 2:1, der in einer Form (4 χ 4 χ 16 cm) durch Aushärtung bei 2O°C/8O% Feuchtigkeit geformt wurde, bestimmt. Die Abbindung wurde gemäß DIN 1164-1970 ermittelt.

409 548/193

Rohmaterial

Weißer Ton Kalkstein .. Schnellkelk (quick lime·)

Bauxit

Fluorit .... Kupferschlacke ..

Tabelle V

10

Glüh- vcrlust	SiO₂	Al₂O.,	Fe, O₁	CaO	MgO	so,	Na₂O	K₂O	TiO₂	— ZnO	K	insge samt
4,3	73,8	20,3	0,3	0,5	0.1		0,2	0,3				99,8
42,2	0.7	0.8	0,1	56,0	0,2			·■-		-		100,0
4,5	4,1	1,2	0,7	88,5	1,0							100,0
0,4	10,0	85,9	1,2	Spuren	0,1	—	0,1	0,1	2,7	—	—	100,5
6,1	23,1	4,1	1,6	44,1	1,2	—	0,1	0,7	—	—	23,4	104,4
—	35,7	4,6	42,9	7,7	1,6	1,8	0,2	0,4		5,7	—	100,6

Rückstand des

88-μ-Siebs

Tabelle VI

Glühverlust

0,4 0,3 0,3

Unlösliche

0.2 0,2 0,2

SiO,

13,1

9,4

10,9

Al₂O₃

22,5 28,4 25,3

Chemische Komponenten (%)

2,1 1,8 2,5

CaO

58,8 56,2 57,9

MgO I Na₂O I K₂O

0,6 0,5 0,5

0,08 0,10 0,07

0,07 0,08 0,09 ^{! F} I ^Ti0' i 3

0,6
0,8
0,6

100,0

100,1
100,5

F. CaO

0,3
0,3
0,4

Klinkerminenilicn

C₁S

39
34
49

C₁₁A₇ CaF₁

Tabelle VIf

Natürlicher Anhydrit Hemihydrat*)

*) Hergestellt aus natürlichem Gips durch Entwässern.

Tabelle VIII

Dichte

3,00 2,98 3,00

spez. Oberfl.

nach Blaine (cm²/g)

Feinheit

Rückst, des

88-μ-

Siebs

3750 3500 4380

1,2 1,5 0,4

Härten An-

fangs-(Min.)

17 19 12

End-

(Min.)

28 30 18

Stabilität

gut gut gut

Biegefestigkeit (kg W

3 Std.

28,4 37,6 30,4

ITg.

36,6
64,9

57,7

3Tg.

64,9
70,6
66,7

69,7
74,5
80,5

Insgesamt pit

28Tg.

75.1 79,3 82,3

Nr.	3 Std.	6 Std.	Druckfestigkeit (kg/cm²)	3 Tag:	7 Tage	28 Tage	Zugegebene Gipsmenge (%)	Hemihydrat
	98	124	■ !Tag	254	289	334	Anhydrit	2.5
1	169	225	172	309	324	355	22,0	3.0
2	128	163	278	285	374	421	24,0	3,0
3		246			22,5

Beispiel 2

Gebrannter Kalk, weiüer Ton, Bauxit. Kupferschlacke und Fluorid mit der chemischen Zusammensetzung gemäß Tabelle V wurden vermischt, wodurch die Rohmaterialien mit der chemischen Zusammensetzung gemäß Tabelle Vl Nr. 2 erhalten wurden. Nach dem Verformen der gemischten Rohmaterialien zu Flocken mit einer Dicke von I cm in einer Walzendruckverformungsmaschinc wurden die Flocken bei einer Klinkertemperatur von 1290 bis 1320°C in der Brennzone zu Klinker gebrannt.

Der erhaltene Klinker enthielt die Mineralzusammensetzung gemäß Tabelle VF Nr. 2. C₃A war kaum enthalten.

Gips wurde dem Klinker in Mengen gemäß Ta-

belle VIII Nr. 2 zugesetzt. Die Eigenschaften des erhaltenen Zements sind in Tabelle VIII Nr. 2 gezeigt.

Beispiel 3

Die gemischten Rohmaterialien wurden so hergestellt, daß die chemische Zusammensetzung de.: Klinkers, gezeigt in Tabelle Vi Nr. 3, erhalten wurde. Es wurde ähnlich wie im Beispiel 2 behandelt. Der

ίο erhaltene Klinker enthielt die Mtneralzusarrwticnset-7iing, gezeigt in Tabelle VI Nr. 3. Es war jedoch kein C₃A enthalten.

Gips wurde in den in Tabelle VIII Nr. 3 gezeigten Mengen zu dem Klinker zugegeben. Die Ergebnisse des durchgerührten Mörteltests sind in Tabelle VIII Nr. 3 angegeben.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines rasch härtenden Portlandzementklinkers, der 40 bis 60 Gewichtsprozent Π CaO · 7AI₂O₃ · CaF₂-Phase und

30 bis 50 Gewichtsprozent 3CaO · SiÖ,-feste Lösungsphase enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man ein aluminiumhaliiges Material, ein kalkhaltiges Material, ein siliciumhaltiges Material und ein Fluorid unter Bildung eines aus 20 bis 33 Gewichtsprozent AI₂O₃, 7,2 bis 15,5 Gewichtsprozent SiO₂,52 bis 62 Gewichtsprozent CaO und 1,3 bis 2,6 Gewichtsprozent F bestehenden Gemisches vermischt und das erhal- ij tene Gemisch bei Temperaturen von 1260 bis 1360° C brennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gemisch weniger als 3 Gewichtsprozent Fe₂ O₃ zusetzt.

3. Rasch härtender Portlandzement aus einem Klinker, J:r nach dem Verfahren von Anspruch I oder 2 hergestellt ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Portlandzement 11 bis 21 Gewichtsprozent eines Gemisches von Hemihydrat und Anhydrit, berechnet als SOj, im Zement enthält.

4. Portlandzement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Cewichtsverhältnis von Hemihydrat zu Anhydrit geringer als 0.5 ist.