DE2546570C3

DE2546570C3 - Feinkalk und dessen Verwendung zur Herstellung von Porenbeton

Info

Publication number: DE2546570C3
Application number: DE19752546570
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Dyckerhoff Zementwerke AG
Current assignee: Dyckerhoff GmbH
Priority date: 1975-10-17
Filing date: 1975-10-17
Publication date: 1980-07-03
Also published as: BE847323A; DE2546570A1; LU76022A1; DE2546570B2; NL7611303A; FR2327971A1

Description

Die Erfindung betrifft Feinkalk und dessen Verwes dung in einer Porenbetoninischung, Porenbeton ist der Sammelbegriff für Gasbeton, Schaumbeton und Kalksandleichtsteine.

Feinkalke sind gemahlene Branntkalke, Nach DIN 1060 unterscheidet man u.a. zwischen Weißfeinkalken mit einem CaO-Gehalt über 80 Gew.-°/o und Wasserfeinkaiken ohne CaO-Gehalts-Anforderungen, aber mit einem maximalen COi-Gehalt von 7 Gew.-% und einer Druckfestigkeit nach 28 Tagen > 10 kp/cm². Die CaO-Gehalte der Wasserfeinkalke liegen in der Regel zwiscnen 70 und 85 Gew.-°/o. Diese Kalke werden u. a. in wasserhaltigen Mischungen vorzugsweise mit

ίο einer SiCvhaltigen Komponente beispielsweise zur Herstellung von gießbaren Mischungen insbesondere für Porenbeton verarbeitet und erfordern dabei eine nicht unbeträchtliche Wassermenge, die chemisch und adsorptiv gebunden wird. Darüber hinaus wird eine weitere Wassermenge benötigt, um die Verarbeitbarkeit der Mischungen zu gewährleisten. Zur Herstellung beispielsweise eines hydrothermal gebundenen Gasbetonerzeugnisses muß auch das Wasser auf die Härtetemperatur gebracht werden. Es wird zusätzlich Wärmeenergie erforderlich, die um so größer sein muß, je höher der Wassergehalt der Mischungen ist.

Ein besonderes Problem stellt die Herstellung von Porenbeton unter Verwendung von Feinkalken dar, wie sie aus modernen öfen mit günstigeren Wärmeenergiekosten erhalten werden. Diese Kalke löschen schnell ab und dicken bei Zusatz noch vertretbarer Wassermengen derart schnell an, oaß die Bildung der Gasporen behindert wird. Aus diesen Gründen haben die in der Kalksandstein- und Stahlindustrie jetzt üblichen Feinkalke keine bedeutende Verwendung zur Herstellung von Porenbetonerzeugnissen gefunden. Hierzu wird vielmehr in der Regel ein speziell gebrannter Weißfeinkalk, ein sogenannter Hartbrand (tuso > 10 min) verwendet, der gegenüber den handelsüblichen Produkten mit erhöhten Wärmeenergiekosten erzeugt werden muß.

Aus der DE-AS 16 46 969 ist die Verwendung von primären Aminen als Bestandteil von gemahlenem gebrannten Kalk bekannt. Diese aliphatischen, organischen Bestandteile des Kalks sollen die Bildung von

to knötchenartigen Zusammenballungen verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wasserbedarf der Feinkalke zu reduzieren und den Feinkalken eine wirtschaftliche Verwendung in wasserhaltige/! gießbaren Mischungen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe aird erfindungsgemäß durch einen Feinkalk mit einem Gehalt an organischen, aliphatischen Stoffen gelöst, der sich dadurch auszeichnet, daß der Feinkalk 0.05 bis 1 Gew. % einer aliphatischen, gesättigten Hydroxycarbonsäure mit 3 bis 6 Kohlen-Stoffatomen, I bis 3 Carboxylgruppen und Hydroxylgruppen enthält, wobei bei den Hydroxycarbonsäuren mit einer Carboxylgruppe jedes andere Kettenglied mit einer Hydroxylgruppe, bei den Hydroxycarbonsäuren mit zwei Carboxylgruppen wenigstens die halbe Anzahl der anderen Kettenglieder mit einer Hydroxylgruppe und bei den Hydroxycarbonsäuren mit drei Carboxylgruppen wenigstens der dritte Teil der anderen Kettenglieder mit einer Hydroxylgruppe besetzt ist, und/oder ein Alkalisalz und/oder Lacton dieser

ω Hydroxycarbonsäuren: Dabei kann die Kombinierung des F'einkalkes mit dieser Verbindungsgruppe bei der Kalkherstellühg wie auch bei der Herstellung der jeweiligen Wasserhaltigen Mischungen erfolgen.

Es hat sich gezeigt, daß die erstrebte Wirkung insbesondere dann in vorteilhafter Weise erreicht wird, wenn der Feinkalk mit diesen Verbindungen in Mengen von 0,1 bis 0,5 Gew,-%, bezogen auf den Feinkälk, kombiniert wird.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die natürlichen Hydroxycarbonsäuren verwendet werden, wobei sich herausgestellt hat, daß insbesondere die Verbindungen mit einer und zwei Carboxylgruppen geeignet sind und wenn eine Carboxylgruppe vorliegt, insbesondere die Glucon- und Glycerinsäure, wenn zwei Carboxylgruppen vorliegen, insbesondere die Weinsäure, Mesoweinsäure, Tartronsäure, Zuckersäure und Schleimsäure, und wenn drei Carboxylgruppen vorliegen, insbesondere die Zitronensäure eine sehr gute Wirkung zeigen. ι ο

Es hat sich ferner gezeigt, daß der V/assergehalt stark reduziert werden kann, wenn eine Hydroxycarbonsäure der definierten Art mit möglichst großer Anzahl von Hydroxylgruppen verwendet wird. Dies ist insofern überraschend, als in der Regel organische Verbindungen mit großer Anzahl von Hydroxylgruppen wie beispielsweise Zucker oder Methylcellulose die Erhärtung von Bindemitteln ungünstig beeinflussen. Bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Kombination konnte dagegen kein derartiger negativer Effekt beobachtet werden. Vielmehr hai sich herausgestellt, daß der Wasserbedarf besonders stark reduziert werden kann, wenn als Hydroxycarbonsäure Gluconsäure zugesetzt wird und der Wasserbedarf darüber hinaus sogar bis zu 30 Gew.-°/o gesenkt werden kann, wenn die in Wasser leicht löslichen Salze der Gluconsäure verwendet werden, wobei insbesondere das Natriumsalz der Gluconsäure mit folgender Strukturformel eine besonders hohe Reduzierung des Wasseranspruches bei einem Wasserfeinkalk ermöglicht:

COONa
I
H-C-OH

HO-C-H

H-C-OH

CH₂OK

•15

Besonders vorteilhaft ist der geringe Wasserbedarf der erfindungsgemäßen Kombination eines Feinkalkes mit den oben beschriebenen Verbindungen bei der Herstellung von Porenbeton, insbesondere Gasbeton.

Demgemäß ist ferner Gegenstand der Erfindung die Verwendung des oben beschriebenen Feinkalks in einer eine SiOrKomponente, Poren- bzw. Gasbildner und Wasser enthaltenden Porenbeton-, insbesondere Gasbeton-Mischung.

Weitere besonders vorteilhafte Verwendungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche IO bis 12.

Die SiOrKomponenten sind vorzugsweise feingemahlene oder feinkörnige kieselsäurehaltige Stoffe und die Porenbildner gasbildende Zusätze wie beispielsweise Aluminiumpulver oder schaumbildende Tenside. Die bo erfindungsgemäßen Mischungen werden in bekannter Weise irt gespanntem Dampf gehärtet; sie können außerdem an sich bekannte Erhärtungsbeschieuniger für den Zementanteil und, falls erforderlich, an sich bekannte Ablöschverzögerer für den Feinkalk enthalten.

Der unerwartete positive Effekt der erfindungsgemäßen Kombination der Feinkalke mit Verbindungen der oben beschriebenen Art wird in überraschender Weise noch dadurch ergänzt, daß die Ablöschgeschwindigkeit der Kalke günstig verzögert wird, was insbesondere in unter Verwendung der erfindungsgemäßen Feinkalke hergestellten Gasbetonmischungen bekanntermaßen von Vorteil ist. Darüber hinaus ist von Vorteil, daß die Erhärtung einer wasserhaltigen Bindemittelmischung nicht beeinträchtigt wird, vielmehr beeinflußt die erfindungsgemäße Kombination im wesentlichen die Verarbeitbarkeit bei niedrigem Wasserzusatz günstig. Die Kombinierung der beschriebenen Verbindungen mit dem Feinkalk erfolgt auf einfache Weise, insbesondere bei der Vermahlung des gebrannten Stückkalkes zu Feinkalk. Eine sehr gute Verteilung der Verbindungen in der Porenbetonmischung und damit hervorragende Kombinationseffekte werden dann erzielt, wenn die Verbindungen dem Anmachwasser der Mischungen zugesetzt werden. Man kann sie aber selbstverständlich auch mit gutem Erfolg dem Trockengemisch beimengen.

Anhand der folgenden Beispiele wird de: Gegenstand der Erfindung näher erläutert. Hiervon beschreiben Beispiel 1 und 2 die Reduzierung des Wasserbedarfs und Beispiel 3 die vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Feinkalke in Gasbetonmischungen.

Beispiel 1

Um das Fließverhalten einer Feinkalk-Wassermischung zu kennzeichnen, wurden ein Weißfeinkalk, ein Weißfeinkalk-Hartbrand sowie ein Wasserfeinkalk der Zusammensetzungen gemäß Tabelle 1 verwendet.

Tabelle 1

	Wasser	Weiß-	Weiß
	reinkalk	feinkalk	feinkalk-
			Hartbrand
% Sa.zs.-Unl.	0,1	0,05	0,2
% SiO₂	8,0	0,6	0.8
% AI₂Oj	3,6	0,2	0,7
% Fe₂O,	1,3	0,4	0,3
% CaO	85,0	97,6	96,0
% MgO	ο,ε	0,8	1,4
% SO,	0,1	0,1	0,4
% Na₂O	0,05	0,02	0,02
% K₂ O	0,45	0,03	0,04
Rest	0,62%	0,20%	0,14%

% CO₂

2,4

3,2

1.2

Von diesen Kalken wurden die Naßlöschkurve nach dem Arbeitsblalt 5 der Prüfverfahren des Bundes Verbandes der Deutschen Kalkindustrie e. V., Ausgabe Januar 1971, sowie die Auslaufzeit eines Kalkbreies in Anlehnung an DIN 53 211, Ausgabe April 1974, ermittelt. Für die Messung der Auslaufzeit wurde ein Kalkbrei durch Zugabe von 100 g Kalk zu 195 g Wasser im Rührgefäß der Naßlöschkurve (Rührgeschwindigkeit 250 U/min) hergestellt.

Nach einer Rührzeit von 30 see wurde der Kalkbrei in einen Auslaufbecher nach DlN 53 211 mit einer Düsenöffnung von 4 mm gegeben, dessen Düsenöffnung 2,5 min nach der Kalkzugabe in das Rührgefäß freigegeben wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2

Auslaufzeit (DIN 53211) s

/„80

(Naßlöschkufve) min

1. Wasserfeinkalk 16,8 4,9

2. Wasserreinkalk 10,5 7,7 + 0,2% Natriumsalz

der Glucoiisäure

3. Wasserfeinkalk 10,1 8,4 + 0,4% Weinsäure

4. Weißfeinkalk °° 2,8

5. Weißreinkalk 10,4 23,0 + 0,2% Natriurrisalz

der Gluconsäure

6. Weißfeinkalk 9,9 14,0 + 0,2% Weinsäure

7. Weißfcinkaik iO,i iS,6 Hartbrand

8. Weißfeinkalk 10,1 10,3 + 0,2% Zitronensäure

nen Verbindungen zum Fließen gebrächt werden kann. Gleichzeitig zeigt die Tabelle 2 die synergislische Wirkung, Wonach bei den erfindungsgemäßen Feinkalken mit der Verbesserung des Fließverhaltens die Verzögerung der Ablöschgeschwindigkeit einhergeht.

Beispiel 2

Der günstige Effekt der erfindungsgemäßen Feinkalkkombination auf die Verarbeitbarkeit in einer kieselsäurehaltigen Mischung wurde anhand des Ausbreitmaßes nach DlN 1060 mit dem Rütteltisch festgestellt. Hierfür wurden jeweils 170 g Kalk, 50 g Portland-Zement 350 F und 800 g Feinsand (DIN 1060) in einem Mörtelmischer nach DIN 1164 gemischt. Das Ergebnis zeigt die Abbildung, in der das Ausbreitmaß in Abhängigkeit vom Wasserzusatz aufgetragen wurden. Man erkennt auf dieser Darstellung die erhebliche Wirkung der erfindungsgemäßen Feinkalke auf den Wasserbedarf einer Mischun" bei "!sicher Vsrsrbeiibarkeit (Ausbreitmaß). Bei Wasserfeinkalk konnte der Wasserbedarf durchschnittlich um etwa 30% gesenkt werden.

Beispiel 3

Die Werte der Tabelle 2 zeigen, daß die Auslaufzeit 25 In einem Kalksandsteinwerk wurden nach üblichen der zu vergleichenden Feinkalke durch geringe Verfahren folgende Gasbetonmischungeri hergestellt, in Zusatzmengen der Verbindungen erheblich reduziert wird und daß der Weißfeinkalk unter den gewählten

Bedingungen nur in Kombination mit den beschriebe-Formen gegossen, auf eine Steinformatgröße 49 χ V χ 24 cm geschnitten und anschließend hydrothermal gehärtet.

Tabelle 3	Wasserfein	Wasserrein	Weißfein	Weißfein	Weißrein	I
	kalk + 0,2%	kalk	kalk	kalk	kalk
	Nalriumsalz		Hartbrand		+ 0,2%	P
	der Olucon-				Zitronen	1
	säure				säure
	200	200	165	165	165	I
Kalk, kg	60	60	60	60	60	Si
Portland-Zement, kg	640	640	640	640	640	i-'
Sand, kg	500	500	500	500	500	i
Schlamm, kg	270	270	220	230	220	S;
H₂O, kg	715	715	635	650	635	t
AI-Pulver, g	1430	1430	1420	1420	1420
Schlammgewicht, g/l	78	80	80	80	80	i
max. Temperatur, °C	55	44!	55	40!	56	f
erreichte Gußhöhe, cm	110	104	94	verworfen	100
Standzeit bis zum Schneiden, min	53,1	81,7	47,7	-	52,2
Festigkeit DIN 4165, kp/cm²	0,658	0,820	0,643	-	0,651
Rohdichte, kg/dm³					T

Mit Wasserfeinkalk und Weißfeinkalk, wie sie heute in der Kalksandstein- und Stahlindustrie üblich sind, konnte trotz höherer Wassergehalte keine ausreichende Gießfähigkeit der Mischung erreicht werden. Die Mischungen dickten zu schnell und zu stark an. Eine höhere Wassermenge konnte nicht zugesetzt werden, weil dann die Gefahr des Zusammenfallens der expandierten Mischung bestand.

Die Tabelle 3 zeigt, daß erfindungsgemäße Mischungen bei sehr guten Verarbeitungsbedingungen zu Gasbetonfertigprodukten führen, deren Eigenschaften in bezug auf die Festigkeit zumindest gleich mit denen bekannter Produkte sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

25 570 Patentansprüche:

1. Feinkalk mit einem Gehalt an organischen, aliphatischen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinkalk 0,05 bis 1 Gew.-°/o einer aliphatischen, gesättigten Hydroxycarbonsäure mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, 1 bis 3 Carboxylgruppen und Hydroxylgruppen enthält, wobei bei den Hydroxycarbonsäuren mit einer Carboxylgruppe jedes andere Kettenglied mit einer Hydroxylgruppe, bei den Hydroxycarbonsäuren mit zwei Carboxylgruppen wenigstens die halbe Anzahl der anderen Kettenglieder mit einer Hydroxylgruppe und bei den Hydroxycarbonsäuren mit drei Carboxylgruppen wenigstens der dritte Teil der anderen Kettenglieder mit einer Hydroxylgruppe besetzt ist, und/oder ein Alkalisalz und/oder Lacton dieser Hydroxycarbonsäuren.

2. Feinkaik nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß er die Verbindungen gemäß Anspruch I in Mengen von O₁I bis 0,5 Gew.-% bezogen auf den Feinkalk, enthält.

3. Feinkalk nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er als Hydroxycarbonsäure Gluconsäure und/oder deren Lactone enthält.

4. Feinkalk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er ein in Wasser leicht lösliches Salz der Gluconsäure enthält.

5. Feinkalk nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß er ein AlkalisaJz der Gluconsäure enthält.

6. Feinkalk nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß er das Natriumsalz der Gluconsäure enthält.

7. Ft'inkalk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinkalk ein Wasserfeinkalk ist und ein Alkalisalz der Gluconsäure enthält.

8. Feinkalk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinkalk ein Wasserfeinkalk ist und das Natriumsalz der Gluconsäure enthält.

9. Verwendung von Feinkalk nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer eine SiO^-Komponente, Poren- bzw. Gasbildner und Wasser enthaltenden Porenbeton-, insbesondere Gasbeton-Mischung.

10. Verwendung nach Anspruch 9 in einer Menge von I0bis25Gew.-% Feinkalk.

11. Verwendung von Feinkalk nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer eine SiOvKomponente, Zement, Poren- bzw. Gasbildner und Wasser enthaltenden Porenbeton-, insbesondere Gasbeton-Mischung.

12. Verwendung von Feinkalk nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer eine SiOyKomponente, Zement, Poren- bzw. Gasbildner und Wasser enthaltenden Porenbeton-, insbesondere Gasbeton-Mischung, mit einem Feinkalk/Zement-Gewichts-VerhältniS von. 90 ; IO bis 30 : 70,