DE2709858B2

DE2709858B2 - Verfahren zur Herstellung von dampfgehärtetem Gasbeton

Info

Publication number: DE2709858B2
Application number: DE2709858A
Authority: DE
Inventors: Heinz 8080 Emmering Doblinger
Original assignee: Hebel Gasbetonwerk 8080 Emmering GmbH
Current assignee: Hebel Gasbetonwerk 8080 Emmering GmbH
Priority date: 1977-03-07
Filing date: 1977-03-07
Publication date: 1979-01-04
Also published as: FR2383142B1; FR2383142A1; DE2709858A1; NL7802492A; ATA161678A; BE864648A; DD134511A5; JPS5410329A; US4221598A; AT368479B; CA1104166A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dampfgehärtetem Gasbeton, wobei eine Rohmischung aus Kalk und Zement als Bindemittel mit einem den Zementanteil übersteigenden Kalkanteil, mindestens einem silikathaltigen Zuschlag und mindestens einem Calciumsulfat hergestellt und diese Rohmischung zu dampfgehärtetem Gasbeton weiterverarbeitet wird.

Aus der DE-OS 24 39 244 ist ein Verfahren zur Herstellung von Baustoffmischungen für dichten Silikatbeton unter Verwendung von Kalk, Zement, Anhydrit, Quarzsand und Wasser bekannt bei dem der Quarzsand mit dem Anhydrit gemeinsam vermählen und die Mischung aller Bestandteile in einem Mischprozeß vorgenommen wird. Der Gehalt dieser Mischungen an im Zement und im Anhydrit enthaltenem Sulfat, ausgedrückt als SO3, beträgt höchstens 135 Gew.-%. Das bekannte Verfahren bezweckt die Herstellung gleichbleibender Betonqualitäten aus nicht standardisierten Bindemitteln.

Aus der AT-PS 1 77 713 ist bekannt ein Verfahren zur Herstellung dampfgehärteter poröser Kunststeine aus feingemahlenen Gemischen von gebranntem, ungelöschtem oder schwach hydraulischem Kalk mit hohem CaOGehalt, kieselsäurereichem Material, wie Sand, Wasser und einem gasentwickelndem Metallpulver, dem, um sowohl das Ablösen des Kalkes und die Gasentwicklung als auch das Erhärten der Masse zu regulieren, ein Sulfat, wie Calciumsulfat, und hydratisierbare bzw. wasserlösliche Silikate, wie Portland-Zement oder Wasserglas, in einer Menge von 3 bis 4 Gew.-% der trockenen Bestandteile zugegeben werden, wobei die Sulfatmenge (berechnet als CaSO₄) mindestens 10% der Menge des feingemahlenen silikathaltigen Materials betragen kann. Falls größere Sulfatmengen erforderlich sind, sollte nach der Lehre der vorgenannten Patentschrift vorzugsweise ein leicht lösliches Sulfat, z. B. Alkalisulfat, gewählt werden.

Aus dem Beispiel der vorgenannten Patentschrift eeht weiterhin hervor, daß sich die Druckfestigkeit von aus solchen Mischungen hergestelltem Leichtbeton steigern läßt, wenn man einer aus 20 Gew.-% gebranntem Kalk mit etwa 94% CaO und 80 Gew.-% gemahlenem Sand mit 80% SiO₂ bestehenden Mischung, 3,5% gemahlenen Zementklinker, 2 g Gipsstein und I bis 4 g Kaliumsulfat oder 2 bis 8 g Natriumsulfat je Liter zugefügt. Dies entspricht einem SOj-Gehalt von etwa 0,14 bis 0,28%.

Bei Zugrundelegung eines SOj-Gehalts des Zementklinkers von 0,1% ergibt sich ein Gesamt-SOj-Gehalt der Mischung von etwa 0,24 bis 038% SO> Ein Zusatz von lediglich 2 g Gipsstein je Liter unter Weglassen des Alkalisulfats ergibt keine Druckfestigkeitssteigerung. Nachteilig an diesem Verfahren ist. daß es durch den Zusatz von Alkalisulfat zu Ausblühungen an den Leichtbeton-Endprodukten kommt. Ein weiterer Nachteil ist, daß die zur Druckfestigkeitssteigerung erforderlichen Alkalisulfale teuer sind.

Andererseits ist aus der DE-PS 16 46 580, die ein Verfahren zur Herstellung von dampfgehärtetem Gasbeton betrifft, bei dem ein zementreiches Bindemittel aus Weißfeinkalk und Portland-Zement verwendet wird, bekannt, daß ein Zusatz von Calciumsulfat bei Gasbetonen, die vorwiegend Weißfeinkalk als Bindemittel enthalten, zu einem Festigkeitsrückgang führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein für die Durchführung im industriellen Maßstab geeignetes Verfahren zur Herstellung von dampfgehärtetem Gasbeton zu schaffen, das unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik Endprodukte mit vorzüglichen Druckfestigkeiten ergibt.

Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man Calciumsulfat in solchen Mengen zusetzt, daß der Gesamtsulfatgehalt des Endprodukts, ausgedrückt als SOj, 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die glühverlustfreie Trockenmasse, beträgt und wenigstens eine Teilmenge der Komponenten Kalk, Zement, silikathaltiger Zuschlag und Calciumsulfat gemeinsam vermahlt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden überraschenderweise Gasbeton-Endprodukte mit vorzüglichen Druckfestigkeiten erhalten. Ein weiterer Vorteil ist, daß sich durch die erzielten hohen Druckfestigkeiten der Bindemittelanteil verringern läßt, wodurch beträchtliche Kosteneinsparungen erreicht werden. Durch den im erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlichen Alkalisulfatzusatz werden die Herstellungskosten weiter gesenkt, da — wie vorstehend erwähnt — Alkalisulfate im Vergleich zu den anderen Rohstoffen sehr teuer sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird im erfindungsgemäßen Verfahren Calciumsulfat in solchen Mengen zugesetzt, daß der Sulfatgehalt des Endprodukts, ausgedrückt als SO₃, etwa 3 Gew.-% beträgt. Vorzugsweise wird erfindungsgemäß als Calciumsulfat der natürlich vorkommende Anhydrit (CaSO₄) eingesetzt. Weiterhin kann als Calciumsulfat auch Gips (CaSO₄-2 H₂O) oder sein Halbhydrat (CaSO₄ · '/2 H₂O) verwende* werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Zement, vorzugsweise Portland-Zement, in solchen Mengen eingesetzt, daß der Zementanteil im Bindemittel mindestens etwa 20 Gew.-% beträgt. Durch diese Maßnahme läßt sich die bereits hohe Druckfestigkeit der Endprodukte noch weiter steigern.

Als Kalk wird im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise Weißfeinkalk eingesetzt. Es kann aber auch Kalk mit einem erheblichen Gehalt an gelöschtem Kalk verwendet w. rden.

Als silikathaitige Zuschläge können erfindungsgemäß u.a. Quarzsand, silikathaitige Flugasche, Ölschieferschlacke und Hochofenschlacke verwendet werden.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Teilmenge oder die Gesamtmenge der Komponenten Kalk, Zement, silikathaltiger Zuschlag und Calciumsulfat gemeinsam miteinander vermählen, wobei die gemeinsame Vermahlung der Gesamtmengen der Komponenten bevorzugt ist. Bei der gemeinsamen Vermahlung lediglich einer Teilmenge der Komponenten Kalk, Zement, silikathaltiger Zuschlag und Calciumsulfat wird nach dem Vermählen die erhaltene Mischung mit der restlichen Menge der Komponenten vermischt. — Die erfindungsgemäße gemeinsame Vermahlung wird praktisch als Trockenvermahlung durchgeführt.

Mittels des Weißfeinkalks kann nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens der silikathaitige Zuschlag vor dem Vermählen sämtlicher Komponenten getrocknet werden, falls dies notwendig sein sollte. Diese Methode ist besonders wirtschaftlich, da bei Gasbetonen, die überwiegend Weißfeinkalk als Bindemittel enthalten, häufig ein Teil des Kalks in Form von Kalkhydrat eingebracht wird. Die Trocknung wird im einzelnen so durchgeführt, daß man einen Teil des Weißfeinkalks mit dem feuchten, silikathaltigen Zuschlag, z. B. Sand mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 8%, vermischt, wodurch letzterem die Feuchtigkeit entzogen wird. Es ist hierbei nicht notwendig, dem Sand die stöchiometrische Menge Weißfeinkalk zuzusetzen, da die Trocknung des Sandes aufgrund der beim Abbinden des Kalks mit Wasser auftretenden Wärme auch bereits mit einer unterstöchiometrischen Weißfeinkalkmenge erreicht wird. Das so erhaltene trockene Gemisch wird dann gemeinsam mit den übrigen Komponenten vermählen. Auf diese Weise kann eine sonst eventuell notwendige und kostenaufwendige Trocknung des feuchten silikathaltigen Zuschlages vermieden werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zweckmäßig wie folgt durchgeführt werden: Aus die erfindqngsgemäß verwendeten Komponenten enthaltenden Silos werden die Einzelkomponenten über Bandwaagen in eine Kugelmühle dosiert und dort gemeinsam so lange vermählen, bis noch 10 bis 25% Rückstand auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von ΘΟ Mikron zurückbleiben. Die Mahldauer hängt vom Zustand des

in Ausgangsmaterials ab und beträgt üblicherweise etwa 30 Minuten. Die so erhaltene Mörtel-Rohmischung kann in Silos gelagert oder unmittelbar zu dampfgehärtetem Gasbeton weiterverarbeitet werden. Hierzu wird die Mörtel-Rohmischung in üblicher Weise mit Wasser und

H el lern Treibmittel, wie feinverteiltem Aluminiumpulver, vermischt und in Formen gefüllt. Nach dem Blähvorgang und dem Reifen v/erden die erhaltenen großen Blöcke auf Format (Steine, Platten) geschnitten, die dann dampfgehärtet werden.'

2(i Die Beispiele erläutern die Erfindung.

in den Beispielen 1 bis 4 wurden quarzhaltigcr Sand, Weißfeinkalk, Zement und Anhydrit in den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Mengenverhältnissen eingesetzt.

2~> Im Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel) wurde das Bindemittel (Weißfeinkalk und Zement) und der Sand nicht gemeinsam vermählen, sondern lediglich miteinander vermischt. Hierzu wurde bereits gemahlener Sand verwendet. Dem Gemisch wurde kein Anhydrit

»ι zugesetzt.

Im erfindungsgemäßen Beispiel 2 wurde das Bindemittel, Sand und Anhydrit gemeinsam vermählen.

Im Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel) wurde das Bindemittel, Anhydrit und Sand nicht gemeinsam vermählen,

Γι sondern die Komponenten lediglich miteinander vermischt.

Im Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel) wurde das Bindemittel mit Sand gemeinsam vermählen, wobei jedoch kein Anhydrit zugesetzt wurde.

mi Die erhaltenen 4 Mischungen wurden dann jeweils in gleicher Weise wie folgt zu dampfgehärtetem Gasbeton-Prüfkörpern verarbeitet:

Jeder der 4 Mischungen wurde mit 37,5% Wasser versetzt und 3 Minuten innig vermischt. Unmittelbar

■π anschließend wurde Aluminiumpulver zugesetzt, und nach weiteren 50 Sekunden Mischzeit wurde die Mörtelmischung in eine Form gefüllt. Die Mischwassertemperatur wurde so gewählt, daß die Mörtelmischung beim Einfüllen in die Form eine Temperatur von

in 40-42⁰C hatte. Während der Reifezeit von 3 Stunden stieg die Temperatur der gegossenen Blöcke auf ca. 80⁰C an. Nach der Reifezeit wurde entformt, und die grünen Gasbetonblöcke wurden in den Autoklaven gefahren. Nach einer Evakuierungsdauer von 30

γ-, Minuten erfolgte die Dampfbehandlung nach folgendem Härtezyklus

Aufheizzeit:

Druckhaltezeit:

Ablaßzeit:

1 Std. 30 Min.

6 Std. Härtedruck(12bar)

2 Std.

Aus den erhaltenen Gasbetonblöcken wurden senkrecht zur Treibrichtung Zylinder von 10 cm Höhe und 10 cm Durchmesser herausgesägt. Diese wurden dann bei einer Prüffeuchtigkeit von 3 bis 10 Vol.-% entsprechend DIN 4223 bzw. DIN 4165 auf Druckfestigkeit und Raumgewicht geprüft.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengestellt.

	Quarzhaitiger Sand, %	Beispiel	27 09 858	6	3 (Vergleich)	4 (Vergleich)
5	Weißfeinkalk, %	I (Vergleich)
	Zement, %
	Anhydrit, %	Komponenten	2 (erfindur.gs-	Bindemittel	Bindemittel
	Druckfestigkeit, kp/cm²*)	Bindemittel	gemiiß)	und Anhydrit	und Sand
	Raumgewicht, kg/dm³	und Sand			(ohne Anhydrit)
	ürünstandsfestigkeit.	(ohne Anhydrit)	Bindemittel,
	kg/cm²	Vermahlung	Sand und	nicht gemeinsam	gemeinsam
	*) Bestimmt nach DIN 4223.	nicht gemeinsam	Anhydrit	66,0	72,0
		72		18,0	18,0
		18,0	gemeinsam	10,0	10,0
10,0	66,0	6,0	-
-	18,0	32,2	34,4
31,0	10,0	0,55	0,55
0,55	6,0	0,9	i,8
0,8	48,3
	0,55
	2,6

Ein Vergleich der in den Beispielen 1 und 3 erhaltenen Druckfestigkeiten zeigt, daß der alleinige Zusatz von Anhydrit (Calciumsulfat) praktisch keine Verbesserung der Druckfestigkeit des Gasbetons bewirkt. Aus dem Vergleich der in den Beispielen 1 und 4 erhaltenen Druckfestigkeiten ergibt sich, daß die gemeinsame Vermahlung der Komponenten ohne einen Anhydrit-Zusatz nur eine geringe Festigkeitssteigerung bewirkt. Überraschenderweise wird jedoch durch die Kombination der gemeinsamen Vermahlung in Verbindung mit dem Calciumsulfatzusatz eine Druckfestigkeitssteigerung von etwa 50% erhalten (vgl. Beispiele 1 und 2). Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es also überraschenderweise möglich, auch bei Mörtel-Mischungen, die überwiegend Kalk (Weißfeinkalk) als Bindemittel enthalten, eine beträchtliche Druckfestigkeitssteigerung des Endprodukts zu erzielen. Vorteilhaft und nicht vorauszusehen war ferner auch die erfindungsgemäß erzielte Erhöhung der Grünstandsfestigkeit (vgl. die Werte in der vorstehenden Tabelle), die einen größeren Durchsatz in der Zeiteinheit erlauben, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von Gasbeton gesteigert wird.

Neben der an sich bekannten Verwendung von wesentlich geringeren Calciumsulfat-Mengen als sie erfindungsgemäß verwendet werden, in Gemischen, deren Bindemittel aus einer geringeren Menge Zement und einer größeren Menge Kalk besteht (vgl. die AT-PS 1 77 713), war auch die gemeinsame Vermahlung mehrerer Komponenten von Mörtel-Mischungen bereits bekannt (vgl. Robert, »Silikatbeton«, VEB Verlag für Bauwesen, Berlin, 1. Auflage, S. 132), wo die gemeinsame Vermahlung von Sand mit Kalk und Zement beschrieben wird. Die Vorteile des gemeinsamen Vermahlens sind nach dieser Literaturstelle die intensive Homogenisierung und die mechano-chemische Aktivierung der erhaltenen Mischung. Auf diesen Effekten beruhen vermutlich auch die -twas höhere Druckfestigkeit und etwas erhöhte Grünstandsfestigkeit des Beispiels 4 im Vergleich zu Beispiel 1. Überraschenderweise wird jedoch durch den Zusatz von Calciumsulfat der sich gemäß der DE-PS 16 46 580 bei Gasbetonen, die vorwiegend Weißfeinkalk als Bindemittel enthalten, negativ auf die Festigkeit auswirkt, in den erfindungsgemäßen Mengen in Kombination mit dem erfindungsgemäßen gemeinsamen Vermählen sämtlicher Komponenten eine ausgeprägte synergistische Erhöhung der Druckfestigkeit und der Grünstandsfestigkeit erzielt.

Claims

Patentansprüche:

t. Verfahren zur Herstellung von dampfgehartetem Gasbeton, wobei eine Rohmischung aus Kalk und Zement als Bindemittel mit einem den Zementanteil Obersteigenden Kalkanteil, mindestens einem silikathaltigen Zuschlag und mindestens einem Calciumsulfat hergestellt und diese Rohmischung zu dampfgehärtetem Gasbeton weiterverarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man Calciumsulfat in solchen Mengen zusetzt, daß der Gesamtsulfatgehalt des Endprodukts, ausgedrückt als SO3, 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die glühverlustfreie Trockenmasse, beträgt und wenigstens eine Teilmenge der Komponenten Kalk, Zement, silikathaltiger Zuschlag und Calciumsulfat gemeinsam vermahlt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Calciumsulfat in solchen Mengen zusetzt, daß der Suifatgehalt des Endprodukts, ausgedrückt als SO* etwa 3 Gew.-% beträgt
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Calciumsulfat Anhydrit einsetzt
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man Zement in solchen Mengen einsetzt, daß der Zementanteil im Bindemittel mindestens etwa 20 Gew.-% beträgt
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man als Kalk Weißfeinkalk einsetzt
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß man einen Teil des Weißfeinkalks zur Trocknung des silikathaltigen Zuschlages verwendet und das trockene Gemisch gemeinsam mit den übrigen Komponenten vermahlt
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man die Gesamtmenge an Kalk, Zement silikathaltigem Zuschlag und Calciumsulfat gemeinsam vermählt