DE3045670A1

DE3045670A1 - Mouldings bonded by lime or cement, esp. sand lime bricks - where fly:ash, gypsum and water:glass are added to reduce shrinkage of bricks after hydrothermal hardening

Info

Publication number: DE3045670A1
Application number: DE19803045670
Authority: DE
Inventors: Heinrich 4350 Recklinghausen Quante
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-12-04
Filing date: 1980-12-04
Publication date: 1982-09-30

Abstract

The mouldings are made from a material which is mixed with small amts. of lime and/or cement and water, then hydrothermally treated and hardened. In the invention, the amt. of lime and/or cement is reduced, and small amts. are added of sodium water-glass, calcium sulphate, and fly-ash. The fly-ash is obtd. e.g. by removing dust from waste gas leaving power stations. The pref. material is silica sand, where up to 1/3 of the sand may be replaced by fly-ash and/or diatomite. The pref. moulding mixt. contains by wt. 55-90% silica sand, 0.01-1% milled sodium water-glass, 0.1-5% gypsum, 3-35% fly-ash, and 1-9% CaO. The shrinkage of the mouldings during setting is reduced.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- The invention relates to a method for producing

stellung von Formkörpern aus einer Formmasse, geringen Mengen Kalk und/oder Zement als Bindemittel und Wasser, die hydrothermal behandelt und gehärtet werden.position of moldings from a molding compound, small amounts of lime and / or cement as a binder and water that is hydrothermally treated and hardened will.

Mit Kalk oder Zement hergestellte Formkörper werden im Autoklaven unter Druck und Wärmezufuhr gehärtet. Moldings made with lime or cement are in the autoclave hardened under pressure and heat.

Bei dieser hydrothermalen Behandlung von Formkörpern, beispielsweise Kalksandsteinen, die mit Hilfe von Kalk und/oder Zement als Bindemittel hergestellt sind, tritt zunächst die sogenannte Autoklavdehnung, d.h. die Dehnung der Formkörper bei deren Behandlung mit Wasserdampf unter Druck auf. Das Maß der Dehnung -ist abhängig von der chemischen Beschatfenheit und der Kornfeinheit des als Bindemittel eingesetzten Kalkes bzw. Zementes.In this hydrothermal treatment of shaped bodies, for example Sand-lime bricks made with the help of lime and / or cement as a binding agent the so-called autoclave expansion occurs first, i.e. the expansion of the moldings when they are treated with steam under pressure. The amount of stretch is dependent the chemical composition and the grain size of the binder used Lime or cement.

Nach Beendigung der Autoklavhärtung setzt dann bei den unter Verwendung von Kalk und/oder Zement hergestellten Formkörpern ein Schwindprozeß ein, der ebenfalls von der chemischen Beschaffenheit des Bindemittels und dessen Kornfeinheit, insbesondere aber von der Zugabemenge abhängig ist. Je größer die zugesetzte Bindemittelmenge ist, desto stärker tritt der negativ zu beurteilende Schwindprozeß ein und desto größer ist das Endschwindmaß. Während die chemische Beschaffenheit und die Kornfeinheit des Bindemittels iit>erwiegend den zeitlichen Ablauf bis zur Einstellung des Sind schwindmaßes beeinflußt, ist dessen Absolutwert der Zugabemenge des Bindemittels proportional. Bei Kalksandsteinen und Gasbeton wird ein Endschwindmaß von 0,2 nul/m verze i @hnet. Bei Herstellung dieser Steine bzw. Massen unter Einsatz v<'n Naturbims als Zuschlagstoff treten Endschwindmaße von sogar o,5 mm/m auf. Diese Werte liegen um loo und mehr Prozent über den bei gebrannten Steinen auftretenden Endschwindmaßen.After completion of the autoclave hardening process then continues with the use Moldings produced by lime and / or cement have a shrinkage process that also occurs on the chemical nature of the binder and its grain fineness, in particular but depends on the amount added. The greater the amount of binder added is, the stronger the negative shrinkage process occurs and the more the final shrinkage is greater. While the chemical nature and the grain fineness of the binding agent iit> mainly the timing up to the setting of the If shrinkage is influenced, its absolute value is the amount of binder added proportional. In the case of sand-lime bricks and aerated concrete, the final shrinkage is 0.2 nul / m forgive i @hnet. When producing these stones or masses using natural pumice as an aggregate, final shrinkage dimensions of as much as 0.5 mm / m occur. These values are by ten and more percent above the final shrinkage that occurs with fired stones.

Wenn überhaupt wird bei diesen gebrannten Steinen ein Schwinden und Quellen im Bereich von - o,1 mm/m gemessen.If anything, these fired stones will shrink and Sources measured in the range of - 0.1 mm / m.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von bindemittelgebundenen Formkörpern mit einem Endschwindmaß zu schaffen, das dem bindemittelloser Formkörper vergleichbar ist. The invention is based on the object of a method for production to create of binder-bound moldings with a final shrinkage that the binderless molded body is comparable.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Formmasse unter gleichzeitiger Reduzierung des Kalk- und/oder Zementanteils geringe Mengen Natronwasserglas, sowie Calciumsulfat und Flugasche beispielsweise aus der Abgaseritstaubung von Kxaftwerken zugemischt wird. The object is achieved according to the invention in that the molding compound while reducing the proportion of lime and / or cement at the same time, small quantities Soda water glass, as well as calcium sulfate and fly ash, for example from exhaust gas dusting is added by Kxaftwerke.

Die Bindeeigenschaften des Kalk- und/oder Zementanteiles werden durch- das Natronwasserglas und das Calciumsulfat übernonunen, wobei diese im Zusammenwirken mit der Flugasche überraschend eine Reduzierung des Endschwindmaßes auf Werte dringt, die in der Nähe der bei-gebrannten Steinen zu verzeichnenden Maße liegt. überraschend ist dabei weiter, daß die so- hergestellten Formkörper bei etwa gleichen Druckfestigkeitswerten eine wesentlich höhere Biegefestigkeit aufweisen. Mit Hilfe eines derartigen Verfahrens ist es somit möglich, Formkörper herzustellen, die nicht nur in den üblichen Eigenschaftswerten der Biegezugfestigkeit und der Druckfest iqkeit sondern auch bezilglich des Endschwindmafses vertretbare Werte aufweisen und daher für alle zinsatzfälle vtrwendbar sind. Der für die Herstellung derartiqer Formkörper benötigte Quarzsand steht nicht in allen Bereichen in der notwendigen Menge und Qualität zur Verfügung. Es ist daher versucht worden, diesen Teil der Formmasse durch tjeeignete andere Stoffe zu ersetzen. Es hat sich nun gezeigt, daß es möglich rist, den als Formmasse eingesetzten Quarzsand anteiligmäßig entsprechend der Zugabe an Flugasche zu reduzieren. Diese Flugasche fällt als Abfallprodukt bei den Kohlekraftwerken und ähnlichen Anlagen an. Während man bisher relativ große Mengen dem Beton und auch dem Asphalt beim Straßenbau beigemischt hat, verbleiben immer größere Mengen an Flugasche, die nicht oder nur mit erheblichen Investitionen abgelagert werden können. Dieser preisgünstige Zuschlagstoff Flugasche ist mit Hilfe des erfindungsgemäße Verfahrens als Substitutionsprodukt des Quarzsandes einzusetzen, ohne daß dadurch die Festigkeitseigenschaften wesentlich-beeinflußt werden. Gleichzeitig ist es aber möglich, bei Einsatz der Flugasche das Endschwindmaß zu reduzieren, so daß der Einsatz nicht nur wirtschaftliche, sondern auch technische Vorteile mit sich bringt. The binding properties of the lime and / or cement content are the soda waterglass and the calcium sulphate take over, whereby these work together With the fly ash, a reduction of the final shrinkage to values surprisingly penetrates, that is close to the size of the burnt stones. surprised is further that the molded bodies produced in this way have approximately the same compressive strength values have a significantly higher flexural strength. With the help of such a procedure It is thus possible to produce moldings that not only have the usual property values the flexural strength and the compressive strength but also with regard to the final shrinkage have reasonable values and can therefore be used for all cases of interest. Of the Quartz sand required for the production of such moldings is not included in all of them Areas available in the necessary quantity and quality. It is therefore tried this part of the molding compound by suitable other substances to replace. It has now been shown that it is possible to use the one used as a molding compound To reduce quartz sand proportionally according to the addition of fly ash. These Fly ash falls as a waste product from coal-fired power plants and similar plants at. While so far relatively large amounts of concrete and asphalt have been used Road construction has mixed in, remain ever larger amounts of fly ash, which are not or can only be deposited with considerable investment. This inexpensive With the aid of the method according to the invention, the additive fly ash is a substitute product of the quartz sand without significantly affecting the strength properties will. At the same time, however, it is possible to set the final shrinkage when using the fly ash to reduce, so that the use is not only economic, but also technical Brings advantages.

Je nach den gewünschten Eigenschaften ist cs tJen1aß einer Ausbildung der Erfindung möglich, bis zu einen Dritt-el der Quarzsandmenge durch Flugasche und/oder Kieselgur ZU ersetzen. Der Einsatz von Flugasche ist dabei insbesondere bei der Herstellung der Kalksandsteine und des Gasbetons üblicher Qualitäten vorteilhaft. Die gleichzeitige Zuqube von Kieselgur erbringt aber eine wesentliche Verbesserung der Wärmedämmwerte, so daß dies insbesondere in llinblick auf die bestehenden Energieprobleme eine Möglichkeit zur Reduzierung des Energiebedarfes darstelLt. Depending on the desired properties, there is no training available According to the invention, up to a third of the amount of quartz sand is possible through fly ash and / or replace kieselguhr. The use of fly ash is particularly important advantageous in the production of sand-lime bricks and aerated concrete of the usual qualities. The simultaneous addition of diatomaceous earth brings about a significant improvement the thermal insulation values, so that this is particularly important in view of the existing energy problems represents a possibility to reduce the energy requirement.

Bei den durchgeführten Reihenuntersuchungen und Probeeinsätzen hat sich ein Gemisch als besonders zweckmäßig erwiesen, das aus o,o1 bis 1 Gew.-% gemahlenem Natronwasserglas, o,1 bis 5 Gew.-% Calciumsulfat mit Wasseranteil, 3,o bis 35 Gew.-% Flugasche, 1 bis 9 Gew.-% Branntkalk und 55 bis 9o Gew.-% Quarzsand hergestellt, geformt und dann im Autoklav gehärtet wird. During the series examinations and trial missions that have been carried out A mixture has proven to be particularly expedient which consists of o, o1 to 1 wt .-% ground Soda waterglass, 0.1 to 5% by weight calcium sulphate with water content, 3 to 35% by weight Fly ash, 1 to 9% by weight quicklime and 55 to 90% by weight quartz sand produced, is shaped and then cured in the autoclave.

Eine Reduzierung der Wasseraufnahme derartiger bindemittelgebundener Steine bzw. Formkörper wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Calciumsulfat nach der Hydratation von Kalk-' und/oder Zement zugemischt wird. Außerdem verbessern sich dadurch die Festigkeitseigenschaften. A reduction in the water absorption of such binder-bound According to the invention, stones or shaped bodies are achieved in that the calcium sulfate is admixed after hydration of lime and / or cement. Also improve thereby the strength properties.

Die Wirkung des Calciumsulfates wird noch weiter dadurch intensiviert, daß 0,1 bis 5 Ge.-% Calciumsulfatdihydrat bei'jemlscht werden, d.h. statt des pulvrigen Calciumsulfates wird eine entsprechende wässrige Masse verarbeitet. The effect of calcium sulfate is further intensified by that 0.1 to 5% by weight calcium sulphate dihydrate are deleted, i.e. instead of the powdery one Calcium sulphate, a corresponding aqueous mass is processed.

In weiterer Optimierung des Verfahrens ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der AnteilBranntkalk durch Calciumhydroxid ersetzt wird. Die kolloide Struktur des Calciumhydroxides beeinflußt die Festigkeitseigenschaften der Formteile weiter positiv. In further optimization of the method, the invention provides that the amount of quicklime is replaced by calcium hydroxide. The colloidal structure of the calcium hydroxide further influences the strength properties of the molded parts positive.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich Insbesondere dadurch aus, daß durch eine Reduzierung des als Bindemitlel eingesetzten Kalkes und oder Zementes das Endschwindmaß von bindemittelgebundenen Formkörpern wesentlich verringert werden kann, wobei gleichzeitig ein als Abfailproduku zu bezeichnendes Mat-erial, wie die Flugasche, in vorteilhafter Weise in die Steine bzw. Formkörper (inehunden werden kann. Die Erfindunq ermöglicht in vorteihafter Weise die Vcrwendung von flüssigen oder größere Mengen an Wasser enthaltenden Stoffen, ohne daß dadurch die Werte des eigentlichen Herstellungsprozeßes, wie der Dampfdruck oder die Formgebung der einzelnen Körper geändert werden müssen. The method according to the invention is characterized in particular by this from that by reducing the lime used as a binding agent and or Cement significantly reduces the final shrinkage of binder-bound moldings can be, at the same time a material to be designated as Abfailproduku, like the fly ash, advantageously in the stones or moldings (inehunden can be. The invention enables the use of liquids in an advantageous manner or larger amounts of Substances containing water without thereby the values of the actual manufacturing process, such as the vapor pressure or the shape the individual body must be changed.

Beispiele Als Probekörper dienen Prismen der Abmessung 4,o x 4,o x 16,0 cm, die in einem Autoklav vier Stunden bei 20 bar gehärtet wurden. EXAMPLES Prisms measuring 4, o x 4, o are used as test specimens x 16.0 cm, which were cured in an autoclave for four hours at 20 bar.

1. Kontrollmischung 8 t Biantkalt (CaO) 92 % Quarzsand 2. Verbesserte Mischung 4,8 % Branntkalk (CaO) 3,2 % Calciumsulfat-Dihydrat o,1 % Natronwasserfestglas 15,0 % Flugasche 76,9 % Quarzsand Die Prüfung der Prismen erbrachte folgendes Ergebnis: Druck- Biege- Endschwindfestigkeit festigkeit maß GD GB ES N/mm2 N/mm2 mm/m Kontrollmischung 18,8 2.55 0.23 verbesserte Mischung 16,2 2,7! Der Vergleich der beiden Formmassen bzw. der daraus hergestellten Formkörper ergibt, daß bei annähernd gleichen Druckfestigkeitswerten die verbesserte Mischung höhere Biegefestigkeitswerte und ein geringeres Endschwindmaß aufweist. Bei weiteren Versuchen hat sich herausgestellt, daß die Bindemittelmenge sich auf die beschriebene Verfahrensweise bis auf den o,6fachen Betrag reduzieren läßt, ohne daß eine Festigkeitseinbuße eintritt, während eine der Bindemittelmenge entsprechende Reduzierung des Endschwindmaßes zu verzeichnen ist. Technologisch empfiehlt es sich, für die Herstellung von Kalksandsteinen und Gasbeton ausschließlich Flugasche dann zuzusetzen, wenn keine besonders hohen Wärmedämmwerte gefordert werden.1. Control mixture 8 t Biantkalt (CaO) 92% quartz sand 2. Improved Mixture 4.8% quicklime (CaO) 3.2% calcium sulfate dihydrate o, 1% soda water-resistant glass 15.0% fly ash 76.9% quartz sand The test of the prisms produced the following result: Compressive bending final shrinkage strength measure GD GB ES N / mm2 N / mm2 mm / m control mixture 18.8 2.55 0.23 improved mixture 16.2 2.7! The comparison of the two molding compositions or the molded body produced therefrom results in that at approximately the same compressive strength values, the improved mixture has higher flexural strength values and has a lower final shrinkage. Further attempts have shown that that the amount of binder is based on the procedure described up to the o, 6-fold Amount can be reduced without a loss of strength, while a to record a reduction in the final shrinkage corresponding to the amount of binder is. Technologically, it is recommended for the production of sand-lime bricks and Aerated concrete only add fly ash if there are no particularly high thermal insulation values are required.

Dabei ist deichzeitig berücksichtigt, daß die Flugasche in der Reg@l zu günstigeren Preisen zur Verfügung steht als das Kieselgur.It is taken into account that the fly ash in the Reg @ l is available at lower prices than kieselguhr.

Claims

Method to reduce the final shrinkage in binder-bound Moldings P a t e n t a n s p rü c h e 1. Process for the production of moldings from a molding compound, small amounts of lime and / or cement as a binding agent and water, which are hydrothermally treated and tlehardened, that is to say c h n e t that the molding compound while reducing the lime and or Cement content, small amounts of soda waterglass, as well as calcium sulfate and fly ash for example from exhaust gas dedusting from power plants.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that quartz sand is used as the molding compound and its proportion depends on the addition 4n fly ash is reduced.

3 The method according to claim 1 and claim 2, characterized in that that up to third of the amount of quartz sand is replaced by fly ash and / or kieselguhr will.

4. The method according to claim 1 and claim 2, characterized in that that a mixture of 0.01 to 1% by weight of ground soda waterglass, 0.1 to 5% by weight Calcium sulphate with water content, 3.0 to 35% by weight fly ash, up to 9% by weight BrannL lime and 55 to 90% by weight quartz sand, molded and then cured in an autoclave will.

5. The method according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the calcium sulfate is admixed after hydration of lime and / or cement will.

6. The method according to claim 4 and claim 5, d a d u r c h g e k It is noted that 0.1 to 5% by weight calcium sulfate dihydrate is added will.

7. The method according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the portion of quicklime is replaced by calcium hydroxide.