DE3114555A1 - "hydraulisch abbindendes mehrkomponenten-gemisch" - Google Patents
"hydraulisch abbindendes mehrkomponenten-gemisch"Info
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Description
Anmelderin; Firma Gebr. Knauf Westdeutsche Gipswerke,
Iphofen/Ufr.
Titel: Hydraulisch abbindendes Mehrkomponenten-Gemisch
Die Erfindung betrifft ein hydraulisch abbindendes Mehrkomponenten-Gemisch
.
In Kraftwerken mit Rauchgas-Reinigung fallen Steinkohlen-Flugasche
und Sulfit-Sulfat-Schlämme als Abfallprodukte an, wobei
bei bestimmten Verfahren als Entschwefelungsprodukt Rauchgasgips erhalten wird. Es ist bekannt, diese Abfallprodukte dadurch
zu beseitigen, daß sie zur Ausfüllung von Hohlräumen im Grubenbetrieb - sei es als Ausbau, sei es als Versatz - verwendet
werden, wobei ihre Förderung zum Einsatzort pneumatisch erfolgt; der Gips liegt dabei in Form von c<L-Halbhydrat vor.
Nun werden an ein solches Ausbau- und Versatzmaterial für den Grubenbetrieb jedoch bestimmte Anforderungen bezüglich des
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Festigkeitsverlaufs gestellt: es soll eine hohe Frühfestigkeit
und eine durch die jeweiligen Gebirgsverhältnisse bestimmte, über der Frühfestigkeit liegende ausreichende Endfestigkeit
besitzen. Für die Erfüllung dieser Festigkeitsanforderungen ist bislang im wesentlichen das <K-Halbhydrat herangezogen worden,
da es einen steilen Festigkeitsanstieg mit verhältnismäßig hohen Frühfestigkeitswerten gewährleistet. Nach der in wenigen
Stunden oder gar nur in Stundenbruchteilen erreichten Frühfestigkeit tritt jedoch keine Festigkeitszunähme im Feuchtzustand
mehr ein, im Gegenteil: die Festigkeit läßt in diesem Zustand nach. Weiter wirken sich bei einer solchen Verwendung
von oC-Halbhydrat dessen hohe Herstellungskosten und schlechte
pneumatische Förderbarkeit ungünstig aus.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Ausbau- und Versatzmaterialien
besteht darin, daß das qC-Halbhydrat in chloridfreier
Form vorliegen muß, da chloridische Verunreinigungen zu Festigkeitseinbußen führen. Das bedeutet, daß das im Zuge der Rauchgas-Reinigung
gewonnene oC-Halbhydrat seinerseits gereinigt und das dabei anfallende chloridhaltige Abwasser aufbereitet werden
muß.
Schließlich haftet diesen bekannten Ausbau- und Versatzmaterialien
der wesentliche Nachteil an, daß sich damit die oben angesprochene Kraftwerks-Entsorgung nicht verwirklichen läßt. Im
Kraftwerksbetrieb beträgt nämlich das Anfallverhältnis Flug-
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asche : Rauchgasgips zwischen 2 : 1 und 5 : 1, d.h. also, daß "wesentlich mehr Flugasche als Rauchgasgips zur Verwertung ansteht,
während bei den Ausbau- und Versatzmaterialien das Verhältnis Flugasche : Rauchgasgips maximal 1 : 1 ausmacht, meist
jedoch mehr oC-Halbhydrat als Flugasche benötigt wird, so daß
das Abfallprodukt Flugasche nur teilweise beseitigt werden kann.
Bei einem aus der DE-AS 26 03 699 bekanntgewordenen Verfahren
zur Beseitigung des Rückstands der Abgaswäsche von Feuerungen wird zunächst der Sulfit-Sulfat-Schlamm zu Gips in Form von
oC-Halbhydrat aufgearbeitet und dann dieses oC-Halbhydrat trokken
nach Untertage gefördert, wo es zur Streckensicherung eingesetzt wird. Bei diesem bekannten Verfahren treten alle vorerwähnten
Nachteile auf: hohe Herstellungskosten des oC-Halbhydrats, schlechte Förderbarkeit dieses Materials und mit der
Zeit nachlassende Festigkeit im Feuchtzustand; vor allem erfolgt dabei jedoch keine Beseitigung des Abfallprodukts Flugasche
.
Gemäß einer Veröffentlichung des Steinkohlenbergbauvereins (Kurznachrichten aus Bergtechnik und Kohlenveredelung Nr. 103
Februar 1979) ist der Einsatz von oC -Halbhydrat allein oder mit
einem Zuschlag aus Naturanhydrit, Elektrofilterasche (= Flugasche)
oder Ortsbergen bzw. mit einem Zuschlag aus Elektrofilterasche und Ortsbergen als Saumversatz- und Hinterfüllstoff
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vorgesehen. Bei diesem bekannten Ausbau- und Versatzmaterial nimmt die Elektrofilterasche am Abbindevorgang nicht teil. Wenn
die Frühfestigkeit nach einigen Stunden erreicht ist, erfolgt keine Festigkeitszunahme mehr, was die Kurven 3 und 5 in dem
dieser Veröffentlichung "beigefügten Schaubild belegen. Deshalb ist eine nennenswerte Steigerung des Elektrofilterascheanteils
über das angegebene Volumenverhältnis von 1 : 1 hinaus ohne starke Abnahme der Festigkeit nicht möglich, so daß auch dieses
Material den weitaus höheren Anfall von Flugasche int Kraftweiksbetrieb
nicht auffangen kann.
Ähnlich verhält es sich bei einem älteren Vorschlag, der ein Verfahren zum Blasversatz von oC-Halbhydrat und/oder ß-Halbhydrat
insbesondere aus den Rückständen von steinkohlebefeuerten Kraftwerken und für den Einsatz Untertage betrifft, bei dan
ein Gemisch aus OC-Halbhydrat, Flugasche sowie grobkörnigem
Naturanhydrit und/oder Kalkstein verwendet wird. Als Beispiel für eine Einsatzmischung sind bei diesem älteren Vorschlag 60 %
oC-Halbhydrat, 30 % Flugasche und 10 % Naturanhydrit angegeben,
was deutlich macht, daß der Flugascheanteil wesentlich geringer
als der cC-Halbhydratanteil gehalten werden soll.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen, d.h. also die zwecks Herstellung eines Ausbau-
und Versatzmaterials für den Grubenbetrieb erfolgende Abnahme der aus der Rauchgas-Reinigung stammenden Abfallprodukte Flug-
asche und Gips deren tatsächlichem Anfall besser als bisher anzupassen,
ohne dabei das Festigkeitsverhalten dieses Materials nachteilig zu beeinflussen, vielmehr sogar eine langzeitige
Festigkeitssteigerung zu bewirken, und die Verwendung des mit Chloriden verunreinigten, rohen ξ£-Halbhydrats sowie von Prozeßwasser
als Anmachwasser zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Verwendung eines
hydraulisch abbindenden Mehrkomponenten-Gemischs als Ausbau- und Versatzmaterial im Grubenbetrieb gelöst, das aus cC-Gips,
Steinkohlen-Flugasche, einem grobkörnigen mineralischen Zuschlag und einem Kalkspender besteht und dem in an sich bekannter
Weise eine zum Abbinden erforderliche Wassermenge zugegeben
ist.
Die Verwendung eines solchen Materials bringt gegenüber den bekannten
Ausbau- und Versatzmaterialien den Vorteil, daß durch den als Aktivator wirkenden Kalkspender die Flugasche zu einer
hydraulisch abbindenden Komponente wird, die eine langzeitige Festigkeitszunahme bewirkt (s. dazu die beigefügte Skizze). Zur
Erzielung einer angestrebten Endfestigkeit steht nun nicht mehr allein das oC-Halbhydrat zur Verfügung, sondern es kann dessen
Anteil zugunsten des Flugascheanteils auf das zum Erreichen einer ausreichenden Frühfestigkeit erforderliche Maß gesenkt werden.
Weiter hat sich völlig überraschend gezeigt, daß durch das hydraulische Abbinden der Steinkohl en-Flugasche im Roh-oQ -HaLbhydrat
enthaltenes Chlorid seine festigkeitsmindernde Wirkung verliert. - 8 -.
Ijj'l j:-.- -. : 31U555
Zwar sind aus der DE-OS 28 03 764 und der JP-PS 79 141 818 bereits
ähnlich zusammengesetzte Materialien (Halbhydrat + Flugasche + Kalk/Zement + Anhydrit bzw. Gips + Flugasche + Zement
+ Sand) bekannt, doch dienen diese einem völlig anderen Verwendungszweck, nämlich der Herstellung von für den Hochbau bestimmten
Bauelementen wie Bausteinen, Bauplatten od.dgl. Bei der Verwendung
dieses Materials für Ausbau- und Versatzzwecke im Grubenbetrieb hat es sich nun überraschend herausgestellt, daß dieses
Mehrkomponenten-Gemisch gerade für diesen speziellen Anwendungsbereich
hervorragend geeignet ist, da hier wie in keinem anderen vorbekannten Anwendungsfall die Voraussetzungen für eine
optimale Verwendung eines derartigen Materials von sich aus vorliegen.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung werden als Kalkspender
gemahlener Brannt-kalk, Kalkhydrat oder Zemente, insbesondere Portlandzement, eingesetzt. Neben diesen Kalkspendern
sind auch basisch reagierende Alkaliverbindungen als Aktivatoren verwendbar, worunter z.B. Abfallaugen fallen.
Es empfiehlt sich, den grobkörnigen mineralischen Zuschlag auf Naturanhydrit, Kalkstein, Ortsbergen oder kompaktiertem OC-Gips
bestehen zu lassen. Diese Komponente gewährleistet vor allem die gute pneumatische Förderbarkeit des Materials; außerdem wird dadurch
erreicht, daß das Ausbau- und Versatzmaterial im noch nicht abgebundenen Zustand eine ausreichende innere Reibung besitzt, um
z.B. beim Spritzen auf Böschung nicht zum Abrutschen zu neigen.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann dem Mehrkomponenten-Gemisch
ein aus Rauchgasgips hergestellter FC-Gips in ungereinigter Form zugesetzt werden, d.h. also als Roh-iX-Gips.
Die vor allem als Chloride bis zu 1.5 Gew.-% vorliegenden Verunreinigungen
bewirken keine Nachteile. Weiterhin kann Prozeßwasser aus der Rauchgas-Entschwefelung oder der (X-Gipsherstellung
als Anmachwasser bis zu einem Gesamt-Chloridgehalt des Mörtels von 2.5 Gew.-% Cl verwendet werden.
Als besonders vorteilhaft hat sich ein Gemisch erwiesen, bei dem die Anteile des CA-Gipses und der Flugasche je 25 - 55 Gew.-%
des grobkörnigen mineralischen Zuschlags 10-40 Gew.-% und des
Kalkspenders 1-6 Gew.-% ausmachen und der Anteil des Kalkspenders,
auf die Flugasche bezogen, zwischen 3 und 12 Gew.-%
liegt, wobei zweckmäßigerweise der nicht kompaktierte fX-Gips
in einer Korngröße "C 1.0 mm, die Flugasche im Anfallzustand,
der grobkörnige mineralische Zuschlag in einer Korngröße bis zu 25 mm und der Kalkspender in einer Korngröße <=C 0.5 mm vorliegen.
Die beigefügte Skizze veranschaulicht den Einfluß des Kalkspenders
auf das Festigkeitsverhalten eines Gemischs aus oC-Gips,
Steinkohlen-Flugasche und Naturanhydrit.
- 10 -
Leerseite
Claims (7)
- Patentansprüche.} Verwendung eines hydraulisch abbindenden Mehrkomponenten-Gemischs, das aus oL-Gips, Steinkohlen-Flugasche, einem grobkörnigen mineralischen Zuschlag und einem Kalkspender besteht und dem in an sich bekannter Weise eine zum Abbinden erforderliche Wassermenge zugegeben ist, als Ausbau- und Versatzmaterial im Grubenbetrieb.
- 2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kalkspender gemahlener Branntkalk, Kalkhydrat oder Zemente, insbesondere Portlandzement, eingesetzt werden.
- 3. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der grobkörnige mineralische Zuschlag aus Naturanhydrit, Kalkstein, Ortsbergen oder kompaktiertem oC-Gips besteht.
- 4. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mehrkomponenten-Gemisch ein aus Rauchgasgips hergestellter °C-Gips in ungereinigter Form zugesetzt ist.-z-
- 5. Gemisch nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile des oC-Gipses und der Flugasche je 25 - 55 Gew.-So,des grobkörnigen mineralischen Zuschlags 10 - 40 .-% und des Kalkspenders 1-6 Gew.-% ausmachen.
- 6. Gemisch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Kalkspenders, auf die Flugasche bezogen, zwischen 3 und 12 Gew.-?ό liegt.
- 7. Gemisch nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht kompaktierte oC-Gips in einer Korngröße <^~1 ,0 mm, die Flugasche im Anfallzustand, der grobkörnige mineralische Zuschlag in einer Korngröße bis zu 25 mm und der Kalkspender in einer Korngröße <To,5 mm vorliegen.
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