DE3151881C2 - Bindemittelkomponente für Bergbaumörtel - Google Patents
Bindemittelkomponente für BergbaumörtelInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Verwendung von bei der Phos phorsäureherstellung anfallendem α-Hemihydratgips ( α-CaSO ↓4 1/2 H ↓2O), wobei diese Verwendung ohne vorausgehende Aufbereitung des α-Hemihydratgipses zwecks Beseitigung und/oder Unschädlichmachung der darin enthaltenen Ver unreinigungen möglich sein soll. Als solche Verwendung wurde der Einsatz des α-Hemihydratgipses als Bindemittelkomponente in Mörtelmischungen gefunden, die für die untertägige Streckensicherung bestimmt sind.
Description
30
Die Erfindung betrifft die Verwendung von bei der Phosphorsäureherstellung anfallendem Λ-Hemihydratgips
(*-CaSO4 ■ V2H2O).
Bei bestimmten Verfahren der nassen Herstellung von Phosphorsäure aus Rohphosphat durch schwefelsauren
Aufschluß fällt Λ-Hemihydratgips als Nebenprodukt an. Dieser Λ-Hemihydratgips enthält Verunreinigungen,
insbesondere Phosphate und Fluoride, die ihm Eigenschaften verleihen, welche von denen des durch
Entwässerung aus Dihydratgips gewonnenen Λ-Halbhydratgipses z.T. erheblich abweichen. Insoweit sind
vor allem folgende Eigenschaften zu nennen:
1. Schwankender, meist früher Versteifungsbeginn, verzögerter Hydratationsfortschritt beim Anmachen
mit Wasser.
2. Thixotrop-unplastische Konsistenz des mit Wasser angemachten Gipsbreis.
3. Unkontrolliertes Ansprechen auf Gipsverzögerer.
4. Ausblühneigung aufgrund des Gehalts an leichtlösliehen Salzen.
5. Saure Reaktion des mit Wasser angemachten Gipsbreis.
Diese Eigenschaften erlauben keine unmittelbare Verwertung des Λ-Hemihydratgipses; vielmehr muß
dieser erst einer langwierigen Aufbereitung mit mehrstufiger Reinigung und Umwandlung unterzogen werden,
bis er in einer Beschaffenheit vorliegt, die in Teilbereichen der Verwendungsbreite üblicher Baugipse eine
annähernd normale Verwendung zuläßt.
Die Aufbereitung des Λ-Hemihydratgipses führt über
die Zwischenstufe des Dihydrats, das dann unter Energieaufwand wieder zu kristallwasserärmeren abbindefähigen
CaSO^-Phasen gebrannt werden muß. Es liegt auf der Hand, daß eine solche Verfahrensweise, bei der am
Ende unter Energieeinsatz wieder ein dehydratisierter Gips erzeugt werden muß, wirtschaftlich recht ungün
stig ist Es hat daher nicht an Überlegungen gefehlt, wie der
bei der Phosphorsäureherstellung anfallende Λ-Hemihydratgips ohne die Notwendigkeit einer Aufbereitung,
d. h. also — von einer stets erforderlichen Trocknung abgesehen — unmittelbar eingesetzt werden kann. Bei
einem solchen unmittelbaren Einsatz dürfen die vorstehend angesprochenen Abweichungen in den technologisch
interessierenden Eigenschaften, die einer Verwendung des Λ-Hemihydratgipses im Einsatzbereich handelsüblichen
Λ-Halbhydratgipses entgegenstehen, sich nicht schädlich auswirken, müssen also tolerierbar sein.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den bei einigen Verfahren zur Phosphorsäureherstellung als
Nebenprodukt feinteilig anfallenden Λ-Hemihydratgips ohne die Notwendigkeit, ihn zwecks Beseitigung und/
oder Unschädlichmachung der darin enthaltenen Verunreinigungen
mit besonderem Aufwand (insbesondere an Energie und sonstigen Kosten) aufbereiten zu müssen,
einer Verwendung zuzuführen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Verwendung des Λ-Hemihydratgipses im getrockneten
Rohzustand als Bindemittelkomponente in Mörtelmischungen gelöst, die für die untertägige Streckensicherung
bestimmt sind, wobei dem Λ-Hemihydratgips als Abbindebeschleuniger ein alkalisch reagierender Stoff
zugegeben ist, der mit einem Alkalisulfat kombiniert ist.
Bei einer solchen Verwendung sind der schwankende, meist frühe Versteifungsbeginn und das Ausblühen aufgrund
des hohen Gehalts an leichtlöslichen Salzen, d. s. Eigenschaften, die für einen handelsüblichen Baugips
undenkbar wären, unschädlich. Die erzielbare Druckfestigkeit reicht für alle denkbaren Anwendungsfälle aus,
wobei zu berücksichtigen ist, daß unter Streckensicherung nicht nur die Erstellung von Streckenbegleitdämmen,
sondern auch die Konsolidierung, d. h. die vor dem Einbringen des endgültigen Ausbaus erfolgende vorläufige
Sicherung frisch aufgefahrener Strecken durch Aufspritzen der Mörtelmischung auf die Streckenfirste und/
oder -stoße sowie auch die satte Hinterfüllung und Ausfüllung des Hohlraums zwischen Ausbauelementen und
fest anstehendem Gebirge bzw. einer Konsolidierungsschicht verstanden wird. Die Zugabe eines alkalisch reagierenden
Stoffs als Abbindebeschleuniger erlaubt die erfindungsgemäße Verwendung des Λ-Hemihydratgipses
auch dann, wenn ein schneller Festigkeitsanstieg bzw. höhere Festigkeiten verlangt werden.
Vorzugsweise ist der alkalisch reagierende Stoff ein Kalkhydrat oder ein Zement, insbesondere Portlandoder
Eisen-Portlandzement, wobei die Zugabe dieses Stoffs 0,5 —5,0Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der
Gesamtmörtelmischung, ausmacht. Die Druckfestigkeit nach 24 h wird durch die Zugabe von 3% PZ 35 F auf
30MN/m2, durch die von 3% Kalkhydrat sogar auf 43 MN/m2 gegenüber einer Druckfestigkeit von
< ca. 25 MN/m2 ohne jeden Zusatz gesteigert.
Allerdings werden durch diese Zugabe an alkalisch reagierendem Stoff die Versteifungszeiten, und zwar
insbesondere das Versteifungsende, stark verzögert; so ändern sich bsp. die Zeiten für VersteifungsbeginnAende
von 8727' bei Zugabe von 3% PZ 35 F auf 18768' und bei Zugabe von 3% Kalkhydrat gar auf 357120'. Diese
Verzögerung der Versteifungszeiten wird nun durch die weiter oben bereits angesprochene Maßnahme der
Kombination des alkalisch reagierenden Stoffs mit einem Alkalisulfat stark reduziert, wofür sich ein Kalium-
oder Natriumsulfat in einer Menge bis l,0Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtmörtelmischung, als
besonders günstig erwiesen hat Die entsprechende α Werte liegen bei Verwendung einer Kombination aus
3% PZ 35 F/l % Alkalisulfat bei 10725' und bei Verwendung einer Kombination aus 3% Kalkhydrat/l % Alkalisulfat
bei 15745', so daß eine unter Verwendung eines derart eingestellten Bindemittels zubereitete Mörtelmischung
gut verarbeitet werden kann und einen steileren Festigkeitsanstieg erhält
Für solche zur uniertägigen Streckensicherung bestimmte
Mörtelmischungen sind aus einer Vielzahl möglicher Kombinationen zwei Beispiele ausgewählt worden,
die nachstehend wiedergegeben sind.
15
25,0% Λ-Hemihydratgips
73,0% Naturanhydrit in der Körnung 0— 10 Km
15% Kalkhydrat
0,5% Alkalisulfat
20
30,0% Λ-Hemihydratgips
40,0% Flugasche bzw. Schmelzkammergranulat
26,5% Anhydrit in der Körnung 0—10 mm
3,0% Zement PZ 35 F
0,5% Alkalisulfat
Das Beispiel B dient der Entsorgung von Kohlekraftwerken durch Beseitigung der bzw. des dort in großen
Mengen anfallenden Flugasche bzw. Schmelzkammergranulats.
Beide Mörtelmischungen sind für die untertägige Streckensicherung bestens geeignet, wobei die Mischung
A vor allem für die möglichst schnell durchzuführende vorläufige Sicherung frisch aufgefahrener
Strecken geeignet ist, während sich Streckenbegleitdämme als auch die Ausbau-Hinterfüllung sowohl mit
der Mischung A als auch mit der Mischung B erstellen lassen. Mörtelmischungen des Beispiels B iönnen bei
den in größeren Teufen herrschenden höheren Umgebungstemperaturen sogar noch einen beschleunigten
Festigkeitsanstieg haben. Nachstehend sind einige Daten zu den beiden Beispielen genannt:
45
50
55
Beim Beispiel B könnte der Zementanteil auch durch 3% Kalkhydrat ersetzt werden.
| Beispiel A | Beispiel B | |
| Wasser-Feststoff-Verhältnis | 0,1 | 0,18 |
| Raumgewicht (t/m3) | 2,3 | 2,0 |
| Füllfaktor (t/m3) | 2,08 | 1,7 |
| 20°C-Druckfestigkeit | ||
| (feucht) in MNW | ||
| nach 1 Stunde | 7 | 3 |
| nach 5 Stunden | 16 | 8 |
| nach 24 Stunden | 20 | 10 |
| nach 3 Tagen | 24 | 13 |
| nach 28 Tagen | 29 | 21 |
Claims (5)
1. Verwendung von bei der Phosphorsäureherstellung anfallendem Λ-Hemihydratgips («-CaSC>4 V2
H2O) im getrockneten Rohzustand als Bindemittelkon';
ponente in Mörtelmischungen, die für die untertägige Streckensicherung bestimmt sind, wobei
dem Λ-Hemihydratgips als Abbindebeschleuniger ein alkalisch reagierender Stoff zugegeben ist, der
mit eirem Alkalisulfat kombiniert ist
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der alkalisch reagierende Stoff ein
Kalkhydrat oder ein Zement, insbesondere Portland- oder Eisen-Portlandzement ist.
3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe an alkalisch
reagierendem Stoff 0,5—5,0Gew.-%, bezogen auf
das Gewicht der Gesamtmörtelmischung, ausmacht.
4. Verwendung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet,
daß das Alkalisulfat ein Kalium- oder Natriumsulfat ist
5. Vorwendung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkalisulfat-Zusatz
bis l,0Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtmörtelmischung,
ausmacht.
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| DE19813151881 DE3151881C2 (de) | 1981-12-30 | 1981-12-30 | Bindemittelkomponente für Bergbaumörtel |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3151881A1 DE3151881A1 (de) | 1983-07-14 |
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|---|---|---|---|
| DE19813151881 Expired DE3151881C2 (de) | 1981-12-30 | 1981-12-30 | Bindemittelkomponente für Bergbaumörtel |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3822277A1 (de) * | 1988-07-01 | 1990-01-04 | Saarbergwerke Ag | Verfahren zum pneumatischen einbringen einer moertelmischung auf gipsbasis als aufbau- und versatzmaterial im untertaegigen bergbau |
| DE3827612A1 (de) * | 1988-08-13 | 1990-02-15 | Viktor Dr Ing Gobiet | Baustoff fuer die verwendung im untertagebetrieb |
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-
1981
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| DE3151881A1 (de) | 1983-07-14 |
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