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Verfahren zur Herstellung von hydraulischen Bindemitteln aus Braunkohlenasche.
Während Schlacken, insbesondere Hochofenschlacken, schon allgemein Verwendung zur
Herstellung hochhydraulischer Bindemittel finden, ist die Aufgabe, aus Kohlenaschen
zementartige Erzeugnisse herzustellen, noch ungelöst. Am meisten vernachlässigt
wurde die Braunkohlenasche, die überall als lästiger Abfall gilt. Der Grund lag
darin, daß Braunkohlenasche nach den üblichen Verfahren kein wirkliches zementartiges
Bindemittel liefert, auch wenn sie hydraulitische Bestandteile in beträchtlicher
Menge enthält.
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Es wurden zwar schon aus Abfällen, die noch verbrennliche Substanzen
enthalten, wie z. B. aus Müll, hydraulische Bindemittel dargestellt, in diesen Fällen
war aber stets ein sehr erheblicher, an Gewicht weitaus überwiegender Anteil Kalle
zuzusetzen, der dann den Hauptbestandteil des Erzeugnisses bildete. Bisher wurde
aber noch nicht versucht, stark schwefelsäurehaltige Abfallstoffe zu hydraulischen
Bindemitteln zu verarbeiten, da sie ihrem ganzen Charakter nach hierzu eben ungeeignet
waren. Es lag natürlich auf der Hand, daß man, wenn beispielsweise aus -Müll, wiederum
unter Zusatz von Kalk als Bindemittel, Kunststeine hergestellt werden sollten, der
Masse zunächst die zu Ausblühungen führenden geringen Beimengungen löslicher Salze
durch Nässung entzog. Niemals aber wurde bisher der Weg gewiesen, wie aus bestimmten,
nämlich den häufig entfallenden kalk und sulfatreichen Braunkohlenaschen hydraulische
und zementartige Bindemittel zu erhalten sind. Derartige Braunkohlenaschen weisen
nämlich in der Regel einen hohen Gehalt an Schwefelsäureverbindungen auf, und diese
Sulfate erwiesen sich vor allem bei der Verwendung für Mörtelbildner, Mörtel und
Kunststeine als so störend, daß ihr Charakter von Grund aus verändert werden muß.
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Nach der vorliegenden Erfindung werden derartige kalk- und sulfatreiche,
an sich völlig unhydraulisch und in der Regel pulverig entfallende Braunkohlenaschen
einem Waschprozeß mit Wasser unterworfen und dann; gegebenenfalls unter Zugabe von
Kalkstein oder Silikaten, sofern dies zur Erreichung des richtigen Moduls erforderlich
ist, geglüht bzw. gebrannt.
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Durch die Reinigung mit Wasser erhalten die Braunkohlenaschen den
für die Entstehung von hydraulischem Kalk oder Zement geeigneten Zustand, und durch
das Glühen bzw. Brennen wird dann das hydraulische bzw. zementartige Bindemittel
aus dem an sich unhydraulischen Ausgangsstoff gewonnen.
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Nach der Erfindung wird entweder bei i ooo bis i 3oo° gebrannt, wodurch
ein hochhydraulischer Kalk bzw. ein Ersatzzement `'entsteht, 'oder die Brennglut
bis zur Sinterung, beispielsweise auf z 4oo° bis i $oo° gesteigert. Im zweiten Fall
entsteht aus der durch Waschen vorgereinigten Asche ein wirklicher Zement vom Charakter
des Portlandzementes. Um einen solchen ohne Rücksicht auf die Zusammensetzung der
Braunkohlenasche, die als Ausgangsstoff verwendet wird, sicher zu erhalten, wird
die mit Wasser vorgereinigte Asche gegebenenfalls noch mit Kalkstein oder Silikaten
versetzt, das Gemisch fein gemahlen und dann erst geglüht bzw. bis zur Sinterung
gebrannt.
Ob Zufügung von Kalkstein oder Silikaten, beispielsweise Ton, notwendig ist, ist
nach der chemischen Zusammensetzung der gereinigten Asche zu entscheiden.
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Der durch Glühen entstehende hochhydraulische Kalk braucht zumeist
gar nicht gemahlen zu werden. Die zementartigen, bei der Sinterung entstehenden
Erzeugnisse, die unmittelbar als Klinker erhalten werden, sind genau so zu behandeln,
wie es in der Portlandzementindustrie üblich ist. Es ist aber auch angebracht, schon
für die Kalkerzeugung Mahlvorrichtungen mit vorzusehen.
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In allen Fällen kann der erzeugte Braunkohlenzement durch Zugabe weiterer
Hydraulite oder anderer hochhydraulischer Mörtelbildner verbessert werden, - wofür
Zusammenmischen genügt, aber Zusammenmahlen der Vorzug zu geben ist. Unter Umständen
wird der Braunkohlenzement zunächst für sich gefeint. Als solche verbessernden Zusätze
kommen Traß, granulierte Hochofenschlacke, Kieselgur, Portlandzement in Betracht.
Es fallen aber natürlich auch die nach der Erfindung hergestellten selbst abbindenden
Kalkehierunter.
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Zur Regelung der Abbindezeit der erhaltenen Braunkohlenzemente kann
nach Bedarf Gips oder ein anderer aus der Fortlandzementindustrie bekannter Zusatzstoff
dienen. , Beispielsweise lieferte die-Erfindung_aus einer Asche von folgender Rohzusammensetzung
Glühverlust :.............. 14,5 Kieselsäure................ 13,8 Tonerde
und Eisenoxyd..... 8,1 Kalk................... .- . 35,6 Magnesia
..... . ........... 2,4 Alkalien... ............. 2,6 Schwefelsäure
.............. 23,0
unmittelbar ohne weitere Zusätze sowohl hochhydraulischen
Kalk als auch Zement. Die Asche wurde mit Wasser gewaschen bzw. durch Schlämmen
gereinigt. Die Reinigung kann auch durch Sieben mit durchlaufendem Wasser geschehen.
In der - gewaschenen bzw. geschlämmten Asche.waren die- Schwefelverbindungen auf
einen geringen Betrag zurückgebracht. ' Wurde der gereinigte Schlamm bei z Zoo bis
1300', im vorliegenden Fall vor allem bei i 280' C gebrannt, so entstand
ein gelblich weißes Pulver, das ohne weitere Vermahlung unmittelbar hochhydraulischen
Kalk darstellt. Nichtsdestoweniger kann auch noch Vermahlang und Verbesserung mit
Hydrauliten, wie oben dargelegt, erfolgen. Wird feiner gemahlen, so steigt auch
die Bindekraft, Volumenbeständigkeit war unmittelbar vorhanden. Dieser Braunkohlen-Kalk-Zement
erwies sich als Schnellbinder. Es kam in der Zusammensetzung, soweit der Kalkgehalt
maßgebend ist, der Portlandzementanalyse nahe.
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Für die Herstellung der hydraulischen Schlacke bzw. vollwertigen Braunkohlenzemente
sind aus dem Schlamm Formlinge oder Preßkörper zu gestalten und ist bei z 40o bis
z 5oo bis zu vollkommener Sinterung zu brennen. Die schlackenartigen Klinker wurden
gemahlen und zeigten stark hydraulischen Charakter. Dieser reine Braunkohlenzement
ist völlig volumenbeständig und dient für sich allein oder in Vermischung mit anderen,
z. B. den obenerwähnten Hydrauliten als Mörtelbildner.
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Das neue Verfahren -lehrt also erstmalig die bequeme Herstellung hochwertiger
hydraulscher_ Bindemittel aus der bisher nicht nur wertlosen, sondern sogar als
Baliast betrachteten Braunkflhlenasche; .