DE3742566A1

DE3742566A1 - Hydraulisches bindemittel

Info

Publication number: DE3742566A1
Application number: DE19873742566
Authority: DE
Inventors: Christian Wethmar
Original assignee: WETHMAR HERBERT DIPL KAUFM
Current assignee: WETHMAR HERBERT DIPL KAUFM
Priority date: 1987-12-16
Filing date: 1987-12-16
Publication date: 1989-07-06
Anticipated expiration: 2007-12-17
Also published as: DE3742566C2

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Bindemittel auf der Grundlage einer gemahlenen Hochofenschlacke.

Die gemahlene Hochofenschlacke als Basis des erfindungs gemäßen Bindemittels entsteht bei der Roheisenherstellung in Hochöfen, wobei die flüssig am Hochofen abgezogene Hochofenschlacke in muldenförmigen Schlackbetten langsam abgekühlt wird; auf diese Weise entsteht ein einem Natur stein ähnliches kristallines Kunstgestein.

Von dieser Hochofenschlacke, in gemahlener Form auch als Hüttenkalk bezeichnet, ist zu unterscheiden der sogenannte Hüttensand als glasiges Produkt, der durch schnelles Abkühlen der flüssigen Hochofenschlacke mit Wasser entsteht.

Während es hinsichtlich des Hüttensandes bekannt ist, daß diesem Stoff in gemahlener Form hervorragende Zementeigenschaf ten zukommen, und dieser daher in der Baustoffindustrie durchaus entsprechende Verwendung findet, fehlt es bislang an einer entsprechenden Verwertungsmöglichkeit für die gemahlene Hochofenschlacke. Hier ist es bisher lediglich bekannt, diese Hochofenschlacke (Hüttenkalk) als Straßen baugrundstoff einzusetzen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Einsatzmöglichkeiten einer gemahlenen Hochofenschlacke zu verbreitern.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung vorangestellt sind.

Die Erfindung geht insbesondere davon aus, der gemahlenen Hochofenschlacke verschiedene Substanzen als Anreger zuzusetzen, wodurch sich überraschenderweise gezeigt hat, daß auf der Grundlage des erfindungsgemäßen Binde mittels hergestellte Baustoffe und Endprodukte sich durch gute Druck- und Biegezugwerte auszeichnen. Da mit der neuen Einsatzmöglichkeit nicht nur die wirt schaftliche Beseitigung eines bei der Hüttenindustrie zu entsorgenden Abfallstoffes geschaffen ist, sondern darüber hinaus das erfindungsgemäße Bindemittel auch noch aufnahmefähig für Gips aus Rauchgasentschwefelungs anlagen und/oder Braunkohlenflugasche ist, entsteht in vorteilhafter Weise eine wirtschaftliche Konzeption zur Beseitigung von umweltbelastenden Abfallstoffen.

Im einzelnen steht als Anreger für die gemahlene Hoch ofenschlacke ein Weißfeinkalk als Luftkalk zur Verfügung, der mit der gemahlenen Hüttenschlacke wie ein hydrau lischer Kalk zusammenwirkt; die Mischung erhärtet unter Wasser wie hydraulische Kalke oder Zemente. Die technische Anregung der gemahlenen Hochofenschlacke geschieht durch intensives Mischen der Trockenmischung und sparsamste Wasserzugabe, bis ein verarbeitungsfähiger Mörtelbrei entsteht. Die für die Anregung notwendige Menge Weißfein kalk kann bis zu dreißig Gewichtsprozenten des Gewichtes der gemahlenen Hochofenschlacke (Hüttenkalk) betragen. Eine weitere Zugabe ist zur Mörtelaufbereitung nicht mehr sinnvoll, weil der Wasseranspruch der Mischung bis zum Fünffachen des Kalkgewichtes steigt und der exotherme Vorgang nicht mehr steuerbar bleibt. Dabei ist die Ausnutzung des exothermen Vorganges sinnvoll beim Einsatz von Zuschlagstoffen mit hohen Wassergehalten.

Eine besonders vorteilhafte Verfahrensweise ergibt sich bei der Zugabe von 2,5 bis 7,5 Gewichtsprozenten Weißfein kalk bezogen auf das Gewicht der gemahlenen Hochofenschlacke, und bei dieser Anregungsmenge an Weißfeinkalk ist der Mörtel nach einer Abbindezeit von 5 Stunden unter Wasser lagerung stabil. Interessanterweise erweicht oberhalb einer Zugabemenge von 7,5 Gewichtsprozenten der Mörtel nach einer Abbindezeit von 5 Stunden unter Wasserlagerung zunächst, beginnt sich nach 24 Stunden jedoch erneut zu verfestigen.

Zur Steuerung des exothermen Vorganges im Hinblick auf die Anregung der gemahlenen Hochofenschlacke mit Weißfein kalk ist es weiterhin vorteilhaft, eine Menge Gips oder Anhydrit von bis zu 5 Gewichtsprozenten der Zugabemenge an Weißfeinkalk trocken in die Weißfeinkalkzugabe oder dem trocken gehaltenen Bindemittelgemisch zuzugeben bzw. entsprechend einzumischen. Die Luftkalke werden hierdurch zu hydraulischen Bindemitteln.

Die Anregung der gemahlenen Hochofenschlacke mit Alkalien als Anreger, insbesondere mit Natriumlauge und Natrium carbonat, geschieht in einer Größenordnung von 0,02 Gewichtsprozent und mehr bezogen auf die Grundmenge an gemahlener Hochofenschlacke; soweit als Anreger alkalische Sulfate, wie Calciumsulfat und Natriumsulfat in Anwendung kommen, ist die Anregung der gemahlenen Hochofenschlacke mit Calciumsulfat bis zu einem Gehalt von 5 Gewichts prozenten bezogen auf die Grundmenge an gemahlener Hoch ofenschlacke empfehlenswert.

Während die alkalischen Anreger in Ahhängigkeit vom Kalkgehalt der Hochofenschlacke arbeiten, orientieren sich die sulfatischen Anreger an dem Gehalt an Al₂O₃. Somit ist die Wahl des Anregers im Einzelfall von der Provenienz und damit der chemischen Beschaffenheit der Hochofenschlacke zu treffen. In diesem Zusammenhang ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, entweder den einen oder den anderen Anreger in Anwendung zu bringen, vielmehr kann es sich gleichwohl empfehlen, mehrere der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anreger in Kombination miteinander in Anwendung zu bringen.

In vorteilhafter Weise kann die gemahlene Hochofenschlacke weiterhin größere Mengen Gips, insbesondere Anhydrit, und zwar in der Größenordnung von 5-25 Gewichtsprozent bezogen auf die vorliegende Grundmischung binden und dabei eine ausgezeichnet lange Wasserstabilität erreichen, wodurch in vorteilhafter Weise die Möglichkeit geschaffen wird, derartige Abfallstoffe im Rahmen des erfindungs gemäßen Bindemittels zu verwenden.

Versuche haben gezeigt, daß die Mörteldruckfestigkeiten von auf der Basis eines erfindungsgemäßen Bindemittels hergestellten Mörteln in Abhängigkeit vom Wasser-Binde mittel-Wert zwischen 7 und 25 N/mm² bei einer Erhärtungs zeit von 28 Tagen liegen.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zusammenfassung offenbarten Merkmale des Gegen standes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirk lichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungs formen wesentlich sein.

Claims

1. Hydraulisches Bindemittel mit einem Anteil an ge mahlener Hochofenschlacke (Hüttenkalk) und einem Anteil an Kalk oder Zement oder einem Anteil an Alkalien oder einem Anteil an alkalischen Sulfaten als Anreger.

2. Hydraulisches Bindemittel nach Anspruch 1, gekenn zeichnet durch einen Anteil an Weißfeinkalk je Ge wichtsteil gemahlener Hochofenschlacke zwischen 0,025 und 0,3.

3. Hydraulisches Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Anteil an Weißfeinkalk je Gewichtsteil gemahlener Hochofenschlacke zwischen 0,025 und 0,075.

4. Hydraulisches Bindemittel nach Anspruch 3, gekennzeich net durch einen Anteil an Gips oder Anhydrit zwischen 1 und 5 Gewichtsprozent bezogen auf den Anteil an Weißfeinkalk.

5. Hydraulisches Bindemittel nach Anspruch 1, gekenn zeichnet durch einen Anteil an gemahlenem Hütten sand und/oder Hochofenzement.

6. Hydraulisches Bindemittel nach Anspruch 1, gekenn zeichnet durch einen Anteil an Natronlauge oder Natriumcarbonat als Anreger.

7. Hydraulisches Bindemittel nach Anspruch 6, gekenn zeichnet durch einen Anteil von 0,02 Gewichtsprozent Natronlauge oder Natriumcarbonat bezogen auf die Grundmenge an gemahlener Hochofenschlacke.

8. Hydraulisches Bindemittel nach Anspruch 1, gekenn zeichnet durch einen Anteil an Calciumsulfat oder Natriumsulfat.

9. Hydraulisches Bindemittel nach Anspruch 8, gekenn zeichnet durch einen Anteil von 1 bis 5 Gewichts prozent Calciumsulfat oder Natriumsulfat bezogen auf die Grundmenge an gemahlener Hochofenschlacke.

10. Hydraulisches Bindemittel nach einem der Ansprüche 1-9, gekennzeichnet durch die gemeinsame Verwendung von zwei oder mehr unterschiedlichen Anregern.

11. Hydraulisches Bindemittel nach einem der Ansprüche 1-10, gekennzeichnet durch einen Anteil von 5 bis 25 Gewichtsprozent Gips, insbesondere Anhydrit, bezogen auf die Grundmischung.

12. Hydraulisches Bindemittel nach einem der Ansprüche 1-11, gekennzeichnet durch einen Gehalt an latent hydraulischen Stoffen, wie Efa-Füller, Wirbelschicht aschen, gebranntem Bauxit, gebranntem Ton oder Schiefer ton.

13. Hydraulisches Bindemittel nach einem der Ansprüche 1-12, gekennzeichnet durch einen hohen Anteil Gips aus Rauchgasentschwefelungsanlagen, REA-Gips und/oder Braunkohlenflugasche.

14. Verwendung eines hydraulischen Bindemittels nach einem der Ansprüche 1-13 zur Herstellung von Bau stoffen in Form von Fußboden-, Wand-, und Dachelementen, zur Herstellung von Steinen, Estrichen, Ziegeln, Kalksandstein, Mörteln und Betonen, zur Herstellung von hydraulisch gebundenen Schüttmaterialien und von hydraulisch gebundenen Tragschichten für den Straßen- und Wegebau (HGT).