DE4316518A1 - Hydraulically curing mixtures - Google Patents

Hydraulically curing mixtures

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Abstract

Hydraulically curing mixtures, which are suitable, in particular, for filling (packing, stowing) in the mining sector, contain cement, fly ash, quicklime or slaked lime and gypsum. As component for slaked lime and gypsum, preference is given to using a mixture of filter cake from sulphate disposal in the production of concrete fluidisers and quicklime.

Description

Die Erfindung betrifft hydraulisch härtende Gemische auf der Basis von Zement und Flugasche.The invention relates to hydraulically curing mixtures based on cement and fly ash.

Derartige Gemische werden zur Verfüllung im Bergbau, insbesondere im Untertagebereich eingesetzt. Um Unterschiede der verschiedenen Flugaschen auszugleichen, insbesondere um unerwünschtes falsches Ansteifen zu reduzieren oder zu verhindern, kann den Trockenmischungen zusätzlich 1 bis 5 Gew.-% Calzium-Hydroxid zugegeben werden. Dennoch haben diese Mischungen einen Nachteil: Die Flugaschen neigen stark zum Sedimentieren.Such mixtures are used for backfilling in mining, especially used in the underground area. Around Differences of different fly ashes compensate, in particular for unwanted false To reduce or prevent stiffening, the Dry blends additionally 1 to 5% by weight Calcium hydroxide can be added. Nevertheless, these have Mixtures have a drawback: The fly ashes tend strongly for sedimentation.

Dies stellt insofern ein großes Problem dar, als normalerweise die Mischungen über Tage hergestellt und durch mitunter kilometerlange Leitungen bis vor Ort gepumpt werden. Gefordert ist hierzu eine gute Plastizität und Fließfähigkeit der Mischungen, die durch jegliches Sedimentieren gestört wird.This represents a major problem in that usually the mixes are made up over days and through sometimes miles of cables to spot be pumped. Demanded for this is a good Plasticity and fluidity of the mixtures, the is disturbed by any sedimentation.

Verschärft wird das Problem dadurch, daß bei Überkonzentration von Grubengas die Misch- und Pumpanlage mitunter mehrere Stunden lang abgeschaltet wird. Eine sedimentierende Mischung ist daher nur schwer oder gar nicht mehr anpumpbar. Außerdem ergeben sich in der Verfüllung Bereiche mit unterschiedlichen Festigkeiten.The problem is aggravated by the fact that at Over-concentration of mine gas the mixed and Pumping system sometimes switched off for several hours becomes. A sedimenting mixture is therefore only  difficult or impossible to pump. In addition, revealed yourself in the backfilling areas with different ones Strengths.

Es wird versucht, die Neigung zum Sedimentieren durch Zugabe von Dispergiermitteln zu reduzieren. Jedoch ist dieses nur bedingt möglich, da durch die unterschiedliche Zusammensetzung der Flugaschen ein Sedimentieren nicht zu verhindern ist. Die Zugabe von Dispergiermitteln muß je nach Beschaffenheit der Flugasche variiert werden.It tries to sediment through the tendency To reduce addition of dispersants. However, that is this only partially possible because of the different composition of flyashes Sedimentation can not be prevented. The addition of Dispersants must, depending on the nature of Fly ash can be varied.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, hydraulisch härtende Gemische, auf der Basis Zement, Flugasche und Calzium-Hydroxid bereitzustellen, deren Neigung zum Sedimentieren durch einfache Mittel wesentlich und konstant vermindert oder verhindert wird, ohne daß die Festigkeit der Gemische reduziert wird.It is therefore an object of the invention, hydraulically hardening mixtures, based on cement, fly ash and To provide calcium hydroxide whose tendency to Sedimentation by simple means essential and is constantly reduced or prevented without the Strength of the mixtures is reduced.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch hydraulisch härtende Gemische gemäß der Ansprüche 1 bis 4. Diese Gemische eignen sich insbesondere zur Verfüllung im Bergbaubereich und zur Herstellung von Estrichen oder Putzgipsen.The solution of the task is done by hydraulic Curing mixtures according to claims 1 to 4. These Mixtures are particularly suitable for backfilling in Mining area and for the production of screed or Plaster plasters.

Es wurde gefunden, daß hydraulisch härtende Gemische auf Basis von Zement, Flugasche und Calzium-Hydroxid in ihrem Sedimentationsverhalten wesentlich verbessert werden, wenn sie zusätzlich 0,5 bis 10 Gew.-% Gips enthalten.It has been found that hydraulically curing mixtures based on cement, fly ash and calcium hydroxide in their sedimentation behavior significantly improved if they additionally 0.5 to 10 wt .-% gypsum contain.

Die entsprechenden wäßrigen Suspensionen bleiben bis zu mehreren Stunden lang plastisch und fließfähig und somit auch in langen Leitungssystemen pumpfähig, auch wenn der Pumpvorgang bis zu 2 Stunden unterbrochen wurde. Es ist ein weiterer Vorteil dieser Gemische, daß weder die Fähigkeit zum schnellen Abbinden noch die Festigkeit der ausgehärteten Produkte im Vergleich zu entsprechenden Gemischen ohne Gips vermindert wird.The corresponding aqueous suspensions remain up to plastic and flowable for several hours thus also pumpable in long line systems, too  if the pumping process is interrupted for up to 2 hours has been. It is another advantage of these mixtures that neither the ability for quick setting nor the Strength of the cured products compared to corresponding mixtures is reduced without gypsum.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mischungen können Zement und Flugaschen in einem weiten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Je nach geforderter Festigkeit wird der Zementanteil im Bereich von 10 bis 60 Gew.-% liegen. Weiterhin enthalten die Mischungen 0,5 bis 5 Gew.-% gebrannten oder gelöschten Kalk und 0,5 bis 10 Gew.-% Gips.For the preparation of the mixtures according to the invention Cement and fly ashes in a wide Mixing ratio can be used. Depending on required strength is the cement content in the range from 10 to 60% by weight. Furthermore, the included Mixtures 0.5 to 5 wt .-% fired or quenched Lime and 0.5 to 10 wt .-% gypsum.

Als Zement können alle handelsüblichen Sorten und Typen eingesetzt werden.As cement, all commercially available varieties and types be used.

Die einzelnen Komponenten der Mischung liegen zweckmäßigerweise als trockene Festsubstanzen vor, die miteinander gemischt werden und danach mit Wasser angeteigt werden. Die Wassermenge wird dabei, wie an sich aus Betonmischungen bekannt, möglichst in dem Bereich gehalten, der zur hydraulischen Abbindereaktion notwendig ist.The individual components of the mixture are expediently as dry solids before, the mixed together and then with water be pieced. The amount of water is thereby, as on known from concrete mixtures, preferably in the Area held to the hydraulic Abbindereaktion necessary is.

Es ist daher naheliegend, daß bei Einsatz von Branntkalk die Wassermenge zumindest um den Anteil erhöht sein muß, der benötigt wird, den Branntkalk zu löschen.It is therefore obvious that when using Quicklime the amount of water at least by the proportion must be increased, the burnt lime needed Clear.

Ähnliches gilt auch für Gips, der sowohl als Dihydrat als auch in Form des sog. Anhydrits eingesetzt werden kann. The same applies to gypsum, both as a dihydrate as well as in the form of so-called. Anhydrite be used can.  

Es ist daher auch möglich, eine oder mehrere der Bindemittelkomponenten in Wasser angepastet vorzulegen und Zement und ggf. andere Komponenten zuzumischen.It is therefore also possible to use one or more of the Make binder components pasted in water and to mix cement and possibly other components.

Die erfindungsgemäßen Mischungen können weitere, üblicherweise zur Steuerung des Abbinde- und Härtungsprozesses verwendete Zusätze enthalten. Eine Art dieser Zusätze sind sog. Betonverflüssiger, die in einer Menge von 0,05 bis 2 Gew.-% der trockenen Feststoffe zugegeben werden.The mixtures according to the invention can be further, usually for controlling the setting and Hardening process used additives. A Type of these additives are so-called. Betonverflüssiger that in an amount of 0.05 to 2% by weight of the dry Be added solids.

Ein Abfallprodukt aus der Herstellung der als Betonverflüssiger eingesetzten Naphthalinsulfonat-Formaldehyd-Kondensationsprodukte (NSF) ist der bei der Entsorgung von Sulfatrückständen in Form von Filterkuchen anfallende Gips. Dieser enthält bis zu 15 Gew.-% der Naphthalinsulfonat-Formaldehyd-Kondensate und eignet sich ausgezeichnet als Betonverflüssiger enthaltende Gipskomponente.A waste product from the production of as Concrete liquefier used Naphthalene-formaldehyde condensates (NSF) is the one in the disposal of sulfate residues in the form of filter cake accumulating gypsum. This contains up to 15% by weight of the Naphthalenesulfonate-formaldehyde condensates and is suitable excellent as a concrete plasticizer containing Plaster component.

Es wurde gefunden, daß bei Einsatz dieser Gipskomponente eine weitere Verbesserung eintritt: Der Einsatz von Flugaschen aus Müllverbrennungsanlagen in Flugasche-Zement-Mischungen war bislang nicht möglich, da speziell diese Flugaschen einen zu hohen Wasseranspruch haben und die gehärteten Mischungen nicht die geforderten Festigkeiten erreichen.It has been found that when using this Gypsum component further improvement occurs: the Use of fly ash from waste incineration plants in Fly ash-cement mixtures was not possible until now, because especially these fly ash too high Have water claim and the cured mixtures do not reach the required strength.

Der Betonverflüssiger enthaltende Gips, insbesondere der erfindungsgemäß einsetzbare Filterkuchen reduziert diesen Wasseranspruch so, daß in erfindungsgemäße Gemische auch Flugaschen aus Müllverbrennungsanlagen eingesetzt werden können. The concrete liquefier containing gypsum, in particular reduces the filter cake used in the invention this water claim so that in accordance with the invention Mixtures also fly ash from waste incineration plants can be used.  

Der als Filterkuchen anfallende Gips ist eine steife, wasserhaltige Masse. Es ist eine weitere Verbesserung der Erfindung, diese Masse mit der Menge Branntkalk zu mischen, die nötig ist, um einerseits das Wasser zu binden und andererseits den Branntkalk zu löschen. Somit entsteht durch diese Abmischung ein trockenes Pulver aus Gips, Betonverflüssiger und gelöschtem Kalk, das sich als Mischungskomponente zu Zement und Flugasche bestens eignet, das sogar gegenüber reinem Kalkhydrat den Vorteil hat, daß es weniger stark staubt.The gypsum produced as a filter cake is a stiff, hydrous mass. It is another improvement of the invention, this mass with the amount of quicklime mix, which is necessary, on the one hand to the water bind and on the other hand to extinguish the quicklime. Thus, this mixture creates a dry Powder of gypsum, concrete liquefier and slaked lime, which turns out to be a mixture component to cement and Fly ash is ideal, even compared to pure Hydrated lime has the advantage that it is less strong dusty.

Je nach Wassergehalt des Filterkuchens liegt meist das Mischungsverhältnis Filterkuchen zu Branntkalk im Bereich von 2 : 5 bis 10 : 2, d. h., als erfindungsgemäßen Bestandteil enthält das hydraulisch härtende Gemisch 2 bis 15 Gew.-% der trockenen Bestandteile eines Gemisches aus Filterkuchen und Branntkalk, in einem Mischungsverhältnis, daß der Wassergehalt des Filterkuchens stöchiometrisch der zum Ablöschen des Branntkalks benötigten Menge entspricht.Depending on the water content of the filter cake is usually the Mixing ratio of filter cake to quicklime in Range from 2: 5 to 10: 2, d. neck Component of the invention contains the hydraulic curing mixture 2 to 15 wt .-% of the dry Ingredients of a mixture of filter cake and Quicklime, in a mixing ratio that the Water content of the filter cake stoichiometric to the Extinguishing the quicklime required amount corresponds.

BEISPIELEEXAMPLES (Alle Prozentangaben betreffen Gewichtsprozente)(All percentages refer to weight percentages) Beispiel 1example 1

Durch Vermischen der folgenden Komponenten mit Wasser (Wasser-Feststoff-Wert : 0,60) werden Suspensionen hergestellt und das Verhalten im nicht ausgehärteten Zustand beobachtet.By mixing the following components with water (Water-solid value: 0.60) are suspensions prepared and the behavior in the uncured Condition observed.

a. Zement 45 Fa. Cement 45 F 33% (Vergleich)33% (comparison) Flugaschefly ash 67%67% b. Zemente 45 Fb. Cements 45 F 33%33% Flugaschefly ash 63%63% Filterkuchen/KalkhydratFilter cake / lime hydrate 4%4%

Das Produkt Filterkuchen/Kalkhydrat ist ein trockenes Pulver, hergestellt durch Abmischen von 59 Gew.-Teilen Branntkalk mit 41 Gew. -Teilen Filterkuchen und 13,5 Gew.-Teilen Wasser.The product filter cake / hydrated lime is a dry one Powder prepared by mixing 59 parts by weight Quicklime with 41 parts by weight of filter cake and 13.5 parts by weight of water.

Der Filterkuchen ist eine NSF-haltige (5%) Gipsmasse mit einem Wassergehalt von 10%, hergestellt durch Fällen der Sulfate aus der NSF-Herstellung mit Calcium-hydroxid.The filter cake is a NSF-containing (5%) gypsum compound with a water content of 10%, manufactured by Cases of sulfates from the NSF production with Calcium hydroxide.

Das Ausbreitmaß der Suspensionen, bestimmt nach DIN 18 555, Abschnitt 9, beträgt fürThe slump of the suspensions, determined by DIN 18 555, section 9, is for

  • a. 7,6 cma. 7.6 cm
  • b. 10,8 cmb. 10.8 cm

Innerhalb von 30 Min. wird die Suspension a. steif und ist nicht mehr fließfähig.Within 30 min, the suspension is a. stiff and is no longer flowable.

Suspension b. zeigt nach 60 Min. keine wesentliche Veränderung der Konsistenz. Suspension b. shows no significant after 60 min Change in consistency.  

Beispiel 2Example 2

Durch Vermischen der folgenden Komponenten mit Wasser (Wasser-Feststoff-Wert : 0,32) werden Suspensionen hergestellt und ihre Druckfestigkeit nach DIN 11 64, Teil 7 bestimmt.By mixing the following components with water (Water-solid value: 0.32) are suspensions manufactured and their compressive strength according to DIN 11 64, Part 7 determined.

a. Zement 45 Fa. Cement 45 F 59% (Vergleich)59% (comparison) Flugaschefly ash 39%39% NSFNSF 1%1% Branntkalkquicklime 1%1% b. Zement 45 Fb. Cement 45 F 59%59% Flugaschefly ash 38%38% Filterkuchen/KalkhydratFilter cake / lime hydrate 3%3%

Beide Mischungen haben eine gut fließfähige Konsistenz. Beim Stehen sedimentiert Mischung a. innerhalb von 20 Min. und ist nicht mehr homogen fließfähig. Der sedimentierte Teil ist im Testgefäß festsitzend.Both mixtures have a good flowable consistency. On standing sediment mixture a. within 20 min. And is no longer homogeneously flowable. The sedimented part is stuck in the test vessel.

Mischung b. zeigt nach 2 Std. keine wesentliche Veränderung der Konsistenz. Gemessene Druckfestigkeit [N/mm²] nachMixture b. shows no significant after 2 hours Change in consistency. Measured pressure resistance [N / mm²] after

Claims (6)

1. Hydraulisch härtende Gemische auf der Basis von Zement, Flugasche und gebranntem oder gelöschtem Kalk, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,5 bis 10 Gew.-% Gips enthalten.1. Hydraulically curing mixtures based on cement, fly ash and burnt or slaked lime, characterized in that they contain 0.5 to 10 wt .-% gypsum. 2. Hydraulisch härtende Gemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,05 bis 2 Gew.-% eines Betonverflüssigers enthalten.2. Hydraulically curing mixtures according to claim 1, characterized in that it additionally 0.05 contain up to 2 wt .-% of a concrete plasticizer. 3. Hydraulisch härtende Gemische nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Gips und Betonverflüssiger in Form von Filterkuchen aus der Entsorgung von Sulfatrückständen bei der Herstellung von Naphthalinsulfonat-Formaldehyd- Kondensationsprodukten enthalten.3. Hydraulically curing mixtures according to claims 1 and 2, characterized in that they gypsum and Concrete liquefier in the form of filter cake from the Disposal of sulfate residues in the Preparation of naphthalenesulfonate-formaldehyde Condensation products included. 4. Hydraulisch härtende Gemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gemisch aus Filterkuchen und Branntkalk enthalten, in einem Mischungsverhältnis, daß der Wassergehalt des Filterkuchens stöchiometrisch der zum Ablösen des Branntkalks benötigten Menge entspricht. 4. Hydraulically curing mixtures according to claim 1, characterized in that it is a mixture of Filter cake and quicklime included, in one Mixing ratio that the water content of the Filter cake stoichiometric to peel off the Branntkalks required quantity corresponds.   5. Verwendung der hydraulisch härtenden Gemische gemäß der Ansprüche 1 bis 4 zur Verfüllung im Bergbaubereich.5. Use of the hydraulically curing mixtures according to claims 1 to 4 for backfilling in Mining area. 6. Verwendung der hydraulisch härtenden Gemische gemäß der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Estrichen oder Putzgipsen.6. Use of the hydraulically curing mixtures according to claims 1 to 4 for the preparation of Screeds or plaster.
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