DE4334616A1 - Concrete containing proportions of ash and product made therefrom - Google Patents
Concrete containing proportions of ash and product made therefromInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen kunstharzgebundenen Formkörper mit einen Gehalt an Zuschlagstoffen.The invention relates to a resin-bound Shaped body with an aggregate content.
Solche Formkörper haben sich beispielsweise als Abwasserrohre im Tiefbau bewährt. Sie sind besonders resistent gegen aggressive Abwässer. Der Werkstoff ist auch als Polymerbeton bekannt. Als Zuschlagstoffe werden dabei Sände und Kiese unterschiedlicher Fraktionen verwendet, die durch Kunstharz gebunden sind. Neben der guten chemischen Widerstandsfähigkeit weisen derartige Formteile aus Polymerbeton auch besonders gute mechanische Eigenschaften auf. Deshalb wird der Werkstoff auch zur Herstellung von Vortriebsrohren verwendet.Such moldings have, for example, as Wastewater pipes proven in civil engineering. You are special resistant to aggressive waste water. The material is also known as polymer concrete. As aggregates sands and gravel of different fractions used, which are bound by synthetic resin. In addition to the good chemical resistance Molded parts made of polymer concrete are also particularly good mechanical properties. That is why the material also used for the production of jacking pipes.
Die Verknappung von Deponieraum für Reststoffe aus Verbrennungsanlagen, insbesondere Aschen aus Kraftwerksanlagen, die Steinkohle oder Braunkohle verbrennen, haben zu Überlegungen geführt, die anfallenden Aschen anderweitig zu nutzen. Die bei der Verbrennung entstehenden Rückstände können auch Bestandteile aus der Rauchgasentschwefelung enthalten. Zur Verwertung dieser schadstoffhaltigen Reststoffe ist aus der DE-PS 35 39 264 ein Verfahren bekannt, bei den die Steinkohlenflugasche in Form eines glasigen, kugeligen Feingutes mit hochfeiner Kohleasche aus der zirkulierenden Wirbelschichtverbrennung und Zement gemischt wird. Dieses Gemisch wird durch fein versprühtes Wasser durchfeuchtet. Der sich ergebende plastische Mörtel wird zu Körnern verformt und dann als künstlicher Zuschlagsstoff eingesetzt. The shortage of landfill space for residues Incinerators, especially ashes Power plants, hard coal or lignite burn have led to considerations that to use ashes otherwise. The at the Combustion residues can also occur Contain components from flue gas desulfurization. To utilize these pollutant-containing residues from DE-PS 35 39 264 a method known in the the coal fly ash in the form of a glassy, spherical fines with fine coal ash from the circulating fluidized bed combustion and cement is mixed. This mixture is sprayed by finely Moisturized water. The resulting plastic Mortar is deformed into grains and then as an artificial one Aggregate used.
Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist zunächst einmal, daß nur eine begrenzte Menge der anfallenden Reststoffe weiterverarbeitet und weiterverwendet werden kann. Darüber hinaus ist das Vermischen der häufig fein dispergierten Bestandteile aufwendig.The disadvantage of this known method is initially once that only a limited amount of the accrued Residues are processed and reused can. In addition, the mixing is often fine dispersed components expensive.
Aus der US-PS 43 36 069 ist die Brikettierung von Zuschlägen für die Bauindustrie bekannt. Diesen Zuschlägen wird ein relativ hoher Anteil aus Verbrennungsrückständen und ein relativ niedriger Zementanteil zugegeben, wobei die Bestandteile mit Wasser gemischt werden, um dann auszuhärten. Die agglomerierten Teilchen werden zerkleinert.From US-PS 43 36 069 is the briquetting of Known surcharges for the construction industry. This one Surcharges are made up of a relatively high proportion Combustion residues and a relatively low Cement portion added, the ingredients with water mixed to harden. The agglomerated Particles are crushed.
Außerdem ist aus der DE 35 22 677 A1 ein Verfahren zum Herstellen von Beton aus Zement, Zuschlag, Wasser und Asche als Zusatz bekannt. Dies Verfahren hat sich die Aufgabe gestellt, die Asche aus der Wirbelschichtverbrennung zu verarbeiten. Solche Aschen haben völlig andere Eigenschaften als Elektrofilterasche.In addition, DE 35 22 677 A1 describes a method for Manufacture of concrete from cement, aggregate, water and Ash known as an additive. This procedure has changed Task to get the ashes out of the To process fluidized bed combustion. Such ashes have completely different properties than electrostatic precipitator ash.
Nachteilig an den bekannten Vorschlägen zur Verwertung der anfallenden Asche ist, daß die daraus hergestellten Baustoffe infolge der feuchtigkeitsempfindlichen Asche keine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen Durchfeuchtung aufweisen. Diese Bestandteile lassen sich deshalb sinnvollerweise nur im Innenbereich verwenden. Der überwiegende Teil des Betons wird jedoch in Außenbereich verbaut, so daß er den Witterungseinflüssen ausgesetzt ist. Die bekannten Werkstoffe mit Ascheanteilen mangelt es an der notwendigen Frostbeständigkeit, insbesondere der Frost-Tausalzbeständigkeit. A disadvantage of the known proposals for recycling the ash that is produced is that the ash produced from it Building materials due to the moisture-sensitive ash insufficient resistance to Have moisture. These components can be therefore it makes sense to use it only indoors. The majority of the concrete, however, is in Installed outside, so that it is weather influences is exposed. The well-known materials with Ash shares lack the necessary Frost resistance, especially the Resistance to frost and de-icing salt.
Aufgabe der Erfindung ist es, Asche einer Verwertung zuzuführen, bei der die Asche einen möglichst geringen nachteiligen Einfluß auf das Fertigprodukt aufweist.The object of the invention is to recover ashes in which the ash is as low as possible has an adverse effect on the finished product.
Diese Aufgabe wird bei einem kunstharzgebundenen Formkörper mit einen Gehalt an Zuschlagstoffen dadurch gelöst, daß er einen Anteil an Asche enthält. Überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, daß die Feuchtigkeitsempfindlichkeit der Asche in einen kunstharzgebundenen Formkörper keinen wesentlichen negativen Einfluß auf dessen Standfestigkeit und mechanische Eigenschaften aufweist.This task is done with a resin-bound Shaped body containing additives solved that it contains a portion of ash. Surprisingly, it has been shown that the Ashes sensitive to moisture in one Resin-bonded molded body no essential negative influence on its stability and has mechanical properties.
Im Gegenteil, der Aschenanteil erleichtert den Herstellungsprozeß, wenn die Asche in kugelförmiger Partikelgestalt vorliegt. Sie fördert nämlich die Fließfähigkeit des Gemisches, wenn sie in freier Form vorliegt. Dadurch kann der gemischte Beton leichter in die Form eingefüllt werden. Besonders vorteilhaft verhält sich hier Flugasche. Es kann sowohl Flugasche aus der Steinkohlenverbrennung als auch aus der Braunkohlenverbrennung verwendet werden. Die Flugasche kann auch zur Pigmentierung des Fertigprodukts benutzt werden.On the contrary, the ash content makes it easier Manufacturing process when the ashes are spherical Particle shape is present. It promotes that Flowability of the mixture when in free form is present. This makes the mixed concrete easier to get into the form to be filled. Behaves particularly advantageous fly ash here. It can both fly ash from the Coal burning as well from the Lignite combustion can be used. The fly ash can also be used to pigment the finished product become.
Wenn im übrigen im Formkörper weitere übliche Zusatzstoffe enthalten sind, können die Festigkeitseigenschaften vorteilhaft vermindert werden.If more usual in the molded body Additives are included Strength properties can be advantageously reduced.
Es lassen sich Formkörper herstellen, in denen bezogen auf das Formkörpergewicht 50 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 80 Gew.-%, Asche, Schlacke oder Granulat enthalten sind. Shaped bodies can be produced in which covers on the shaped body weight 50 to 85 wt .-%, preferably Contain 60 to 80 wt .-%, ash, slag or granules are.
Die Herstellkosten werden vorteilhaft niedrig gehalten, wenn bezogen auf das Formkörpergewicht 5 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 8 bis 15 Gew.-%, Kunstharz, vorzugsweise Polyesterharz, enthalten sind.The manufacturing costs are advantageously kept low, if 5 to 25% by weight, based on the molding weight, preferably 8 to 15% by weight, synthetic resin, preferably Polyester resin are included.
Die Verschleiß- und Festigkeitseigenschaften des Formkörpers werden vorteilhaft beeinflußt, wenn bezogen auf das Formkörpergewicht 20 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 35 Gew.-%, Sand oder Kies enthalten sind.The wear and strength properties of the Shaped bodies are advantageously influenced if related on the molded body weight 20 to 40 wt .-%, preferably 25 to 35 wt .-%, sand or gravel are included.
Der Kunstharzbedarf wird vorteilhaft weiter verringert und die Festigkeitseigenschaften des Formkörpers verbessert, wenn bezogen auf Formkörpergewicht 5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 15 Gew.-%, Zement oder Gips als Bindemittel für die Asche enthalten ist. Zement weist gegenüber Gips die besseren Festigkeitseigenschaften auf. Als Reststoff aus der Rauchgasentschwefelung kann Gips auf diese Weise aber sinnvoll verwertet werden.The need for synthetic resin is advantageously further reduced and the strength properties of the molding are improved if, based on the weight of the molding, 5 to 20% by weight, preferably 10 to 15% by weight, cement or gypsum is present as a binder for the ash. Cement has better strength properties than gypsum. In this way, however, gypsum can be usefully used as a residue from flue gas desulfurization.
Bewährt hat sich eine Zusammensetzung des Formkörpers, bei der bezogen auf das Formkörpergewicht 50 bis 90 Gew.-% pelletierte Asche, vorzugsweise 55 bis 65 Gew.-% pelletierte Asche enthalten ist.A composition of the shaped body has proven itself, in which, based on the weight of the shaped body, 50 to 90% by weight pelletized ash, preferably 55 to 65% by weight pelleted ash is included.
Der Füllungsgrad des Formkörpers mit Asche läßt sich vorteilhaft vergrößern, wenn die zementgebundene Asche als Pellet vorliegt, vorzugsweise in Korngrößen zwischen 2 und 32 mm.The degree of filling of the molding with ash can be advantageous to enlarge if the cement-bound ash is present as a pellet, preferably in grain sizes between 2 and 32 mm.
Der Anteil des Bindemittels in einzelnen Pellet läßt sich vorteilhaft so einstellen, daß auf das Pelletgewicht bezogen ein Anteil Gips oder Zement zwischen 10 und 50 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 10 und 30 Gew.-%, enthalten ist. The proportion of the binder in individual pellet can be Advantageously set so that the pellet weight a share of gypsum or cement between 10 and 50% by weight, preferably between 10 and 30% by weight is included.
Indem der Formkörper zur Herstellung von Verkehrsflächen in Außenbereich verwendet wird, vorzugsweise als Pflasterstein und/oder Bordstein, lassen sich besonders große Mengen absetzen und vorteilhaft verwenden, weil dabei die ausgezeichnete Frost-Tausalzbeständigkeit zum tragen kommt.By the molded body for the production of traffic areas is used outdoors, preferably as Paving stone and / or curb can be special sell large quantities and use them advantageously because the excellent resistance to frost and de-icing salt wear comes.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, wobei funktionsgleiche Teile in den Figuren der Zeichnung mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.Further advantages, details and essential to the invention Features result from the following description a preferred embodiment of the invention under Reference to the accompanying drawing, wherein functionally identical parts in the figures of the drawing are provided with the same reference numerals.
Die Zeichnung zeigt im einzelnen:The drawing shows in detail:
Fig. 1 Das Gefüge des erfindungsgemäßen Betons in schematischer unmaßstäblicher Darstellung. Fig. 1 The structure of the concrete according to the invention in a schematic, scale representation.
In Fig. 1 bezeichnet 1 das idealisierte Schliffbild des erfindungsgemäßen Betongefüges, wobei die einzelnen Bestandteile jedoch nicht maßstäblich dargestellt sind. Das Gefüge besteht aus Zuschlagstoffen 2 unterschiedlicher Korngröße. Diese Zuschlagstoffe 2 sind in einer Matrix 3 aus Kunstharz gebunden. Teile dieser Zuschlagstoffe bestehen aus Pellets 4 mit Bestandteilen aus Asche. Pellets 4 sind im wesentlichen aus feinen Aschenpartikeln 5 zusammengesetzt, die ihrerseits in einer Matrix 6 aus Zement oder Gips gebunden sind. Fig. 2 sind unterschiedliche Korngrößen dargestellt. Neben Pellets 4 gibt es kleinere Pelletfraktionen 7 und 8. Außerdem können noch zusätzlich weitere Füllstoffe, beispielsweise Quarzsand unterschiedlicher Fraktionen innerhalb der Kunstharzmatrix 3 eingebunden werden. Diese Füllstoffe 9 können auch Pigmentpartikel zur Einfärbung des Betons oder zusätzliche freie Aschepartikel sein. Es kann auch bereits ein gefärbtes Kunstharz, das die Matrix 3 bildet, zur Colorierung des fertigen Erzeugnisses verwendet werden.In Fig. 1, 1 designates an idealized micrograph of the concrete structure according to the invention, wherein the individual components are not shown to scale. The structure consists of aggregates 2 of different grain sizes. These additives 2 are bound in a matrix 3 made of synthetic resin. Parts of these additives consist of pellets 4 with constituents made of ash. Pellets 4 are essentially composed of fine ash particles 5 , which in turn are bound in a matrix 6 made of cement or plaster. Fig. 2 different grain sizes are shown. In addition to pellets 4, there are smaller pellet fractions 7 and 8 . In addition, other fillers, for example quartz sand of different fractions, can also be incorporated within the synthetic resin matrix 3 . These fillers 9 can also be pigment particles for coloring the concrete or additional free ash particles. A colored synthetic resin, which forms the matrix 3 , can also be used to color the finished product.
Die Pellets 4, deren Zementmatrix, die darin enthaltenen Aschebestandteile oder Schlackenbestandteile bindet, sind allseitig von einer als Sperrschicht wirkenden Kunstharzmatrix umgeben, die die Pellets 4 vor Zutritt von Feuchtigkeit schützt. Außerdem wirkt die Kunstharzmatrix als Haftbrücke zwischen den einzelnen Pellets und den Zuschlagstoffen 2 oder sonstigen Füllstoffen 9. Selbst feuchtigkeitsempfindliche Zuschläge können auf diese Weise zu Beton oder bei der Herstellung von Betonfertigteilen verarbeitet werden. Überraschenderweise wirkt sich Feuchtigkeit nicht mehr festigkeitsmindernd auf den Werkstoff aus.The pellets 4 , the cement matrix of which binds the ash components or slag components contained therein, are surrounded on all sides by a synthetic resin matrix which acts as a barrier layer and protects the pellets 4 from the ingress of moisture. In addition, the synthetic resin matrix acts as an adhesive bridge between the individual pellets and the additives 2 or other fillers 9 . This way, even moisture-sensitive aggregates can be processed into concrete or during the production of precast concrete parts. Surprisingly, moisture no longer reduces the strength of the material.
Die Herstellung des Betons geschieht in der Weise, daß zunächst in einem getrennten Arbeitsgang Flugasche 5 unter Zugabe von Zement und Wasser im Drehrohr pelletiert wird. Nach dem Abbinden des Zements und einer Trocknung der pelletierten Flugasche werden Pellets mit unterschiedlichen Kornfraktionen miteinander zu einem Granulat gemischt, vorzugsweise mit Korngrößen zwischen 2 bis 16 mm. Dieses Granulat wird dann mit Sand in einer Kornfraktion zwischen 0 und 2 mm unter Zusatz von Polyester fit entsprechenden Mengen Härtern und Beschleunigern bzw. Verzögerern vermengt. Dieser fertige Beton wird anschließend in Formen gegossen und durch Rütteln verdichtet. Sobald eine ausreichende Formfestigkeit erreicht ist, kann das Teil aus der Form herausgelöst werden. Auf diese Weise können sogar Fertigbetonteile hergestellt werden, die in Außenbereich verarbeitet werden können. Sie sind witterungsbeständig und weisen eine hervorragende Standfestigkeit auf.The production of the concrete takes place in such a way that fly ash 5 is first pelletized in a separate operation with the addition of cement and water in the rotary tube. After the cement has set and the pelletized fly ash has dried, pellets with different grain fractions are mixed with one another to form a granulate, preferably with grain sizes between 2 and 16 mm. This granulate is then mixed with sand in a grain fraction between 0 and 2 mm with the addition of polyester fit appropriate amounts of hardeners and accelerators or retarders. This finished concrete is then poured into molds and compacted by shaking. As soon as sufficient dimensional stability is achieved, the part can be removed from the mold. In this way, even precast concrete parts can be produced that can be processed outdoors. They are weatherproof and have excellent stability.
Eine typische Rezeptur des erfindungsgemäßen Betons besteht aus:A typical formulation of the concrete according to the invention consists:
10% Polyester
20% Sand der Fraktion 0 bis 2 mm
10% freie Aschepartikel
60 Gew.-% Granulat aus pelletierter Asche mit
Kornfraktionen zwischen 2 und 16 mm.10% polyester
20% sand of the fraction 0 to 2 mm
10% free ash particles
60% by weight of pelletized ash granules with grain fractions between 2 and 16 mm.
Als Granulat kann auch vorteilhaft eine Mischung von Pellets verwendet werden, die aus den Kornfraktionen 2 bis 8 mm, 8 bis 16 mm und 16 bis 32 mm vorgemischt sind.A mixture of pellets which are premixed from the grain fractions 2 to 8 mm, 8 to 16 mm and 16 to 32 mm can also advantageously be used as granules.
BezugszeichenlisteReference list
1 Gefüge
2 Zuschlagstoff (2 bis 32 mm)
3 Kunstharzmatrix
4 Pellet (16 bis 32 mm)
5 Aschenpartikel
6 Zementmatrix
7 Pellet (8 bis 16 mm)
8 Pellet (2 bis 8 mm)
9 Füllstoffe (Sand 0 bis 2 mm)
10 freie Aschepartikel. 1 structure
2 aggregates (2 to 32 mm)
3 synthetic resin matrix
4 pellets (16 to 32 mm)
5 ash particles
6 cement matrix
7 pellets (8 to 16 mm)
8 pellets (2 to 8 mm)
9 fillers (sand 0 to 2 mm)
10 free ash particles.
Claims (10)
Priority Applications (2)
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| DE4334616C2 DE4334616C2 (en) | 1998-04-16 |
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- 1993-10-05 DE DE19934334616 patent/DE4334616C2/en not_active Expired - Fee Related
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