DE521712C

DE521712C - Verfahren zur Herstellung von Zement, welcher Gips beigemischt enthaelt

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Publication number: DE521712C
Application number: DEP54315D
Authority: DE
Original assignee: Individual
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Priority date: 1926-01-04
Filing date: 1927-01-04
Publication date: 1931-03-26

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
26. MÄRZ 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 80 b GRUPPE p54315 vijSob

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Januar 1927 ab

Es ist bekannt, daß man Gips zu Portlandzement zusetzt, um die Abbindezeit des Zements nach Wunsch zu beeinflussen, wobei der Gips gewöhnlich in der Form von rohem Gips (CaSO₄, 2H₂O) und in Mengen zwischen 2 und 5 % des Zementgewichts zugesetzt wird, wenn es sich um reinen Portlandzement handelt, wobei jedoch der Gipszusatz bis auf 25 °/o gesteigert werden kann, wenn man es mit einem Schlacke enthaltenden Zement zu tun hat.

Durch Erhitzung des rohen Gipses auf eine zwischen 125⁰ und 180⁰C liegende Temperatur wird bekanntlich die Austreibung von 1¹I₂ Molekülen Wasser aus dem Gips herbeigeführt, und diese Form des Gipses ist als gebrannter Gips bekannt und dadurch ausgezeichnet, daß sie rasch abbindet, d. h. erhärtet, wenn man Wasser zusetzt. Wenn die Brenn-

ao temperatur über 180⁰C gesteigert wird, dann gibt der Gips auch den Restteil seines Kristallisationswassers ab und nimmt einen Zustand an, den man als totgebrannt bezeichnet, in welchem Zustande der Gips überhaupt nicht oder doch nur sehr langsam abbindet, wenn Wasser zugesetzt wird.

Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß die übliche Methode des Zusatzes von rohem Gips zu Portlandzement, nämlich der Zusatz von Gips zu Klinkern und die Vermahlung dieses Gemisches in einer Mühle, kein gleichmäßiges Produkt ergibt, so daß bei dem so erhaltenen Zement die Abbindezeit beträchtlich schwankt und Zemente, welche unter gleichen Bedingungen hergestellt wurden, häufig große Verschiedenheit bezüglich ihrer Abbindezeiten aufweisen, worin ein ernster Nachteil liegt.

Ein eingehendes Studium dieser Verhältnisse hat zur Erkenntnis geführt, daß dieser Nachteil hauptsächlich auf die thermischen Bedingungen zurückzuführen ist, welche in der Mühle herrschen und die zur Folge haben, daß der Gips manchmal als roher Gips und manchmal als gebrannter Gips im fertigen Zement vorhanden ist, woraus sich die verschiedene Abbindezeit des Zements in verschiedenen Teilen einer die Mühle verlassenden Zementmasse ergibt.

Die Abbindezeit eines gewöhnlichen, fein gemahlenen frischen Portlandzements, der mit Gips gemischt ist, ist, wenn der Gips als roher Gips im Zement enthalten ist, sehr viel länger (häufig 500 °/₀)> als wenn der Gips im Zement in Form von gebranntem Gips vorhanden ist. Wenn der Gips totgebrannt ist, dann tritt gegenüber gebranntem Gips ebenfalls eine Verlängerung der Abbindezeit ein je nach der Temperatur, bis zu welcher der Gips erhitzt wurde, so daß unter Umständen die Abbindezeit nur etwa 10 % kürzer ausfällt als die Abbindezeit von Zement, der rohen Gips enthält.

Diese Angaben gelten sowohl für die Zeit, die gerechnet wird von dem Zusatz von

Wasser zum Zement bis zum Beginn der Abbindung, als auch für die weitere Zeit, die gerechnet wird bis zum vollkommenen Abbinden, und sie gelten nicht nur für Portlandzement mit einem Zusatz von Gips, sondern im wesentlichen auch für Zement, dem Hochofenschlacke o. dgl. zugesetzt wurde.

Die angestellten Experimente haben auch gezeigt, daß der Zustand des Gipses einen

ίο großen Einfluß auf die zum Vermählen des Zements erforderliche Energie ausübt. Wenn z. B. gebrannter Gips zugesetzt wird, dann ist etwa 6o % mehr Zeit zum Mahlen des Zements erforderlich, als wenn roher Gips oder stark überhitzter Gips zugesetzt wurde.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, welche aus diesen Experimenten mit Zement, dem verschiedene Arten Gips zugesetzt wurden, gezogen wird. Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß Gips zu Zement in solcher Form und unter solchen Bedingungen zugesetzt wird, daß der Gips in dem fertigen Zementgemisch nicht in der Form von gebranntem Gips enthalten ist, oder mit anderen Worten, es werden Maßnahmen getroffen, wodurch sichergestellt wird, daß der Gips im Zement entweder in der Form von rohem Gips oder von totgebranntem Gips enthalten ist.

Dieses Ergebnis kann auf mannigfache Weise erreicht werden. Im besonderen mögen nachstehende Möglichkeiten erwähnt werden:

I. Die Mühle, in welcher die Klinker und der rohe Gips gemahlen werden, sind während des Vermahlungsprozesses in geeigneter Weise gekühlt, z. B. durch Berieselung der Mühle mit Wasser, um zu verhüten, daß der rohe Gips auf eine Temperatur erhitzt wird, bei welcher die Umwandlung in gebrannten Gips beginnt.

II. Die Kühlung kann auch so bewirkt werden, daß man Wasser in Tropfen oder in zerstäubtem Zustande in das Innere der Mühle leitet, und zwar in solcher Menge, daß die durch die Verdampfung absorbierte Hitze genügt, um das Auftreten der Umwandlungstemperatur des Gipses auszuschließen.

III. Die Klinker werden gekühlt, z. B. durch künstlich gekühlte Luft, auf eine passend niedrige Temperatur, bevor sie in die Mühle für den Zweck der gemeinsamen Vermahlung mit zugesetztem Gips eingeführt werden.

IV. Die Mahlkörper, welche unter dem Einfluß des Vermahlungsprozesses in der.

Mühle heiß geworden sind, werden aus der Mühle herausgeführt und in geeigneter Weise abgekühlt und darauf erneut in die Mühle eingeführt. Die Abkühlung kann auch in einer besonderen Kammer erfolgen, welche in dem Mühlenkörper selbst in der Verlängerung der Mahlkammer vorgesehen ist. In dieser Weise werden die Mahlkörper so weit abgekühlt, daß das Gemisch aus Klinkern, rohem Gips und Mahlkörpern die Temperaj tür nicht erreicht, bei welcher die Umwand-

; lung in gebrannten Gips beginnt.

V. Der rohe Gips wird für sich fein gemahlen und wird dann dem fein gemahlenen Zement zugesetzt, welcher vorher so weit abgekühlt wurde, daß der Gips bei der Mischung mit dem Zement nicht in den gebrannten Zustand übergeführt werden kann.

VI. Der Gips wird totgebrannt, entweder bevor er mit dem Zement gemischt wird oder während er sich in Mischung mit dem Zement befindet. Das Totbrennen des Gipses vor der Mischung mit dem Zement kann in einem Brennofen vorgenommen werden, der durch Verbrennungsgase beheizt wird, die einem Zementbrennofen entnommen werden und deren Temperatur hinreichend hoch ist, um das Totbrennen des Gipses zu bewirken. Ein anderes Verfahren würde darin bestehen, dem rohen Gips direkt oder indirekt die Hitze der noch heißen Klinker zuzuführen, z. B. dadurch, daß man den rohen Gips durch einen Klinkerkühler hindurchführt, in dem die Klinker gekühlt und gewöhnlich bei einer Temperatur von etwa 1000⁰ C eingeführt werden. Der rohe Gips kann durch den Kühler entweder in Mischung mit den Klinkern hindurchgehen, oder er kann auch durch eine Wärme übertragende Wand von den Klinkern getrennt gehalten werden.

Dieses Verfahren kann Anwendung finden, gleichviel, ob der Klinkerkühler ein selbständiges Gebilde darstellt oder ob er z. B. von einer Verlängerung des Drehofens gebildet wird, in dem der Zement gebrannt wird. Im letzteren Falle kann der rohe Gips in den zum Kühlen der Klinker dienenden Endabschnitt des Ofens auf einer passenden Stelle hinter den den Ofen beheizenden Flammen eingeführt werden, und dies kann mechanisch geschehen, z.B. mit Hilfe eines Rohres mit Transportsehnecke oder vermittels Druckluft oder auf sonstige Weise.

Dadurch, daß man nur einen Teil des Gipses in totgebranntem Zustande zusetzt, während der Rest in dem üblichen Zustande und in der üblichen Weise zugesetzt wird, läßt sich eine Abbindezeit erzielen, die zwischen der Abbindezeit liegt, welche sich ergibt, wenn entweder der ganze Gips totgebrannt ist oder wenn überhaupt kein Teil des zugesetzten Gipses totgebrannt ist.

Auf den Zeichnungen sind verschiedene Einrichtungen dargestellt, welche für die Durchführung der Erfindung geeignet sind.

Abb. ι und 2 veranschaulichen im Längsschnitt bzw. in einem Querschnitt nach der

Linie H-II der Abb. ι eine Maschine, um vorher fein gemahlenen rohen Gips mit fertig gemahlenem Zement zu vermischen.

Die Abb. 3 und 4 sind Längsschnitte zweier verschiedener Formen von Einrichtungen, um Gips mit Hilfe von in Zementklinkern enthaltener Hitze totzubrennen.

Bei der in den Abb. 1 und 2 dargestellten Einrichtung bezeichnet 1 eine Mischtrommel, welche auf hohlen Zapfen 2 läuft und auf ihrer Innenwandung mit geeigneten Hubleisten 3 versehen ist. Die Zuführung des Materials zu der Mischtrommel erfolgt an dem linken Ende derselben durch den Zapfen 2, in dem eine Transportschnecke 4 sitzt. Die Entleerung der Mischtrommel erfolgt durch den Hohlzapfen 2 am rechten Trommelende. Der fein gemahlene rohe Gips wird dem Zuführungsstutzen am linken Ende der Trommel durch ein Rohr 5 mit darin arbeitender Transportschnecke 6 zugeführt. Gleichzeitig wird auch der fertig gemahlene Zement durch ein Rohr 7 mit Transportschnecke 8 zugeführt, wobei die beiden Rohre 5 und 7 sich nach einer gemeinsamen Kammer 9 öffnen, von deren Boden die beiden Stoffe durch ein schräg gestelltes Füllrohr zum Hohlzapfen 2 am linken Trommelende gelangen. Das Zementzuführungsrohr 7 ist von einem Wassermantel 11 umschlossen, durch den Kühlwasser fließt. Auf diese Weise wird der Zement bis zu dem Grade gekühlt, daß er den rohen Gips während der Mischoperation in der Maschine nicht in gebrannten Gips umwandelt.

Die in der Abb. 3 dargestellte Anordnung dient dazu, rohen Gips mit Hilfe der Wärme von einen Zementbrennofen verlassenden Klinkern totzubrennen. Der Zementbrennofen ist ein Drehofen 12, unter dem eine drehbare Kühltrommel 13 angeordnet ist, welche die Klinker aus einer Kammer 14 durch eine Fallrinne 15 erhält, die in die Kühltrommel 13 mündet. Auch der rohe Gips wird der Fallrinne 15 zugeführt, und zwar aus einem Silo 16 vermittels eines Zuführtisches 17.

Die in Abb. 4 dargestellte Einrichtung ist der in Abb. 3 dargestellten ähnlich. In diesem Falle wird der rohe Gips jedoch nicht mit den Klinkern vermischt, sondern aus dem Silo 16 durch den Zuführtisch 17 in ein Rohr 18 mit Transportschnecke geführt, welches Rohr von der Kühltrommel 13 umschlossen ist. Im Rohr 18 wird der rohe Gips in totgebrannten Gips umgewandelt, in welchem Zustande er aus dem Rohr austritt und durch eine Rohrabzweigung 19 in einen Sammelbehälter gelangt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Zement, welcher Gips beigemischt enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Gips entweder in totgebranntem Zustande dem Zement beigemischt wird bzw. unter Temperaturbedingungen, daß er im Endprodukt totgebrannt ist, oder daß die Beimischung von Gips zum Zement im Zustande von Rohgips bzw. einem Gemisch aus Rohgips und totgebranntem Gips erfolgt, und zwar unter solchen Bedingungen, daß beim Vermischen oder gemeinsamen Vermählen die Temperatur niemals bis zur Brenntemperatur steigt, zum Zweck, das Endprodukt frei von Gips in gebranntem Zustande zu halten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Gemischkomponenten durch Berieselung der äußeren Mühlenwandung oder durch Verdunstung von in das Mühleninnere in Form von Tropfen oder in Form eines Sprühregens eingeleitetem Wasser erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlkörper zeitweise von dem Mahlgut abgetrennt und durch geeignete Mittel entweder außerhalb der Mühle oder in einer besonderen, in der Verlängerung der Mühle liegenden Kammer gekühlt und dann wieder in die Mühle zurückgeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Totbrennen des rohen Gipses durch die Hitze von aus einem Zementbrennofen austretenden Klinkern erfolgt, z. B. durch Hindurchführung des rohen Gipses durch den Klinkerkühler entweder in Mischung mit den Klinkern oder, getrennt von ihnen, durch eine Wärme übertragende Wand.

5. Einrichtung an Drehofenanlagen zum Brennen von Zement zur Herbeiführung des Totbrennens von Gips gemäß Anspruch 4, bestehend aus einem Zuführungsrohr für rohen Gips, welches sich entweder nach der Stelle des Drehofens öffnet, an welcher die Klinker austreten, oder welches in die Klinkerkühltrommel mündet.

6. Einrichtung an Drehofenanlagen zum Brennen von Zement zur Herbeiführung des Totbrennens von Gips gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Klinkerkühltrommel eine Förderanlage eingebaut ist, welche gestattet, den rohen Gips getrennt von den Klinkern durch die Kühltrommel hindurchzubewegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen