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Verfahren zur Herstellung von rasch erhärtendem hydraulischem Zement
Es ist bekannt, daß die hydraulischen Eigenschaften seines Zements in hohem Maße
von dem sogenannten hydraulischen Modul abhängen, d. h. von der Größe der Verhältniszahl
zwischen der Menge der basischen und der sauren Bestandteile und daß die Schnelligkeit
der Erhärtung seines Zements mit zunehmendem Wert des hydraulischen Moduls, oder
praktisch gesprochen des Calciumoxyds, in seinem Verhältnis zu den sauren Bestandteilen
steigt. Die Möglichkeit, den Kalkgehalt zu steigern, ist indessen beschränkt und
hängt in erheblichem Maße von der Feinheit der Mahlung der Rohstoffee ab: Je feiner
die Rohstoffe gemahlen sind, um so mehr Calciumioxyd kann in dem zu sinternden Rohgemisch
verwendet werden, ohne daß Gefahr besteht, daß der im Rohgemisch enthaltene Kalk
ungebunden in. den Klinkern zurückbleibt und zu der unzulässigen Eigenschaft des
sogenannten Treibens des Zements führt. -Die Vermahlung der Zementrohstoffe bis
zu einem sehr hohen Feinheitsgrad ist indessen mit sehr hohen Kosten verknüpft.
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Vorliegende Erfindung bezweckt die Gewinnung von rasch erhärtendem,
also einen hohen hydraulischen Modul aufweisendem Zement, bei Verwendung von Rohstoffen,
welche nur bis zu dem bei normalem Portlandzement üblichen Feinheitsgrad gemahlen
sind, und der gleichwohl von der Eigenschaft des Treibens völlig frei ist.
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Gemäß der Erfindung wird dieses Ergebnis dadurch erreicht, däß von
einer Rohmischung ausgegangen wird, deren Kalkgehalt denjenigen übersteigt, welcher
beim Sinterbrennen von den übrigen Bestandteilen .der Mischung gebunden wird, so
da.ß in den Klinkern eine gewisse Menge freier Kalk verbleibt und daß dieser in
den Klinkern verbleibende - freie Kalk während oder nach der Vermahlung der Klinker
durch eine besondere Behandlung hydratisiert wird, lohne daß gleichzeitig eine Hydratisierung
des Zements selbst eintritt. Es hat sich gezeigt, daß eine. solche Hydrati.-serung
von in Klinkermaberialenthaltenem freiem Kalk durchführbar ist, `nenn man die in
der Vermahlung befindliche :oder fertig gemahlene Zementmasse mit fein zeistäubtem
Wasser oder Dampf, bei einer zwischen 8o bis 2 i o° C liegenden Temperatur behandelt,
und zwar vorzugsweise bei Temperaturen, die oberhalb i oo° C liegen, @da sich gezeigt
hat, da.ß die Hydratisierung des Kalks in dem- @erwähnten Intervall höherer Temperaturen
schneller vor sich geht, als bei Temperaturen, die bei ioo° ioder noch darunter
liegen. Wenn die Hydratislerung in dem genannten Intervall
höherer
Temperaturen vorgenommen wird, dann bleibt eine Hydratisierung des Zements selbst
praktisch völlig aus; während leine solche bei niedrigeren Temperaturen in namhaftem
Umfange eintritt, so daß der erstrebte Zweck mehr oder weniger verfehlt wird. -Die
Behandlung des Sinberprodukts von Zementrohmasse mit Wasser oder Dampf bei den angegebenen
Temperaturen ist zwar an. sich nicht neu, doch hat man dieses Mittel nur als Schutzmaßnahme
gegen .etwaigen Gehalt der Klinker an unvollständig gebranntem Material benutzt,
ohne Rücksicht auf den Kalkgehalt der Rohmasse. Demgegenüber beruht die vorliegende
Erfindung auf .der neuen Erkenntnis, daß beim Brennen von verhältnismäßig groben
Rohmischungen, deren Kalkgehalt hoch ist und et-,vas oberhalb der Grenze von durch
die. sauren Bestandteile der Mischung bindungsfähigem Kalk liegt, eine Erhöhung
des Gehaltes an gebundenem Kalk in den Klinkern erzielt wird.
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Wenn man z. B: bei sehr. feiner- Vermahlung der Rohstöffie bei. einem
Kalkgehalt v6-n-66 % zu Klinkern gelangt, die bei- ihrer Vermahlung einen nichttreibenden,
d. h. -volumenbeständigen Zement ergeben, dann würde der gleiche Kalkgehalt bei
Benutzung -eines Rohgemisches, dessen -Feinheitsgrad nur dem bei der Herstellung
von normalem Portlandzement üblichen entspricht, zu Klinkern führen, in denen die
Menge von gebundenem Kalk zu klein ist, um :einen. rasch erhärtenden Zement zu --ergeben,
Außerdem würde der durch Vermählen der Klinker lerhaltene Zement die Eigenschaft
des Treibens aufweisen. Auch wenn man dem Zement die Eigenschaft des Treibens nehmen
würde, indem man ihn stach der Vorschrift der Eifindung einer Behandlung unterwirft,
durch welche der freie Kalk hydratisiert wird, ohne ,daß gleichzeitig aue`h eine
Hydratisierung des Zements selbst herbeigeführt wird, würde .dies Zweck der Gewinnung
eiiies rasch erhÄrtenden Zements nicht :erreicht sein, weil der hydraulische Modul
.dieses Zements unterhalb der für .die Erzielung rascher Er-4äxtung_erfordeglichen
Größe von 2,2o liegen würde.
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Um auch ohne übermäßig feine Vermah-Lung der Rohstoffe zu einem schnell
erhärtenden, nichttreibenden *Zement zu gelängen, muß man - bei den im angenommenen
Fall vorausgesetzten 4Rohsbofen den Kalkgehalt der Rohstoffe- z. B. bis auf 68 %
.erhöhen. Wenn diese Rohmischung gebrannt wird, dann verbleibt wiederum freier Kalk
in den Klinkern. Es wird aber seine größere Menge Kalk gebunden, als wenn die Rohmischung
nur 66 % enthält, und diesle größere Menge an gebundenem Kalk genügt, dem fertigen
Zement nach Hydratisierung des freien Kalks auf dem zum Wesen der Erfindung gehörigen
Wege :einen. hydraulischen Modul von 2,2o oder darüber zu geben, welcher erforderlich
ist, um den Zement schnell -erhärtend zu machen.
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Obwohl die Schnelligkeit der Härtung ;eines Zements nicht nur von
dem hydraulischen Modul abhängt, sondern außerdem auch in erheblichem Maße vom sogenannben
Silikatmodul, d. h. von dem Verhältnis der in der Mischung enthaltenen Kieselsäure
zum Aluminiumoxyd und Eisenoxyd, so braucht doch in Verbindung mit der vorliegenden
Erfindung auf diese- weiter in Betracht kommenden Umstände nicht -leingegangen zu
werden, da für di;e Erfindung nur der Einfluß des Kalks in Betracht kommt und diesle
nur bezweckt, die Schnelligkeit der Erhärtung durch Steigerung des Kalkgehalts zu
erhöhen und damit verbundene schädliche Wirkungen zu vermeiden. 7