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Verfahren zur Herstellung zementartiger Bindemittel Das Hauptpatent
betrifft ein Verfahren zum-Herstellen zementartiger Produkte aus den für die Portland-Zementerzeugung
bekannten Rohstoffen (Kalk, kieselsäurehaltige und tonerdehaltige Stoffe) durch
Mischen oder durch Mischen und Vermahlen in Gegenwart von Feuchtigkeit und bei verhältnismäßig
niedrigen Temperaturen (etwa ioo bis 40o° C), das sich dadurch kennzeichnet, daß
dem Gemisch aus Kalk, kieselsäurehaltigen oder tonerdehaltigen Stoffen genügend
Wasser zugesetzt wird, um zunächst etwa anwesenden ungelöschten Kalk vollständig
zu hydratisieren und dann in jedem Falle während des ganzen Reaktionsprozesses in
der Reaktionszone eine kleine Menge freier Feuchtigkeit anwesend zu halten, die
jedoch keine plastische Masse entstehen lassen darf, so daß keine nachfolgende Trocknung
o. dgl. notwendig wird, wobei das Mischen oder das Mischen und Mahlen unter den
vorgeschriebenen Temperatur-und Feuchtigkeitsbedingungen so lange fortgesetzt wird,
bis das gewünschte Produkt in handelsfertiger Beschaffenheit entleert wird.
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Die vorliegende Erfindung bildet das Verfahren nach dem Hauptpatent
639 365 dadurch weiter aus, daß sie die Verwendung gewisser Beschleunigungs- oder
Unterstützungsmittel bei der Behandlung des Gutes vorschlägt, von denen gefunden
wurde, daß dadurch eine :erhebliche Erhöhung der Festigkeitswerte und andere Verbesserungen
'der Eigenschaften der Produkte :erzielt werden können. Solche Mittel sind insbesondere
Kochsalz, Chlorcalcium, -Natriumhydroxy d und Gerbsäure.
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Man hat diese und ähnliche Mittel, die gewisse Verbesserungen der
physikalischen Eigenschaften zementartiger Produkte herbeiführen, schon früher benutzt.
Es wurde jedoch festgestellt, daß die Anwendung derartiger Mittel in Verbindung
mit dem Verfahren des Hauptpatents eine wesentlich größere Vervollkommnung der Produkte
als bisher zur Folge hat. Die Mittel werden nämlich jetzt in einer anderen Arbeitsstufe
als bisher verwendet, und zwar unter Bedingungen, die sich von den früheren erheblich
unterscheiden. Darauf ist der überraschend überlegene Erfolg zurückzuführen.
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Benutzt man z. B. zum Hydratisieren des freien Kalkanteiles eines
Gemenges aus 2 Teilen Ätzkalk und i Teil eines geeigneten kieselsäurehaltigen Stoffes,
beispielsweise Diatomeenerde, :eine i oJoige Chlornatriumlösung und arbeitet dann
nach dem Verfahren des Hauptpatents, so findet man an Versuchsstücken, die 24. Stunden,
3 Tage, 7 Tage und 28 Tage lang
unter den normalen Prüfungsbedingungen
für Portlandzement aufbewahrt-worden sind, bedeutend höhere Zu-festigkeitswerte
als sonst. Gemäß dem Verfahren des 'Hauptpatents kommt bei der Behandlung des°-Stärrimgemenges
auch ein Zusatz von Portlandzement `in' wechselnder Menge in Betracht. Solche Versuchsstücke
wurden ebenfalls nach dem neuen Verfahren hergestellt, und es wurde eine unerwartet
große Verbesserung der zementartigen Produkte beobachtet. Bei der Ausführung der
Versuche wurde die Behandlungstemperatur so geregelt, daß das sich aus der Rohrmühle
entleerende Produkt ungefähr i 5o' C besaß. Das Beschleunigungs- oder Unterstützungsmittel
wurde dabei zur Hydratisierung des Ätzkalkes verwendet. Gewünschtenfalls kann man
jedoch das Mittel oder einen Teil desselben nach der Hydratisierung in die Rohrmühle
einführen, also während der Hauptbehandlung zusetzen.
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Bei Tripelerde, Flußsand und Ton als Zusatz zum Ätzkalk wurden ebenfalls
in einer Reihe von Versuchen günstige Ergebnisse erzielt. Versuche mit Ätzkalk und
Tripelerde ergaben beispielsweise bei Benutzung einer i 0'oigen Chlornatriumlösung,
die in die Rohrmühle hineingegeben wurde, eine beträchtliche Steigerung der Festigkeitswerte
namentlich in den Anfangszeiträumen. Der 2q.-Stunden-Versuch zeigte eine Erhöhung
der Festigkeit um annähernd 5o 0'o; die 3-Tage- und 7-Tage-Versuche brachten eine
Festigkeitssteigerung um etwa 20 o,o, und nach 28 Tagen wurde eine Steigerung von
300o erzielt. Zugleich ergab sich eine erhebliche Abnahme der Abbindezeiten.
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Bei gleicher Arbeitsweise lieferte der Zusatz einer 20oigen Natriumhydroxydlösung
eine Erhöhung der Zugfestigkeit nach 24 Stunden um 450"o, nach 3 Tagen um über q
o 0'o, nach 7 Tagen um etwa i o 0'o und nach 28 Tagen um ungefähr -21(_°1o. Die
Benutzung einer 20"oigen Chlorcalciumlösung ergab eine Festigkeitssteigerung um
360'o nach 2q. Stunden, und die Festigkeit nahm nach 3 Tagen, ;Tagen und 28 Tagen
nicht ab. Auch bei Natriumhydroxyd und Chlorcalcium verkürzten sich die Abbindezeiten
beträchtlich. Ähnliche Versuche mit Gerbsäure unter Benutzung derselben in einer
o,o2%igen Lösung zur Hydratisierung lieferten noch stärkere Erhöhungen der Festigkeit
des Produktes als die obenerwähnten Mittel.
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Voraussetzung für die Erzielung der besten Ergebnisse ist die Einhaltung
der im Hauptpatent vorgeschriebenen Arbeitsbedingungen, und zwar z. B. auch der
Bedingung, daß die Zusätze (wie etwa tonerdehaltige Stoffe) derart fein zerkleinert
werden, daß beispielsweise ungefähr 9o o,'o derselben durch ein Sieb mit ,58q.0
Maschen je Quadratzentimeter oder ein `iipch feineres Sieb hindurchgehen.
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=' Ferner ist es wichtig, für die Aufrechterhaltung der vorgeschriebenen
Feuchtigkeitsbedingungen in der Reaktionszone der Rohrmühle zu sorgen, also die
mit dem Beschleunigungs-oder Unterstützungsmittel zugeführte Wassermenge so zu berücksichtigen,
daß der Feuchtigkeitsgehalt nicht zu hoch wird. Wegen der während der Behandlung
des Gutes eintretenden Feuchtigkeitsverluste handelt es sich dabei allerdings nicht
um enge Spielräume. Der Zusatz einer gewünschten Menge des Beschleunigungsmittels
in Form einer Lösung oder Dispersion ist daher auch dann möglich, wenn das betreffende
Mittel schwerer löslich ist. Bei den als Beispiele erwähnten Mitteln entstehen keine
Schwierigkeiten, denn sie sind außer der Gerbsäure sämtlich leicht löslich. Aber
auch die Gerbsäure löst sich so weit in Wasser auf, daß in verhältnismäßig wenig
Wasser eine ausreichende Menge Gerbsäure zugesetzt werden kann.