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Ersatzstoff für Puzzolane als hydraulische Zuschläge Die beim Aufschluß
von kiesiels-äurehaltigen Tonerdemineralien mit Säuren erhaltenen kieselsäurehaltigen
Rückstände, die sog. SL-Stofe, sind bereits als hydraulische Zuschläge zu Mörtel
verwendet .worden, um dessen Eigenschaften zu verbessern. Die Zumischung erfolgte
ebenfalls bei Zementen, und diese Mischungen sind unter dem Namen Si-Stoff-Zement
bekanntgeworden.
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Man hat für alle diese Mischungen als Aufschlußrückstände kieselsäurehaltiger
Tonerdemineralien nur diejenigen benutzt, die durch den Aufschluß der Mineralien
mit starken Säuren, insbesondere Schwefelsäure, erhalten waren, weil im allgemeinen
nur diese starken Säuren zum Aufschluß von Tonerdemineralien verwendet wurden. Neuerdings
wird der Aufschluß von Tonerdemineralien aber auch mit einer schwachen Säure, nämlich
der wohlfeileren schwefligen Säure, durchgeführt.
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Es hat sich nun gezeigt, daß der beim Aufschluß von kieselsäurehaltigen
Tonerdemineralien mit schwefliger Säure erhaltene kieselsäurehaltige Rückstand -
nachstehend St-Stoff genannt - sich als hydraulischer Zu-Stoff gennant - sich als
hydraulischer Zuschlag zu kalk, Zement u.dgl. und ganz allgemein als Puzzolaneersatz
erheblich besser eignet als die beim Aufschluß mit starken Säuren erhaltenen sog.
Si-Stoffe, weil die Mischungen mit St-Stoff beträchtlich größere Erhärtungswerte
besitzen. Bei einer vergleichsweisen Prüfung der Erhärtungswerte von aus dem gleichen
Tonerdemineral gewonnenem St-Stoff und Si-Stoffen, die nach den Traßnormen, nach
Vermahlung auf ungefähr 3% Rückstand auf dem 5ooo-Maschen-Sieb, in der vorgeschriebenen
Weise mit Normenkalkteig durchgeführt wurden, ergaben sich beispielsweise folgende
Festigkeitswerte bei Wasserlagerung.
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Aus der Tabelle I läßt sich erkennen, daß bei dem durch Salzsäureaufschluß
erhaltenen Si-Stoff die Zugfestigkeit bei Lagerung beträchtlich abnimmt, wenn auch
die Druckfestigkeit zunimmt.
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Bei dem durch Salpetersäureaufschluß erhaltenen Si-Stoff ist bei der
Wasserlagerung ein Rückgang der Zugfestigkeit und ein sehr starker Rückgang der
Druckfestigkeit beobachtet worden.
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Der Versuch mit dem aus dem Schwefelsäureaufschluß gewonnenen Si-Stoff
zeigt ein Nachlassen der Druckfestigkeit bei der Lagerung.
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Im Gegensatz dazu konnte beim Versuch mit St-Stoff, also. mit dem
durch Aufschluä mit schwefliger Säure erhaltenen Rückstand, bei der Wasserlagerung
nicht nur eine gleichmäßige Steigerung der Zugfestigkeit, .sondern auch ein starkes
Ansteigen der Druckfestigkeit festgestellt werden. Die hierbei erhaltenen Festigkeitswerte
liegen auch erheblich oberhalb der Traßnormensollwerte.
| Tabelle I |
| Wasser- Zugfestigkeit Druckfestigkeit |
| Reihe Bezeichnung zusatz (kg/cm2) nach Tagen |
| %(W 28W W 28w |
| I Rückstand Salzsäureaufschluß 27 20 15,5 130 168 |
| 22 14,0 103 204 |
| 23 14,0 102 198 |
| Mittel 22 14,5 112 190 |
| 2 Rückstand Salpetersäure- 30 18 21 146 |
| aufschluß 20 16 146 64 |
| 17 15 122 68 |
| Mittel 18 17 138 66 |
| 3 Rückstand Schwefelsäure- 27 22 21 147 147 |
| aufschluß 22 19 141 128 |
| 22 20 158 146 |
| Mittel 22 20 149 140 |
| 4 St-Szoff, nicht getrocknet, von 27 20 19 156 198 |
| selbst trocken geworden 19 19 157 190 |
| 17 23 156 170 |
| Mittel 19 20 156 186 |
| TrassnormenDINio43, Sollwerte I L I 5 I 16 I 45 I 140 |
Die Vergleichswerte offenbarten also die beträchtliche Überlegenheit des St-Stoffes
gegenüber den bisher verwendeten Si-Stoffen als Zumisichgut zu Mörtel.
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Da der St-Stoff bei diesen Versuchen seine günstigen hydraulischen
Eigenschaften bewiesen hatte, so wurde auch die Frage geprüft, ob er als Ersatz
von Portlandzement geeignet sei.
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Bekanntermaßen wird Portlandzement in manchen Fällen, insbesondere
aus wirtschaftlichen Gründen, mit Zuschlägen von geeigneten hydraulischen Stoffen
vermahlen. Da für die letztgenannten allein in Deutschland ein Verbrauch von über
I Million Tonnen in Betracht kommt, so stellte die Verwendung des als Abfallprodukt
anfallenden St-Stoffes als Portlandzementersatz eine erhebliche Köstenersparnis
in Aussicht.
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Die in dieser Hinsicht angestellten Versuche brachten ein sehr günstiges
Ergebnis, sobald einmal nach verschiedenen weniger gelungenen Versuchen festgestellt
war, daß ein genügendes Vermischen von St-Stoff und Zement nur durch gemeinsame
Vermahlung erfolgen kann und daß wegen der Wasseraufnahmefähigkeit des St-Stoffes,
wenigstens bei größerem Zuschlag von St-Stoff, ein größerer Wasserzusatz zu nehmen
ist, als in den Normen vorgeschrieben ist.
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Das Versuchsergebnis wird durch die nachstehende Tabelle kenntlich
gemacht.
| Tabelle |
| St- und Si-Stoff als Ersatz für Pordandzement Phönix |
| PZ Phönix Wasser- Zugfestigkeit r : 3 Druckfestigkeit I : 3 |
| St-Stoff zusatz nach Tagen - nach Tagen |
| Si-Stoff o(, "- 28W 28 c b ; 28 W 28c b |
| ioo 8 23 27 31 40 224 313 444 496 |
| st si st si st si st si st si st si st si st si st si |
| 80:20 9 8 23 20 32 24 4 42 44 46 240 145 362 313 533
532 611 575 |
| 70:30 11 9 18 15 31 22 31 40 34 44 217 143 346 263 529
513 585 548 |
| 6o:40 12 10 19 14 26 20, 38 40 27 44 156 104 231 207
419 455 465 471 |
| 50:30 12 11,5 18 8 24 14 26 22 26 18 124 8o 218 74 327 204
358 165 |
| 40:6o 12 12,5 16 To 25 14 3ä 14 16 19 135 68 212 i08 287 125
294 153 |
| 30:70 13 13,5 15 6 18 8 ig 13 15 14 137 54 if 66 Zog 102 215
107 |
Es wurde nun weiterhin festgestellt, daß der St-Stoff als Bindemittel
mit trocken abgelöschtem Kalk günstige Festigkeitswerte bringt. Auch hierbei zeigt
es sich, daß bei gemeinsamer Vermahlung von Kalk und St- Stoff bei relativ hohem
Wasserzusatz die höheren Festigkeitswerte erhalten werden. Beispielsweise wurden
folgende Werte gefunden:
| Tabelle 3 |
| St- und Si-Stoff mit trocken abgelöschtem Kalk als Bindemittel |
| Kalk + Wasser- Zugfestigkeit r : 3 Druckfestigkeit r : 3 |
| St-Stoff Zusatz nach Tagen nach Tagen |
| Si-Stoff % 3 28W 28c b 3 28W 28cb |
| St si St si St Si St si St si St si St si St Si St si |
| 5o :5o 12 15 15 2 26 12 28 17 26 14 103 23 175 80 145 131 123
118 |
| 40:6o 10 16 21 3 28 15 28 21 23 7 101 44 177 107 190 181 198
174 |
| 30:70 9,5 17 18 2 27 9 29 18 18 12 87 29 158 40 179 193 2o8
125 |
Die Versuche zeigen, daß der St-Stoff so starke hydraulische Eigenschaften besitzt,
daß seine Verwendung auch für Bauzwecke, z. B. für .die Herstellung von Kunststeinen,
für Putzarbeiten, Fundamentmörtel, Untergrund von Teerstraßen, in Betracht kommt.