DE806953C

DE806953C - Process for producing a hydraulic binder

Info

Publication number: DE806953C
Application number: DEP5575A
Authority: DE
Inventors: Bodo Herfeldt; Dr Phil Hubert Wagner
Original assignee: PHIL HUBERT WAGNER DR
Current assignee: PHIL HUBERT WAGNER DR
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-06-21

Description

Verfahren zum Herstellen eines hydraulischen Bindemittels Zu den -Mineralien, die als natürliche Hydraulische Zuschläge verwendet werden, den sogenannten Puzzolanen, gehört der Tuffstein, der bergmännisch gewonnen, gebrochen, getrocknet und vermahlen wird, um in dieser Form als Traß oder mit Portlandzernent vermischt als Traßzeinent in den Handel gebracht zu werden. Auch die Verwendung von Kalk-Traß-NIÖrtel und -Beton liat Bedeutung erlangt. Bei einigen Lagerstätten des Tuffsteins, z. B. im Nette- und Brohletal in den Vorbergen der Eifel, ist der Tuffstein von bis zu io m mächtigen Schichten von Tuffasche überdeckt. Die Tuffasche hat nahezu dieselbe chemische 7_usammensetzutig wie Tuffstein oder Bim.. Sie eilthält nämlich im geglühten Zustand etwa 6o0 /o Si 02, etwa 2o % Atz 03, etwa 5 % Fe2 0.3, etw a 5 % Erdalkalioxyde und etwa roll,'0 _\Ikalioxy-de. Trotzdem ist "ftiffasclic bisher als hydraulischer Zuschlag nicht verwendet worden, da man in dein Vorurteil befangen war, sie ergäbe keine so lohen Festigkeiten wie gemahlener Tuffstein. Versuche haben aller gezeigt. claß lediglich die Anfangshärtung von feingeinalilener Tutffasclie hinter der von Traß zurückstelit. Ini Laufe längerer Lagerzeiten erreicht jedoch ein niit Tuffasche zubereitetes hydraulisches 13indeinittel nahezu dieselben Festigkeiten wie ein finit Traß zubereitetes. Dies kommt bei der mörtelteclinisclien Prüfung finit einer Lagerungszeit von oo Tagen zum Ausdruck. Für viele Verwendungszwecke ist jedoch dieses langsamere Erhärten kein Nachteil. Die Erfindung besteht demgemäß zunächst in der Verwendung getrockneter und feingemahlener Ttiftasche als hydraulischer Zuschlag. Bevorzugt wird eine zementfeine Vermalilung der Tuffasche, 1>e1 der auf einem Sieb von 4900 -.,%lasclien/cm2 weniger als 25 % Rückstand bleiben. Ein besonderer Vorteil dieser Verwendung der Tuffasche liegt darin, daß dieTuffasche infolge ihrer sandigen oder kiesigen Beschaffenheit und der leicht zugänglichen Lage der Schichten bequem abgebaggert werden kann. Die Gewinnung der -Tuffasche ist also wesentlich einfacher und billiger als der Abbau und (las Brechen des Tuffsteins.Process for producing a hydraulic binder to the minerals, which are used as natural hydraulic aggregates, the so-called pozzolans, belongs to the tuff, which is mined, broken, dried and ground is to be in this form as Trass or mixed with Portland Tent as Trasszeinent to be put on the market. Also the use of Kalk-Traß-NIÖrtel and -Concrete gained importance. In some tuff deposits, e.g. B. in Nice and Brohletal in the foothills of the Eifel, the tuff is up to io m thick layers of tufa ash. The tufa has almost the same chemical 7_composed like tuff or pumice .. It keeps in a hurry in the annealed Condition about 6o0 / o Si 02, about 20% Atz 03, about 5% Fe2 0.3, about 5% alkaline earth oxides and roughly roll, '0 _ \ Ikalioxy-de. Even so, "ftiffasclic has so far been considered hydraulic The surcharge was not used because they were prejudiced that they would result no such solid strengths as ground tuff. Experiments showed all. Only the initial hardening of the finely woven Tutffasclie behind that of Traß backstelit. In the course of longer storage times, however, a tufa ash will not reach prepared hydraulic 13indeinmittel almost the same strengths as a finite Prepared food. This comes with the mortar clinical test finite storage time of oo days expressed. For many uses, however, this is slower Hardening is not a disadvantage. The invention accordingly consists first of all in the use dried and finely ground pencil pocket as a hydraulic supplement. Preferred becomes a cement-fine glazing of the tufa ash, 1> e1 the one on one Sieve of 4900 -.,% Lasclien / cm2 less than 25% residue remain. A special The advantage of this use of the tuff bag is that the tuff bag as a result of it sandy or gravelly texture and the easily accessible location of the layers can be conveniently excavated. Obtaining the bag is therefore essential easier and cheaper than dismantling and (read breaking the tufa.

Es ist bekannt, Zementen, z. B. Portlandzement, etwa 311/o Gips zuzusetzen. Bei den Zementen dient der Gipszusatz zum Einstellen der Abbindegeschwindigkeit. Auch bei der Verwendung nach der Erfindung kann es zweckmäßig sein, der Tuffasche etwas Gips zuzusetzen. Hier wirkt aber der Gips nicht als Mittel zu Regelung der Abbindezeit, sondern er erhöht die nach dem Abbinden erzielte Festigkeit in überraschend großem Ausmaß. Es kommen für diesen Zweck Zusätze von bis zu 6% in Betracht, bezogen auf das Gewicht der Tuffasche. Am günstigsten ist die Verwendung eines Gipszusatzes von 3%. Treiberscheinungen treten auch 1>e1 höheren Zusätzen noch nicht auf.It is known to use cements, e.g. B. Portland cement, add about 311 / o gypsum. In the case of cements, the gypsum additive is used to adjust the setting speed. Even when used according to the invention, it can be expedient to use the tufa to add some plaster of paris. Here, however, the plaster of paris does not act as a means to regulate the Setting time, but it surprisingly increases the strength achieved after setting great extent. For this purpose, additions of up to 6% can be considered, based on on the weight of the tuff bag. It is best to use a gypsum additive Of 3%. Driving phenomena do not yet occur even with 1> e1 higher additions.

Ferner haben Versuche ergeben, daß Tuffasche in Verbindung mit Kalk dann die höchsten Festigkeiten ergibt, wenn im Gemenge auf 70 bis 8o Gewichtsteile Tuff asche 3o bis 2o Gewichtsteile Kalk vorhanden sind, wobei der Kalkanteil als trocken gelöschter Kalk berechnet ist. Dieser Kalkanteil ist wesentlich geringer als in üblichen Kalk-Traß-\lörteln. t5 wird also an Kalk gespart.Experiments have also shown that tuff ash in combination with lime gives the highest strength when there are 30 to 20 parts by weight of lime in the mixture for 70 to 80 parts by weight of tuff ash, the lime content being calculated as dry slaked lime. This proportion of lime is significantly lower than in conventional lime-trass mortars. t5 is therefore saved on lime.

Vorzugsweise zementfein vermahlene, gegebenenfalls einen Gipszusatz enthaltende Tuffasche läßt sich sowohl als Bestandteil eines hydraulischen Bindemittels als auch als Zuschlag zu Kalkmörteln mit Vorteil verwenden. Die nachstehende Zahlentafel zeigt die mittleren Festigkeiten in kg/cm2 von erdfeuchten Mörteln aus i Gewichtsteil Kalkhydrat, 3 Gewichtsteilen Puzzolane, 12 Gewichtsteilen Rheinsand o bis 3 mm nach DIN DVM 1043 aufbereitet und geprüft nach 9o Tagen Wasserlagerung: Puzzolane Zugfestigkeit Druckfestigkeit kg/cm I kg/cm Tuffasche . . . . . . 20,2 1o6,6 Traß . . . . . . . . . 2i,2 105,3 Tuffasche -+- 3% Gips, bezogen auf das Ge- wicht der Tuffasche 31,8 174,7 Nach 9o Tagen Wasserlagerung sind die Festigkeiten des mit Tuffasche bereiteten Mörtels praktisch gleich denen des Traßmörtels, während ein 3%iger Gipszusatz zur Tuffasche ganz überlegene Werte bringt.Tufa ash, preferably finely ground with cement, optionally containing an additive of gypsum, can be used with advantage both as a component of a hydraulic binder and as an additive to lime mortars. The table of figures below shows the mean strengths in kg / cm2 of earth-moist mortars made from 1 part by weight of hydrated lime, 3 parts by weight of pozzolans, 12 parts by weight of Rhine sand o to 3 mm according to DIN DVM 1043, prepared and tested after 9o days of water storage: Pozzolans tensile strength compressive strength kg / cm I kg / cm Tuff bag. . . . . . 20.2 1o6.6 Trass. . . . . . . . . 2i, 2 105.3 Tuff ash - + - 3% plaster, based on the business weight of tufa 31.8 174.7 After 90 days of immersion in water, the strength of the mortar prepared with tufa ash is practically the same as that of the trass mortar, while a 3% gypsum addition to the tufa ash produces very superior values.

Die Tuffasche weist bei ihrer Gewinnung einen Wassergehalt von etwa 8 bis 20% auf. Sie läßt sich aber nur in getrocknetem Zustand vermahlen. 1=s entsteht dabei die Aufgabe, dies möglichst ohne Verwendung teurer Energie zu erreichen. In weiterer Erfindung wird diese Aufgabe durch folgendes Verfahren gelöst: Die grubenfeuchte Tuffasche wird niit gebranntem, ungelöschtem Kalk vermengt und vermahlen, wobei mindestens so viel Kalk zugesetzt wird, daß die Grubenfeuchtigkeit der Tuffasche durch den sich dabei ablöschenden Kalk aufgezehrt wird. Vermengen und Vermahlen kann in ein und derselben Vorrichtung, z. B. in einer Trommelmühle oder Rohrmühle, erfolgen.The tufa ash has a water content of about when it is extracted 8 to 20% up. However, it can only be ground when it is dry. 1 = s arises the task of doing this without using expensive energy if possible. In Another invention, this object is achieved by the following method: The pit moisture Tufa ash is mixed with burnt, unslaked lime and ground, whereby at least as much lime is added that the pit moisture of the tufa ash is consumed by the lime which is thereby quenched. Blending and grinding can in one and the same device, e.g. B. in a drum mill or tube mill, take place.

Als Kalk wird vorzugsweise frisch gebrannter reiner Luftkalk genommen, der sich zum trockenen pulverförmigen Monohydrat CaO-H,0 ablöschen lä.ßt. Eine künstliche Trocknung der grubenfeuchten Tuffasche wird also entbehrlich.Freshly burned pure air lime is preferably used as lime, which can be extinguished to the dry powdery monohydrate CaO-H, 0. An artificial one Drying of the pit-moist tufa ash is therefore unnecessary.

Bei Durchführung dieses Verfahrens werden, stöchiometrisch gerechnet, zum Trocknen von 8o Gewichtsteilen Tuffasche mit 8% Grubenfeuchtigkeit 2o Gewichtsteile gebrannter Kalk, 7o Gewichtsteilen Tuffasche mit 14% Grubenfeuchtigkeit 3o Gewichtsteile gebrannter Kalk, 6o Gewichtsteilen Tuffasche mit 20% Grubenfeuchtigkeit 4o Gewichtsteile gebrannter Kalk gebraucht.When this method is carried out, stoichiometrically calculated, for drying 8o parts by weight of tuff ash with 8% pit moisture 2o parts by weight Burnt lime, 7o parts by weight tufa ash with 14% pit moisture 3o parts by weight Burnt lime, 6o parts by weight tufa ash with 20% pit moisture 4o parts by weight Used quick lime.

Es sind daher Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, bei denen mehr ungelöschter Kalk zugesetzt wird als erforderlich ist, um der Tuffasche ihren Wassergehalt zu entziehen. Für bestimmte Verwendungszwecke ist ein höherer Kalkgehalt erwünscht, z. B. dann, wenn ein besonders geschmeidiger klörtel erzielt werden soll. Es hat sich gezeigt, daß der im Überschuß zugesetzte Kalk infolge der gemeinschaftlichen Vermahlung der Mischung im Enderzeugnis so fein verteilt ist, daß er beim Anmachen von Mörtel oder Beton abgelöscht wird und keine Treiberscheinungen auftreten. Überdies hat sich ergeben, daß ein Anteil überschüssigen ungelöschten Kalkes in der Mischung höhere Mörtelfestigkeiten ergibt, was mit der beim Anmachen einer ungelöschten Kalk enthaltenden Mischung entstehenden Erwärmung zusammenhängen mag.Embodiments of the method according to the invention are therefore possible in which more unslaked lime is added than is necessary to make the tufa ash to withdraw their water content. For certain purposes, a higher one Desired lime content, e.g. B. when a particularly smooth klörtel is achieved shall be. It has been shown that the lime added in excess due to the joint grinding of the mixture in the end product is so finely divided that that it is extinguished when the mortar or concrete is mixed and that there are no driving phenomena appear. In addition, it has been found that a proportion of excess undeleted Lime in the mixture results in higher mortar strengths, what with that when mixing a mixture containing unslaked lime like.

Das gemäß der Erfindung hergestellte hydraulische Bindemittel leistet in allen Fällen, wo es nicht auf besonders hohe Anfangsfestigkeiten ankommt, ausgezeichnete Dienste. Es kann z. B. bei Wasserbauten, für Fundamente und als Putz Verwendung finden.The hydraulic binder made according to the invention performs excellent in all cases where particularly high initial strengths are not important Services. It can e.g. B. in hydraulic structures, for foundations and as plaster use Find.

Claims

PATENT CLAIMS: i. The use of dried, finely ground tufa ash as a hydraulic surcharge.

2. The use of dried and on cement fineness ground (less than 25) / o residue on the 49oo-mesh sieve) tufa ash Claim i.

3. The use of or mixed with up to 6%, preferably 3% gypsum ground tuff ash according to claim i or 2.

4. The use of tuff ash in accordance with one of claims i to 3 as part of a hydraulic binder.

5. The use of tuff ash according to any one of claims 1 to 4 as a supplement Lime mortars.

6. The use of tuff ash according to one of claims i 1> 1s 5 in connection with lime, characterized in that 70 to 8o parts by weight. Tufa ash can be used together with 30 to 20, preferably 25 parts by weight of lime, the lime content being calculated as dry slaked lime.

7. Method of making a hydraulic binder using of tuff ash according to one of claims 1 to 6, characterized in that pit moisture Tufa ash is mixed with burnt, unslaked lime and ground, whereby at least as much lime is added that the water content of the tufa ash through the lime that is thereby quenched is consumed. B.

Method according to claim 7, characterized in that burnt, pure lime is used, which becomes dry, powdery monohydrate (CaO-H.9) is extinguished.

9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that more unslaked lime is added than required is to remove the water content of the tufa ash.