Pierwszenstwo: 26.02,.1969 Niemiecka Republika Demokratyczna Zgloszenie ogloszono: 15.04.1973 Opis patentowy opublikowano: 29.03.1975 73515 KI. 80b,6/03 MKP C04b 13/16 CZYTELNIA Urzedu Patentowego httty taKZTFW-il li Twórcy wynalazku: Reiner Koschany, Gunter Fietsch, Hans Voigt Uprawniony z patentu tymczasowego: VEB Zementkombinat Dessau Institut fur Zement, Dessau (Nie¬ miecka Republika Demokratycz¬ na) Sposób wytwarzania wyrobów ze spoiwa gipsowego i przemyslowych materialów odpadowych Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania wyro¬ bów ze spoiwa gipsowego i przemyslowych mate¬ rialów odpadowych, polegajacy szczególnie na pod¬ wyzszeniu wytrzymalosci wyrobów w stanie su¬ chym i mokrym oraz poprawy odpornosci na wa¬ runki atmosferyczne.Proponowano dotychczas rózne sposoby wytwa¬ rzania wodoodpornych mieszanek o wysokiej wy¬ trzymalosci przez dodatek do gipsu hydraulicz¬ nych substancji i substancji o ukrytych wlasnos¬ ciach hydraulicznych glównie takich jak: cement, zuzel wielkopiecowy, naturalne pucolany oraz o- kreslone popioly.Wiadomo, ze dodatek do gipsu isamego cementu lub popiolów, ze wzgledu na wystepowanie zja¬ wiska speczniania, nie jest mozliwy. Dlatego do¬ dawanie do gipsu cementu lub popiolów wymaga jednoczesnego doprowadzenia do mieszanki zuzli wielkopiecowych lub naturalnych pucolanów.Dodawanie do gipsu wymienionych isubstancji wywoluje obok twardnienia gipsu twardnienie hy¬ drauliczne, przy którym same dodatki oraz w po¬ laczeniu z gipsem uwadniaja sie do nierozpuszczal¬ nych w wodzie produktów, przez co wzrasta od¬ pornosc na dzialanie wody.Wymienione sposoby wykazuja nastepujace wady: Zuzle i naturalne pucolany w wielu krajach nie sa dostepne lub dostepne tylko w malych ilosciach.Stosowane gipsy i popioly wykazuja znaczne wa¬ hania w skladzie chemicznym i mineralnym oraz 10 1S 20 25 30 rózne wlasnosci budowlano-techniczne. Wspólne dzialanie skladników materialowych stwarza tru¬ dnosci ich kontrolowania, a niebezpieczenstwo zja¬ wiska speczniania i rozklad na skutek tworzenia sie etringiitu nie jest wykluczone.Celem wynalazku jest usuniecie powyzszych wad przez zastosowanie przemyslowych materia¬ lów odpadowych oraz spoiw gipsowych w celu poprawienia wlasnosci uzytkowych i doprowadze¬ nie ich do szerokiego zastosowania.Wynalazek posiada za zadanie laczenia spoiw gipsowych z alkalicznymi skladnikami i przemy¬ slowymi materialami odpadowymi, tak aby obok uzyskania twardnienia gipsu móc wykorzystac czynniki hydrauliczne skladników dodawanych w maksymalnym stopniu dla rozwiniecia wytrzyma¬ losci, aby uniknac zjawiska speczniania przy sil¬ niejszym wplywie wilgoci i wahajacej sie jakosci poszczególnych skladników i stworzenia mozliwo¬ sci jednoczesnego domieszania hydrofobnych do¬ datków i podniesienia ich stopnia oddzialywania.Zgodnie z wynalazkiem zadanie to rozwiazano w ten isposób, ze do spoiwa gipsowego doprowadza sie takie mieszanki alkaliczne reagujace ze spoi¬ wem i/lub przemyslowym materialem odpadko¬ wym, które przy uwodnianiu zaprawy w wyniku szybkiego wiazania wolnego wapna prowadza do utworzenia 'bogatego w siarczany wodzianu siar¬ czanu wapniowo-glinowego i wodzianu siarczanu wapniowo-zelazawego, przy czym tworzenie tych 73 51573 515 3 wodzianów nastepuje glównie przez faze rozpusz¬ czania i w ten sposób uzyskuje sie zwiekszenie wytrzymalosci i wykluczenia zjawiska specznia¬ nia.Jako przemyslowe materialy odpadowe stosuje sie pozostalosci po spaleniu wegla i produkty u- boczne zdolne do reakcji, bogate w kwas krze¬ mowy, które powstaja- przy roztwarzaniu kwasem na przyklad na gline lub kaolin. Mozliwym jest zastosowanie zarówno popiolów z zawartoscia wol¬ nego wapnia jak równiez popiolów bez zawartosci wolnego wapnia^ skoro tylko zawieraja dostateczne ilosci skladników hyejraulicznyeh.Zgodnie z wynalazkiem do 50—95 czesci wago¬ wych spoiwa gipsowego np. spoiwa anhydrytowego, gipsu budowlanego1! jgipsu technicznego dodaje sie 5—^50 czg|SL,S^?12i!5n mieszaniny przed lub pod¬ czas przygotowywania zaprawy, skladajacej sie al¬ bo z 50—100% wagowych popiolu filtracyjnego ze spalenia wegla brunatnego, zawierajacego glino- krzemiany, oraz niewielkie ilosci lub nic wolnego wapna i 0—50% wagowych spoiwa reagujacego alkalicznie jak: cement portlandzki, cement hut¬ niczy, cement portlandzki zelazisty albo z 50^95% wagowych popiolu filtracyjnego ze spalenia wegla brunatnego o znacznej zawartosci wolnego wapnia i 5—50% wagowych produktu otrzymywanego przy roztwarzaniu kwasem gliny i kaolinu o wysokiej zawartosci aktywnego kwasu krzemowego np. si¬ kalitu i amorfitu albo z 0—50% wagowych alka¬ licznie reagujacego spoiwa jak cement portlan¬ dzki hutniczy, portlandzki zelazisty i 50—100% wa¬ gowych produktu otrzymywanego przy roztwarza¬ niu kwasem glinu i kaolinu o bogatej zawartosci aktywnego kwasu krzemowego na przyklad sika¬ litu i amorfitu albo z 1—30% wagowych alkali¬ cznie reagujacego spoiwa jak cement portlandzki, hutniczy, portlandzki zelazisty i 10—90% wago¬ wych popiolów filtracyjnych ze spalenia wegla brunatnego i 1—50% wagowych produktu powsta¬ lego z roztwarzania kwasem gliny i kaolinu o wy¬ sokiej zawartosci aktywnego kwasu krzemowego na przyklad sikalitu i amorfitu, a nastepnie mie¬ sza sie z woda, przy czym stosunek wody do spoi¬ wa zalezy od kazdorazowej dziedziny zastosowa¬ nia i wynosi 0,3—1,0. Dla regulacji czasu wiazania zaprawy stosuje sie zmienna temperature wody lub dodaje regulatorów wiazania.Przy stosowaniu popiolów, które ogólnie wahaja sie znacznie w swoich wlasnosciach chemicznych wychodzi sie przy ustaleniu mieszaniny od maksy¬ malnej zawartosci wolnego wapnia lub minimalnej zdolnosci przyswojenia wapnia z pozostalosci po "spaleniu i nastepnie ustala maksymalny dodatek przemyslowego materialu odpadowego bogatego w kwas krzemowy i spoiwa reagujace alkalicznie.Przez to zabezpiecza sie, ze nawet przy silnych odchyleniach w stosowanych materialach mozliwa jest ich przeróbka. W celu uzyskania specjalnych wlasnosci mozliwe jest dodanie do mieszaniny ze spoiwa gipsowego spoiw reagujaccych alkalicznie i/luib dodatków hydrofobowych przemyslowych ma¬ terialów odpadowych opartych na bazie silikonów, dodatków pianotwórczych i tworzacych pory, ma¬ terialów regulujacych wiazanie, nieorganicznych i organicznych materialów wlóknistych i zywic sztu¬ cznych — przed lub podczas przygotowania zapra¬ wy.Przemyslowe materialy odpadowe moga byc 5 przygotowane specjalnymi sposobami.Wynalazek jest blizej wyjasniony na podstawie przykladów.Przyklad I. 80% wagowych spoiwa gipso¬ wego, skladajacego sie zasadniczo z pólwodzianu io beta miesza sie dokladnie z 20% wagowych miesza¬ niny, skladajacej sie z 20% wagowych. Portlandze- mentiu i 80% wagowych filtracyjnych popiolów ze spalania wegla brunatnego bez wolnego wapnia i przygotowuje sie zaprawe z zawartoscia wody w 15 stosunku do spoiwa — 0,75, którs pozwala sie do¬ brze przerabiac.Przyklad II. 80% wagowych spoiwa gipso¬ wego, skladajacego sie z 70% wagowych pólwo¬ dzianu beta i 30% wagowych pólwodzianu alfa 20 miesza sie dokladnie z 20% wagowymi mieszaniny, skladajacej sie z 50% wagowych popiolów filtra- * cyjnych po spalaniu wegla brunatnego z wolnym wapniem i 50% wagowych sikalitu lub amorfitu oraz z zawartoscia wody w stosunku do spoiwa 25 0,75, które przerabia sie dobi-ze na zaprawe.Przyklad III. 80% wagowych spoiwa gipsowe¬ go, skladajacego sie przewaznie z pólwodzianu beta miesza sie dokladnie z 20% wagowych mie¬ szaniny skladajacej sie z 30% wagowych cementu 30 portlandzkiego i 70% wagowych sikalitu lub amor¬ fitu ze stosunkiem wody do spoiwa 0,75 na zapra¬ we.• Przyklad IV. 80% wagowych spoiwa gipso¬ wego, -skladajacego sie przewaznie z pólwodzia- 35 nem beta miesza sie dokladnie z 20% wagowych mieszaniny, skladajacej sie z 50% wagowych po¬ piolów filtracyjnych po spaleniu wegli brunat¬ nych, 20% wagowych amorfitu i 30% wagowych cementu portlandzkiego i przerabia ze stosunkiem 40 wody do spoiwa 0,70 na zaprawe.Przyklad V. 80% wagowych spoiwa gipso¬ wego, skladajacego sie przewaznie z pólwodziamiu beta miesza sie dokladnie z 20% wagowych mie¬ szaniny, skladajacej sie z 80% wagowych po- 45 piolów filtracyjnych po spaleniu wegla brunatne¬ go i 20% wagowych cementu wielkopiecowego i przerabia z woda w stosunku: 80 czesci wagowych wody i 100 czesci wagowych spoiwa 50 przy czym do wody dodaje sie 2% wagowych si¬ likonu. PL PLPriority: 02/26, 1969 German Democratic Republic Application announced: 04/15/1973 Patent description: 03/29/1975 73515 KI. 80b, 6/03 MKP C04b 13/16 READING ROOM of the Patent Office httty taKZTFW-il li Inventors of the invention: Reiner Koschany, Gunter Fietsch, Hans Voigt Authorized by a temporary patent: VEB Zementkombinat Dessau Institut fur Zement, Dessau (German Democratic Republic The invention relates to a method for the production of gypsum binder products and industrial waste materials, particularly in increasing the strength of the products in a dry and wet state and improving their resistance to environmental conditions. So far, various methods of producing water-resistant mixtures of high strength by adding hydraulic substances and substances with hidden hydraulic properties, mainly such as cement, blast furnace slurry, natural pozzolans and capped ashes to gypsum have been proposed. that the addition of gypsum and the cement itself or ashes, due to the occurrence of the phenomenon znnia, is not possible. Therefore, adding cement or ashes to gypsum requires simultaneous supply of blast furnace slurries or natural pozzolans to the mixture. The addition of the above-mentioned substances to gypsum causes hydraulic hardening in addition to the hardening of the gypsum, in which the additives themselves and in combination with the gypsum hydrate to insoluble. The above-mentioned methods have the following disadvantages: In many countries, poor and natural pulps are not available or available only in small amounts. The gypsum and ash used show considerable variations in the chemical composition and mineral and 10 1S 20 25 30 various construction and technical properties. The joint action of the material components makes it difficult to control them, and the danger of rotting and decomposition due to the formation of etringiite is not excluded. The aim of the invention is to remedy the above-mentioned drawbacks by using industrial waste materials and gypsum binders to improve the usable and The aim of the invention is to combine gypsum binders with alkaline components and industrial waste materials, so that in addition to hardening the gypsum, it is possible to use the hydraulic factors of the components added to the maximum extent to develop strength, to avoid the phenomenon of swelling with a stronger influence of moisture and fluctuating quality of individual components and creating the possibility of simultaneous admixing of hydrophobic additives and increasing their degree of interaction. According to the invention, this task was solved in such a way that the gypsum binder is such alkaline mixtures reacting with the binder and / or industrial waste material are introduced, which, when the mortar is hydrated by fast setting of free lime, leads to the formation of sulphate-rich calcium aluminum sulphate hydrate and calcium ferrous sulphate hydrate, the formation of these hydrates takes place mainly through the dissolution phase and thus an increase in strength and the elimination of the phenomena of coagulation is achieved. As industrial waste materials, coal combustion residues and reaction-rich by-products, rich in into silicic acid, which are formed during digestion with acid, for example, clay or kaolin. It is possible to use both ashes with free calcium content as well as ashes without free calcium content, as long as they contain sufficient amounts of hydraulic components. According to the invention, up to 50-95 parts by weight of gypsum binder, e.g. anhydrite binder, building gypsum1! Technical gypsum is mixed with 5 to 50 parts SL, S 12 12 and 5 N of the mixture before or during the preparation of the mortar, consisting of 50-100% by weight of filter ash from brown coal combustion, containing alumina silicates, and small amounts or nothing of free lime and 0-50% by weight of an alkaline binder such as Portland cement, metallurgical cement, ferrous Portland cement or with 50 to 95% by weight of filter ash from brown coal combustion with a significant content of free calcium and 5 - 50% by weight of the product obtained in the acid digestion of clay and kaolin with a high content of active silicic acid, e.g., calite and amorphite, or with 0-50% by weight of an alkaline binder, such as metallurgical Portland cement, iron Portland cement and 50-100%. % by weight of the product obtained in the digestion of aluminum and kaolin with a rich content of active silicic acid, for example, siclite and amorphite, or with 1 to 30% by weight of alkaline reacting sp. oils such as Portland cement, metallurgical cement, ferrous Portland cement and 10-90% by weight filter ash from brown coal combustion and 1-50% by weight of the product resulting from the acid digestion of clay and kaolin with a high content of active silicic acid, for example sicalite and amorphite and then mixed with water, the ratio of water to binder depending on the field of application in each case, being 0.3-1.0. To adjust the setting time of the mortar, variable water temperature is used or setting regulators are added. When using ashes, which generally fluctuate significantly in their chemical properties, when determining the mixture, the maximum free calcium content or the minimum absorption capacity of calcium from the residues after "burning" is taken. and then determines the maximum addition of industrial waste material rich in silicic acid and alkaline reacting binders, thus ensuring that even with severe variations in the materials used, processing is possible. For special properties, it is possible to add reactive binders to the mixture of gypsum binders alkaline and / or hydrophobic additives of industrial waste materials based on silicones, foam and pore-forming additives, setting regulating materials, inorganic and organic fibrous materials and art resins - before or during preparation. Mortar treatment. Industrial waste materials can be prepared by special methods. The invention is explained in more detail on the basis of examples. Example I. 80% by weight of a gypsum binder consisting essentially of a hemihydrate and beta is mixed with exactly 20% by weight of a mixture. nina, consisting of 20% by weight. Portland planting and 80% by weight of filter ash from brown coal combustion without free calcium, and a mortar is prepared with a water content in relation to the binder - 0.75, which can be processed well. Example II. 80% by weight of gypsum binder consisting of 70% by weight of beta hemihydrate and 30% by weight of alpha 20 hemihydrate are thoroughly mixed with a 20% by weight mixture of 50% by weight filter ash after brown coal is burned with free calcium and 50% by weight of sicalite or amorphite and with a water content of the binder of 25 0.75, which is processed 24 hours into a mortar. Example III. 80% by weight of a gypsum binder, which is usually beta hemihydrate, is mixed thoroughly with 20% by weight of a mixture of 30% by weight Portland cement and 70% by weight sicalite or amorphite with a water to binder ratio of 0.75 for mortar. • Example IV. 80% by weight of the gypsum binder, usually consisting of beta hemihydrate, is thoroughly mixed with 20% by weight of a mixture consisting of 50% by weight filter ashes after brown coal burning, 20% by weight amorphite and 30% by weight. % by weight of Portland cement and processed with a water to binder ratio of 0.70 to mortar. Example 5 80% by weight of gypsum binder, consisting mostly of beta half-hydro, is mixed with exactly 20% by weight of a mixture of 80 % by weight of the filter pulps after burning brown coal and 20% by weight of blast furnace cement and treated with water in the ratio: 80 parts by weight of water and 100 parts by weight of a binder 50, 2% by weight of silicon strength being added to the water. PL PL