WO2017140435A1 - Initiation of cement hardening by the addition of carbon dioxide to the mixing water - Google Patents

Initiation of cement hardening by the addition of carbon dioxide to the mixing water Download PDF

Info

Publication number
WO2017140435A1
WO2017140435A1 PCT/EP2017/025023 EP2017025023W WO2017140435A1 WO 2017140435 A1 WO2017140435 A1 WO 2017140435A1 EP 2017025023 W EP2017025023 W EP 2017025023W WO 2017140435 A1 WO2017140435 A1 WO 2017140435A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cement
concrete
carbon dioxide
mixing water
mixing
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/025023
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ralf Schmand
Original Assignee
Linde Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde Aktiengesellschaft filed Critical Linde Aktiengesellschaft
Publication of WO2017140435A1 publication Critical patent/WO2017140435A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/18Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
    • C04B28/186Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type containing formed Ca-silicates before the final hardening step
    • C04B28/188Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type containing formed Ca-silicates before the final hardening step the Ca-silicates being present in the starting mixture
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/10Lime cements or magnesium oxide cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00017Aspects relating to the protection of the environment

Abstract

The invention relates to a method for producing a rapidly hardening cement suspension or a rapidly hardening concrete, having the step of: mixing a non-hydraulic cement comprising cement clinker with mixing water and optionally with at least one aggregate to form a cement suspension or a concrete, the cement clinker being characterized by a limestone concentration of at most 50% (w/w) and the mixing water containing carbon dioxide.

Description

Beschreibung  description
Initiierung der Zementaushärtung durch Zugabe von Kohlendioxid zum Anmachwasser Initiation of cement hardening by adding carbon dioxide to the mixing water
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer schnell härtenden The invention relates to a process for producing a fast-curing
Zementsuspension oder eines schnell härtenden Betons, sowie mit einem solchen Verfahren hergestellte Formkörper. Cement suspension or a fast-curing concrete, as well as molded articles produced by such a method.
Ein solches Verfahren umfasst die Schritte: Mischen eines nicht-hydraulischen Zements umfassend Zementklinker mit Anmachwasser und optional mit mindestens einem Zuschlagstoff zu einer Zementsuspension oder einem Beton, wobei der Zementklinker durch einen Kalksteingehalt von höchstens 50 %(w/w) gekennzeichnet ist. Such a method comprises the steps of mixing a non-hydraulic cement comprising cement clinker with make-up water and optionally at least one aggregate to a cement suspension or a concrete, the cement clinker being characterized by a limestone content of at most 50% (w / w).
Beton ist ein vielseitiger und häufig genutzter Baustoff, der üblicherweise als ein Gemisch aus einem Bindemittel und einer Gesteinskörnung hergestellt wird. In der Regel kommt dabei Zement als Bindemittel zum Einsatz. Die Zugabe von Wasser, das typischerweise als Anmachwasser oder Zugabewasser bezeichnet wird, führt zu einer chemischen Reaktion des Zements (Abbinden), wodurch dieser erhärtet und ein festes Baustoffgemisch, der Beton, entsteht. Zemente können dabei in prinzipiell zwei Kategorien eingeteilt werden: Hydraulische Zemente, wie beispielsweise der Portlandzement, binden einen Großteil des Concrete is a versatile and widely used building material commonly produced as a mixture of a binder and an aggregate. As a rule, cement is used as a binder. The addition of water, which is typically referred to as make-up water or make-up water, leads to a chemical reaction of the cement (setting), which hardens this and forms a solid building material mixture, the concrete. In principle, cements can be divided into two categories: Hydraulic cements, such as Portland cement, bind a large part of the
Anmachwassers unter Bildung von Hydraten und Hydroxiden während des Abbindens. Diese Hydratisierungsreaktion schreitet jedoch sehr langsam voran, so dass das Aushärten eines solchen Betons bis zum einem Monat benötigt. Nicht-hydraulische Zemente wie etwa der Solidia Zement hingegen reagieren kaum mit dem Mixing water to form hydrates and hydroxides during setting. However, this hydration reaction proceeds very slowly, so that the curing of such a concrete takes up to one month. Non-hydraulic cements such as Solidia cement, however, hardly react with the
Anmachwasser, wobei hierbei das Anmachwasser lediglich als Lösungsmittel der Abbindereaktion dient und nicht umgesetzt wird. In der Abbindereaktion reagieren die Zementbestandteile mit Kohlendioxid. Üblicherweise wird zur Herstellung von Beton Produkten unter Verwendung von nichthydraulischen Zementen zunächst eine Zementsuspension aus dem nichthydraulischen Zement, Anmachwasser und weiteren Zuschlagstoffen wie z.B. Sand und Kies hergestellt, zum gewünschten Körper geformt und anschließend in sogenannten Aushärtekammern Kohlendioxid zugesetzt, um die Abbindereaktion zu starten. Je nach Dauer zwischen Mischen und der Zugabe von Kohlendioxid kann es wegen der fehlende Abbindereaktion zu einer unerwünschten Entformung des Betonproduktes kommen. Mixing water, in which case the mixing water serves only as a solvent of the setting reaction and is not reacted. In the setting reaction, the cement components react with carbon dioxide. Usually, for the production of concrete products using non-hydraulic cements, first a cement suspension made of the non-hydraulic cement, mixing water and other additives such as sand and gravel, formed into the desired body and then in so-called curing chambers carbon dioxide added to start the setting reaction. Depending on the duration between mixing and the addition of carbon dioxide, there may be an undesirable demolding of the concrete product due to the lack of setting reaction.
Es wäre daher wünschenswert, dass die Abbindereaktion bereits unmittelbar nach dem Mischen und Formen des Betonprodukts beginnt, um eine Entformung zu verhindern. It would therefore be desirable for the setting reaction to begin immediately after the mixing and shaping of the concrete product to prevent demolding.
Vor diesem Hintergrund ist es die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein einfaches und wirtschaftlich sinnvolles Verfahren zur Herstellung einer schnell härtenden Zementsuspension oder eines schnell härtenden Betons zur Verfügung zu stellen. Against this background, it is the object underlying the invention to provide a simple and economically viable method for producing a fast-curing cement suspension or a fast-curing concrete.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den entsprechenden This object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in the corresponding
Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend beschrieben. Subclaims and are described below.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Herstellung einer schnell härtenden Zementsuspension oder eines schnell härtenden Betons zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfasst den Schritt: Mischen eines nicht-hydraulischen Zements umfassend Zementklinker mit Anmachwasser und optional mit mindestens einem Zuschlagstoff zu einer Zementsuspension oder einem Beton, wobei der Zementklinker durch einen Kalksteingehalt von höchstens 50 %(w/w) gekennzeichnet ist, und wobei das According to claim 1, a method for producing a fast-curing cement suspension or a fast-curing concrete is provided. The method comprises the step of mixing a non-hydraulic cement comprising cement clinker with make-up water and optionally with at least one aggregate to a cement suspension or a concrete, wherein the cement clinker is characterized by a limestone content of at most 50% (w / w), and wherein the
Anmachwasser Kohlendioxid enthält. Mixing water contains carbon dioxide.
Vorteilhafterweise beginnt durch das erfindungsgemäße Verfahren die Abbindereaktion bereits beim Zusammenmischen der Zementsuspension oder des Betons. Somit beginnen die mit dem Verfahren hergestellten Produkte bereits frühzeitig eine gewisse Härte aufzubauen und eine Formstabilität zu erreichen. Die Abbindezeit wird deutlich reduziert. Insbesondere auf längeren Verfahrwegen von der Formgebung bis zur Aushärtekammer kann die Ausschussrate durch Entformen aufgrund Vibrationen (unebene Verfahrwege) reduziert werden. Advantageously, by the method according to the invention, the setting reaction already begins when the cement suspension or the concrete is mixed together. Thus, the products produced by the process begin early to build up a certain hardness and achieve dimensional stability. The setting time is significantly reduced. In particular on longer travel paths from the shaping to the curing chamber, the reject rate can be reduced by demoulding due to vibrations (uneven travel paths).
Als nicht-hydraulischer Zement wird im Sinne der Erfindung insbesondere ein nicht- hydraulisches Bindemittel für Baustoffe wie etwa Beton bezeichnet, wobei der nicht- hydraulische Zement nach Anrühren mit Wasser in Gegenwart von Kohlendioxid selbstständig erstarrt und erhärtet, wobei das Wasser im Wesentlichen nicht vom Bindemittel gebunden wird. Als Beton wird im Sinne der Erfindung insbesondere ein Gemisch bezeichnet, das Zement, Wasser und insbesondere eine Gesteinskörnung umfasst. In the context of the invention, a non-hydraulic cement is in particular a non-hydraulic binder for building materials such as concrete, where the non-hydraulic cement hydraulic cement solidifies and hardens after stirring with water in the presence of carbon dioxide, wherein the water is substantially not bound by the binder. For the purposes of the invention, concrete is in particular a mixture which comprises cement, water and in particular an aggregate.
Als Zementklinker wird im Sinne der Erfindung insbesondere der gebrannte Bestandteil des Zements bezeichnet, der unter Beimengung von Wasser und Kohlendioxid die Aushärtung des Zements bewirkt. As a cement clinker in the context of the invention, in particular the fired component of the cement is called, which causes the addition of water and carbon dioxide, the curing of the cement.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Anmachwasser Kohlendioxid in einer Konzentration im Bereich von 0,5 g Kohlendioxid je kg Wasser bis 3,35 g Kohlendioxid je kg Wasser enthält, insbesondere bei oder oberhalb der Sättigungskonzentration. According to one embodiment of the invention it is provided that the mixing water contains carbon dioxide in a concentration in the range of 0.5 g of carbon dioxide per kg of water to 3.35 g of carbon dioxide per kg of water, in particular at or above the saturation concentration.
Als Sättigungskonzentration im Sinne der Erfindung wird insbesondere die As saturation concentration in the context of the invention is in particular the
Kohlendioxidkonzentration im Anmachwasser verstanden, oberhalb derer kein weiteres Kohlendioxid mehr im Anmachwasser gelöst werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Anmachwasser eine Temperatur im Bereich von 0 °C bis 10 °C aufweist, bevorzugt 0 °C bis 4 °C. Carbon dioxide concentration in the mixing water understood above which no more carbon dioxide can be dissolved in the mixing water. According to a further embodiment of the invention it is provided that the mixing water has a temperature in the range of 0 ° C to 10 ° C, preferably 0 ° C to 4 ° C.
Vorteilhafterweise steigt die Löslichkeit von Kohlendioxid in Wasser mit sinkender Temperatur. Zudem kann ein Abkühlen des Anmachwassers auch in dem Advantageously, the solubility of carbon dioxide in water increases with decreasing temperature. In addition, a cooling of the mixing water in the
saisonbedingt stärkeren Produktionszeitraum im Sommer eine bessere seasonally stronger production period in the summer a better
Produktionsqualität gewährleisten. Ensure production quality.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zementklinker einen Kalksteingehalt (CaO) von 40 % (w/w) bis 50 % (w/w) hat. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zementklinker einen According to one embodiment of the invention, it is provided that the cement clinker has a limestone content (CaO) of 40% (w / w) to 50% (w / w). According to a further embodiment of the invention it is provided that the cement clinker a
Kalksteingehalt von 42 % (w/w) bis 48 % (w/w) hat. Limestone content from 42% (w / w) to 48% (w / w).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zementklinker Silikate hauptsächlich in Form von Wollastonit/Pseudowollastonit (CaO*Si02) und/oder Rankinit (3CaO*Si02) umfasst, das heißt insbesondere, dass die im Zementklinker vorhandenen Silikate zu über 50 % (w/w) in Form von According to a further embodiment of the invention it is provided that the cement clinker silicates mainly in the form of wollastonite / pseudowollastonite (CaO * Si0 2 ) and / or Rankinit (3CaO * Si0 2 ), that is in particular that the present in the cement clinker silicates to over 50% (w / w) in the form of
Wollastonit/Pseudowollastonit (CaO*Si02) und/oder Rankinit (3CaO*Si02) vorliegen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zementklinker mindestens 50 % (w/w) Silikate in Form von Wollastonite / pseudo-wollastonite (CaO * Si0 2 ) and / or Rankinit (3CaO * Si0 2 ) are present. According to a further embodiment of the invention it is provided that the cement clinker at least 50% (w / w) silicates in the form of
Wollastonit/Pseudowollastonit (CaO*Si02) und/oder Rankinit (3CaO*Si02) umfasst. Wollastonite / pseudo-wollastonite (CaO * Si0 2 ) and / or rankinite (3CaO * Si0 2 ).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass es sich bei dem mindestens einen Zuschlagstoff um eine Gesteinskörnung handelt, insbesondere Sand und/oder Kies. According to a further embodiment of the invention, it is provided that the at least one aggregate is an aggregate, in particular sand and / or gravel.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zementsuspension oder der Beton vor dem Aushärten, insbesondere unmittelbar nach dem Mischen des nicht-hydraulischen Zements mit dem Anmachwasser und optional mit dem mindestens einen Zuschlagstoff, zu mindestens einem Körper geformt wird, insbesondere zu einem Pflasterstein, einem Beton-Gestaltungselement oder einem Dachziegel. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Körper durch Extrusion geformt wird. According to a further embodiment of the invention, it is provided that the cement suspension or the concrete is formed before curing, in particular immediately after mixing the non-hydraulic cement with the mixing water and optionally with the at least one additive to at least one body, in particular to a Paving stone, a concrete design element or a roof tile. According to a further embodiment of the invention it is provided that the body is formed by extrusion.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Körper nach dem Formen mit Kohlendioxid, einem kohlendioxidhaltigem Gasgemisch oder einer kohlendioxidhaltigen Lösung, insbesondere einer kohlendioxidhaltigen wässrigen Lösung, umspült wird, insbesondere in einer Kammer, die bevorzugt abgeschlossen ist. According to a further embodiment of the invention it is provided that the body after molding with carbon dioxide, a carbon dioxide-containing gas mixture or a carbon dioxide-containing solution, in particular a carbon dioxide-containing aqueous solution, is circulated, in particular in a chamber which is preferably completed.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zementsuspension oder der Beton in einer durch eine Verschalung begrenzten Aufnahme gemischt wird. According to a further embodiment of the invention it is provided that the cement suspension or the concrete is mixed in a limited by a shutter recording.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Formkörper aus einer zumindest teilweise erhärteten Zementsuspension oder einem zumindest teilweise erhärteten Beton bereitgestellt, wobei die zumindest teilweise erhärtete Zementsuspension oder der zumindest teilweise erhärtete Beton durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wird. According to a further aspect of the invention, a molding of an at least partially hardened cement slurry or an at least partially hardened concrete is provided, wherein the at least partially hardened cement slurry or the at least partially hardened concrete is produced by the method according to the invention.
Vorteilhafterweise weist der Formkörper der Erfindung bereits unmittelbar nach dem Mischen und Formen eine bestimmte Härte auf, so dass der Formkörper der Erfindung gefahrlos zu einer Vorrichtung zur vollständigen Aushärtung des Formkörper transportiert werden kann, ohne dass der Formkörper bricht oder sich entformt. Advantageously, the molded article of the invention already has a certain hardness immediately after mixing and molding, so that the molded article of the invention can safely be transported to a device for complete curing of the molded article without the molded article breaking or being demoulded.
Eine zumindest teilweise erhärtete Zementsuspension oder ein zumindest teilweise erhärteter Beton im Sinne der Erfindung bezeichnet eine Zementsuspension oder einen Beton, in welcher oder in welchem sich ein Teil des eingesetzten Zementklinkers in Calcit und/oder Kieselerde, insbesondere Quarz (Si02), umgewandelt hat. An at least partially hardened cement suspension or an at least partially hardened concrete in the sense of the invention designates a cement suspension or a concrete in which or in which part of the cement clinker used has been converted into calcite and / or silica, in particular quartz (SiO 2 ).
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Formkörper bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Zementklinkers Calcit aus der Umsetzung des nicht-hydraulischen Zements mit Kohlendioxid in einer Konzentration im Bereich von mindestens 0,1 % (w/w), 0,5% (w/w), mindestens 1 % (w/w), mindestens 1 .5 % (w/w) oder mindestens 2 % (w/w) und/oder Kieselerde aus der Umsetzung des nichthydraulischen Zements mit Kohlendioxid in einer Konzentration im Bereich von mindestens 0,1 % (w/w), 0,5% (w/w), mindestens 1 % (w/w), mindestens 1 .5 % (w/w) oder mindestens 2 % (w/w) aufweist. According to one embodiment of the invention, it is provided that the shaped body based on the weight of the cement clinker used calcite from the reaction of the non-hydraulic cement with carbon dioxide in a concentration in the range of at least 0.1% (w / w), 0.5% (w / w), at least 1% (w / w), at least 1 .5% (w / w) or at least 2% (w / w) and / or silica from the reaction of the non-hydraulic cement with carbon dioxide at a concentration in% Range of at least 0.1% (w / w), 0.5% (w / w), at least 1% (w / w), at least 1 .5% (w / w) or at least 2% (w / w ) having.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Calcit und/oder die Kieselerde, die aus dem Zementklinker entstanden sind, im Wesentlichen homogen innerhalb des Formkörpers der Erfindung verteilt sind. Das heißt insbesondere, dass die Oberfläche und der Kern des erfindungsgemäßen Formkörpers im Wesentlichen gleiche Konzentrationen an aus dem Zementklinker entstandenen Calcits oder aus dem Zementklinker entstandener Kieselerde aufweisen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Formkörper als ein Pflasterstein, ein Beton-Gestaltungselement oder Dachziegel ausgebildet ist. According to a further embodiment of the invention, it is provided that the calcite and / or the silica, which are formed from the cement clinker, are distributed substantially homogeneously within the molding of the invention. This means in particular that the surface and the core of the molding according to the invention have substantially the same concentrations of calcite formed from the cement clinker or silica resulting from the cement clinker. According to a further embodiment of the invention, it is provided that the shaped body is designed as a paving stone, a concrete design element or roof tiles.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen durch die nachfolgende Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figur erläutert werden. Es zeigt: Further details and advantages of the invention will be explained by the following description of exemplary embodiments with reference to the figure. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung. Die chemische Abbindung eines nicht-hydraulischen Zements, wie des SolidiaFig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the invention. The chemical setting of a non-hydraulic cement, such as the Solidia
Zementes, erfolgt durch C02, mit dem hergestellte Betonprodukte umspült werden und ein chemisches Abbinden auslösen. Bei der oben beschriebenen Technologie wird das C02 erst nach der Mischung und Formgebung zugesetzt und das Produkt dadurch ausgehärtet. Im Unterschied zu herkömmlichen Produkten mit Portlandzement, bei denen die Aushärtung bereits während/nach dem Mischen und Formen einsetzt, kann es bei den geformten Teilen durch fehlende Abbindung des Produktes zum Entformen kommen. Zudem ruht während des gesamten Zeitraumes des Transportweges bis zum Schließen der Aushärtekammer der chemische Abbindevorgang. Diese Zeit kann ca. 3 bis 4 Stunden betragen, ohne dass diese Zeit genutzt wird. Um diese Zeit zu nutzen und um den Abbindevorgang frühzeitig zu initiieren, kann dem Anmachwasser C02 bis zur Sättigung beigefügt werden. Dadurch kann bereits das geformte Produkt direkt nach dem Mixen mit dem Abbindeprozess beginnen. Cement, carried out by C0 2 , with the produced concrete products are washed around and trigger a chemical bonding. In the technology described above, the C0 2 is added only after mixing and shaping, thereby curing the product. In contrast to conventional products with Portland cement, in which the hardening already starts during / after mixing and molding, the molded parts can be demolded due to the lack of setting of the product. In addition, during the entire period of the transport route to the closing of the curing chamber, the chemical setting process. This time can be about 3 to 4 hours, without this time is used. To use this time and to initiate the Abbindevorgang early, the mixing water C0 2 can be added to saturation. This allows the molded product to begin immediately after mixing with the setting process.
Fig. 1 illustriert eine bevorzugte Verfahrensführung der Erfindung. Nicht-hydraulischer Zement 11 , wie beispielsweise Solidia Zement erhältlich etwa von der Firma Lafarge Zement GmbH, Karsdorf/Unstrut, Deutschland, wird mit Anmachwasser 12 und einer Gesteinskörnung 16 als Zuschlagstoff, insbesondere Sand und/oder Kies, versetzt, und ein noch flüssiger bzw. fließfähiger Beton 13 entsteht. Alternativ kann der nichthydraulische Zement 1 1 bereits die oben genannte Gesteinskörnung 16 aufweisen. Der nicht-hydraulische Zement enthält Zementklinker mit einem Kalksteingehalt von etwa 42% (w/w) bis 48 % (w/w) und besteht hauptsächlich aus Fig. 1 illustrates a preferred method of the invention. Non-hydraulic cement 11, such as Solidia cement available for example from the company Lafarge cement GmbH, Karsdorf / Unstrut, Germany, is mixed with mixing water 12 and an aggregate 16 as an aggregate, especially sand and / or gravel, and a still liquid or Flowable concrete 13 is created. Alternatively, the non-hydraulic cement 1 1 already have the above-mentioned aggregate 16. The non-hydraulic cement contains cement clinker with a limestone content of about 42% (w / w) to 48% (w / w) and consists mainly of
Wollastonit/Pseudowollastonit (CaO*Si02) und Rankit (3CaO*2Si02). Dem Wollastonite / pseudowollastonite (CaO * Si0 2 ) and rankite (3CaO * 2Si0 2 ). the
Anmachwasser wird vor dem Mischen mit dem Zement Kohlendioxid bis zur Sättigung zugegeben, beispielsweise etwa 1 ,7g je kg Wasser bei 20°C und Umgebungsdruck. Dadurch beginnt die Abbindereaktion unmittelbar beim Mischen gemäß der folgenden Formeln: Mixing water is added to the mixture before mixing with the cement carbon dioxide to saturation, for example, about 1, 7g per kg of water at 20 ° C and ambient pressure. As a result, the setting reaction begins immediately upon mixing according to the following formulas:
CaO*Si02 + C02 + H20 -» CaC03 + Si02 + H20 CaO * Si0 2 + C0 2 + H 2 0 - »CaC0 3 + Si0 2 + H 2 0
3CaO*2Si02 + 3C02 + H20 -» 3CaC03 + 2Si02 + H20 Unmittelbar nach dem Mischen wird der noch flüssige, aber bereits erstarrende Beton 13 in eine Form oder Verschalung gegossen, in welcher er unter Entstehung eines Formkörpers 14 weiter bzw. vollständig erstarrt. Alternativ kann das Produkt auch direkt nach dem Formen entformt werden und erst danach in den Aushärteprozess überführt werden. Bevorzugte Formkörper 14 sind Pflastersteine, Beton- Gestaltungselemente oder Dachziegel. Der bereits erstarrende Formkörper 14 kann zusätzlich noch in eine Aushärtekammer verbracht werden, wo er von Kohlendioxid umspült wird. Alternativ dazu kann der Beton 13 auch in der Form oder der 3CaO * 2Si0 2 + 3C0 2 + H 2 0 - »3CaC0 3 + 2Si0 2 + H 2 0 Immediately after mixing, the still liquid, but already solidifying concrete 13 is poured into a mold or casing, in which it solidifies further or completely to form a shaped body 14. Alternatively, the product can also be removed from the mold immediately after molding and only then transferred to the curing process. Preferred moldings 14 are paving stones, concrete design elements or roof tiles. The already solidifying molded body 14 can be additionally spent in a curing chamber, where it is surrounded by carbon dioxide. Alternatively, the concrete 13 in the form or the
Verschalung hergestellt werden. Die derart hergestellten Formkörper 14 zeichnen sich durch eine anfänglich höhere Härte aus, so dass sie bereits kurze Zeit nach der Herstellung der Zementsuspension 13 oder des Betons 13 gefahrlos transportiert werden können. Auch kann ein frühzeitiges Entformen so mit geringerer Ausschussrate durchgeführt werden. Shuttering be made. The moldings 14 produced in this way are characterized by an initially higher hardness so that they can be safely transported already a short time after the preparation of the cement suspension 13 or of the concrete 13. Also, an early demolding can be carried out with a lower reject rate.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
Zement  cement
Anmachwasser  mixing water
Flüssige Zementsuspension/fließfähiger Beton  Liquid cement suspension / flowable concrete
Formkörper aus teilweise erhärteter Zementsuspension oder Beton Moldings of partially hardened cement suspension or concrete
Kohlendioxid carbon dioxide
Gesteinskörnung, insbesondere Sand und/oder Kies  Aggregate, in particular sand and / or gravel

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Herstellung einer Zementsuspension oder eines Betons, umfassend den Schritt: Process for the preparation of a cement suspension or a concrete, comprising the step:
Mischen eines nicht-hydraulischen Zements (1 1 ) umfassend Zementklinker mit Anmachwasser (12) und optional mit mindestens einem Zuschlagstoff (16) zu einer Zementsuspension (13) oder einem Beton (13), wobei der Zementklinker durch einen Kalksteingehalt von höchstens 50 %(w/w) gekennzeichnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anmachwasser (12) Kohlendioxid (15) enthält.  Mixing a non-hydraulic cement (1 1) comprising cement clinker with mixing water (12) and optionally with at least one aggregate (16) to a cement suspension (13) or a concrete (13), the cement clinker by a limestone content of at most 50% ( w / w), characterized in that the mixing water (12) contains carbon dioxide (15).
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das A method according to claim 1, characterized in that the
Anmachwasser (12) Kohlendioxid (15) in einer Konzentration im Bereich von 0,5 g je kg Wasser bis 3,35 g je kg Wasser enthält, insbesondere bei oder oberhalb der Sättigungskonzentration. Mixing water (12) contains carbon dioxide (15) in a concentration in the range of 0.5 g per kg of water to 3.35 g per kg of water, in particular at or above the saturation concentration.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anmachwasser (12) eine Temperatur im Bereich von 0 °C bis 10 °C aufweist, bevorzugt 0 °C bis 4 °C. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the mixing water (12) has a temperature in the range of 0 ° C to 10 ° C, preferably 0 ° C to 4 ° C.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zementklinker einen Kalksteingehalt von 40 % (w/w) bis 50 % (w/w) aufweist, insbesondere einen Kalksteingehalt von 42 % (w/w) bis 48 % (w/w). Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cement clinker has a limestone content of 40% (w / w) to 50% (w / w), in particular a limestone content of 42% (w / w) to 48% (w / w). w).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zementklinker Silikate hauptsächlich in Form von Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cement clinker silicates mainly in the form of
Wollastonit/Pseudowollastonit (CaO*Si02) und/oder Rankinit (3CaO*Si02) umfasst. Wollastonite / pseudo-wollastonite (CaO * Si0 2 ) and / or rankinite (3CaO * Si0 2 ).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zementklinker mindestens 50 % (w/w) Silikate in Form von Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cement clinker at least 50% (w / w) silicates in the form of
Wollastonit/Pseudowollastonit (CaO*Si02) und/oder Rankinit (3CaO*Si02) umfasst. Wollastonite / pseudowollastonite (CaO * Si0 2) and / or Rank Init (3CaO * Si0 2).
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mindestens einen Zuschlagstoff um eine 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is at the at least one additive to a
Gesteinskörnung handelt, bevorzugt Sand und/oder Kies.  Aggregate, preferably sand and / or gravel.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zementsuspension (13) oder der Beton (13) vor dem Aushärten, insbesondere unmittelbar nach dem Mischen des nicht-hydraulischen Zements (1 1 ) mit dem Anmachwasser (12) und optional dem mindestens einen Zuschlagstoff (16), zu mindestens einem Körper (14) geformt wird, insbesondere zu einem Pflasterstein, einem Beton-Gestaltungselement oder einem Dachziegel. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cement suspension (13) or the concrete (13) prior to curing, in particular immediately after mixing of the non-hydraulic cement (1 1) with the mixing water (12) and optionally the at least one aggregate (16), is formed to at least one body (14), in particular to a paving stone, a concrete design element or a roof tile.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (14) durch Extrusion geformt wird. 9. The method according to claim 8, characterized in that the body (14) is formed by extrusion.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zementsuspension (13) oder der Beton (13) in einer durch eine 10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the cement suspension (13) or the concrete (13) in one by a
Verschalung begrenzten Aufnahme gemischt wird.  Cladding limited intake is mixed.
1 1 . Formkörper (14) aus einer teilweise erhärteten Zementsuspension (14) oder einem teilweise erhärtetem Beton (14), dadurch gekennzeichnet, dass die teilweise erhärtete Zementsuspension (14) oder der teilweise erhärtete Beton (14) durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt wird. 12. Formkörper nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der 1 1. Shaped body (14) of a partially hardened cement suspension (14) or a partially hardened concrete (14), characterized in that the partially hardened cement suspension (14) or the partially hardened concrete (14) by a method according to one of claims 1 to 10 will be produced. 12. Shaped body according to claim 1 1, characterized in that the
Formkörper (14) bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Zementklinkers Calcit aus der Umsetzung des nicht-hydraulischen Zements (1 1 ) mit  Shaped body (14) based on the weight of the cement clinker calcite used from the implementation of the non-hydraulic cement (1 1) with
Kohlendioxid (16) in einer Konzentration von mindestens 0,1 % (w/w), 0,5% (w/w), mindestens 1 % (w/w), mindestens 1 .5 % (w/w) oder mindestens 2 % (w/w) und/oder einen Kieselerde aus der Umsetzung des nicht-hydraulischen Carbon dioxide (16) in a concentration of at least 0.1% (w / w), 0.5% (w / w), at least 1% (w / w), at least 1 .5% (w / w) or at least 2% (w / w) and / or a silica from the implementation of non-hydraulic
Zements (11 ) mit Kohlendioxid (16) in einer Konzentration von mindestens 0,1 % (w/w), 0,5% (w/w), mindestens 1 % (w/w), mindestens 1 .5 % (w/w) oder mindestens 2 % (w/w) aufweist. Cements (11) with carbon dioxide (16) in a concentration of at least 0.1 % (w / w), 0.5% (w / w), at least 1% (w / w), at least 1 .5% (w / w) or at least 2% (w / w).
13. Formkörper nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (14) als ein Pflasterstein, ein Beton-Gestaltungselement oder13. Shaped body according to claim 1 1 or 12, characterized in that the shaped body (14) as a paving stone, a concrete design element or
Dachziegel ausgebildet ist. Roof tile is formed.
PCT/EP2017/025023 2016-02-16 2017-02-07 Initiation of cement hardening by the addition of carbon dioxide to the mixing water WO2017140435A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016001791.0 2016-02-16
DE102016001791.0A DE102016001791A1 (en) 2016-02-16 2016-02-16 Initiation of cement hardening by adding carbon dioxide to the mixing water

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017140435A1 true WO2017140435A1 (en) 2017-08-24

Family

ID=58185480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/025023 WO2017140435A1 (en) 2016-02-16 2017-02-07 Initiation of cement hardening by the addition of carbon dioxide to the mixing water

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016001791A1 (en)
WO (1) WO2017140435A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3102302A1 (en) * 2018-07-04 2020-01-09 Crh Canada Group Inc. Processes and systems for carbon dioxide sequestration and related concrete compositions

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH584666A5 (en) * 1972-07-03 1977-02-15 Durisol Ag Building panels made of wood chips with cement - where carbon dioxide added to mixing water accelerates hardening
JPH06144944A (en) * 1992-11-12 1994-05-24 Asahi Chem Ind Co Ltd Method for carbonating porous calcium silicate hydrate
US20140263683A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Jagadeesh Krishnan Composite railroad ties and methods of production and uses thereof
WO2015051243A2 (en) * 2013-10-04 2015-04-09 Solidia Technologies, Inc. Hollow-core articles and composite materials, methods of production and uses thereof
WO2015090533A1 (en) * 2013-12-18 2015-06-25 Heidelbergcement Ag Method for producing binders containing wollastonite

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH584666A5 (en) * 1972-07-03 1977-02-15 Durisol Ag Building panels made of wood chips with cement - where carbon dioxide added to mixing water accelerates hardening
JPH06144944A (en) * 1992-11-12 1994-05-24 Asahi Chem Ind Co Ltd Method for carbonating porous calcium silicate hydrate
US20140263683A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Jagadeesh Krishnan Composite railroad ties and methods of production and uses thereof
WO2015051243A2 (en) * 2013-10-04 2015-04-09 Solidia Technologies, Inc. Hollow-core articles and composite materials, methods of production and uses thereof
WO2015090533A1 (en) * 2013-12-18 2015-06-25 Heidelbergcement Ag Method for producing binders containing wollastonite

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 199425, Derwent World Patents Index; AN 1994-206239, XP002770097 *
RICHARD E RIMAN ET AL: "Carbonate Cement and Concrete: A Disruptive Technology For CO 2 Utilization and the Construction Business", 8 November 2013 (2013-11-08), XP055270594, Retrieved from the Internet <URL:http://www3.aiche.org/proceedings/content/Annual-2013/extended-abstracts/P343708.pdf> *
SIPILÄ, J. ET AL: "Carbon dioxide sequestration by mineral carbonation", 1 January 2008, REPORT VT 2008-1, ABO AKADEMIS TRYCKERI, PAGE(S) 1 - 59, ISBN: 978-952-12-2036-4, XP007906702 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016001791A1 (en) 2017-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60203408T2 (en) METHOD FOR PRODUCING TREE MATERIALS FROM RAW PAINT BELLS
EP3664980A1 (en) Method for the 3d-printing of mineral binder compositions
DE3004346A1 (en) METHOD FOR PRODUCING VAPOR-HARDENED LIGHTWEIGHT GAS CONCRETE WITH HYDROPHOBIC PROPERTIES
DE2809537B2 (en) Process for the production of hardening binders based on cement
EP0364668B1 (en) Inorganic building material and use thereof
EP2164817B1 (en) Unshaped refractory material, a process for producing an earth-moist, unshaped refractory material, and use of the unshaped refractory material
WO2017140435A1 (en) Initiation of cement hardening by the addition of carbon dioxide to the mixing water
AT505718B1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF LIGHT CONCRETE
DE10331758B4 (en) Process for their preparation of a non-hardened concrete mixture and use of a mixture as concrete thickener
EP0943588A1 (en) Mortar for grouting
AT410664B (en) ADDITIVES, ESPECIALLY FOR CONCRETE, AND A METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE3117662A1 (en) Production of gypsum stone and gypsum sandstone
DE102010011713B4 (en) Self-compacting concrete, process for its production and its use
DE837921C (en) Building block and process for its manufacture
DE2626041C3 (en) Process for producing a concrete or mortar
DE642466C (en) Process for the production of a binder
DE4325829C1 (en) Process for preparing calcium hydroxide-rich binders for concretes, mortars, plasters, renders, screeds or slurries and use of the binders thus prepared
DE102015218759B3 (en) Gypsum-cement dry mix and building finished parts made therefrom
EP1108696A1 (en) Process for mineralising renewable raw materials, use of the mineralised raw materials for producing concrete and building elements and materials and the building elements and materials obtained therewith
DE3444686A1 (en) Process for producing gas concrete bricks
DE2604000A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING CEMENT MOLDING MOLDINGS AND MOLDING THEREFORE
DE602005005172T2 (en) USE OF NEW FAST-HARDENING MORTARS FOR MANUFACTURING PRODUCTS THROUGH CASTING IN FOUNDRY TINS
DE861154C (en) Process for the production of malleable masses
AT520113B1 (en) Method for making a tile
DE2617218A1 (en) Rapidly setting high-strength concrete - contg. Portland cement, alumina cement and lime

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17707469

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17707469

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1