DE2458304A1 - Mischbinder aus schmelzkammergranulat und seine verwendung - Google Patents

Description

• Mischbinder aus Schmelzkammergranulat und seine Verwendung Die Erfindung betrifft einen Mischbinder aus Schmelzkammergranulat und seine Verwendung.
• Die in Kohlefeuerungen mit flüssigem Schlackenabzug anfallende Schlacke wird beim Verlassen des Feuerungsraumes mit Wasser abgeschreckt. Hierbei tritt eine Änderung des Schlackenvolumens ein, die in Verbindung mit den in der erstarrenden Schlacke auftretenden Spannungen ein Zerspringen in kleine Körner bewirkt.(Schmelzkammergranulat ) Das aus verschiedenen Kohlemineralien, vorwiegend Kieselsäure, zusammengesetzte Granulat weist einen glasigen Aggregatzustand und eine geringe Kornfestigkeit auf. Wegen seiner geringen Kornfestigkeit ist es nur begrenzt verwendbar0 Es bringt daher den Kraftwerken, in denen es anfällt, wenig Nutzen. Im wesentlichen wird es zur Befestigung von Geh-und Radfahrwegen und als Zuschlag für zement-oder kalkgebundene Mauersteine verwendet. Es ist auch vorgeschlagen worden, dieses Granulat in gleicher Weise wie grsnulierte Hochofenschlacke im Hochbau zu verwenden. Dies führt jedoch wegen der geringen Kornfestigkeit und auch wegen der geringen Korngrösse zu Schwierigkeiten. Soweit das gegenständliche Granulat als Zuschlag für bitumengebundene Fahrbahnschichten verwendet wird, bleiben seine hydraulischen Eigenschaften ungenutzt, Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, dieses Granulat zur Herstellung eines Mischbinders zu verwenden und diesem Mischbinder Aufgaben zuzuweisen, die den erreichbaren Festigkeitswerten und der anfallenden Menge des Granulats entsprechen.
• Überraschend hat sich herausgestellt, und dies ist Gegens##nd der vorliegenden Erfindung, dass das Schmelzkalmmergranulat zufolge seiner chemischen Zusammensetzung, des durchlaufenen thermischen Prozesses und seines elasieen Aggregatzustandes ein hohes Masts aufweist an freier Energie. Diese Triebkraft, die den Stoff zu chemischen Reaktionen befähigt, wird durch Feinvermahlung erschlossen und durch die durch die Vermahlung herbeigeführte Oberflächenspannung noch verbessert0 Die Bindekraft dieses Mahlgutes ist jedoch zunächst noch gering, da die in der Kohle enthaltenen Oalciumaluminate, - silicate und -ferrite bei 1500 bis 1600 0C sintern undie Reaktionsfähigkeit des in den Rückständen enthaltenen Oalciumoxyds weitgehend aufheben (totgebrannter Kalk"). ) -Es hat sich jedoch weiter herausgestellt, dass die Bindefähigkeit des Mahlgutes durch die Beigabe von OaO-haltigen Stoffen, nämlich Portlandzement und/oder gebrannten Kalk angeregt und so angehoben werden kann, dass sie den in wichtigen Bereichen des Bauwesen gestellten Bedingungen entspricht0 - Ferner wurde gefunden, dass.
• auch die Beigabe von Flugasche, insbesondere solcher aus Mijilverbrennungsanlagen und anderen Trockenfeuerungen der Hydraulizität dient und dass durch aie Beigabe von Flugasche gleichzeitig eine Hydrophobierung der abgebundenen Masse erreicht wiRdF Werner hat sich herausgestellt, dass eine weitere Steigerung der Reaktionsfähigkeit dadurch erreicht werden kann, dass die Vermahlung des gegenständlichen Granulats gemeinsam mit dem Zementklinker und/oder dem gebrannten Kalk und gegebenenfalls auch zusammen mit der Flugasche erfolgt.
• Das erfindungsgemässe Mischgut führt zufolge seines hohen Gehalts an glasiger Kieselsäure zu einer wesentlichen Verbesserung der Gelbildung. Auf Grund dieses Sachverhalts kann-mit einer relativ geringen Wasserzugabe ein relativ flüssiges Gel erzielt werden.
• Damit werden dem Produkt Anwendungsmöglichkeiten erschlossen, die sonst nur mit erhöhter Wasserzugabe und der damit verbundenen Festigkeitseinbusse erreicht werden können.
• Das Mischungsverhältnis des erfindungsgemässen Binders richtet sich nach der chemischen Zusammensetzung der Schmelzkammerschlakke und diese wiederum ist von der jeweiligen Beschaffenheit der verwendeten Kohle abhängig. Somit kann die Höhe der Beimischungen an Portlandz'em'e?t,Ka'1k und Flugasche nur von Fall zu Fall festgelegt werden. Im übrigen ist der Anteil an Portlandzement und/ oder Kalk auch von der geforderten Festigkeit, und der Anteil an Flugasche davon abhängig, ob ein Hydrophobierungseffekt gewünscht wird oder nicht.
• ERfindungsgemäß wird der Mischbinder wegen der verbesserten Gelbildung und seiner sonstigen Eigenschaften, insbesondere auch wegen seiner kostengünstigen Herstellung für solche Bereiche verwendete in den grosse Mengen an hydraulischen. Bindemitteln benötigt werden, wie dies vor allem im Tiefbau der Fall ist.
• So dient er unter anderem zum Ausschelemmen einer aus Naturgestein, Hochofen-,Stahlwerks-oder Metallhüttenstückschlacke bestehenden Schotterlage,zur Verfestigung eines aus Müllasche oder anderen Rückständen aus Trockenfeuerungen, aus gesinterter Flugasche Tuff oder einem sonstigen Korn bestehendem Haufwerk, sowie zur Bodenstabilisierung durch Vermengen mit tonhaltiger Erde.
• Beim Ausschlemmen einer Schotterlage kommt es bekanntlich darauf an, dass das Gel in sämtliche Verästelungen des Hohlraums eindriigt;.Dies wird erfindungsgemäss ohne Erhöhung der Wasserzugabe und ohne Verwendung verflüssigender Substanzen durch die auf dem relativ hohen Gehalt an glasiger Kieselsäure beruhender Verbesserung der Gelbildung ermöglicht.
• Gleiches gilt für die Verfestigung eines Haufwerks, gleichviel ob diese unter Verwendung eines Mischers oder erst dann erfolgt, wenn das Haufwerk bereits auf die Unterlage aufgebracht ist und nachträglich mit dem Gel vermischt wird. Die in Betracht kommenden Rückstände weisen bekanntlich eine geringe Kornfestigkeit auf und konnten daher bislang überhaupt nicht odernur mit bestimmten Einschränkungen für den Wegebau verwendet werden0 Durch Verwendung des gegenständlichXn Mischbinders können solche Rückstände mit relativ geringem Kostenaufwand so verfestigt werden, dass sie den im Verkehrswegebau gestellten Anforderungen entsprechen.
• Bei der Bodenstabilisierung kann das erfindiu'igsgemässe Mischgut auch ohne Wasserzugabe verwendet werden. Die Verengung des Mischgutes mit tonhaltiger Erde bewirkt eine elektrische Umladung der Tonteilchen. Dies führt unter Bildung von Ettringit und anderer Mineralien zu einem Abstossen der die Tonteilchen umgebenen Wasserhülle. Im Gegensatz zur Zementstabilisierung , die lediglich eine Verkrustung der Erde bewirkt, führt die Verwendung des erfindungsgemässen Mischgutes zu einer Stoffumwandlung und erhöht damit den Stabilisierungseffekt. (Silikatisierung) Abgesehen davon, dass der erfindungsgemässe Mischbinder eine andere chemische Zusammensetzung als Hochofenzement aufweist und damit auch ahdereEigenschaften besitzt, hat er den Vorteil, dass er ohne hohe Transportkosten auch in solchen Gebieten hergestellt werden kann, in denen keine Eisenhüttenindustrie ansässig ist.
• Gleiches gilt in Bezug auf solche Bindemittel, die unter Verwendung natürlicher Puzzolane, zum Beispiel Trass , hergestellt werden.
• Durch die von der Erfindung vorgesehene Feinvermahlung wird die der Schmelzkammerschlacke innewohnende latente Hydraulizität in vollem Umfang zur Wirksamkeit gebracht, ohne dass die Nachteile dieser Schlacke, nämlich die geringe Kornfestigkeit des Granulats, in Kauf genommen werden müssen. In Bezug auf diese beiden Merkmale, die für die Beurteilung der Wirtschaftliched auch für die technische Anwendung von wesentlicher Bedeutung sind, unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von solchen Verfahren, nach denen nur ein geringer Teil des Schmelzkammergranulats zementfein vermahlen wird, der überwiegende Anteil aber aus einer Körnung von 0,2 mm und mehr besteht.
• Durch die von der Erfindung vorgesehene gemeinsame Vermahlung wird die Reaktionsfähigkeit des Mischgutes erhöht. Zufolge der verbesserten Gelbildung ist der gegenständliche Binder auch für solche Zwecke geeignet, die sonst nur durch Verwendung hochtouriger Mischer und/oder Beimischung verflüssigender Substanzen erreicht werden können.
• Die Erfindung ist auch von gesamtwirtschaftlichem Interesse, indem die der Wiedereinführung von Abfallstoffen in den Rohstoffkreislauf dient und zu einer Einsparung an anderen Energieträgern, zum Beispiel Bitumen, führt0

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Mischbinder aus Schrnelzkammergranulat und seine Verwendung"; dadurch gekannzeichnet, dass das Granulat zementfein vermahlen und mit Portlandzement und/oder gebranntem Kalk und gegebenenfalls mit Flugasche,vorzugsweise solcher aus Trockenfeuerungen vermischt wird, wobei die Vermahlung vorzugsweise gemeinsam mit dem Zementklinger, dem Kalk und der Flugasche erfolgt.
2. Mischbinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich das Mischungsverhältnis nach der jeweiligen chemischen Zusammensetzung des Granulats, nach dem jeweiligen Verwendungssweck und der jeweils geforderten Festigkeit richtet.
3. 3. Mischbinder nach Anspruch 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, dass er vorzugsweise zum Ausschlemmen einer aus Naturgestein, Hochofen-,Stahlwerks-oder Metallhüttenstückschlacke bestehenden Schotterlage, zur Verfestigung eines aus Müllasche oder anderen Rückständen aus Trockenfeuerungen, aus gesinterter Flugasche,Tuff oder einem sonstigen Korn bestehenden Haufwerks, sowie zur Vermengung mit tonhaltiger Erde zum Zwecke der Bodenstabilisierung verwendet wird, wobei eine elektrische Umladung der Tonteilchen, ein Abstossen der.die Tonteilchen umgebenden Wasserhülle und in der Folge davon unter Bildung verschiedener Mineralien eine Silikatisierung des Bodens bewirkt wird0 In Betracht gezogene Druckschriften OS l 4.71 135, OS 1 471 534 , AS 1571 384, OS 2 163 347 K.H4Franzen, Der Einfluss von Granulatzusätzen auf die Festigkeit eines Gesteinsgemisches, in Strassenbau-Technik Nr.16,S.1027 R.Rasch, Flugasche,Schmelzschlacke,Müllaschlacke und ihre industrielle Verwertung, in Chemiker-Ztg.Chem.Apparatur 84.S.564 ff W.Gumz-H.Eirsch-M.Th.Mackowsky , Schlackenkunde, 1958, Seite 82 ff, 143 ff, 160 ff, 344 ff, 348 ff E-.Wiberg,1?ie chemische Affinität,1972,S.16,37,133, 221 ff