DE3743467A1 - Process for producing a building material and binder having increased water resistance - Google Patents

Process for producing a building material and binder having increased water resistance

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Abstract

The invention relates to a process for producing a building material and binder having increased water resistance based on natural and/or synthetic anhydrite having a high milled fineness, an activator, a very finely milled filler and additives giving the water resistance, which binder or building material has a fineness by the Blaine method of at least 2500 cm<2>/g, which is characterised in that the additive used is commercial quicklime (burnt lime) and/or slaked lime. The additive is preferably mixed in. Preferably, a high-alumina cement in an amount of at least 2% by weight, based on the total weight, is preferably added as further additional additive. The synthetic anhydrite used is preferably one which is obtained as byproduct in the chemical industry. Furthermore, the finely milled filler can be a marl having an alumina content of at least 4% by weight. The further filler material used can be fly ash and/or very finely milled granulated blast furnace slag.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Baustoffs und Bindemittels mit erhöhter Wasser­ beständigkeit auf der Basis von natürlichem und/oder künstlichem Anhydrit mit hoher Mahlfeinheit, einem Anreger, einem hochfein gemahlenen Füller und die Was­ serbeständigkeit bewirkenden Zusätzen, welches Binde­ mittel bzw. Baustoff eine Feinheit von mindestens 2500 cm2 nach Blaine aufweist.The invention relates to a method for producing a building material and binder with increased water resistance on the basis of natural and / or artificial anhydrite with high fineness, a stimulator, a finely ground filler and the water-resistant additives, which binding agent or building material Blaine fineness of at least 2500 cm 2 .

Unter einem Baustoff sind beispielsweise Platten, Steine und beliebige weitere Formkörper zu verstehen, die als Verfahrensprodukt der vorliegenden Erfindung gewonnen wer­ den, indem man das Verfahrensprodukt mit oder ohne Zu­ schlagstoffe mit Wasser anmacht, in Formen gießt und er­ härten läßt. Bindemittel gemäß vorliegender Erfindung sind solche, die insbesondere in der Lage sind, hydraulisch oder puzzolanisch zu erhärten.For example, under a building material are slabs, stones and to understand any other shaped body that as Process product of the present invention obtained the by the process product with or without Zu turn on the percussion with water, pour it into molds and he can harden. Binders according to the present invention those that are particularly capable of hydraulic or pozzolanic.

Zum nächstkommenden Stand der Technik sind die Gegenstände der DE-OS 29 12 148 und der EP-Anmeldung, Veröffentlichungs- Nr. 00 61 517 zu nennen.The objects are at the closest prior art DE-OS 29 12 148 and the EP application, publication No. 00 61 517.

Die DE-OS 29 12 148 beschreibt ein Verfahren zur Her­ stellung von Baustoffen auf Gipsbasis für wasserfeste Produkte unter Zugabe von mineralischen Stoffen, bei dem in einer ersten Brennstufe ein Gemenge aus tonig-silika­ tisch ungesättigten Kalkverbindungen, also beispielsweise Mergel, mit einer unterhalb der Sintergrenze liegenden Temperatur gebrannt wird und in einer zweiten Verfahrens­ stufe das in der ersten Brennstufe thermisch umgewandelte Gemenge in einem kontinuierlichen Prozeßdurchgang mit etwa 60 bis 90%, vorzugsweise 80%, Gewichtsanteil an der Gesamtmischung ausmachenden Menge von Gips (Dihydrat) in einer temperaturmäßig dem jeweiligen Dihydrat angepaßten zweiten Brennstufe innig gemischt und gebrannt wird. DE-OS 29 12 148 describes a method for Her provision of building materials based on gypsum for waterproof Products with the addition of mineral substances, in which in a first firing stage a mixture of clayey-silica table unsaturated lime compounds, for example Marl, with one below the sintering limit Temperature is burned and in a second process stage that is thermally converted in the first firing stage Batch in a continuous process about 60 to 90%, preferably 80%, by weight of the Total mixture making up amount of gypsum (dihydrate) in a temperature adapted to the particular dihydrate second firing stage is intimately mixed and fired.  

Gegenstand der Europäischen Anmeldung, Veröffentlichungs- Nr. 00 61 517 ist ein Verfahren zur Herstellung eines wasserfesten Bindemittels durch thermische Umsetzung eines Gemenges aus kalziumsulfathaltigem Material und kalk-, ton- und silikathaltigen Stoffen, bei dem das Gemenge min­ destens 60% Kalziumsulfat enthält, feingemahlen und homogenisiert einer Hitzeeinwirkung unterworfen wird, deren Temperatur und Dauer so eingestellt ist, daß die Kristalle des Kalziumsulfats in eine Gefügestruktur übergeführt wer­ den, welche mindestens überwiegend einen körnigen Charak­ ter aufweist, wobei die übrigen Anteile des Gemenges ein hydratationsfähiges Produkt bilden.Subject of the European application, publication No. 00 61 517 is a process for producing a waterproof binder by thermal implementation of a Mixture of material containing calcium sulfate and lime, substances containing clay and silicate, in which the mixture min contains at least 60% calcium sulfate, finely ground and homogenized is subjected to heat, the Temperature and duration is set so that the crystals of calcium sulfate in a structure those who at least predominantly have a grainy character ter, the remaining portions of the batch Form a hydratable product.

Diese Verfahren des Standes der Technik benötigen einen sehr erheblichen Energieaufwand, da ein sogenanntes 100%iges Brennen notwendig ist.These prior art methods require one very considerable energy expenditure, since a so-called 100% Burning is necessary.

Demgegenüber liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Baustoffes und Bindemittels der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem der Brennenergieaufwand sehr drastisch gesenkt werden kann, d.h. bei dem lediglich ein größenordnungsmäßig sogenanntes 5%iges Brennen, bezogen auf die Menge der Ausgangssubstanzen, notwendig ist.In contrast, the present invention has the object based on a process for the production of a building material and to create binders of the type mentioned at the beginning, in which the burning energy consumption is reduced very drastically can be, i.e. where only an order of magnitude so-called 5% burning, based on the amount of Starting substances, is necessary.

Dieses, vorliegender Erfindung zugrunde liegende technische Problem wird dadurch gelöst, daß man bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung als Zusatzstoff handelsüb­ lichen gebrannten Kalk und/oder gelöschten Kalk einsetzt.This technical on which the present invention is based Problem is solved by using one method the generic type mentioned at the beginning as an additive lime and / or slaked lime.

Bevorzugtermaßen werden alle Zusatzstoffe (Additive) zu­ gemischt. Man kann den gelöschten Kalk insbesondere auch in Form von Weißkalkhydrat einsetzen. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform setzt man als weiteres zusätz­ liches Additiv einen tonerdereichen Zement mit einer Dosie­ rung von mindestens 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht ein. All additives are preferably added mixed. You can also use the slaked lime in particular Use in the form of white lime hydrate. After another preferred embodiment is set as a further additional Additive is a high-alumina cement with a dose tion of at least 2 wt .-%, based on the total weight a.  

Die erfindungsgemäßen Zusatzstoffe können bevorzugter­ maßen in einer Menge von zumindest 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht eingesetzt werden. Man kann als künst­ lichen Anhydrit einen solchen verwenden, der als Neben­ produkt in der chemischen Industrie anfällt.The additives of the invention can be more preferred measured in an amount of at least 3% by weight based on the total weight can be used. One can as an artificial Lichen anhydrite use one as a secondary product in the chemical industry.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann man einen künst­ lichen Anhydrit aus Gips herstellen, der bei der Entschwefelung von Kraftwerken anfällt und der durch eine geeignete Temperaturbehandlung bis zum Anhydrit ent­ wässert ist.According to a further embodiment, an artificial Lichen anhydrite from gypsum, which in the Desulphurization of power plants occurs and through a suitable temperature treatment up to the anhydrite ent is watered.

Als feingemahlenen Füller verwendet man gemäß einer wei­ teren bevorzugten Ausführungsform einen Mergel mit einem Tonerdegehalt von zumindest 4 Gew.-%. Man kann ferner als feingemahlenen Füller auch Flugasche aus Kraftwerken mit Steinkohlenfeuerung einsetzen. Schließlich kann man als feingemahlenen Füller Braunkohlen-Flugasche einsetzen. Schließlich kann man als feingemahlenen Füller auch eine hochfeingemahlene granulierte Hochofenschlacke verwenden.A finely ground filler is used according to a white teren preferred embodiment a marl with a Alumina content of at least 4% by weight. One can also as finely ground filler also with fly ash from power plants Use hard coal firing. After all, as Insert finely ground brown coal fly ash filler. After all, you can also use a finely ground filler Use finely ground granulated blast furnace slag.

Anhydrit in feingemahlenem Zustand mit Wasser angemacht, besitzt die Fähigkeit, sich unter Aufnahme des Wassers in Dihydrat umzuwandeln; das dabei entstehende Gips-Kristalli­ sat ist für die Eigenschaften des entstehenden Gefüges verantwortlich. Für diese Umwandlung bedarf es bekanntlich eines Anregers, der z.B. aus Kaliumsulfat (sogenannte sulfatische Anregung) oder aus Kalkhydrat (sogenannte alkalische Anregung) bestehen kann.Anhydrite finely ground with water, has the ability to absorb water Convert dihydrate; the resulting gypsum crystals sat is for the properties of the resulting structure responsible. As is well known, this conversion is required an exciter, e.g. from potassium sulfate (so-called sulfate excitation) or from hydrated lime (so-called alkaline excitation) can exist.

Gips, sei es natürlicher Fasergips oder ein solcher, der bei der Entschwefelung von Kohlekraftwerken anfällt, wird üblicherweise bei Temperaturen über 350°C teilweise oder vollständig in Anhydrit überführt. Dabei können Überreste von Halbhydrat oder Anhydrit A III enthalten sein, die dem Anhydrit als Anreger dienen. Ist dies nicht mehr der Fall, z.B. dadurch, daß zu hoch erhitzt wurde, so muß von außen ein Anreger zugegeben werden, und zwar entweder in Form von Halbhydrat oder als Alkalisulfat, bevorzugt Kalium­ sulfat.Gypsum, be it natural gypsum or one that arises from the desulphurization of coal-fired power plants usually partially or at temperatures above 350 ° C completely converted to anhydrite. Remains can of hemihydrate or anhydrite A III may be included, which the Anhydrite serve as a stimulator. If this is no longer the case, e.g. by heating too high, it must be from the outside  a stimulator can be added, either in the form of hemihydrate or as alkali sulfate, preferably potassium sulfate.

Mit Wasser versetzt, entsteht aus diesem Anhydrit wieder Gips, der für die Festigkeiten der erhärtenden Mischung verantwortlich ist. Diese erhärtete Gipsmasse ist in der Regel gegenüber Wasser nicht beständig, d.h. in Kontakt mit Wasser kommt es zu einer sukzessiven Auflösung des Gefüges durch das In-Lösung-Gehen des Gipses. Das Wasser muß dabei nicht notwendigerweise ein fließender Strom sein; bereits die Kondensation von Luftfeuchtigkeit oder die innerhalb eines Mauerwerks wandernde Feuchtigkeit kann aus­ reichen, um derartige Lösungsschäden zu verursachen.Add water to this anhydrite Gypsum for the strength of the hardening mixture responsible for. This hardened gypsum mass is in generally not resistant to water, i.e. in contact with water there is a gradual dissolution of the Structure due to the plaster going into solution. The water does not necessarily have to be a flowing stream; already the condensation of air humidity or the Moisture migrating within a masonry can suffice to cause such solution damage.

Es gibt zwar schon Verfahren, die aus gemeinsam gebranntem Mergel und Gips ein wasserbeständiges Produkt zu erzeugen vermögen. Diese Produkte haben aber den Nachteil, daß die Qualität in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen stark streuen kann und außerdem das tonhaltige Gestein gemeinsam mit dem Gips gebrannt werden muß, was aufwendig und teuer ist.There are already processes that consist of jointly burned Marl and gypsum to produce a water resistant product capital. However, these products have the disadvantage that the Quality depending on the manufacturing conditions can scatter heavily and also the clayey rock must be fired together with the plaster, which is expensive and is expensive.

Der vorliegenden Erfindung liegt die überraschende Erkennt­ nis zugrunde, daß durch die Verwendung eines geeigneten ungebrannten Füllers in Verbindung mit bestimmten chemischen Zusätzen eine Schädigung des erhärteten Gefüges durch ein In-Lösung-Gehen des Gipses unterbunden werden kann. Hinzu kommt, daß in fortschrittlicher Weise gegenüber dem Stand der Technik ein erheblicher Teil an Wärmeenergie ein­ gespart wird. The present invention is based on the surprising findings nis that by using an appropriate unfilled filler in connection with certain chemical Additions damage to the hardened structure by Going into solution of the plaster can be prevented. In addition, in a progressive way compared to the State of the art a significant part of thermal energy is saved.  

Als solcher Füller eignet sich bevorzugt mergeliger Kalkstein, Kalkmergel oder Mergel mit einem Gehalt an Tonerde von mindestens 4%, der auf eine Feinheit von wenigstens 3000 cm2/g nach Blaine gemahlen wurde. Aber auch Flugasche, die bei der elektrischen Entstaubung von Steinkohle- oder Braunkohle-Kraftwerken anfällt, ist aufgrund ihrer hohen Feinheit für einen derartigen Ein­ satz geeignet. Auf eine weitere Aufmahlung kann bei diesen Stoffen unter Umständen verzichtet werden.Marble limestone, marl or marl with an alumina content of at least 4%, which was ground to a fineness of at least 3000 cm 2 / g according to Blaine, is preferably suitable as such a filler. But also fly ash, which arises in the electrical dedusting of hard coal or lignite-fired power plants, is suitable for such a use due to its high fineness. With these substances, further grinding may not be necessary.

Ferner kann anstelle des Mergels oder der Flugasche auch granulierte Hochofenschlacke verwendet werden, die zuvor getrocknet und auf eine Feinheit von mehr als 3000 cm2/g gemahlen worden ist.Furthermore, granulated blast furnace slag can be used instead of marl or fly ash, which has previously been dried and ground to a fineness of more than 3000 cm 2 / g.

Als chemischer Zusatz zur Verbesserung der Wasserbestän­ digkeit eignet sich in hervorragender Weise ein weich gebrannter Kalk, der im Handel unter der Bezeichnung Branntkalk erhältlich ist. In einer Dosierung von mehr als 3% bezogen auf die trockene Anhydrit-Mergel-Mischung, bewirkt dieser im gelöschten Zustand eine Verbesserung des Gefüges, die einem In-Lösung-Gehen des Gipes entgegenwirkt.As a chemical additive to improve water resources digkeit is excellently suited to a soft quicklime, which is commercially available under the name Quicklime is available. In a dosage of more than 3% based on the dry anhydrite-marl mixture, If deleted, this causes an improvement in the Structure that counteracts the pipe from going into solution.

Anstelle des Branntkalkes, der bei Anmachen der Mischung zu Kalkhydrat abgelöscht wird, kann auch das bereits gelöschte Weißkalkhydrat hergenommen werden.Instead of the quicklime, when the mixture is turned on hydrated to hydrated lime can do that too deleted white lime hydrate can be taken.

Ferner wurde gefunden, daß durch einen Zusatz von mehr als 2% eines handelsüblichen tonerdereichen Zements eine wei­ tere Verbesserung der Wasserbeständigkeit erzielt werden kann.It was also found that by adding more than 2% of a commercially available high-alumina cement a white improvement in water resistance can be achieved can.

Das Wesen vorliegender Erfindung wird anhand des folgenden Ausführungsbeispiels, das eine bevorzugte Ausführungsform darstellt, weiterhin erläutert:
The essence of the present invention is further explained on the basis of the following exemplary embodiment, which represents a preferred embodiment:

AusführungsbeispielEmbodiment

Zur Herstellung des wasserfesten Bindemittels werden 660 kg Anhydrit, und zwar entweder natürlicher oder solcher, der aus der chemischen Industrie stammt oder solcher aus der Rauchgasentschwefelung, nach vorangegangener Entwässerung mit 290 kg Mergel, 40 kg gebranntem Kalk und 10 kg Kaliumsulfat gemischt und gemeinsam vermahlen.To make the waterproof binder 660 kg of anhydrite, either natural or natural, which comes from the chemical industry or such from the flue gas desulfurization, according to the previous one Drainage with 290 kg marl, 40 kg quicklime and 10 kg of potassium sulfate mixed and ground together.

Man kann diese Bestandteile auch getrennt mahlen und danach miteinander vermischen.You can also grind these components separately then mix together.

Zu diesem 1000 kg Stoffgemisch werden 40 kg (=4%) Portlandzement PZ 35 F zugemischt.40 kg (= 4%) are added to this 1000 kg mixture Portland cement PZ 35 F added.

Das auf diese Weise erzeugte Bindemittel wird mit 350 kg Wasser (=35% bezogen auf das Bindemittel) zu einem Mörtel angemacht und in beliebige Formen gegossen und wie üblich verdichtet.The binder produced in this way is 350 kg Water (= 35% based on the binder) into one Mortar turned on and poured into any shape and condensed as usual.

Nach einem Tag kann entformt werden.The mold can be removed after one day.

Die Formkörper sollen mindestens noch ca. 28 Tage bei Raumtemperatur lagern. Danach hat sich ein wasserfestes Gefüge entwickelt.The moldings should last at least another 28 days Store at room temperature. After that has a waterproof Structure developed.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines Baustoffs und Bindemittels mit erhöhter Wasserbeständigkeit auf der Basis von natürlichem und/oder künst­ lichem Anhydrit mit hoher Mahlfeinheit, einem Anreger, einem hochfein gemahlenen Füller und die Wasserbeständigkeit bewirkenden Zusätzen, welches Bindemittel bzw. Baustoff eine Fein­ heit von mindestens 2500 cm2/g nach Blaine aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zusatzstoff handelsüblichen gebrannten Kalk und/oder gelöschten Kalk ein­ setzt.1. A process for the production of a building material and binder with increased water resistance based on natural and / or artificial anhydrite with high fineness, a stimulator, a finely ground filler and additives which cause water resistance, which binder or building material has a fineness of at least 2500 cm 2 / g according to Blaine, characterized in that one uses commercially available quicklime and / or slaked lime as an additive. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Zusatzstoff zumischt.2. The method according to claim 1, characterized, that you add the additive. 3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß man den gelöschten Kalk in Form von Weiß­ kalkhydrat einsetzt.3. The method according to claim 1-2, characterized, that the slaked lime in the form of white hydrated lime. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als weiteres, zusätzliches Additiv einen tonerdereichen Zement mit einer Dosierung von mindestens 2 Gew.-% , bezogen auf das Gesamt­ gewicht, einsetzt.4. The method according to claim 1 to 3, characterized,  that one as a further, additional additive high alumina cement with a dosage of at least 2% by weight, based on the total weight, inserts. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die erfindungsgemäßen Zusatzstoffe in einer Menge von zumindest 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht einsetzt.5. The method according to claim 1 to 4, characterized, that the additives according to the invention in an amount of at least 3% by weight, based on the total weight. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als künstlichen Anhydrit einen solchen einsetzt, der als Nebenprodukt in der chemischen Industrie anfällt.6. The method according to claim 1 to 5, characterized, that as an artificial anhydrite one uses that as a by-product in chemical Industry. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als künstlichen Anhydrit einen solchen einsetzt, der bei der Entschwefelung von Kraft­ werk-Gips anfällt und der durch eine geeignete Temperaturbehandlung bis zum Anhydrit entwässert ist.7. The method according to claim 1 to 5, characterized, that as an artificial anhydrite one used in the desulfurization of power gypsum plaster is obtained and by a suitable Temperature treatment dewatered to anhydrite is. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als feingemahlenen Füller einen Mergel mit einem Tonerdegehalt von zumindest 4 Gew.-% einsetzt.8. The method according to claim 1 to 7, characterized, that as a finely ground filler a marl with an alumina content of at least 4% by weight  starts. 9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als feingemahlenen Füller Flugasche aus Kraftwerken mit Steinkohlenfeuerung einsetzt.9. The method according to claim 1 to 7, characterized, that as a finely ground filler fly ash Power plants with hard coal firing. 10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als feingemahlenen Füller Braunkohlen- Flugasche einsetzt.10. The method according to claim 1 to 7, characterized, that as a finely ground filler Fly ash sets in. 11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als feingemahlenen Füller eine hochfein gemahlene, granulierte Hochofenschlacke verwen­ det.11. The method according to claim 1 to 7, characterized, that as a finely ground filler you have a very fine Use ground, granulated blast furnace slag det.
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