DE2257531B2 - Verfahren zur Herstellung eines rasch härtenden Portland-Zements - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines rasch härtenden Portland-ZementsInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Description
worin X Halogen bedeutet, und mindesten;, einem
aus der Gruppe 3CaO-SiO2, 2CaO-SiO2 und
4CaO-Al2O3-Fe2O3 sowie " Anhydrid enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß man mit dem Klinker mindestens ein Carbonat aus der
Gruppe Calciumcarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat
und Magnesiumcarbonat vermischt, das erhaltene Gemisch vermahlt und sodann zu
dem vermahlenen Gemisch feingepulverteii Anhydrid in einer solchen Menge zumischt, daß das Gewichtsverhältnis
A12O3/SO3 in dem Zement 0,6
bis 1,8 beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man außer dem Carbonat mindestens
ein Sulfat aus der Gruppe Natriumsulfat, Kaliumsulfat, Aluminiumsulfat und Magnesiumsulfat zumischt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klinker 5 bis
60 Gewichtsprozent HCaO-TAl2O3-CaX2 enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Carbonat
mit dem Klinker in einer Menge von 1 bis 15 Gewichtsprozent vermischt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sulfat mit
dem Klinker in einer Menge von 0,1 bis 70 Gewichtsprozent vermischt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinheit des vermahlenen
Gemisches einer spezifischen Oberfläche nach Blaine von 2500 bis 8500cm2/g entspricht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Feinheit des vermahlenen Gemisches einer spezifischen Oberfläche nach Blaine
von 4000 bis 6500 cm2/g entspricht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Feinheit des
Anhydritpulvers einer spezifischen Oberfläche nach Blaine von 2500 bis 15000 cm2/g entspricht.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinheit des Anhydritpulvers
einer spezifischen Oberfläche nach Blaine von 5000 bis 10000 cm2/g entspricht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Feinheit
des Anhydritpulvers, das mit dem vermahlenen Gemisch vermengt wird, erniedrigt, wenn die
Feinheit des vermahlenen Gemisches abnimmt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß X Fluor ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines extrem rasch härtenden Portland-Zeinents aus
einem Klinker, welcher als Hauptmineralien Calciumhalogenaluminat mit der Formel
45
Il CaO- 7Al2O3 -CaX2
(nachstehend als C11A7 · CaX2 abgekürzt), worin
X Halogen ist, eine feste Lösung von 3CaO-SiO2
(nachstehend als C3S abgekürzt), eine feste Lösung von 2CaO-SiO2 (nachstehend als C2S abgekürzt)
und eine feste Eisen(II)-Lösung aus
2CaO · Fe2O3 — 6CaO · 2 Al8O3 · Fe2O,
(nachstehend als C4AF abgekürzt) enthält.
Ein Klinker, welcher ais hydraulische Mineralien C11A7 · CaX2 und mindestens eines von C3S, C2S und
C4AF enthält, wird hergestellt, indem Rohgemische von kieselsäurehaltigen Materialien, aluminiumoxidhaltigen
Materialien, kalkhaltigen Materialien und einer geringen Menge einer Halogenverbindung, wie
einem Fluorid oder Calciumchlorid, gebrannt werden. Da der Klinker extrem aktive hydraulische Mineralien
von CnA7 · CaX2 enthält, erfolgt die Hydratisierung
nur dieses Klinkerpulvers zu schnell, als daß sowohl in der Anfangs- als auch in der späteren Stufe erheblich
hohe Festigkeiten ausgebildet würden. Es ist schon festgestellt worden, daß bei Zusatz von Anhydrit
(oder Anhydritgips) und/oder Hemihydrat (oder Hemihydratgips) oder Gips und einem oder mehreren
der Sulfate, Nitrate und Chloride von Kalium, Natrium, Magnesium, Calcium, Aluminium und Ammonium
(mit Ausschluß von Gips), von Zucker, von Natriumhydrogencarbonat, wasserlöslichen Phosphaten,
aliphatischen Carbonsäuren, Silicofluoriden, Natriumsilikat, Ligninsulfonat, höheren Alkoholestern
von Schwefelsäure und Alkylsulfonate! die Abbindezeit
eines auf diese Weise erhaltenen Zements erheblich verzögert wird und daß die Mörtelfestigkeit
des Zements sowohl in den frühen als auch in den späteren Stufen gegenüber derjenigen des erstgenannten
Zements verbessert wird.
Ein auf diese Weise hergestellter Zement hat jedoch verschiedene Nachteile, wie sie beispielsweise in den
folgenden Tabellen (Tabellen 1 und 2) zusammengestellt sind. Ein solcher Nachteil ist beispielsweise die
Tatsache, daß, obwohl bei Temperaturen oberhalb 2OX die Anfangsabhärtezeit geeignet ist und die
Festigkeit des Mörtels sich in den frühen und späteren Stufen gewünscht entwickelt, bei Temperaturen unterhalb
200C die Abbindezeit extrem langsam ist und daß sie sich in der frühen Stufe nicht ausbildet oder
daß sie sich in allen späteren Stufen nicht ausbildet.
In Tabelle 1 wird der Gehalt von Anhydrit und von Additiven in Zementen angegeben, die zu Versuchszwecken
nach dom obengenannten Herstellungsverfahren hergestellt wurden. Die Tabelle 2-1 und die
Tabelle 2-2 zeigen die Abbindezeit und die Druckfestigkeit von Mörteln aus diesen Zementen.
Nr.
Nr.
Nr.
geben
Nr.
Nr.
Nr.
Nr.
geben
Nr.
Nr.
Klinker
Anhydrit
85,0
85,0
85,0
85,0
85,0
85,0
85,0
85,0
80,0
82,45
85,0
85,0
85,0
85,0
85,0
85,0
85,0
80,0
82,45
85,0
80,6
80,6
14,0 i2,0 14,0 12,0 14,0 12,0 14,0 12,0 13,0 14.55
15,0 14,0
| Additive | 1,0 | Spezifische Ober |
| 3,0 | fläche nach Biaine | |
| 1,0 | des Zements | |
| 3,0 | cmVg | |
| Hemihydrat | 1,0 | 5480 |
| Hemihydrat | 3,0 | 5530 |
| Anhydrit | 1,0 | 5410 |
| Anhydrit | 3,0 | 5600 |
| Hemihydrat | 7,0 | 4400 |
| Hemihydrat | 2,0 | 5660 |
| Anhydrit | 5370 | |
| Anhydrit | 1,0 | 5420 |
| Kalkstein | 5450 | |
| Kalkstein | ||
| Wasserfreies Natrium | ||
| sulfat | 5420 5350 |
|
4,4
5480
Kalkstein
Wasserfreies Natriumsulfat 1,0
Zementproben wurden auf folgende Weise hergestellt:
1 und 2· Hemihydrat mit 5200 cm:/g (Biaine) und Anhydrit mit 8000 cnv/g (Biaine) wurden zu „ .
3 und 4· Anhydrit mit 14 500 cmVg (Biaine) und Anhydrit mit 8000 cm2/g (Biaine) wurden zu gepulvertem
5 bis 8· Anhydrit mit 8000 cmVg (Biaine) wird zu einem vermahlenen Gemisch von Hemihydrat oder Anhydrit
und Klinker ge
9 bis 10- Anhydrit und Kalkstein oder Kalkstein und wasserfreies Nairiumsulfat werden zu Klinker gegeben und vermählen.
11 bis 12: Getrennt vermahlener Anhydrit, Kalkstein und wasserfreies Natriumsulfat werden vermischt.
Probe Abbinde-Nr. zeit
Testtemperatur 5"C Abbinde- Testtemperatur 10 C
Druckfestigkeit des Mörtels (kg/cm2) Zcit Druckfestigkeit des Mörtels (kg/cm2)
Anfang/Ende 2 h 3 h 6 h 1 Tag 3 Tage 28 Tage Anfang/Ende 2 h 3 h 6 h ITag 3 Tage 28 Tage
(min)
—
—
-
—
—
—
—
—
—
—
—
—
— 11
75 21 48
—
—
204 195 190
20S 202
25 10
—
61
80
90 41—62
190—330
190—330
49—71
220—340
220—340
68—97
235—390
235—390
58—70
191—200
191—200
40—59
60—72
60—72
80
81
69
81
69
77
45
31
31
92
85
170
11
144
186
167
19
19
180
202
202
256
86
86
202
70
70
250
44
44
210
120
H
14
H
14
268
278
294 262 303 295 321 202 306 291 105 102 303 348
Probe Abbindezeit Testtemperatur 200C
Nf· Druckfestigkeit des Mörtels (kn,'cn
Anfang/Ende 2 h 3 h 1 Tag 3 Tage
(min)
Abbindezeit Testtemperatur 30 C
Druckfestigkeit des Mörtels (kg/cm2) Tage Anfang/Ende 2 h 3 h ITag 3 Tage 28 Tage
(min)
13—20
27—37
16—21
25—33
23—32
29—40
19—29
26—35
29-41
34—40
26—32
30—41
60
48
49
32
80
79
78
69
68
72
65
58
48
49
32
80
79
78
69
68
72
65
58
94
92
71
102
98
110
102
104
102
112
98
100
206
201
189
212
196
219
202
227
229
214
209
206
259
261
223
243
240
276
254
277
312
294
261
271
413
422
398
412
421
419
407
426
459
428
412
439 21—29
26—34
20—29
27—39
24—29
27—38
23—31
29-41
27—33
28—36
23—30
29-37
69
71
68
59
59
48
64
71
59
68
64
55
71
68
59
59
48
64
71
59
68
64
55
114
118
121
114
118
106
124
119
116
111
112
114
221
223
203
214
218
221
216
208
228
214
210
209
321
330
310
309
311
3Ü2
314
309
359
312
330
352
424
435
411
433
430
428
426
414
478
431
420
448
Bei der Testtemperatur von
liehen Proben als Verzögerer
liehen Proben als Verzögerer
3O0C wurde Zitronensäure in einer gegeben.
Menge von 0,2 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement, zu samt-
Die Tabellen 1 und 2 zeigen, daß die Abbindezeit dieser Zemente geeignet war und daß sich die Festigkeiten
der Mörtel sowohl bei 20 als auch bei 30° C erheblich entwickelten. Die Tabellen zeigen aber auch,
daß bei den niedrigeren Temperaturen von 5 und 100C die Abbindezeit extrem verlängert wurde und daß die
Früh-Festigkeit der Mörtel niedrig war oder sich nicht entwickelte und daß die Später-Festigkeit der
Mörtel sich ebenfalls nicht zufriedenstellend entwickelte. Es wurde weiter beobachtet, daß diese
charakteristischen Eigenschaften, wie in den Proben Nr. 1 bis 8 gezeigt, nicht verbessert werden konnten,
wenn die Menge des Hemihydrate oder des Anhydrits, die als Verzögerer zugesetzt wurden, vermindert wurde
oder wenn man, wie bei der Probe 11, in Abwesenheit dieser Stoffe arbeitete.
Es ist daher ein Ziel dieser Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines modifizierten, extrem rasch
härtenden Portland-Zements zur Verfügung zu stellen, dessen Mörtel-Abbindezeit selbst bei niedriger Temperatur
geeignet ist und dessen Druckfestigkeit sich in der frühen und in der späteren Stufe durch einen
weiten Temperaturbereich von niedrigen zu hohen Temperaturen zufriedenstellend entwickelt.
Gemäß der Erfindung wird daher ein modifizierter Portland-Zement durch ein Verfahren hergestellt, bei
welchem ein Gemisch eines Carbonats von Calcium, Natrium, Kalium oder Magnesium oder ein Gemisch
des Carbonats und eines Sulfats von Natrium, Kalium, Aluminium oder Magnesium mit einem Klinker,
welcher CnA7 · CaX2 enthält, vermählen wird und bei
welchem zu dem resultierenden pulverförmigen Gemisch Anhydrit-Pulver zugesetzt wird.
ίο Die Erfindung soll an Hand der Ziiichnung näher erläutert werden.
ίο Die Erfindung soll an Hand der Ziiichnung näher erläutert werden.
Die F i g. 1 und 2 zeigen die Beziehung zwischen der Feinheit des erfindungsgemäß hergestellten Zements
und der Abbindezeit und der Druckfestigkeit der daraus hergestellten Mörtel.
Die Ergebnisse von Versuchen, welche unter Verwendung eines Klinkers derselben Zusammensetzung
wie im obigen Versuch
'C11A7-CaF2 24% C3S 49%)
vorgenommen wurden, sind in den Tabellen 3 und 4 gezeigt.
| Probe | Mischverhältnis | (Gewichtsprozent) | Additive | 5,0 | Spezifische Ober |
| Nr. | Klinker | Anhydrit | 4,4 |
fläche nach Blaine
des Zements |
|
| Calciumcarbonat | 4,4 | cm'/g | |||
| 1 | 80,0 | 15,0 | Kalkstein | 5520 | |
| 2 | 80,6 | 15,0 | Kalkstein | 1,0 | 5410 |
| 3 | 80,6 | 14,0 | Wasserfreies Natrium | 4,0 | |
| sulfat | |||||
| Calciumcarbonat | 5590 | ||||
| 4 | 81,0 | 15,0 | 5470 | ||
| Tabelle 4-1 | |||||
Anfang/ 2 h 3 h 6 h
Ende
(min)
1 Tag 3 Tage 28 Tage Anfang/ 2 h 3 h 6 h 1 Tag 3 Tage 28 Tage
Ende
(min)
| 1 | 60—71 | 35 | Probe Abbindezeit | Anfang/Ende | 77 144 | 240 | 309 432 | !Tag | 35-44 | 42 | 112 | 164 | 3h | 240 | 321 | 3 Tage | 442 |
| 2 | 59—69 | 34 | Nr. | (min) | 80 152 | 258 | 325 455 | 31—39 | 49 | 110 | 177 | 248 | 335 | 439 | |||
| 3 | 58—75 | 39 | 89 153 | 260 | 330 561 | ; 3 Tage 28 | 32—39 | 51 | 112 | 186 | 259 | 339 | 462 | ||||
| 4 | 60—72 | 30 | 71 149 | 251 | 307 437 | 33—42 | 42 | 109 | 166 | 255 | 330 | 458 | |||||
| Tabelle 4-2 | |||||||||||||||||
| Testtemperatur : | 20° C | Abbindezeit | Testtemperatur | 300C | |||||||||||||
| Druckfestigkeit des Mörtels (kg/cm2) | Druckfestigkeit | des Mörtels (kg/cm | «) | ||||||||||||||
| 2h 3h | 2h | ITag | 28 Tage | ||||||||||||||
| Tage Anfang/Ende | |||||||||||||||||
| (min) | |||||||||||||||||
1 21—29 78 115 230 319 458 26—35
2 23—35 83 120 232 312 462 27—34
3 24—32 95 124 242 320 470 25—33
4 23—32 86 121 238 315 466 26—33
132 221 369 459
144 225 352 468
145 232 390 494
136 221 378 482
136 221 378 482
Bei der Testtemperatur von 200C wurde Zitronensäure in einer Menge von 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement zu den
Proben als Verzögerer zugegeben. '
Aus den Ergebnissen der Tabellen 3 und 4 wird ersichtlich, daß ein erfindungsgemäß hergestellter Zement
sowohl bei 10 als auch bei 5 C eine hohe Früh-Abbindefestigkeit zeigt und daß bei Temperaturen
von 20 und 30cC die Zugabe eines Verzögerers eine
normale Abbindezeit und Anfangsfestigkeit ergibt. Es wird auch ersichtlich, daß der erfindungsgemäß
hergestellte Zement am Ende der Zeitspanne von 3 Tagen eine erheblich höhere Druckfestigkeit zeigt
als die früheren Versuche im Temperaturbereich von 5 bis 30cC und ein Zement, welcher hergestellt worden
ist, indem Kalk und wasserfreies Natriumsulfat getrennt vermählen werden, wie bei der Probe Nr. 12
der Tabellen 1 und 2 der Fall ist.
Der Grund, warum der erfindungsgemäß hergestellte Zement bei niedrigen Temperaturen eine ausgezeichnete
Früh-Festigkeit zeigt und warum die Festigkeit in der späteren Stufe erheblich erhöht ist.
ist vermutlich auf folgendes zurückzuführen. Wenn der Klinker mit den Additiven vermischt wird, welche
aus einem Carbonat oder einem Carbonat und einem Sulfat bestehen, und wenn damit eine Vermahlung
erfolgt, dann wird nicht nur die Teilchenverteilung der gemahlenen Klinkerteilchen innerhalb eines engen
Bereiches durch die Gegenwart von Additiven eingestellt, sondern die Klinkerteilchen und die Additive
werden auch in dem vermahlenen Material homogen gemischt. Als Ergebnis nimmt daher, wenn mit einem
Zement, der durch Mischen des oben gemahlenen Materials mit pulverigem Anhydrit erhalten worden
ist, der Hydratisierungstest durchgeführt wird, die Geschwindigkeit der Auflösung des Klinkers in die
flüssige Phase selbst bei niedrigen Temperaturen, wie Raumtemperatur, zu, so daß die Geschwindigkeit der
Auflösung in die flüssige Phase des Klinkers und des Anhydrits angemessen ist, um Hydratisierungsmineralien,
z. B. Calciumsulfoaluminat, zu ergeben, und wobei die Hydratisierung beschleunigt wird.
ίο Bei den Proben Nr. 9 und 10 der Tabellen 1 und 2
wird ein Gemisch von Klinker und Anhydrit oder von Klinker, Kalk und wasserfreiem Natriumsulfat gemahlen,
doch wird angenommen, wenn Anhydrit in diesem Falle selektiv übermahlen ist und wenn die
Hydratisierung bei dem auf diese Weise erhaltenen Zement untersucht wird, daß die Auflösungsgeschwindigkeit
des Anhydrits in die flüssige Phase bei niedrigeren Temperaturen extrem schneller wird als im
Falle des Klinkers und daß die Hydratisierung verlangsamt wird.
Die Versuchsergebnisse werden nachfolgend hinsichtlich der Beziehung zwischen der Feinheit des
Zements, der erfindungsgemäß hergestellt worden ist, und der Abbindezeit und der Druckfestigkeit erläutert.
In den Tabellen 5 und 6 sind die chemische und die mineralische Zusammensetzung des Klinkers
und die chemische Zusammensetzung des Gips, die bei den Versuchen verwendet wurden, zusammengestellt.
Chemische Zusammensetzung (Gewichtsprozent)
AUO,
Fe2On
CaO
SO3 Gesamt
Mineralische Zusammensetzung
(Gewichtsprozent) CnA7 CaF, C3S
14,1 2,5
62,3
1,0 1,2
98,1
Glühvcrlust, % SiO2 + R2O3,
21,1
CaO, SOä, %
1,9
31,8 44,8
51
Insgesamt, °/o
99,6
Der bei diesem Test verwendete Anhydrit wird hergestellt, indem Gips mit der chemischen Zusammensetzung
gemäß Tabelle 6 bei einer Temperatur von 9500C eine Stunde in einem elektrischen Ofen gebrannt
wird. Die spezifische Oberfläche beträgt 8000 cm2/g (Blaine).
Der Test wurde mit einem Zement durchgeführt, welcher durch Vermählen des Klinkers, von Kalk
(Reinheit 98%) und wasserfreiem Natriumsulfat in einem Gewichtsverhältnis von 94: 5: 1 zu verschiedenen
Feinheiten und durch Zugabe des gepulverten Anhydrits zu dem resultierenden Gemisch in einer
solchen Menge hergestellt worden war, daß das Gewichtsverhältnis A12O3/SO3 in dem auf diese Weise
erhaltenen Zement 1.0 betrug. Die Druckfestigkeit des Mörtels bei einer Temperatur von 10°C wurde
(nach der Testmethode JIS R 5201, die auch auf die unten angegebenen Druckfestigkeitstests Anwendung
fand) bestimmt. Auch die Bestimmung der Abbindezeit des Mörtels (Zement: Standardsand =-- 1 : 2. Wasser/Zcmcnt-Verhältnis
0,55) sowie die Bestimmung des Früh- und Endhärtens des Zements erfolgten nach der JlS-Norm R 5201. nämlich der Testmethode
für das Pastenabbinden.
Die F i g. 1 und 2 zeigen, daß bei einer Mischtemperatur von 10" C spezifische Oberflächen vor
oberhalb 5000 cm2/g (Blaine) ein plötzliches rasche; Abbinden und eine hohe Früh-Festigkeit ergaben
Der Grund hierfür liegt darin, daß bei einer spezi fischen Oberfläche des Klinkerpulvers unterhall
5000cm2/g der Kalk selektiver als der Klinker ge
mahlen wird, was selbst dann zutrifft, wenn die Fein heit des gemahlenen Materials unterhalb 5000 cm2;':
liegt, wobei die Feinheit des Klinkers gering ist um
daher die Auflösungsgeschwindigkeit des Klinkers i die flüssige Phase erheblich langsamer ist als diejenig
des Anhydrits. Im Ergebnis wird daher die EntwicV lung der Früh- und Spät-Festigkeit verlangsamt. Wen
dagegen die spezifische Oberfläche des Klinkerpulvei oberhalb 5000 cm2/g liegt, dann wird in dem Maß, wi
die Feinheit des Klinkers auch groß wird, die Au lösungsgeschwindigkeit des Klinkers im Gleichgcwicl
509 551/2:
mit derjenigen des Anhydrits, so daß sie ausreichen, um Hydratisierungsmineralien zu ergeben, wodurch
sich die Früh- und die Spät-Festigkeit zufriedenstellend entwickeln.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines rasch härtenden Portland-Zements aus Klinker,
welcher ein Calciumhalogenaluminat mit der Formel CnA7 · CaX2 und mindestens ein Material aus der
Gruppe C3S, C2S und QAF umfaßt, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man ein Additiv, bestehend aus mindestens einem Carbonat von Calcium, Natrium,
Kalium und Magnesium oder einem Gemisch des Carbonats und mindestens eines Sulfats von Natrium,
Kalium, Aluminium, zusetzt und daß man zu dem gemahlenen Gemisch feingepulverten Anhydrit in einer
solchen Menge gibt, daß das Gewichtsverhältnis von A12O3/SO3 in dem auf diese Weise hergestellten Zement
0,6 bis 1,8 beträgt.
Die vorliegende Erfindung wird auf einen Klinker angewendet, der 5 bis 60% CnA7 · CaX2 enthält. Die
Feinheit des vermahlenen Gemisches von Klinker und Additiven liegt geeigneterweise im Bereich von
2500 bis 85OOcm'2/g (Blaine), vorzugsweise 4000 bis
6500cm2/g (Blaine). Es ist vorzuziehen, einen Anhydrit
zu verwenden, der durch Brennen von Gips bei ungefähr 950°C hergestellt worden ist. Seine Feinheit
liegt geeigneterweise im Bereich von 2500 bis 15000 liegt geeigneterweise im Bereich von 2500 bis
15000 cm2/g (Blaine). vorzugsweise im Bereich von 5000 bis 10000 cm2/g (Blaine). Es ist auch vorzuziehen,
im Falle, daß die Feinheit des vermahlenen Klinkers und der Additive gering ist, einen Anhydrit mit niedriger
Feinheit zuzumischen. Es ist weiter vorzuziehen, die Temperaturen, bei welchen der Zement erhärtet,
in dem Maß zu erniedrigen, wie der Zement feiner ist. Wenn beispielsweise ein Zement hergestellt wird, indem
Klinker, Kalk und wasserfreies Natriumsulfat im Gewichtsverhältnis von 95:4:1 vermischt werden,
gemahlen werden und sodann ein Anhydrit zugegeben wird, der durch Brennen eines Nebenprodukt-Gipses
erhalten worden ist. welcher aus einer Naßverfahren-Phosphorsäure bei 950 C hergestellt worden ist, dann
soll Anhydrit mit 8000 cm2/g (Blaine) zugesetzt werden,
wenn die I einheit des gemahlenen Gemisches 5000Cm2Zg beträgt, und ein Anhydrit zugegeben
werden mit oberhalb 8000cm2,g (Blaine), wenn das
gemahlene Gemisch oberhalb 5OOOcm2/g (Blaine) isl.
Beim Verfahren der Erfindung liegt die Menge des
Carbonats von Calcium, Kalium und/oder Magnesium usw., die dem Klinker zugesetzt wird, im Bereich
von 1 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf den Klinker. Diejenige des Sulfats von Natrium, Kalium,
Aluminium und/oder Magnesium beträgt 0,1 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf SO3. Additive unter der
unteren Grenze des obigen Werts haben keinen Einfluß. Mengen oberhalb der oberen Grenze sind nicht
vorzuziehen, da hierdurch die Festigkeit des Zements vermindert wird. Innerhalb des angegebenen Bereiches
nimmt die Abbindefestigkeit in dem Maße zu, wie die Menge der Additive erhöht wird. Es ist jedoch vorzuziehen,
die Menge der Additive entsprechend einem C11A7 · CaXjj-Gehalt im Klinker einzustellen.
Bei der Durchführung der Frfinduiig kann Anhydritpulver
dem gemahlenen Klinker nach einer der folgenden Weisen zugesetzt werden. Bei einer Methode wird
Anhydrit gesondert bis zu einer bestimmten Feinheit gemahlen und mit dem pulverförmigen Gemisch von
Klinker und einem Carbonat oder von Klinker, einem Carbonat und einem Sulfat, welches bis zu einer bestimmten
Feinheit in einer Mühle vermählen worden ist, vermischt. Bei einer anderen Methode werden rohe
Körner von Anhydrit zu einer Mühle gegeben, bevor das pulverförmige Gemisch von Klinker und einem
Carbonat oder von Klinker, einem Carbonat und einem Sulfat bis zu einer bestimmten Feinheit gemahlen
wird, so daß das vermahlcne Klinkergemisch und der Anhydrit am Mühlenauslaß mit der gewünschten
Feinheit erhalten werden.
Es ist auch möglich, das Mahlen zu beschleunigen, indem man das gleiche Mahlhilfsmittel verwendet, wie
es beim Mahlen von herkömmlichem Portlandzement-Klinker verwendet wird.
Es ist weiterhin möglich, einen Zement herzustellen, der bei niedrigen Temperaturen erhärtet, indem man
ein Gemisch eines herkömmlichen Portland-Zement-Klinkcrs und des erfindungsgemäß verwendeten
Klinkers vermahlt und sodann hierzu Anhydrit zumischt.
Gemäß der Erfindung kann eine kontrollierte Abbindezeit
und eine hohe Früh-Festigkcitsentwicklung,
die bislang als nicht erreichbar angesehen wurde, duren einen weiten Temperaturbereich von hohen bis niedrigen
Temperaturen (wobei bei hohen Temperaturen Verzögerer, wie Zitronensäure, verwendet werden
sollten) erhalten werden. Die Festigkeit in der späteren Stufe ist erheblich verbessert, und aus dem Zemen
kann ein Mörtel und ein Beton mit ausgezeichneter Vcrarbeitbarkeit hergestellt werden.
45
Ein Gemisch von rotem Bauxit, Ton. gebrannten! Kalk, Fluorit und einer geringen Menge von Oipwurde
vermählen, gemischt und unter Druck verformt. Es wurde bei Temperaturen von 1260 Di.
135UC gebrannt, so daß ein Klinker erhalten wurde,
dessen chemische und mineralische Zusammensetzuni in Tabelle 7 gezeigt wird.
Chemische Zusammensetzung (Gewichtsprozent)
SiO2 AI2O3 Fe2O, CaO
Insgesamt
.Mineralische Zusammensetzung (Gewichtsprozent)
C11A, · CaF. Cß
13,5
2,1
63,4
Ecmahlcn-
1.2 97,4
23
56
Glühvcrlust, %
SiO2 I R2O3, % CaO, %
SO3, %
Insgesamt, %
2,7
34,4
0,32
99,3
Us wurden verschiedene Zemente hergestellt, indem zu dem Klinker Dolomit, Kalk und wasserfreies
Natriumsulfat in den in Tabelle 9 angegebenen Mengen zugemischt wurden, das resultierende Gemisch
zu den in Tabelle 9 angegebenen Feinheiten in einer offenen Krcislauf-Dreikammer-Mühle mit einem
Durchmesser von 2 m und einer Länge von 14 m vermählen wurde und indem Anhydritgips, hergestellt
wie oben beschrieben, in den in Tabelle 9 angegebenen
Mengen zugemischt wurde. In dem erhaltenen Zemeni
ίο wurden die Abbindezeit und die Druckfestigkeit de!
Mörtels bei verschiedenen Temperaturen gemessen Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 9 zu
sammengestellt. Tabelle 9 enthält zu Vergleichs zwecken ein Versuchsergebnis mit einem Zement, de
nach der Methode der Tabelle 1, Nr. 3 und 4, herge stellt worden ist.
| Tabelle 9 | Methode | Mischverhältnis des Zements | Dolomit | Anhydrit, zuge geben nach dem Mahlen ClCS |
Spezi | Abbinde | Abbindc- | Druckfestigkeit des | 2) | 6h | Mörtels | 3 Tage |
28 Tage |
| Nr. | (Gewichtsprozent) | Klinkers | fische | tem | zeit des | (kg/cm | 3 h | ||||||
| Vermahlene Materi alien Klinker Additive |
4,4 | Ober fläche nach BIaine der ver- mahlenen |
peratur des Mörtels |
Mörtels Anfangi |
2 h | 152 | 1 Tag |
306 | 448 | ||||
| Mate rialien |
( C) | Ende (min) |
71 | 166 | 328 | 452 | |||||||
| Kalkstein | 15 | 5 | 60—71 | 38 | 103 | 188 | 229 | 304 | 465 | ||||
| 10 | 37—44 | 40 | 121 | 195 | 248 | 36S | 471 | ||||||
| 80,6 | 4,4 | 5130 | 20 | 23—31 | 78 | 131 | 161 | 221 | 331 | 470 | |||
| 1 | GO | 30 | 24—29 | 81 | 80 | 171 | 222 | 341 | 480 | ||||
| •α C |
15 | 5 | 56—67 | 40 | 118 | 198 | 255 | 312 | 488 | ||||
| UJ | Kalkstein | 10 | 30—39 | 51 | 121 | 201 | 258 | 382 | 490 | ||||
| 80-6 | 4,4 | 5070 | 20 | 23—30 | 89 | 133 | 231 | ||||||
| 2 | TJ | Wasser | 30 | 25—30 | 90 | 160 | 242 | 335 | 468 | ||||
| ca | freies | 90 | 188 | 338 | 460 | ||||||||
| ■■rz £ |
Natrium | 14 | 5 | 60—72 | 37 | 110 | 192 | 260 | 320 | 471 | |||
| bo | sulfat | 10 | 32—12 | 49 | 128 | 260 | |||||||
| 80,6 | 1,0 | 5110 | 20 | 26—32 | 90 | 244 | |||||||
| 3 | |||||||||||||
| 200 | 390 | 497 | |||||||||||
| keine | 141 | — | 99 | 281 | |||||||||
| 30 | 23—30 | 93 | — | 90 | 238 | 282 | 401 | ||||||
| 15 | 5 | 38 | 152 | 30 | 251 | 408 | |||||||
| XJ ο § | 10 | 45—60 | — | 90 | 105 | 195 | 312 | 412 | |||||
| 85 | 5020 | 20 | 23—42 | 60 | 110 | 206 | |||||||
| 4 | ^ üi2 £ | 30 | 26—38 | 71 | 220 | ||||||||
Bei der Tcstlcmpcratur von 20 und 30 1C bei den Versuchen 1 bis 3 wurden 0,75 bzw. 1,5% Zitronensäure als Verzögerer in d
Mischwasser aufgeschmolzen. Bei 20 und 30"C beim Versuch Nr. 4 wurde Zitronensäure in einer Menge von 1,0 und 2,0% des Zemc
als Verzögerer zugesetzt.
Zementklinker mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 10, hergestellt unter Verwendung der gleichen
Materialien wie im Beispiel 1, rasch härtender Portland-Zemcnt-Klinkcr
mit einer Zusammensetzung gemül.i Tabelle 11 und Magnesiumcarbonat oder Kalk
und wasserfreies Natriumsulfat wurden vermischt,
unter Verwendung der gleichen Mühle wie im B spiel 1 zu der in Tabelle 12 angegebenen Feinheit ν
mahlen, worauf zu dem resultierenden Gemisch ι Anhydrit gegeben wurde, welcher aus Gips mit c
Zusammensetzung gemäß Tabelle 8 hergestellt wore war. Die zugegebenen Mengen sind in der Tabelle
angegeben. Bei verschiedenen Temperaturen wurc bei diesem Zement die Abbindezeit und die Drui
festigkeit bestimmt.
13
Chemische Zusammensetzung (Gewichtsprozent)
11,2
Al2O3
23,9
Fe2O3
CaO
2,9 57,9
1,8
14
Insgesamt
97,7
Mineralische
Zusammensetzung
(Gewichtsprozent)
C11A7 ■ CaF. C3S
31
SiO1, %
Al2O3, % Fe2O3,
CaO, %
MgO,
Insgesamt,
5,4
67,0
1,5
98,2
Nr. Mischverhältnis (Gewichtsprozent) Vermah.ene Materialien
Rasch Klinker, Additive härtender enthaltend Klinker C11A7-CiF2
An- Feinheit Abbinde- Abbinde- Druckfestigkeit des Mörtels (kg/cm-)
1^* £-£n iSTdeSLS 2h 3h 6h
> T^age 28Tage
Materials Mörtels
| cm Vg | (0C) | Anfang/Ende | 14 |
| (Blaine) | 5 | (min) | 20 |
| 10 | 75—90 | 44 | |
| 20 | 42—52 | 48 | |
| 5210 | 30 | 33-40 | 15 |
| 5 | 20—28 | 23 | |
| 10 | 77—95 | 52 | |
| 5180 | 20 | 45—55 | 55 |
| 30 | 31—45 | ||
| 21—29 | |||
1 39,6 40,0
Magnesium-
carbonat
4,4
2 38,6
40,0
Kalkstein
4,4
Wasserfreies
Natriumsulfat
1,0
48 82 225 330 462
51 95 235 321 470
85 142 255 331 472
86 155 254 345 475
44 93 231 312 452
78 121 242 345 490
92 149 260 342 510
152 260 350 512
Bei der Testtemperatur von 30° C wurde 0,5% Zitronensäure als Verzögerer zugesetzt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung eines rasch härtenden Portland-Zements, der aus einem Klinker besteht,
welcher ein Calciumhalogenaluminat mit der Formel
HCaO-TAl2O3-CaX2
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP46094440A JPS5215610B2 (de) | 1971-11-26 | 1971-11-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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