DE4308655C2 - Silicatbeton in Form eines vorgeformten Bauteils - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen Silicatbeton in Form eines vorgeform­ ten Bauteils, insbesondere in Form eines Kalksandsteins, hergestellt aus einem Gemisch von quarzhaltigem Sand, Kalk, Zuschlagstoffen und Was­ ser durch Preßformgebung und anschließende Autoklavenbehandlung.

Silicatbeton wird in Form von Kalksandsteinen für den Mauerwerksbau, dichter Silicatbeton für Fertigteile, Porenbeton für Mauersteine und Fertig­ teile und ähnliche Anwendungen eingesetzt.

Bei der Herstellung von Silicatbeton reagieren Zuschlagstoffe und Binder unter Ausbildung eines Kalk-Sand-Binders. Die chemische Reaktion läuft so ab, daß der eingesetzte Sand im Autoklaven im basischen Milieu, das durch den eingesetzten Brandkalk und das Anmachwasser entsteht, bei Sattdampfbedingungen an der Oberfläche in Lösung geht und mit den Kal­ ziumionen der Lösung unter Ausbildung von Kalzium-Silicat-Hydraten reagiert. Die so neu gebildeten Bindemittelminerale wachsen in die Rau­ higkeit der Sandkörner ein und verwachsen vor allem untereinander zu ei­ nem dichten, aber feinporösem Gefüge, das den Produkten die erforderliche Festigkeit verleiht.

Diese Art der Betonherstellung ist aus ökonomischen Gründen deshalb sehr vorteilhaft, weil kein Kies als Zuschlagsmittel verwendet werden muß, der ja in immer geringeren Mengen zur Verfügung steht, und weil nur etwa 8 bis 10% Brandkalk als primäres Bindemittel zugesetzt werden müssen im Vergleich von etwa 25% Zement bei Normalbeton.

Das vorstehend beschriebene Grundgemisch wird vor der Autoklavenhär­ tung zu Formlingen gepreßt, z. B. zu Mauersteinen, die als Fertigprodukt dann als Kalksandsteine bezeichnet werden. Darüber hinaus können auch noch beliebig andere vorgeformte Bauwerksteile hergestellt werden.

Die Qualität von Silicatbeton hängt wesentlich auch von der Güte des ein­ gesetzten Quarzsandes ab. Quarzsand weist ein relativ schmales Körnungs­ band auf und besitzt wenig Feinkorn.

Für eine gute Druck- und Abriebfestigkeit des Fertigproduktes ist aber ein gleichmäßiges Körnungsband mit genügendem Feinkornanteil zum Aus­ füllen der Hohlräume zwischen dem groben Korn und darüber hinaus eine möglichst vorteilhafte reaktive Phase des Gemisches zur Hydratbildung beim hydrothermalen Härtungsvorgang erforderlich.

Es werden dementsprechend herkömmlicherweise zusätzlich zu den vorste­ hend genannten Grundstoffen auch noch Zuschlag- bzw. Füllstoffe einge­ setzt, die teilweise die natürlichen quarzhaltigen Sande substituieren. Als derartige Füllstoffe sind beispielsweise aus der DD-OS 25 70 63 Kaolinab­ sande, aus der Zeitschrift "Baustoffindustrie" 1982, H2, Seite 48, Glas­ bruch, aus der DE-OS 37 33 564 Eisensilicatschlacke, aus der DE-OS 37 01 856 Kupolofenschlacke und aus der DE-OS 37 26 256 Löß- und Hoch­ ofenschlacke bekannt. Bei der Auswahl der Füll- bzw. Zuschlagstoffe ging man bisher grundsätzlich davon aus, daß aluminiumreiche Minerale störend wirken würden.

Aus GB 1,091,766 ist die Herstellung eines Kalksandsteins unter Verwen­ dung von sehr feinem, reinem Silicatmehl bekannt. Dort wird auch die Zu­ gabe von Granit oder Basalt erwähnt, jedoch als Grobbestandteil. In QUINCKE, J.-E. "Herstellung von Kalksandsteinen der Rohdichteklasse 2,0 und größer" in DE-Forschungsbericht, Forschungsvereinigung Kalk- Sand eV des Bundesverbandes Kalksandsteinindustrie eV Hannover, Nr. 55, März 1982, wird die Herstellung von Kalksandsteinen der Rohdichte­ klasse 2,0 kg/dm³ und größer als erstrebenswert beschrieben. Hierzu wird gelehrt, den leichteren Quarzsand in der Mittel- und Grobkornklasse 0,4 bis 3,0 mm durch ein spezifisch schwereres Basalt- oder Diabas-Korn zu erset­ zen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Silicatbeton, insbesondere Kalksandsteine, so zu verbessern, daß die Druck- und Abriebsfestigkeit bei kostengünstiger Herstellbarkeit erhöht werden. Darüber hinaus soll es möglich sein, als Füll- bzw. Zuschlagstoffe insbesondere solche Materiali­ en zu verwenden, welche bei anderweitigen Prozessen als Abfallstoffe an­ fallen, so daß nicht nur eine kostengünstige Beschaffung dieser Stoffe möglich ist, sondern durch deren Verwendung gleichzeitig auch noch eine Entsorgung bewerkstelligt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Zugabe von bis zu 25 Gew.-% Diabas in Form von Brecher- oder Zyklonstäuben. Diese Stäu­ be fallen stets in genormten, gleichbleibenden Korngrößen (0,01 bis 0,09 mm) an.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß eine solche Zugabe mit an­ schließender intensiver Mischung vor Herstellung der Rohlinge die Qualität der Endprodukte, insbesondere von Kalksandsteinen, erheblich verbessert, indem die Druck- und Abriebfestigkeit steigt und die Zeitdauer der hy­ drothermalen Härtung bis zu 30% gesenkt werden kann.

Der erfindungsgemäß verwendete Diabas fungiert gleichzeitig als Füllstoff und als reaktive Phase. Hieraus erklärt sich die Festigkeitsverbesserung sowie die Verkürzung der Zeitdauer der hydrothermalen Härtung.

Durch die Beteiligung des erfindungsgemäßen sehr feinkörnigen Diabas an den hydrothermalen Reaktionen darf die Zugabemenge 25 Gew.-% nicht überschreiten, da darüber hinausgehende Anteile zu einer zu großen Lö­ sungskonzentration führt, die das chemische Gleichgewicht so verlagert, daß die Festigkeit des Fertigprodukts wieder gesenkt wird.

Diabas fällt als Abfallprodukt in Form von Brecher- und Zyklonstäuben an und kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer volkswirt­ schaftlich sinnvollen Verwendung zugeführt werden.

Die im Einzelfall zu wählende Zugabemenge hängt überdies von der Korn­ größe des Füll- bzw. Zuschlagstoffes sowie von der Kornzusammensetzung des Sandes bzw. des Sand-Zuschlagstoffgemisches ab. In der Regel liegt der Anteil des Füll- bzw. Zuschlagstoffes gemäß der Erfindung dement­ sprechend bei ca. 10 bis 15 Gew.-%.

Der erfindungsgemäße Einsatz von Diabas zur Herstellung von Kalksand­ steinen erschöpft sich nicht in der Anwendung als Füllstoffe, sondern er­ streckt sich auch auf den Einsatz als Zuschlagstoff.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß durch die Verwendung von Diabas in Staubform gegenüber herkömmlichen Kalksandsteinen eine hohe Kanten- und Druckfestigkeit, eine außergewöhnliche Frostsicherheit, eine Verkürzung der Reaktionszeit und eine Kalkersparung infolge Kalksubsti­ tution durch den basischen Diabas unter gleichzeitiger Entsorgung eines Abfallstoffes realisierbar sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels im Vergleich zu einem nach dem Stand der Technik hergestellten Produkt in Form eines Kalksandsteins näher erläutert:

Stand der Technik

Als Ausgangsmaterial wird ein Gemisch aus 90% Quarzsand, 10% Kalk und 6% Wasser verwendet.

Der Sand weist ein Körnungsband von 0,1 bis 7,0 mm und einen d₅₀ von 0,7 mm auf. Die Mischung wird mit einem Druck von 88,29 bar zu Roh­ lingen verpreßt und im Autoklaven bei 15 bar und 200°C unter einer ge­ sättigten Wasserdampfatmosphäre gehärtet.

Die Härtungszeit der Rohlinge beträgt 5 Stunden einschließlich 1 Stunde Aufheizzeit.

Ausführungsbeispiel nach der Erfindung

Es wird ein Gemisch von 80% Sand, 10% Kalk und 10% Diabas in Form von Brecherstäuben mit einem Körnungsband von 0,01 bis 0,06 mm sowie 6% Wasser verwendet.

Die Verfahrensweise ist die gleiche wie vorstehend im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschrieben. Lediglich die Härtungszeit der Roh­ linge betrug einschließlich der einstündigen Aufheizzeit nur 4 Stunden.

Vergleich

Bei der visuellen Beurteilung der Kantenfestung ergibt sich, daß die nach dem Stand der Technik hergestellten Steine nach einem Transport von ca. 170 km und mehrfacher Umlagerung starke Kantenbeschädigungen zeigen, während die erfindungsgemäß hergestellten Steine unter gleichen Bedingungen wenig Abrieb und hohe Kantenschärfe aufweisen. Auch ist deren Oberfläche wesentlich glatter.

Claims (1)

1. Silicatbeton in Form eines vorgeformten Bauteils, insbesondere Kalksandsteins, hergestellt aus einem Gemisch von quarzhaltigem Sand, Kalk, Zuschlagstoffen und Wasser durch Preßformgebung und anschließende Autoklavenbehandlung, gekenn­ zeichnet durch die Zugabe von bis zu 25 Gew.-% Diabas in Form von Brecher- oder Zyklonstäuben.