AT217945B

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Info

Publication number: AT217945B
Application number: AT670158A
Authority: AT
Original assignee: Dyckerhoff Zementwerke A. G.
Priority date: 1957-10-25
Filing date: 1958-09-24
Publication date: 1961-10-25

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung eines sulfatbeständigen Zements unter Verwendung von glasiger Schlacke   Portlandzemente.   die reich an Tricalciumaluminat sind, werden durch den Angriff sulfathaltiger Wässer unter Bildung des Komplexsalzes   3Ca0. A1203. 3CaS04- 31H20, Ettringit.   zersetzt. Über die Reaktionsfähigkeit von glasigen Schlacken, wie Hochofenschlacken, oder Zementen, die Hochofenschlacke enthalten, gegenüber Sulfaten herrschen dagegen sehr unklare Vorstellungen. Meist ist man der Ansicht, dass glasige Schlacken, wie Hochofenschlacke enthaltende Zemente widerstandsfähiger als Portlandzemente sind, und wenn man die Auswahl zwischen verschiedenen Schlacken hat, wählt man für Tiefbauarbeiten, bei denen mit dem Angriff von Sulfaten zu rechnen ist, möglichst kalk-und tonerdearme Schlacken aus. 



   Der Erfindung liegen Untersuchungen über die sich bei der Hydratation von Hochofenschlacke abspielenden Vorgänge zugrunde, aus denen sich völlig neue Schlüsse über die Bedingungen ergeben, unter denen Hochofenschlacken beständig gegen den Angriff von Sulfatlösungen sind. 



   Werden die glasigen hydraulischen Hochofenschlacken nach den bei der Kristallisation entstehenden Verbindungen gekennzeichnet, so enthalten normale basische Hochofenschlacken die Tonerde in Form von Gehlenit,   2CaO. AlzOs. Si02.   oder von Mischkristallen des Gehlenits mit Äkermanit, von sogenannten Melilithen, die übrige nicht im Melilith gebundene   Kieselsäure   in Form von   Mono- oder Dicalciumsili-   kat. 



   Die glasigen Schlacken der vorstehend gekennzeichneten Zusammensetzung gehen nun, wie einge- 
 EMI1.1 
 



   Sehr tonerdereiche Gläser enthalten statt des Monocalciumsilikats Monocalciumaluminat. Wird ein Glas der Zusammensetzung 3CaO. Al20s. Si02 in gesättigter Kalklösung hydratisiert, dann entstehen Verbindungen der Form 3CaO2Al2O3.xSiO2.(6-2x)H2O3 sogenannts "Hydrogranats", wobei x Werte von etwa 0, 4 bis 0,7 annimmt. Beim unteren Grenzwert x =0 entsteht   3CaO. AlzOs. 6H O,   das Hydratationsprodukt des Tricalciumaluminats im Portlandzement ; beim oberen Grenzwert x = 3, entsteht das Mineral Grossular, 3CaO.   A1203. 3Si02,   ein Glied der Gruppe der Granate. 



   Es wurde weiterhin gefunden, dass auch die normalen Gehlenitgläser in Hydrogranate übergehen können, wenn ihnen bei der Hydratation über die Lösung so reichlich Kalk angeboten wird, dass der Kalkbedarf des Hydrogranats gedeckt und das übrige Silikat in   SCaO. SiO . aq   überführt wird. Dieser Prozess geht umso glatter und rascher, je näher das Glas selber bereits an der erforderlichen Zusammensetzung liegt und je höher sein Tonerdegehalt ist. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines sulfatbeständigen Zements besteht darin, dass glasige Schlacke, wie Hochofenschlacke, aus dem Felde ABCD des beigefügten Dreistoffsystems CaO-   - Al Os-SiO   durch Mischung mit Calciumhydroxyd oder   Calciumhydroxyd   abspaltenden Produkten auf eine Bruttozusammensetzung etwa der Linie AD eingestellt werden. 



   Den vier Eckpunkten des Feldes ABCD entsprechen folgende Zusammensetzungen : 

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 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> A <SEP> SiOz <SEP> 22, <SEP> 0% <SEP> Al2Os <SEP> 17, <SEP> 6% <SEP> CaO <SEP> 60, <SEP> 4 <SEP> lo <SEP> 
<tb> B <SEP> SiO <SEP> 22, <SEP> 8% <SEP> AlzOs <SEP> 23, <SEP> 1% <SEP> CaO <SEP> 48, <SEP> 1 <SEP> Ufo <SEP> 
<tb> C <SEP> SiO2 <SEP> 11, <SEP> 8% <SEP> Al2Os <SEP> 40, <SEP> 2% <SEP> CaO <SEP> 48, <SEP> 0% <SEP> 
<tb> D <SEP> Si02 <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> % <SEP> AlzOs <SEP> 34, <SEP> 0 <SEP> % <SEP> CaO <SEP> 56, <SEP> 0%
<tb> 
 
In bezug auf die Angreifbarkeit durch Sulfate wurde gefunden, dass alle Hydratationsprodukte, die Gehlenithydrat enthalten, durch Gipslösung angegriffen werden.

   Die Hydrogranate sind dagegen zum Teil beständig gegen Gipslösung,   u. zw.   liegt die Grenze bei etwa x =   0, 3 ; d. h.   also, dass die bei der Hydratation der   Schlacken gläser   auftretenden Hydrogranate mit x =   0,     4-0, 7   beständig sind. 



   Die Hydratationsprodukte von Schlackengläsern sind also überraschenderweise und im Gegensatz zur landläufigen Vorstellung umso beständiger gegen Sulfate, je kalkreicher und tonerdereicher sie sind. 



   Wenn auch im Prinzip alle Hochofenschlacken in sulfatbeständige Hydratationsprodukte übergeführt werden können, so bieten doch die kieselsäurereichen besondere Schwierigkeiten. Sind die Schlacken kalkarm, was üblicherweise der Fall ist, dann ist ein sehr hoher Kalkzusatz erforderlich, und die Reaktion

Claims

EMI2.2 liegen in der Nähe der eutektischen Grenzkurve zwischen dem Primärausscheidungsfeld des Gehlenits und dem des Dicalciumsilikats im Schmelzdiagramm CaO-Al2O3-SiO2, welche Kurve zufällig bei fast konstantem CaO-Gehalt von 49 bis 50% verläuft. Die günstigsten Tonerde- und Kieselsäuregehalte liegen dabei zwischen dem Verhältnis Alzo : sis = 0, 8 : lundAlzO3 : Si02= 3, 4 : 1. Je höher das Tonerde - Kieselsaure- Verhältnis ist, umso weiter lässt sich die Zusammensetzung in das Feld der Primärausscheidung des Dicalciumsilikat verlegen, ohne dass die Schmelztemperatur übermässig ansteigt, wobei es natürlich keinen Sinn hat, über die Kalksättigung des Hydrogranats hinauszugehen.

So hat beispielsweise eine Schmelze EMI2.3 bildung kalkgesättigt ist, den gleichen Schmelzpunkt wie die auf der eutektischen Grenzkurve liegende Zusammensetzung 49, 6 Ufo CaO, 32,5 % Al2O3, 17, 9 % SiO und einen niedrigeren als alle kieselsäure - reicherenauf der gleichen Grenzkurve liegenden Schmelzen bis zum Tonerde-Kieselsäureverhältnis 0,5:1.

Als Kalkzusatz für die nicht kalkgesättigten Gläser kann ausser gelöschtem Kalk auch Portlandzement verwendet werden ; doch ist darauf zu achten, dass der Portlandzement selber sulfatbeständig ist und dass genügend Calciumhydroxyd aus der Hydrolyse des Tricalciumsilikats zur Verfügung steht, um sowohl den EMI2.4 auch sulfatbeständiger Portlandzement in Mischung mit Calciumhydroxyd verwendet werden.

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung eines sulfatbeständigen Zements unter Verwendung von glasiger Schlakke, wie Hochofenschlacke, dadurch gekennzeichnet, dass Schlacken aus dem Felde ABCD des beigefügten Dreistoffsystems CaO-Al2O3-SiO2 durch Mischung mit Calciumhydroxyd oder Calciumhydroxyd abspaltenden Produkten auf eine Bruttozusammensetzung etwa der Linie AD eingestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass als Calciumhydroxyd abspaltendes Produkt sulfatbeständiger Portlandzement verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen l und 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bemessung des Ze- EMI2.5 CaO eingesetzt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mischungen von sulfatbeständigem Portlandzement und Calciumhydroxyd verwendet werden.