DD140245A1

DD140245A1 - Gips-zement-puzzolan-bindemittel

Info

Publication number: DD140245A1
Application number: DD78209137A
Authority: DD
Inventors: Roland Herr; Wolfgang Wieker; Gabriele Priem
Original assignee: Roland Herr; Wolfgang Wieker; Gabriele Priem
Priority date: 1978-11-17
Filing date: 1978-11-17
Publication date: 1980-02-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein volumenstabiles, wasserlagerungsbeständiges und kriechfestes GZP-Bindemittel, das universell für die Herstellung aller Arten dichter oder poriger GZP-gebundener Formkörper einsetzbar ist, Erfindungsziel ist das Überwinden des Mangels an natürlich vorkommenden Puzzolanen sowie an einsetzbaren künstlichen Puzzolanen zur Herstellung hochwertiger GZP-Bindemittel, insbesondere solcher mit genügender Volumenstabilität, Wasserlagerungsbeständigkeit und Kriechfestigkeit. Erfindungsaufgabe ist das Entwickeln eines volumenstabilen, wasserlagerungsbeständigen und kriechfesten GZP-Bindemittels unter Einsatz eines chemisch hochaktiven, kieselsäurereichen Sekundärrohstoffes als Puzzolankomponente. Das erfindungsgemäße GZP-Bindemittel enthält als sulfatische Komponente 50,0 bis 80,0 Ma.-% eines gebrannten Gipses, 7,0 bis 40,0 Ma,-% einer kalkspendenden Komponente und 4,0 bis 33,0 Ma.· eines Siegreichen Rückstandes aus der mineralsauren, wäßrigen Extrak» tionsaufbereituno von thermisch und/oder mechanisch aktivierten SillRaten, vorzugsweise von e xtraktionsaufherei te ten Schichtsilikaten, als Puzzolankomponente und die kalkspendende und die Puzzolankomponente mit einem Masseverhältnis zwischen 4 ·· 1 0,5 : 1.

Description

Anwendungsgebiet der Erjfjjidunq

Die Erfindung betrifft ein volumenstabiles, wasserlagerungsbeständiges und kriechfestes Gips-Zement-Puzzolan-Bindemittel (Gips-Zement->Puzzolan nachfolgend als GZP abgekürzt bezeichnet), das universell für die Herstellung aller Arten dichter oder poriger GZP-gebundener Formkörper«, beispielsweise dichter oder poriger GZP-Plaster, GZP-Leichtzuschlagstoffbetone« dichte. GZP~Betone_f GZP-HoIzbetone, GZP»Gasbetone, GZP-Schaum» betone u«8n einsetzbar ist.

Char akter is tL4ii.JJil^

Es sind bereits mehrere GZP-Bindemittel und Verfahren zu ihrer Herstellung bekannte bei denen die unerwünschte Expansion des Systems Calciumsulfat «· Portlandzement und/oder Schlackenzement und/oder Kalk « Wasser infolge der Bildung des komplexen Calciumalurninattrisulfathydrates Ettringit durch den Zusatz von Puzzolanen mehr oder weniger erfolgreich beeinflußt wird· Bei diesen Bindemitteln bzw· Verfahren worden als hydraulisch aktive Zusätze beispielsweise Vermiculit (GB-Pstentschrift -Nr* 895 393) oder natürlich vorkommend© Kieselerden,, beispielsweise Diatome©n_e Tripel und Opoka (GB-Patentschrift Nr^ 874 230* SU^Urheberschein Nr₆ 147 510_e US-Patentschrift Mr* 3 411 924} oder auch künstlich anfallende kieselsäure«*·' unu tonerdereiche Stoffe wie beispielsweise Kraftwerksfilteraschen« Ziegelmehle ₉ Qlschie-

fer- und Torfaschen (Roher, Η·-0·; Gips-Zement-Puzzolan-Baustoffe; Schriftenreihe Baustoffe der Bauinformation der DDR, November 1973) verwendete Allen diesen Bindemitteln bzw© Verfahren ist geraeinsam, daß vorrangig die chemische Aktivität der Puzzolankomponente sowohl die Verfahrens-

, technik zur Herstellung der GZP-Bindemittel als auch die resultierenden Eigenschaften der fertiggestellten Bindemittel, vorzugsweise die Volumenstabilität, aber auch die Druckfestigkeit, den Erweichungskoeffizienten, die Kriecheigenschaften u«a* bestimmt« .

Die chemische Aktivität einer Puzzolankomponente kann bekanntlich anhand ihres Absorptionsvermögens von Calciumhydroxid beurteilt werden· Diese Aktivität ist um so höher, je mehr Kalkhydrat durch 1 g Puzzolan bei einer gegebenen Versuchsanordnung absorbiert wird« Neben der Gesamtaktivität einer Puzzolankomponente ist deren Anteil an aktiver Tonerde von Interesse« Hohe Anteile reaktionsfähiger Tonerde und/oder Aluminate sind in der Puzzolankomponente von GZP-Bindemitteln unerwünscht, da sie die Ettringitbildung. förderna

Nun wurde versucht, die Verfahrensstufen zur Aufbereitung "Λ dor Puzzolankomponente, wie Trocknen, Mahlen und Sichten, s'owie die Verfahrensstufen zur Aufbereitung (Fertigstellung) der GZP~Bindemittel, wie Dosierung und Homogenisierung, in der Regel so auszulegen, daß eine höchstmögliche chemische Aktivität der Puzzolankomponente erzielt wird* _t So soll beispielsweise entsprechend der ÜS~Patentschrift Nr_e 3 411 924 durch ein Heißmischverfahren für Gips und Diatomeenerde die chemische Aktivität des fertiggestellten GZP-Bindemittels erhöht werden«

Der Hauptnachteil der bekannten Verfahren besteht jedoch darin» daß trotz vieler Versuche zur Aktivierung der Puzzolankomponente durch Hochfeinmahlung, thermische Aktivierung, Heißhomogenisierung die chemische Aktivität der

« > 3 *

137

Puzzolankomponente zu gering bleibt, urn die Bildung des quellfähigen, komplexen Hydratationsproduktes Ettringit so zurückzudrängen, daß die Volumenstabilität der GZP-Bindemittel gewährleistet ist·

Ausgehend von der Forderung nach einer hohen silikatischen Kalkbindung der Puzzolankomponente wurde nun versucht, GZP-Bindemittel auf der Basis natürlicher Kieselerden,, wie Diatomeen, Tripel und Opoka zu entwickeln» In der Literatur (Volzenskij, A_eV«; Starobulko, I«V_e : Gips-Zement-»Puzzolan-Bindemittel und Betone auf ihrer Grundlage; Beton i Zelezobeton, Moskau 4 (1358) 10_f363 - 367 und Volzenskij _f A_eV*: Der Charakter und die Rolle von Veränderung , gen in den Volumina der festen Phasen bei der Erhärtung von Bindemitteln und Betonen; Beton i Zelezobeton, Moskau 15 (1969) 3?16 - 20) werden für Diatomeen, TripeX und Opoka Kalkabsorptionswerte zwischen 180 und 320 mg CaO pro 1 g Kieselerde genannt. Natürliche Kieselerden sind deshalb in Abhängigkeit von ihren Gehalten an aktiver Kieselsaure, Tonerde und Eisenoxid mehr oder weniger für die Herstellung von GZP-Bindemitteln geeignete GZP-»Bindeinittel_e die unter Verwendung natürlicher Kieselerden mit Al₂O₃ - und Fe₂0_ « Ge~ halten von 4 bis zu 10 Masse-% hergestellt wurden, zeigten bei der Hydratation positive, lineare Längenänderungen zwischen O_f8 und 2_p0 mm/m GZP-Bindemittel, die unter Vervven«· dung natürlicher Kieselerden mit AX₂O- - und Fe₂O₃ " Gehalten von etwa 10 bis zu 20 Masse-% hergestellt wurden_f zeigten bei d&r Hydratation positive, lineare Längenänderungen zwischen 2₈0 und 4_e0 mm/m_e

Neben der bedingten Volumenstabilität ist aber grundsätzlich von Nachtexlj daß die Kieselerden sedimentären Ursprungs territorial eng begrenzt und oftmals nur in geringen Hangen vorkomriiene so daß gemessen an internationalen Maßstäben iiTfoIge des Mangsl-a an aktiven Kieselerden die Herstellung und Verwendung von GZP-ßindefliitteln, insbesondere im B&uwesen_# nur in sehr beschränktem Umfange erfolgt«

Ein oftmals gleichgutes Kalkabsorptionsvermögen wie die natürlichen Kieselerden Weisen künstliche Puzzolane, beispielsweise Kraftwerksfilteraschen auf· Oedöch fördern ihre in der Regel hohen Aluminatgehalte die unerwünschte Ettringitbildung, so daß mit diesen puzzolanartigen Aschen eine Herstellung von GZP-Bindemitteln nicht möglich ist oder sich in der Produktion minderwertiger, nicht volumenstabiler GZP-Bindemittel erschöpft (Wegner, W.D, und Roher, He-CJ.: Gips-Zement-Puzzolan-Baustoffe ; Baustoffindustrie, Ausgabe B 18 (1975) 2, 25 - 29), die im Bauwesen nicht verwendet werden können«

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist das Oberwinden des Mangels an natürlich vorkommenden Puzzolanen sowie an einsetzbaren künstlichen Puzzolanen zur Herstellung hochwertiger GZP-Bindemittel, insbesonderer solcher mit genügender Volumenstabilität, Wasserlagerungsbeständigkeit und Kriechfestigkeit.

ΡΑ§^^Ρ!?,.Α^ Hf,die, durch die Erfindung gelöst wird

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein volumenstabiles, wasserlagerungsbeständiges und kriechfestes GZP-Bindemittel unter Einsatz eines chemisch hochaktiven, kieselsäurereichen Sekundärrohstoffes als Puzzolankomponente zu entwickeln.

Merk ma Ie₁ de r Er ,find un £

Es wurde ein volumenstabiles, wasserlagerungsbeständiges und kriechfestes GZP-Bindemittel gefunden«, Das GZP-Binde·= mittel ist dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel

- als sulfatische Komponente zwischen 50,0 und SO,O

Masse«=% eines gebrannten Gipses, vorzugsweise β -Gips, <*-Gips, Anhydrit oder Estrichgips oder ein Gemenge

aus diesen,

- zwischen 7,0 und 40,0 Masse-% einer kalkspendenden Komponente, vorzugsweise Portlandzement, Hüttenzement, hydraulischen Kalk oder nichthydraulischen Kalk oder ein Gemenge aus diesen und

« zwischen 4,0 und 33,0 Masse-% eines SiOp-reichen Rückstandes aus der mineralsauren, wäßrigen Extraktionsaufbereitung von thermisch und/oder mechanisch aktivierten Silikaten, vorzugsweise von extraktionsaufbereiteten Schichtsilikaten, einer chemischen Zusammensetzung (in Masse-%)

SiO₂	zwischen	50,0	und	98,0
Al₂O₃		0,1	und	20,0
^Fe2°3		0,1	und	3,0
CaO		0,01	und	3,0
MgO		0,01	und	10,0
TiO₂		0,2	und	4,0
κ₂ο		0,1	und	3,0
Na₂O		0,01	und	1,0
^S04 ²~		0,00	und	12,0

Cl" 0,00 und 0,5

NO₃"" 0,00 und 0,5

Glühverlus.t

1OSO⁰C, 1 h 2,0 und 20,0

als Puzzolankomponente

und

« die kaikspendendo und die Puzzolankomponente mit einem Masseverhältnis zwischen 4 t 1 und 0,5 : 1, vorzugsweise zwischen 3 : 1 und lsi

enthält« ".

Als eine besonders vorteilhafte Puzzolankomponente kann das erfindungsgemäße GZP-Bindemittel den SiO₂-reichen Rückstand aus der mineralsauren, wäßrigen Extraktionsaufbereitung von thermisch und/oder mechanisch aktivierten aluminiumhaltigen Schichtsilikaten, vorzugsweise von extraktionsauf bereitetem Pyrophyllit, Glimm-er, Hydroglimmer, Montmorillonit, Vermiculit, Chlorit, Kaolinit, Dickit oder Nackrit oder deren natürlich vorkommender Gemenge wie Tone oder Kaoline, enthalten«

Als eine andere, besonders vorteilhafte Puzzolankomponente kann das GZP-Bindemittel den SiOp-reichen Rückstand aus der mineralsauren, wäßrigen Extraktionsaufbereitung von thermisch und/oder mechanisch aktivierten Magnesiumschichtsilikaten, vorzugsweise von extraktionsaufbereitetem Talk, Antigorit (Serpentin) oder Chrysotil (Faserserpentin), enthalten*

Diese genannten, bei der Herstellung von GZP-Bindemitteln als besonders vorteilhafte Puzzolankomponenten verwendbaren, SiQp-reichen Rückstände fallen unter anderem bei den chemischtechnischen Verfahren der Aluminium-Extraktion aus thermisch und/oder mechanisch aktivierten aluminiumhaltigen Schichtsilikaten und bei den chemisch-technischen Verfahren der Mag·» nesium-Extraktion aus thermisch und/oder mechanisch aktivierten Magnesiumschichtsilikaten mit Hilfe von Mineralsäuren an*

Das GZP-Bindemittel sollte als PuzzolankompQnente den StO*» reichen Extraktionsaufbereitungsrückstand im getrockneten Zustand und mit einem Trocknungsgrad enthalten, der garantiert, daß kein kapillaradsorptiv gebundenes» physikalisch freies Wasser in den Aufbereitungsrückständen verblieben ist* Wasser hingegen, daß in Form von funktionellen Hydroxyl« gruppen chemisch gebunden ist, stört den erfindungsgemäßen Verwendungszweck der Extraktionsaufbereitungsrückstände nicht* Das GZP-Bindemittel sollte als Puzzolankomponente den SiO₂~reichen Extraktionsaufbereitungsrückstand weiterhin mit einer Korngrößenverteilung

Kornanteil größer als 90 -um kleiner als 10 Masse-%,

Kornanteil zwischen 63 und 90 .um zwischen 5 und 20 Masse-%,

Kornanteil zwischen 40 und 63 ,um zwischen 10 und 25 Masse-%,

Kornanteil kleiner 40 .um zwischen 50 und 80 Masse-%

enthalten·

Die für das erfindungsgemäße GZP~Bindemittel' als Puzzolan» komponente erfindungsgemäß einsetzbaren SiO₂~reichen Extraktionsauf bereitungsrückstände weisen, neben der außerordentlich günstigen chemischen Zusammensetzung, einen günstigen Mineralbestand, ein hochporöses Gefüge mit einer hohen spezifischen Oberfläche und innere, funktioneile Hydroxylgruppen auf« So bestehen die einsetzbaren Rückstände, entsprechend ihrer mineralogischen Zusammensetzung, zu 60 bis 80 Masse-/6 aus Stoffen, die gegenüber alkalischen Lösungen sehr reaktionsfreudig sind, vorrangig aus röntgenamorpher Kiesel« säure, aber auch aus reaktionsfähigem Metakaolinit, reaktionsfähiger Tonerde und Magnesiumoxid. Die feinkapillare Porenstruktur weist ein spezifisches Porenvolumen zwischen 0,20 bis 0,50 cm /g auf«. Die innere Oberfläche, gernessen

nach BET, liegt im Wertebereich zwischen 50 und 300 m /g«. Die jeweilige Größe des spezifischen Porenvolumens und der spezifischen Oberfläche ist vom Grad des Ausbringen der Wertkqmponenten Aluminium- oder Magnesiumoxid aus den thermisch und/oder mechanisch aktivierten Silikaten abhängig; sie sind aber ohne Signifikantenten Einfluß auf die erfindungsgemäße Einsetzbarkeit dieser Extraktionsaufbereitungs« rückstände«

Infolge der günstigen chemischen und mineralogischen Konstitution _t der großen und leicht zugänglichen inneren Oberfläche der Extraktionsaufbereitungsrückstände sowie der Belegung der inneren Oberfläche mit funktioneilen Hydroxylgruppen,«, haben diese eine überdurchschnittlich hohe chemische Reaktionsfähigkeit gegenüber Calciumhydroxidlösungen (Kalkahsorptionsvermögen)« So beträgt dia Kalkbindung pro 1 g Extrakt.ionsaufbereitungsrückstand bei einer Reaktions-

1 !37

I %3> β

temperatur von 20⁰C, ermittelt in Schüttelversuchen mit anfänglich gesättigter Calciumhydroxxdlösung

nach 1 Tag zwischen 160 bis 190 mg CaO/ 1 g Rückstand nach 3 Tagen zwischen 340 bis 390 mg CaO/ 1 g Rückstand nach 28 Tagen zwischen 500 bis 600 mg CaO/ 1 g Rückstand

Weiterhin wurden nach dem sowjetischen Standard MRTU 21-8-65 die Kalkkonzentrationen in Suspensionen aus 1 g Gips, 2,5 g Portlandzement und η · 2,5 g Extraktionsaufbereitungsrückstand in 100 ml destilliertem Wasser für verschiedene frei gewählte " η " nach 5-tägiger Reaktionszeit bei 20 C gemessen:

η mg CaO/100 ml

0 124

0,3 zwischen 79 und 83

0,5 zwischen 27,5 und 38,9

0,6 zwischen 17,9 und 23,6

1,0 zwischen 8,1 und 10,5

Die Forderung des sowjetischen Standards MRTU 21-8-65, das für richtig gewählte ^M η " nach 5-tägiger Reaktionszeit bei 20 C die Kalkkonzentration in der Suspension gleich oder kleiner 110 mg CaO/100 ml Lösung sein soll, wird von allen hier geprüften GZP-Gemischen erfüllt, die den erfindungsgemäß einzusetzenden Extraktionsaufbereitungsrückstand enthalten«,

Auf Grund dieses hohen Kalkbindungsverrnögons klingt bei optimal zusammengesetzten GZP-Bindemitteln die Bildung des quellfähigen komplexen Hydrates Ettringit sehr rasch ab und die erhärteten GZP-Formkörper erfahren nach dem Erstarren eine außerordentlich geringe Dehnung.

Der Dehnungsprozeß des erfindungsgemäßen GZP-Bindemittels ist deutlich von deren. Al η -Gehalt abhängig«, Bei einem AlgOg-armen Bindemittel ist der Dehnungsprozeß in wesentlichen bis zum 3» Erhärtungstag abgeschlossen, bei einem

«. 9 =

A1_?O -reicheren Bindemittel erreicht das Dehnungsmaß bis zum 7«, Erhärtungstag zwischen 80 und 90 % vom Endwert. Danach klingt der Quellprozeß asymptotisch ab.

Ein GZP-Bindemittel mit einem Al₂O₃-GeHaIt von insgesamt ca. 3 Masse-% erfährt bei Wasserlagerung bis zum 90* Hydra« tationstag positive, lineare Längenänderungen von 0,10 bis 0,20 %, Bai der Erhärtung der Prüfkörper an der Luft .mit einer relativen Feuchtigkeit von 60 % ist das Maß der Dehnung geringer; außerdem überlagern sich Dehnungs- und Schwindprozesse in kompensatorischer Weise, so daß die line« are Dehnung + 0,03 bis maximal + 0,05 % beträgt. Die Dehnungsmaße sind auf die Länge eines soeben erstarrten, entschalbaren GZP-Plasterprüfkörpers bezogen»

Ein GZP-Bindemittel mit einem geringeren Al_?0₃~Gesamtge~ halt von ca. 1,8 Masse-% erfährt bei der Wasserlagerung bis zum 90. Hydratationstag positive, lineare Längenänderung von * 0,09 bis + 0,12 %« Bei der Lagerung an der Luft mit einer relativen Feuchtigkeit von 60 % beträgt das Dehnungsrnaß bis zum 90« Hydratationstag + 0,01 bis maximal * 0₄03 %t bezogen auf die Abmessung eines soeben erstarrten GZP-Plasterprüfkörpers»

Bekannte GZP-Bindemittel dagegen, beispielsweise auf der Basis der Braunkohlenfilterasche Hagenwerder (DDR), weisen bis zum 7«, Hydratationstag bereits positive, lineare Längenänderungen zwischen 1,0 und 1,4 % auf (Wegner, W_eD_e und Roher, H#-3_e : Gips-Zement-Puzzolan-Baustoffe, Baustoffindustrie, Ausgabe B, 18 (1975) 2, Seiten 25 bis 29).

Das erfindungsgemäSs GZP-Bindemittel vereinigt in sich die Vorzugs gipstypischer Früherhärtung und hydraulischer Nacherhäriunge So erhöht sich die mechanische Festigkeit (Naß» druckfestigkeit) reiner GZP-Plaster von ca« 4 MPa nach .2~Stunden-Erhärtung. auf 15 bis 16 MPa nach 28-tägiger Erhärtung und auf 17 bis 18 MPa nach 3=°mcnaiiger Erhärtung.

- 10 -

Die Versteifung des mit Anmachwasser vermischten GZP-Bindemittels verläuft vergleichsweise zur Versteifung der entsprechenden reinen Sulfatkomponente beschleunigt. Als Stellmittel zur Regulierung der Versteifungszeiten können herkömmliche Gips-Abbindeverzögerer eingesetzt werden, die sowohl auf der Basis der Schutzkolloidbildung am Gips als auch auf der Basis der Verringerung der Löslichkeit des Gipses wirken. Die Art und Konzentration des verzögernden Stellmittels ist jeweils in Abhängigkeit vom technologisch erforderlichen Fließverhalten, den gewünschten Gieß- und Streichzeiten sowie den geforderten Früh- und Endfestigj\ keiten zu optimieren. Durch die Zugabe von beispielsweise 0,20 Vol~% eines Eiweißhydrolysates, bezogen auf die Anmachwassermenge bei einem Wasser-GZP-Verhältnis von 0,55 wird der Erstarrungsbeginn (Ende der Gießzeit) des GZP-Bindemittels von 1 bis 3 min auf 6 bis 9 min verzögert und das Erstarrungsende (Ende der Streichzeit) von 10 bis 14 min auf 14 bis 18 min verschoben.

Neben guten mechanischen Eigenschaften zeichnet sich das erfindungsgemäße GZP-Bindemittel durch Feuchtebeständigkeit und ein endliches Kriechmaß aus.

Die Feuchtebeständigkeit des erfindungsgemäßen GZP-Bindemittels vergleichsweise gegenüber der reinen Calciumsulfatkomponente wird durch die Steigerung des Verhältnisses zwischen der Naß- und Trockenfestigkeit charakterisiert. Während bei Purgipspiastern das Verhältnis zwischen der Naß- und der Trockenfestigkeit, der sogenannte Erweichungsfaktor, zwischen den Werten 0,30 und 0,45 schwankt, steigt beim vorliegenden, optimal zusammengesetzten GZP-Plaster der Erweichungskoeffizient auf Werte zwischen 0,81 und 0,84 an*

Reine Gips-Bindemittel gehen bei statischer Belastung nach einem über den Belastungszeitraum weitgehend linear ablaufenden Kriechprozeß schlagartig zu Bruch, Das erfindungsgemäße GZP-Bindemittel, mit dem dieser schwerwiegende .Nachteil reiner Gipsbindemittel überwunden wird, zeichnet sich

- Ii -

1 3-7

1 «SI #

auch durch eine Änderung des Charakters des Kriechprozesses (zementartig verlaufender Kriechprozeß) und eine signifi-

d3 kante Verminderung der Kriechformation aus· Das absolute Kriechmaß £ _K des erfindungsgemäßen GZP-Bindemittels wurde anhand eines GZP-Feinsandmörtels ermittelt· Bei einem Mörtel-Mischungsverhältnis GZP : Sand : Wasser wie 1:2: 0,65 kommt der Kriechprozeß bei 20⁰C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60 % zwischen dem 120« und 180« Versuchstag zur Ruhe und nähert sich dabei einem Endwert der Kriech» deformation C _K von 0,8 °/oo«

Das Herstellen des erfindungsgemäßen GZP-Bxndemittels kann wie folgt durchgeführt werden:

Der Einsatz der Extraktionsaufbereitungsrückstände als Puzzolankomponente sollte in einem visuell trockenen, rieselfähigen Zustand erfolgen· Hierzu sind die bei der Extraktionsaufbereitung anfallenden, wäßrig-nassen Rückstände zunächst in einem beliebigen Trockciungs- oder Mahltrocknungsaggregat mechanisch und/oder thermisch soweit zu entwässern, bis der auf den Wassergehalt bezogene Glühverlust der getrockneten Extraktionsrückstände bei 1050⁰C und 1 Stunde Glühdauer einen Wert zwischen 2,0 und 20,0 Masse-%, vorzugsweise zwischen 4,0 und 8,0 Masse-%,erreicht. Der Mahlprozeß der getrockneten Extraktionsaufbereitungsrückstände, die in Pelletform (Korndurchmesser zwischen 3 und 15 mm) oder in griesartiger Form (Korndurchmesser zwischen 0_tl und 3 mm) vorliegen können, sollte so geführt werden, daß die Rückstände nach beendetem Mahl- oder Mahltrocknungsprozeß in der weiter vorn bereits angeführten Korngrößenverteilung vorliegen*

Das Mischen der einzelnen Komponenten bei Einsatz bereits in feinteiliger Form vorliegender sulfatischer und kalkspendender Komponente kann nach einem beliebigen Verfahren erfolgen*, das ein gutes Homogenisieren gewährleistet» Beim Vorliegen stückiger sulfatischer und kalkspendender Komponenten und pelletförmiger Extraktionsaufbereitungsrückstände ist es infolge des unterschiedlichen Mahlvyider-Standes der Komponenten vorteilhaft_s die Komponenten in

- 12 -

. ' . . ü

einer Mehrkammerzementmühle zu zerkleinern und zu homogenisieren, wobei die weichen Komponenten, die sulfatische Komponente und der Extraktionsaufbereitungsrückstand (die Puzzolankomponente), erst in der letzten Kammer zuzusetzen sind-

Aus f üh rungsbeisρ iel

Die Erfindung wird durch folgendes Ausführungsbeispiel noch näher erläutert, wobei die Erfindung aber nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist*

Aus Calciumsulfathalbhydrat (Stuckgips SG 9, Sorte II nach DDR-Standard TGL 21843), Portlandzement der Güte PZ 1/425, aluminatreich mit 10,6 % Tricalciumaluminat (nach DDR-Standard TGL 28101) und aus 2 Extraktionsaufbereitungsrückständen (aus der HCl-sauren Laugung calcinierter Schichtsilikate) der chemischen Zusammensetzung (in Masse-%)

SiO₂

Fe₂O₃ CaO MgO TiO₂ K₂O

Rückstand A	Rückstand B
72,94	83,51
14,46	4,33
1,64	1,09
0,056	0,017
0,065	0,028
2,96	.3,18
0,93	0,45
0,038	0,031
0,00	0,00
0,21	0,07

Cl ""

Glühverlust

1050⁰G, 1 h 6,61 - 7_S22

und einer Korngrößenverteilung (in Masse-%)

- 13 -

Rückstand A Rückstand B

Kornanteil größer als 90 ,um Kornanteil zwischen 63 und

90 .um Kornanteil zwischen 40 und

63 ,um Kornanteil kleiner als 40,um

2,3 11,6

23,1 62,0

1.7 8,1

24,4 65,8

wurden 2 GZP-Bindemittel hergestellt* Das GZP-Bindemittel (A) weist dabei einen insgesamt Al.Og-Gehalt von ca« 3 % und das GZP-Bindemittel (B) einen insgesamt Al₂O₃«Gehalt von ca* 1,8 % auf*

Beide GZP-Bindemittel wurden hinsichtlich ihrer Volumenstabilität, ihrer Festigkeitsentwicklung, ihres Erweichungsverhaltens, ihres Versteifungsverhaltens u.a* Kennwerte geprüft· Das GZP-Bindemittel (A) wurde hinsichtlich seines Kriechverhaltens untersucht«

Die Prüfung der Längenänderungen und der Festigkeitsent» wicklung der GZP-Bindemittel erfolgte an prismenf örrnigen Prüfkörpern der Abmessungen 4 χ 4 χ 16 cm« Die Längenänderungen wurden mit Hilfe eines Meßuhr-Komperators gemessen« Die Längenmeßwerte wurden auf die Abmessung eines soeben erstarrten, entschalbaren GZP-Plasterprüfkörper bezogen. Die Kriechprüfung wurde an einem dichten GZP (A) - Feinsand-Mörtel vorgenommen. Zur Kriechprüfung wurden prismenförrnige Prüfkörper der Abmessungen 10 χ 10 χ 40 cm eingesetzt«

Meßwerte-Tabelle Indizes

Mischungsverhältnis* G : PZ : E (M-%) ^:

^A12°3 ge

,a W

GZP (A)

3,04

GZP (B)

67 : 20 : 13 57 ϊ 22 : 11

1,82

- 14 -

- - 14 Fortsetzung Meßwerte-Tabelle

Wasser~GZP~Verhältnis

C-]

0,65

Abbinden ohne Verzögerer Beginn min Ende min

Abbinden mit Verzögerer Beginn min Ende min

Rohdichte Plaster, feucht J g/cm^J

Rohdichte Plaster, trocken | g/cm J

2) D β ο β / eee 16

1,67

1,18

0,65

leer 2 2 β ο β _βββ 12 12 _eee

16

,19

Naßdruckfes	tigkeit im Alter von	3,9	4,9
	2 h	4,6	5*4
	1 d	9,9	10,2
[MPa]	3 d	15,6	17,6
	28 d	17,3	18,2
	90 d

'Eo bedeutens G ~ Gipshalbhydrat? PZ = Portlandzement;

E - Extraktionsrückstand

'Verzögerer Eiweißhydrolysat

Naßbiegezugfestigkeit im Alter von

[MPa]

2 h

Id

3 d 28 d 90 d 5U97 2,01

2,93 5,32

5,SO

2,04 2,11

5,10 5.71

~ 15

- 15 Fortsetzung Meßwerte-Tabelle

Freie Dehnung unter Wasser in %

nach 2h + 0,010 + 0,012

Id + 0,019 + 0,025

3d + 0,08"5 + 0,060

7 d + 0,135 + 0,091

28 d + 0,160 + 0,108

9Od + 0,191 + 0,120

Freie Dehnung in Luft mit r.F. 95 %

nach 2h + 0,010 + 0,010

Id + 0,015 + 0,010

3d + 0,060 + 0,018

7 d + 0,082 + 0,029

28 d + 0,090 + 0,030

SO d * 0_t095 * 0,032

Freie Dehnung in Luft mit r_eF« 60 %

nach 2h * 0,010 + 0,010

Id + 0,013 * 0,010

3d + 0,050 + 0,016

7 d * 0,054 * 0,026

28 d + 0,040 + 0,017

.9Od + 0,029 + 0,011

Ervveichungskoef f izient

^R druck 23 d naß _n ^

0,84 0,81

druck 28 d. trocken

Kriechniaß Zv

für G2P (A)-Feinsand Mörtel in [ /ooj

nach ISO Tagen bei 20⁰C und 60 % r.F·

Claims

I* Volumenstabiles_β wasserlagerungsbeständiges und kriechfestes Gips-Zement-Puzzolan-Bindemittelj gekennzeichnet dadurch, daß das Bindemittel

« als sulfatische Komponente zwischen 50^0 und 80_e0 Masse-% eines gebrannten Gipses, vorzugsweise β-Gips,

^»GipSi Anhydrit oder Estrichgips oder ein Gemenge aus diesen_e

~ zwischen 7,0 und 40_s0 Masse-% einer kalkspendenden" Komponente _e vorzugsweise Portlandzement_? Hüttenzement, hydraulischen Kalk oder nichthydraulischen Kalk oder ein Gemenge aus diesen,
und

- zwischen 4_f0 und 33 _tÖ Hasse-% eines SiOp-reichen Rück* Standes aus der 'mineralsauren, wäßrigen Extraktionsaufbereitung von thermisch und/oder mechanisch aktivierten Silikaten, vorzugsweise von.extraktionsaufbereiteten Schichtsilikaten_β einer chemischen Zusammen-» Setzung (in Masse~%)

zwischen 50,0 ₃ zwischen 0_sl

^⁸ 2^3 zwischen 0_f. i

CaO zwischen 0_e01

MgO zwischen O^Qi

TiO₂ zwischen 0^2

KpO zwischen 0_pi

' /» 4? - i

₂O zwischen 0,01 und 1,0

SO₄ ²~ zwischen 0,00 und 12,0

Cl " zwischen 0_f00 und 0,5

NO₃*" zwischen 0,00 und 0,5

Glühverlust

1050⁰C, 1 h zwischen 2_e0 und 20,0

als Puzzolankomponente
und

- die kalkspendende und Puzzolankomponente mit einem Masseverhältnis zwischen 4:1 und 0,5 s 1, vorzugsweise zwischen 3:1 und 1 : 1,

enthält»
2« Gips-Zement-Puzzolan-Bindemittel nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Bindemittel als Puzzolankomponente den SiO₂«reichen Rückstand aus der mineral«- sauren, wäßrigen Extraktionsaufbereitung von thermisch und/oder mechanisch aktivierten aluminiumhaltigen Schichtsilikaten, vorzugsweise von extraktionsaufbereitetem Pyrophyllit, Glimmer, Hydroglimmer, Montmorillonit, Ver-» miculxt, Chlorit, Kaolinit, Dickit oder Nackrit oder deren natürlich vorkommende Gemenge wie Tone oder Kaoline, enthält·
3. Gips-Zement-Puzzolan-Bindemittel nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch., daß das Bindemittel als Puzzolankosnponente den SiO₂~reichen Rückstand aus der minarslsauren, wäßrigen Extroktionsoufbereitung von thermisch und/oder mechanisch aktivierten Magnesiumschichtsilikaten, vorzugsweise von extraktionsaufbereitetem Talk, Antigorit (Serpentin) oder Chrysotil (Faserserpentin), enthält«
4« Gips^Zement-Puzzolan-Bindemittel nach Punkt i bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Bindemittel als Puzzo·» lankomponente den SiO„~reichen Extraktionsaufbereitungsrückstand mit einer Korngrößenverteilung

Kornanteil größer als 90 ,um kleiner als 10 Masse-5o, Kornanteil zwischen 63 und 90 ,um /. _

Kornanteil zwischen 40 und 63 ,um Kornanteil kleiner als 40 ,urn

enthält,

zwischen 5 und 20 Masse-%, 3 ,um

zwischen 10 und 25 Masse~%,

zwischen 50 und 80 Masse-%»