DE4316518C2

DE4316518C2 - Process for the preparation of a hydraulic mixture and its use

Info

Publication number: DE4316518C2
Application number: DE19934316518
Authority: DE
Inventors: Gerhard Riemann; Knut Dr Hillner; Ulrich Dr Knips
Original assignee: Ruetgerswerke AG
Current assignee: VFT AG, 47138 DUISBURG, DE
Priority date: 1993-05-18
Filing date: 1993-05-18
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2013-05-19
Also published as: DE4316518A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hydraulisch härtenden Gemischs auf der Basis von Zement, Flugasche und gebranntem Kalk und dessen Verwendung.The invention relates to a method for manufacturing a hydraulically curing mixture based on Cement, fly ash and quicklime and its Use.

Derartige Gemische werden zur Verfüllung im Bergbau, insbesondere im Untertagebereich eingesetzt. Um Unterschiede der verschiedenen Flugaschen auszugleichen, insbesondere um unerwünschtes falsches Ansteifen zu reduzieren oder zu verhindern, kann den Trockenmischungen zusätzlich 1 bis 5 Gew.-% Calciumhydroxid zugegeben werden. Dennoch haben diese Mischungen den Nachteil, daß die Flugaschen stark zum Sedimentieren neigen.Such mixtures are used for backfilling in mining, used especially in the underground area. Around To compensate for differences in the different fly ash, in particular to prevent undesired incorrect stiffening can reduce or prevent the dry mix additionally 1 to 5 wt .-% calcium hydroxide added will. Nevertheless, these mixtures have the disadvantage that the fly ash tends to sediment strongly.

Dies stellt insofern ein großes Problem dar, als normalerweise die Mischungen über Tage hergestellt und durch mitunter kilometerlange Leitungen bis vor Ort gepumpt werden. Gefordert ist hierzu eine gute Plastizität und Fließfähigkeit der Mischungen, die durch jegliches Sedimentieren gestört wird.This is a major problem in that normally the mixes are made for days and through sometimes kilometer-long lines to the site be pumped. This requires a good one Plasticity and flowability of the mixtures caused by any sedimentation is disturbed.

Verschärft wird das Problem dadurch, daß bei Überkonzentration von Grubengas die Misch- und Pumpanlage mitunter mehrere Stunden lang abgeschaltet wird. Eine sedimentierende Mischung ist daher nur schwer oder gar nicht mehr abpumpbar. Außerdem ergeben sich in der Verfüllung Bereiche mit unterschiedlichen Festigkeiten.The problem is exacerbated by the fact that Over concentration of mine gas the mixing and pumping system is sometimes switched off for several hours. A sedimenting mixture is therefore difficult or even impossible no longer pumpable. In addition, in the Backfilling areas with different strengths.

Es wird versucht, die Neigung zum Sedimentieren durch Zugabe von Dispergiermitteln zu reduzieren. Jedoch ist dieses nur bedingt möglich, da durch die unterschiedliche Zusammensetzung der Flugaschen ein Sedimentieren nicht zu verhindern ist. Die Zugabe von Dispergiermitteln muß je nach Beschaffenheit der Flugasche variiert werden.It tries to sediment through the tendency Reduce the addition of dispersants. However is this is only possible to a limited extent because of the different The composition of the fly ash does not allow sedimentation prevent is. The addition of dispersants must be can be varied according to the nature of the fly ash.

Die DE 32 15 777 A1 beschreibt die Zusammensetzung eines Mörtels aus mineralischen Füllstoffen, Portlandzement, Kalkhydrat, Tonerdezement, Calciumsulfat, hydraulischer Zugabe und Superverflüssiger. Diese Zusammensetzung bildet nach Anmachen mit Wasser spannungs- und rißfreie Massen. Die DE 42 05 354 C2 beschreibt Trockenmischungen zur Herstellung hydromechanisch förderbarer Baustoffsuspensionen ohne Zusatz von Gips.DE 32 15 777 A1 describes the composition of a Mortar made of mineral fillers, Portland cement, Hydrated lime, alumina cement, calcium sulfate, hydraulic Encore and super liquefier. This composition forms tension and crack-free after being mixed with water Masses. DE 42 05 354 C2 describes dry mixtures for the production of hydromechanically conveyable Building material suspensions without the addition of gypsum.

Es ist Aufgabe der Erfindung, hydraulisch härtende Gemische auf der Basis von Zement, Flugasche und Calcium hydroxid bereitzustellen, deren Neigung zum Sedimentieren durch einfache Mittel wesentlich und konstant vermindert oder verhindert wird, ohne daß die Festigkeit der Gemische reduziert wird.It is an object of the invention to be hydraulically curing Mixtures based on cement, fly ash and calcium Provide hydroxide, their tendency to sediment significantly and constantly reduced by simple means or is prevented without the strength of the Mixtures is reduced.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zur Herstellung eines hydraulisch härtenden Gemischs auf der Basis von Zement, Flugasche und gebranntem Kalk, in dem man einen Gips und Betonverflüssiger enthaltenden Filterkuchen aus der Entsorgung von Sulfatrückständen der Herstellung von Naphthalin-Formaldehyd- Kondensationsprodukten Branntkalk zum Erhalt eines trockenen Gemischs zuführt und dieses Gemisch mit Zement und Flugasche vermengt, wobei das Verhältnis Filterkuchen zu Branntkalk von 2 : 5 bis 10 : 2 und die durch den Filterkuchen in das Gemisch eingebrachte Menge Gips 0,5 bis 10 Gew.-% beträgt.The task is solved by a method for Production of a hydraulically hardening mixture on the Basis of cement, fly ash and quicklime, in which to contain a gypsum and plasticizer Filter cake from the disposal of sulfate residues Production of naphthalene-formaldehyde Condensation products quicklime to obtain a supplies dry mixture and this mixture with cement and fly ash mixed, the ratio filter cake to quicklime from 2: 5 to 10: 2 and by the Filter cake amount of gypsum introduced into the mixture 0.5 is up to 10% by weight.

Es wurde gefunden, daß hydraulisch härtende Gemische auf Basis von Zement, Flugasche und Calciumhydroxid in ihrem Sedimentationsverhalten wesentlich verbessert werden, wenn sie zusätzlich 0,5 bis 10 Gew.-% Gips, berechnet als Dihydrat, enthalten.It has been found that hydraulically curing mixtures Base of cement, fly ash and calcium hydroxide in your Sedimentation behavior can be significantly improved, if they additionally 0.5 to 10 wt .-% gypsum, calculated as Dihydrate.

Der als Filterkuchen anfallende Gips ist eine steife wasserhaltige Masse. Da diese Masse ein Abfallprodukt aus der Herstellung der als Betonverflüssiger eingesetzten Naphthalinsulfonat-Formaldehyd-Kondensationsprodukte (NSF) ist, enthält diese bis zu 15 Gew.-% NSF und eignet sich ausgezeichnet als Betonverflüssiger enthaltende Gipskomponente.The gypsum obtained as a filter cake is stiff hydrated mass. Because this mass is a waste product the manufacture of those used as concrete plasticizers Naphthalene sulfonate formaldehyde condensation products (NSF), it contains up to 15% by weight of NSF and is suitable excellent as a plasticizer Gypsum component.

Diese Masse wird mit der Menge Branntkalk gemischt, die nötig ist, um einerseits das Wasser zu binden und andererseits den Branntkalk zu löschen. Somit entsteht durch diese Abmischung ein trockenes Pulver aus Gips, Betonverflüssiger und gelöschtem Kalk, das sich als Mischungskomponente zu Zement und Flugasche bestens eignet und gegenüber reinem Kalkhydrat den Vorteil hat, daß es weniger stark staubt.This mass is mixed with the amount of quicklime that is necessary to bind the water on the one hand and on the other hand, to clear the quicklime. Thus arises through this mixture, a dry powder of gypsum, Liquefier and slaked lime that turns out to be Mixture component for cement and fly ash suitable and has the advantage over pure hydrated lime, that it is less dusty.

Je nach Wassergehalt des Filterkuchens liegt das Mischungsverhältnis Filterkuchen zu Branntkalk in dem oben angegebenen Bereich. Das erfindungsgemäß erhaltene hydraulisch härtende Gemisch enthält 2 bis 15 Gew.-% der trockenen Bestandteile eines Gemischs aus Filterkuchen und Branntkalk in einem Mischungsverhältnis, daß der Wassergehalt des Filterkuchens stöchiometrisch der zum Ablöschen des Branntkalks benötigten Menge entspricht.Depending on the water content of the filter cake, that is Mixing ratio filter cake to quicklime in the range specified above. The obtained according to the invention hydraulically curing mixture contains 2 to 15 wt .-% of dry ingredients of a mixture of filter cakes and quicklime in a mixing ratio that the The water content of the filter cake is stoichiometric Extinguishing the quicklime corresponds to the required amount.

Zur Herstellung der hydraulisch härtenden Gemische können Zement und Flugasche in einem weiten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Je nach geforderter Festigkeit wird der Zementanteil im Bereich von 10 bis 60 Gew.-% liegen. Weiterhin enthalten die Mischungen 0,5 bis 5 Gew.-% gebrannten oder gelöschten Kalk. Als Zement können alle handelsüblichen Sorten und Typen eingesetzt werden. Can be used to produce the hydraulically curing mixtures Cement and fly ash in a wide mix ratio be used. Depending on the required strength the cement content is in the range from 10 to 60% by weight. The mixtures also contain 0.5 to 5% by weight burnt or slaked lime. Everyone can use cement commercial varieties and types are used.

Die erfindungsgemäßen Mischungen können weitere üblicherweise zur Steuerung des Abbinde- und Härtungsprozesses verwendete Zusätze enthalten.The mixtures according to the invention can be further usually to control the setting and Hardening process contain additives used.

Die einzelnen Komponenten der Mischungen liegen als trockene Festsubstanzen vor, die miteinander gemischt und danach mit Wasser angeteigt werden. Die Wassermenge wird dabei, wie an sich aus Betonmischungen bekannt, möglichst in dem Bereich gehalten, der zur hydraulischen Abbindereaktion notwendig ist.The individual components of the mixtures are as dry solid substances that are mixed together and then be pasted with water. The amount of water will as possible, as is known from concrete mixes held in the area that is used for hydraulic Setting reaction is necessary.

Die entsprechenden wäßrigen Suspensionen bleiben bis zu mehreren Stunden lang plastisch und fließfähig und somit auch in langen Leitungssystemen pumpfähig, auch wenn der Pumpvorgang bis zu 2 Stunden unterbrochen wurde. Es ist ein weiterer Vorteil der erhaltenen Gemische, daß weder die Fähigkeit zum schnellen Abbinden noch die Festigkeit der ausgehärteten Produkte im Vergleich zu entsprechenden Gemischen ohne Gips vermindert wird.The corresponding aqueous suspensions remain up to plastic and flowable for several hours and thus pumpable even in long piping systems, even if the Pumping was interrupted for up to 2 hours. It is Another advantage of the mixtures obtained is that neither the ability to set quickly and the strength of the cured products compared to corresponding ones Mixing without gypsum is reduced.

Es wurde gefunden, daß bei Einsatz dieser Gipskomponente eine weitere Verbesserung eintritt. Bisher war der Einsatz von Flugaschen aus Müllverbrennungsanlagen in Flugasche-Zement-Mischungen nicht möglich, da speziell diese Flugaschen einen zu hohen Wasseranspruch haben und die gehärteten Mischungen nicht die geforderten Festigkeiten erreichen.It has been found that when using this gypsum component another improvement occurs. So far it was Use of fly ash from waste incineration plants in Fly ash-cement mixtures not possible because of their special nature these fly ash have too high a water requirement and the hardened mixtures are not the required ones Achieve strength.

Der erfindungsgemäß eingesetzte Filterkuchen verringert diesen Wasseranspruch so, daß in dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Flugaschen aus Müllverbrennungsanlagen eingesetzt werden können.The filter cake used according to the invention is reduced this water requirement so that in the invention Process also fly ash from waste incineration plants can be used.

Examples (All percentages relate to percentages by weight) example 1

Durch Vermischen der folgenden Komponenten mit Wasser (Wasser-Feststoff-Wert : 0,60) werden Suspensionen hergestellt und das Verhalten im nicht ausgehärteten Zustand beobachtet.By mixing the following components with water (Water-solid value: 0.60) are suspensions manufactured and the behavior in the uncured Condition observed.

Das Produkt Filterkuchen/Kalkhydrat ist ein trockenes Pulver, hergestellt durch Abmischen von 59 Gew.-Teilen Branntkalk mit 41 Gew.-Teilen Filterkuchen und 13,5 Gew. -Teilen Wasser.The filter cake / hydrated lime product is a dry product Powder made by mixing 59 parts by weight Quicklime with 41 parts by weight of filter cake and 13.5 parts by weight of water.

Der Filterkuchen ist eine NSF-haltige (5%) Gipsmasse mit einem Wassergehalt von 10%, hergestellt durch Fällen der Sulfate aus der NSF-Herstellung mit Calciumhydroxid.The filter cake is a NSF-containing (5%) gypsum mass with a water content of 10%, manufactured by Cases of sulfates from NSF production with Calcium hydroxide.

Das Ausbreitmaß der Suspensionen, bestimmt nach DIN 18 555, Abschnitt 9, beträgt fürThe spread of the suspensions, determined by DIN 18 555, Section 9, is for

a. 7.6 cm
b. 10.8 cm.

Innerhalb von 30 Min. wird die Suspension a. steif und ist nicht mehr fließfähig.The suspension a. stiff and is no longer flowable.

Suspension b. zeigt nach 60 Min. keine wesentliche Veränderung der Konsistenz. Suspension b. shows no significant after 60 minutes Change in consistency.

Example 2

Durch Vermischen der folgenden Komponenten mit Wasser (Wasser-Feststoff-Wert : 0,32) werden Suspensionen hergestellt und ihre Druckfestigkeit nach DIN 11 64, Teil 7 bestimmt.By mixing the following components with water (Water-solids value: 0.32) become suspensions manufactured and their compressive strength according to DIN 11 64, Part 7 determined.

Beide Mischungen haben eine gut fließfähige Konsistenz. Beim Stehen sedimentiert Mischung a. innerhalb von 20 Min. und ist nicht mehr homogen fließfähig. Der sedimentierte Teil ist im Testgefäß festsitzend.Both mixtures have a good flowable consistency. When standing mixture a. within 20 minutes and is no longer homogeneously flowable. Of the sedimented part is stuck in the test vessel.

Mischung b. zeigt nach 2 Std. keine wesentliche Veränderung der Konsistenz. Gemessene Druckfestigkeit [N/mm²] nachMixture b. shows no significant after 2 hours Change in consistency. Measured compressive strength [N / mm²] after

Claims

1. A method for producing a hydraulically curing mixture based on cement, fly ash and quicklime, characterized in that a filter cake containing gypsum and plasticizer from the disposal of sulfate residues in the production of naphthalene-formaldehyde condensation products quicklime to obtain a dry mixture and mixes this mixture with cement and fly ash, the ratio of filter cake to quicklime from 2: 5 to 10: 2 and the amount of gypsum introduced into the mixture by the filter cake is 0.5 to 10% by weight.

2. Use of the manufactured according to claim 1 hydraulically hardening mixture for filling in Mining area.

3. Use of the manufactured according to claim 1 hydraulically hardening mixture for the production of Screeds or plaster of Paris.