WO2024245795A1 - Process for producing hydrothermally hardened aerated or foamed concrete moldings and aerated or foamed concrete molding produced according to the process - Google Patents
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- WO2024245795A1 WO2024245795A1 PCT/EP2024/063805 EP2024063805W WO2024245795A1 WO 2024245795 A1 WO2024245795 A1 WO 2024245795A1 EP 2024063805 W EP2024063805 W EP 2024063805W WO 2024245795 A1 WO2024245795 A1 WO 2024245795A1
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- 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
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/18—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
Definitions
- the present invention relates to a method for producing hydrothermally hardened aerated or foamed concrete moldings, in particular in the form of aerated or foamed concrete blocks.
- Aerated concrete blocks of standardized quality classes with regard to strength and bulk density according to DIN EN 771-4:2015-11 in combination with DIN 20000-404: 2018-04 with bulk densities of 305 to 1000 kg/m 3 are particularly preferably produced.
- non-standardized blocks e.g. with a bulk density between 200 and ⁇ 305 kg/m 3 and aerated or foamed concrete insulation material, preferably aerated or foamed concrete insulation boards, with a bulk density between e.g.
- 70 and ⁇ 200 kg/m 3 preferably 70 and 150 kg/m 3 can also be produced.
- reinforced aerated or foamed concrete formwork components with bulk densities such as standardized or non-standardized aerated or foamed concrete blocks can also be manufactured.
- the invention relates to such a porous or foam concrete molded body produced by means of the method.
- Aerated concrete moldings consist of hydrothermally hardened, porous calcium silicate hydrate material. They are produced from an aqueous mixture or fresh concrete mass, which contains at least one CaO component that is reactive in the hydrothermal process and at least one SiO2 component that is reactive in the hydrothermal process, a blowing agent, in particular aluminum powder and/or paste, and optionally, in particular inert, additives.
- the fresh concrete mass often contains at least one additive, e.g. a flow agent and/or a dispersant.
- the pourable or ready-to-pour fresh concrete mass is poured into a mold, allowed to expand and stiffen, cut and then subjected to steam hardening.
- Aerated concrete material does not contain any coarse aggregates with a grain size > 2.0 mm.
- prefabricated foam is mixed into the fresh concrete mass instead of the foaming agent, or the fresh concrete mass containing a foaming agent is foamed directly by stirring and then the pourable or ready-to-cast fresh concrete mass is poured into the mold. In each case, the foaming process is omitted.
- Conventional porous and foam concrete moldings therefore essentially consist of a solid web structure, which generally consists mainly of calcium silicate hydrate phases (CSH phases).
- CSH phases calcium silicate hydrate phases
- Mainly means that the solid web structure consists of more than 50% by mass of the CSH phases in relation to its dry mass. At high densities, e.g. > 650 kg/m 3 , the content can also be less than 50% by mass.
- the solid web structure can also contain, for example, residual quartz grains and, if necessary, the inert additives. The residual quartz grains and the inert additives are embedded in the CSH phases.
- the solid web structure has nano-, gel- and micropores that are embedded in or distributed in the CSH phases.
- the nano-, gel- and micropores are part of the solid web framework.
- the CSH phases of the solid web framework thus act as a binding phase in the solid web framework. They are mostly cryptocrystalline to crystalline, usually CSH(I) and mainly 11 ⁇ -tobermorite.
- Aerated or foam concrete blocks are building blocks made of aerated and foam concrete material.
- the generally unreinforced aerated or foam concrete blocks are mainly used as masonry blocks. Depending on the manufacturing tolerances, they are also referred to as aerated or foam concrete plan blocks or blocks.
- Reinforced aerated or foam concrete moldings are mainly used as large-format aerated or foam concrete components.
- porous or foam concrete moldings with very low bulk density are used as porous or foam concrete insulation bodies, preferably in the form of porous or foam concrete insulation boards.
- lime-cement formulations contain cement, usually Portland cement (CEM I), as both a CaO and SiO2 component.
- CEM I Portland cement
- the lime-cement formulations can also contain other standardized (e.g. CEM II or CEM III) or non-standardized cements.
- quicklime and/or hydrated lime are also included as a CaO component.
- the lime-cement formulations also contain another SiO2 component, e.g. ground quartz, preferably ground sand, or fly ash.
- lime-cement formulations usually contain a sulfate carrier in the form of anhydrite and/or gypsum.
- the sulfate carrier in the cement acts as a setting regulator and is already contained in the cement.
- the level of the SOs content is specified in DIN EN 197-1:2011-11.
- an additional sulfate carrier is usually added to the aerated concrete mixture.
- pure lime recipes for the production of aerated concrete moldings are also known in the field.
- the lime recipes only contain quicklime and/or hydrated lime as CaO components, but no cement and no cement clinker. Consequently, they do not contain any sulfate carrier as a setting regulator.
- Generic lime recipes are known, for example, from WO 2009/121635 A1.
- both the lime-cement formulations and the lime formulations often contain aerated concrete grains.
- the aerated concrete grains are also called aerated concrete powder or aerated concrete chippings in the technical field.
- Aerated concrete grains usually come from ongoing production. This means that waste material and/or material from overproduction that arises during production is broken, usually using a roller crusher, screened and used to produce new aerated concrete moldings.
- the aerated concrete grains are usually screened in such a way that they have a consistent grain distribution with a maximum grain size of ⁇ 1200 pm.
- the aerated concrete material must be recycled in pure form and is also broken and sieved so that it has a grain size of 0-1 mm.
- the reuse of the recycled aerated concrete material contributes in particular to improving the CO2 balance.
- DE 10 2006 049 836 A1 discloses the production of a hydraulic binding agent from construction waste, e.g. for the production of hydrothermally produced building materials, such as aerated concrete or sand-lime brick.
- the construction waste contains calcium silicate hydrates or cement stone as a binding phase and additives.
- fillers are first separated and the remaining amount of material is thermally treated to form a hydraulically active phase. To do this, the construction waste is crushed to a grain size of ⁇ 10 mm, the binding phase of the construction waste is enriched by sieving and/or sifting and then heated to 600 to 800 °C for a period of 0.25 to 10 hours.
- the construction waste can also be aerated concrete rubble.
- the binder-rich fine fraction is also obtained by sieving and/or classifying a grain fraction ⁇ 0.063 mm from the construction waste crushed to grain sizes ⁇ 10 mm.
- the binder can be used to produce hydrothermally produced building materials, e.g. aerated concrete or sand-lime brick.
- CN 113213846 A discloses a cement mortar that contains crushed, calcined and ground aerated concrete powder. During crushing, aerated concrete granulate with a grain size of ⁇ 0.16 mm is initially produced. The subsequent calcination and grinding activates the aerated concrete powder and can replace cement.
- CN 111439964 A discloses a dry mortar mixture with aerated concrete waste, which has been ground to powder with a grain size of ⁇ 45 pm.
- the aerated concrete waste is thermally treated at 700 to 900°C.
- Aerated and foam concrete blocks have good building physics properties as a building material.
- aerated and foam concrete blocks have high compressive strengths with a relatively low bulk density and low thermal conductivity.
- the so-called A number is derived from a calculated relationship between the compressive strength and the dry bulk density. It represents the relative compressive strength of the aerated or foam concrete block. The larger the A number, the better the compressive strength level. The A number is calculated as follows:
- A-number [ - ] compressive strength [N/mm 2 ] / ((dry density [kg/dm 3 ]) 2 ⁇ 0.016 [Ndm 6 /mm 2 kg 2 ])
- the aim in the production of aerated concrete moldings is always to achieve the lowest possible thermal conductivity with the best possible strength properties.
- limestone powder is chemically inert and autoclave-resistant.
- the specific surface area of the limestone powder commonly used is 4000-6000 cm 2 /g according to Blaine.
- the addition of limestone powder also reduces shrinkage and sorption moisture because it is incorporated into the solid web structure and the solid web structure therefore contains fewer CSH phases. This also causes a reduction in the compressive strength level (A number).
- DE 20 2008 017 703 U1 also deals with the reduction of thermal conductivity. According to DE 20 2008 017 703 U1, this is achieved by the solid web framework containing up to 10 mass% residual quartz grains and/or rock grains. This results in particular from the use of quartz powder with a specific surface area according to Blaine of at least 6000 cm 2 /g and a corresponding autoclaving time.
- the object of the present invention is to provide a sustainable process for producing a porous or foam concrete material with good strength properties.
- porous or foam concrete molded body with good strength properties produced by means of the process is to be provided.
- activated fine powder which is produced by dry grinding a starting grain comprising at least one porous or foam concrete grain, can improve the strength of a porous or foam concrete molded body in comparison to the use of a conventional porous or foam concrete grain.
- the activated fine powder then comprises at least one activated porous and/or foam concrete fine powder.
- the production of the porous or foam concrete molding according to the invention takes place in a manner known per se from a fresh concrete mass which has at least one hydrothermally reacting CaO component, at least one hydrothermally reacting SiO2 component, optionally at least one setting regulator, water and at least one blowing agent or prefabricated foam or a foaming agent.
- the Fresh concrete mass also contains at least one finely ground, activated porous and/or foam concrete powder.
- all components used for the fresh concrete mass preferably have a grain size of ⁇ 2 mm, determined according to DIN EN 1015-1:2007-05.
- all components used for the fresh concrete mass preferably have a grain size of ⁇ 1 mm, preferably ⁇ 500 pm, particularly preferably ⁇ 150 pm, determined according to DIN EN 1015-1:2007-05.
- the fresh concrete mass preferably contains Portland cement clinker powder.
- Portland cement clinker powder provides CaO and SiO2 for the reaction in the autoclave. It is therefore both a CaO and SiO2 component.
- the at least one setting regulator is preferably a sulfate carrier, preferably anhydrite and/or hemihydrate and/or gypsum.
- a sulfate carrier is understood to mean a raw material which consists of alkali sulfate or alkaline earth sulfate, preferably calcium sulfate.
- these raw materials can contain secondary components or impurities. Secondary components are undesirable and should therefore be interpreted as impurities.
- raw materials which contain sulfate minerals or sulfate compounds only as minor components are not referred to as sulfate carriers within the scope of the invention.
- Portland cement (CEM I) in accordance with DIN EN 197-1:2011-1 1 is preferably used for the production of the fresh concrete mass.
- Portland cement is known to contain Portland cement clinker and at least one sulfate carrier, in particular anhydrite and/or hemihydrate and/or gypsum.
- the fresh concrete mass preferably also contains ground quartz, preferably ground quartz sand, and/or amorphous silica, preferably microsilica.
- the quartz preferably the quartz sand, preferably makes up the predominant proportion (i.e. > 50 mass %) of the SiO2 in the fresh concrete mass.
- the fresh concrete mass preferably contains quicklime and/or hydrated lime as an additional CaO component.
- the fresh concrete mass may also contain other inert additives known in the art, preferably natural, ground limestone powder and/or precipitated calcium carbonate (PCC).
- PCC precipitated calcium carbonate
- the fresh concrete mass can also contain at least one additive known in the art, preferably a flow agent and/or a dispersant and/or a sedimentation inhibitor.
- the flow agent is preferably polycarboxylate ether (PCE).
- the dispersant is preferably polyacrylate (PAR) or an acrylic polymer or copolymers.
- the sedimentation inhibitor is preferably modified starch.
- the grinding of the porous and/or foam concrete grain can be carried out either by grinding a starting grain which consists exclusively of porous and/or foam concrete grain or the starting grain has at least one further dry component of the fresh concrete mass.
- the starting grain therefore only contains at least one porous and/or foam concrete grain and no other components.
- the proportion of porous and/or foam concrete grain in the starting grain is thus 100% by mass, based on the dry mass of the starting grain.
- This starting grain is thus ground into pure activated porous and/or foam concrete fine powder.
- the starting grain comprises at least one further dry component of the fresh concrete mass, preferably at least one hydrothermally reacting CaO component and/or at least one hydrothermally reacting SiO2 component.
- This starting grain is thus ground to an activated fine flour mixture which contains at least one activated porous or foamed concrete fine flour.
- the starting grain comprises, in addition to the at least one aerated or foamed concrete grain, quicklime and/or Portland cement (CEM I).
- CEM I Portland cement
- the proportion of porous and/or foam concrete grain in the starting grain is preferably 50 to 90 mass%, more preferably 70 to 80 mass%, based on the dry mass of the starting grain. The proportion is limited downwards by the recipe and the binder content it contains.
- the at least one porous or foam concrete grain used for the starting grain preferably has a dgo value of ⁇ 10 mm, preferably ⁇ 5 mm, particularly preferably ⁇ 2 mm, determined by means of the sieve passage according to DIN EN 1015-1:2007-05.
- grain sizes are determined within the scope of the invention by means of sieve passage in accordance with DIN EN 1015-1:2007-05.
- the porous or foamed concrete grain preferably has a maximum grain size of ⁇ 12 mm, preferably ⁇ 6 mm, particularly preferably ⁇ 3 mm.
- the porous or foamed concrete grain is preferably coarse-grained, i.e. it also has grains with a grain size > 125 pm, preferably also grains with a grain size > 250 pm.
- the porous or foam concrete grain therefore has a coarse grain content.
- the aerated or foamed concrete grain preferably has a bulk density of 400 to 700 g/l, preferably 450 to 600 g/l, according to DIN EN 1097-3:1998-06.
- the aerated or foamed concrete grain used is preferably a by-product from the aerated or foamed concrete production, which has preferably been mechanically crushed by means of a crusher to form the aerated or foamed concrete grain with the specified grain size.
- the by-product is in particular technological breakage.
- the porous or foam concrete grain is recycled material, which has also preferably been mechanically crushed using a crusher to form the porous or foam concrete grain with the specified grain size.
- the recycled material can also be recarbonated. It is also known that it can contain adhering plaster and mortar residues.
- the advantage of the grinding according to the invention is that homogenization takes place and the adhering plaster and mortar residues are finely crushed and distributed.
- the aerated or foamed concrete grain can also be produced by mechanical crushing of specially manufactured aerated or foamed concrete moldings.
- the porous or foamed concrete grain is also dried before grinding at a temperature of 100 to 300°C, preferably 105 to 200°C, particularly preferably 105°C to 120°C, in order to remove physically bound to expel water.
- the residual moisture after drying is ⁇ 5 wt.-%, preferably ⁇ 2 wt.-%, particularly preferably ⁇ 0.5 wt.-%, determined in accordance with DIN EN ISO 17892-1: 2022-08.
- porous or foam concrete grain and/or the activated porous or foam concrete fine powder does not take place within the scope of the invention.
- no calcination takes place at higher temperatures.
- the at least one porous or foam concrete grain and/or the activated porous or foam concrete fine powder are therefore not exposed to temperatures above 300°C before the production of the fresh concrete mass. This also serves in particular to avoid a transformation of the tobermorite at temperatures that are too high.
- the dry grinding of the mechanically crushed starting grain is also carried out in a mill, preferably in a drum mill, preferably in the form of a ball mill, and/or a roller mill.
- the solids content is understood to mean the sum of all solids, i.e. the mass of the freshly dosed dry substances and the dry substances contained in the return sludge.
- the solids contained in admixtures or additives, such as flow agents or dispersants, and in the blowing agent or foaming agent are not included in the total solids; their content is related to the solids content.
- the proportion of activated porous or foamed concrete fine powder includes any portion contained in the return sludge, even if the activated porous or foamed concrete fine powder in this case is not in the form of of a fine powder, but is added with the return sludge. This is because the activated porous or foam concrete fine powder is present in the return sludge in a finely distributed form.
- the minimum proportion of activated porous or foamed concrete fine powder should be 10 mass-% in order to achieve a significant technical effect and to be economically interesting.
- the starting grain is ground until the activated fine flour has a Blaine value, determined according to DIN 196-6:2019-03, of 9 000 to 22 500 cm 2 /g, preferably 13 000 to 22 500 cm 2 /g, more preferably 14 000 to 22 000 cm 2 /g, particularly preferably 14 000 to 21 500 cm 2 /g.
- the starting grain is also ground until the activated fine flour has a BET surface area, determined according to DIN ISO 9277: 2014- 01, of 30 to 45 m 2 /g, preferably 34 to 40 m 2 /g.
- the fresh concrete mass preferably contains Portland cement clinker powder as CaO and SiO2 components.
- the fresh concrete mass has a Portland cement clinker powder content of 5 to 45 mass-%, preferably 10 to 40 mass-%, particularly preferably 15 to 35 mass-%, based on the total solids content of the fresh concrete mass.
- the fresh concrete mass can also contain residual sludge.
- the dry substances contained in the residual sludge are hydrate phases formed from the binding agent components and possibly inert substances such as aerated concrete powder or rock powder.
- the hydrate phases have already reacted to such an extent that they no longer contribute to the green strength. They only react further during hydrothermal hardening in the autoclave.
- the fresh concrete mass contains 2 to 30 mass-%, preferably 2 to 20 mass-%, particularly preferably 5 to 15 mass-%, of return sludge (dry mass), based on the solids content in the fresh concrete mass.
- the return sludge stabilizes the fresh concrete mass and the green porous or foam concrete molding.
- the fresh concrete mass also contains 25 to 80 mass-%, preferably 30 to 70 mass-%, particularly preferably 35 to 60 mass-%, of ground quartz, based on the solids content in the fresh concrete mass.
- 25 to 80 mass-% preferably 30 to 70 mass-%, particularly preferably 35 to 60 mass-%, of ground quartz, based on the solids content in the fresh concrete mass.
- the formation of a sufficient amount of CSH phases can be ensured.
- Fly ash as a SiO2 component is preferably not included because it has a different solubility than quartz and the CSH phase formation is usually poorer.
- the fresh concrete mass also contains 5 to 40 mass-%, preferably 5 to 30 mass-%, particularly preferably 10 to 25 mass-%, of quicklime based on the solids content in the fresh concrete mass.
- the W/F value (water/solids value) of the fresh concrete mass is also preferably 0.5 to 1.2, more preferably 0.5 to 1.1, particularly preferably 0.6 to 0.9, most preferably 0.6 to 0.8.
- the fresh concrete mass also contains 0 to 20 mass %, preferably 0 to 17 mass %, particularly preferably 0 to 10 mass %, of inert additives, in particular rock powder, based on the solids content in the fresh concrete mass.
- the rock powder is preferably limestone powder.
- the limestone powder can, for example, also result from the addition of a Portland limestone cement, in particular a CEM II in accordance with DIN EN 197-1:2011-11.
- the aluminium component may also contain fired clays and/or calcined clays.
- the aluminium component may be aluminium powder, paste or suspension in a conventional manner.
- the aluminium component shown in the table The stated proportion is the solid or active ingredient content of the respective aluminum component.
- an aluminum component or alternatively a foam component or a foaming agent is always present.
- Aluminum components, foam components or foaming agents are therefore used alternatively.
- the fresh concrete mass contains Portland cement clinker and at the same time quicklime and/or hydrated lime.
- the fresh concrete mass is first produced, which contains at least one hydrothermally reacting CaO component, at least one hydrothermally reacting SiO2 component, preferably return sludge, at least one blowing agent or prefabricated foam or a foaming agent and water.
- the fresh concrete mass contains at least one activated porous or foamed concrete fine powder.
- the production preferably takes place in the usual way, by first mixing the sludge with the water, then adding the inert components, then the binding agent and then the aluminum component.
- the activated fine powder is preferably added together with the binding agent.
- the fresh concrete mass is filled into a casting mold. If reinforced aerated concrete molds are to be produced, reinforcement can be suspended in the casting mold. Alternatively, the reinforcement can also be suspended in the casting mold after the casting mold has been filled with the fresh concrete mass. In the case of the production of aerated concrete moldings, the casting compound is allowed to expand.
- the casting compound is then allowed to stiffen into a green porous or foam concrete cake.
- the aerated or foamed concrete cake is cut into individual aerated or foamed concrete moldings in a conventional manner.
- the cut porous or foam concrete moldings are then hydrothermally cured in the autoclave in a conventional manner under saturated steam conditions.
- autoclaving is carried out with a holding phase of 6 to 12 hours at a temperature of 180 to 190 °C.
- the start-up and shut-down phases are preferably linear, without intermediate stopping phases.
- the start-up and shut-down phases each last, for example, 1.5 to 6 hours.
- the autoclaving begins with a vacuum phase. After the autoclave is closed, the air is pumped out of it until a negative pressure of, for example, 0.4 bar is reached. This process takes, for example, 20 - 30 minutes. Steam is then fed into the autoclave and the start-up phase begins.
- the air in the autoclave is reduced by flushing it with steam without pressure. This process takes, for example, 20 - 30 minutes.
- the fresh concrete mass and the aerated or foamed concrete cake can be processed without further ado and that the aerated and/or foamed concrete moldings produced according to the invention have good strength properties despite the addition of aerated or foamed concrete fine powder.
- A-number a measure of the strength of porous and foam concrete moldings.
- the A-number is the result of a calculation of the compressive strength to the dry bulk density. It represents the relative compressive strength of the porous or foam concrete molding. The higher the A-number, the better the compressive strength level.
- the porous or foam concrete moldings according to the invention preferably have an A number of 900 to 2700 [].
- the compressive strength is tested for constant mass in the case of porous or foam concrete moldings with a dry bulk density po of up to 150 kg/m 3 in accordance with DIN EN 826:2013-05 after drying at 40°C and for porous or foam concrete moldings with a dry bulk density po > 150 kg/m 3 on a cube with an edge length of 100 mm in accordance with DIN EN 772-1: 2011-07 after drying at 50°C.
- the porous or foam concrete moldings according to the invention also have a compressive strength of 0.1 to 10.0 N/mm 2 .
- the compressive strength is tested for constant mass in the case of porous or foam concrete moldings with a dry bulk density po of up to 150 kg/m 3 in accordance with DIN EN 826:2013-05 after drying at 40°C and in the case of porous or foam concrete moldings with a dry bulk density po > 150 kg/m 3 on a cube with an edge length of 100 mm in accordance with DIN EN 772-1: 2011-07.
- porous or foam concrete moldings according to the invention are preferably unreinforced porous or Foam concrete blocks preferably have a compressive strength of 1.0 to 10.0 N/mm 2 , preferably 1.5 to 8.0 N/mm 2 , particularly preferably 2.0 to 7.0 N/mm 2 , tested on a cube with an edge length of 100 mm in accordance with DIN EN 772-1: 2011-07.
- porous or foam concrete moldings according to the invention are porous or foam concrete insulation bodies, in particular porous or foam concrete insulation boards, they preferably have a compressive strength of 0.1 to 0.7 N/mm 2 , preferably 0.1 to 0.5 N/mm 2 , particularly preferably 0.2 to 0.4 N/mm 2 , according to DIN EN 826:2013-05 after drying at 40°C to constant mass.
- porous or foam concrete moldings according to the invention preferably have a dry bulk density po of 70 to 800 kg/m 3 , according to DIN EN 772-13: 2000-09 or DIN EN 1602: 2013-05.
- the aerated or foamed concrete moldings according to the invention are, preferably unreinforced, aerated or foamed concrete molding blocks, they preferably have a dry bulk density po of 151 to 800 kg/m 3 , preferably of 220 to 800 kg/m 3 , particularly preferably of 255 to 600 kg/m 3 , according to DIN EN 772-13: 2000-09.
- porous or foam concrete moldings according to the invention are porous or foam concrete insulation bodies, in particular porous or foam concrete insulation boards, they preferably have a dry bulk density po of 70 to 150 kg/m 3 , preferably of 80 to 120 kg/m 3 , particularly preferably of 85 to 115 kg/m 3 , in accordance with DIN EN 1602: 2013-05.
- the porous or foam concrete moldings also have a thermal conductivity X, dry, unit of 0.039 to 0.180 W/(m K), according to DIN EN 12664: 2001-05 and DIN EN 12667:2001-05.
- the aerated or foamed concrete moldings according to the invention are preferably unreinforced aerated or foamed concrete molding blocks, they preferably have a thermal conductivity X10, dry, unit of 0.060 to 0.180 W/(m K), preferably of 0.065 to 0.160 W/(m K), particularly preferably of 0.070 to 0.140 W/(m K), in accordance with DIN EN 12664: 2001-05 and DIN EN 12667:2001-05.
- porous or foam concrete moldings according to the invention are porous or foam concrete insulation bodies, in particular porous or foam concrete insulation boards, they preferably have a thermal conductivity X, dry, unit of 0.039 to 0.055 W/(m K), preferably of 0.041 to 0.049 W/(m K), particularly preferably of 0.042 to 0.048 W/(m K), in accordance with DIN EN 12664: 2001-05 and DIN EN 12667:2001-05.
- aerated concrete moldings were produced using different recipes.
- the aerated concrete moldings were always produced as follows:
- test samples were mixed with a dissolver mixer at 550 rpm (disk diameter 12 cm) in a 20 l mixing vessel as follows:
- binding agents quicklime, cement, microsilica
- activated aerated concrete fine flour or activated fine flour mixture if necessary aerated concrete grain, mixing time 30 seconds
- test samples from test series 0 to 8 and 10 to 12 were demolded after 3 - 4 hours (at 20°C), transferred to the hardening base and then autoclaved.
- test samples from test series 9 were demolded after 24 hours (at 25°C), transferred to the hardening base and then autoclaved.
- test series 0 to 8 and 10 to 12 began with a vacuum phase lasting 30 minutes, during which a pressure of 0.4 bar abs was reached. The pressure was then increased linearly to 12 bar abs over 1.5 hours, held for 7 hours and then reduced, also linearly, to ambient pressure over 1.5 hours.
- test series 9 (insulation board) began with a vacuum phase lasting 30 minutes, during which a pressure of 0.4 bar abs was reached. The pressure was then increased linearly over 6 hours to 12 bar abs , held for 6 hours and then reduced, also linearly, to ambient pressure over 6 hours.
- the return sludge was produced from non-steam-cured porous concrete molds.
- test samples were mixed with a dissolver mixer at 550 rpm (disk diameter 12 cm) in an 80 l mixing vessel as follows: 1 . Add water to the mixing vessel.
- the swollen cake was gradually mixed with water to form a suspension with a density of 1.3 kg/L.
- the density of the sludge (weight per liter) was determined using a measuring cylinder and laboratory scales (mass per volume). The suspension was then stirred for 18 hours before use. During the 18 hours, the suspension may thicken further. The density of the sludge was therefore measured again immediately before use and, if necessary, diluted or corrected with water to a density of 1.3 kg/L.
- Aerated concrete grain size (PBKf euC ht):
- the steam-cured aerated concrete moldings were sawn into prisms with maximum dimensions of 40 mm x 50 mm x 500 mm using a band saw.
- the prisms and any small sawing residues were crushed in a jaw crusher (Fa.
- the portion for the production of the activated fine powder and for the test series with conventional dried aerated concrete grains (AAC) was dried at 105°C in a drying oven until the mass was constant.
- the aerated concrete grain came from ongoing production at the Xella aerated concrete plant in Brück. It was waste material from production and/or material from overproduction. The material was crushed using a roller crusher and sieved to a grain size of ⁇ 1500 pm.
- the aerated concrete grain size (PBKp rO d) had the following main components in mass-%:
- Table 5 Main components of the aerated concrete aggregates (PBKprod) from current production [1] Determined by X-ray fluorescence analysis using an AXIOS PW 4400 from PANalytical BV
- the aerated concrete grains prepared as above were dried to constant weight in a drying cabinet at a temperature of 105°C for 2 days before grinding.
- PBFM pure activated aerated concrete fine powder
- a starting grain was produced which contained the aerated concrete grain (PBK) and the Portland cement or
- the grinding was carried out in a drum mill with the following properties:
- the production of the “Durox flour” for the 7th test series is analogous to the production of the activated fine flour mixture.
- the mill parameters including loading with balls), grinding time and mass of ground material are identical. In this case, however, the binding agent (white fine lime) was ground with the dry quartz flour.
- PBK900 heated aerated concrete grains
- PBFM900 aerated concrete fine powder produced from the heated aerated concrete grains
- the aerated concrete grain dried at 105°C was additionally baked for 24 h at 900°C and a portion of it was ground (identical procedure as for the aerated concrete grain treated at 105°C).
- mineralogical phase composition was determined in a series of tests using X-ray diffraction. This was done as follows:
- the aerated concrete molds were prepared using commercially available
- Drilling dust was removed from a pillar drill (HSS drill, diameter 24 mm). These powder samples were first dried for 24 hours at 40°C in a drying cabinet. For the subsequent wet grinding, 10 mass % of internal standard zincite (ZnO from JT Baker Avantor Performance Materials, Inc.) was added to each sample, which corresponds to 1.8 g of substance and 0.2 g of ZnO.
- Wet grinding in the micron mill (McCrone micronising mill) was carried out in 10 ml of 2-propanol for 4 1 minutes in PVC grinding jars with ZrÜ2 grinding cylinders.
- the ground material was rinsed out, rinsed four times with 5 ml of 2-propanol (AnalaR NORMAPUR, VWR) each time and filtered for 24 hours over hard filter paper (84 g/m 2 , No. 1291; Sartorius) under a fume hood and dried at room temperature (20°C).
- the powder was brushed off the filter paper and homogenized for 2 minutes in an agate mortar and pressed into a diffractometer powder tablet (backloading method). A powder tablet was prepared and measured from each material sample taken.
- the quantitative determination was carried out using the Rietveld method. Bruker AXS Topas (version 5) was used as the evaluation software. To determine the amorphous phase content, 10 mass % zinc oxide (see above) was added to the test preparation as an internal standard and subtracted accordingly during the evaluation. The remaining phases, including X-ray amorphous phases, are standardized to 100 %. To evaluate the quantitative phase composition, the following structures from the ICSD database (Inorganic Crystal Structure Database, as of 2016) were used:
- aerated concrete moldings with a density class of 400 kg/m 3 were produced. All aerated concrete fresh masses according to the invention also contained 10 mass % of activated aerated concrete fine powder.
- the aerated concrete fresh mass of the reference aerated concrete molding contained 10 mass % of aerated concrete grain.
- the activated aerated concrete fine powder and the activated fine powder mixture were each produced as described above. The composition of the starting grain was varied for the fine powder mixtures. The grinding time was 120 minutes in each case.
- Table 9 Compositions of the recipes of the 1st test series
- 2nd test series The 2nd test series was carried out in the same way as the 1st test series. However, 20 mass% of activated aerated concrete fine powder or 20 mass% of conventional aerated concrete grains were used.
- Table 11 Compositions of the recipes of the 2nd test series The results of the measurements of the properties of the 2nd series of tests are shown in Table 12.
- Table 12 Results of the measurements of the properties of the 2nd test series
- the starting grain sizes contained either exclusively aerated concrete grain or 75 mass-% aerated concrete grain and 25 mass-% quicklime. The grinding time was again 120 minutes.
- Table 14 Results of the measurements of the properties of the 3rd test series Table 14 shows that the A number is not improved at a content of 25 mass % activated aerated concrete fine powder if the starting grain consists of pure aerated concrete grain. If the starting grain consists of a mixture of aerated concrete grain and quicklime, the A number is only slightly improved compared to the use of conventional, non-activated aerated concrete grain. This trend is even more pronounced at a content of 30 mass % activated aerated concrete fine powder.
- the content of aerated concrete grain in the starting grain was varied.
- the contents were set at 50%, 62.5% and 75% by mass of aerated concrete grain.
- the starting grains also contained quicklime.
- the grinding time was again 120 minutes.
- the proportion of activated aerated concrete fine powder in the fresh concrete mass was 20% by mass.
- Table 15 Compositions of the recipes of the 4th test series
- Table 16 Results of the measurements of the properties of the 4th test series From Table 16 it is clearly evident that there is no tendency of the influence of the content of aerated concrete grain in the initial grain on the A-number of the aerated concrete body produced from it.
- 5th test series In the 5th test series, the grinding time was varied. It was 60, 120 and 240 minutes. These tests were carried out both with a starting grain consisting exclusively of aerated concrete grain and with a starting grain that contained 75% by mass of aerated concrete grain and 25% by mass of quicklime. The proportion of activated aerated concrete fine powder was 20% by mass.
- Table 17 Compositions of the recipes of the 5th test series
- an aerated concrete molding with a bulk density of 330 kg/m 3 and an aerated concrete molding with a bulk density of 460 kg/m 3 were produced.
- the starting grains used each contained 75 mass % aerated concrete grain and 25 mass % Portland cement (CEM I).
- the grinding time was 120 minutes in each case.
- the grinding time was 120 minutes in each case.
- the proportion of activated aerated concrete material was 20 mass% in each case.
- Table 21 Compositions of the recipes of the 7th test series
- aerated concrete moldings with different densities in the density range 300 - 600 kg/m 3 were produced.
- conventional, dried aerated concrete grain, moist aerated concrete grain, activated aerated concrete fine powder and activated fine powder mixture were used.
- cement was also ground with aerated concrete grain. The content of activated aerated concrete fine powder or aerated concrete grain was 20 mass% and the grinding time was 120 minutes.
- aerated concrete moldings with a low bulk density were produced.
- conventional, dried aerated concrete grain, moist aerated concrete grain, activated aerated concrete fine powder and activated fine powder mixture were used.
- the content of activated aerated concrete fine powder or aerated concrete grain was 10.5 mass% and the grinding time was 120 minutes.
- Table 25 shows that the activated aerated concrete fine powder significantly improves the A number even at low densities. The tensile strength is also improved. The tensile strength is by far the best when using the activated fine powder mixture. 10th series of experiments:
- Table 27 Compositions of the recipes of the 10th test series
- Table 28 shows that the activated aerated concrete fine powder improves not only the compressive strength (A number) but also the tensile strength, even at higher densities. In addition, the strength properties are impaired by the use of moist aerated concrete grains.
- Table 29 Compositions of the recipes of the 11th test series
- Table 30 Results of the measurements of the properties of the 11th test series
- Table 31 Mineralogical phase composition of the 11th series of experiments.
- Table 30 shows that baking reduces the A-number. This applies both to conventional aerated concrete grains and to activated aerated concrete fine powder.
- 12th test series In the 12th test series, recycled aerated concrete grain and activated fine flour mixture with activated aerated concrete fine flour, made from recycled aerated concrete grain, were used.
- the content of activated aerated concrete fine flour and aerated concrete grain was 10 and 20 mass% and the grinding time was 120 minutes.
- Table 32 Compositions of the recipes of the 12th test series
- Table 33 Results of the measurements of the properties of the 12th test series Table 33 shows that the A number is improved when using activated aerated concrete fine powder compared to using the same amount of conventional aerated concrete grain. In addition, the A number is worse when using 20% by mass of conventional aerated concrete grain than when using 10% by mass of conventional aerated concrete grain. The A number when using 20% by mass of activated aerated concrete fine powder is also only slightly worse than when using 10% by mass of conventional aerated concrete grain. This means that a larger amount of aerated concrete grain can be recycled without the A number being reduced too much. 13th series of experiments:
- the aerated concrete grains from current production and the activated aerated concrete fine powder produced from them were used.
- the content of activated aerated concrete fine powder or aerated concrete grains was 20 mass% and the grinding time was 20 minutes.
- Table 34 Compositions of the recipes of the 13th test series
- the A-number of the aerated concrete molded body 13B according to the invention is significantly higher than the A-number of the reference Aerated concrete body 13A.
- the addition of 20 mass% of activated aerated concrete fine powder increases the compressive strength level compared to the use of 20 mass% of conventional aerated concrete grain from current production.
- the results of the 13th series of tests also demonstrate the effect for a Blaine value of the activated fine powder in the inventive range of 9,000 to ⁇ 13,000 cm 2 /g.
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Abstract
Description
Verfahren zur Herstellung von hydrothermal gehärteten Poren- oder Schaumbetonformkörpern und mittels des Verfahrens hergestellter Poren- oder Schaumbetonformkörper Process for the production of hydrothermally hardened porous or foam concrete moldings and porous or foam concrete moldings produced by the process
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hydrothermal gehärteten Poren- oder Schaumbetonformkörpern, insbesondere in Form von Poren- oder Schaumbetonsteinen. Besonders bevorzugt sollen Porenbetonsteine genormter Güteklassen bezüglich Festigkeit und Rohdichte nach DIN EN 771-4:2015-11 in Kombination mit DIN 20000-404: 2018-04 mit Rohdichten von 305 bis 1000 kg/m3 hergestellt werden. Es können aber auch nicht genormte Steine z.B. mit einer Rohdichte zwischen 200 und < 305 kg/m3 und Poren- oder Schaumbetondämmmaterial, bevorzugt Poren- oder Schaumbetondämmplatten, mit einer Rohdichte zwischen z.B. 70 und < 200 kg/m3, bevorzugt 70 und 150 kg/m3 hergestellt werden. Des Weiteren können auch bewehrte Poren- oder Schaumbetonformbauteile mit Rohdichten wie die genormten oder ungenormten Poren- oder Schaumbetonsteine hergestellt werden. The present invention relates to a method for producing hydrothermally hardened aerated or foamed concrete moldings, in particular in the form of aerated or foamed concrete blocks. Aerated concrete blocks of standardized quality classes with regard to strength and bulk density according to DIN EN 771-4:2015-11 in combination with DIN 20000-404: 2018-04 with bulk densities of 305 to 1000 kg/m 3 are particularly preferably produced. However, non-standardized blocks, e.g. with a bulk density between 200 and < 305 kg/m 3 and aerated or foamed concrete insulation material, preferably aerated or foamed concrete insulation boards, with a bulk density between e.g. 70 and < 200 kg/m 3 , preferably 70 and 150 kg/m 3 can also be produced. Furthermore, reinforced aerated or foamed concrete formwork components with bulk densities such as standardized or non-standardized aerated or foamed concrete blocks can also be manufactured.
Zudem betrifft die Erfindung einen mittels des Verfahrens hergestellten derartigen Poren- oder Schaumbetonformkörper. In addition, the invention relates to such a porous or foam concrete molded body produced by means of the method.
Porenbetonformkörper bestehen aus hydrothermal gehärtetem, porosiertem Calciumsilikathydratmaterial. Sie werden hergestellt aus einer wässrigen Mischung bzw. Frischbetonmasse, welche mindestens eine im Hydrothermalprozess reaktionsfähige CaO-Komponente und mindestens eine im Hydrothermalprozess reaktionsfähige SiO2-Komponente, ein Treibmittel, insbesondere Aluminiumpulver und/oder -paste, sowie gegebenenfalls, insbesondere inerte, Zusatzstoffe enthält. Außerdem enthält die Frischbetonmasse häufig mindestens ein Zusatzmittel, z.B. ein Fließmittel und/oder ein Dispergiermittel. Die gießfähige bzw. gießfertige Frischbetonmasse wird in eine Gießform gegossen, auftreiben und ansteifen gelassen, geschnitten und anschließend einer Dampfhärtung unterzogen. Im Gegensatz zu herkömmlichem, nicht autoklaviertem Beton weist Porenbetonmaterial keine groben Zuschlagkörner mit einer Korngröße > 2,0 mm auf. Aerated concrete moldings consist of hydrothermally hardened, porous calcium silicate hydrate material. They are produced from an aqueous mixture or fresh concrete mass, which contains at least one CaO component that is reactive in the hydrothermal process and at least one SiO2 component that is reactive in the hydrothermal process, a blowing agent, in particular aluminum powder and/or paste, and optionally, in particular inert, additives. In addition, the fresh concrete mass often contains at least one additive, e.g. a flow agent and/or a dispersant. The pourable or ready-to-pour fresh concrete mass is poured into a mold, allowed to expand and stiffen, cut and then subjected to steam hardening. In contrast to conventional, non-autoclaved concrete, Aerated concrete material does not contain any coarse aggregates with a grain size > 2.0 mm.
Für die Herstellung von hydrothermal gehärteten Schaumbetonformkörpern wird der Frischbetonmasse anstelle des Treibmittels vorgefertigter Schaum untergemischt oder die einen Schaumbildner enthaltende Frischbetonmasse wird durch Rühren direkt aufgeschäumt und anschließend die gießfähige bzw. gießfertige Frischbetonmasse in die Gießform gegossen. Der Treibprozess entfällt jeweils. To produce hydrothermally hardened foam concrete moldings, prefabricated foam is mixed into the fresh concrete mass instead of the foaming agent, or the fresh concrete mass containing a foaming agent is foamed directly by stirring and then the pourable or ready-to-cast fresh concrete mass is poured into the mold. In each case, the foaming process is omitted.
Herkömmliche Poren- und Schaumbetonformkörper bestehen somit im Wesentlichen aus einem Feststoffsteggerüst, welches in der Regel hauptsächlich aus Calciumsilikathydratphasen (CSH-Phasen) besteht. Hauptsächlich meint, dass das Feststoffsteggerüst bezogen auf seine Trockenmasse zu über 50 M.-% aus den CSH-Phasen besteht. Bei hohen Rohdichten, z.B. > 650 kg/m3, kann der Gehalt auch unter 50 M.-% liegen. Das Feststoffsteggerüst kann zudem z.B. Restquarzkörner sowie gegebenenfalls die inerten Zusatzstoffe enthalten. Die Restquarzkörner und die inerten Zusatzstoffe sind in die CSH-Phasen eingebettet. Das Feststoffstegge rüst weist Stege auf, die die durch die Porosierung oder die Schaumzugabe oder das Aufschäumen künstlich erzeugten Poren (= Makroporen) umgeben. Außerdem weist das Feststoffsteggerüst Nano-, Gel- und Mikroporen auf, die in die CSH- Phasen eingebettet sind bzw. in diesen verteilt sind. Die Nano-, Gel- und Mikroporen sind Bestandteil des Feststoffsteggerüsts. Die CSH-Phasen des Feststoffsteggerüsts fungieren somit als Bindephase im Feststoffsteggerüst. Sie sind größtenteils kryptokristallin bis kristallin, in der Regel handelt es sich um CSH(I) und hauptsächlich um 11 Ä-Tobermorit. Conventional porous and foam concrete moldings therefore essentially consist of a solid web structure, which generally consists mainly of calcium silicate hydrate phases (CSH phases). Mainly means that the solid web structure consists of more than 50% by mass of the CSH phases in relation to its dry mass. At high densities, e.g. > 650 kg/m 3 , the content can also be less than 50% by mass. The solid web structure can also contain, for example, residual quartz grains and, if necessary, the inert additives. The residual quartz grains and the inert additives are embedded in the CSH phases. The solid web structure has webs that surround the pores (= macropores) artificially created by porosification or the addition of foam or foaming. In addition, the solid web structure has nano-, gel- and micropores that are embedded in or distributed in the CSH phases. The nano-, gel- and micropores are part of the solid web framework. The CSH phases of the solid web framework thus act as a binding phase in the solid web framework. They are mostly cryptocrystalline to crystalline, usually CSH(I) and mainly 11 Ä-tobermorite.
Poren- bzw. Schaumbetonsteine sind Bausteine aus Poren- und Schaumbetonmaterial. Die in der Regel unbewehrten Poren- bzw. Schaumbetonsteine werden hauptsächlich als Mauersteine eingesetzt. Sie werden in Abhängigkeit von den Fertigungstoleranzen auch als Poren- oder Schaumbetonplansteine- oder -blocke bezeichnet. Bewehrte Poren- bzw. Schaumbetonformkörper werden hauptsächlich als großformatige Poren- bzw. Schaumbetonbauteile eingesetzt. Aerated or foam concrete blocks are building blocks made of aerated and foam concrete material. The generally unreinforced aerated or foam concrete blocks are mainly used as masonry blocks. Depending on the manufacturing tolerances, they are also referred to as aerated or foam concrete plan blocks or blocks. Reinforced aerated or foam concrete moldings are mainly used as large-format aerated or foam concrete components.
Poren- bzw. Schaumbetonformkörper sehr geringer Rohdichte finden, wie bereits erläutert, als Poren- bzw. Schaumbetondämmkörper, bevorzugt in Form von Poren- bzw. Schaumbetondämmplatten, Verwendung. As already explained, porous or foam concrete moldings with very low bulk density are used as porous or foam concrete insulation bodies, preferably in the form of porous or foam concrete insulation boards.
Derzeit werden Porenbetonsteine genormter Güteklassen (EN 771-4 2015-1 1 und DIN 20000-404:2018-04) mit Rohdichten < 800 kg/m3 in der Regel mit sogenannten Kalk-Zementrezepturen hergestellt. Kalk-Zementrezepturen enthalten als CaO- und gleichzeitig SiO2-Komponente Zement, in der Regel Portlandzement (CEM I). Die Kalk-Zementrezepturen können aber auch andere genormte (z.B. CEM II oder CEM III) oder nicht genormte Zemente enthalten. Zudem ist zusätzlich zum Zement als CaO-Komponente Branntkalk und/oder Kalkhydrat enthalten. Zusätzlich zum Zement ist in den Kalk-Zementrezepturen zudem eine weitere SiO2-Komponente, z.B. gemahlener Quarz, vorzugsweise gemahlener Sand, oder Flugasche, enthalten. Des Weiteren enthalten Kalk- Zementrezepturen in der Regel einen Sulfatträger in Form von Anhydrit und/oder Gips. Der Sulfatträger im Zement wirkt als Erstarrungsregler und ist in dem Zement bereits enthalten. Für die genormten Zemente ist die Höhe des SOs-Gehalts in der DIN EN 197-1 :2011-11 festgelegt. Üblicherweise wird aber der Porenbetonmischung auch noch ein zusätzlicher Sulfatträger zugesetzt. Currently, aerated concrete blocks of standardized quality classes (EN 771-4 2015-1 1 and DIN 20000-404:2018-04) with densities < 800 kg/m 3 are usually manufactured using so-called lime-cement formulations. Lime-cement formulations contain cement, usually Portland cement (CEM I), as both a CaO and SiO2 component. However, the lime-cement formulations can also contain other standardized (e.g. CEM II or CEM III) or non-standardized cements. In addition to the cement, quicklime and/or hydrated lime are also included as a CaO component. In addition to the cement, the lime-cement formulations also contain another SiO2 component, e.g. ground quartz, preferably ground sand, or fly ash. Furthermore, lime-cement formulations usually contain a sulfate carrier in the form of anhydrite and/or gypsum. The sulfate carrier in the cement acts as a setting regulator and is already contained in the cement. For standardized cements, the level of the SOs content is specified in DIN EN 197-1:2011-11. However, an additional sulfate carrier is usually added to the aerated concrete mixture.
Des Weiteren sind auch reine Kalkrezepturen zur Herstellung von Porenbetonformkörpern auf dem Fachgebiet bekannt. Die Kalkrezepturen weisen nur Branntkalk und/oder Kalkhydrat als CaO-Komponente, aber keinen Zement und keinen Zementklinker auf. Folglich weisen sie keinen Sulfatträger als Erstarrungsregler auf. Gattungsgemäße Kalkrezepturen sind zum Beispiel aus der WO 2009/121635 A1 bekannt. Furthermore, pure lime recipes for the production of aerated concrete moldings are also known in the field. The lime recipes only contain quicklime and/or hydrated lime as CaO components, but no cement and no cement clinker. Consequently, they do not contain any sulfate carrier as a setting regulator. Generic lime recipes are known, for example, from WO 2009/121635 A1.
Zudem weisen sowohl die Kalk-Zementrezepturen als auch die Kalkrezepturen häufig Porenbetonkörnung auf. Die Porenbetonkörnung wird auf dem Fachgebiet auch Porenbetonmehl oder Porenbetonsplitt genannt. Die Porenbetonkörnung stammt in der Regel aus der laufenden Produktion. Das heißt, bei der Produktion anfallendes Ausschussmaterial und/oder Material aus Überproduktion wird, üblicherweise mittels eines Walzenbrechers, gebrochen, gesiebt und für die Herstellung von neuen Porenbetonformkörpern verwendet. Üblicherweise wird die Porenbetonkörnung dabei derart abgesiebt, dass sie eine stetige Kornverteilung mit einer maximalen Korngröße < 1200 pm aufweist. In addition, both the lime-cement formulations and the lime formulations often contain aerated concrete grains. The aerated concrete grains are also called aerated concrete powder or aerated concrete chippings in the technical field. Aerated concrete grains usually come from ongoing production. This means that waste material and/or material from overproduction that arises during production is broken, usually using a roller crusher, screened and used to produce new aerated concrete moldings. The aerated concrete grains are usually screened in such a way that they have a consistent grain distribution with a maximum grain size of < 1200 pm.
Des Weiteren ist man aus umwelttechnischen Aspekten bestrebt, Porenbetonmaterial aus Abbruch- und Rückbauprojekten, für die Herstellung von Porenbetonform körpern zu verwendenFurthermore, for environmental reasons, efforts are being made to use aerated concrete material from demolition and dismantling projects for the production of aerated concrete moldings.
(https://www.bauhandwerk.de/news/ytong-startschuss-fuer-porenbeton- recycling-im-werk-wedel_3197859.html). Das Porenbetonmaterial muss dazu sortenrein recycelt werden und wird ebenfalls gebrochen und gesiebt, so dass es eine Korngröße von 0-1 mm aufweist. Die Wiederverwendung des recycelten Porenbetonmaterials trägt insbesondere zur Verbesserung der CO2-Bilanz bei.(https://www.bauhandwerk.de/news/ytong-startschuss-fuer-porenbeton- recycling-im-werk-wedel_3197859.html). The aerated concrete material must be recycled in pure form and is also broken and sieved so that it has a grain size of 0-1 mm. The reuse of the recycled aerated concrete material contributes in particular to improving the CO2 balance.
Des Weiteren sind weitere Verfahren zur (Wieder)verwendung von Porenbetonkörnung bekannt: Furthermore, other processes for the (re)use of aerated concrete aggregates are known:
Die DE 10 2006 049 836 A1 offenbart die Herstellung eines hydraulischen Bindemittels aus Baureststoffen z.B. zur Herstellung von hydrothermal erzeugten Baustoffen, wie zum Beispiel Porenbeton oder Kalksandstein. Die Baureststoffe enthalten Calciumsilikathydrate oderZementstein als Bindephase und Zuschlagstoffe. Gemäß dem Verfahren der DE 10 2006 049 836 A1 werden zunächst Füllstoffe abgetrennt und die verbleibende Stoffmenge zur Ausbildung einer hydraulisch aktiven Phase thermisch behandelt. Dazu werden die Baureststoffe auf eine Korngröße < 10 mm zerkleinert, durch Sieben und/oder Sichten eine Anreicherung der Bindephase der Baureststoffe durchgeführt und diese anschließend auf 600 bis 800 °C für einen Zeitraum von 0,25 bis zu 10 Stunden erhitzt. Gemäß der DE 10 2006 049 836 A1 kann es sich bei den Baureststoffen zudem um Poren beton bruch handeln. Die bindemittelreiche Feinfraktion wird zudem durch Absiebung und/oder Sichten einer Kornfraktion < 0,063 mm aus dem auf Korngrößen < 10 mm zerkleinerten Baureststoff gewonnen. DE 10 2006 049 836 A1 discloses the production of a hydraulic binding agent from construction waste, e.g. for the production of hydrothermally produced building materials, such as aerated concrete or sand-lime brick. The construction waste contains calcium silicate hydrates or cement stone as a binding phase and additives. According to the process of DE 10 2006 049 836 A1, fillers are first separated and the remaining amount of material is thermally treated to form a hydraulically active phase. To do this, the construction waste is crushed to a grain size of < 10 mm, the binding phase of the construction waste is enriched by sieving and/or sifting and then heated to 600 to 800 °C for a period of 0.25 to 10 hours. According to DE 10 2006 049 836 A1, the construction waste can also be aerated concrete rubble. The binder-rich fine fraction is also obtained by sieving and/or classifying a grain fraction < 0.063 mm from the construction waste crushed to grain sizes < 10 mm.
Zudem kann das Bindemittel zur Herstellung von hydrothermal erzeugten Baustoffen, z.B. Porenbeton oder Kalksandstein verwendet werden. In addition, the binder can be used to produce hydrothermally produced building materials, e.g. aerated concrete or sand-lime brick.
Die CN 113213846 A offenbart einen Zementmörtel, der zerkleinertes, calciniertes und gemahlenes Poren beton pulver enthält. Dabei wird beim Zerkleinern zunächst ein Porenbetongranulat mit einer Korngröße < 0,16 mm erzeugt. Durch das anschließende Calcinieren und das Aufmahlen wird das Poren beton pulver aktiviert und kann Zement ersetzen. CN 113213846 A discloses a cement mortar that contains crushed, calcined and ground aerated concrete powder. During crushing, aerated concrete granulate with a grain size of < 0.16 mm is initially produced. The subsequent calcination and grinding activates the aerated concrete powder and can replace cement.
Die CN 111439964 A offenbart eine Trockenmörtelmörtelmischung mit Porenbetonabfall, welcher zu Pulver mit einer Korngröße < 45 pm gemahlen wurde. Der Porenbetonabfall wird bei 700 bis 900°C thermisch behandelt. CN 111439964 A discloses a dry mortar mixture with aerated concrete waste, which has been ground to powder with a grain size of < 45 pm. The aerated concrete waste is thermally treated at 700 to 900°C.
Die DE 20 2018 105 762 U1 offenbart eine Betonmischung, bei der das hydraulische Bindemittel durch Porenbetonabfall ersetzt wird, der einen Siebrückstand bei einem 45 pm Sieb von < 50 % aufweist. DE 20 2018 105 762 U1 discloses a concrete mixture in which the hydraulic binder is replaced by aerated concrete waste, which has a sieve residue of < 50% on a 45 pm sieve.
Poren- und Schaumbetonsteine weisen als Baumaterial gute bauphysikalische Eigenschaften auf. Insbesondere weisen Poren- und Schaumbetonsteine hohe Druckfestigkeiten bei relativ geringer Rohdichte und geringer Wärmeleitfähigkeit auf. Aus einem rechnerischen Bezug der Druckfestigkeit zur Trockenrohdichte ergibt sich die sogenannte A-Zahl. Sie repräsentiert die relative Druckfestigkeit des Poren- oder Schaumbetonsteins. Je größer die A- Zahl ist, desto besser ist das Druckfestigkeitsniveau. Die A-Zahl wird wie folgt berechnet: Aerated and foam concrete blocks have good building physics properties as a building material. In particular, aerated and foam concrete blocks have high compressive strengths with a relatively low bulk density and low thermal conductivity. The so-called A number is derived from a calculated relationship between the compressive strength and the dry bulk density. It represents the relative compressive strength of the aerated or foam concrete block. The larger the A number, the better the compressive strength level. The A number is calculated as follows:
A-Zahl [ - ] = Druckfestigkeit [N/mm2] / ((Trockenrohdichte [kg/dm3])2 ■ 0,016 [Ndm6/mm2kg2])A-number [ - ] = compressive strength [N/mm 2 ] / ((dry density [kg/dm 3 ]) 2 ■ 0.016 [Ndm 6 /mm 2 kg 2 ])
Ziel bei der Herstellung von Porenbetonformkörpern ist es dabei immer, eine möglichst geringe Wärmeleitfähigkeit zu erzielen bei möglichst guten Festigkeitseigenschaften. Um die Wärmeleitfähigkeit zu verringern, ist es zum Beispiel bekannt, als Zusatzstoff bei der Poren- oder Schaumbetonherstellung Kalksteinmehl zu verwenden. Kalksteinmehl ist chemisch inert und autoklavresistent. Die spezifische Oberfläche des üblicherweise eingesetzten Kalksteinmehls beträgt 4000-6000 cm2/g nach Blaine. Durch die Zugabe von Kalksteinmehl werden zudem die Schwindung und die Sorptionsfeuchte reduziert, weil dieses in das Feststoffsteggerüst eingelagert wird und das Feststoffsteggerüst somit weniger CSH-Phasen enthält. Dies verursacht gleichzeitig auch eine Reduzierung des Druckfestigkeitsniveaus (A-Zahl). The aim in the production of aerated concrete moldings is always to achieve the lowest possible thermal conductivity with the best possible strength properties. In order to reduce thermal conductivity, it is known, for example, to use limestone powder as an additive in the production of aerated or foamed concrete. Limestone powder is chemically inert and autoclave-resistant. The specific surface area of the limestone powder commonly used is 4000-6000 cm 2 /g according to Blaine. The addition of limestone powder also reduces shrinkage and sorption moisture because it is incorporated into the solid web structure and the solid web structure therefore contains fewer CSH phases. This also causes a reduction in the compressive strength level (A number).
Aus der DE 10 2013 011 742 A1 ist es zudem bekannt, anstelle von natürlichem, gemahlenem Kalksteinmehl, PCC zuzusetzen. Dadurch wird die Wärmeleitfähigkeit etwas verringert, die Festigkeit aber beibehalten. From DE 10 2013 011 742 A1 it is also known to add PCC instead of natural, ground limestone powder. This reduces the thermal conductivity slightly, but retains the strength.
Auch die DE 20 2008 017 703 U1 befasst sich mit der Verringerung der Wärmeleitfähigkeit. Gemäß der DE 20 2008 017 703 U1 wird dies dadurch erreicht, dass das Feststoffsteggerüst bis zu 10 M.-% Restquarzkörner und/oder Gesteinskörner enthält. Dies resultiert insbesondere aus der Verwendung von Quarzmehl mit einer spezifischen Oberfläche nach Blaine von mindestens 6000 cm2/g und einer entsprechenden Autoklavierdauer. DE 20 2008 017 703 U1 also deals with the reduction of thermal conductivity. According to DE 20 2008 017 703 U1, this is achieved by the solid web framework containing up to 10 mass% residual quartz grains and/or rock grains. This results in particular from the use of quartz powder with a specific surface area according to Blaine of at least 6000 cm 2 /g and a corresponding autoclaving time.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines nachhaltigen Verfahrens zur Herstellung eines Poren- oder Schaumbetonmaterials mit guten Festigkeitseigenschaften. The object of the present invention is to provide a sustainable process for producing a porous or foam concrete material with good strength properties.
Des Weiteren soll ein mittels des Verfahrens hergestellter derartiger Porenoder Schaumbetonformkörper mit guten Festigkeitseigenschaften bereit gestellt werden. Furthermore, a porous or foam concrete molded body with good strength properties produced by means of the process is to be provided.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und einen Poren- oder Schaumbetonformkörper mit den Merkmalen von Anspruch 26 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den sich jeweils anschließenden Unteransprüchen gekennzeichnet. Im Rahmen der Erfindung wurde überraschenderweise herausgefunden, dass aktiviertes Feinmehl, welches durch trockenes Aufmahlen einer zumindest eine Poren- oder Schaumbetonkörnung aufweisenden Ausgangskörnung hergestellt wird, die Festigkeit eines Poren- oder Schaumbetonformkörpers im Vergleich zur Verwendung einer herkömmlichen Poren- oder Schaumbetonkörnung verbessern kann. Das aktivierte Feinmehl weist dann zumindest ein aktiviertes Poren- und/oder Schaumbetonfeinmehl auf. These objects are achieved by a method having the features of claim 1 and a porous or foam concrete molded body having the features of claim 26. Advantageous further developments of the invention are characterized in the respective subsequent subclaims. Within the scope of the invention, it was surprisingly found that activated fine powder, which is produced by dry grinding a starting grain comprising at least one porous or foam concrete grain, can improve the strength of a porous or foam concrete molded body in comparison to the use of a conventional porous or foam concrete grain. The activated fine powder then comprises at least one activated porous and/or foam concrete fine powder.
Bei einer Trocken mah lung bzw. dem trocken Vermahlen wird bekanntermaßen ein Schüttgut bzw. eine lose Feststoffmischung vermahlen. Bei der Nassmahlung hingegen wird das Mahlgut mit einer Flüssigkeit gemischt und in der Mühle eine Suspension bzw. Slurry vermahlen. In dry grinding, a bulk material or a loose mixture of solids is ground. In wet grinding, however, the material to be ground is mixed with a liquid and a suspension or slurry is ground in the mill.
Im Rahmen der Erfindung wurde also überraschenderweise herausgefunden, dass die Festigkeit eines Poren- oder Schaumbetonformkörpers verbessert werden kann, wenn die herkömmlicherweise verwendete Poren- oder Schaumbetonkörnung sehr fein aufgemahlen wird. Within the scope of the invention, it was surprisingly discovered that the strength of a porous or foam concrete molded body can be improved if the conventionally used porous or foam concrete grain is ground very finely.
Dadurch kann der normalerweise bei Verwendung von Poren beton körn ung auftretende Festigkeitsverlust kompensiert oder zumindest verringert werden.This means that the loss of strength that normally occurs when using aerated concrete grains can be compensated or at least reduced.
Woraus dieser Effekt resultiert, ist noch nicht abschließend geklärt. Es wird davon ausgegangen, dass es sich um einen mechanochemischen Aktivierungsprozess der Mineraloberflächen handelt. Gegebenenfalls finden auch Mineralumwandlungen durch das Aufmahlen statt. The reason for this effect has not yet been fully clarified. It is assumed that it is a mechanochemical activation process of the mineral surfaces. Mineral transformations may also occur as a result of grinding.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Poren-oder Schaumbetonformkörpers erfolgt dabei in an sich bekannter Weise aus einer Frischbetonmasse, die zumindest eine hydrothermal reagierende CaO-Komponente, zumindest eine hydrothermal reagierende SiO2-Komponente, gegebenenfalls zumindest einen Erstarrungsregler, Wasser und mindestens ein Treibmittel oder vorgefertigten Schaum oder einen Schaumbildner, aufweist. Erfindungsgemäß weist die Frischbetonmasse zudem zumindest ein fein aufgemahlenes, aktiviertes Poren- und/oder Schaumbetonfeinmehl auf. The production of the porous or foam concrete molding according to the invention takes place in a manner known per se from a fresh concrete mass which has at least one hydrothermally reacting CaO component, at least one hydrothermally reacting SiO2 component, optionally at least one setting regulator, water and at least one blowing agent or prefabricated foam or a foaming agent. According to the invention, the Fresh concrete mass also contains at least one finely ground, activated porous and/or foam concrete powder.
Wie bei der Herstellung von Poren- oder Schaumbeton üblich, weisen zudem alle für die Frisch betonmasse verwendeten Komponenten vorzugsweise eine Korngröße < 2 mm, bestimmt gemäß DIN EN 1015-1 :2007-05 auf. As is usual in the production of aerated or foamed concrete, all components used for the fresh concrete mass preferably have a grain size of < 2 mm, determined according to DIN EN 1015-1:2007-05.
Im Rahmen der Erfindung weisen zudem vorzugsweise alle für die Frischbetonmasse verwendeten Komponenten vorzugsweise eine Korngröße < 1 mm, bevorzugt < 500 pm, besonders bevorzugt < 150 pm, bestimmt gemäß DIN EN 1015-1 :2007-05 auf. In the context of the invention, moreover, all components used for the fresh concrete mass preferably have a grain size of < 1 mm, preferably < 500 pm, particularly preferably < 150 pm, determined according to DIN EN 1015-1:2007-05.
Vorzugsweise weist die Frischbetonmasse Portlandzementklinkermehl auf. Portlandzementklinkermehl liefert für die Reaktion im Autoklaven CaO und SiÜ2. Es ist damit zugleich CaO- als auch SiO2-Komponente. The fresh concrete mass preferably contains Portland cement clinker powder. Portland cement clinker powder provides CaO and SiO2 for the reaction in the autoclave. It is therefore both a CaO and SiO2 component.
Zudem handelt es sich bei dem zumindest einen Erstarrungsregler vorzugsweise um einen Sulfatträger, bevorzugt um Anhydrit und/oder Halbhydrat und/oder Gips. In addition, the at least one setting regulator is preferably a sulfate carrier, preferably anhydrite and/or hemihydrate and/or gypsum.
Als Sulfatträger wird im Rahmen der Erfindung ein Rohstoff verstanden, welcher aus Alkalisulfat oder Erdalkalisulfat, vorzugsweise aus Calciumsulfat, besteht. Selbstverständlich können diese Rohstoffe Nebenbestandteile bzw. Verunreinigungen enthalten. Nebenbestandteile sind unerwünscht und deshalb als Verunreinigungen zu interpretieren. In the context of the invention, a sulfate carrier is understood to mean a raw material which consists of alkali sulfate or alkaline earth sulfate, preferably calcium sulfate. Of course, these raw materials can contain secondary components or impurities. Secondary components are undesirable and should therefore be interpreted as impurities.
Im Gegensatz dazu werden Rohstoffe, welche Sulfatminerale bzw. Sulfatverbindungen lediglich als Nebenbestanteile enthalten, nicht als Sulfatträger im Rahmen der Erfindung bezeichnet. In contrast, raw materials which contain sulfate minerals or sulfate compounds only as minor components are not referred to as sulfate carriers within the scope of the invention.
Vorzugsweise wird für die Herstellung der Frischbetonmasse Portlandzement (CEM I) gemäß DIN EN 197-1 :2011-1 1 verwendet. Portlandzement weist bekanntermaßen Portlandzementklinker und zumindest einen Sulfatträger, insbesondere Anhydrit und/oder Halbhydrat und/oder Gips auf. Als (weitere) SiO2-Komponente weist die Frischbetonmasse zudem vorzugsweise gemahlenen Quarz, bevorzugt gemahlenen Quarzsand, und/oder amorphe Silica, bevorzugt Mikrosilika, auf. Portland cement (CEM I) in accordance with DIN EN 197-1:2011-1 1 is preferably used for the production of the fresh concrete mass. Portland cement is known to contain Portland cement clinker and at least one sulfate carrier, in particular anhydrite and/or hemihydrate and/or gypsum. As a (further) SiO2 component, the fresh concrete mass preferably also contains ground quartz, preferably ground quartz sand, and/or amorphous silica, preferably microsilica.
Der Quarz, bevorzugt der Quarzsand, macht vorzugsweise mengenmäßig den überwiegenden Anteil (also > 50 M.-%) des SiO2 in der Frischbetonmasse aus.The quartz, preferably the quartz sand, preferably makes up the predominant proportion (i.e. > 50 mass %) of the SiO2 in the fresh concrete mass.
Zudem weist die Frischbetonmasse vorzugsweise als weitere CaO- Komponente Branntkalk und/oder Kalkhydrat auf. In addition, the fresh concrete mass preferably contains quicklime and/or hydrated lime as an additional CaO component.
Die Frisch betonmasse kann zudem weitere auf dem Fachgebiet bekannte inerte Zusatzstoffe, vorzugsweise natürliches, gemahlenes Kalksteinmehl und/oder gefälltes Calciumcarbonat (PCC) aufweisen. The fresh concrete mass may also contain other inert additives known in the art, preferably natural, ground limestone powder and/or precipitated calcium carbonate (PCC).
Die Frischbetonmasse kann zudem zumindest ein auf dem Fachgebiet bekanntes Zusatzmittel, vorzugsweise ein Fließmittel und/oder ein Dispergiermittel und/oder einen Sedimentationshemmer aufweisen. Bei dem Fließmittel handelt es sich bevorzugt um Polycarboxylatether (PCE). Bei dem Dispergiermittel handelt es sich bevorzugt um Polyacrylat (PAR) oder ein Acrylpolymer oder um Copolymere. Bei dem Sedimetationshemmer handelt es sich bevorzugt um modifizierte Stärke. The fresh concrete mass can also contain at least one additive known in the art, preferably a flow agent and/or a dispersant and/or a sedimentation inhibitor. The flow agent is preferably polycarboxylate ether (PCE). The dispersant is preferably polyacrylate (PAR) or an acrylic polymer or copolymers. The sedimentation inhibitor is preferably modified starch.
Erfindungsgemäß kann das Aufmahlen der Poren- und/oder Schaumbetonkörnung entweder durch Aufmahlen einer Ausgangskörnung erfolgen, die ausschließlich aus Poren- und/oder Schaumbetonkörnung besteht oder die Ausgangskörnung weist zumindest eine weitere trockene Komponente der Frischbetonmasse auf. According to the invention, the grinding of the porous and/or foam concrete grain can be carried out either by grinding a starting grain which consists exclusively of porous and/or foam concrete grain or the starting grain has at least one further dry component of the fresh concrete mass.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung enthält die Ausgangskörnung also nur bzw. ausschließlich zumindest eine Poren- und/oder Schaumbetonkörnung und keine weiteren Komponenten. Der Anteil an Poren- und/oder Schaumbetonkörnung in der Ausgangskörnung beträgt somit 100 M.-%, bezogen auf die Trockenmasse der Ausgangskörnung. Diese Ausgangskörnung wird somit zu reinem aktivierten Poren- und/oder Schaumbetonfeinmehl aufgemahlen. According to a first embodiment of the invention, the starting grain therefore only contains at least one porous and/or foam concrete grain and no other components. The proportion of porous and/or foam concrete grain in the starting grain is thus 100% by mass, based on the dry mass of the starting grain. This starting grain is thus ground into pure activated porous and/or foam concrete fine powder.
Alternativ dazu weist die Ausgangskörnung zusätzlich zu der zumindest einen Poren- oder Schaumbetonkörnung zumindest eine weitere trockene Komponente der Frischbetonmasse, bevorzugt zumindest eine hydrothermal reagierende CaO-Komponente und/oder zumindest eine hydrothermal reagierende SiÜ2- Komponente, auf. Diese Ausgangskörnung wird somit zu einer aktivierten Feinmehlmischung aufgemahlen, die zumindest ein aktiviertes Poren- oder Schaumbetonfeinmehl enthält. Alternatively, in addition to the at least one porous or foamed concrete grain, the starting grain comprises at least one further dry component of the fresh concrete mass, preferably at least one hydrothermally reacting CaO component and/or at least one hydrothermally reacting SiO2 component. This starting grain is thus ground to an activated fine flour mixture which contains at least one activated porous or foamed concrete fine flour.
Vorzugsweise weist die Ausgangskörnung zusätzlich zu der zumindest einen Poren- oder Schaumbetonkörnung Branntkalk und/oder Portlandzement (CEM I) auf. Preferably, the starting grain comprises, in addition to the at least one aerated or foamed concrete grain, quicklime and/or Portland cement (CEM I).
Der Anteil an Poren- und/oder Schaumbetonkörnung in der Ausgangskörnung beträgt dabei vorzugsweise 50 bis 90 M.-%, bevorzugt 70 bis 80 M.-%, bezogen auf die Trockenmasse der Ausgangskörnung. Der Anteil ist nach unten durch die Rezeptur und den darin enthaltenen Bindemittelanteil begrenzt. The proportion of porous and/or foam concrete grain in the starting grain is preferably 50 to 90 mass%, more preferably 70 to 80 mass%, based on the dry mass of the starting grain. The proportion is limited downwards by the recipe and the binder content it contains.
Die zumindest eine Poren- oder Schaumbetonkörnung, welche für die Ausgangskörnung verwendet wird, weist zudem vorzugsweise einen dgo-Wert < 10 mm, bevorzugt < 5 mm, besonders bevorzugt < 2 mm auf, bestimmt mittels des Siebdurchgangs gemäß DIN EN 1015-1 :2007-05. The at least one porous or foam concrete grain used for the starting grain preferably has a dgo value of < 10 mm, preferably < 5 mm, particularly preferably < 2 mm, determined by means of the sieve passage according to DIN EN 1015-1:2007-05.
Sofern nicht anders angegeben, werden Korngrößen im Rahmen der Erfindung mittels des Siebdurchgangs gemäß DIN EN 1015-1 :2007-05 bestimmt. Unless otherwise stated, grain sizes are determined within the scope of the invention by means of sieve passage in accordance with DIN EN 1015-1:2007-05.
Die Poren- oder Schaumbetonkörnung weist zudem vorzugsweise eine maximale Korngröße < 12 mm, bevorzugt < 6 mm, besonders bevorzugt < 3 mm auf. The porous or foamed concrete grain preferably has a maximum grain size of < 12 mm, preferably < 6 mm, particularly preferably < 3 mm.
Des Weiteren ist die Poren- oder Schaumbetonkörnung vorzugsweise grobkörnig, das heißt sie weist auch Körner mit einer Korngröße > 125 pm, vorzugsweise auch Körner mit einer Korngröße > 250 pm, auf. Die Poren- oder Schaumbetonkörnung weist also einen Grobkornanteil auf. Furthermore, the porous or foamed concrete grain is preferably coarse-grained, i.e. it also has grains with a grain size > 125 pm, preferably also grains with a grain size > 250 pm. The porous or foam concrete grain therefore has a coarse grain content.
Außerdem weist die Poren- oder Schaumbetonkörnung vorzugsweise ein Schüttgewicht von 400 bis 700 g/l, bevorzugt 450 bis 600 g/l, gemäß DIN EN 1097-3:1998-06 auf. In addition, the aerated or foamed concrete grain preferably has a bulk density of 400 to 700 g/l, preferably 450 to 600 g/l, according to DIN EN 1097-3:1998-06.
Bei der verwendeten Poren- oder Schaumbetonkörnung handelt es sich zudem vorzugsweise um ein Nebenprodukt aus der Poren- oder Schaumbetonproduktion, das vorzugsweise mittels eines Brechers mechanisch zu der Poren- oder Schaumbetonkörnung mit der angegebenen Korngröße zerkleinert wurde. Bei dem Nebenprodukt handelt es sich insbesondere um technologischen Bruch. The aerated or foamed concrete grain used is preferably a by-product from the aerated or foamed concrete production, which has preferably been mechanically crushed by means of a crusher to form the aerated or foamed concrete grain with the specified grain size. The by-product is in particular technological breakage.
Alternativ dazu handelt es sich bei der Poren- oder Schaumbetonkörnung um Recyclingmaterial, welches ebenfalls vorzugsweise mittels eines Brechers mechanisch zu der Poren- oder Schaumbetonkörnung mit der angegebenen Korngröße zerkleinert wurde. Das Recyclingmaterial kann auch recarbonatisiert sein. Zudem kann es bekanntermaßen anhaftende Putz- und Mörtelreste enthalten. Vorteil der erfindungsgemäßen Vermahlung ist, dass eine Homogenisierung stattfindet und die anhaftende Putz- und Mörtelreste fein zerkleinert und verteilt werden. Alternatively, the porous or foam concrete grain is recycled material, which has also preferably been mechanically crushed using a crusher to form the porous or foam concrete grain with the specified grain size. The recycled material can also be recarbonated. It is also known that it can contain adhering plaster and mortar residues. The advantage of the grinding according to the invention is that homogenization takes place and the adhering plaster and mortar residues are finely crushed and distributed.
Selbstverständlich kann die Poren- oder Schaumbetonkörnung aber auch durch mechanische Zerkleinerung von eigens dafür hergestellten Poren- oder Schaumbetonformkörpern hergestellt werden. Of course, the aerated or foamed concrete grain can also be produced by mechanical crushing of specially manufactured aerated or foamed concrete moldings.
Zudem kann es sich auch um Porenbetonmaterial handeln, welches hergestellt wurde gemäß dem Verfahren gemäß der EP 3 789 362 A1 oder gemäß der WO 2009/121635 A1. In addition, it can also be aerated concrete material which was produced according to the process according to EP 3 789 362 A1 or according to WO 2009/121635 A1.
Die Poren- oder Schaumbetonkörnung wird zudem vor dem Aufmahlen zunächst getrocknet, bei einer Temperatur von 100 bis 300°C, bevorzugt 105 bis 200 °C, besonders bevorzugt 105°C bis 120°C, um physikalisch gebundenes Wasser auszutreiben. Die Restfeuchte beträgt nach der Trocknung < 5 M.-%, bevorzugt < 2 M.-%, besonders bevorzugt < 0,5 M.-%, bestimmt gemäß DIN EN ISO 17892-1 : 2022-08. The porous or foamed concrete grain is also dried before grinding at a temperature of 100 to 300°C, preferably 105 to 200°C, particularly preferably 105°C to 120°C, in order to remove physically bound to expel water. The residual moisture after drying is < 5 wt.-%, preferably < 2 wt.-%, particularly preferably < 0.5 wt.-%, determined in accordance with DIN EN ISO 17892-1: 2022-08.
Eine weitere Temperaturbehandlung der Poren- oder Schaumbetonkörnung und/oder des aktivierten Poren- oder Schaumbetonfeinmehls erfolgt im Rahmen der Erfindung nicht. Insbesondere erfolgt keine Calcinierung bei höheren Temperaturen. Die zumindest eine Poren- oder Schaumbetonkörnung und/oder das aktivierte Poren- oder Schaumbetonfeinmehl werden vor der Herstellung der Frischbetonmasse also nicht mit Temperaturen über 300°C beaufschlagt. Dies dient insbesondere auch dazu, eine Umwandlung des Tobermorits bei zu hohen Temperaturen zu vermeiden. Further temperature treatment of the porous or foam concrete grain and/or the activated porous or foam concrete fine powder does not take place within the scope of the invention. In particular, no calcination takes place at higher temperatures. The at least one porous or foam concrete grain and/or the activated porous or foam concrete fine powder are therefore not exposed to temperatures above 300°C before the production of the fresh concrete mass. This also serves in particular to avoid a transformation of the tobermorite at temperatures that are too high.
Das trockene Aufmahlen der mechanisch zerkleinerten Ausgangskörnung erfolgt zudem in einer Mühle, vorzugsweise in einer Trommelmühle, bevorzugt in Form einer Kugelmühle, und/oder einer Walzenmühle. The dry grinding of the mechanically crushed starting grain is also carried out in a mill, preferably in a drum mill, preferably in the form of a ball mill, and/or a roller mill.
Im Rahmen der Erfindung wurde zudem überraschenderweise herausgefunden, dass ein bestimmter Anteil an aktiviertem Poren- oder Schaumbetonfeinmehl vorteilhaft ist. Vorzugweise enthält die Frischbetonmasse 10 bis 35 M.-%, bevorzugt 10 bis 30 M.-%, besonders bevorzugt 10 bis 25 M.-%, ganz besonders bevorzugt 15 bis 25 M.-%, aktiviertes Poren- oder Schaumbetonfeinmehl, bezogen auf den Feststoffanteil (=Summe Feststoffe) in der Frischbetonmasse. Unter dem Feststoffanteil versteht man dabei die Summe aller Feststoffe also die Masse der frisch dosierten Trockenstoffe sowie der im Rückschlamm enthaltenen Trockenstoffe. Die in Zusatzmitteln bzw. Additiven, wie z.B. Fließ- oder Dispergiermitteln, und im Treibmittel bzw. Schaumbildner enthaltenen Feststoffe gehen nicht in die Summe der Feststoffe ein, ihr Gehalt wird auf den Feststoffanteil bezogen. In the context of the invention, it was also surprisingly discovered that a certain proportion of activated porous or foamed concrete fine powder is advantageous. The fresh concrete mass preferably contains 10 to 35% by mass, preferably 10 to 30% by mass, particularly preferably 10 to 25% by mass, very particularly preferably 15 to 25% by mass, of activated porous or foamed concrete fine powder, based on the solids content (= total solids) in the fresh concrete mass. The solids content is understood to mean the sum of all solids, i.e. the mass of the freshly dosed dry substances and the dry substances contained in the return sludge. The solids contained in admixtures or additives, such as flow agents or dispersants, and in the blowing agent or foaming agent are not included in the total solids; their content is related to the solids content.
Bei dem Anteil an aktiviertem Poren- oder Schaumbetonfeinmehl wird dabei der gegebenenfalls im Rückschlamm enthaltene Anteil miteingerechnet, auch wenn das aktivierte Poren- oder Schaumbetonfeinmehl in diesem Fall nicht in Form eines Feinmehls, sondern mit dem Rückschlamm zugegeben wird. Denn das aktivierte Poren- oder Schaumbetonfeinmehl liegt in dem Rückschlamm in fein verteilter Form vor. The proportion of activated porous or foamed concrete fine powder includes any portion contained in the return sludge, even if the activated porous or foamed concrete fine powder in this case is not in the form of of a fine powder, but is added with the return sludge. This is because the activated porous or foam concrete fine powder is present in the return sludge in a finely distributed form.
Es wurde nämlich überraschenderweise herausgefunden, dass sich beispielsweise mit einem Gehalt von 40 M.-% an aktiviertem Poren- oder Schaumbetonfeinmehl im Vergleich zur Verwendung von 40 M.-% nicht aktivierter Poren- oder Schaumbetonkörnung keine verbesserten Druckfestigkeiten erzielen lassen. Surprisingly, it was found that, for example, with a content of 40 mass % of activated aerated or foamed concrete fine powder, no improved compressive strengths can be achieved compared to the use of 40 mass % of non-activated aerated or foamed concrete grains.
Dies könnte daraus resultieren, dass zu wenig Bindemittel enthalten ist, was sich bei dem aktiviertem Poren- oder Schaumbetonfeinmehl aufgrund der hohen Feinheit und der damit verbundenen hohen aktiven Oberfläche stärker auswirkt als bei der gröberen, nicht aktivierten Poren- oder Schaumbetonkörnung. This could result from the fact that there is too little binding agent, which has a greater effect on the activated porous or foam concrete fine powder due to the high fineness and the associated high active surface than on the coarser, non-activated porous or foam concrete grain.
Zudem sollte der Mindestanteil an aktiviertem Poren- oder Schaumbetonfeinmehl bei 10 M.-% liegen, um einen deutlichen technischen Effekt zu bewirken und ökonomisch interessant zu sein. In addition, the minimum proportion of activated porous or foamed concrete fine powder should be 10 mass-% in order to achieve a significant technical effect and to be economically interesting.
Erfindungsgemäß wird die Ausgangskörnung solange gemahlen, bis das aktivierte Feinmehl einen Blaine-Wert, bestimmt gemäß DIN 196-6:2019-03, von 9 000 bis 22 500 cm2/g, vorzugsweise 13 000 bis 22 500 cm2/g, bevorzugt 14 000 bis 22 000 cm2/g, besonders bevorzugt 14 000 bis 21 500 cm2/g, aufweist. According to the invention, the starting grain is ground until the activated fine flour has a Blaine value, determined according to DIN 196-6:2019-03, of 9 000 to 22 500 cm 2 /g, preferably 13 000 to 22 500 cm 2 /g, more preferably 14 000 to 22 000 cm 2 /g, particularly preferably 14 000 to 21 500 cm 2 /g.
Vorzugsweise wird die Ausgangskörnung zudem solange gemahlen, bis das aktivierte Feinmehl eine BET Oberfläche, bestimmt gemäß DIN ISO 9277: 2014- 01 , von 30 bis 45 m2/g, bevorzugt 34 bis 40 m2/g, aufweist. Preferably, the starting grain is also ground until the activated fine flour has a BET surface area, determined according to DIN ISO 9277: 2014- 01, of 30 to 45 m 2 /g, preferably 34 to 40 m 2 /g.
Wie bereits erläutert, weist die Frischbetonmasse vorzugsweise Portlandzementklinkermehl als CaO- und SiO2-Komponente auf. As already explained, the fresh concrete mass preferably contains Portland cement clinker powder as CaO and SiO2 components.
Vorzugsweise weist die Frisch beton masse dabei einen Gehalt an Portlandzementklinkermehl von 5 bis 45 M.-%, bevorzugt 10 bis 40 M.-%, besonders bevorzugt 15 bis 35 M.-%, bezogen auf den gesamten Feststoffanteil der Frischbetonmasse auf. Preferably, the fresh concrete mass has a Portland cement clinker powder content of 5 to 45 mass-%, preferably 10 to 40 mass-%, particularly preferably 15 to 35 mass-%, based on the total solids content of the fresh concrete mass.
Die Frischbetonmasse kann zudem Rückschlamm enthalten. Bei den im Rückschlamm enthaltenen Trockenstoffen handelt es sich um aus den Bindemittelkomponenten gebildete Hydratphasen und gegebenenfalls inerte Stoffe, wie Porenbetonmehl oder Gesteinsmehl. Die Hydratphasen sind bereits derart ausreagiert, dass sie nicht mehr zur Grünstandsfestigkeit beitragen. Sie reagieren erst bei der hydrothermalen Härtung im Autoklaven weiter. The fresh concrete mass can also contain residual sludge. The dry substances contained in the residual sludge are hydrate phases formed from the binding agent components and possibly inert substances such as aerated concrete powder or rock powder. The hydrate phases have already reacted to such an extent that they no longer contribute to the green strength. They only react further during hydrothermal hardening in the autoclave.
Vorzugsweise enthält die Frischbetonmasse 2 bis 30 M.-%, bevorzugt 2 bis 20 M.-%, besonders bevorzugt 5 bis 15 M.-%, Rückschlamm (Trockenmasse), bezogen auf den Feststoffanteil in der Frischbetonmasse. Preferably, the fresh concrete mass contains 2 to 30 mass-%, preferably 2 to 20 mass-%, particularly preferably 5 to 15 mass-%, of return sludge (dry mass), based on the solids content in the fresh concrete mass.
Der Rückschlamm stabilisiert die Frischbetonmasse und den grünen Porenoder Schaumbetonformkörper. The return sludge stabilizes the fresh concrete mass and the green porous or foam concrete molding.
Vorzugsweise enthält die Frischbetonmasse außerdem 25 bis 80 M.-%, bevorzugt 30 bis 70 M.-%, besonders bevorzugt 35 bis 60 M.-%, gemahlenen Quarz, bezogen auf den Feststoffanteil in der Frischbetonmasse. So kann insbesondere die Bildung einer ausreichenden Menge an CSH-Phasen gewährleistet werden. Preferably, the fresh concrete mass also contains 25 to 80 mass-%, preferably 30 to 70 mass-%, particularly preferably 35 to 60 mass-%, of ground quartz, based on the solids content in the fresh concrete mass. In this way, in particular, the formation of a sufficient amount of CSH phases can be ensured.
Flugasche als SiO2-Komponente ist vorzugsweise nicht enthalten, da sie eine andere Löslichkeit als Quarz aufweist und die CSH-Phasenausbildung in der Regel schlechter ist. Fly ash as a SiO2 component is preferably not included because it has a different solubility than quartz and the CSH phase formation is usually poorer.
Vorzugsweise enthält die Frischbetonmasse zudem 5 bis 40 M.-%, bevorzugt 5 bis 30 M.-%, besonders bevorzugt 10 bis 25 M.-%, Branntkalk bezogen auf den Feststoffanteil in der Frischbetonmasse. So kann insbesondere die Bildung einer ausreichenden Menge an CSH-Phasen gewährleistet werden. Der W/F-Wert (Wasser/Feststoffwert) der Frischbetonmasse beträgt außerdem vorzugsweise 0,5 bis 1 ,2, bevorzugt 0,5 bis 1 ,1 , besonders bevorzugt 0,6 bis 0,9, ganz besonders bevorzugt 0,6 bis 0,8. Preferably, the fresh concrete mass also contains 5 to 40 mass-%, preferably 5 to 30 mass-%, particularly preferably 10 to 25 mass-%, of quicklime based on the solids content in the fresh concrete mass. In this way, in particular, the formation of a sufficient amount of CSH phases can be ensured. The W/F value (water/solids value) of the fresh concrete mass is also preferably 0.5 to 1.2, more preferably 0.5 to 1.1, particularly preferably 0.6 to 0.9, most preferably 0.6 to 0.8.
Gegebenenfalls enthält die Frischbetonmasse zudem 0 bis 20 M.-%, bevorzugt 0 bis 17 M.-%, besonders bevorzugt 0 bis 10 M.-%, inerte Zusatzstoffe, insbesondere Gesteinsmehl, bezogen auf den Feststoffanteil in der Frischbetonmasse. Dabei handelt es sich bei dem Gesteinsmehl vorzugsweise um Kalksteinmehl. Das Kalksteinmehl kann beispielsweise auch aus der Zugabe eines Portlandkalksteinzements, insbesondere eine CEM II gemäß DIN EN 197-1 :2011-11 , resultieren. If necessary, the fresh concrete mass also contains 0 to 20 mass %, preferably 0 to 17 mass %, particularly preferably 0 to 10 mass %, of inert additives, in particular rock powder, based on the solids content in the fresh concrete mass. The rock powder is preferably limestone powder. The limestone powder can, for example, also result from the addition of a Portland limestone cement, in particular a CEM II in accordance with DIN EN 197-1:2011-11.
Vorteilhafte Zusammensetzungen bzw. Rezepturen der Frischbetonmasse sind in nachstehender Tabelle angeben (Angaben in M.-%, bezogen auf die gesamte Trockenmasse (=Summe der Feststoffe) der Frischbetonmasse; Zusatzmittel und die Schaumkomponente werden dabei (wenn nicht anders angegeben) wie vorliegend bzw. auf dem Markt erhältlich betrachtet [nicht deren Wirkstoffgehalt] und additiv auf die Trockenmasse bezogen): Advantageous compositions or recipes of the fresh concrete mass are given in the table below (figures in % by mass, based on the total dry mass (=sum of solids) of the fresh concrete mass; admixtures and the foam component are considered (unless otherwise stated) as present or available on the market [not their active ingredient content] and additively based on the dry mass):
Die in der obigen Tabelle angegebenen Feststoffanteile müssen sich nicht auf 100 M.-% ergänzen. Es können vielmehr auch noch weitere Komponenten enthalten sein. Infolgedessen gilt jede Komponente und jeder in der Tabelle offenbarte Bereich als für sich genommen vorteilhaft. Zudem können die jeweils angegebenen Unter- und Obergrenzen der für die einzelnen Komponenten angegebenen Bereiche miteinander kombiniert werden. The solids contents given in the table above do not have to add up to 100% by mass. In fact, other components may also be included. Consequently, each component and each range disclosed in the table is considered advantageous in itself. In addition, the lower and upper limits of the ranges given for the individual components can be combined with one another.
Beispielsweise können auch noch gebrannte Tone und/oder calcinierte Tone enthalten sein. Bei der Aluminiumkomponente kann es sich in an sich bekannter Weise um Aluminiumpulver, -paste oder -suspension handeln. Bei dem in der Tabelle angegebenen Anteil handelt es sich um den Feststoff- bzw. Wirkstoffgehalt der jeweiligen Aluminiumkomponente. For example, it may also contain fired clays and/or calcined clays. The aluminium component may be aluminium powder, paste or suspension in a conventional manner. The aluminium component shown in the table The stated proportion is the solid or active ingredient content of the respective aluminum component.
Zudem ist immer eine Aluminiumkomponente oder alternativ eine Schaumkomponente oder ein Schaumbildner vorhanden. Aluminiumkomponente, Schaumkomponente bzw. Schaumbildner werden somit alternativ eingesetzt. In addition, an aluminum component or alternatively a foam component or a foaming agent is always present. Aluminum components, foam components or foaming agents are therefore used alternatively.
Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Frischbetonmasse Portlandzementklinker und gleichzeitig Branntkalk und/oder Kalkhydrat aufweist. Furthermore, it is preferred if the fresh concrete mass contains Portland cement clinker and at the same time quicklime and/or hydrated lime.
Wie bereits erläutert, erfolgt die Herstellung der Poren- oder Schaumbetonformkörper erfindungsgemäß auf übliche Art und Weise: As already explained, the production of the porous or foam concrete moldings according to the invention is carried out in the usual way:
Grundsätzlich wird zunächst die Frischbetonmasse hergestellt, die zumindest eine hydrothermal reagierende CaO-Komponente, zumindest eine hydrothermal reagierende SiO2-Komponente, vorzugsweise Rückschlamm, mindestens ein Treibmittel oder vorgefertigten Schaum oder einen Schaumbildner und Wasser enthält. Zudem enthält die Frischbetonmasse erfindungsgemäß zumindest ein aktiviertes Poren- oder Schaumbetonfeinmehl.Basically, the fresh concrete mass is first produced, which contains at least one hydrothermally reacting CaO component, at least one hydrothermally reacting SiO2 component, preferably return sludge, at least one blowing agent or prefabricated foam or a foaming agent and water. In addition, according to the invention, the fresh concrete mass contains at least one activated porous or foamed concrete fine powder.
Die Herstellung erfolgt dabei vorzugsweise wie üblich, indem zunächst der Rückschlamm mit dem Wasser vermischt wird, anschließend die inerten Bestandteile zugegeben werden, dann das Bindemittel und dann die Aluminiumkomponente. Das aktivierte Feinmehl wird vorzugsweise zusammen mit dem Bindemittel zugegeben. The production preferably takes place in the usual way, by first mixing the sludge with the water, then adding the inert components, then the binding agent and then the aluminum component. The activated fine powder is preferably added together with the binding agent.
Die Frischbetonmasse wird in eine Gießform gefüllt. Wenn bewehrte Porenbetonformkörper hergestellt werden sollen, kann in die Gießform eine Bewehrung eingehängt sein. Alternativ dazu kann die Bewehrung auch erst nach dem Befüllen der Gießform mit der Frischbetonmasse in die Gießform eingehängt werden. Im Fall der Herstellung von Porenbetonformkörpern wird die Gießmasse auftreiben gelassen. The fresh concrete mass is filled into a casting mold. If reinforced aerated concrete molds are to be produced, reinforcement can be suspended in the casting mold. Alternatively, the reinforcement can also be suspended in the casting mold after the casting mold has been filled with the fresh concrete mass. In the case of the production of aerated concrete moldings, the casting compound is allowed to expand.
Bei der Herstellung von Schaumbetonformkörpern entfällt das Auftreiben. Für die Herstellung von Schaumbetonformkörpern wird dabei entweder die einen Schaumbildner enthaltende Frischmasse zur Ausbildung des Schaums aufgeschlagen oder der vorgefertigte Schaum wird untergemischt. Dies erfolgt vor dem Einfüllen der Frischmasse in die Gießform. When producing foam concrete moldings, there is no need for foaming. To produce foam concrete moldings, either the fresh mass containing a foaming agent is whipped to form the foam or the pre-made foam is mixed in. This takes place before the fresh mass is poured into the mold.
Danach wird die Gießmasse zu einem grünen Poren- oder Schaumbetonkuchen ansteifen gelassen. The casting compound is then allowed to stiffen into a green porous or foam concrete cake.
Nach dem Ansteifen erfolgt in an sich bekannter Weise das Schneiden des Poren- oder Schaumbetonkuchens in einzelne Poren- oder Schaumbetonformkörper. After stiffening, the aerated or foamed concrete cake is cut into individual aerated or foamed concrete moldings in a conventional manner.
Die geschnittenen Poren- oder Schaumbetonformkörper werden dann im Autoklaven in an sich bekannter Weise unter Sattdampfbedingungen hydrothermal gehärtet. The cut porous or foam concrete moldings are then hydrothermally cured in the autoclave in a conventional manner under saturated steam conditions.
Beispielsweise wird dabei mit einer Haltephase von 6 bis 12 h bei einer Temperatur von 180 bis 190 °C autoklaviert. For example, autoclaving is carried out with a holding phase of 6 to 12 hours at a temperature of 180 to 190 °C.
Die Anfahr- und die Abfahrphase sind zudem vorzugsweise linear, ohne Zwischenhaltephasen. Zudem dauern die Anfahr- und die Abfahrphase jeweils z.B. 1 ,5 bis 6 h. In einer sehr bevorzugten Autoklavfahrweise beginnt die Autokiavierung mit einer Vakuumphase. Hierbei wird nach dem Verschließen des Autoklaven die Luft aus demselben abgepumpt, bis ein Unterdrück von z.B. 0,4 bar erreicht ist. Dieser Vorgang dauert z.B. 20 - 30 Minuten. Anschließend wird Dampf in den Autoklaven geleitet und die Hochfahrphase beginnt. In einer anderen bevorzugten Fahrweise wird die im Autoklaven vorhandene Luft durch druckloses Spülen mit Dampf reduziert. Dieser Vorgang dauert z.B. 20 - 30 Minuten. Wie bereits erläutert, wurde erfindungsgemäß festgestellt, dass die Frischbetonmasse und der Poren- oder Schaumbetonkuchen ohne weiteres prozessierbar sind und die erfindungsgemäß hergestellten Poren- und/oder Schaumbetonformkörper trotz der Zugabe von Poren- oder Schaumbetonfeinmehl gute Festigkeitseigenschaften aufweisen. The start-up and shut-down phases are preferably linear, without intermediate stopping phases. The start-up and shut-down phases each last, for example, 1.5 to 6 hours. In a very preferred autoclave mode, the autoclaving begins with a vacuum phase. After the autoclave is closed, the air is pumped out of it until a negative pressure of, for example, 0.4 bar is reached. This process takes, for example, 20 - 30 minutes. Steam is then fed into the autoclave and the start-up phase begins. In another preferred mode, the air in the autoclave is reduced by flushing it with steam without pressure. This process takes, for example, 20 - 30 minutes. As already explained, it has been found according to the invention that the fresh concrete mass and the aerated or foamed concrete cake can be processed without further ado and that the aerated and/or foamed concrete moldings produced according to the invention have good strength properties despite the addition of aerated or foamed concrete fine powder.
Ein Maß für die Festigkeit von Poren- und Schaumbetonformkörpern ist dabei, wie bereits erläutert, die sogenannte A-Zahl, da sie die Druckfestigkeit in Relation zur Rohdichte angibt. Die A-Zahl ergibt sich nämlich aus einem rechnerischen Bezug der Druckfestigkeit zur Trockenrohdichte. Sie repräsentiert die relative Druckfestigkeit des Poren- oder Schaumbetonformkörpers. Je größer die A-Zahl ist, desto besser ist das Druckfestig keitsn iveau . As already explained, a measure of the strength of porous and foam concrete moldings is the so-called A-number, as it indicates the compressive strength in relation to the bulk density. The A-number is the result of a calculation of the compressive strength to the dry bulk density. It represents the relative compressive strength of the porous or foam concrete molding. The higher the A-number, the better the compressive strength level.
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetonformkörper eine A-Zahl von 900 bis 2700 [] auf. Die Druckfestigkeit wird dabei bei Poren- oder Schaumbetonformkörpern mit einer Trockenrohdichte po bis 150 kg/m3 gemäß DIN EN 826:2013-05 nach Trocknung bei 40°C auf Massekonstanz und bei Poren- oder Schaumbetonformkörpern mit einer Trockenrohdichte po > 150 kg/m3 am Würfel der Kantenlänge 100 mm gemäß DIN EN 772-1 : 2011-07 nach Trocknung bei 50°C auf Massekonstanz geprüft. The porous or foam concrete moldings according to the invention preferably have an A number of 900 to 2700 []. The compressive strength is tested for constant mass in the case of porous or foam concrete moldings with a dry bulk density po of up to 150 kg/m 3 in accordance with DIN EN 826:2013-05 after drying at 40°C and for porous or foam concrete moldings with a dry bulk density po > 150 kg/m 3 on a cube with an edge length of 100 mm in accordance with DIN EN 772-1: 2011-07 after drying at 50°C.
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetonformkörper zudem eine Druckfestigkeit von 0,1 bis 10,0 N/mm2 auf. Die Druckfestigkeit wird bei Poren- oder Schaumbetonformkörpern mit einer Trocken rohdichte po bis 150 kg/m3 gemäß DIN EN 826:2013-05 nach Trocknung bei 40°C auf Massekonstanz und bei Poren- oder Schaumbetonformkörpern mit einer Trockenrohdichte po > 150 kg/m3 am Würfel der Kantenlänge 100 mm gemäß DIN EN 772-1 : 2011-07 geprüft. Preferably, the porous or foam concrete moldings according to the invention also have a compressive strength of 0.1 to 10.0 N/mm 2 . The compressive strength is tested for constant mass in the case of porous or foam concrete moldings with a dry bulk density po of up to 150 kg/m 3 in accordance with DIN EN 826:2013-05 after drying at 40°C and in the case of porous or foam concrete moldings with a dry bulk density po > 150 kg/m 3 on a cube with an edge length of 100 mm in accordance with DIN EN 772-1: 2011-07.
Handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetonformkörpern um, vorzugsweise unbewehrte, Poren- oder Schaumbetonformsteine, weisen diese vorzugsweise eine Druckfestigkeit von 1 ,0 bis 10,0 N/mm2, bevorzugt von 1 ,5 bis 8,0 N/mm2, besonders bevorzugt von 2,0 bis 7,0 N/mm2, geprüft am Würfel der Kantenlänge 100 mm gemäß DIN EN 772-1 : 2011-07 auf. If the porous or foam concrete moldings according to the invention are preferably unreinforced porous or Foam concrete blocks preferably have a compressive strength of 1.0 to 10.0 N/mm 2 , preferably 1.5 to 8.0 N/mm 2 , particularly preferably 2.0 to 7.0 N/mm 2 , tested on a cube with an edge length of 100 mm in accordance with DIN EN 772-1: 2011-07.
Handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetonformkörpern um Poren- oder Schaumbetondämmkörper, insbesondere um Poren- oder Schaumbetondämmplatten, weisen diese vorzugsweise eine Druckfestigkeit von 0,1 bis 0,7 N/mm2, bevorzugt von 0,1 bis 0,5 N/mm2, besonders bevorzugt von 0,2 bis 0,4 N/mm2, gemäß DIN EN 826:2013-05 nach Trocknung bei 40°C auf Massekonstanz auf. If the porous or foam concrete moldings according to the invention are porous or foam concrete insulation bodies, in particular porous or foam concrete insulation boards, they preferably have a compressive strength of 0.1 to 0.7 N/mm 2 , preferably 0.1 to 0.5 N/mm 2 , particularly preferably 0.2 to 0.4 N/mm 2 , according to DIN EN 826:2013-05 after drying at 40°C to constant mass.
Außerdem weisen die erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetonformkörper vorzugsweise eine Trockenrohdichte po von 70 bis 800 kg/m3, gemäß DIN EN 772-13: 2000-09 bzw. DIN EN 1602: 2013-05 auf. In addition, the porous or foam concrete moldings according to the invention preferably have a dry bulk density po of 70 to 800 kg/m 3 , according to DIN EN 772-13: 2000-09 or DIN EN 1602: 2013-05.
Handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetonformkörpern um, vorzugsweise unbewehrte, Poren- oder Schaumbetonformsteine, weisen diese vorzugsweise eine Trockenrohdichte po von 151 bis 800 kg/m3, bevorzugt von 220 bis 800 kg/m3, besonders bevorzugt von 255 bis 600 kg/m3, gemäß DIN EN 772-13: 2000-09 auf. If the aerated or foamed concrete moldings according to the invention are, preferably unreinforced, aerated or foamed concrete molding blocks, they preferably have a dry bulk density po of 151 to 800 kg/m 3 , preferably of 220 to 800 kg/m 3 , particularly preferably of 255 to 600 kg/m 3 , according to DIN EN 772-13: 2000-09.
Handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetonformkörpern um Poren- oder Schaumbetondämmkörper, insbesondere um Poren- oder Schaumbetondämmplatten, weisen diese vorzugsweise eine Trockenrohdichte po von 70 bis 150 kg/m3, bevorzugt von 80 bis 120 kg/m3, besonders bevorzugt von 85 bis 115 kg/m3, gemäß DIN EN 1602: 2013-05 auf. If the porous or foam concrete moldings according to the invention are porous or foam concrete insulation bodies, in particular porous or foam concrete insulation boards, they preferably have a dry bulk density po of 70 to 150 kg/m 3 , preferably of 80 to 120 kg/m 3 , particularly preferably of 85 to 115 kg/m 3 , in accordance with DIN EN 1602: 2013-05.
Vorzugsweise weisen die Poren- oder Schaumbetonformkörper zudem eine Wärmeleitfähigkeit X , dry, unit von 0,039 bis 0,180 W/(m K), gemäß DIN EN 12664: 2001-05 und DIN EN 12667:2001-05, auf. Handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetonformkörpern um, vorzugsweise unbewehrte, Poren- oder Schaumbetonformsteine, weisen diese vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit X10, dry, unit von 0,060 bis 0, 180 W/(m K), bevorzugt von 0,065 bis 0,160 W/(m K), besonders bevorzugt von 0,070 bis 0,140 W/(m K), gemäß DIN EN 12664: 2001-05 und DIN EN 12667:2001-05, auf. Preferably, the porous or foam concrete moldings also have a thermal conductivity X, dry, unit of 0.039 to 0.180 W/(m K), according to DIN EN 12664: 2001-05 and DIN EN 12667:2001-05. If the aerated or foamed concrete moldings according to the invention are preferably unreinforced aerated or foamed concrete molding blocks, they preferably have a thermal conductivity X10, dry, unit of 0.060 to 0.180 W/(m K), preferably of 0.065 to 0.160 W/(m K), particularly preferably of 0.070 to 0.140 W/(m K), in accordance with DIN EN 12664: 2001-05 and DIN EN 12667:2001-05.
Handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetonformkörpern um Poren- oder Schaumbetondämmkörper, insbesondere um Poren- oder Schaumbetondämmplatten, weisen diese vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit X , dry, unit von 0,039 bis 0,055 W/(m K), bevorzugt von 0,041 bis 0,049 W/(m K), besonders bevorzugt von 0,042 bis 0,048 W/(m K), gemäß DIN EN 12664: 2001-05 und DIN EN 12667:2001-05, auf. If the porous or foam concrete moldings according to the invention are porous or foam concrete insulation bodies, in particular porous or foam concrete insulation boards, they preferably have a thermal conductivity X, dry, unit of 0.039 to 0.055 W/(m K), preferably of 0.041 to 0.049 W/(m K), particularly preferably of 0.042 to 0.048 W/(m K), in accordance with DIN EN 12664: 2001-05 and DIN EN 12667:2001-05.
Im Folgenden wird nun die Erfindung anhand von einigen Ausführungsbeispielen veranschaulicht. In the following, the invention will be illustrated by means of some embodiments.
Ausführungsbeispiele: Examples of implementation:
Im Rahmen der Ausführungsbeispiele wurden Porenbetonformkörper mit unterschiedlichen Rezepturen hergestellt. Die Herstellung der Porenbetonformkörper erfolgte dabei immer wie folgt: In the examples, aerated concrete moldings were produced using different recipes. The aerated concrete moldings were always produced as follows:
Die Versuchsproben wurden mit einem Dissolvermischer bei 550 U/rnin (Scheibendurchmesser 12 cm) in einem 20 I Rührgefäß wie folgt angemischt:The test samples were mixed with a dissolver mixer at 550 rpm (disk diameter 12 cm) in a 20 l mixing vessel as follows:
1. Vorlage von Wasser und gegebenenfalls Rückschlamm und gegebenenfalls Zusatzmittel im Mischgefäß 1. Place water and, if necessary, residual sludge and, if necessary, additives in the mixing vessel
2. Zugabe von Quarzmehl, Mischzeit 30 Sekunden 2. Addition of quartz powder, mixing time 30 seconds
3. Zugabe der Bindemittel (Branntkalk, Zement, Mikrosilika), gegebenenfalls aktiviertes Porenbetonfeinmehl bzw. aktivierte Feinmehlmischung, gegebenenfalls Porenbetonkörnung, Mischzeit 30 Sekunden 3. Addition of binding agents (quicklime, cement, microsilica), if necessary activated aerated concrete fine flour or activated fine flour mixture, if necessary aerated concrete grain, mixing time 30 seconds
4. Aluminiumzugabe in Suspension (100 ml), Mischzeit 20 Sekunden 5. Abguss in einen Polystyrol-Behälter mit Deckel 4. Addition of aluminium in suspension (100 ml), mixing time 20 seconds 5. Pour into a polystyrene container with lid
Die Versuchsproben der Versuchsreihen 0 bis 8 und 10 bis 12 wurden nach 3 - 4 Stunden (bei 20° C) entschalt, auf den Härteboden umgesetzt und anschließend autoklaviert. Die Versuchsproben der Versuchsreihe 9 (Dämmplatte) wurden nach 24 Stunden (bei 25 °C) entschalt auf den Härteboden umgesetzt und anschließend autoklaviert. The test samples from test series 0 to 8 and 10 to 12 were demolded after 3 - 4 hours (at 20°C), transferred to the hardening base and then autoclaved. The test samples from test series 9 (insulating board) were demolded after 24 hours (at 25°C), transferred to the hardening base and then autoclaved.
Die Autokiavierung der Versuchsreihen 0 bis 8 und 10 bis 12 begann mit einer Vakuumphase über 30 Minuten, dabei wurde ein Druck von 0,4 barabs erreicht. Danach wurde der Druck über 1 ,5 Stunden linear auf 12 barabs erhöht, 7 Stunden gehalten und danach, ebenfalls linear, über 1 ,5 Stunden auf Umgebungsdruck abgesenkt. The autoclaving of test series 0 to 8 and 10 to 12 began with a vacuum phase lasting 30 minutes, during which a pressure of 0.4 bar abs was reached. The pressure was then increased linearly to 12 bar abs over 1.5 hours, held for 7 hours and then reduced, also linearly, to ambient pressure over 1.5 hours.
Die Autokiavierung der der Versuchsreihe 9 (Dämmplatte) begann mit einer Vakuumphase über 30 Minuten, dabei wurde ein Druck von 0,4 barabs erreicht. Danach wurde der Druck über 6 Stunden linear auf 12 barabs erhöht, 6 Stunden gehalten und danach, ebenfalls linear, über 6 Stunden auf Umgebungsdruck abgesenkt. The autoclaving of test series 9 (insulation board) began with a vacuum phase lasting 30 minutes, during which a pressure of 0.4 bar abs was reached. The pressure was then increased linearly over 6 hours to 12 bar abs , held for 6 hours and then reduced, also linearly, to ambient pressure over 6 hours.
Für die Durchführung der Versuche wurden folgende Rohstoffe verwendet: The following raw materials were used to conduct the tests:
Tabelle 1 : Verwendete Rohstoffe Table 1: Raw materials used
Tabelle 2: Verwendete Zusatzmittel Herstellung Rückschlamm: Table 2: Additives used Production of return sludge:
Die Herstellung des Rückschlamms erfolgte aus nicht dampfgehärteten Poren betonform körpern . The return sludge was produced from non-steam-cured porous concrete molds.
Die Versuchsproben wurden mit einem Dissolvermischer bei 550 U/rnin (Scheibendurchmesser 12 cm) in einem 80 I Rührgefäß wie folgt gemischt: 1 . Vorlage von Wasser im Mischgefäß. The test samples were mixed with a dissolver mixer at 550 rpm (disk diameter 12 cm) in an 80 l mixing vessel as follows: 1 . Add water to the mixing vessel.
2. Zugabe von Quarzmehl, Mischzeit 30 Sekunden. 2. Add quartz powder, mixing time 30 seconds.
3. Zugabe der Bindemittel und aktiviertes Porenbetonfeinmehl und/oder aktivierte Feinmehlmischung, Mischzeit 30 Sekunden. 4. Aluminiumzugabe in Suspension (100 ml), Mischzeit 20 Sekunden. 3. Addition of the binding agents and activated aerated concrete fine powder and/or activated fine powder mixture, mixing time 30 seconds. 4. Addition of aluminium in suspension (100 ml), mixing time 20 seconds.
5. Hochtreiben der Mischung im Mischbehälter. 5. Force the mixture up in the mixing container.
6. Nach ca. 1 h erfolgte das schrittweise Aufschlämmen des aufgetriebenen Kuchens mit Wasser in eine Suspension mit einer Dichte von 1 ,3 kg/L. Die Bestimmung der Rückschlammdichte (Litergewicht) erfolgte mittels Messzylinder und Laborwaage (Masse pro Volumen). Anschließend rührte die Suspension für 18 h vor deren Verwendung. Im Laufe der 18 h besteht die Möglichkeit einer weiteren Andickung der Suspension. Direkt vor der Verwendung wurde deshalb die Rückschlammdichte erneut gemessen und gegebenenfalls mit Wasser auf eine Dichte von 1 ,3 kg/L verdünnt bzw. korrigiert. 6. After about 1 hour, the swollen cake was gradually mixed with water to form a suspension with a density of 1.3 kg/L. The density of the sludge (weight per liter) was determined using a measuring cylinder and laboratory scales (mass per volume). The suspension was then stirred for 18 hours before use. During the 18 hours, the suspension may thicken further. The density of the sludge was therefore measured again immediately before use and, if necessary, diluted or corrected with water to a density of 1.3 kg/L.
Herstellung getrockneter Porenbetonkörnunq (PBK) und feuchterProduction of dried aerated concrete (AAC) and wet
Porenbetonkörnung (PBKfeuCht): Aerated concrete grain size (PBKf euC ht):
Die Herstellung der Porenbetonkörnung erfolgte zu Beginn analog der Herstellung von Porenbetonformkörpern aus nachfolgender Rezeptur: The production of the aerated concrete grains was initially carried out analogously to the production of aerated concrete moldings from the following recipe:
Tabelle 3: Rezeptur für die Herstellung der Porenbetonkörnung Table 3: Recipe for the production of aerated concrete aggregate
Die dampfgehärteten Porenbetonformköper wurden mit der Bandsäge in Prismen mit den maximalen Abmaßen 40x mm x 50 mm x 500 mm zersägt. Die Prismen und gegebenenfalls kleine Sägereste wurden im Backenbrecher (Fa.The steam-cured aerated concrete moldings were sawn into prisms with maximum dimensions of 40 mm x 50 mm x 500 mm using a band saw. The prisms and any small sawing residues were crushed in a jaw crusher (Fa.
Retsch, Typ BB1) zerkleinert. Das gebrochene Material wurde über ein 1 mm Sieb abgesiebt. Die Fraktion < 1 mm bildete die Porenbetonkörnung. Aus allen Kleinversuchskörpern wurde eine Mischprobe hergestellt. Retsch, type BB1). The broken material was sieved through a 1 mm sieve. The fraction < 1 mm formed the aerated concrete grain. A mixed sample was prepared from all small test specimens.
Der Anteil für die Klein-Versuche mit feuchter Porenbetonkörnung (PBKfeucht) wurde separiert. Die Feuchte wurde bestimmt (12,5 M.-% H2O) gemäß DIN EN ISO 17892-1 : 2022-08. The proportion for the small-scale tests with moist aerated concrete grains (PBKfeucht) was separated. The moisture content was determined (12.5 M.-% H2O) according to DIN EN ISO 17892-1: 2022-08.
Der Anteil für die Herstellung des aktivierten Feinmehls und für die Versuchsreihen mit herkömmlicher getrockneter Porenbetonkörnung (PBK) wurde bei 105°C im Trockenschrank bis zur Massekonstanz getrocknet. The portion for the production of the activated fine powder and for the test series with conventional dried aerated concrete grains (AAC) was dried at 105°C in a drying oven until the mass was constant.
Tabelle 4: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften des Ausgangsmaterials der Porenbetonkörnung (PBK) Table 4: Results of the measurements of the properties of the starting material of the aerated concrete aggregate (AAC)
Herstellung und Spezifikation Porenbetonkörnunq (PBKprOd) aus laufender Produktion: Production and specification of aerated concrete grains (PBKp rO d) from ongoing production:
Die Porenbetonkörnung (PBKprOd) stammte aus der laufenden Produktion aus dem Xella Poren beton werk in Brück. Es handelte sich um bei der Produktion anfallendes Ausschussmaterial und/oder Material aus Überproduktion. Das Material wurde mittels eines Walzenbrechers gebrochen und auf eine Korngröße von < 1500 pm abgesiebt. The aerated concrete grain (PBKp rO d) came from ongoing production at the Xella aerated concrete plant in Brück. It was waste material from production and/or material from overproduction. The material was crushed using a roller crusher and sieved to a grain size of < 1500 pm.
Die Porenbetonkörnung (PBKprOd) wies folgende Hauptbestandteile in M.-% auf: The aerated concrete grain size (PBKp rO d) had the following main components in mass-%:
Tabelle 5: Hauptbestandteile der Porenbetonkörnung (PBKprod) aus der laufenden Produktion [1] Bestimmt mittels Röntgenfluoreszenzanalyse unter Nutzung eines AXIOS PW 4400 der Firma PANalytical B.V. Table 5: Main components of the aerated concrete aggregates (PBKprod) from current production [1] Determined by X-ray fluorescence analysis using an AXIOS PW 4400 from PANalytical BV
[2] Bestimmt mittels Infrarotspektrometrie unter Nutzung eines Eitra CS-2000 von der Eitra GmbH Pi Bestimmt gemäß DIN EN 196-2:2013-10 [2] Determined by infrared spectrometry using an Eitra CS-2000 from Eitra GmbH Pi Determined according to DIN EN 196-2:2013-10
Herstellung aktiviertes Feinmehl: Production of activated fine flour:
Die wie zuvor hergestellten Porenbetonkörnungen wurden jeweils vor dem Aufmahlen bei einer T emperatur von 105°C in einem T rockenschrank für 2 T age auf Gewichtskonstanz getrocknet. The aerated concrete grains prepared as above were dried to constant weight in a drying cabinet at a temperature of 105°C for 2 days before grinding.
Für die Herstellung des reinen aktivierten Porenbetonfeinmehls (PBFM) wurden die Porenbetonkörnungen jeweils allein trocken aufgemahlen. To produce pure activated aerated concrete fine powder (PBFM), the aerated concrete grains were each dry ground alone.
Für die Herstellung der das aktivierte Porenbetonfeinmehl enthaltenden aktivierten Feinmehlmischung (FMM) wurde eine Ausgangskörnung hergestellt, die jeweils die Porenbetonkörnung (PBK) und den Portlandzement oderFor the production of the activated fine flour mixture (FMM) containing the activated aerated concrete fine flour, a starting grain was produced which contained the aerated concrete grain (PBK) and the Portland cement or
Weißfeinkalk oder Quarzmehl oder Mikrosilika in unterschiedlichen Verhältnissen enthielt und diese Ausgangskörnung aufgemahlen. White fine lime or quartz powder or microsilica in different proportions and this initial grain size was ground.
Das Aufmahlen erfolgte jeweils in einer Trommelmühle mit den folgenden Eigenschaften: The grinding was carried out in a drum mill with the following properties:
Tabelle 6: Eigenschaften der Trommelmühle und verfahrenstechnische Parameter Table 6: Properties of the drum mill and process parameters
Trommelmühle drum mill
Hersteller WELTEa) Mahltechnik, KölnManufacturer WELTE a) Mahltechnik, Cologne
Baujahr 1995 built in 1995
Typenbezeichnung WGN-WGT 100 Type designation WGN-WGT 100
Panzerung Gummi armor rubber
Mühlendurchmesser 46,5 cm mill diameter 46.5 cm
Mühlenlänge 48 cmmill length 48 cm
Rotationsgeschwindigkeit 48 U/min rotation speed 48 rpm
Art der Mahlung Trockenmahlung Type of grinding Dry grinding
Mahlgutmasse laut Angabe ground material mass as specified
Mahlkugeln grinding balls
Hersteller CeramTec GmbH, Plochingen Manufacturer CeramTec GmbH, Plochingen
Material AI2O3 material AI2O3
Reinheit 92 % purity 92%
Gattierung type
Mahlköpergesamtmasse 70000 g Total grinding mass 70,000 g
Anteil Kugel 0 = 40 mm 50 % Proportion of ball 0 = 40 mm 50 %
Anteil Kugel 0 = 30 mm 30 % Proportion of ball 0 = 30 mm 30 %
Anteil Kugel 0 = 20 mm 20 % a) Firmenauflösung 1998, Service über AAM Mahltechnik GmbH, Köln Proportion of ball 0 = 20 mm 20 % a) Company closed in 1998, service via AAM Mahltechnik GmbH, Cologne
Tabelle 7: Verfahrenstechnische Parameter des Mahlvorgangs Table 7: Process parameters of the grinding process
Mahldauer fin der Masse Mahlgut Regel) Grinding time fin the mass of ground material rule)
[min] [g] [min] [g]
120 7500 120 7500
Herstellung „Durox-Mehl“: Production of “Durox flour”:
Die Herstellung des „Durox-Mehls“ für die 7. Versuchsreihe erfolgt analog zur Herstellung der aktivierten Feinmehlmischung. Die Müh len parameter (inkl. Beladung mit Kugeln), Mahldauer und Masse Mahlgut sind identisch. In diesem Fall wurde allerdings das Bindemittel (Weißfeinkalk) mit dem trockenen Quarzmehl vermahlen. Herstellung ausqeheizter Porenbetonkörnunq (PBK900) und des Porenbetonfeinmehls herqestellt aus der ausqeheizten Porenbetonkörnunq (PBFM900): The production of the “Durox flour” for the 7th test series is analogous to the production of the activated fine flour mixture. The mill parameters (including loading with balls), grinding time and mass of ground material are identical. In this case, however, the binding agent (white fine lime) was ground with the dry quartz flour. Production of heated aerated concrete grains (PBK900) and the aerated concrete fine powder produced from the heated aerated concrete grains (PBFM900):
Für die 11 . Versuchsreihe wurde die bei 105°C getrocknete Porenbetonkörnung zusätzlich für 24 h bei 900°C ausgeheizt und ein Anteil davon vermahlen (identische Durchführung wie bei der 105°C behandelten Porenbetonkörnung). For the 11th test series, the aerated concrete grain dried at 105°C was additionally baked for 24 h at 900°C and a portion of it was ground (identical procedure as for the aerated concrete grain treated at 105°C).
Durchqeführte Messungen: Measurements carried out:
An den hergestellten Porenbetonformkörpern wurde jeweils die Trockenrohdichte gemäß DIN EN 772-13:2000-09, die Würfelruckfestigkeit gemäß DIN EN 772-1 :2011-07 bzw. DIN EN 826:2013-05, daraus die A-Zahl und teilweise die Wärmeleitfähigkeit X10, dry, unit gemäß DIN EN 12664: 2001-05 und DIN EN 12667:2001-05 sowie teilweise die Zugfestigkeit gemäß DIN EN 1607:2013-05 ermittelt. The dry bulk density according to DIN EN 772-13:2000-09, the cube crush strength according to DIN EN 772-1:2011-07 and DIN EN 826:2013-05, and from this the A-number and partly the thermal conductivity X10, dry, unit according to DIN EN 12664: 2001-05 and DIN EN 12667:2001-05 as well as partly the tensile strength according to DIN EN 1607:2013-05 were determined for the produced aerated concrete moldings.
Außerdem wurden der Blaine-Wert gemäß DIN 196-6:2019-03 und teilweise die BET-Oberfläche gemäß ISO 9277:2022-11 des jeweils verwendeten aktivierten Porenbetonfeinmehls und der aktivierten Feinmehlmischung bestimmt. In addition, the Blaine value according to DIN 196-6:2019-03 and partly the BET surface area according to ISO 9277:2022-11 of the activated aerated concrete fine powder and the activated fine powder mixture used were determined.
Zudem wurde in einer Versuchsreihe mittels Röntgendiffraktometrie die mineralogische Phasenzusammensetzung ermittelt. Dies erfolgte wie folgt: In addition, the mineralogical phase composition was determined in a series of tests using X-ray diffraction. This was done as follows:
Den Porenbetonform körpern wurde mittels handelsüblicherThe aerated concrete molds were prepared using commercially available
Ständerbohrmaschine (HSS-Bohrer, Durchmesser 24 mm) Bohrmehl entnommen. Diese Pulverproben wurden zunächst für 24 h bei 40°C im Trockenschrank getrocknet. Für die nachfolgende Nassmahlung wurden jeder Probe 10 M.-% innerer Standard Zinkit (ZnO der Firma J. T. Baker Avantor Performance Materials, Inc.) zugesetzt, das entspricht jeweils 1 ,8 g Substanz und 0,2 g ZnO. Die Nassmahlung in der Mikronenmühle (McCrone micronising mill) erfolgte in 10 ml 2-Propanol über 4 1 min in PVC Mahlbechern mit ZrÜ2 Mahlzylindern. Das Mahlgut wurde ausgespült, viermal mit je 5 ml 2-Propanol (AnalaR NORMAPUR, VWR) nachgespült und 24 h über hartes Filterpapier (84 g/m2, Nr. 1291 ; Fa. Sartorius) unter dem Abzug abfiltriert und bei Raumtemperatur (20°C) getrocknet. Das vom Filterpapier abgepinselte und 2 min im Achatmörser homogenisierte Pulver wurde zu einer Diffraktometer- Pulvertablette verpresst (Backloading Verfahren). Von jeder entnommenen Materialprobe wurde eine Pulvertablette präpariert und gemessen. Drilling dust was removed from a pillar drill (HSS drill, diameter 24 mm). These powder samples were first dried for 24 hours at 40°C in a drying cabinet. For the subsequent wet grinding, 10 mass % of internal standard zincite (ZnO from JT Baker Avantor Performance Materials, Inc.) was added to each sample, which corresponds to 1.8 g of substance and 0.2 g of ZnO. Wet grinding in the micron mill (McCrone micronising mill) was carried out in 10 ml of 2-propanol for 4 1 minutes in PVC grinding jars with ZrÜ2 grinding cylinders. The ground material was rinsed out, rinsed four times with 5 ml of 2-propanol (AnalaR NORMAPUR, VWR) each time and filtered for 24 hours over hard filter paper (84 g/m 2 , No. 1291; Sartorius) under a fume hood and dried at room temperature (20°C). The powder was brushed off the filter paper and homogenized for 2 minutes in an agate mortar and pressed into a diffractometer powder tablet (backloading method). A powder tablet was prepared and measured from each material sample taken.
Die Messung der Proben erfolgte auf einem Panalytical MPD Pro Diffraktometer. Die qualitative Phasenbestimmung erfolgte mit der Software Panalytical HighScorePlus. Die Messbedingungen und weitere Angabe sind in Tabelle 8 genannt. Tabelle 8: Messbedingungen und weitere Angaben The samples were measured on a Panalytical MPD Pro diffractometer. The qualitative phase determination was carried out using the Panalytical HighScorePlus software. The measurement conditions and further information are listed in Table 8. Table 8: Measurement conditions and further information
Die quantitative Bestimmung erfolgte mit der Rietveld-Methode. Als Auswertesoftware diente Bruker AXS Topas (Version 5). Zur Bestimmung des amorphen Phasenanteils wurde dem Messpräparat 10 M.-% Zinkoxid (s.o.) als innerer Standard hinzugefügt und bei der Auswertung entsprechend abgezogen. Die restlichen Phasen einschließlich röntgenamorpher Phasen werden auf 100 % normiert. Zur Auswertung des quantitativen Phasenbestandes wurden folgende Strukturen aus der ICSD-Datenbank (Inorganic Crystal Structure Database, Stand 2016) verwendet: The quantitative determination was carried out using the Rietveld method. Bruker AXS Topas (version 5) was used as the evaluation software. To determine the amorphous phase content, 10 mass % zinc oxide (see above) was added to the test preparation as an internal standard and subtracted accordingly during the evaluation. The remaining phases, including X-ray amorphous phases, are standardized to 100 %. To evaluate the quantitative phase composition, the following structures from the ICSD database (Inorganic Crystal Structure Database, as of 2016) were used:
11Ä-Tobermorit (# 92943) 11Ä-Tobermorit (# 92943)
Quarz (# 34636) quartz (# 34636)
Anhydrit (# 15876) anhydrite (# 15876)
Bassanit (# 69090) Hydroxylellestadit (# 156173) Zinkit (# 65120) 1. Versuchsreihe: Bassanite (# 69090) Hydroxylellestadite (# 156173) Zincite (# 65120) 1st test series:
Im Rahmen der 1. Versuchsreihe wurden Porenbetonformkörper der Rohdichteklasse 400 kg/m3 hergestellt. Alle erfindungsgemäßen Porenbetonfrischmassen enthielten zudem 10 M.-% aktiviertes Porenbetonfeinmehl. Die Porenbetonfrischmasse des Referenz- Porenbetonformkörpers enthielt 10 M.-% Porenbetonkörnung. Das aktivierte Porenbetonfeinmehl und die aktivierte Feinmehlmischung wurden jeweils wie oben beschrieben hergestellt. Dabei wurde bei den Feinmehlmischungen die Zusammensetzung der Ausgangskörnung variiert. Die Mahldauer betrug jeweils 120 Minuten. In the first series of tests, aerated concrete moldings with a density class of 400 kg/m 3 were produced. All aerated concrete fresh masses according to the invention also contained 10 mass % of activated aerated concrete fine powder. The aerated concrete fresh mass of the reference aerated concrete molding contained 10 mass % of aerated concrete grain. The activated aerated concrete fine powder and the activated fine powder mixture were each produced as described above. The composition of the starting grain was varied for the fine powder mixtures. The grinding time was 120 minutes in each case.
Tabelle 9: Zusammensetzungen der Rezepturen der 1. Versuchsreihe Table 9: Compositions of the recipes of the 1st test series
+ die Menge an eingesetztem Mikrosilika wurde am Quarzmehl abgezogen Die Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 1 . Versuchsreihe sind in+ the amount of microsilica used was subtracted from the quartz powder The results of the measurements of the properties of the 1st test series are in
Tabelle 10 aufgeführt. Table 10 shows the results.
Tabelle 10: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 1. Versuchsreihe Table 10: Results of the measurements of the properties of the 1st test series
Aus Tabelle 10 ist gut zu erkennen, dass die A-Zahl bei allen erfindungsgemäßen Porenbetonformkörpern 1 B-E deutlich über der A-Zahl des Referenz-Porenbetonkörpers 1A liegt. Die Zugabe von 10 M.-% aktiviertem Porenbetonfeinmehl steigert also das Druckfestigkeitsniveau im Vergleich zu der Verwendung von 10 M.-% herkömmlicher Porenbetonkörnung. From Table 10 it can be clearly seen that the A-number for all aerated concrete moldings 1 BE according to the invention is significantly higher than the A-number of the reference aerated concrete body 1A. The addition of 10 mass% of activated aerated concrete fine powder increases the compressive strength level compared to the use of 10 mass% of conventional aerated concrete grain.
2. Versuchsreihe: Die 2. Versuchsreihe wurde analog wie die 1. Versuchsreihe durchgeführt. Es wurden allerdings 20 M.-% aktiviertes Porenbetonfeinmehl bzw. 20 M.-% herkömmliche Porenbetonkörnung verwendet. 2nd test series: The 2nd test series was carried out in the same way as the 1st test series. However, 20 mass% of activated aerated concrete fine powder or 20 mass% of conventional aerated concrete grains were used.
Tabelle 11 : Zusammensetzungen der Rezepturen der 2. Versuchsreihe Die Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 2. Versuchsreihe sind in Tabelle 12 aufgeführt. Tabelle 12: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 2. Versuchsreihe Table 11 : Compositions of the recipes of the 2nd test series The results of the measurements of the properties of the 2nd series of tests are shown in Table 12. Table 12: Results of the measurements of the properties of the 2nd test series
Aus Tabelle 12 ist gut zu erkennen, dass die A-Zahl bei allen erfindungsgemäßen Porenbetonformkörpern 2B-E deutlich über der A-Zahl des Referenz-Porenbetonkörpers 2A liegt. Die Zugabe von 20 M.-% aktiviertem Porenbetonfeinmehl steigert also das Druckfestigkeitsniveau im Vergleich zu der Verwendung von 20 M.-% herkömmlicher Porenbetonkörnung ebenfalls. It can be clearly seen from Table 12 that the A number for all aerated concrete moldings 2B-E according to the invention is significantly higher than the A number of the reference aerated concrete body 2A. The addition of 20 mass % of activated aerated concrete fine powder also increases the compressive strength level compared to the use of 20 mass % of conventional aerated concrete grain.
3. Versuchsreihe: 3rd series of experiments:
Im Rahmen der 3. Versuchsreihe wurde der Gehalt an aktiviertem Porenbetonfeinmehl weiter erhöht und variiert. Es wurden Gehalte von 25 M.-In the third series of tests, the content of activated aerated concrete fine powder was further increased and varied. Contents of 25 M.-
%, 30 M.-%, 35 M.-% und 40 M.-% eingestellt. Die Ausgangskörnungen enthielten entweder ausschließlich Porenbetonkörnung oder 75 M.-% Porenbetonkörnung und 25 M.-% Branntkalk. Die Mahldauer betrug wiederum 120 Minuten. %, 30 mass-%, 35 mass-% and 40 mass-%. The starting grain sizes contained either exclusively aerated concrete grain or 75 mass-% aerated concrete grain and 25 mass-% quicklime. The grinding time was again 120 minutes.
Die Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 3. Versuchsreihe sind in Tabelle 14 aufgeführt. The results of the measurements of the properties of the 3rd series of tests are shown in Table 14.
Tabelle 14: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 3. Versuchsreihe Aus Tabelle 14 ist zu erkennen, dass die A-Zahl bei einem Gehalt von 25 M.-% aktiviertem Porenbetonfeinmehl nicht verbessert wird, wenn die Ausgangskörnung aus reiner Porenbetonkörnung besteht. Besteht die Ausgangskörnung aus einer Mischung aus Porenbetonkörnung und Branntkalk, wird die A-Zahl lediglich noch geringfügig verbessert im Vergleich zu der Verwendung der herkömmlichen, nicht aktivierten Porenbetonkörnung. Dieser Trend zeigt sich verstärkt noch bei einem Gehalt von 30 M.-% an aktiviertem Porenbetonfeinmehl. Bereits hier ist auch die A-Zahl des Porenbetonkörpers, bei dem die Ausgangskörnung Branntkalk und Porenbetonkörnung enthält, geringfügig geringer als bei dem Poren beton körper, der lediglich nicht aktivierte, herkömmliche Porenbetonkörnung enthält. Dieser Trend verstärkt sich mit zunehmendem Gehalt an aktiviertem Porenbetonfeinmehl. Bei einer Zugabe von 40 M.-% an aktiviertem Porenbetonfeinmehl hat der Referenz- Porenbetonkörper mit der herkömmlichen, nicht aktivierten Porenbetonkörnung mit Abstand die beste A-Zahl. 4. Versuchsreihe: Table 14: Results of the measurements of the properties of the 3rd test series Table 14 shows that the A number is not improved at a content of 25 mass % activated aerated concrete fine powder if the starting grain consists of pure aerated concrete grain. If the starting grain consists of a mixture of aerated concrete grain and quicklime, the A number is only slightly improved compared to the use of conventional, non-activated aerated concrete grain. This trend is even more pronounced at a content of 30 mass % activated aerated concrete fine powder. Even here, the A number of the aerated concrete body in which the starting grain contains quicklime and aerated concrete grain is slightly lower than in the aerated concrete body that only contains non-activated, conventional aerated concrete grain. This trend becomes more pronounced with increasing content of activated aerated concrete fine powder. With an addition of 40 mass% of activated aerated concrete fine powder, the reference aerated concrete body with the conventional, non-activated aerated concrete grain has by far the best A-number. 4th series of experiments:
Im Rahmen der 4. Versuchsreihe wurde der Gehalt an Porenbetonkörnung in der Ausgangskörnung variiert. Es wurden Gehalte von 50 M.-%, 62,5 M.-% und 75 M.-% Porenbetonkörnung eingestellt. Die Ausgangskörnungen enthielten außerdem Branntkalk. Die Mahldauer betrug wiederum 120 Minuten. Der Anteil an aktiviertem Porenbetonfeinmehl in der Frischbetonmasse betrug 20 M.-%. In the fourth series of tests, the content of aerated concrete grain in the starting grain was varied. The contents were set at 50%, 62.5% and 75% by mass of aerated concrete grain. The starting grains also contained quicklime. The grinding time was again 120 minutes. The proportion of activated aerated concrete fine powder in the fresh concrete mass was 20% by mass.
Tabelle 15: Zusammensetzungen der Rezepturen der 4. Versuchsreihe Table 15: Compositions of the recipes of the 4th test series
Die Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 4. Versuchsreihe sind in Tabelle 16 aufgeführt. The results of the property measurements of the 4th series of tests are shown in Table 16.
Tabelle 16: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 4. Versuchsreihe Aus Tabelle 16 ist gut zu erkennen, dass sich keine Tendenz des Einflusses des Gehalts an Porenbetonkörnung in der Ausgangskörnung auf die A-Zahl des daraus hergestellten Poren beton körpers zeigt. Table 16: Results of the measurements of the properties of the 4th test series From Table 16 it is clearly evident that there is no tendency of the influence of the content of aerated concrete grain in the initial grain on the A-number of the aerated concrete body produced from it.
5. Versuchsreihe: Im Rahmen der 5. Versuchsreihe wurde die Mahldauer variiert. Sie betrug 60, 120 und 240 Minuten. Diese Versuche wurden sowohl mit einer ausschließlich aus der Porenbetonkörnung bestehenden Ausgangskörnung als auch mit einer Ausgangskörnung durchgeführt, die 75 M.-% Porenbetonkörnung und 25 M.-% Branntkalk enthielt. Der Anteil an aktiviertem Porenbetonfeinmehl betrug 20 M.- %. 5th test series: In the 5th test series, the grinding time was varied. It was 60, 120 and 240 minutes. These tests were carried out both with a starting grain consisting exclusively of aerated concrete grain and with a starting grain that contained 75% by mass of aerated concrete grain and 25% by mass of quicklime. The proportion of activated aerated concrete fine powder was 20% by mass.
Tabelle 17: Zusammensetzungen der Rezepturen der 5. Versuchsreihe Table 17: Compositions of the recipes of the 5th test series
Die Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 5. Versuchsreihe sind in Tabelle 18 aufgeführt. Tabelle 18: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 5. Versuchsreihe The results of the property measurements of the 5th test series are shown in Table 18. Table 18: Results of the measurements of the properties of the 5th test series
Aus Tabelle 18 und den Figuren 5 und 6 ist gut zu erkennen, dass anscheinend nach Überschreiten einer bestimmten Mahldauer, die Festigkeitseigenschaften der Porenbetonformkörper wieder geringer werden bzw. sich nicht weiter verbessern. Gegebenenfalls könnte es daran liegen, dass das Material anfängt zu agglomerieren. Die Blaine-Werte werden wieder geringer. It is clear from Table 18 and Figures 5 and 6 that after a certain grinding time has been exceeded, the strength properties of the aerated concrete moldings decrease again or do not improve any further. This could be because the material begins to agglomerate. The Blaine values decrease again.
6. Versuchsreihe: 6th series of experiments:
Im Rahmen der 6. Versuchsreihe wurden ein Porenbetonformkörper mit einer Rohdichte von 330 kg/m3 und ein Porenbetonformkörper mit einer Rohdichte von 460 kg/m3 hergestellt. Die verwendeten Ausgangskörnungen enthielten jeweils 75 M.-% Porenbetonkörnung und 25 M.-% Portlandzement (CEM I).In the 6th test series, an aerated concrete molding with a bulk density of 330 kg/m 3 and an aerated concrete molding with a bulk density of 460 kg/m 3 were produced. The starting grains used each contained 75 mass % aerated concrete grain and 25 mass % Portland cement (CEM I).
Zudem wurden zwei Porenbetonformkörper unter Verwendung von Rückschlamm (RS) hergestellt. Diese Versuche wurden sowohl mit einer ausschließlich aus der Porenbetonkörnung bestehenden Ausgangskörnung als auch mit einer Ausgangskörnung durchgeführt, die 75 M.-%In addition, two aerated concrete moldings were produced using return sludge (RS). These tests were carried out both with a starting grain consisting exclusively of the aerated concrete grain and with a starting grain containing 75 mass %
Porenbetonkörnung und 25 M.-% Branntkalk enthielt. aerated concrete grain and 25 mass-% quicklime.
Die Mahldauer betrug jeweils 120 Minuten. Der Anteil an aktiviertem Porenbetonfeinmehl in der Porenbetongesamtmischung/RückschlammThe grinding time was 120 minutes in each case. The proportion of activated aerated concrete fine powder in the total aerated concrete mixture/return sludge
(Ansatz) betrug jeweils 20 M.-%. Tabelle 19: Zusammensetzungen der Rezepturen der 6. Versuchsreihe (batch) was 20 mass-% in each case. Table 19: Compositions of the recipes of the 6th test series
Die Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 6. Versuchsreihe sind in Tabelle 20 aufgeführt. Tabelle 20: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 6. Versuchsreihe The results of the measurements of the properties of the 6th test series are shown in Table 20. Table 20: Results of the measurements of the properties of the 6th test series
Aus Tabelle 20 ist gut zu erkennen, dass die A-Zahl auch bei Verwendung von Rückschlamm durch die Verwendung des aktivierten Porenbetonfeinmehls verbessert wird. 7. Versuchsreihe: From Table 20 it is clearly evident that the A number is improved by using activated aerated concrete fine powder even when using return sludge. 7th test series:
Im Rahmen der 7. Versuchsreihe wurden zwei Porenbetonformkörper hergestellt, bei denen der Quarzsand und der Branntkalk vor der Zugabe zur Frischbetonmasse miteinander vermahlen wurden (Durox-Mehl). Zudem wurde ein aktiviertes Porenbetonfeinmehl verwendet, das durch Aufmahlen einer reinen Porenbetonkörnung hergestellt wurde. Als Referenz wurde die herkömmliche, nicht aufgemahlene Porenbetonkörnung verwendet. Zudem wurden Poren beton körper ohne die Verbundmahlung von Quarzsand und Branntkalk hergestellt. As part of the 7th test series, two aerated concrete moldings were produced in which the quartz sand and the quicklime were mixed before being added to the Fresh concrete mass was ground together (Durox flour). In addition, an activated aerated concrete fine powder was used, which was produced by grinding a pure aerated concrete grain. The conventional, unground aerated concrete grain was used as a reference. In addition, aerated concrete bodies were produced without the composite grinding of quartz sand and quicklime.
Die Mahldauer betrug jeweils 120 Minuten. Der Anteil an aktiviertem Porenbetonmaterial betrug jeweils 20 M.-%. The grinding time was 120 minutes in each case. The proportion of activated aerated concrete material was 20 mass% in each case.
Tabelle 21 : Zusammensetzungen der Rezepturen der 7. Versuchsreihe Table 21 : Compositions of the recipes of the 7th test series
Die Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 7. Versuchsreihe sind in Tabelle 22 aufgeführt. Tabelle 22: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 7. Versuchsreihe The results of the property measurements of the 7th test series are shown in Table 22. Table 22: Results of the measurements of the properties of the 7th test series
Aus Tabelle 22 ist deutlich zu erkennen, dass zum einen die Verwendung des Durox-Mehls die A-Zahl bereits verbessert, aber das aktivierte Porenbetonfeinmehl die A-Zahl nochmals verbessert. From Table 22 it is clearly evident that the use of Durox flour already improves the A-number, but the activated aerated concrete fine flour improves the A-number even further.
8. Versuchsreihe: 8th series of experiments:
Im Rahmen der 8. Versuchsreihe wurden Porenbetonformkörper mit unterschiedlichen Rohdichten im Rohdichtebereich 300 - 600 kg/m3 hergestellt. Zudem wurden herkömmliche, getrocknete Porenbetonkörnung, feuchte Porenbetonkörnung, aktiviertes Porenbetonfeinmehl und aktivierte Feinmehlmischung verwendet. Des Weiteren wurde auch Zement mit Porenbetonkörnung vermahlen. Der Gehalt an aktiviertem Porenbetonfeinmehl bzw. Porenbetonkörnung betrug 20 M.-% und die Mahldauer 120 Minuten. As part of the 8th series of tests, aerated concrete moldings with different densities in the density range 300 - 600 kg/m 3 were produced. In addition, conventional, dried aerated concrete grain, moist aerated concrete grain, activated aerated concrete fine powder and activated fine powder mixture were used. In addition, cement was also ground with aerated concrete grain. The content of activated aerated concrete fine powder or aerated concrete grain was 20 mass% and the grinding time was 120 minutes.
+ Wert bezogen auf die Trockenmasse bei 105°C + Value based on dry matter at 105°C
++ inkl. des in der PBKfeucht enthaltenen Wasseranteils ++ including the water content contained in the PBKfeucht
+++ Nicht messbar aufgrund der Feuchte +++ Not measurable due to humidity
Tabelle 24: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 8. Versuchsreihe Table 24: Results of the measurements of the properties of the 8th test series
Aus Tabelle 24 ist deutlich zu erkennen, dass das aktivierte Porenbetonfeinmehl, unabhängig davon, ob es allein oder im Verbund gemahlen wurde, bei allen Rohdichten die A-Zahl und damit das Druckfestigkeitsniveau verbessert. Außerdem ist die A-Zahl bei der Verwendung der feuchten Porenbetonkörnung (8A und 8F) schlechter als bei der Verwendung der getrockneten Porenbetonkörnung (8B und 8G). It can be clearly seen from Table 24 that the activated aerated concrete fine powder, regardless of whether it was ground alone or in combination, improves the A number and thus the compressive strength level at all densities. In addition, the A number is worse when using the moist aerated concrete grains (8A and 8F) than when using the dried aerated concrete grains (8B and 8G).
9. Versuchsreihe: 9th series of experiments:
Im Rahmen der 9. Versuchsreihe wurden Porenbetonformkörper mit geringer Rohdichte (Porenbetondämmkörper) hergestellt. Zudem wurden herkömmliche, getrocknete Porenbetonkörnung, feuchte Porenbetonkörnung, aktiviertes Porenbetonfeinmehl und aktivierte Feinmehlmischung verwendet. Der Gehalt an aktiviertem Porenbetonfeinmehl bzw. Porenbetonkörnung betrug 10,5 M.-% und die Mahldauer 120 Minuten. As part of the 9th series of tests, aerated concrete moldings with a low bulk density (aerated concrete insulation bodies) were produced. In addition, conventional, dried aerated concrete grain, moist aerated concrete grain, activated aerated concrete fine powder and activated fine powder mixture were used. The content of activated aerated concrete fine powder or aerated concrete grain was 10.5 mass% and the grinding time was 120 minutes.
Des Weiteren wurde zusätzlich die Zugfestigkeit bestimmt. Tabelle 25: Zusammensetzungen der Rezepturen der 9. Versuchsreihe Furthermore, the tensile strength was also determined. Table 25: Compositions of the recipes of the 9th test series
Tabelle 26: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 9. Versuchsreihe Table 26: Results of the measurements of the properties of the 9th test series
Aus Tabelle 25 ist zu erkennen, dass das aktivierte Porenbetonfeinmehl auch bei geringen Rohdichten die A-Zahl deutlich verbessert. Zudem wird auch die Zugfestigkeit verbessert. Die Zugfestigkeit ist bei Verwendung der aktivierten Feinmehlmischung mit Abstand am besten. 10. Versuchsreihe: Table 25 shows that the activated aerated concrete fine powder significantly improves the A number even at low densities. The tensile strength is also improved. The tensile strength is by far the best when using the activated fine powder mixture. 10th series of experiments:
Im Rahmen der 10. Versuchsreihe wurden erneut herkömmliche, getrocknete Porenbetonkörnung, feuchte Porenbetonkörnung, aktiviertes Porenbetonfeinmehl und aktivierte Feinmehlmischung verwendet und Porenbetonformkörper mit einer Rohdichte um die 350 kg/dm3 hergestellt. Der Gehalt an aktiviertem Porenbetonfeinmehl bzw. Porenbetonkörnung betrug 20 M.-% und die Mahldauer 120 Minuten. Des Weiteren wurde die Zugfestigkeit zusätzlich bestimmt. In the 10th series of tests, conventional, dried aerated concrete grain, moist aerated concrete grain, activated aerated concrete fine powder and activated fine powder mixture were used again and aerated concrete moldings with a bulk density of around 350 kg/dm 3 were produced. The content of activated aerated concrete fine powder or aerated concrete grain was 20 mass% and the grinding time was 120 minutes. The tensile strength was also determined.
Tabelle 27: Zusammensetzungen der Rezepturen der 10. Versuchsreihe Table 27: Compositions of the recipes of the 10th test series
+ Wert bezogen auf die Trockenmasse bei 105°C + Value based on dry matter at 105°C
++ inkl. des in der PBKfeucht enthaltenen Wasseranteils ++ including the water content contained in the PBKfeucht
+++ Nicht messbar aufgrund der Feuchte Tabelle 28: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 10. Versuchsreihe +++ Not measurable due to humidity Table 28: Results of the measurements of the properties of the 10th test series
Aus Tabelle 28 ist zu erkennen, dass das aktivierte Porenbetonfeinmehl auch bei höheren Rohdichten nicht nur die Druckfestigkeit (A-Zahl), sondern auch die Zugfestigkeit verbessert. Zudem werden durch die Verwendung der feuchten Porenbetonkörnung die Festigkeitseigenschaften verschlechtert. Table 28 shows that the activated aerated concrete fine powder improves not only the compressive strength (A number) but also the tensile strength, even at higher densities. In addition, the strength properties are impaired by the use of moist aerated concrete grains.
11. Versuchsreihe: 11th series of experiments:
Im Rahmen der 11. Versuchsreihe wurden herkömmliche, getrocknete Porenbetonkörnung, ausgeheizte Porenbetonkörnung, aktiviertes Porenbetonfeinmehl und aktiviertes Porenbetonfeinmehl, hergestellt aus ausgeheizter Porenbetonkörnung verwendet. Der Gehalt an aktiviertem Porenbetonfeinmehl bzw. Porenbetonkörnung betrug 14,8 M.-% und die Mahldauer 120 Minuten. In the 11th series of tests, conventional, dried aerated concrete grain, baked aerated concrete grain, activated aerated concrete fine powder and activated aerated concrete fine powder made from baked aerated concrete grain were used. The content of activated aerated concrete fine powder or aerated concrete grain was 14.8 mass% and the grinding time was 120 minutes.
Tabelle 29: Zusammensetzungen der Rezepturen der 11. Versuchsreihe Table 29: Compositions of the recipes of the 11th test series
Tabelle 30: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 11. Versuchsreihe Tabelle 31 : Mineralogische Phasenzusammensetzung der Versuche der 11.Table 30: Results of the measurements of the properties of the 11th test series Table 31: Mineralogical phase composition of the 11th series of experiments.
Versuchsreihe series of experiments
Aus Tabelle 30 ist zu erkennen, dass das Ausheizen die A-Zahl verschlechtert. Dies sowohl bei der herkömmlichen Porenbetonkörnung als auch bei dem aktivierten Porenbetonfeinmehl. Table 30 shows that baking reduces the A-number. This applies both to conventional aerated concrete grains and to activated aerated concrete fine powder.
Die Phasenausbildung (Tabelle 31) war jeweils normal, bei den Proben mit der ausgeheizten Körnung war allerdings der Tobermoritgehalt geringer. The phase formation (Table 31) was normal in each case, but the tobermorite content was lower in the samples with the baked grain.
12. Versuchsreihe: Im Rahmen der 12. Versuchsreihe wurden recycelte Porenbetonkörnung und aktivierte Feinmehlmischung mit aktiviertem Porenbetonfeinmehl, hergestellt aus recycelter Porenbetonkörnung verwendet. Der Gehalt an aktiviertem Porenbetonfeinmehl bzw. Porenbetonkörnung betrug 10 und 20 M.-% und die Mahldauer 120 Minuten. 12th test series: In the 12th test series, recycled aerated concrete grain and activated fine flour mixture with activated aerated concrete fine flour, made from recycled aerated concrete grain, were used. The content of activated aerated concrete fine flour and aerated concrete grain was 10 and 20 mass% and the grinding time was 120 minutes.
Tabelle 32: Zusammensetzungen der Rezepturen der 12. Versuchsreihe Table 32: Compositions of the recipes of the 12th test series
Tabelle 33: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 12. Versuchsreihe Aus Tabelle 33 ist zu erkennen, dass die A-Zahl bei Verwendung des aktivierten Porenbetonfeinmehls jeweils im Vergleich zur Verwendung der herkömmlichen Porenbetonkörnung in gleicher Menge verbessert wird. Zudem ist die A-Zahl bei Verwendung von 20 M.-% herkömmlicher Porenbetonkörnung schlechter als bei Verwendung von 10 M.-% herkömmlicher Porenbetonkörnung. Die A-Zahl bei Verwendung von 20 M.-% aktiviertem Porenbetonfeinmehl ist zudem nur geringfügig schlechter als bei Verwendung von 10 M.-% herkömmlicher Porenbetonkörnung. Es kann also eine größere Menge an Porenbetonkörnung wiederverwertet werden, ohne dass die A-Zahl zu sehr abgesenkt wird. 13. Versuchsreihe: Table 33: Results of the measurements of the properties of the 12th test series Table 33 shows that the A number is improved when using activated aerated concrete fine powder compared to using the same amount of conventional aerated concrete grain. In addition, the A number is worse when using 20% by mass of conventional aerated concrete grain than when using 10% by mass of conventional aerated concrete grain. The A number when using 20% by mass of activated aerated concrete fine powder is also only slightly worse than when using 10% by mass of conventional aerated concrete grain. This means that a larger amount of aerated concrete grain can be recycled without the A number being reduced too much. 13th series of experiments:
Im Rahmen der 13. Versuchsreihe wurden die Porenbetonkörnung aus der laufenden Produktion und daraus hergestelltes aktiviertes Porenbetonfeinmehl verwendet. Der Gehalt an aktiviertem Porenbetonfeinmehl bzw. Porenbetonkörnung betrug 20 M.-% und die Mahldauer 20 Minuten. In the 13th series of tests, the aerated concrete grains from current production and the activated aerated concrete fine powder produced from them were used. The content of activated aerated concrete fine powder or aerated concrete grains was 20 mass% and the grinding time was 20 minutes.
Tabelle 34: Zusammensetzungen der Rezepturen der 13. Versuchsreihe Table 34: Compositions of the recipes of the 13th test series
Die Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 13. Versuchsreihe sind in Tabelle 35 aufgeführt. Tabelle 35: Ergebnisse der Messungen der Eigenschaften der 13. Versuchsreihe The results of the measurements of the properties of the 13th series of tests are shown in Table 35. Table 35: Results of the measurements of the properties of the 13th series of tests
Aus Tabelle 35 ist zu erkennen, dass die A-Zahl bei dem erfindungsgemäßen Porenbetonformkörper 13B deutlich über der A-Zahl des Referenz- Poren beton Körpers 13A liegt. Die Zugabe von 20 M.-% aktiviertem Porenbetonfeinmehl steigert also das Druckfestigkeitsniveau im Vergleich zu der Verwendung von 20 M.-% herkömmlicher Porenbetonkörnung aus der laufenden Produktion. Die Ergebnisse der 13. Versuchsreihe belegen also den Effekt auch für einen Blaine-Wert des aktivierte Feinmehls im erfindungsgemäßen Bereich von 9 000 bis < 13 000 cm2/g. From Table 35 it can be seen that the A-number of the aerated concrete molded body 13B according to the invention is significantly higher than the A-number of the reference Aerated concrete body 13A. The addition of 20 mass% of activated aerated concrete fine powder increases the compressive strength level compared to the use of 20 mass% of conventional aerated concrete grain from current production. The results of the 13th series of tests also demonstrate the effect for a Blaine value of the activated fine powder in the inventive range of 9,000 to < 13,000 cm 2 /g.
Abschließend wird darauf hingewiesen, dass alle genannten, insbesondere beanspruchten, Merkmale des Verfahrens und/oder des Poren- oder Schaumbetonformkörpers für sich genommen und in jeglicher Kombination besonders vorteilhaft und Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind. Finally, it is pointed out that all mentioned, particularly claimed, features of the method and/or of the porous or foam concrete molded body are particularly advantageous in themselves and in any combination and are the subject of the present invention.
Zudem sind die jeweils angegebenen Ober- und Untergrenzen der einzelnen Bereichsangaben erfindungsgemäß alle miteinander kombinierbar. In addition, the upper and lower limits specified for each individual range can all be combined with one another according to the invention.
Claims
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Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000169256A (en) * | 1998-12-07 | 2000-06-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Production of alc |
| JP2001199757A (en) * | 2000-01-11 | 2001-07-24 | Sumitomo Kinzoku Kozan Siporex Kk | Calcium silicate-based ALC raw material using ALC waste material and method for producing the same |
| DE10131360A1 (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-09 | Hebel Ag | Production of porous concrete insulating panel from mix based on quartz powder, cement and lime uses aluminum as pore former and hydrophobized recycled material in unhardened slurry and hardened ground form |
| DE102006049836A1 (en) | 2006-10-23 | 2008-04-24 | Hochschule Neubrandenburg | Recovery and use of hydraulic binders from demolition waste concrete comprises grinding waste, optionally enriching binder phase by sieving or sifting and heating product |
| WO2009121635A1 (en) | 2008-04-04 | 2009-10-08 | Xella Technologie- Und Forschungsgesellschaft Mbh | Process for the production of aerated concrete and foamed concrete, and system for carrying out the process |
| DE102008047160A1 (en) * | 2008-09-15 | 2010-04-15 | Xella Technologie- Und Forschungsgesellschaft Mbh | Aerated concrete material and process for its preparation |
| DE102013011742B3 (en) | 2013-07-12 | 2014-06-05 | Xella Baustoffe Gmbh | Hydrothermally cured pore or foam concrete material, hydrothermally cured pore or foam concrete molded body, process for its preparation and use of precipitated calcium carbonate and / or calcium magnesium carbonate |
| EP3241813A1 (en) * | 2016-05-06 | 2017-11-08 | Baustoffwerke Löbnitz GmbH & Co. KG | Insulating material |
| DE202018105762U1 (en) | 2017-10-25 | 2018-11-05 | Povazská cementáren, a.s. | concrete mix |
| EP3599228A1 (en) * | 2018-07-24 | 2020-01-29 | Baustoffwerke Löbnitz GmbH & Co. KG | Method for producing porous mineral building material with improved strength |
| CN111439964A (en) | 2020-01-06 | 2020-07-24 | 深圳市华威环保建材有限公司 | Dry powder heat-preservation masonry mortar prepared from waste aerated concrete |
| EP3789362A1 (en) | 2019-09-03 | 2021-03-10 | Xella Technologie- und Forschungsgesellschaft mbH | Method for the preparation of hydrothermally cured porous or foamed concrete moulds and porous or foamed concrete moulds produced using the method |
| JP2021042093A (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-18 | クリオン株式会社 | Recycled raw material for lightweight aerated concrete and manufacturing method of lightweight aerated concrete using this |
| CN113213846A (en) | 2021-05-19 | 2021-08-06 | 哈尔滨工业大学(深圳) | Cement mortar and preparation method thereof |
-
2023
- 2023-05-26 DE DE102023204964.3A patent/DE102023204964A1/en active Pending
-
2024
- 2024-05-17 WO PCT/EP2024/063805 patent/WO2024245795A1/en active Pending
- 2024-05-17 EP EP24728191.8A patent/EP4662186A1/en active Pending
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000169256A (en) * | 1998-12-07 | 2000-06-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Production of alc |
| JP2001199757A (en) * | 2000-01-11 | 2001-07-24 | Sumitomo Kinzoku Kozan Siporex Kk | Calcium silicate-based ALC raw material using ALC waste material and method for producing the same |
| DE10131360A1 (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-09 | Hebel Ag | Production of porous concrete insulating panel from mix based on quartz powder, cement and lime uses aluminum as pore former and hydrophobized recycled material in unhardened slurry and hardened ground form |
| DE102006049836A1 (en) | 2006-10-23 | 2008-04-24 | Hochschule Neubrandenburg | Recovery and use of hydraulic binders from demolition waste concrete comprises grinding waste, optionally enriching binder phase by sieving or sifting and heating product |
| WO2009121635A1 (en) | 2008-04-04 | 2009-10-08 | Xella Technologie- Und Forschungsgesellschaft Mbh | Process for the production of aerated concrete and foamed concrete, and system for carrying out the process |
| DE202008017703U1 (en) | 2008-09-15 | 2010-05-12 | Xella Technologie- Und Forschungsgesellschaft Mbh | cellular concrete material |
| DE102008047160A1 (en) * | 2008-09-15 | 2010-04-15 | Xella Technologie- Und Forschungsgesellschaft Mbh | Aerated concrete material and process for its preparation |
| DE102013011742B3 (en) | 2013-07-12 | 2014-06-05 | Xella Baustoffe Gmbh | Hydrothermally cured pore or foam concrete material, hydrothermally cured pore or foam concrete molded body, process for its preparation and use of precipitated calcium carbonate and / or calcium magnesium carbonate |
| EP3241813A1 (en) * | 2016-05-06 | 2017-11-08 | Baustoffwerke Löbnitz GmbH & Co. KG | Insulating material |
| DE202018105762U1 (en) | 2017-10-25 | 2018-11-05 | Povazská cementáren, a.s. | concrete mix |
| EP3599228A1 (en) * | 2018-07-24 | 2020-01-29 | Baustoffwerke Löbnitz GmbH & Co. KG | Method for producing porous mineral building material with improved strength |
| EP3789362A1 (en) | 2019-09-03 | 2021-03-10 | Xella Technologie- und Forschungsgesellschaft mbH | Method for the preparation of hydrothermally cured porous or foamed concrete moulds and porous or foamed concrete moulds produced using the method |
| JP2021042093A (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-18 | クリオン株式会社 | Recycled raw material for lightweight aerated concrete and manufacturing method of lightweight aerated concrete using this |
| CN111439964A (en) | 2020-01-06 | 2020-07-24 | 深圳市华威环保建材有限公司 | Dry powder heat-preservation masonry mortar prepared from waste aerated concrete |
| CN113213846A (en) | 2021-05-19 | 2021-08-06 | 哈尔滨工业大学(深圳) | Cement mortar and preparation method thereof |
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