Puzzolane aus Calcinierung kalkhaltiger und dotierter Tone und Untersuchungen zu deren Hydratationsverhalten im Zement

In dem geplanten Vorhaben sollen einerseits in Fortführung der Projekte IGF 16566 N und IGF 17930 N die erweiterte thermische Aktivierbarkeit von kalkhaltigen und dotierten Tonrohstoffen untersucht werden, andererseits eine prozesstechnisch fundierte rechnerische Bewertung des CO2–Einsparpotentials durch den Einsatz dieser Puzzolane erfolgen.

Der Rückzug aus der Kohleverstromung wird das Angebot an Flugasche als potentiellem Zementhauptbestandteil verknappen und zu einem verstärkten Wettbewerb führen. Gerade kleine und mittelständische Zementhersteller sind zum Erhalt ihrer Wettbewerbsfähigkeit auf die Erschließung alternativer Quellen von Zementausgangsstoffen angewiesen. Calcinierte Tone bieten sich hier besonders an, weil viele Hersteller bereits heute Zugriff auf lokale Tonvorkommen haben, die aber oft mit Kalk- und Quarzgehalten verunreinigt sind. Andererseits können aber gerade KMU die aufwendigen Grundlagenuntersuchungen zu den in Deutschland bisher kaum produzierten Kompositzementen mit calciniertem Ton leisten.

Im geplanten Vorhaben soll speziell die thermische Aktivierung solcher keramisch minderwertiger Tone untersucht werden, und zwar unter gezielter Ausnutzung der carbonatischen und silikatischen Fraktionen. Zum einen werden natürliche Ausgangsstoffe (Werkstone), zum anderen Tone mit gezielten Zudosierungen von Kalk, Gips oder Bypassstäuben calciniert. Ein besonderes Augenmerk liegt in der Untersuchung der entstehenden reaktiven Mischphasen und deren Hydratationsreaktionen. Zementtechnologische Untersuchungen werden die Leistungsfähigkeit solcher aktivierten Puzzolane im Zement belegen. Ein wichtiges Kriterium zum Einsatz von calcinierten Tonen im Zement ist neben der baustofftechnologischen Performance auch das erreichbare CO2–Einsparpotential. Daher soll auf Basis verschiedener Calciniertechniken eine fundierte Berechnung des realistischen Einsparpotentials ausgeführt und als Funktion der Klinkeraustauschrate bewertet werden.

Förderer

Das IGF-Vorhaben 19744 N der Forschungsvereinigung VDZ gemeinnützige GmbH – VDZ gGmbH, Tannenstraße 2, 40476 Düsseldorf wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.