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Hintergrund und Ziele des Projekts

Bei der Zementklinkerherstellung fallen auch erhebliche Mengen an Prozessstäuben an, z. B. Bypassstäube. Die Zusammensetzung der Stäube kann auch innerhalb eines Werkes je nach Betriebszuständen unterschiedlich sein. Zu den relevanten Bestandteilen gehören Alkalisulfate und -chloride sowie Carbonate, Freikalk und Klinkerphasen. Als Nebenbestandteil können chloridreiche Stäube aufgrund des niedrigen Chloridgrenzwerts nur sehr begrenzt, sulfathaltige Stäube hingegen bis zu 5 M.-% zur Zementherstellung eingesetzt werden.

Im Fokus steht die Untersuchung der Eignung sulfatreicher Prozessstäube als Nebenbestandteil zur Sulfatoptimierung. Hier soll geprüft werden, ob und wie insbesondere bei Zementen mit mehreren Hauptbestandteilen sich dadurch Frühfestigkeiten verbessern lassen und der Klinkeranteil verringert werden kann. Durch einen verstärkten Einsatz sulfatreicher Prozessstäube ließen sich Anteile natürlicher Sulfatträger (Anhydrit, Gips) substituieren.

Die isotherme Wärmeflusskalorimetrie erfasst die zeitliche Wärmefreisetzung der Zemente bei Hydratationsvorgängen. Je nach Zementhauptbestandteil erfordert eine optimale Hydratation unterschiedliche Verfügbarkeiten der Sulfate. Ob und wie diese zur Verfügung stehen, soll durch die Verfolgung der Hydratationswärmefreisetzung nachvollzogen werden. Aus dem Vergleich mit den üblichen Methoden zur Sulfatoptimierung, wie Festigkeits- und Verarbeitbarkeitsuntersuchungen, soll ermittelt werden, ob sich die Wärmeflusskalorimetrie als schnelle, einfache und kostengünstige Optimierungsmethode einsetzen lässt.

Die Untersuchungen werden an den gängigsten Zementarten mit mehreren Hauptbestandteilen, an hüttensand- und kalksteinhaltigen Zementen (CEM III/A, CEM II/B-M (S-LL), CEM II/A-LL, CEM II/B-M (Q-LL) durchgeführt. Isotherme Wärmeflusskalorimeter werden bereits heute von vielen Zementherstellern zur Bestimmung der Hydratationswärme eingesetzt. Daher können die Ergebnisse direkt von den KMU der Zementindustrie zur effizienteren Nutzung von Zementhaupt- und Nebenbestandteilen genutzt werden.

Förderer

Das IGF-Vorhaben 21384 N der VDZ Technology gGmbH, Toulouser Allee 71, 40476 Düsseldorf wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Ihr Ansprechpartner

Haben Sie Fragen zu diesem Thema?

Dr. Jörg Rickert
Zementchemie

(0211) 45 78-283
zch@vdz-online.de

Vielen Dank für Ihr Interesse an unserer Publikation:

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