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Verwendung von getemperten Hydrotalkit zur Beschleunigung der Reaktion von hüttensandhaltigen Kompositzementen


Kurzfassung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einsatz von getempertem Magnesium-Aluminium-Hydroxidkarbonat (Hydrotalkit) zur Steigerung der Reaktivität und damit der Frühfestigkeit von hüttensandhaltigem Zement. Dabei weist das Hydrotalkit ein niedriges Mg/Al Verhältnis auf (1-3). Das Hydrotalkit wird bei Temperaturen von 300 – 600 °C getempert.

Die Hydrotalkit-Zugabemenge beträgt 0,5 bis max. 20 Gewichts-prozente bezogen auf die Menge des Zements.

Das getemperte Hydrotalkit wird bereits dem Zement beigemischt oder auch während des Mischens von Beton zugegeben und wirkt als Impfkristall für den während der Hydratation von hüttensandhaltigem Zement entstehenden Hydrotalkit. Durch Anwesenheit der getemperten Hydrotalkit-Impfkristalle werden die Oberflächen der Hüttensandpartikel freigehalten und dadurch die Reaktivität erhöht.


Hintergrund

 

 


Bilder & Videos


Lösung

Es ist bekannt, dass der Anstieg der Wärmefreisetzung direkt mit der Entwicklung der Frühfestigkeit der Zemente korreliert. Es ist klar ersichtlich, dass die Zugabe von 5% getemperten Hydrotalkit zu einem CEM III/B die Wärmefreisetzung und damit die Reaktivität des Zementes deutlich beschleunigt. Innerhalb der ersten 15 Stunden der Reaktion ist die Wärmefreisetzung sogar höher als in einem hochreaktiven Normalen Portlandzement (CEM I, ohne Hüttensandanteil).

Nach 10 Stunden Reaktionszeit ist die freigesetzte Wärmemenge im Kompositzement mit 5% getemperten Hydrotalkit doppelt so hoch wie im Kompositzement (CEM III/B) ohne Hydrotalkit. Weiterhin ist erkennbar, dass ein getemperter Hydrotalkit mit einem geringen Mg/Al-Verhältnis stärker beschleunigt als ein getemperter Hydrotalkit mit einem höheren Mg/Al-Verhältnis. Keine Beschleunigung bzw. sogar eine Verzögerung der Reaktionsfreudigkeit wurde bei Zugabe von nicht getemperten Hydrotalkit beobachtet. Damit kann gezeigt werden, dass die Zugabe von getemperten Hydrotalkit eine deutliche Erhöhung der Reaktivität von Kompositzement (CEM III/B) bewirkt.


Vorteile

Die Erhöhung der Reaktivität der hüttensandhaltigen Zemente ist gekoppelt mit einer Erhöhung der Frühfestigkeit der mit diesen Zementen hergestellten Betone. Durch den Einsatz von getemperten Hydrotalkit als Impfkristalle wird es damit möglich sein, vermehrt hüttensandhaltige Zemente einzusetzen. Besonders im Bereich von Fertigbetonen werden aktuell diese CO2-armen und nachhaltigen Zemente kaum eingesetzt. Dies wird sich durch Anwendung des Beschleunigers auf Basis von getemperten Hydrotalkit ändern.

-Reduzierung des CO2-Ausstoßes

-Verbesserung der Frühfestigkeit im Aushärtungsprozess

-Reduzierung der Taktzeiten z.B. beim Ausschalen

-damit früherer Beginn des nächsten Bauabschnittes

-Erhöhung der Nachhaltigkeit sowie Langlebigkeit von Betonen


Anwendungsbereiche

Die Erfindung kann hauptsächlich im Bauwesen in der Zement- und Betonbranche eingesetzt werden. Ziel der Erfindung ist die Anwendung nachhaltiger CO2-armer Zemente und die Erhöhung der Dauerhaftigkeit von Beton.


PATON | Patentmanagement Thüringer Hochschulen

Sascha Erfurt
03677 69 4569
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Adresse
Langewiesener Str. 37
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Entwicklungsstand

Labormuster


Patentsituation

  • DE 10 2019 214 460.8 anhängig

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr