Forschungsprojekte

Calcinierte Tone als Zementhauptbestandteil sind wesentlicher Bestandteil der Dekarbonisierungsstrategie der Zementindustrie. Viele Tonvorkommen haben eisenreiche Verunreinigungen. Diese bilden bei der Calcinierung Hämatit, der das Produkt, den Zement und letztlich den Beton, rot färbt. Durch eine reduzierende Atmosphäre bei der Calcinierung und/oder Kühlung kann die Bildung von Hämatit vermieden werden. Systematische Erkenntnisse zu den Einflüssen der Nebenbestandteile in Tonen auf deren Reaktivität, die Emissionen und zementtechnische Eigenschaften liegen bislang kaum vor und sollen in dem Vorhaben systematisch untersucht werden.

Gegenstand des IGF-Forschungsprojekts 22502 N ist die Anwendung der Röntgenbeugungsanalytik zur Produktions- und Qualitätskontrolle von calcinierten Tonen und damit hergestellten Zementen, um die Entwicklung von Zementen mit weiter reduzierten Klinkeranteilen im Rahmen der Dekarbonisierung der Zementindustrie zu beschleunigen.

In dem Vorhaben werden die Leistungsfähigkeit und das Hydratationsverhalten ternärer Zemente (KQL) mit Klinker (K), calciniertem Ton (Q) und Kalkstein (L) sowie wesentliche Dauerhaftigkeitsaspekte von damit hergestellten Betonen systematisch untersucht.

In diesem Forschungsprojekt sollen die IR-Spektroskopie in Kombination mit mathematischen Werkzeugen (Chemometrie) als Analyseverfahren zur gezielten Charakterisierung silikatischer, vorrangig röntgenamorpher Stoffe sowie zur verlässlichen Bestimmung der Zusammensetzung von Stoffgemischen mit röntgenamorphen Stoffen (z.B. ternäre Zemente mit u.a. calciniertem Ton bzw. Recyclingmehl) evaluiert werden. Die für Zement erarbeiteten Erkenntnisse zur Methodik und Auswerteroutinen sollen danach hinsichtlich der Übertragbarkeit auf silikatische Gesteinskörnungen zur Bestimmung der Alkaliempfindlichkeit bewertet werden.

Im ZIM-Forschungsprojekt werden Altbetone so aufbereitet, dass eine bessere Verwertbarkeit aller anfallenden Fraktionen ermöglicht werden soll, insbesondere die des Brechsands und des Feinanteils (Recyclingmehls). Hierzu dienen auch Versuche zur puzzolanischen Reaktivierung der Betonrecyclingmehle.

Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes von RC-Gips zur Zementherstellung werden bestimmt. Dies wird dazu beitragen, den zukünftigen Wegfall von REA-Gips kompensieren zu können und natürliche Ressourcen zu schonen sowie die Menge zu deponierender Abfälle zu verringern.

Der Ersatz primärer durch alternative Brennstoffe ist für die Zementindustrie ökonomisch und ökologisch von großer Bedeutung und soll künftig noch gesteigert werden. Die Brennstoffaschen gehen als Rohstoff in den Zementklinker mit ein und beeinflussen dessen Eigenschaften sowie die Coatingbildung auf der Feuerfestzustellung im Ofen. Genaue Kenntnisse über diese Auswirkungen sind für die weitere Steigerung der Ersatzbrennstoffrate und die gleichzeitige Optimierung des Ofenbetriebs sowie für die Beibehaltung der Klinkerqualität und der Lebensdauer der feuerfesten Zustellung unabdingbar.

Das IGF-Forschungsvorhaben 22330 N befasst sich mit der Umweltverträglichkeit zementgebundener Baustoffe in speziellen Einbausituationen, in denen das Bindemittel in der Verarbeitungsphase mit Grundwasser in Kontakt kommt. Es wird ein Verfahren entwickelt, um die Umweltverträglichkeit der Baustoffe auch für diese Situationen nachweisen zu können.