A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Utilization of siliceous filter residues in mineral building materials
Vor dem Hintergrund einer nachhaltigen Ressourcenbewirtschaftung konnten im Verbundforschungsvorhaben "NanoKiesel" Verwertungswege für kieselsäurereiche Filterrückstände (FR) aus der chemischen Industrie in verschiedenen mineralischen Baustoffen aufgezeigt werden. Für die Untersuchungen standen zwei verschiedene FR zur Verfügung. FR1 stammt aus der Abwasseraufbereitung einer Kieselsäureproduktion. FR2 fällt bei der Behandlung der Abgase der energetischen Verwertung des Destillationsrückstandes der Chlorsilanherstellung an. Für die Untersuchungen wurden beide Materialien getrocknet und mit verschiedenen Aufbereitungstechniken aufgemahlen bzw. in einer wässrigen Suspension dispergiert. Dabei werden jeweils Partikelgrößen kleiner als 100 µm erreicht, wobei sich beim Aufmahlen Feinheit und Partikelverteilung der FR unterscheiden. Die spezifische Oberfläche von FR1 liegt in Abhängigkeit von der Aufbereitung zwischen 170 bis 330 m2/g und die von FR2 bei etwa 30 m2/g. Diese hohen Werte werden von den porösen Agglomeraten aus kolloidalen und mikronisierten Kieselsäurepartikeln hervorgerufen, die sich auch in einem großen Anteil von Mesoporen widerspiegeln. Röntgenbeugungsuntersuchungen zeigen, dass FR2 nahezu vollständig aus amorpher Kieselsäure besteht. FR1 weist neben den kristallinen Bestandteilen Magnesit, Thenardit und anderen Nebenkomponenten einen amorphen Anteil von 94 M.-% auf. Die Ermittlung der Druckfestigkeiten der verschiedenen Mörtel erfolgte im Alter von 28 Tagen. Die im Gesamtprojekt untersuchten Verwertungsmöglichkeiten werden in einer Anwendungsmatrix zusammengestellt und umfassen folgende Nutzungsmöglichkeiten: (1) Filterkuchen für hochporöse Ziegel, (2) Pulver als Zusatzstoff für Porenbetonstein, (3) Suspension (Slurry) als Zusatzstoff für Porenbetondämmstoffe, (4) Pulver als puzzolanischer Betonzusatzstoff, (5) Suspension als Betonzusatzstoff, (6) pulverförmiger puzzolanischer Zementbestandteil bzw. Kompositzement, (7) Pulver als Zusatzstoff für Putze sowie (8) Pulver als Stabilisierungsmittel für gebrauchte Bentonit-Suspensionen.
Utilization of siliceous filter residues in mineral building materials
Vor dem Hintergrund einer nachhaltigen Ressourcenbewirtschaftung konnten im Verbundforschungsvorhaben "NanoKiesel" Verwertungswege für kieselsäurereiche Filterrückstände (FR) aus der chemischen Industrie in verschiedenen mineralischen Baustoffen aufgezeigt werden. Für die Untersuchungen standen zwei verschiedene FR zur Verfügung. FR1 stammt aus der Abwasseraufbereitung einer Kieselsäureproduktion. FR2 fällt bei der Behandlung der Abgase der energetischen Verwertung des Destillationsrückstandes der Chlorsilanherstellung an. Für die Untersuchungen wurden beide Materialien getrocknet und mit verschiedenen Aufbereitungstechniken aufgemahlen bzw. in einer wässrigen Suspension dispergiert. Dabei werden jeweils Partikelgrößen kleiner als 100 µm erreicht, wobei sich beim Aufmahlen Feinheit und Partikelverteilung der FR unterscheiden. Die spezifische Oberfläche von FR1 liegt in Abhängigkeit von der Aufbereitung zwischen 170 bis 330 m2/g und die von FR2 bei etwa 30 m2/g. Diese hohen Werte werden von den porösen Agglomeraten aus kolloidalen und mikronisierten Kieselsäurepartikeln hervorgerufen, die sich auch in einem großen Anteil von Mesoporen widerspiegeln. Röntgenbeugungsuntersuchungen zeigen, dass FR2 nahezu vollständig aus amorpher Kieselsäure besteht. FR1 weist neben den kristallinen Bestandteilen Magnesit, Thenardit und anderen Nebenkomponenten einen amorphen Anteil von 94 M.-% auf. Die Ermittlung der Druckfestigkeiten der verschiedenen Mörtel erfolgte im Alter von 28 Tagen. Die im Gesamtprojekt untersuchten Verwertungsmöglichkeiten werden in einer Anwendungsmatrix zusammengestellt und umfassen folgende Nutzungsmöglichkeiten: (1) Filterkuchen für hochporöse Ziegel, (2) Pulver als Zusatzstoff für Porenbetonstein, (3) Suspension (Slurry) als Zusatzstoff für Porenbetondämmstoffe, (4) Pulver als puzzolanischer Betonzusatzstoff, (5) Suspension als Betonzusatzstoff, (6) pulverförmiger puzzolanischer Zementbestandteil bzw. Kompositzement, (7) Pulver als Zusatzstoff für Putze sowie (8) Pulver als Stabilisierungsmittel für gebrauchte Bentonit-Suspensionen.
Utilization of siliceous filter residues in mineral building materials
Verwertung kieselsäurehaltiger Filterrückstände in mineralischen Baustoffen
Herbst, Tristan (author) / Rübner, Katrin (author) / Seidemann, Marko (author)
Zement, Kalk, Gips International ; 66 ; 58-65
2013
8 Seiten, 7 Bilder, 1 Tabelle, 9 Quellen
Article (Journal)
English , German
Nutzung , Verwertung , Kieselsäure , Filterrückstand , mineralischer Stoff , Baustoff , Untersuchung (Studie) , Forschungsprojekt , Untersuchungsergebnis , Stoffeigenschaft , Suspension , Partikelgröße , Partikelverteilung , Porosität , Druckfestigkeit , chemische Zusammensetzung , Anwendbarkeit , Zusatzstoff , Stabilisierung , Beton , Ziegel , Porenbeton , Zement , Bentonit , Rohstoffeinsparung , Rohstoffsubstitution , Rohstoffverwertung , Abfallverwertung
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