Neueste Erkenntnisse aus der Zementchemie

Auf der Fachtagung „Zementchemie“ des Vereins Deutscher Zementwerke (VDZ) am 01.04.2009 in Düsseldorf ver­sammelten sich über 130 Teilnehmer, um sich über aktuelle ­Fragen der Zementchemie auszutauschen. Nach einer Begrüßung und Einleitung durch Dr. M. Schneider, Hauptgeschäftsführer des VDZ, berichtete Dr. H.-M. Ludwig über die Tätigkeit des ­Arbeitsausschusses Zementchemie in den letzten Jahren. Der Ausschuss hat die folgenden Forschungsaktivitäten begleitet:

­– Einfluss der Brenn- und Kühlbedingungen auf die Eigenschaften von Portlandzementklinker bei Einsatz von Sekundärbrennstoffen

­– Verbesserung der Frühfestigkeit von Hochofenzementen durch reaktive Aluminiumverbindungen

­– Einfluss der Hüttensandreaktivität/-qualität auf den Sulfatwiderstand hüttensandhaltiger Betone und Mörtel

­– Einfluss von Betonzusatzmitteln auf das Auslaugverhalten von Spurenelementen

­– Einfluss von Flugasche auf die Zusammensetzung der Porenlösung

­– Reaktion alkaliempfindlicher Gesteinskörnungen

­– Auswirkung der Alkalireaktivität von Prüfsanden auf die ­Bewertung potentiell alkalireaktiver Gesteinkörnungen

­– Chromatreduktion zementhaltiger Zubereitungen

Dr. Ludwig berichtet auch über die Tätigkeiten der verschiedenen Arbeitskreise, die dem Ausschuss zugeordnet sind.

Daran anschließend referierte Prof. Dr. A. Wolter über neue Bindemittelkonzepte. Dabei unterschied er verschiedene Bindemittel und Herstellungsverfahren. Beispielsweise erläuterte er die Konzepte für CEM X und für multimodale Multikomposit-Zemente (M³K). Außerdem ging er auf Belit-Zemente, Eco-Zemente, Sulfoaluminatzemente, Magnesia-Binder, Celit-Zemente und Glaszemente ein und erläuterte deren mögliche Anwendung. 

Der Herstellung und Anwendung flugaschehaltiger Zemente widmete sich Dr. H. Möller. Er wies darauf hin, dass die Zementindustrie auf den verstärkten Einsatz von Flugaschen vorbereitet sein soll, deren Verwendung allerdings technologisches Know-how erfordert. Das Nachmahlen der Grobanteile von Flugaschen verbessert deren Leistungsfähigkeit gegenüber reinem Mischen.

Wie Anforderungsprofile an die Bauindustrie der Zukunft aussehen können, stellte dann Prof. Dr. C. Gehlen in seinem Vortrag „Bauen für die Ewigkeit? Dauerhaftigkeit von Betonkonstruktionen“ vor. In Anlehnung an den Lebenszyklus des Menschen wies er darauf hin, dass nicht nur einzelne Stadien wie z.  B. die Herstellung eines Baustoffes in Nachhaltigkeitsbetrachtungen einfließen müssen, sondern die gesamte Verwendung berücksichtigt werden muss.

Daran anschließend zeigte Dr. K. Lipus, welche Vorteile die Anwendung der Rasterelektronenmikroskopie in der Zementindustrie bietet (Bilder 1 und 2). Von der Klinkerbeurteilung über Untersuchungen zur Zementhydratation bis hin zur Schadensanalyse an Mörteln und Betonen kann die Rasterelektronenmikros­kopie eingesetzt werden. Moderne Methoden wie Kryo-REM ermöglichen beispielsweise Aussagen zu den einzelnen Stadien der Hydratation von Zementen.

Dr. W. Cordes berichtete über die Eigenschaften und Verwertung von Bypassstäuben in der Zementindustrie. Eine weitere Steigerung des Sekundärbrennstoffanteils bei gleicher Aufbereitungstiefe für Chlor führt zu höheren Bypass-Staub-Mengen. Deren Verwertung im Zement und in anderen Bauprodukten sind Grenzen gesetzt, deshalb werden andere Verwertungswege zunehmend interessant.

Zu dem Thema Sekundärbrennstoffe steuerte Dr. G. Schnedl einen Erfahrungsbericht bei. Sein Fazit: Ein hoher Sekundärbrennstoffeinsatz ist beherrschbar. Aus Qualitätssicht ist der Einsatz im Kalzinator optimal. Voraussetzung ist allerdings eine geeignete Analytik. Ziel ist das Erkennen der verschiedenen Einflussgrößen und der Grenzen des Sekundärbrennstoffeinsatzes. Der Qualitätssicherungsaufwand ist allerdings ein signifikanter Kostenfaktor.

Frau M. Engel referierte anschließend zum Thema ­„Moderne Brennstoffanalytik – Überblick und ausgewählte Beispiele“. Hierbei handelt es sich um ein weites und oft sehr aufwändiges Betätigungsfeld, bei dem es gilt, von der Probennahme über
die Analytik bis hin zur Auswertung und Interpretation ­bestehende Vorgaben einzuhalten. Insbesondere die Probennahme und -aufbereitung sind wichtig, um belastbare und aussagekräftige Analyseergebnisse zu erhalten.

Im letzten Vortrag des Tages widmete sich Dr. M. Paul dem Thema „Inline-/Online-Analytik“. Er stellte die verfügbaren Analysemethoden in den verschiedenen Produktionsschritten vor. Am Beispiel der Rohmehl-Analytik zeigte er auf, dass die Wahl der geeigneten Methode ein wichtiger Aspekt ist. So kann z.  B. die RFA zwar präzisere Einzelergebnisse als PGNAA liefern, letztere Methode aber den gesamten Materialstrom ohne Zeitverzögerung und Aufbereitung charakterisieren.

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