Projektdaten

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Calcinierte Tone als puzzolanischer Hauptbestandteil für Kompositzemente

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Calcinierte Tone stellen eine potentielle Alternative zu herkömmlichen Kompositmaterialien für die Zementherstellung dar, womit sie zur effektiven Senkung der CO2-Bilanz von Zement beitragen können. Bei vergleichbaren Reaktivitäten wie Flugasche oder Hüttensand besitzen sie den Vorteil einer hohen Verfügbarkeit der notwendigen Ausgangsstoffe. Denn gemeine Tone sind in allen Teilen der Welt in abbauwürdigen Mengen anzutreffen. Diese müssen für den großformatigen Ersatz von Klinker im Zement einen aktivierenden Brennprozess bei relativ geringen Temperaturen von 500 bis 1000°C durchlaufen. Danach besitzen sie puzzolane Eigenschaften, die eigene Festigkeitsbeiträge im Zement bewirken. Die Bewertung der Einsatzmöglichkeiten calcinierter Tone im Zement und die damit verbundenen Grundlagenuntersuchungen stellen den Inhalt des Forschungsprojektes dar. Dazu werden die für deren Puzzolanität entscheidenden Einflussgrößen Rohstoffzusammensetzung und Brennbedingungen gegenübergestellt. Das Arbeitsprogramm stützt sich auf zwei Untersuchungsschwerpunkte. Zum einen finden Grundlagenbetrachtungen an reinen Systemen statt, die zur Identifizierung aller relevanten Phasenumwandlungen dienen. Dies bezieht sich sowohl auf das thermische Verhalten verschiedener Tonminerale als auch auf das Reaktionsvermögen der Brennprodukte mit Ca(OH)2. Zum anderen wird die Übertragbarkeit auf den realen Anwendungsfall untersucht, womit Brennversuche an natürlich vorkommenden Tonrohstoffen und die Prüfung der Leistungsfähigkeit im Zement gemeint sind. Ziel ist die Erarbeitung eines Parametermodells, das eine qualitative Voraussage der zu erwartenden Reaktivität eines beliebigen Tonrohstoffs bei definierten Brennbedingungen bzw. die Zuordnung eines diesbezüglich optimalen Brennregimes erlaubt. Der Nutzen eines solchen Modells liegt in der schnellen Beurteilung verfügbarer Tone hinsichtlich ihres Aktivierungspotenzials und des notwendigen Produktionsaufwands für dessen Verwertung.