1.2 Mahlbarkeit von Zementklinker

Die Mahlbarkeit eines Klinkers wird durch dessen chemische und mineralogische Zusammensetzung beeinflusst.

• steigender Silikatmodul ? Mahlbarkeit nimmt ab
  (Verhältnis von SiO2 zu
  Al2O3 + Fe2O3)
  
• steigender C3S – Gehalt ? verbesserte Mahlbarkeit
• steigender C2S – Gehalt ? Mahlbarkeit nimmt ab

Mit zunehmender Feuchtigkeit des Klinkers wird dessen Mahlbarkeit erschwert.

Hüttensand ist schwerer mahlbar als Klinker, liegt also bei gemeinsamer Mahlung in gröberer Fraktion vor. Deshalb wird heute der Hüttensand häufig getrennt gemahlen.

[3]

1.3 Zweistufige Zerkleinerung des Rohzementes

Der Zementklinker lag in seiner ursprünglich kugeligen Form mit einem maximalen Durchmesser von 6 cm als Ausgangsmaterial vor. Da für die Kugelmahl-Sicht-Anlage ein Größtkorn von 4 mm angestrebt wird, wurde zunächst eine Vorzerkleinerung mit dem Backenbrecher und eine Nachzerkleinerung mit dem Walzenbrecher durchgeführt. Danach erfolgte eine Absiebung bei 4 mm, wobei der Rückstand wiederum dem Walzenbrecher zugeführt wurde. Den geschilderten Ablauf soll folgendes Schema verdeutlichen.

Abb. 2: Schema der zweistufigen Zerkleinerung

Da verschiedene Untersuchungen am Aufgabegut durchgeführt werden mussten,
war es erforderlich, eine Probenahme durchzuführen. Aus dem Gesamtaufgabegut
wurde eine Sammelprobe (nach EN 932–1) entnommen und diese mittels Teiler-
kreuz heruntergeteilt. Die Teilung wurde so durchgeführt, dass ein Aufgabegut von
30 kg für den BOND-Test und 3 kg für die Siebanalyse vorlagen.
Die vorbereiteten Proben wurden im Trockenschrank bei 105 °C getrocknet.

1.3.1 Probenahme aus Halden

Allgemein ist eine Probenahme von Hand nur im oberflächennahen Bereich möglich. In einer kegelförmigen Aufschüttung von feiner Gesteinskörnung mit einer annähernd runden Basis, in der keine regelmäßigen Entmischungsmuster vorkommen, ergibt sich die Mengenverteilung wie in Abb. 4 dargestellt. Deshalb sind 19 mal mehr Einzelproben aus dem unteren Drittel der Aufschüttung und 7 mal mehr aus dem mittleren Drittel als aus dem oberen Drittel zu entnehmen.

Abb. 4: Probenahme Abb. 3: Volumenverteilung

Damit das Herabfallen von Oberflächenmaterial in die Aushöhlung vermieden wird, treibt man ein Brett oder eine Metallplatte an der geeigneten Stelle in die Aufschüttung (Abb. 3), um dann darunter eine Einzelprobe zu entnehmen. Die Oberfläche der Aufschüttung wurde vor der Entnahme bis zu einer Tiefe von mindestens 2 mal Größtkorn abgeschält.[8]

1.3.2 Aufgabegut für den BOND-Test

Für den BOND’schen Mahltest wird ein Aufgabegut der Körnung < 3,15 mm verlangt. Aus diesem Grunde wurde bei 3,15 mm abgesiebt und der Siebrückstand im Laborwalzenbrecher (Abb. 5) zerkleinert. Anschließend erfolgte wiederum eine Absiebung bei 3,15 mm. Dieser Vorgang wurde solange wiederholt, bis das Größtkorn des gesamten Probegutes 3,15 mm betrug.

Abb. 5: Laborwalzenbrecher

Die auf die erforderliche Korngröße zerkleinerte, getrocknete Probe wurde anschlie-
ßend auf einer Rollenbank homogenisiert (Abb. 6).
Dies war notwendig, da beim BOND-Test viele kleine homogene Probemengen zur
Verfügung stehen müssen.

Abb. 6: Homogenisierungsmaschine

1.4 Siebanalyse

Die Ausgangsstoffe für den BOND’schen Mahltest und die Kugelmahl-Sicht-Anlage wurden einer Siebanalyse unterzogen. Dazu wurden folgende Siebreihen verwendet:

Tabelle 1: Siebreihen

1.4.1 Durchführung

Die Prüfsiebböden wurden nacheinander auf der Siebmaschine (Abb. 7) zusammengesetzt und die zu analysierende Probe auf das obere Sieb gegeben. Anschließend wurde der Siebturm mit einem Deckel verschlossen und in der Siebmaschine eingespannt.

Abb. 7: Siebmaschine Jeder Ausgangsstoff wurde 20 min gesiebt, anschließend erfolgte eine Nachsiebung per Hand, bis kein Siebdurchgang mehr zu verzeichnen war. Die Massen der Siebrückstände wurden ermittelt und für jede Korngröße der Durchgang in Massenprozent errechnet.

1.4.2 Ergebnisse der Korngrößenanalyse

Analyse 1: Zementklinker als Aufgabegut für die Kugelmahl-Sicht-Anlage

Tabelle 2: Durchgangswerte des Aufgabegutes der KMSA

Abb. 8: Durchgangskennlinie des Aufgabegutes der KMSA

Da die grafische Auswertung der Siebanalyse mit der Software PMP-Compact durchgeführt wurde, konnte auch gleichzeitig die Korngröße bei 80 % Durchgang mit Hilfe des Computers ermittelt werden.

d80 = 2158,64 µm

16 Analyse 1: Zementklinker als Aufgabegut für den BOND’schen Mahltest

Tabelle 3: Durchgangswerte des Aufgabegutes für den Mahltest

Abb. 9: Durchgangskennlinie des Aufgabegutes für den Mahltest

d80 = 2093,00 µm 1.5 Bestimmung der Korngrößenverteilungen der Mahlprodukte

Da die Mahlprodukte der Kugelmahl-Sicht-Anlage eine sehr hohe Feinheit besitzen, ist eine herkömmliche Siebanalyse mit Sieben unzweckmäßig. Daher wurden die Korngrößenanalysen der Mahlprodukte mittels Laserbeugung mit einem Lasergranulometer COULTER LS 230 (Abb. 11) im Korngrößenlabor der Professur „Aufbereitung und Wiederverwertung von Baustoffen“ durchgeführt. Die Laserbeugungsanalyse ist ein Verfahren, welches als Partikelmerkmal die Beugung von monochromatischem Licht nutzt. Beim Auftreffen einer Lichtwelle auf ein Teilchen einer bestimmten geometrischen Abmessung und eines bestimmten Brechungsindexes tritt eine teilweise Ablenkung des Lichtes ein (siehe Abb. 10). Das durch ringförmige Detektoren in der Brennebene einer Optik erfasste Beugungsspektrum charakterisiert die Korngrößenverteilung. Dabei können auch Teilchen im Kollektiv, d.h. im Partikelstrom, analysiert werden. Mit dem Laserbeugungs-Sizer LS 230 können Proben in sehr kurzen Messzeiten in einem Messbereich von 0,04...2000 µm analysiert werden. Die

Messergebnisse werden mit einem eingebauten Mikroprozessor als Volumen-Verteilung berechnet und können mittels entsprechender EDV weiter verarbeitet werden. Die Analyseergebnisse der Messungen sind in den Anlagen abgelegt.