Einfluss veränderter Brennbedingungen auf die Klinkerzwischenphase und die daraus resultierende Beeinflussung der Hydratation

Abstract

Gegenüber fossilen Brennstoffen enthalten sekundäre Brennstoffe oft höhere Aschekonzentrationen. Beim Brennen von Zementklinkern können hohe Einträge dieser calciumarmen Brennstoffaschen zu einer lokalen Calciumverarmung in der Klinkerschmelze führen. Besonders kleine Klinkergranalien und die Ränder großer Klinkergranalien unterliegen dem Einfluss der Brennstoffaschen. Wird der calciumarme Zustand der Schmelze z. B. durch eine schnelle Kühlung eingefroren, verschiebt sich das Aluminat/Ferrit-Verhältnis (C3A/C4AxF2-x) in Richtung Ferrit. Im Vergleich zum Aluminat weist Ferrit trotz eines gestiegenen Al/Fe-Verhältnisses eine deutlich geringere Reaktivität auf. Der verringerte Aluminatgehalt bewirkt eine geringere Wasserbindung und Hydratationswärmeentwicklung während der ersten Stunden der Zementhydratation. Dadurch bedingt verringert sich auch die frühe Festigkeit entsprechender Zemente. Neben Brennstoffaschen können auch hohe Brenntemperaturen eine Calciumverarmung der Schmelzphase der Klinker verursachen.

Secondary fuels often contain higher concentrations of ashes compared to fossil fuels. During burning of Portland cement clinker high intakes of low calcium ashes can contribute to local depletion of calcium within the clinker melt. Especially fine clinker granules and the rims of bigger granules are influenced by ashes. If the low calcium melt crystallizes (e. g. because of fast clinker cooling) the ratio aluminate/ferrite (C3A/C4AxF2-x) shifts in the direction of ferrite. In spite of a higher Al/Fe-ratio within the ferrite, this phase is less reactive compared to the aluminate phase. The lower aluminate content causes less binding of water and a lower heat development during the first hours of hydration. The early strength of appropriate cements is therefore decreased. Beside the influence of ashes, high burning temperatures can also contribute to a depletion of Calcium within the clinker melt.