Synthese und Charakterisierung von Spezialzementen unter Verwendung von Mineralisatoren

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Spezialzemente (Fluor-Ye’elimitzement, Belit-Fluoroaluminatzement, Bor-Tonerdezement und Fluor-Tonerdezement) synthetisiert, die aufgrund der Bildung neuer Klinkerminerale im Vergleich zur Portlandzementproduktion weniger CO2 bei ihrer Produktion ausstoßen. Die Hauptphasen der unterschiedlichen Spezialzemente sind Ye’elimit, Fluor-Sodalith, Fluor-Mayenit, Belit und Calciumaluminat. All diese sind calciumärmer als die Hauptphase Alit von Portlandzement, wodurch weniger Calciumcarbonat eingesetzt werden muss, das für den CO2-Ausstoß verantwortlich ist. Die synthetisierten Spezialzemente erfordern aufgrund der Verwendung von Mineralisatoren (Flussspat, Kryolith und Boroxid) Sintertemperaturen zwischen 1000 °C und 1350 °C. Der gewöhnliche Portlandzement benötigt hingegen 1450 °C. Neben der niedrigeren Sintertemperatur brachte die Verkürzung der Haltezeit eine zusätzliche Energieersparnis.

Within the scope of this work, special cements (fluoro-ye'elimite cement, belite-fluoroaluminate cement, boron-alumina cement and fluorine-alumina cement) were synthesized, which emit less CO2 during their production due to the formation of new clinker minerals compared to Portland cement production. The main phases of the different special cements are ye'elimite, fluor-sodalite, fluor-mayenite, belite and calciumaluminate. All of these are lower in calcium than the main phase alite of Portland cement, which means that less calcium carbonate has to be used, which in turn is responsible for CO2 emissions. The synthesized special cements require sintering temperatures between 1000 °C and 1350 °C due to the use of mineralizers (fluorspar, cryolite and boron oxide). The ordinary Portland cement, in contrast, requires 1450 °C. In addition to the lower sintering temperature, the reduction of the holding time brought additional energy savings.