Der Einsatz von eisenreichen Zementen ist besonders dann vorteilhaft, wenn das hydraulische Bindemittel für genau definierte Einsatzgebiete hergestellt werden kann. Diese Spezialzemente sind aufgrund ihrer niedrigen Herstellungstemperaturen und Hydratationswärmen, ihrer hohen Resistenz gegen Sulfatwasserangriff und der guten Verträglichkeit gegenüber hohen Freikalkgehalten von großem Interesse. Die Laterite der tropischen Regionen stellen einen interessanten Ausgangsstoff für solchen eisenreichen hydraulische Bindemittel dar. Zur Herstellung eines hydraulisch reagierenden Bindemittels wurde in der vorliegenden Arbeit die Verwendung eines Abfalls aus der Goldgewinnung eines lateritischen Tagebaus der Bergbauregion Carajás/Brasilien untersucht. Die Untersuchungen konzentrierten sich auf die thermische Behandlung von Abmischungen des Abfalls mit den Zusatzkomponenten Kalk, Kaolin und einer Sulfatkomponente. Dabei wurde besonders auf die Phasenbildung und die Hydraulizität der Sinterprodukte eingegangen. Die wichtigsten Untersuchungsmethoden waren XRD und die Wärmeflußkalorimetrie. Daneben wurden die REM, RFA, TG/DTA, ICP-OES, UV-VIS, Lasergranulometrie und die Oberflächenbestimmung nach Blaine angewendet. Unter den gewählten Bedingungen treten hauptsächlich die Phasen C4A3S(Ye'elimit), C2AS (Gehlenit), F (Hämatit), CS (Anhydrit), CF (CaO·Fe2O3), Fss (Calciumaluminatferrat) und ein Calcium-Silicium-Eisen-Oxid ("CSFA") auf. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, daß bei Sintertemperaturen zwischen 1050 °C und 1200 °C ein Optimum für die Bildung von hydraulischen Phasen vorliegt. Bei Abmischungen des Abfalls mit Kalk kann ab 1050 °C C2S (2CaO·SiO2) gebildet werden. Bei zusätzlichem Sulfatanteil in den Abmischungen wird die Bildung der hydraulischen Phase C4A3S gefördert. C2S und C4A3S treten jedoch nicht gleichzeitig auf. Der Kaolinanteil fördert die Entstehung von nicht hydraulischem C2AS, welches dem System das für die Bildung von C4A3S benötigte CaO und Al2O3 entzieht. Die Zugabe einer Sulfatkomponente ist zur Bildung der hydraulischen Phasen C4A3S erforderlich. Die Abmischungen mit den höchsten hydraulischen Reaktivitäten haben einen Fe2O3-Gehalt von rund 40 M.-% und einen CaO-Gehalt von rund 45 M.-%. "CSFA" bildet sich bei 1100 °C nur bei relativ kaolinarmen Abmischungen. Der Anteil der Phasen nimmt bei einer Sintertemperatur von 1200 °C zu. Die Phase zeigt im Kalorimeterversuch keine hydraulische Reaktivität. An Abmischungen der Sinterprodukte mit Portlandzement (PZ) konnte nachgewiesen werden, daß sich die Sinterprodukte durch den PZ zusätzlich anregen lassen, d.h. die hydraulische Reaktivität kann durch die Zumischung von PZ noch verstärkt werden. Die vorliegende Arbeit bildet die Grundlage für die weitere Optimierung von Abmischungen des lateritischen Abfalls mit Kalk und einer Sulfatphase. Die Ergebnisse zeigen, daß bei geeigneter Auswahl der Rohmehlzusammensetzung bei 1200 °C gegenüber 1100 °C höhere hydraulische Reaktivitäten erzielt werden können. |