Baustoffdesign

Thomas A. BIER

Institut fr Keramik, Glas- und Baustofftechnik, Leipziger Strae 28, 09596 Freiberg,

BaustoffdesignFF, SVB, HSC

Baustoffdesign

Material

Chemie

Mineralogie

Feinheit (SO, PSD)

Zemente PZ, TZ, C$

Fllstoffe

Organische StoffeDispergierbare Pulver

Zusatzmittel

Material

Chemie

Mineralogie

Feinheit (SO, PSD)

Zemente PZ, TZ, C$

Fllstoffe

Organische StoffeDispergierbare Pulver

Zusatzmittel

Verfahren

Mischen und Erhrtung

DSP

TemperaturAutoklav

Trocknen

Pressen /ExtrudierenZiegel

KS Stein

Macro Defect Free

Dry Mortar Technology Special MortarsOptimization of Rapid Hardening Grouts

Rheology of Self Leveling Underlayments

Redispersible Polymer Powders in Self Leveling Underlayments

Refractories - CastablesBehavior at Temperature

Corrosion against Slags

Self Compacting ConcreteRheology and Early Shrinkage

Mix Design and Placing Underground

High Strength ConcreteRapid hardening Mortars, Concrete

Geopolymers

Autoclaved {Calcium Silicate} MaterialsDrying of CS Material

BauteileZiegel

KS Stein

Macro Defect Free

Baustoffdesign

Dry Mortar Technology Special MortarsOptimization of Rapid Hardening Grouts

Rheology of Self Leveling Underlayments

Redispersible Polymer Powders in Self Leveling Underlayments

Refractories - CastablesHydration behavior

Behavior at Temperature

Corrosion against Slags

Self Compacting ConcreteRheology and Early Shrinkage

Mix Design and Placing Underground

High Strength ConcreteRapid hardening Mortars, Concrete

Geopolymers

Autoclaved Calcium Silicate MaterialsDrying of CS Material

Baustoffdesign

Density 1,5TC 1500

Conventional

Hydraulically bonded

Insulating castables

RegularRodding

RegularVibration

Self flow

Rodding

LCC

Vibration Vibration

Self flow

NCC

Hydraulically bonded Chemically bonded

Dense castables

Refractory Castables

Castables discussed

ULCC

Introduction - The family tree for Refractory Castables

Rodding

Vibration Vibration

MCC

VibrationSelf flow

VibrationSelf flow

Conventional Deflocculated

Baustoffdesign

Cement Fillers AdmixturesCAC with Silica fume Dispersants

- 70% Al2O3 Reactive alumina - TPP, HMP- 80% Al2O3 Spinel - Darvan 7S

MgO - Castament FS10Retarders

- Citric acid- Tri sodium citrate- Boric acid

Accelerators- Li2CO3- Na2CO3

The universe of raw materials

Only one aggregatetabular aluminaOnly one aggregatetabular alumina

Baustoffdesign

Introduction - Conception of conventional and deflocculated castables

Ultra finefiller

Aggregate1-5 microns

4m

Aggregate1-5 microns

Water

Conventional Castable Low Cement Castable

Baustoffdesign

Comparison of the formulations used

Tabular alumina 6 - 10(mesh) 1/4 - 8

8 - 1414 - 2828 - 48

- 48- 100- 325

Spinel (mm) 0,5 - 10,5 - 00,045

Silica FumeReactive AluminaMagnesia70% CAC80% CACWater

The castables studied

SP-1-33166-5--9410-7--105

SP-2-33166-5--9410-11-6-5

SPF-202510-12105---2853-5,5

CC--14131132---------3011,6

22-1019-29-----510-5-5

LCC/SFC22-1019-29-----612-2-5

ULCC

Baustoffdesign

Influence of admixtures 'LCC/SFC '

% Admixtures

% Water

Working Time

Flow value in % at minASTM T0

T15T30T45T60

Darvan 7S : 0,05%CT : 0,015%Na2CO3 : 0,005%

5

80

1301241149970

Sodium Hexameta-phosphate(HMP) : 0,025%

5

88

13012211311095

System 1 System 2

Baustoffdesign

Influence of cement type

0 15 3045

60Time (min) Secar 80HMP only

HMP 0,05 + AB 0,01D7S 0,05 + AB 0,020

50

100

150

200

250

Flow (mm)

Baustoffdesign

Results - Influence of fillers

Characteristics of reactive aluminas

015

3045 60

050

100150200250

Flow value(mm)

System 2 : Al-3System 2 : Al-2

System 2 : Al-1System 1

Reactive alumina andflow value in spinelcastables

Al-1 Al-2 Al-3

BET m2/g 2,6 - 3,1 7,0 3,3

Primary crystal size micron 0,5 - 3,0 - 0,5 - 3,0

D50 micron 2,0 - 2,5 0,6 1,5

Alumina % >99,8 >99,7 >99,8

Na2O % 0,06 0,08 0,03

Baustoffdesign

Results - Influence of fillers

015

3045

60

HMP + OX500

50100150200250300

Flow value(mm)

HMP + 971UTPP + OX50

TPP + 971U

Baustoffdesign

Corrosion Behavior in a Steel Ladle

Baustoffdesign

Failure of Castables

Baustoffdesign

Different Stages in Castable Life

Baustoffdesign

Different Stages in Castable Life

Baustoffdesign

reaktive Tonerde

Wassergehalt

MgO-Krnung

hydratisierbare Tonerde

Spinellbeton mit einem 80%igen Tonerdezement (System 1)

Spinellbeton mit einem 70%igen Tonerdezement (System 2)

Spinellbildender Beton mit 70%igen Tonerdezement (System 3)

Spinellbeton mit hydratisierbarer Tonerde (System 4)

Einlufaktoren

Baustoffdesign

System 1 System 2 System 3 System 4Rohstoffe in Gew.-% in Gew.-% in Gew.-% in Gew.-%

Tabulartonerde (mm) 2,36 - 6,7 33 33 20 33 1,18 - 2,36 16 16 25 16

0,6-1,18 6 6 10 6 -0,3 5 5 12 5

-0,15 - - 10 - -0,045 - - 5 -

Spinell (mm) 0,5 - 1 9 9 - 9 0 - 0,5 4 4 - 4

-0,045 10 10 - 10 RW-Fller - - 2 - Magnesia - - 5 - reakt. Tonerde 7 11 8 11 70%CAC - 6 3 - 80%CAC 10 - - - Alphabond 300 - - - 6 Wasser 6 5 5,5 6

H4

Folie 17

H4 - Isolatoren werden abgenommen wenn ntig nachbearbeitet, ansonsten Bomsen abgetrennt

- nun kommen wir zum Problem der Arbeit

- Bomsenabfall zeigen

- warum kann nich wiederverwendet werden??? SIC-Mist beschreiben und ring zum Massekonzept herstelenHolze; 12.06.2004

Baustoffdesign

reaktive Tonerde

Einfluss der Tonerdemenge im System 1

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

7,00% 9,00% 11,00% 13,00%

Tonerdeanteil

Flie

sma

in m

m,

Kal

tdru

ckfe

stig

keit

in M

pa

0

5

10

15

20

25

30

Rohdichte in g/cm

^3, K

altbiegefestigkeit in Mpa,

offene Porositt in %

Druckfestigkeit (RT) Fliesma in mm Biegefestigkeit (RT)offene Porositt % Rohdichte in g/cm3

System 1

- Tonerdegehalt- Feinheit der Tonerde - Additive

Verschiedene Tonerden

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

CT3000SG CTC40 CL370C CT9FG

eingesetzte Tonerde (geordnet nach abnehmender spezif. Oberflche)

Flie

sma

in m

m,

Kal

tdru

ckfe

stig

keit

in M

pa0

5

10

15

20

25

Rohdichte in g/cm

^3, K

altbiegefestigkeit in Mpa,

offene Porositt in %

Druckfestigkeit (RT) Fliesma in mm Biegefestigkeit (RT)

offene Porositt % Rohdichte in g/cm3

Baustoffdesign

Wirkung der verwendeten Additive im System 2

0

50

100

150

200

250

0,3%

Cas

tamen

t

0,08%

Cast+

0,01%

Zitrs

.+0,00

5%Na

CO3

0,3%

Cast+

0,002

LiCO3

0,05%

D7S+

0,02%

Bors.

+0,0

01%

NaCO

3

0,1HM

P

0,06%

HMP+

0,01%

Bors.

0,1TP

P

Zustze

Flie

sma

in m

m,

Kal

tdru

ckfe

stig

keit

in M

pa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rohdichte in g/cm

3, K

altbiegefestigkeit in Mpa,

offene Porositt in %

Druckfestigkeit (RT) Fliesma in mm Biegefestigoffene Porositt % Rohdichte in g/cm3

Wassergehalt System 2- Wassergehalt- Additive

Verschiedene Castamentgehalte

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0% 0,20% 0,30% 0,40%

Castamentgehalt

Flie

sma

in m

m,

Kal

tdru

ckfe

stig

keit

in M

pa0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rohdichte in g/cm

^3, K

altbiegefestigkeit in Mpa,

offene Porositt in %

Druckfestigkeit (RT) Fliesma in mm Biegefestigkeit (RT)

offene Porositt % Rohdichte in g/cm3

Baustoffdesign

MgO-Krnung System 3- verschiedene MgO-Krnungen - Additive

Einfluss verschiedener MgO-Krnungen

0

50

100

150

200

250

MgO 1 MgO 2 MgO 3 MgO 4

eingesetzte MgO-Krnungen

Flie

sma

in m

m,

Kal

tdru

ckfe

stig

keit

in M

pa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rohdichte in g/cm

3, K

altbiegefestigkeit in Mpa,

offene Porositt in %

Druckfestigkeit (RT) Fliesma in mm Biegefestigkeit (RT)

offene Porositt % Rohdichte in g/cm3