Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Einsatz von metallurgischen Schlacken bei der Kalksandsteinproduktion zur Erhöhung des baulichen Schallschutzes

 

Mit diesem praxisnahen Forschungsvorhaben soll untersucht werden, ob und unter welchen Bedingungen metallurgische Schlacken als Gesteinskörnung für die Herstellung von Mauersteinen, die unter Anwendung der Kalksandsteintechnologie erzeugt wurden, geeignet sind. Ziel ist es, durch den Einsatz der Schlacken die Schalldämmung von Kalksandsteinwänden durch die schweren Materialien deutlich zu erhöhen und gleichzeitig die Produktionskosten senken.

Unter breiter Variierung der verfahrenstechnischen Herstellparameter und Einsatz der statistischen Versuchsplanung (DoE) sollen sechs verschiedene metallurgische Schlacken hinsichtlich ihrer Verwendbarkeit getestet werden (EOS, LDS, CUS und Fe Ni-Schlacken). Das Untersuchungsprogramm ist in folgende Abschnitte unterteilt:

• Beschaffung, Charakterisierung und Aufbereitung der Rohstoffe

• Optimierung der Packungsdichte der Zielrezepturen

• Statistischer Versuchsplan für die Technikumsversuche

• Herstellung und Untersuchung von Kalksandstein-Prüfkörpern im Technikum

• Bewertung der Umweltverträglichkeit

• Upscaling / Übertragung der Erkenntnisse aus dem Technikum auf zwei KMU-Kalksandsteinwerke

• Modellierung

Der Transfer der erhofften Forschungsergebnisse in die betriebliche Produktionspraxis (insbesondere für KMU) erfolgt parallel über verschiedene Pfade (Berichterstattung, Veröffentlichung, Lehre, Vorträge, Seminare).

Von den Ergebnissen sollen hauptsächlich KMU aus dem Bereich der Kalksandsteinindustrie und der Aufbereitung metallurgischer Schlacken profitieren (außerdem die metallurgische Industrie selbst). Das Forschungsvorhaben hat durchaus breite Bedeutung und kann zweifellos einen Beitrag zur Sicherung der Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit dieser Unternehmen leisten.

Ergebniszusammenfassung:

Mit dieser Forschungsarbeit wurde nachgewiesen, unter welchen Bedingungen metallurgische Schlacken als Gesteinskörnung für die Herstellung von Mauersteinen, die unter Anwendung der Kalksandsteintechnologie erzeugt wurden, geeignet sind. Das Forschungsziel bestand darin, durch den Einsatz der Schlacken die Schalldämmung von Kalksandsteinwänden durch die schweren Materialien deutlich zu erhöhen und gleichzeitig die Produktionskosten senken. Unter breiter Variierung der verfahrenstechnischen Herstellparameter und Einsatz der statistischen Versuchsplanung (DoE) wurden insgesamt sieben verschiedene metallurgische Schlacken und ein Schwermineralsand hinsichtlich ihrer Verwendbarkeit getestet (zwei Elektroofenschlacken, zwei Linz-Donawitz-Schlacken, zwei Kupferschlacken, eine FeNi-Schlacke und ein Rutilsand). Das Untersuchungsprogramm umfasste folgende Abschnitte:

1. Beschaffung, Charakterisierung und Aufbereitung der Rohstoffe

2. Optimierung der Packungsdichte der Rezepturen

3. Statistischer Versuchsplan für die Technikumsversuche

4. Herstellung und Untersuchung von Kalksandstein-Prüfkörpern im Technikum

5. Bewertung der Umweltverträglichkeit

6. Upscaling-Versuche in zwei KMU-Werken

7. Modellierung

Im Ergebnis konnte festgestellt werden, dass die Herstellung von stabilen Mauersteinen unter Einsatz von metallurgischen Schlacken mit einem Maximalkorn < 1 mm sowohl im Technikum als auch unter großtechnischen Bedingungen erfolgreich möglich ist. Auf diese Weise können auf relativ einfache Weise Mauersteine mit hohen Rohdichten bis zur Rohdichteklasse 2,4 hergestellt werden, so dass daraus ein Mauerwerk erstellt werden kann, welches entsprechend dem Massekurvenansatz zu einem deutlich höheren Schalldämmwert führt. Der Transfer der Forschungsergebnisse in die betriebliche Produktionspraxis (insbesondere für KMU) erfolgt parallel über verschiedene Pfade (Berichterstattung, Veröffentlichung, Lehre, Vorträge, Seminare).

Das Forschungsziel wurde erreicht.