Die Aufbereitung von natürlichen Tongemischen stellt einen Schlüsselparameter für den Einsatz calcinierter Tone als Zementersatz- bzw. Betonzusatzstoff (SCM) dar. Rohtone müssen gezielt aktiviert und gemahlen werden, damit sie als calcinierte Tone im Mörtel und Beton über ihre puzzolanischen Eigenschaften einen eigenen Reaktionsbeitrag liefern können. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt des Instituts für Werkstoffe des Bauwesens der Universität der Bundeswehr München mit den Industriepartnern Gebr. Pfeiffer SE, Kaiserslautern, und TBS Transportbeton, Mannheim, wurde der Prozess des Mahlens von calcinierten (thermisch aktivierten) Tonen systematisch untersucht und der Einfluss der Mahlparameter auf die Leistungsfähigkeit der gemahlenen calcinierten Tone ermittelt. Da die klassische thermische Aktivierung (Calcinierung) sehr energieintensiv und mit einem zeitaufwändigen vor- und/oder nachgeschalteten Mahlprozess verbunden ist, wurde zudem erstmalig die Kombination eines einstufigen thermomechanischen Verfahrens erprobt. Die thermomechanisch aktivierten Tone wurden auf ihre Eigenschaften und die Anwendungsmöglichkeiten im Transportbeton untersucht. Der Beitrag stellt die Untersuchungsergebnisse vor und zeigt die Praxistauglichkeit moderner Betonzusammensetzungen unter Einsatz calcinierter Tone.
Preparation of calcined clays – targeted increase in performance in concrete through energy-efficient grinding and thermomechanical activation
The preparation of natural clay mixtures is a key parameter for the use of calcined clays as a secondary cementitious material (SCM) in cement or concrete. Raw clays must be specifically activated and ground so that they can provide their own reaction contribution as calcined clays in mortar and concrete via their pozzolanic properties. In a joint research project between the Institute for Construction Materials at the University of the Federal Armed Forces in Munich and the industrial partners Gebr. Pfeiffer SE, Kaiserslautern, and TBS Transportbeton, Mannheim, the process of grinding calcined (thermally activated) clays was systematically investigated and the influence of the grinding parameters on the performance of the ground calcined clays was determined. As conventional thermal activation (calcination) is very energy-intensive and involves a timeconsuming upstream and/or downstream grinding process, the combination of a single-stage thermomechanical process was also tested for the first time. The thermomechanically activated clays were examined for their properties and possible applications in ready-mixed concrete. The contribution presents the test results and shows the practical suitability of modern concrete compositions using calcined clays.