Branntkalk kann zur Schlammverfestigung verwendet werden

Die Verfestigung von Schlick durch Branntkalk beruht auf einer Kombination physikalischer und chemischer Effekte, die die schlechten mechanischen Eigenschaften von Schlick grundlegend verbessern. Der Hauptbestandteil von Branntkalk ist Calciumoxid, das bei Kontakt mit Wasser eine heftige Hydratationsreaktion eingeht, dabei Calciumhydroxid erzeugt und große Mengen Wärme freisetzt. Einerseits beschleunigt die durch die Reaktion erzeugte hohe Temperatur die Verdunstung von freiem Wasser im Schlick, verringert schnell den Wassergehalt und beseitigt die Fließfähigkeit des Schlicks in kurzer Zeit, um eine schnelle Trocknung und Verfestigung zu ermöglichen. Andererseits ist das erzeugte Calciumhydroxid stark alkalisch, was die stabile Struktur kolloidaler Schlickpartikel zerstören, verstreute feine Schlickpartikel agglomerieren, den Hohlraumanteil von Schlick erheblich verringern und die Bodenkompaktheit verbessern kann.

Darüber hinaus treten im verfestigten Schluffsystem langfristige Sekundärreaktionen auf. Calciumhydroxid reagiert kontinuierlich mit Kohlendioxid in der Luft und aktiven Silikaten im Schlick und bildet stabile zementartige Substanzen wie Calciumcarbonat und hydratisiertes Calciumsilikat. Diese zementären Materialien füllen Bodenporen und verbinden Bodenpartikel, wodurch nach und nach eine stabile Bodenskelettstruktur entsteht. Dadurch wird der ursprünglich weiche Schlick in Boden mit einer gewissen Festigkeit und Stabilität umgewandelt, wodurch die Mängel der leichten Verformung und Durchlässigkeit gründlich verbessert werden und die grundlegenden Anforderungen der technischen Hinterfüllung und Standortverfestigung erfüllt werden.

Gegenüber Zement und speziellen Härtern weist Branntkalk deutliche Vorteile bei der Schlickverfestigung auf. Erstens bietet es ein extrem hohes Preis-Leistungs-Verhältnis. Da die Rohstoffe zugänglich sind und die Preise niedrig sind, sind einfache Bauverfahren und keine komplexe Ausrüstung erforderlich, wodurch die Kosten für die Schlammentsorgung erheblich gesenkt werden. Zweitens zeichnet es sich durch eine hohe Erstarrungseffizienz aus. Die durch die Hydratation freigesetzte Wärme ermöglicht eine schnelle Wasserentfernung und schnelle Schlammverfestigung und eignet sich daher für dringende Projekte und temporäre Baustellenbauarbeiten mit engen Zeitplänen. Drittens wird eine ökologische Verbesserung erreicht. Die stark alkalische Umgebung kann schädliche Bakterien abtöten und übelriechende organische Substanzen im Schlick zersetzen, wodurch die durch Schlickansammlungen verursachten Geruchs- und Mückenzuchtprobleme wirksam gelöst werden, was ideal für Flussbaggerungen und kommunale Schlammbehandlungsprojekte ist.

In der technischen Praxis werden Verbundverfestigungsschemata häufig eingesetzt, um die Mängel einzelner Materialien zu kompensieren. Der gängige Ansatz besteht darin, Branntkalk mit Flugasche, Mineralpulver und einer kleinen Menge Zement zu vermischen. Durch die komplementären Vorteile dieser Materialien bleiben die schnellen Entwässerungs- und Desodorierungsfunktionen von Branntkalk erhalten, während gleichzeitig die Festigkeit und Haltbarkeit des verfestigten Bodens erhöht und die Rissbildung in zementhaltigen Materialien verringert wird. Bei herkömmlichen Projekten wird die Dosierung von Branntkalk auf 6 % bis 15 % des Trockengewichts des Schlicks geregelt und kann je nach Wassergehalt und Gehalt an organischer Substanz des Schlicks flexibel angepasst werden, um sich an unterschiedliche Arbeitsbedingungen anzupassen.