NanoKiesel

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NanoKiesel – Nanoscale silica slurry – Technology developments on nanoscale silica slurry use in mineral building materials with the aim of improving material properties

 

Siliceous filter residues (FR) occur as wet filter cakes during treatment of sewage from the chemical industry. These residues are currently disposed of for a fee in landfills or are used for open pit backfilling. Due to their high content of amorphous silica and large specific surfaces, the filter residues have properties resembling those of micro-silica, a by-product of silica production which today is indispensable in the manufacturing of building materials.

This research project focused on investigating the use of two types of filter residues from different production processes in the building materials industry with the objective of improving certain properties. The filter residues were characterised extensively and their high amorphous silica contents were confirmed. The detected sulphate and chloride contents may limit the use of the residues.

Based on the results of characterisation, some feasible uses were preselected and verified experimentally:

  • Pore-forming agents for brick production→ bulk density reduction through one of the investigated types of filter residues
  • Concrete additive → increase in strength for both types of filter residues
  • Constituent of composite concrete → increase in strength for both types of filter residues
  • Special-render additive→ no effects confirmed
  • Stabiliser for bentonite suspension→ impairment of properties

The technological conditions for using filter residues in the production of brick or concrete goods have been discussed. Comparative considerations on energy consumption and energy consumption costs identify the use of filter residues in bricks as being the least costly option.


Grant Number: BMBF - FKZ 03X0081
Duration: 01.05.2010 - 30.04.2012

Project Lead

IAB Weimar Logo
Dr.-Ing. Barbara Leydolph, Weimar Institute of Applied Construction Research (IAB)

Project Partners

Weimar Institute of Applied Construction Research (IAB)
SUC Saechsische Umweltschutz Consulting GmbH
Chemiewerk Bad Koestritz GmbH
MWT Gesellschaft für industrielle Mikrowellentechnik mbH
ArmoTec Pressenbau GmbH
August Luecking GmbH & Co. KG
H+H Deutschland GmbH
Fenger Beton und Kies GmbH & Co. KG
Bauhaus-University of Weimar
Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM)
Brueckner Grundbau GmbH

Publications

All available final scientific reports of the NanoKiesel consortium can be accessed via the TIB Hannover website https://www.tib.eu/en/
  • Institut für Angewandte Bauforschung (IAB) (2012). Nanoskaliger Kieselsäureschlamm - Technologieentwicklungen zur Verwertung in mineralischen Baustoffen mit dem Ziel der Verbesserung der Werkstoffeigenschaften, Werkstoffmodifikationen (Teilprojekt 7), Kurztitel: "Nanokiesel" : Schlussbericht zum Verwendungsnachweis zum FuE-Vorhaben ; Berichtszeitraum: 01.05.2010 bis 30.04.2012; Leydolph, Barbara; Institut für Angewandte Bauforschung (IAB); FKZ 03X0081A; TIB Hannover; DOI:10.2314/GBV:742737934.
  • Chemiewerk Bad Köstritz (2012). Nanoskaliger Kieselsäureschlamm - Technologieentwicklungen zur Verwertung in mineralischen Baustoffen mit dem Ziel der Verbesserung der Werkstoffeigenschaften, Teilprojekt 3: Sekundärrohstoffgewinnung : Sachbericht (Schlussbericht) zum Verwendungsnachweis zu FuE-Vorhaben ; Projektlaufzeit: 01.05.2010 bis 30.04.2012; Ballaschk, Ronald; Chemiewerk Bad Köstritz; FKZ 03X0081C; TIB Hannover; DOI:10.2314/GBV:746527705.
  • MWT Gesellschaft für Industrielle Mikrowellentechnik mbH (2012). Nanoskaliger Kieselsäureschlamm - Technologieentwicklungen zur Verwertung in mineralischen Baustoffen mit dem Ziel der Verbesserung der Werkstoffeigenschaften, Teilprojekt 5: Entwicklung eines Trocknungsverfahrens für Kieselsäurereststoffe : Kurztitel des Vorhabens: NanoKiesel ; Sachbericht (Schlussbericht) zum Verwendungsnachweis zu FuE-Vorhaben ; Berichtszeitraum: 01.05.2010 bis 30.04.2012; Schulze, Reinhard; Dosch, Werner; MWT Gesellschaft für Industrielle Mikrowellentechnik mbH; FKZ 03X0081D; TIB Hannover; DOI:10.2314/GBV:746528442.
  • ArmoTec GmbH (2012). Nanoskaliger Kieselsäureschlamm - Technologieentwicklungen zur Verwertung in mineralischen Baustoffen mit dem Ziel der Verbesserung der Werkstoffeigenschaften : Kurztitel des Vorhabens: NanoKiesel ; Schlussbericht zum FuE-Vorhaben ; Berichtszeitraum: 01.05.2010 bis 31.08.2011 ; Laufzeit des Vorhabens: 01.5.2010 bis 30.4.2012; Arens, Manfred; ArmoTec GmbH; FKZ 03X0081E; TIB Hannover; DOI:10.2314/GBV:745193102.
  • August Lücking GmbH & Co KG (2012). Nanoskaliger Kieselsäureschlamm - Technologieentwicklungen zur Verwertung in mineralischen Baustoffen mit dem Ziel der Verbesserung der Werkstoffeigenschaften : Kurztitel des Vorhabens: NanoKiesel ; Sachbericht (Schlussbericht) zum Verwendungsnachweis zu FuE-Vorhaben ; Projektlaufzeit: 01.05.2010 bis 30.04.2012 ; Berichtszeitraum: 01.05.2011 bis 30.04.2012; Thater, Joachim; Schulze, Franz-Josef; August Lücking GmbH & Co KG; FKZ 03X0081F; TIB Hannover; DOI:10.2314/GBV:746529287.
  • H+H Deutschland GmbH (2012). Nanoskaliger Kieselsäureschlamm - Technologieentwicklungen zur Verwertung in mineralischen Baustoffen mit dem Ziel der Verbesserung der Werkstoffeigenschaften, Teilprojekt 9: Kieselsäurereststoffe als Rohstoffkomponente in Porenbetonen, technische Umsetzung : Sachbericht (Schlussbericht) zum Verwendungsnachweis zu FuE-Vorhaben ; Berichtszeitraum: 01.05.2011 bis 30.04.2012; Bodner, Hans; Liebezeit, Steffen; H+H Deutschland GmbH; FKZ 03X0081G; TIB Hannover; DOI:10.2314/GBV:742738086.
  • Fenger-Beton und Kies GmbH & Co KG (2012). Nanoskaliger Kieselsäureschlamm - Technologieentwicklungen zur Verwertung in mineralischen Baustoffen mit dem Ziel der Verbesserung der Werkstoffeigenschaften, Teilprojekt 11: Kieselsäurereststoffe als Zusatzstoff für Mörtel und Beton - technische Umsetzung : Sachbericht (Schlussbericht) zum Verwendungsnachweis zu FuE-Vorhaben ; Berichtszeitraum: 01.05.2011 bis 30.04.2012; Epperlein, Wolfgang; Fenger-Beton und Kies GmbH & Co KG; FKZ 03X0081H; TIB Hannover; DOI:10.2314/GBV:742738140.
  • Bauhaus-Univ., Fak. Bauingenieurwesen, F.A. Finger-Inst. für Baustoffkunde, Arbeitsgruppe Recycling (2012). Nanoskaliger Kieselsäureschlamm - Technologieentwicklungen zur Verwertung in mineralischen Baustoffen mit dem Ziel der Verbesserung der Werkstoffeigenschaften, Teilprojekt 4: Feinaufbereitung : Sachbericht (Schlussbericht) zum Verwendungsnachweis zu FuE-Vorhaben ; NanoKiesel ; Berichtszeitraum: 01.05.2010 bis 30.04.2012; Seidemann, Marko; Ludwig, Horst-Michael; Bauhaus-Univ., Fak. Bauingenieurwesen, F.A. Finger-Inst. für Baustoffkunde, Arbeitsgruppe Recycling; FKZ 03X0081I; TIB Hannover; DOI:10.2314/GBV:742738167.
  • Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (2012). Nanoskaliger Kieselsäureschlamm - Technologieentwicklungen zur Verwertung in mineralischen Baustoffen mit dem Ziel der Verbesserung der Werkstoffeigenschaften, Teilprojekt: Stoffcharakterisierung, hydraulische Bindemittel und Nachhaltigkeits- und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen : Schlussbericht zum Verbundvorhaben "NanoKiesel" ; Berichtszeitraum: 01.05.2010 bis 30.04.2012; Herbst, Tristan; Rübner, Katrin; Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung; FKZ 03X0081J; TIB Hannover; DOI:10.2314/GBV:743779061.
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