Titel: | Zur Kenntniss des Cementes. |
Fundstelle: | Band 233, Jahrgang 1879, S. 473 |
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Zur Kenntniſs des Cementes.
(Fortsetzung des Berichtes S. 387 dieses
Bandes.)
Zur Kenntniſs des Cementes.
Die Einwirkung schwefelsaurer Salze auf
die Bindezeit und Festigkeit des Cementes ist von Tomei untersucht, dessen Vortrage auf der erwähnten Versammlung wir
folgende Angaben entnehmen. Aus den in der Tabelle Seite 474 und 475 ersichtlichen
Versuchsergebnissen schlieſst derselbe, daſs die Wirkung des Gypses auf wirklich
guten Cement nie vortheilhaft sein könne (vgl. 1878 230
69). Der verwendete Cement band in 20 Minuten ohne Erwärmung ab, hinterlieſs auf dem
900 Maschensieb 17 Proc. Rückstand und hatte folgende Zusammensetzung:
Kieselsäure
23,77
Thonerde
7,43
Eisenoxyd
1,84
Kalk
62,76
Magnesia
0,73
Schwefelsaurer Kalk
0,69
Kohlensaurer Kalk
1,07
Alkalien
1,16
Feuchtigkeit
0,20
Unlöslicher Rückstand
0,35
Seine absolute Festigkeit auf 1qc betrug:
k
Für reinen Cement nach 7 Tagen
32,8
„ „ „ „ 28 „
40,8
Für die Normalprobe mit 3 Th. Sand nach 7 Tagen
8,2
„ „ „ „ „ „ „ „
28 „
13,3.
Die Gewichtsangaben der in Lösung zugesetzten Verbindungen
beziehen sich auf die krystallisirten Salze. Wie die Versuchsergebnisse zeigen, ist
die Einwirkung schwefelsaurer Salze auf Bindezeit und Festigkeit demnach eine sehr
verschiedenartige; doch bewirken die meisten Salze eine bedeutende Verzögerung des
Abbindens. Auch Schwefelsäure und Ammoniak verlangsamen die Bindung. Ebenso
vermindert ein gröſserer Zusatz die Festigkeit.
Verbesserung des Cementes. L. Erdmenger bespricht in
einer längeren Arbeit in der Thonindustriezeitung, 1878
S. 306 bis 437, 1879 S. 188 die Verbesserung des Cementes durch Lagern und durch
verschiedene Zusätze. Bezüglich der Verbesserung durch Lagern (vgl. 1878 230 145) hebt er hervor, daſs mit der Verbesserung des
rasch bindenden Cementes zwar eine Absorption von Kohlensäure, und zwar bis zu 4
Proc. und eine allmälige Verringerung des specifischen Gewichtes parallel
Textabbildung Bd. 233, S. 474
Absolute Festigkeit, k für 1qc; Reiner Cement; Normalprobe mit 3 Th. Sand;
Erhärtung; 7 Tage; 28 Tage; Cement ohne Zusatz; Zusatz von Procent;
Schwefelsaurer Kalk; Schwefelsaures Kali; Schwefelsaures Natron; Schwefelsaures
Ammoniak; Schwefelsaure Magnesia; Schwefelsaure Thonerde; Schwefelsaures
Eisenoxydul; Schwefelsaures Zinkoxyd; Schwefelsaures Kupferoxyd; Alaun; Proc.;
Schwefelsäurehydrat entwickelt Kohlensäure; Kalihydrat; Natronhydrat;
Ammoniumhydrat; Abbindezeit; Bemerkungen zur Abbindezeit; 20 Minuten; 1 Proc.; 2
Proc.; 5 Proc.; Std.; Min.; Beim Anrühren steif; Beim Anrühren sehr steif; Zieht
beim Anrühren an Rührt sich schlank an Ebenso; Ammoniakgeruch; Starker
Ammoniakgeruch, beim Anrühren steif; Sehr starker Amoniakgeruch, zieht stark an;
Zieht gleich an, erhärtet sehr langsam; Erwärmt sich schwach; Ebenso; Erwärmt
sich um 7°; Zog beim Anrühren an; Rührt sich steif an; Rührt sich gut an, bindet
aber gleich ab; Zieht gleich an; Zieht gleich an, erwärmt sich um 11°; Zieht
stark an, erwärmt sich um 15°
laufe, daſs aber diese Absorption nicht die Verbesserung an
sich darstellt, sondern eher eine Schwächung der Cementbeschaffenheit. Lagert ein
groſser Haufen eines rasch bindenden Cementes, so verbessert er sich sowohl an der
Oberfläche wie im Innern. An der Oberfläche findet auſserdem durch Aufnahme von
Kohlensäure eine Schwächung statt, die aber lange Zeit hindurch erheblich geringer
ist als die Verbesserung. Der Cement wird an der Oberfläche zwar viel schneller
langsam bindend als im Inneren, wo eine derartige Absorption nicht oder doch nur
gering stattfindet; er verbessert sich aber auch hier, so daſs ein Umschaufeln nicht
erforderlich ist, wie folgende Versuche zeigen:
Ein rasch bindender Cement, der etwa 1m,5 hoch aufgeschichtet lagerte, erwärmte sich frisch um 11,5° in 4½
Minuten und besaſs nach dem Normalprüfungsverfahren eine Wochenfestigkeit von 8,0
und eine Monatsfestigkeit von 11k,1. Nach 7
Monaten Lagerzeit war der Cement an der Oberfläche schon ganz langsam bindend,
zeigte dort nur noch 3° Erwärmung in 50 Min. Etwa 8cm tief stieg der Cement noch um 6,50 in 17 Minuten. Dagegen betrugen
70cm tief Erwärmen und Abbindezeit 9 bis 100
in 6 Minuten. Jetzt ergab sich von dem die obere Schicht bildenden Cement, der nun
also langsam bindend und
durchaus ganz trocken war und nicht etwa Knötchen hatte, eine Wochenfestigkeit von
9k,6 (also 1k,6 höher als frisch) und eine Monatsfestigkeit von 12k,7 (also ebenfalls 1k,6 höher als frisch). Die Cementsandproben von dem rascher bindenden,
70cm tief ebenfalls 7 Monate gelagerten Cement
machten sich gleich bequem an, wie die von dem langsam bindenden, wurden auch genau
gleich dicht, d.h. sie nahmen genau dieselben Gewichtsmengen Trockensubstanz auf für
die Acht. Die Festigkeiten dieser gelagerten, noch rasch bindenden Modifikation
waren nach 1 Woche 11k,3, nach 1 Monat 14k,4, also noch erheblich höher als die der oberen
langsam bindenden Schicht, die indeſs ihrerseits immer noch höhere Festigkeit als
der frische Cement aufwies. Es wurden von dem gelagerten Cemente auch Achten von
reinem Cement gemacht und zwar auf undurchlässiger Unterlage (Eisenplatte). Bei
einem Zusatz von 33⅓ G.-Th. Wasser zu 100 G.-Th. Cement saugte der erst mit dem
langsam bindenden gleichflüssige rascher bindende Cement nach wenigen Minuten an und
war dann nur noch knetbar wie derber Teig. Die Proben waren fast genau gleich dicht,
und ergab der langsame Cement 24k,7 nach einer
Woche, der rasch bindende 30k,5. Wurde dem rasch
bindenden nach dem Ansaugen Wasser bis zur Erzielung eines dünnbreiigen Zustandes
noch zugegeben, so wurden die Proben viel weniger dicht, und die Wochenfestigkeit
sank auf 21 bis 18k.
Für sich selbst wirkt also die Absorption der Bestandtheile der Atmosphäre nur auf Herbeiführung
langsameren Bindens, nicht auf Erhöhung der Festigkeit, so daſs ein Cement von
gleichem Lageralter im Allgemeinen von gleicher Beschaffenheit ist, gleichgiltig, ob
er obenauf liegt und später langsam bindet, oder ob er im Inneren lagert und
daselbst noch ziemlich rasch bindend ist, ja genau genommen steht der im Innern
lagernde an Qualität höher. Immer äuſsert sich die Verbesserung darin, daſs die
Neigung des Cementes zum Treiben stets mehr zurücktritt, so daſs etwa zu reichlich
Kalk besitzende Theilchen durch eine Art Verwitterung unschädlich werden, der
Erhärtungsvorgang gleichmäſsiger wird.
Während die durch Lagern zu erreichende Verbesserung den Cement nur auf der von ihm
erreichten Stufe weiter aufbessert, kann ihn ein Zusatz von Gyps u. dgl. oft auf
eine erheblich höhere Stufe hinaufrücken, so daſs künstliche Verbesserung durch
Zusätze keineswegs gleichbedeutend ist mit natürlicher durch Lagern.
Von den ausgeführten Versuchen mögen nur folgende erwähnt werden. Kalkreicher Cement
erreicht schon nach kurzer Lagerzeit seine gröſste Festigkeit, geht dann aber durch
zu viel gleich anfangs beim Erhärten sich umsetzende Cementmasse, durch eine
verhältniſsmäſsig zu rasche Vermehrung der Ausscheidungen merklich zurück, so daſs
er nun durch Gypszusatz sogar zum Treiben gebracht werden kann, wie folgende
Versuche zeigen:
Erhärtungs-dauer
In frischem Zustande
7½ Monate gelagert
ohne Gyps
mit 20 Proc.Rohgyps
ohne Gyps
mit 2 Proc.Rohgyps
k
k
k
1 Monat
17,0
19,0
11,0
arg gedehntund ge-trieben
3 „
19,2
25,1
18,7
7 „
14,0
17,5
?
Verhält sich Gyps gegen frischen Cement indifferent, so kann er nach dem Lagern
schädlich wirken:
Erhärtungs-dauer
In frischem Zustande
8 Monate gelagert
ohne Gyps
1,5 Proc.Rohgyps
ohne Gyps
2 Proc.Rohgyps
4 Proc.Rohgyps
1 Monat
13
11,2
15,0
5,9
7,6
3 „
?
14,0
19,9
12,4
?
7 „
17,5
?
?
?
?
zuweilen aber auch entschieden verbessernd, wie folgende
Proben zeigen:
Erhärtungs-dauer
In frischem Zustande
2½ Monate gelagert ingroſsem
Haufen
ohne Gyps
1,5 Proc.Rohgyps
ohne Gyps
1,5 Proc.Rohgyps
1 Monat
8,7
8,2
11,0
16,4
3 „
14,2
13,9
17,4
22,1
Bei langsam bindendem Cement ist die Verbesserung zuweilen beständig:
Erhär-tungs-dauer
In frischem Zustande
Differenz
3½ Monate gelagert
Differenz
ohneGyps
2 Proc.Rohgyps
ohneGyps
2 Proc.Rohgyps
1 Monat
11,8
18,3
6,5
13,4
16,7
3,3
3 „
19,4
24,1
4,7
21,8
22,6
0,8
oft aber auch wieder nicht anhaltend, so daſs weitere Versuche
in dieser Richtung keineswegs überflüssig sind.
Wirkung des Seewassers auf Cement. Th. Behrmann (Rigaer Industriezeitung durch Thonindustriezeitung, 1879 S. 226) hat Portlandcement und Romancement mit
Dünawasser und mit künstlichem Libauer Seewasser behandelt. Letzteres enthielt in
1l 7g,537
Salze, bestehend aus:
Natriumchlorid
NaCl
=
76,98
Magnesiumchlorid
MgCl2
=
10,89
Kaliumchlorid
KCl
=
0,98
Natriumbromid
NaBr
=
1,24
Calciumsulfat
CaSO4
=
5,09
Magnesiumsulfat
MgSO4
=
4,79
Kieselsäure
SiO2
=
0,03
––––––
100,00.
Die Proben wurden nach den Normen ausgeführt, jedoch nicht
dicht eingeschlagen, die mit reinem Cement aber auf absaugender Unterlage. Die
beiden Cemente hatten folgende Eigenschaften:
Portland
Roman
Gewicht von 1l
lose eingeschüttet
1,275
0k,880
Siebrückstand (900 Maschen)
22,5
23,8 Proc.
Zeit des Abbindens
45
33 Minuten
Temperaturerhöhung
2,5
1,8°
Wasserzusatz: reiner Cement
30
45 Proc.
1 Th.
Cement.
1 Th.
Sand
15
25
1
„
2
„
12
20
1
„
3
„
10
15.
Jede Cementsorte diente zu vier verschiedenen Versuchsreihen, bei welchen
Anmachewasser und Erhärtungswasser in folgender Weise wechselten:
1. Versuchsreihe:
Mit Dünawasser angemacht und in Dünawasser erhärtet: I.
2. Versuchsreihe:
Mit Dünawasser angemacht und in Seewasser erhärtet: II.
3. Versuchsreihe:
Mit Seewasser angemacht und in Seewasser erhärtet: III.
4. Versuchsreihe:
Mit Dünawasser angemacht und in doppelt concentrirtemSeewasser
erhärtet: IV.
Es wurden nun folgende durchschnittliche Zerreiſsfestigkeiten erzielt:
NachTagen
I
II
III
IV
Portlandcement, rein
7
28,2
32,3
29,1
32,0
28
38,0
41,3
40,2
41,8
90
47,7
52,0
47,3
58,1
1 Th. Cement, 1 Th. Sand
7
16,2
16,4
16,7
17,3
28
19,7
21,3
21,7
19,3
90
22,4
26,3
24,0
21,3
1 Th. Cement, 2 Th. Sand
7
10,0
9,7
10,9
10,8
28
14,5
14,4
13,4
15,4
90
16,1
16,3
16,8
15,5
1 Th. Cement, 3 Th. Sand
7
6,3
6,7
7,1
7,3
28
9,5
10,5
11,0
11,4
90
13,2
13,5
13,8
10,7
Romancement, rein
28
5,4
9,9
10,4
12,1
132
15,0
19,4
19,5
18,2
1 Th. Cement, 1 Th. Sand
28
3,8
5,6
5,5
6,5
132
8,9
11,3
11,4
12,0
1 Th. Cement, 2 Th. Sand
28
2,2
3,0
4,1
5,2
132
6,5
10,0
10,7
10,0
1 Th. Cement, 3 Th. Sand
28
2,2
2,8
2,9
3,9
132
5,1
7,5
9,1
9,0
Hiernach übt Seewasser namentlich auf Romancement einen sehr günstigen Einfluſs
aus.
Schlieſslich möge noch die Zusammenstellung der
Fabrikationsverhältnisse von Portlandcement, welche von Bernully der Generalversammlung vorgelegt wurde, angeführt werden:
1)
Stettiner Fabriken. Rohmaterial Kreide. Gesammtproduction etwa490000
Tonnen.
2)
Fabriken der Niederelbe. Kreide, Mergel und jüngerer Kalkstein,
etwa530000 Tonnen.
3)
Märkische Cementfabriken. Jüngerer Muschelkalk, etwa 200000 Tonnen.
4)
Schlesische Cementfabriken. Fester Kalkstein, etwa 280000 Tonnen.
5)
Sächsische Cementfabriken. Dolomitischer Kalkstein, etwa 25000 T.
6)
Westfälische Cementfabriken. Kalkstein, etwa 190 000 Tonnen.
7)
Pfälzer und Rheinische Fabriken. Kalkstein und Mergel, etwa 710000
T.
8)
Süddeutsche Fabriken. Kalkstein, etwa 200000 Tonnen.
Hiernach beläuft sich die Production von Portlandcement:
1)
Aus
Kreide
etwa
1020000
Tonnen,
2)
„
Muschelkalk
„
200000
„
3)
„
festem Kalkstein
„
1405000
„
–––––––––––––––––––––––
Zusammen
etwa
2625000
Tonnen zu 170k Netto.