Titel: | Ueber die Herstellung und Untersuchung von Cement. |
Fundstelle: | Band 258, Jahrgang 1885, S. 510 |
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Ueber die Herstellung und Untersuchung von
Cement.
Mit Abbildungen.
Ueber die Herstellung und Untersuchung von Cement.
Nach C. Dietzsch (Thonindustriezeitung, 1885 S. 353)
sind zur Ausfütterung seines Cementbrennofens besonders
basische Steine geeignet (vgl. 1884 254 * 339). Zu diesem Zwecke wird reiner, scharf
gebrannter Cementklinker mit 28 Proc. Dolomit und 2 Proc. Thon fein gemahlen. Ferner
werden Cementklinker bis auf eine Korngröſse von 1 bis 4mm geschrotet, der vom feineren Mehle getrennte Grieſs wird mit 5 bis 6
Proc. Wasser befeuchtet und wieder getrocknet, mit gleichen Theilen der obigen
Mischung versetzt, nun mit 10 bis 15 Procent einer Chlormagnesiumlösung von 10 bis
12° B. gut befeuchtet und dann möglichst fest in Formen eingeschlagen. Man läſst die
Steine 3 bis 4 Tage an der Luft erhärten und mauert sie mit einem Mörtel aus
gleichen Theilen Portlandcement und Sand. Wo Dolomit nicht billig zu haben ist, kann
er durch Kalk und Magnesia oder Magnesit ersetzt werden. In diesem Falle wird dem
Cemente die bis zur Treibgrenze zulässige Menge Kreide oder Kalksteinmehl und dann 5
bis 7,5 Proc. Magnesia oder 10 bis 15 Proc. Magnesit zugesetzt.
Die Cementfuttersteine haben namentlich der mechanischen Abnutzung durch den an den
Ofenwänden niedersinkenden Cement zu widerstehen; ihre Haltbarkeit ist um so
gröſser, je fester sie gestampft, und je dünner die Mörtelfugen sind. Es empfiehlt
sich daher, gröſsere Formsteine, welche genau dem Ofen angepaſst sind, durch ein
etwa 50k schweres Fallgewicht einzustampfen.
Die Erhärtung der Cementfuttersteine vor der Einmauerung hat nur den Zweck, daſs
dieselben bei der Vermauerung unbeschädigt dicht zusammengefügt werden können;
während der Anfeuerung des Ofens Werden sie wieder weich, wie schwach gebrannte
calcinirte Cementmasse, bis sie in voller Cementschmelzhitze zu einer harten Masse
zusammenketten. Das Cementfutter muſs also, um jede Ausbröcklung zu vermeiden, schon
bei der ersten Beschickung scharf gebrannt und der Betrieb des Ofens mit voller
Schmelzhitze begonnen werden. Jedes Rissigwerden der Steine bei dieser raschen
Erhitzung wird vermieden durch Anfeuchtung der Masse mit Chlormagnesiumlösung.
Da das während des Betriebes abbrennende Ofenfuttermaterial und die bei
Ausbesserungen entstehenden Bruchstücke als Cement wieder gewonnen werden, sind für
die Unterhaltung der Schmelzräume nur die Arbeitslöhne und die im Feuer flüchtigen Beimischungen zu
berechnen.
Diese Kosten belaufen sich für einen Schmelzraum auf folgende Beträge:
Anfertigung der Cementsteine mit Zubereitung und
Mischung
21 M.
Trocknen des Grieses
3
Geschmolzenes Chlormagnesium 150k
9
Aushauen und Reinigen des Schmelzraumes
5
Maurerarbeit 2 Mann und Handlanger je 2 Schichten
22
Mahlen von Cement und Dolomit
10
–––––
Zusammen
70 M.
Die mit einem Ofenfutter zu erzielende Menge kann mindestens auf 3000 Faſs berechnet
werden; die Unterhaltungskosten des Schmelzraumes betragen daher 2,5 Pfg. für das
Faſs.
Für Oefen mit unterbrochenem Betriebe sind diese basischen Steine nicht geeignet.
Nach F. Hoffmann (Töpfer- und Zieglerzeitung, 1885 S. 3)
stellten sich die Brennkosten in einer groſsen
Cementfabrik, welche trockene Aufbereitung und neben einem Hoffmann'schen Ringofen auch Schachtöfen hat, folgendermaſsen:
100k Kokeskohlen
kosten frei Fabrik 1,24 M.; demnach kosten 100k Kokes:
150k Kokeskohlen
1,86 M.
Brennerlohn
0,15
Ausbesserung an Kokesöfen, deren Schuppen, sowie an
Ge- räthen
0,12
–––––––
2,13 M.
–––––––––
Hiervon werden für 1 Faſs Cement im Ringofen 28k,5 ge- braucht oder für
0,607 M.
Auſserdem 6k Nuſskohle, von
welchen bei gleich ungünstigen Frachtverhältnissen 100k 1,40 M. kosten werden, also
0,084
–––––––
Brennmaterial für 1 Faſs Cement im Ganzen für
0,691 M.
Die Löhne für Beifahren, Einsetzen und Brennen der
Cement- steine werden kosten
0,345
Die Ausbesserungen des Ringofens und der dabei
erforder- lichen Geräthe
0,120
–––––––
Zusammen
1,156 M.
Die Aufwendungen solcher Art für Lohn u. dgl. würden beim
Schachtofenbetriebe kosten 50,4 Pf. für 1 Faſs Cement.
Für eine Jahreserzeugung von 200000 Faſs betragen die Baukosten eines Ringofens einschlieſslich Kokesöfen und
Darre 272200 M., während eine gleich groſse Anlage nach Dietzsch 405000 M. kosten soll.
Nach F. Jauschke (Centralanzeiger für Ziegel- und
Kalkindustrie, 1885 Nr. 12) ist der Ringofen zum
Brennen von Cement nicht geeignet, wenn man Schwefel haltige Steinkohlen verwenden will. Dadurch soll sich den
Rauchgasen Schwefligsäure beimengen, welche in der in Vorglut befindlichen
Cementmasse Calciumsulfat, sowie Eisen- und Mangansulfid bilden und dadurch die
Zusammensetzung der Cementrohmasse ändern kann, der, wie ja allgemein bekannt, im
Verlaufe der Vorbereitung die peinlichste Sorgfalt zugewendet werden muſs, wenn
guter Cement entstehen soll. Was demnach im Verlaufe der Vorbereitung durch
Einhalten der erprobten Zusammensetzung für die Cementrohmasse erreicht wird, soll
beim Ringofenbrande durch die Bildung der vorhin genannten Stoffe wesentliche
Aenderung erfahren können. Während nach Jauschke eine
hochkalkige Portlandrohmasse im Schachtofen mit Kokes gebrannt, vorzüglichen Cement
gibt, soll aus derselben Masse im Ringofen staubige, zerfallene Waare entstehen.
W. Olschewsky (Töpfer- und Zieglerzeitung, 1885 S. 404)
berichtet ebenfalls über einen Ringofen, in welchem
eine ziemlich hochkalkige Rohmasse gebrannt wurde und der bis dahin überaus
schlechte Brennerfolge ergeben hatte, indem eine wie die andere Kammer fast
ausnahmslos aus Mull bestand, in welchem sich vereinzelte Stücke von Cementschlacke
vorfanden. Bildete, was auch vielfach der Fall war, der Cement im Ofen noch feste
Massen, welche an der Sohle öfter noch rothglühend waren, so zerfiel die Masse, wenn
sie an die Luft kam., doch sofort zu Staub. In den Schachtöfen derselben Fabrik
wurde dagegen dieselbe Masse zu vorzüglichem Portlandcement gebrannt.
Da der Ringofen mit guten Kokes ebenso schlechten Cement gab als mit Steinkohle, so
wurde an der Hand von Gasanalysen im Ringofen dasselbe
Verhältniſs zwischen Brennstoff und Verbrennungsluft herbeigeführt, wie es beim
Schachtofenbetriebe war, und die Abkühlung des gebrannten Cementes im Ringofen
möglichst beschleunigt. Der Ringofen lieferte dann einen ebenso schönen Klinkerbrand
als der Schachtofen..
Die Brennkosten bei einem Kokespreise von 1,60 M. für
100k für 100 Faſs Cement stellten sich im Ring- bezieh. im Schachtofen folgendermaſsen:
Ringofen
Schachtofen
Kosten des Brennstoffes
35
80
M.
Brennerlohn
12
–
Herrichtung der Masse, Beschicken, Entleeren
25
26
–––––––
––––––––
72
106
M.
Den bereits (1885 256 549) erwähnten Verhandlungen des Vereins deutscher Cementfabrikanten sind noch folgende
Mittheilungen entnommen.
Name und
Prüfungs-Maschine
100 Cement, 300 Normal-sand, 40 Wasser
(10 Proc.)860g Mörtelmasse
100 Cement, 300 Normal-sand, 36 Wasser
(9 Proc.)860g Mörtelmasse
1k Hammer300 Schläge
2k Hammer150 Schläge
1k Hammer300 Schläge
2k Hammer150 Schläge
Delbrück500 fache Schickert'scheHebelpresse
139
133
149
147
BöhmeHydraulische Presse
136
133
148
144
ToepfferHydraulische Presse
139
130
139
128
R. Dyckerhoff500 fache Schickert'scheHebelpresse
134
140
142
149
Gebr. Heyn400 fache Schickert'scheHebelpresse
132
122
134
123
Zur Beurtheilung des Böhmischen Rammapparates (1885 256 * 491) wurde eine Cementprobe in derselben Weise von
Delbrück, Böhme, Toepffer, R. Dyckerhoff und Gebrüder Heyn untersucht. Der Mörtel wurde beim
Anmachen 5 Minuten durchgearbeitet, dann in die zerlegbare Kastenform gebracht, um
einen Würfel von 50qc Seitenfläche zu erhalten.
Die Probekörper blieben 24 Stunden in der Form an der Luft, dann 6 Tage unter
Wasser, um schlieſslich zerdrückt zu werden. Im Mittel wurden die Ziffern in
vorstehender Tabelle erhalten. Diese Versuche bestätigen, daſs der Grad der
Verdichtung der Probekörper zuverlässiger ausfallen muſs, wenn eine gröſsere Anzahl leichterer
Schläge in Anwendung kommt, als bei geringer Schlagzahl von gröſserem Gewichte, eine
Erscheinung, welche zweifellos im engsten Zusammenhange steht mit dem Wesen der zu
verdichtenden Kornmassen, die ihrer Natur nach eine gewisse Zeit zur gleichmäſsigen
Lagerung und Schichtung unter dem Einflüsse der zur Verdichtung abgegebenen Schläge
beanspruchen werden.
B. Dyckerhoff hat den Wasserzusatz festgestellt, den 750g
trockener Mörtel erfordern, um bei 15 Schlägen mit einem Rammklotze von 10k bei 50cm
Fallhöhe eben Wasser aus der Form austreten zu lassen. Zu den Versuchen dienten 10
Cementsorten von verschiedenem Alter mit möglichst verschiedener Mahlung.
Cementsorte
BindezeitMin.
Proc. Rückstand auf
Wasser-ZusatzProc.
Der Cementhatte ge-lagert
5000
900
Maschen auf 1qc
I
540
20,5
3,0
9,75
6 Monat
I a desgl. gefeint
540
0
0
9,5
II
30
26,5
4,0
10,0
III
480
25,0
2,0
10,0
IV
420
18,5
5,2
10,0
7 Monat
V
720
15,5
1,0
10,0
9 Monat
VI
600
30,5
4,0
9,75
9 Monat
VII
180
20,0
3,3
9,75
9 Monat
VIII
300
40,5
16,5
10,0
IX
360
38,5
7,0
10,0
X
420
35,0
6,3
10,0
Man ersieht daraus, daſs der Wasserzusatz bei den Cementen des Handels (von 15 bis 40
Proc. Rückstand auf dem Siebe von 5000 Maschen) nur zwischen 9,75 und 10 Proc.
schwankt und nur der künstlich gefeinte Cement Ia, welcher vollständig durch das
5000-Maschensieb ging, 9,5 Proc. Wasser brauchte. Dyckerhoff ist deshalb der Meinung, daſs man den in den Normen
festgesetzten Wasserzusatz für Portlandcement beibehalten soll, da es unzweifelhaft
zu weit gröſseren Fehlern führen würde, wenn der Wasserzusatz in das Belieben des
Experimentirenden gestellt wird, als wenn der eine oder andere Cement wirklich
einmal 0,25 Proc. Wasser zu wenig oder zu viel erhalten sollte.
Um den Einfluſs der verschiedenen Art des Rammens der
Druckprobekörper auf die
Festigkeit zu prüfen, wurden 4 verschiedene Cemente in folgender Weise
untersucht:
1) Handarbeit, 24 kräftige Schläge mit einem Hammer von 500g auf einen die ganze Form ausfüllenden Stempel
und darauf folgendes Bearbeiten des Probekörpers bis zum Elastischwerden.
2) 150 Schläge mit Böhme's
Hammerapparat. Hammer 2k, Fallhöhe 20cm.
3) 15 Schläge mit Tetmajer's
Rammapparat. Rammklotz 10k, Fallhöhe 50cm, mithin verrichtete Arbeit 75mk.
4) 75 Schläge mit Tetmajer's
Rammapparat. Rammklotz 10k, Fallhöhe 10cm, mithin verrichtete Arbeit ebenfalls 75mk.
Der Mörtel aus 1 Th. Cement und 3 Th. Sand wurde mit 10 Proc. Wasser 5 Minuten lang
durchgearbeitet, dann zu Würfeln von 50qc Fläche
geformt:
Cementsorte
Druckfestigkeit nach 28 Tagen, k/qc
Spec. Gew. der Proben
Hand-arbeit
Schlag-apparat150 Schläge
Rammappa-rat 75 mk75 Schläge
Rammappa-rat 75 mk75 Schläge
Hand-arbeit
Schlag-apparat150 Schläge
Rammappa-rat 75 mk75 Schläge
Rammappa-rat 75 mk75 Schläge
A
224,0
260,0
262,0
316,0
2,243
2,249
2,293
2,286
B
184,8
206,4
196,5
235,1
2,235
2,231
2,286
2,286
C
144,0
152,0
154,3
189,4
2,246
2,258
2,303
2,308
D
140,0
151,2
153,5
196,7
2,247
2,252
2,315
2,319
Wenn demnach mit demselben Cemente an verschiedenen Versuchsstellen gleiche
Festigkeiten erzielt werden sollen, so kommt es nicht allein darauf an, daſs
Probekörper von gleichem specifischem Gewicht
hergestellt werden, wie bisher angenommen, oder daſs bei Erzeugung der Probekörper
die gleiche Arbeit aufgewendet wird, sondern es
muſs derselbe Arbeitsaufwand auch in derselben Weise geleistet werden.
Wenn man also dazu übergeht, in Zukunft die Probekörper durch maschinelle Arbeit
anzufertigen, so wird es nicht allein auf das Maſs der
aufzuwendenden Arbeit ankommen, sondern auch darauf, in welcher Weise die Arbeit ausgeführt werden soll und nur, wenn
man sich ohne alle Abweichungen genau an eine vorgeschriebene Methode hält, wird man
zu übereinstimmenden Ergebnissen gelangen.
Nach E. Dyckerhoff hat die Art
der Einfüllung des Cementmörtels in die Formen einen wesentlichen Einfluſs
auf die Festigkeit der Proben. Ein nur schwach angefeuchteter Mörtel wird durch das
fortgesetzte Schlagen dichter und dichter und zwar werden in dem Falle mit schwach
gebrannten Cementen, welche mehr staubfeine Theile haben, dichtere Körper erzielt
als mit den stärker gebrannten Cementen und Dichtigkeit ist Festigkeit. Bereitet man
den Mörtel mit mehr Wasserzusatz, so wird, sobald der Mörtel eine gewisse Festigkeit
erreicht hat, die Dichtigkeit selbst bei lange fortgesetztem Schlagen wenig mehr
zunehmen und dann tritt der Augenblick ein, wo die mechanische Einwirkung nicht mehr
von so hohem Einflüsse auf die Festigkeit der Körper ist, und die wirkliche Güte,
d.h. die Bindefähigkeit des Cementes kommt mehr zur Geltung. In der groſsen Praxis
wird kein Cement so trocken verarbeitet, wie es bei Anfertigung der Probekörper geschieht; es würde
daher die Verwendung eines Mörtels mit möglichst hohem Wasserzusatz, wodurch die
wirkliche Bindekraft des Cementes mehr zum Ausdruck kommt, zu empfehlen sein.
Nagel und Kaemp in Hamburg haben einen dem Tetmajer'schen ähnlichen, aber verbesserten Rammapparat für Cementproben construirt.
Ueber zwei durch Handkurbel oder durch Maschinenkraft betriebene Kettenräder a und b ist eine
zerlegbare Gliederkette gelegt, in welche an geeigneten Stellen Haken f eingehängt werden. Diese Haken f sind dazu bestimmt, unter den oberen Rand des
Rammgewichtes k zu fassen und dieses mit in die Höhe zu
nehmen, so lange bis der Haken f an den oberen Abweiser
g anstreift. Da der Abweiser g den Haken f und mit
demselben die Gliederkette zurück drückt, so wird das Rammgewicht k frei und fällt, an der runden Stange c geführt, auf den die Form e eindeckenden Amboſs d herab. Durch
Verstellen des Abweisers g hat man es ganz in seiner
Hand, die Fallhöhe des Rammgewichtes genau nach Wunsch, also beispielsweise 10, 15,
20cm u.s.f. zu stellen. Dabei ist es aber für
diesen Rammapparat charakteristisch, daſs bei einmal eingestelltem Abweiser g die Fallhöhe während der ganzen Rammdauer stets genau dieselbe bleibt, da der Abweiser
g mit dem Ambosse d
fest durch die Führungsstange c verbunden ist.
Textabbildung Bd. 258, S. 514Durch Auswechseln des Rammgewichtes einerseits, durch Wechseln der Fallhöhe
andererseits kann man ermitteln, welchen Einfluſs jeder dieser beiden Hauptfactoren
auf die Eigenschaften der Probekörper hat.
Ob es vortheilhaft ist, in die Gliederkette 1, 2 oder mehrere Haken f
einzusetzen, welche das
Rammgewicht aufheben, hängt von der jedesmaligen Fallhöhe und der Geschwindigkeit
ab, mit der an dem Apparate gedreht wird. Das Einsetzen der Haken f bezieh. das Ausschalten kann ohne weiteres an jedem
Gliede der Kette geschehen.
Ferner ist der Rammapparat noch mit einem Zähl- und Läutewerke versehen, um die Zahl
der Schläge nach Bedarf bezieh. nach Erfahrung einzustellen und selbstthätig
anzumelden. Jedesmal, wenn ein Haken f an die tiefste
Stelle unterhalb des Kettenrades b kommt, stöſst es
gegen das Flügelrad m und bewirkt dessen Drehung um
eine Zahntheilung. Das Flügelrad m sitzt auf einer
Drehachse n, deren rechts vorstehender Theil o mit Schraubengewinde versehen ist. In dieses
Schraubengewinde ist ein Keilstück p als
Schraubenmutter eingelegt, so daſs bei jeder ganzen Umdrehung der Flügelradachse n das Keilstück um die Höhe eines Schraubenganges nach
rechts geschoben wird. Die erste Figur zeigt das von der elastischen Schnur q getragene Keilstück p,
in seiner äuſsersten Stellung rechts, bei welcher soeben durch Loslassen des
zweiarmigen Hebels die Glocke s zum Läuten gebracht
ist. Drückt man den Hebel r hinunter und bringt das
Keilstück p, indem man es aus den Gewindegängen
auslöst, nach links, so hat man es leicht, den Apparat ganz nach Bedarf auf 100,
200, 300 und mehr Rammschläge einzustellen, indem man die linke Vorderkammer des
Keilstückes p auf die an einer graduirten Skala
abzulesenden Stelle wieder in das Schraubengewinde einlegt.
Hat das Flügelrad m beispielsweise (wie hier gezeichnet)
8 Flügel, so wird durch das Anstoſsen der auch das Rammgewicht hebenden Haken f bewirkt, daſs mit je 8 Rammschlägen die
Schraubenspindel o einmal herum gedreht, der Keil p also um eine Ganghöhe nach rechts gerückt ist. Der
Doppelhebel r gleitet schlieſslich, nämlich da, wo die
Skala ihren Nullpunkt hat, vom Keile ab und schlägt an die Glocke s zum Zeichen, daſs die gewünschte Zahl von Schlägen
erfolgt ist.
Für Maschinenbetrieb ist das Kurbelrad t durch zwei
Riemenscheiben ersetzt, deren eine sich auf der Achse lose drehen kann, während die
andere fest mit der Achse verbunden ist. Derselbe Mechanismus, der das Läutewerk r in Bewegung setzt, stellt dann gleichzeitig den
Ausrücker, durch welchen der Treibriemen selbstthätig von der Vollscheibe auf die
Losscheibe übergeführt, die Rammthätigkeit also abgestellt wird.
Bezüglich der Normen (vgl. 1877 224 417. 1879 233 387) werden Agende
Abänderungsvorschläge gemacht:
1) Das Gewicht von Fässern, in
welchen Portlandcement in den Handel gebracht wird, soll ein einheitliches sein; es
sollen nur Normalfässer von 180k brutto und 170k netto und halbe Fässer von 90k brutto und 83k
netto und Säcke von bestimmtem Gewichte von den Fabriken gepackt werden.
Streuverlust sowie etwaige Schwankungen im Einzelgewichte können
bis zu 2 Proc. nicht beanstandet werden.
Die Fässer und Säcke sollen die Firma der betreffenden Fabrik und
die Bezeichnung des Gewichtes mit deutlicher Schrift tragen.
2) Bindezeit. Je nach der Art der
Verwendung kann Portlandcement langsam oder rasch bindend verlangt werden. Als
langsam bindend sind solche Cemente zu bezeichnen, welche in 2 Stunden oder in
längerer Zeit erst abbinden.
3) Volumenbeständigkeit:
Portlandcement soll volumenbeständig sein. Als entscheidende Probe soll gelten, daſs
ein dünner, auf Glas ausgegossener Kuchen von reinem Cement, unter Wasser gelegt,
auch nach längerer Beobachtungszeit durchaus keine Verkrümmungen oder Kantenrisse
zeigen darf.
4) Feinheit der Mahlung:
Portlandcement soll so fein gemahlen sein, daſs eine Probe desselben auf einem Siebe
von 900 Maschen auf 1qc höchstens 10 Proc.
Rückstand hinterläſst. Die Drahtstärke des Siebes soll ...mm betragen.
5) Prüfungen auf Bindekraft: Die
Bindekraft von Portlandcement soll durch Prüfung einer Mischung von Cement und Sand
ermittelt werden. Die Prüfung soll auf Zug- und Druckfestigkeit nach einheitlicher
Methode geschehen und zwar mittels Probekörper von gleicher Gestalt und gleichem
Querschnitt und mit gleichen Apparaten. Daneben empfiehlt es sich auch, die
Festigkeit des reinen Cementes festzustellen.
Die Zerreiſsungsproben sind an Probekörpern von 5qc Querschnitt der Bruchfläche, die Druckproben an
Würfeln von 50qc Fläche vorzunehmen.
6) Zug- und Druckfestigkeit: Guter,
langsam bindender Portlandcement soll bei der Probe mit 3 Gr.-Th. Normalsand auf 1
G.-Th. Cement nach 28 Tagen Erhärtung (1 Tag an der Luft und 27 Tage unter Wasser)
eine Mindestzugfestigkeit von 16k/qc haben.
Sehr lebhaft waren die Verhandlungen über die Druckfestigkeit. Delbrück empfahl 150k/qc, welchem Vorschlage allgemein
zugestimmt wurde, da die deutschen Cemente, mit Ausnahme der mit Schlacke
verfälschten, diese Zahl weit übersteigen. Die Verhältniſszahl zwischen Druck- und
Zugfestigkeit soll fallen gelassen werden, da sonst ein Cement mit hoher
Zugfestigkeit als ungenügend erscheinen könnte. Nach R.
Dyckerhoff entspricht einer Zugfestigkeit von 16k bei normalem Portlandcement eine Druckfestigkeit
von mindestens 150k/qc, wenn Würfel von 50qc Fläche benutzt
und wenn die Druckproben ebenso stark bearbeitet werden wie die Zugproben. Der
bisherige Normalsand soll beibehalten werden.
Delbrück hat, von der Ansicht ausgehend, daſs die von
Michaëlis vertriebenen Zusätze lediglich durch ihre
feine Vertheilung wirken, sehr fein gepulverten Thon und Ziegelsteine zugesetzt,
welche thatsächlich folgende Festigkeitssteigerung zeigten:
100
Cement,
300
Normalsand
gaben im Mittel nach 7 Tagen
18,3k/qc
90
„
300
„
und 10 Thon
21,1
90
„
300
„
und 10 Ziegelerde
21,6
Die Untersuchung der Stoffe, welche Michaëlis als
Geheimmittel zum Preise von 2000 bis 15000 M. für jede Fabrik anbietet, ergab
völlige Abwesenheit „verbindungsfähiger“ SiO2, wohl aber zeichneten sich die Stoffe durch auſserordentlich feine
mechanische Vertheilung aus. Die Versuche mit demselben
Cemente, wie oben ausgeführt, ergaben die nachfolgenden Ziffern:
100 Cement,300 Sand
90 Cement, 10 ZusatzAI Michaëlis, 300 Sand
90 Cement, 10 ZusatzAII Michaëlis, 300
Sand
Nach 7 TagendDurchschnitt
18,3
21,5
22,7
Da nun auch die chemische Untersuchung eine auffallende Aehnlichkeit mit dem einen
der obigen Stoffe nachweist, soll man da nicht bei der Uebereinstimmung der
Festigkeitszahlen zu dem Schlusse berechtigt sein, daſs auch die Michaëlis'schen Geheimmittel nur mechanisch wirken?
Man könnte die Behauptung aufstellen, daſs ja eine Verbesserung durch Zuschläge
annehmbar und es ganz gleichgültig sei, ob dieselbe durch chemische oder mechanische Einwirkungen
herbeigefährt werde. Dagegen sind folgende Einwendungen zu erheben: 1) Eine so
feine. Zerkleinerung auch der weichen Zuschlagskörper ist äuſserst kostspielig und
würde von dem Fabrikanten sicher nicht ausgeführt werden. Sobald aber diese Körper
in gröberer Form zugemischt werden, verschlechtern sie die Güte des Cementes
erheblich. 2) Die Verbesserung zeigt sich überhaupt nur bei einer Zumischung von 10
bis höchstens 15 Proc.; von da ab wirkt der Zusatz entschieden verschlechternd. Der
gewinnsüchtige Fabrikant begnügt sich aber erfahrungsmäſsig mit so geringen Zusätzen
nicht, namentlich wo er glaubt, sich der Controle entziehen zu können. 8) Diese
Zumischung. fremder, das Wasser aufsaugender, aber nicht chemisch bindender Körper
in dem Cemente werden sicherlich seine Wetterbeständigkeit gegen Frost und Hitze
wesentlich beeinträchtigen, also den Cement in seinen wichtigsten Eigenschaften
verschlechtern, trotz einer Erhöhung der Zugfestigkeit. 4) Die Erhöhungen der
Zugfähigkeit treten nur ein bei Anwendung des
Normalsandes, welchem durch Absiebung auf einem Siebe von 120 Maschen auf
1qc alle feinen Theile entzogen sind. Sie
vermindern sich in dem Maſse, als in den in der Baupraxis angewendeten Sandsorten
diese feinen Theile enthalten sind. Sie fangen an, den Mörtel zu verschlechtern,
sobald der Sand schon an sich eine erhebliche Menge feinster Theile enthält. Es ist
hinreichend bekannt, daſs solche Sandsorten viel höhere Festigkeit geben als der
Normalsand; aber ebenso weiſs jeder Baumeister, daſs er trotzdem solchen Sand nicht
anwenden darf, sondern die feinen Theile auswaschen muſs, wenn er einen frost- und
wetterbeständigen Mörtel erhalten will. Der Cementfabrikant gibt stets die
Vorschrift, sein Zement solle nur mit einem ausgewaschenen Sande verarbeitet werden,
und nun will er selbst die Stoffe, welche er dem Baumeister befiehlt, zu entfernen,
seiner Waare wieder vorher zusetzen und sich noch mit theuerem Gelde bezahlen
lassen.
Aus allen diesen Gründen bekämpft Delbrück nach wie vor
jeden Zusatz fremder Stoffe zum Portlandcemente. Will man die Zugfestigkeit seines
Fabrikates erhöhen, so setze man demselben staubfein
gemahlenen Cement zu, d.h. man mahle überhaupt
feiner; dies ist sehr theuer, aber auch bei
weitem wirkungsvoller; es ist reell und ehrlich,
während alle anderen Zusätze unabänderlich zum Betrüge und zur Fälschung führen.
Nachdem zahlreiche Versuche ergeben haben, daſs sogar solche Stoffe, welche in Folge
ihres Gehaltes an verbindungsfähiger Kieselsäure mit Kalk gut erhärten, als Traſs,
Puzzolane, Santorin-Erde und granulirte Hohofenschlacken, in der Feinheit von Cement
angewendet, die Festigkeit von normalem Portlandcemente bei der Normen-Probe
verschlechtern, hat Delbrück weitere Versuche mit
verschiedenen Stoffen auch in so hoher Feinheit angestellt, wie man dieselbe in der
Praxis nicht mehr anwenden wird. Es ergab sich bei diesen Versuchen, daſs alle untersuchten Stoffe die Festigkeit um so weniger
verringern, je feiner sie gemahlen sind. Steigert man die Feinheit so weit, daſs
alles leicht durch ein Sieb von 5000 Maschen geht, so erhält man z.B. bei Zusatz von
15 Proc. Sand zum Cement sogar eine Steigerung der Festigkeit von etwa 1k bei der Normenprobe. Granulirte Schlacke, ebenso
weit gefeint, steigerte bei dem gleichen Zusätze die Festigkeit auch nur um etwa
1k.
Fernere Versuche ergaben, daſs auſser Ultramarin noch verschiedene andere fein
pulverige Stoffe sich herstellen lassen, welche die Festigkeit von Mörtel aus
Portlandcement und Stand steigern können. Es lassen sich z.B. aus Kieselsäure,
Thonerde, sowie aus Mischungen dieser Stoffe mit granulirten Schlacken und anderen
staubfeinen Körpern Zuschläge herstellen, welche in gewissen Procentsätzen
beigemischt die Zug- und Druckfestigkeit des Cement-Sand-Mörtels bei der üblichen
Prüfungsweise erhöhen. Es hat sich aber gezeigt, daſs gerade die Mischungen, welche
bei Wassererhärtung eine Festigkeitssteigerung ergaben, sich wesentlich ungünstiger
verhielten, wenn die Proben 2 Wochen unter Wasser und dann an der Luft erhärteten,
und daſs die Zuschläge, welche die Festigkeit des Mörtels aus Cement und Sand
steigerten, die Festigkeit des Cementes an sich verschlechterten (vgl. Knapp 1871 202 513).
Meyer hat die von Michaëlis
behauptete Gegenwart von freiem Kalk im Cemente dadurch
geprüft, daſs er die Wassermengen bestimmte, welche der Cement unter gewissen
Verhältnissen bindet. Cement wurde in einem genau bestimmten Verhältnisse mit Wasser
angerührt, auf Platten gegossen und diese unmittelbar nach dem Abbinden, nach 3, 7
und 70 Tagen untersucht. Die Proben wurden gewogen, ein Theil zerrieben, auf 100°,
120°, 150° und 250° bis 270° erwärmt. Bei Einhaltung der Temperaturen 100°, 120°,
150° traten aber nach mehrstündigem Erhitzen immer wieder kleine Gewichtsabnahmen
ein. Bei 100° getrockneter Cement nahm bei 120° und der bei 120° getrocknete bei
150° wieder ab; bei 250° bis 270° entwich bis auf einen kleinen Rest die
Feuchtigkeit. Je älter der Cementkuchen war, je gröſser war die Wassermenge, welche
bei 150° gebunden blieb. Diese Mengen betrugen nach dem Abbinden 4,5 Proc., nach 3
Tagen 8 Proc., nach 7 Tagen 12,5 Proc. und nach 70 Tagen 16 Proc. Wasser. Dieses
Verhalten deutet mehr auf die Bildung Zeolith artiger Verbindungen, als auf einen
Gehalt an freiem Kalk. Sandkörper, auf 150° erhitzt, nehmen nicht an Festigkeit ab. Ein
Zusatz von 2 bis 5 Proc. gefällter oder dialysirter Kieselsäure ergab keinerlei
Festigkeitszunahme des Cementes.
E. Böhme gibt in den Mittheilungen aus den kgl. technischen Versuchsanstalten in Berlin, 1885
S. 15 u. 79 folgende statistische Zusammenstellung der
in den Betriebsjahren 1879/80 bis 1883/84 geprüften Cemente nach ihren
Zugfestigkeiten und Mahlungen:
Betriebs-jahr
Anzahl der auf 28 Tags-Festigkeit
geprüftenCemente
Bezüglich Zugfestigkeit. k/qc
Anzahl der auf Mahlunggeprüften
Cemente
Proc. Rückstände auf900
Maschensieb
Cemente
Cemente mit
unter
zwischen
über
über
zwischen
unter
10
10 und 15
15 und 20
20 und 30
30
20
20 und 10
10
Anzahl
%
Anzahl
%
Anzahl
%
Anzahl
%
Anzahl
%
Anzahl
%
Anzahl
%
Anzahl
%
1879/80
22
–
0,0
7
31,82
1
4,55
13
59,09
1
4,55
25
2
8,0
13
52,0
10
40,0
1880/81
38
1
2,63
1
2,63
13
34,21
19
50,0
4
10,53
43
–
–
6
13,95
37
86,05
1881/82
77
3
3,89
6
7,79
39
50,65
25
32,47
4
5,20
83
1
1,20
29
34,94
53
63,86
1882/83
57
5
8,77
18
31,58
21
36,84
11
19,30
2
3,51
63
1
1,59
25
39,68
37
58,73
1883/84
79
2
2,53
10
12,66
27
34,17
39
49,37
1
1,27
80
4
5,0
26
32,5
50
62,5
Hiernach ist die Zahl der Cemente mit mehr als 15k
Zugfestigkeit sehr groſs, so daſs eine Erhöhung der geforderten Normenfestigkeit
unbedenklich erscheinen würde. Auch die Feinheit der Mahlung ist
anerkennenswerth.
Versuche über die Wirkung der Zumischstoffe ergaben,
daſs normale, gute Portlandcemente durch Schlackenzusätze weder an sich, noch in ihrer üblichen
Normenmörtelmischung verbessert wurden.
Böhme bespricht daselbst S. 93 die Untersuchung der Cemente auf Volumenbeständigkeit. Nach den staatlichen preuſsischen Normen vom 12.
November 1878 wird der reine Cement mit Wasser zu einem steifen Breie angemacht, auf
Glas- oder Metallplatten, auch auf mit Wasser vollständig getränkten Dachziegeln
etwa 1cm,5 dick aufgetragen und durch leichtes
Rütteln der Platten zu kleinen, nach dem Rande hin dünn auslaufenden Kuchen
gestaltet, welche nach erfolgtem Abbinden mit der Glasplatte bezieh. Dachsteinplatte
unter Wasser zu bringen sind. Bei rasch bindenden Cementen kann dies schon nach ¼
bis 1 Stunde nach dem Anmachen der Probe geschehen; bei langsam bindenden Cementen
dagegen darf es, je nach ihrer Bindezeit, erst nach längerer Zeit, bis zu 24 Stunden
nach dem Anmachen, stattfinden. Zeigen sich nun nach den ersten Tagen oder nach
längerer Beobachtungszeit an den Kanten des Kuchens Verkrümmungen oder Risse, so
deutet dies unzweifelhaft „Treiben“ des Cementes an, d.h. es findet infolge
einer allmählichen Lockerung des zuerst gewonnenen Zusammenhanges, unter
Volumenvermehrung eine beständige Abnahme der Festigkeit statt, welche bis zu
gänzlichem Zerfallen des Cementes führen kann. Wenn dagegen diese Cementkuchen sich
vollkommen eben, scharfkantig, riſsfrei und haftend erhalten, so wird der Cement
beim Baue nicht treiben.
Es ist nun vorgeschlagen, diese Proben, nachdem sie 24 Stunden an der Luft erhärtet
sind, unter Wasser zu kochen. Nach einem dritten Verfahren wird der mit Wasser
angemachte Cement auf mit Flieſspapier bedeckte Gypsplatten ausgegossen und nach
erfolgter Absaugung eine Stunde lang auf einer heiſsen Eisenplatte gedarrt.
Bezügliche Versuche ergaben, daſs von 108 untersuchten Cementen sämmtliche die
Normenprobe bestanden, 2 bestanden die Darrprobe nicht und 19 hielten die Kochprobe
nicht aus.