Titel: | Mittheilungen aus der Cementtechnik. |
Autor: | Albert Busch |
Fundstelle: | Band 282, Jahrgang 1890, S. 116 |
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Mittheilungen aus der Cementtechnik.
Von Dr. Albert
Busch.
Mittheilungen aus der Cementtechnik.
Obwohl anzunehmen war, dass die Festigkeitsprüfungen von Portland-, Roman- und
Schlackencement je nach Raumtheil- oder Gewichtmischungen mit Sand, als auch im
reinen Zustande, in Folge der verschiedenen Volumgewichte der drei Cementarten nicht
direct mit einander vergleichbare Resultate liefern würden, so bedurfte die
Entscheidung dieser Frage doch der experimentellen Bestätigung, welche von der
königlichen Prüfungsstation für Baumaterialien in Berlin (Prof. Dr. Böhme) definitiv gegeben wurde. In Folge eines an das
preussische Ministerium der öffentlichen Arbeiten gerichteten Antrages des Vereines
deutscher Portlandcement-Fabrikanten wurde die königliche Prüfungsstation
beauftragt, eine Reihe vergleichender Untersuchungen von Portland-, Roman- und
Schlackencement auszuführen, um festzustellen, ob die Untersuchungen nach den
preussischen Normen für einheitliche Lieferung und Prüfung von Portlandcement (vom
28. Juli 1887) auch zur Vergleichung von Portlandcement mit anderen Cementen
geeignet sei oder nicht. Die Resultate der in den Mittheilungen aus den königlichen technischen Versuchsanstalten (Berlin
1890 Heft V. Verlag von J. Springer) und dem Centralblatt
der Bauverwaltung, 1890 539, veröffentlichten Untersuchungen sind
folgende:
Je drei Proben von Portland-, Roman- und Schlackencement, theils der königlichen
Prüfungsstation; theils aus dem Handel entnommen, wurden auf allgemeine
Eigenschaften, Siebfeinheit, Abnutzbarkeit und Zug- und Druckfestigkeit bei
verschiedener Erhärtungsart, Erhärtungszeit und verschiedenem Sandzusatz geprüft.
Das Litergewicht war im Durchschnitt:
eingerüttelt
eingelaufen
bei
Portlandcement
1,947 k
1,307 k
„
Romancement
1,269 k
0,823 k
„
Schlackencement
1,429 k
0,963 k
Bei der üblichen Mischung von Cement mit Sand (1 : 3) ergibt sich demnach
1 Raumtheil Schlackencement
= 1 × 0,963
= 0,963 k
3 Raumtheile Normalsand
= 3 × 1,410
= 4,230 k
––––––––––––––––––
Die Masse beträgt also
= 5,193 k.
Das Mischungsverhältniss auf Gewichtstheile bezogen ist also 0,963 : 4,230 oder 1 :
4,392.
1 Raumtheil Portlandcement
= 1 × 1,307
= 1,307 k
3 Raumtheile Normalsand
= 3 × 1,410
= 4,230 k
––––––––––––––––––
Das Gewicht der Masse ist
= 5,537 k.
In Gewichtstheilen ergibt sich demnach das Verhältniss 1,307 : 4,230 oder 1 :
3,236.
Zu ähnlichen Ergebnissen führt auch die umgekehrte Rechnung, wenn man die nach
Gewichtstheilen festgesetzten Mischungen 1 : 3 unter Berücksichtigung der
angeführten Litergewichte in Raumtheile umrechnet. Aus nachstehender Tabelle I geht
hervor, dass, wenn man Mischungen von Cementen mit Sand nach Gewichtstheilen und
zweitens nach Raumtheilen herstellt, bei Schlackencementen die Zugfestigkeitsabnahme
bei Raumtheilmischungen durchschnittlich 43 Proc. der Festigkeit bei
Gewichtstheilmischungen gegenüber beträgt; die Druckfestigkeit nimmt bei
Raumtheilmischungen um etwa 50 Proc. im Durchschnitt ab.
Bei Portlandcement beträgt diese Verminderung bei Raumtheilmischungen den
Gewichtstheilmischungen gegenüber für Zugfestigkeit nur rund 11 Proc. und für
Druckfestigkeit etwa 12 Proc; bei Romancement beträgt sie für Zugfestigkeit 54 Proc.
und für Druckfestigkeit etwa 62 Proc.
Die Siebproben ergaben Rückstand für ein Sieb mit
Maschen für 1 qc
5000Proc.
900Proc.
600Proc.
324Proc.
180Proc.
Für
Schlackencemente
13,33
0,73
0,17
0,03
–
„
Portlandcemente
24,67
2,83
0,57
0,07
–
„
Romancemente
14,0
5,0
2,0
1,5
1,0
Die specifischen Gewichte der ausgeglühten Cementpulver (Tab. I) waren für:
I
II
III
IV
V
VI
VII
2,836
2,841
2,830
3,130
3,164
3,128
2,907
Der Wasseranspruch ist für Schlackencemente ungefähr 35 Proc. höher als für
Portlandcemente. Die Abbindezeit schwankte bei ersteren zwischen 5 und 17 Stunden,
bei letzteren zwischen 4¾ und 6⅙ Stunden. Die geringste Abnutzung zeigte
Portlandcement. Die Normen für Zug-
Tabelle I.
Festigkeiten in Kilo für das Quadratcentimeter Fläche.
Cementmarke
Mischungin1 :
3nach
Zugfestigkeit (Querschnitt 5 qc)
Druckfestigkeit (Fläche 50 qc)
Erhärtung
Erhärtung
unter Wasser
an der Luft
unter Wasser
an der Luft
7 Tage
28 Tage
7 Tage
28 Tage
7 Tage
28 Tage
7 Tage
28 Tage
Schlackencement I
Gew.-Th.Raum-Th.
9,65 4,61
18,6511,25
6,30 4,16
8,35 4,55
58,2 28,9
131,0 66,1
63,8 32,7
95,0 41,4
„ II
Gew.-Th.Raum-Th.
16,6512,30
22,9015,65
12,95 9,05
14,30 9,50
165,7100,4
257,4161,7
155,2 90,9
178,1104,4
„ III
Gew.-Th.Raum-Th.
14,15 7,00
21,0012,90
12,25 4,10
18,05 5,05
110,2 47,0
184,8 82,2
99,4 38,7
156,4 59,8
Portlandcement IV
Gew.-Th.Raum-Th.
18,5015,20
20,9019,20
18,1515,90
23,6520,05
132,6122,3
200,3183,0
142,7135,1
210,3198,0
„ V
Gew.-Th.Raum-Th.
15,4012,15
19,9017,05
16,1513,20
20,8019,95
120,3 92,3
188,8151,6
128,4 90,0
198,0157,5
„ VI
Gew.-Th.Raum-Th.
14,8014,30
19,3018,65
16,6516,10
21,3519,65
122,5108,6
189,0174,9
131,3120,7
197,8188,8
Romancement VII
Gew.-Th.Raum-Th.
2,85 1,30
8,55 3,80
7,80 4,10
14,25 6,60
21,1 8,7
62,5 22,6
37,2 12,5
80,2 34,3
Bemerkung. Die Zahlen sind Mittelwerthe aus je fünf Versuchen.
und Druckfestigkeit nach 27 Tagen (16 und 160 k) werden,
wie aus der Tabelle I hervorgellt, bei den meisten Gewichtstheilmischungen noch
erheblich überschritten, dagegen werden bei Raumtheilmischungen die Normen nur von
Portlandcementen sicher erreicht.
Von den Schlackencementen hatte nur Nr. II die Normen erfüllt. Es geht also aus den
Versuchen hervor, dass die Ergebnisse der Prüfung von Schlacken- und Romancementen
nach den Normen für Portlandcemente nicht als ausschlaggebend für die Verwendung der
ersteren im Vergleiche mit den letzteren angesehen werden dürfen.
In der Praxis macht sich häufig bei den Cementprüfungen, welche auf dem Erhärten der
Probekörper in Wasser von Zimmertemperatur beruhen, ein Uebelstand bemerkbar,
welcher in der langen Dauer der Erhärtungszeit (7 und 28 Tage) in kaltem Wasser
beruht, und welcher schon früher das Bedürfniss nach einer schneller ausführbaren
und im Wesentlichen gleich zuverlässigen Prüfungsmethode hervorgerufen hatte. Ein
solches Mittel hatte man in der Anwendung der Wärme auf die erhärtenden Probekörper
gefunden. Neuerdings hat nun M. Deval (vgl. 1891 280 182 und Thonindustrie-Zeitung, 1891 Nr. 21 S. 384 ff.) Versuche, Cementkörper
mittels heissen Wassers zu prüfen, mitgetheilt, deren Resultate H. Le Chatelier der Société
d'encouragement in ausführlicher Weise berichtet hat.
Die Schlussfolgerungen können kurz in folgende Sätze zusammengefasst werden: Gute
Cemente und hydraulische Kalke geben bei der Erhärtung in kaltem, wie in heissem
Wasser annähernd dieselben Resultate. In heissem Wasser erhärtet zeigen die Körper
meist nach 2 und 7 Tagen die entsprechenden Festigkeiten wie die in kaltem Wasser
erhärteten nach 7 bezieh. 28 Tagen. Producte, welche freien Aetzkalk enthalten und
eine Kaltwasserprüfung aushalten; ja oft anfangs trügerische, zu hohe Resultate
zeigen und nach längerer Zeit dann „treiben“, werden mittels der
Heisswasserprüfungen dadurch entdeckt, dass sie anfangs nicht die entsprechend hohe
Festigkeit im Vergleiche zu den im kalten Wasser geprüften Körpern zeigen oder bei
grösseren Mengen freien Aetzkalkes oft gänzlich zerfallen. Cemente, welche
puzzolanartige Bestandtheile enthalten, die bei Kaltwasserprüfungen sich indifferent
zeigen, geben bei Prüfung in heissem Wasser (80° C.) alsbald die volle, definitive
Festigkeit. Für natürliche Cemente und Materialien, deren Controle in Bezug auf ihre
Bestandtheile nicht in der Hand des Fabrikanten liegt, wie beim Portlandcement, sind
Heisswasserprüfungen sehr am Platze.
Le Chatelier erwähnt zum Schlusse, dass es nicht
empfehlenswerth sein würde, die Heisswasserprüfungen nun gänzlich an die Stelle der
üblichen Prüfung zu setzen, sondern schlägt vor, beide neben einander auszuführen,
nicht etwa um festzustellen, ob eine gewisse Beziehung zwischen beiden existire,
sondern einfach um Gelegenheit zu haben, die Fabrikationsbedingungen und das
endgültige Verhalten solcher Cemente zu studiren, welche, nach beiden Methoden
geprüft, verschiedene Resultate geben. Selbstverständlich müssen auch bei Ausführung
der Heisswasserprüfungen an Stelle der langwierigeren Kaltwasserprüfungen die
übrigen Untersuchungen der Cemente auf Abbindezeit, Volumenbeständigkeit u.s.w.
beibehalten werden.
Ein ähnliches Verhalten, wie die freien Aetzkalk enthaltenden Cemente gegen heisses
Wasser von 80° C. zeigen, gibt sich auch bei dem Aufbewahren solcher Cemente in
Meerwasser kund. Ist der Aetzkalkgehalt beträchtlich, so tritt in beiden Fällen
schon nach 2 bis 7 Tagen ein Zerfallen der Probekörper auf. Guter Portland- und
Romancement steht in heissem Wasser, wie im Meerwasser. Um festzustellen, welches
das zerstörende Agens im Meerwasser ist, stellte ich folgende Versuche an:
Ich brachte reinen Schlackencement, welcher angemacht, in Probekörper geformt und 24
Stunden an der Luft gelegen war, 1) in Frischwasser, 2) in natürliches Meerwasser
und 3) in eine Lösung der Salze, welche sich im Meerwasser vorwiegend finden: NaCl
und MgSO4. Die Lösung war jeweils 2procentig; waren
Kochsalz und Bittersalz gleichzeitig darin enthalten, so enthielt dieselbe 1 Proc.
NaCl und 1 Proc. MgSO4. Die Resultate sind aus
folgender Tabelle II ersichtlich:
Tabelle II.
Cement bestehendaus
Lösung enthaltend
Beobachtung nach7 Tagen
123
Hochofenschlackeder Tees Bridge
IronWorks 75
Proc.GelöschterKalk 25 Proc.
MgSO4 1
Proc.+ NaCl 1 Proc.NaCl 2 Proc.MgSO4 2 Proc.
Körper treiben „ stehen „
zerfallen
456
Hochofenschlackeder Tees Bridge
IronWorks 75
Proc.GelöschterKalk 25 Proc.
NaCl 2 Proc.MgSO4 2 Proc.MgSO4 1 Proc.+
NaCl 1 Proc.
„ stehen „ zerfallen „
treiben
7
Hochofenschlackeder Tees Bridge
IronWorks 75
Proc.GelöschterKalk 25 Proc.
Natürliches Meerwasser
„ stehen
891011
Hochofenschlackeder Firma Wilsonund Pease 75
Proc.GelöschterKalk 25 Proc.
NaCl 2 Proc.MgSO4
2 Proc.NaCl 1 Proc.+ MgSO4 2
Proc.Natürliches Meerwasser
„ stehen „ zerfallen „
treiben „ stehen
Die Cemente 1 bis 11 zeigten, im Frischwasser erhärtet, die
Eigenschaften guter Schlackencemente in Bezug auf Festigkeit u.s.w.
Nach 3 Monaten zeigte sich, dass nur die in reiner Kochsalzlösung erhärteten
Probekörper ihre volle, der Erhärtung in Frischwasser entsprechende Festigkeit
behalten hatten, während auch die in natürlichem Meerwasser befindlichen die
Symptome des Treibens zeigten. (Die Kanten Hessen sich mit dem Fingernagel
abbrechen.) Wie aus Tab. II zu ersehen ist, waren alle Probekörper, welche in
Bittersalzlösung aufbewahrt waren, je nach der Zeit des Aufenthaltes und
Concentration der Lösung zerstört worden.
Die Sandmischungen, welche nachträglich untersucht wurden, zerfielen früher als der
reine Cement. Es war also kein Zweifel, dass das Magnesiumsulfat das
„Treiben“ hervorgerufen hatte, und die zweite Frage war nun, ob die
Magnesia, oder die Schwefelsäure die Ursache gewesen war. Zuvor sei Folgendes
erwähnt:
Die Hochofenschlacke besteht bekanntlich aus mehr oder weniger basischen Silicaten,
welche freien, sogen. todtgebrannten, d.h. schwer hydratisirbaren Aetzkalk
enthalten. Eine Schlacke der „Mathildenhütte“, Harzburg, welche an der Luft
zerfallen war, hatte folgende Zusammensetzung:
SiO2
26,69
Proc.
Al2O3(+ Fe2O3)
17,73
„
CaO
51,07
„
MgO
3,66
„
––––––––––
99,15
Proc.
Eine Analysenprobe dieser Schlacke wurde mit Bromwasser in einer
Glasstöpselflasche (Pulverglas) geschüttelt und dafür gesorgt, dass stets Brom im
Ueberschusse vorhanden war. Die Lösung und der Rückstand wurden nach 48 Stunden
durch Filtration getrennt und beide analysirt.
Folgende Zahlen sind das Mittel aus drei gut übereinstimmenden Analysen:
In Bromwasserlöslich
SiO2CaOAl2O3 (+ Fe2O3)MgO
7,2133,34– 3,22
Proc.„„
In Bromwasserunlöslich
SiO2CaOAl2O3 (+ Fe2O3)MgO
19,4817,7317,73–
„„„
–––––––––––
98,71
Proc.
Der in Bromwasser unlösliche Rückstand bestand aus:
SiO2
35,45
Proc.
CaO
32,34
„
Al2O3
32,21
„
–––––––––––
100,00
Proc.
oder
SiO2
\frac{35,45}{60}
= 0,59 = 0,6
CaO
\frac{33,34}{56}
= 0,58 = 0,6
Al2O3
\frac{32,21}{103}
= 0,32 = 0,3
Die empirische Zusammensetzung des Doppelsilicates war demnach:
(Al2O3[SiO2.CaO]2).
Der in Bromwasser lösliche Antheil hatte folgende Zusammensetzung:
SiO2
16,47
Proc.
CaO
76,19
„
MgO
7,34
„
––––––––––––
100,00
Proc.
Die empirische Zusammensetzung desselben war demnach:
SiO2
\frac{16,47}{60}
= 0,27 = 3
CaO
\frac{76,19}{56}
= 1,36 = 15
MgO
\frac{7,34}{40}
= 0,18 = 2
Aus dem Verhältnisse von SiO2 : CaO : MgO = 3 : 15 :
2 geht hervor, dass die Schlacke eine grosse Menge freien Kalk enthalten muss.
Dieser Kalk wirkt, da er nicht hydratisirbar ist, als Ballast, so dass die
zerfallene Schlacke mit gelöschtem Kalk in der Kugelmühle gemischt (75 Schlacke und
25 gelöschter Kalk) ein Product von wenig oder gar keinen hydraulischen
Eigenschaften liefert und nur geschreckte Schlacke zur Schlackencementfabrikation
verwendet werden kann. Es ist jedoch anzunehmen, dass auch die geschreckte Schlacke
eine mehr oder weniger grosse Menge unwirksamen Kalk enthält, da sonst ein Zusatz
von 25 Proc. gelöschten Kalkes zu der Schlacke viel zu hoch gegriffen wäre. Dieser
Procentsatz ist übrigens willkürlich gewählt, und es ist noch gar nicht bewiesen, ob
derselbe der rationellste ist, da der Kalkzusatz von der Zusammensetzung der
Schlacke abhängig gemacht werden sollte.
Was nun die Frage anbetrifft, ob im Magnesiumsulfat die Magnesia oder die
Schwefelsäure die zerstörende Wirkung auf den Schlackencement ausübt, so ist
anzunehmen, dass wenn das Magnesiumsulfat auf den freien Aetzkalk einwirkt,
eine Umsetzung sich im Sinne der Gleichung
CaO + MgSO4 = CaSO4 + MgO
vollzieht. MgO hydratisirt sich und geht in Mg(OH)2 über.
Michaelis ist der Ansicht, dass Gyps im Cement mit
Aetzkalk in eine basische Verbindung CaSO4 + CaO =
Ca2SO5
überzugehen im Stande ist, welche 7 Mol. H2O
aufnimmt und durch Volumenvergrösserung ein Treiben im Cement verursacht. Dass eine
Verbindung Ca2SO5
existirt, ist nachgewiesen; dieselbe ist von Schott
studirt worden.
Wie Michaelis neuerlich mitgetheilt hat (vgl. Thonindustrie-Zeitung, 15. Jahrg. S. 18), soll
Gypslösung dieselbe Wirkung wie Bittersalzlösung haben, während Chlormagnesiumlösung
keinen schädlichen Einfluss auf Cement zeigen soll. Es ist daher wohl als bewiesen
anzunehmen, dass die schwefelsauren Salze des Meerwassers zum Treiben des
Schlackencementes Anlass geben. Die in Freiheit gesetzte Magnesia findet sich
grösstentheils als ein schleimiger Niederschlag von Mg(OH)2 im Wasser. Diese Eigenschaft des Schlackencementes macht ihn z.B. für
Meerwasserbauten untauglich. Wenn auch der an der Luft abgebundene und theilweise
erhärtete Schlackencement (rein und als Beton) dem Einflüsse des Meerwassers weit
länger widersteht, als wenn der Cement gleich nach dem Abbinden an der Luft mit dem
Meerwasser in Berührung kommt, so fehlt doch auf alle Fälle die unbedingte
Zuverlässigkeit für diese Zwecke. Für Hafenbauten z.B. wäre der von C. O. Weder (Thonindustrie-Zeitung, 1891 S. 341) neuerdings wieder eingehend studirte
Magnesiacement, hauptsächlich als Beton, sehr empfehlenswerth.
Weber ist der Ansicht, dass, wenn Magnesia unter den
hydraulischen Mörteln Platz greifen sollte, dies jedenfalls in Form des Sorel-Cementes oder einer ähnlichen Modification der
Fall sein wird. Sorel stellte seinen Cement bekanntlich
aus gemahlener Magnesia und einer 30- bis 70procentigen Chlormagnesiumlösung her.
Weber empfiehlt eine 80procentige Lösung. Die
grössere Wirksamkeit der concentrirteren Lösung soll nicht auf dem relativ höheren
Verhältniss von Chlormagnesium im Cement, sondern auf dem geringeren Wassergehalte
beruhen. Das Verhältniss von Magnesia zum Chlormagnesium im Cement ist von grösstem
Einflüsse auf die Qualität desselben, wie aus folgender Tabelle ersichtlich:
Nr.
MgO
MgCl2 + 6
aq.80proc. Lösung
Zugfestigkeitauf 1 qc
1*
10
Th.
6
Th.
140
k
2
10
„
8
„
105
„
3
10
„
10
„
92
„
4
10
„
12
„
82
„
5
10
„
14
„
70
„
* Neben den oben angeführten Mengen von Magnesia und
Chlormagnesiumlösung wurde noch ein halb Theil Wasser zugesetzt, da ohne dasselbe
der Cement keine Plasticität zeigte.
Die stark Magnesiumchlorid haltigen Proben, wie Nr. 5, zeigten bald nach dem Abbinden
Haarrisse, welche später in vollständige Risse übergingen, was auf Treiben des
Cementes schliessen Hess. Nr. 3 und Nr. 4 zeigten dieselben Eigenschaften, nur in
geringerem Maasse. Nr. 1 und Nr. 2 blieben fest. Die Probe Nr. 1 zeigte die höchste
Zugfestigkeit, und um den Einfluss von Wasser bezieh. der verdünnteren
Chlormagnesiumlösung kennen zu lernen, setzte Weber
verschieden grosse Mengen von Wasser zu dem Cement.
Nr.
MgO
MgCl2 + 6
aq.80proc. Lösung
Wasser
Zugfestigkeitauf 1 qc
6
10
Th.
7
Th.
0
Th.
117
k
7
10
„
6
„
1
„
140
„
8
10
„
6
„
2
„
62
„
9
10
„
6
„
3
„
56
„
Nr. 6 und Nr. 7 wurden gemacht, um Nr. 1 bis 5 zu controliren und stimmen auch damit
überein. Nr. 8 enthält dasselbe Verhältniss zwischen Magnesia und Chlormagnesium wie
Nr. 7, aber die doppelte Menge Wasser, daher ist auch die Festigkeit nicht halb so
gross, wie bei letzterer; noch schlechter ist die von Nr. 9 mit 3 Th. Wasser,
obgleich in allen drei Proben die Menge Chlormagnesium die gleiche ist. Nr. 7 zeigte
nie Haarrisse oder Treiben, während Nr. 8 und Nr. 9 in dieser Hinsicht so schlecht
als Nr. 4 und Nr. 5 waren. Diese Resultate zeigen, dass das Wasser der Lösung von
Chlormagnesium bei dieser Art Cement eine wichtige Rolle spielt und nicht nur als
Lösungsmittel dient. Dies geht daraus hervor, dass eine Lösung von MgCl2 in absolutem Alkohol mit MgO keinen Cement bildet,
vorausgesetzt, dass die Feuchtigkeit der Luft ausgeschlossen ist. Alle Proben
enthielten bedeutende Mengen Wasser, welches bei 100° C. nur in geringer Menge, bei
200° C. zu 70 Proc. (des Gesammtwassergehaltes) auszutreiben war. Danach scheint der
Process des Abbindens dem des Portlandcementes ähnlich zu sein, indem Wasser
chemisch gebunden wird, und die Gegenwart von Chlormagnesium den Process nur
beschleunigt. Weber sicht den Cement daher als
Hydroxychlorid der Magnesia an, wie Bender zuerst
angenommen hat.
Siedendes Wasser nimmt Chlormagnesium vollkommen aus dem Cement, und zwar, wie Bender behauptet, ohne dass der Cement dadurch seine
Festigkeit verliere. Weber hat bestätigt gefunden, dass
siedendes Wasser zwar alles Chlormagnesium aus dem Magnesiacement löst, damit aber
gleichzeitig ein Zerfall des Cementes eintritt. Das gerade ist der Grund, wesshalb
sich der Cement für viele Zwecke, z.B. zur Herstellung von Kunststeinen,
Schmirgelrädern u.s.w., nicht geeignet hat. Weber ist
nun darauf ausgegangen, statt des Chlormagnesiums eine Substanz zu finden, welche
mit Magnesia eine unlösliche Verbindung einzugehen im Stande ist und gleichzeitig
dieselben, die Hydratisirung der Magnesia befördernden Eigenschaften besitzt.
Hierauf hat Sorel zuerst hingedeutet, ohne jedoch
Vorschläge gemacht zu haben. Chlorkalium und Chlornatrium besitzen ähnliche
Eigenschaften wie Chlormagnesium, ohne jedoch besondere Vorzüge zu besitzen. Die
übrigen Chloride der alkalischen Erden wirken überhaupt nicht ein; ebenso ist es mit
den Sulfaten der Alkalien und alkalischen Erden. Gallertartige Kieselsäure oder mit
Salzsäure behandelte Silicate zeigen eine entschiedene Einwirkung. Weber's Versuche beziehen sich auf gepulverten
Feuerstein, Infusorienerde, Kieselsäurehydrat und Kieselsäureanhydrit, welch
letztere aus Natron Wasserglas durch Salzsäure abgeschieden wurden. Als Silicate
wurden versucht: Natrium-, Magnesium- und Calciumsilicat. Feuerstein zeigte, wie zu
erwarten war, sehr wenig Einwirkung, obgleich derselbe mit der Magnesia gehörig
gemischt war. Der so hergestellte Cement brauchte lange zum Abbinden und wurde nur
massig hart. Infusorienerde zeigte schon bessere Resultate, indem der Cement sehr
schnell abband und bedeutende Festigkeit annahm. Kieselsäurehydrat wirkte so
schnell, dass es sich mit der Magnesia kaum gehörig mischen Hess. Gefälltes
Kieselsäureanhydrit bewährte sich am besten und erzeugte nach 10stündiger
Abbindezeit einen sehr harten Cement von fast weisser Farbe. Natronsilicat bildet
mit Magnesia eine Paste, welche sehr schnell erhärtet, ohne dass der Cement gerade
besondere, bemerkenswerthe Eigenschaften besässe. Der aus Magnesia und
Calciumsilicat gebildete Cement ist dem mit Natronsilicat hergestellten ähnlich,
braucht aber längere Zeit zum Abbinden als letzterer. Folgende Proben stellte Weber mit gefällter Kieselsäure her:
Nr.
MgO
SiO2
Abbindezeitin Stunden
Zugfestig-keit auf 1 qc
10
100
Th.
5
Th.
32
16,8
k
11
100
„
7
„
24
25,0
„
12
100
„
10
„
15
62,0
„
13
100
„
15
„
14
104,0
„
14
100
„
22,5
„
12
79,0
„
15
100
„
30
„
19
40,8
„
Um übereinstimmende Resultate zu erzielen, muss die Kieselsäure möglichst homogen mit
der Magnesia gemischt werden. Wie aus obiger Tabelle ersichtlich, ist eine Mischung
mit etwa 15 Proc. SiO2 (Nr. 13 vorstehender Tabelle)
die beste. Für die Technik besteht eine Hauptschwierigkeit bei diesen Cementen
darin, der Magnesia die hydraulischen Eigenschaften zu bewahren, da dieselbe schon
in kurzer Zeit dieselben gänzlich einbüssen kann. Zweckmässiger Weise macht man dann
den Cement statt mit Wasser mit Chlormagnesiumlösung an. Das beste Verhältniss ist
100 Th. Magnesia, 15 Th. Kieselsäure und 90 Th. Chlormagnesiumlösung (80 Proc.
MgCl2). Dieser Cement hat durchschnittlich eine
Zugfestigkeit von 143 k auf 1 qc. Bis zu 2 Proc. CO2
schaden dem Cemente nicht; grössere Mengen haben dieselbe Wirkung wie bei anderen
Magnesiacementen.
Die praktische Verwendung dieses Cementes kann eine bedeutende sein, und der Cement
ist in manchen Fällen dem Portlandcement vorzuziehen, z.B. für die Herstellung von
Kunststeinen, Ornamenten, Schmirgelrädern und künstlichen lithographischen Platten.
Auch für Maschinenfundamente eignet er sich seiner Wohlfeilheit wegen
vortrefflich.
Bei Mischungen mit Sand kommt weniger die chemische Natur, als die physikalische
Beschaffenheit desselben in Frage. Weber hat Versuche
mit Schmirgel angestellt, weil derselbe am leichtesten in bestimmter Körnung zu
haben ist. Die Grösse des Kornes variirte zwischen 1/4 Zoll (Nr. 6) und 1/200 Zoll (Nr.
200). Alle Proben wurden nach 7 Tagen zerrissen; nach 3 Monaten hatte die Festigkeit
nur um 5 Proc. der Gesammtfestigkeit zugenommen. Die Versuchsergebnisse lassen
erkennen, dass sonderbarer Weise Sandmischungen mit Magnesiacement mindestens die
gleiche, zuweilen auch die doppelte Festigkeit besitzen, als der reine Cement. Die
Resultate hängen jedoch von gewissen Bedingungen ab, von denen die wichtigste ist,
dass der Zuschlag von allen Seiten mit Cement bedeckt ist. Dies zu erreichen gibt es
zwei Wege: entweder verwendet man dünnflüssigen Cement, oder eine grössere Menge
Cement von festerer Consistenz. Der erstere gibt die besseren Resultate. Die beste
Mischung ist Nr. 1, bestehend aus 10 Th. Magnesia und 6 Th. Chlormagnesiumlösung.
Diese Mischung ist ziemlich trocken; es wird sich daher auch zeigen, dass die
Sandmischung nicht die entsprechenden Resultate gibt, wie im Vergleiche zu den
Proben geringerer Cemente zu erwarten war.
Die geeignetsten Mischungsverhältnisse und Körnungen des Schmirgels sind aus
nachstehender Tabelle ersichtlich:
Nr.
MgO
MgCl2
+6aq.80proc.Lösung
Wasser
Schmirgel
Schmirgel-mehl
Zugfestig-keitauf 1 qc
Nr. 16
Nr. 24
Nr. 36
16
10
10
–
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