Titel: | Fortschritte in der Thonindustrie. |
Autor: | R. Zsigmondy |
Fundstelle: | Band 284, Jahrgang 1892, S. 210 |
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Fortschritte in der Thonindustrie.
(Schluss des Berichtes S. 186 d. Bd.)
Fortschritte in der Thonindustrie.
Rohmaterialien.
Ein Asbestlager von bedeutender Mächtigkeit ist bei Oor Grande in Californien entdeckt worden. Die Ader
hat 7 bis 8 m Stärke und erstreckt sich auf eine Entfernung von 450 m. Man
vermuthet, dass dasselbe sich noch 1200 m weiter erstrecken dürfte. Das Lager ist
fast gänzlich frei von fremden Bestandtheilen, wie Hornblende und Tremolit. Die
Fasern sind lang, seidenweich und haben prächtigen Perlmutterglanz; sie finden sich
in Adern von 30 bis 120 cm Mächtigkeit in der Mitte des Ganges; man konnte Büschel
bis zu 1 m Länge herausziehen.
Ausser dem schönen faserigen Asbest finden sich an den Wänden der Gänge grosse Massen
von Rock-Kork, eine Asbestart, die sich, ohne Schwierigkeit schneiden lässt und
weich wie der gewöhnliche Kork ist, und gewöhnlicher, kleinfaseriger Asbest (wie er
für Isolirung von Dampfröhren u.s.w. verwendet wird).
Im Anschlusse an frühere Berichte über Briesener Thon
(vgl. 1890 277 35) gibt H.
Hecht in der Thonindustrie-Zeitung, 1891 S.
462, 503 und 523, eine eingehende Beschreibung der verschiedenen; in der Nähe von
Briesen gewonnenen Thone. Die Resultate der chemischen Analysen der aus dem
Ferdinandschachte und dem Antonschachte bei Briesen stammenden Thone sind in
folgender Tabelle zusammengestellt:
Ferdinandschacht
Antonschacht
1.FI-Thon,hinteresLager
2.FI-Thon,vorderesLager
3.MIII-Thon,Ausgehen-des
4.F-Schiefer,Hangendes
5.AI-Thon,hinteresLager
6.A-Schiefer,Hangendes
7.PD-Thon,vorderesLager
8.WII-Thon,Ausgehen-des
9.Quarzsand,Vorlage-rung
KieselsäureTitansäureThonerdeEisenoxydCalciumoxydMagnesiumoxydKaliSchwefelsäureGlühverlust
44,87– 39,76 1,14 0,76Spuren 0,67Spuren 12,95
45,01Spuren 89,71 0,81 0,12Spuren 0,99– 13,30
46,65Spuren36,921,360,410,750,500,1213,60
43,48– 39,43 1,61 0,22Spuren 0,34– 15,26
45,61– 39,31 1,13 0,37Spuren 0,66Spuren 13,25
46,13 0,16 36,24 1,28 0,60 0,12 0,83Spuren 14,68
47,46Spuren 37,58 0,98 0,33 0,17 0,90Spuren 13,07
45,57Spuren 39,02 1,61 0,54 0,26 0,54 0,11 12,85
96,88– 2,04 0,18– 0,31 0,30Spuren 0,61
(44,88)–(39,93)(0,99)(0,21)(0,08)(0,52)–(13,03)
100,15
99,94
100,31
100,34
100,33
100,03
100,49
100,50
100,32
(99,64)
Die rationelle Analyse:
ThonsubstanzQuarzFeldspath
99,07 0,32 0,61
99,20 0,41 0,39
99,61 0,39
99,53 0,09 0,38
99,67– 0,33
93,72 2,82 3,46
99,36 0,05 0,59
98,91– 1,09
4,26 95,68 0,06
–––
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
–
Die Feuerfestigkeit der untersuchten Materialien ist derjenigen der Kegel 33 bis 35
gleichzusetzen.
3,5 km nordwestlich von Briesen, nahe dem Orte Johnsdorf, wird in der Charlotten- und Annagrube ein zu derselben
Ablagerung wie in Briesen gehöriger Thon bezieh. Thonschiefer neben Braunkohle
gefunden. Der J-Schiefer ist von dunkelgrauer Farbe, hart, polirbar, auf dem Bruche
sammetartig und sehr feinkörnig, der mausgraue J-Thon enthält hier und da feine
kalkhaltige Aederchen.
Die rationelle Analyse ergab:
Nr. 11J-Schiefer(Johnsdorf)
Nr. 12J-Thon(Johnsdorf)
Thonsubstanz
99,42
99,15
Quarz
0,34
0,83
Feldspath
0,24
0,02
Nr. 11 enthält 1,12 Proc. Fe2O3 und schmilzt annähernd bei Kegel 35, Nr. 12
enthält 0,93 Proc. Fe2O3, ist schwerer schmelzbar als Kegel 35 der Seger'schen Scala.
Der Schmelzpunkt des Thones 13 liegt höher als Kegel 35, der des Thones 14 zwischen
33 und 34.
Die Feuerfestigkeit der Thone 15 und 16 entspricht derjenigen von Kegel 33.
Zur Herstellung hoch feuerfester Chamottewaaren erscheinen die eben beschriebenen
Thone in hohem Maasse geeignet. Ihr Schmelzpunkt liegt theilweise höher als der vom
Zettlitzer Kaolin; die Neigung zum Verziehen beim Trocknen und Brennen ist sehr
gering.
Die aus FI-Thon und F-Schiefer angefertigten Steingutmassen von der Formel:
50
Thonsubstanz
45
Quarz
5
Feldspath
brannten bei Kegel 10 rein weiss und trugen die Glasur
0,25 K2O0,25 Na2O0,25 CaO0,25 BaO
0,1 Al2O3 + 2,6 SiO2 0,4 B2O3,
bei Silberschmelzhitze aufgebrannt, haarrissefrei.
Gleichfalls zwischen mächtigen Sandsteinbänken der Kreideformation eingelagert liegen
die Thone von Korbel-Lhotta etwa 4 km südlich von
Briesen. Diese Thonablagerung ist bisher in einer Mächtigkeit von 5 m und 1,25 km im
Streichen aufgeschlossen. Die Thonlager von Gross-Oppatowitz und von Pamietitz gehören
derselben Formation an.
Die grauen Korbel-Lhotta-Thone RI und RII sind sehr hart und treten in dichten Massen
auf, von muscheliger Structur. Die Thone von Oppatowitz und Pamietitz fühlen sich
etwas sandiger an, enthalten jedoch Körner von merklicher Grösse nicht.
Die chemische Untersuchung hatte folgendes Ergebniss:
Korbel-Lhotta
15.OH-Thonvon
Gröss-Oppatowitz
16.PG-ThonvonPamietitz
13.RI-Thon
14.RII-Thon
KieselsäureTitansäureThonerdeEisenoxydCalciumoxydMagnesiumoxydKaliGlühverlust
47,58– 37,36 0,76 0,44 0,40 0,21 13,62
46,82– 37,54 1,17 0,57 0,21 0,50 13,79
47,60 0,59 35,84 1,67 0,10 0,39 1,14 13,06
50,86– 33,25 0,72 0,21 0,72 1,86 12,44
100,37
100,60
100,39
100,06
Die rationelle Analyse:
ThonsubstanzQuarzFeldspath
99,58 0,29 0,13
99,33– 0,67
92,82 0,68 6,50
87,38 11,88 0,74
100,00
100,00
100,00
100,00
Die Analyse eines Mergels aus Heiligenstadt-Eichsfeld
(Grube des Herrn C. Lins) ergab nach Dr. Fr. Kayssner folgendes Resultat:
CaO
54,97
Proc.
Al2O3
0,62
„
Fe2O3
0,08
„
SO3
0,24
„
SiO2 und Sand
0,55
„
Der Gehalt an kohlensaurem Kalk berechnet sich zu 97,8 Proc. (Sprechsaal, 1890 S. 389.)
Das reinweisse und staubfreie Marmormehl von Heinzel und
Schwab's Mahlwerke in Lieb an, Schlesien, enthält nach Dr. Bischof 99,4 Proc. CaCO3. (Sprechsaal, 1890 S. 389.)
C. Thiel gibt im Sprechsaal, 1891 S. 103, die Analyse des
Thones einer mächtigen Lagerstätte zwischen
Eilenburg und Thorgau, Provinz Sachsen. Der bei 100° C. getrocknete
Thon enthält 53,4 Proc. SiO2, 2,86 Proc. Fe2O3, 32,5 Proc.
Al2O3, 0,7 Proc.
CaO und 10,22 Proc. chemisch gebundenes Wasser.
Ueber den Eisenberg-Hettenleidelheimer Thon berichtet
P. Gaudin in der Thonindustrie-Zeitung, Jahrg. 14 S. 562. Dieser hoch feuerfeste Thon, der
auch unter dem gebräuchlicheren Namen „Grünstädter Thon“ bekannt ist, zeigt
eine für seine Verwendung für Glashäfen besonders wichtige Eigenschaft, nämlich die,
seine höchste Schwindung schon bei 980° C. zu erreichen.
Der Eisenberger Stückquarz besteht nach einer Analyse
von Prof. Khien aus
SiO2
99,444
Fe2O3
0,446
Al2O3
0,040
CaO
0,040
MgO
Spuren
SO3
0,028
Die Kaschka-Mehrener Thone von J. G. Venus-Meissen aus
zwei neuen Schächten gehören zu den hoch feuerfesten. Nach einer Analyse von Fresenius enthält der Thon aus dem
„Glückaufschacht“ 50,1 Proc. SiO2, 33,1
Proc. Al2O3, 1,2
Proc. Eisenoxyd und der aus der „Fundgrube“ 73,7 Proc. SiO2, 17,7 Proc. Thonerde, 0,64 Proc. Eisenoxyd.
Nach Seger besteht der
Steingutthon von den Römerschachten bei Löthhain nach dem Schlämmen
aus:
SiO2
79,6
Al2O3
13,5
Fe2O3
0,56
CaO
–
MgO
0,32
K2O
0,43
H2O und org. Substanz
5,40
Die rationelle Analyse ergab:
Thonsubstanz
35,40
Feldspath
1,76
Quarz
62,84
Das Material eignet sich wegen seines geringen Eisengehaltes und hohen Quarzgehaltes
trotz seiner geringen Plasticität sehr gut zur Steingutfabrikation. Auf dem aus
diesem Thon bei Kegel 3 gebrannten Scherben hält die Barytglasur
\left. {{0,5\ \mbox{Na}_2\mbox{O}\atop{0,5\ \mbox{BaO}\ \ }}
\right\}0,1\left\mbox{Al}_2\mbox{O}_3,\ {{2,7\ \mbox{SiO}_2}\atop{0,5\
\mbox{BO}_3}}
ohne abzuspringen. Verf. gibt noch eine Berechnung der
Massenverhältnisse zur Herstellung feldspathreicherer Massen. (Thonindustrie-Zeitung, Bd. 15 S. 359.)
Rühle'scher rother Meissner Thon. Die Analyse des bei
120° C. getrockneten Materials, von Director Dr. Heinecke mitgetheilt, führte zu folgendem Resultate:
Rationelle Analyse:
72,39
Proc.
Thonsubstanz
17,48
„
Quarz
10,13
„
Feldspath
––––––––––
100,00
Proc.
Chemische Analyse:
55,80
Proc.
Kieselsäure
0,10
„
Titansäure
19,71
„
Thonerde
10,27
„
Eisenoxyd
0,48
„
Kalkerde
2,17
„
Bittererde
6,81
„
Alkalien
4,40
„
Glühverlust
––––––––––
99,74
Proc.
Bei niederer Temperatur (Gold- bis Silberschmelzhitze) brennt sich der Thon mit schön
rother Farbe, bei höherer Temperatur (Kegel 10) frittet er zu einer blasigen,
schwarzen Masse.
Der Kachelthon von Mühlenbeck enthält nach H. Seger 35,7 bezieh. 38,2 Proc. kohlensauren Kalk, 41
bis 42 Proc. SiO2 und 9 bis 10 Proc. Al2O3. Er enthält
demnach noch mehr kohlensauren Kalk als der vorzügliche Mühlenbecker Thon und zeigt
auch ein noch geringeres Schwinden als letzterer.
Ueber die Zusammensetzung von Thonen aus Oberbriz in
Böhmen berichtet A. Heinecke in der Thonindustrie-Zeitung, Jahrg. 15 S. 1. Die als
plastischer Thon bezeichnete Marke ist dunkelgrau, im Bruche muschelig. Die Farbe
des Schieferthons ist etwas heller, der Bruch schieferartig. Die chemische Analyse
ergab:
Plastischer Thon
Schieferthon
SiO2
50,7
47,5
Al2O3
30,2
36,4
Fe2O3
0,47
1,52
CaO
Spuren
–
MgO
0,59
–
Alkalien
1,89
1,21
Glühverlust
16,4
13,65
––––––
––––––
100,15
100,18
SiO2 ungebunden
13,23
4,52
Die rationelle Analyse ergab:
Thonsubstanz
81,3
94,3
Quarz
13,2
4,5
Feldspath
5,5
1,1
Die Feuerfestigkeit des plastischen Thons liegt zwischen den Kegeln 32 und 33, die
des Schieferthons zwischen 34 und 35.
Der Oberjahnaer Steingutthon und sein Verhalten beim
Schlämmen von Dr. H. Hecht. Dieser Thon zeigt
bei der Schlämmanalyse Eigenthümlichkeiten, die sich zunächst in der auffallenden
Uebereinstimmung der Zusammensetzung des Schlämmthons und des Rohmaterials
ergeben:
Rohton
Schlämmthon(54 Proc. vom Rohthon)
Thonsubstanz
30,5
Proc.
37,5
Proc.
Quarz
66,6
„
59,6
„
Feldspath
2,8
„
2,9
„
Der Rückstand (46 Proc.) enthält demnach noch 22 bis 24 Proc. fester, schiefriger
Thonsubstanz und brennt bei hohem Steingutfeuer (Kegel 10 nach Seger) rein weiss.
Der abgeschlämmte Thon ist trotz seines hohen Quarzgehaltes (fast 60 Proc.)
hinreichend bildsam, um auf der Drehscheibe verarbeitet werden zu können. Im Schöne'schen Apparat wurde derselbe weiter zerlegt; er
enthält 80 Proc. Bestandtheile bis zu 0,01 mm Korngrösse, die gemeiniglich als
„Thonsubstanz“ bezeichnet werden. Im vorliegenden Falle enthält dieselbe
noch immer ganz bedeutende Mengen Quarz und besteht aus
45,5
Proc.
Thonsubstanz (im chem. Sinne, d.h. Al2O3, 2SiO2, 2H2O)
52,1
„
Quarz
2,4
„
Feldspath
–––––––––––
100,0
Proc.
Trotz ihrer Bildsamkeit besteht die Thonsubstanz in diesem Falle zu 50 Proc. aus
Quarz. (Vgl. die Arbeit von Vogt diese Referate weiter
unten.)
Diesem Thone aus den Rühle'schen Gruben Kölln-Meissen
stellt Hecht ein anderes Material gegenüber, das durch
den von der Natur eingeschlämmten Sand und Feldspath die Eigenschaften eines
bildsamen Thones ganz eingebüsst hat.
Die Zusammensetzung der beiden bis zu 0,01 mm Korngrösse abgeschlämmten Massen ist
folgende:
Rühle'scher
Thon
Thonschluff
45,50
Proc.
Thonsubstanz
59,02
Proc.
Thonsubstanz
52,08
„
Quarz
20,37
„
Quarz
2,42
„
Feldspath
20,61
„
Feldspath
––––––––––
––––––––––
100,00
Proc.
100,00
Proc.
Fast übereinstimmend ist das Ergebniss der mechanischen Analyse:
Rühle'scher
Thon
Thonschluff
80,50
Proc.
81,20
Proc.
bis
zu
0,01
mm
Korngrösse
5,10
„
2,60
„
von
0,01
bis
0,02
„
„
5,80
„
2,00
„
„
0,02
„
0,03
„
„
4,10
„
5,60
„
„
0,03
„
0,04
„
„
1,90
„
3,60
„
„
0,04
„
0,05
„
„
2,60
„
5,20
„
„
0,05
„
0,20
„
„
–
„
0,40
„
über
0,20
„
„
––––––––––––
––––––––––––
100,00
Proc.
100,60
Proc.
Beide Materialien enthalten 80 Proc. feinsten Korns und das des Thonschluffs enthält
noch mehr eigentliche Thonsubstanz (Al2O3, 2SiO2, 2H2O). Trotzdem liess sich dieses Material im
Gegensatze zum Rühle'schen Thon kaum bearbeiten.
Die Schwindung beider Thone ergibt sich aus folgender Tabelle:
Rühle'scherSchlämmthon
Thonschluff
Vom lederharten bis zum luft- trockenen
Zustande
6,42
Proc.
1,84
Proc.
Bis Silberschmelzhitze
7,08
„
1,30
„
Bis Goldschmelzhitze
7,60
„
2,42
„
Bis zum Schmelzpunkt von Kegel 5 nach Seger
8,40
„
14,00
„
Bis zum Schmelzpunkt von Kegel 8 nach Seger
6,83
„
16,00
„
Bis zum Schmelzpunkt von Kegel 13 bis 14 nach Seger
6,83
„
16,00
„
Der Schluff ist bei dem Schmelzpunkte Kegel 8 schon gesintert, der Schlämmthon
porös.
Die mit dem Seger'schen ApparateThonindustrie-Zeitung, Jahrg. 5 Nr. 1 bis
3. ausgeführten Porositätsbestimmungen ergaben folgende
Resultate:
Rühle'scher
Thon(geschlämmt wie oben)Porenraum inVolum-Procenten
ThonschluffPorenraum
inVolum-Procenten
Bei Silberschmelz- hitze
28,00
29,41
30,50
45,91
45,34
45,64
Bei Goldschmelz- hitze
29,06
30,34
29,18
45,29
45,72
45,22
Bei dem Schmelz- punkt von Kegel 5
27,27
25,13
26,58
17,20
15,92
17,53
Bei dem Schmelz- punkt von Kegel 8
28,53
27,88
27,00
0,71
1,77
–
Bei dem Schmelz- punkt v. Kegel 13 bis
14
28,46
28,74
27,84
völlig gesintert, theilsblasig
aufgetrieben.
Im Rühle'schen Thone ist der Porenraum 29 Vol.-Proc., im
Schluff 46 Vol.-Proc. Die Grösse des Porenraumes nimmt also in diesem Falle mit dem
Wachsen der Bildsamkeit ab, wie diese mit der Schwindung wächst. (Thonindustrie-Zeitung, Jahrg. 15 S. 33.)
Ueber die Dichtigkeit der reinen Kaoline und feuerfesten
Thone und ihre Beziehung zur Plasticität von Dr. H.
Hecht.Thonindustrie-Zeitung, Jahrg. 15 S. 293 und
316. Verf. bespricht in der Einleitung die zerstörenden
Einflüsse, welchen feuerfeste Materialien bei hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Je
weniger dicht ein Stein, je höher die Temperatur, desto mehr Alkalisalze kann
derselbe aufnehmen, die ihrerseits wieder aus der Flugasche aus Glashäfen, aus
verdampfendem Kochsalz u.s.w. stammen können.
Die Anwesenheit freier Kieselsäure erleichtert bedeutend das Aufschliessen der
Thonsubstanz durch Alkalien und die Zerstörung feuerfester Steine bei Anwesenheit
von Quarz wird noch dadurch erleichtert, dass dieser einen anderen
Ausdehnungscoefficienten besitzt, als die thonigen Körper.
Den Einfluss der Aschensalze auf Chamotte lässt folgender Versuch deutlich
erkennen:
In einem mit Fichtenholz befeuerten Ofen wurde ein mittelmässig feuerfester Stein
(Schmelzpunkt: Kegel 33) so aufgestellt, dass derselbe direct mit dem Feuer in
Berührung kam. Der Stein enthielt 32 Proc. Quarz in gröberen Körnern. Nach zehn
Bränden zu 24 Stunden (mit einer Maximaltemperatur Kegel 5 etwa 1250° C.) war der
Stein mit einer dünnen Glasurhaut überzogen, die 4,34 Proc. Alkalien enthielt,
während die Durchschnittsanalyse des ursprünglichen Materials 0,96 Proc. K2O(Na2O) ergeben
hatte.
Oberste 1 mm starkeSchicht des
Steines
Kern des Steines
69,43
Proc.
73,88
Proc.
SiO2
23,95
„
22,25
„
Al2O3
1,20
„
1,10
„
F2O3
1,08
„
0,98
„
CaO
0,18
„
0,31
„
MgO
4,34
„
0,96
„
Alkalien (über- wiegend K2O)
Spuren
–
„
SO3
–––––––––––––
–––––––––––
100,18
Proc.
99,48
Proc.
Dem Eindringen der Alkalien wurde durch die lockere Beschaffenheit der Bruchflächen
noch wesentlich Vorschub geleistet, ebenso durch die Anwesenheit freier Kieselsäure.
Anders verhält sich die Thonsubstanz im Feuer, sie schwindet und verdichtet sich
gleichzeitig. Zum Studium dieser Erscheinungen hat Verf. eine Anzahl von Materialien
gesammelt, die chemisch fast nur aus reiner Thonsubstanz bestehen; aber in Bezug auf Festigkeit, Bildsamkeit u.s.w.
sich wesentlich anders verhalten. Folgende Tabelle gibt die chemischen Analysen
wieder:
Textabbildung Bd. 284, S. 213
China Clay D (geschlämmt);
Muhlheimer Thon; Zettlitzer Kaolin (geschlämmt); Gelber rheinischer Thon;
Plastischer Thon L.; Grunstadter Kaolin von Schiffer und Kircher (geschlämmt);
Geschlämmter Kaolin von VB.; Thon von Vallender; Briesener Thon AI.; Thon von
Lettowitz; Briesener Thon FI.; Briesener schwarzer Thonschiefer F Schl;
Rakonitzer Thonschiefer; China Clay A (geschlämmt); Rationelle Analyse;
Thonsubstanz; Quarz; Feldspath; Chemische Analyse; Kieselsäure; Titansäure;
Thonerde; Eisenoxyd; Calciumoxyd; Magnesiumoxyd; Alkalien (Kali vorherrschend);
Glühverlust
1) Der China Clay D (geschlämmt). Derselbe sieht kaolinartig weiss
aus; er ist frei von fühlbaren unverwitterten Bestandtheilen. Mit Wasser angemacht,
bildet er einen sehr unplastischen kurzen Brei.
2) Der Mühlheimer Thon ist von dunkler, schieferartiger Farbe. Er
ist frei von fühlbaren, unverwitterten Körnern. Gepulvert hat er eine graubraune
Farbe; der Bruch ist muschelig und dicht. Mit Wasser bildet er einen sehr fetten
bildsamen Brei. (Vgl. Bischoff, Die feuerfesten Thone,
S. 54.)
3) Der Zettlitzer Kaolin (geschlämmt) ist von weissgelblichem
Aussehen, frei von fühlbaren Sandkörnern, sehr kurz und wenig plastisch. (Vgl. Bischoff, Die feuerfesten Thone, S. 48 und ff.)
4) Der gelbe rheinische Thon ist von grauschwarzem Aussehen
und verhält sich ähnlich wie der Mühlheimer Thon; er ist sehr plastisch und
dicht.
5) Thon L. Der unter dieser Marke von einer Privatfabrik zur
Untersuchung eingesandte Thon ist auf dem Bruche fettig glänzend und von
dunkelmausgrauer Farbe. Er ist plastischer als der Zettlitzer Kaolin.
6) Grünstädter Kaolin von der Firma Schiffer und Kircher. Dieser geschlämmte, besonders gut ausgelesene Kaolin
ist seit mehreren Jahren für die Anfertigung der Seger'schen Schmelzkegel an der Versuchsanstalt bei der königl.
Porzellan-Manufactur in Anwendung. Er ist von weisser Farbe und etwas bildsamer als
der Zettlitzer Kaolin.
7) Geschlämmter Kaolin V. B. Dieser Kaolin ist von weisser Farbe
und wenig plastisch. Er enthält bemerkenswerth wenig Eisenoxyd und Flussmittel und
ist ausserordentlich feuerfest.
8) Thon von Vallendar. Derselbe ist von graugelblichem Aussehen,
dicht und ausserordentlich plastisch. Die in ihm enthaltenen Quarzkörner knirschen
nicht beim Zerreiben des Thones im Achatmörser. Er fühlt sich fettig an zwischen den
Fingern und ist sehr bindend.
9) Briesener Thon AI. Dieser Thon von der Firma Gessner, Pohl und Co. in Briesen (Mähren) ist von
ausserordentlicher Gleichartigkeit und wird im Antonschachte in mächtigen Schollen
gebrochen; er ist hellgrau, auf dem Bruche dunkler, dicht und sehr feinkörnig. In
Wasser erweicht er in Pulverform leicht; er bildet einen ziemlich plastischen
Brei.
10) Lettowitzer Thon. Derselbe ist dem vorigen mehr verwandt und
entstammt dem gleichen Bezirke. Er ist etwas dunkler gefärbt und plastischer als der
Thon aus dem Antonschachte.
11) Briesener Thon FI. Dieser Thon stammt aus dem
Ferdinandschachte und gehört zu demselben Thonvorkommen wie Nr. 9. Er erweicht
schwer im Wasser, ist sehr dicht und von bedeutender Plasticität. Er ist ein wenig
heller gefärbt als Thon AI und kommt in gleich grossen ausserordentlich
gleichmässigen derben Schollen vor.
12) Thonschiefer FSchl. Dieser schwarzblaue Thonschiefer bildet
das Hängende des Ferdinandschachtes in Briesen. Er zerfällt, in derben Stücken mit
hinreichend Wasser versetzt, bis in die kleinsten Theilchen zu einem fetten Brei von
grosser Plasticität.
13) Rakonitzer Thonschiefer. Derselbe ist von blauschwarzer Farbe,
dunkler als das vorige Material. In Wasser erweicht derselbe nicht ohne mechanische
Hilfsmittel; er ist etwas weniger plastisch als der vorhergehende Thon.
14) China Clay A (geschlämmt). Derselbe ist von weisser Farbe und
sehr kurz; in Wasser erweicht er zu einem wenig plastischen Brei.
Zur Bestimmung der Schwindung der Thone wurden dieselben durch ein 900-Maschensieb
geschlagen und die knetbaren Materialien zu Steinchen von 6 : 3 : 1,5 cm Grösse
geformt.
Die aus den Brennversuchen berechnete mittlere Dichtigkeit und Schwindung ergibt sich
aus folgender Zusammenstellung:
Tempe-ratur
Dichtigkeit
Schwindung
Nr. 1
Nr. 2
Nr. 3
Nr. 4
Nr. 1
Nr. 2
Nr. 3
Nr. 4
roh
–
–
–
–
2,75
10,6
6,4
9,7
Ag
48,7
33,5
26,3
33,0
4,2
13,9
8,2
14,3
2–3
45,5
4,2
39,1
7,2
7,3
21,3
3,7
21,9
7–8
38,1
2,5
36,1
5,2
11,2
21,8
14,2
22,0
12
28,6
2,4
27,8
4,4
13,9
21,3
16,7
21,7
18
7,6
ge-sintert
3,0
–
19,3
unver-ändert
20,2
–
Tempe-ratur
Dichtigkeit
Schwindung
Nr. 5
Nr. 6
Nr. 7
Nr. 8
Nr. 5
Nr. 6
Nr. 7
Nr. 8
roh
–
–
–
–
5,1
5,2
4,6
5,3
Ag
43,9
48,8
44,0
32,2
7,7
6,5
9,5
10,7
2–3
26,7
28,8
37,9
1,3
15,0
12,7
13,5
8,7
7–8
14,3
16,2
32,6
0,8
17,9
15,6
14,7
9,2
12
4,4
3,6
26,4
0,6
20,1
18,0
22,0
8,7
18
ge-sintert
–
3,9
–
19,7
19,4
22,7
15,1
Temp-eratur
Dichtigkeit
Schwindung
Nr. 9
Nr. 10
Nr. 11
Nr. 12
Nr. 13
Nr. 14
Nr. 9
Nr. 10
Nr. 11
Nr. 12
Nr. 13
Nr. 14
roh
–
–
–
–
–
–
5,2
4,4
3,6
3,7
4,0
2,6
Ag
37,0
41,4
34,8
45,7
39,2
49,2
8,4
7,5
6,4
8,5
10,6
5,1
2–3
30,6
31,0
22,2
33,7
30,1
46,8
11,9
13,0
12,6
13,5
14,0
6,5
7–8
24,8
29,1
22,2
34,6
22,1
40,5
14,0
14,0
12,8
14,5
17,3
11,6
12
19,3
13,4
15,5
24,8
20,2
35,6
15,9
17,2
15,1
17,4
18,1
14,0
18
1,4
5,0
0,7
1,3
19,8
7,3
19,7
18,8
18,2
19,7
19,0
21,1
Die Temperaturen wurden bei Silberschmelzhitze, bei den Kegeln 2 bis 3, 7 bis 8,
ferner 12 und 18 gemessen. Die Schwindung wurde mittels eines mit Nonius versehenen
Millimeterstabes bestimmt und in Procenten ausgedrückt. Unter Dichtigkeit ist hier
das von 100 Volumeinheiten der Steine aufgenommene Volum Wasser (in der gleichen
Einheit ausgedrückt) zu verstehen. Dieselbe wurde bestimmt durch Kochen der
gewogenen Proben unter Alkohol und nachher unter destillirtem Wasser, so lange, bis
der Geruch nach Alkohol verschwunden war; die unter Wasser erkalteten Steinchen
wurden nach oberflächlicher Abtrocknung gewogen und das Volumen derselben in einem
im Original beschriebenen Apparate bestimmt.
Beim Trocknen an der Luft verzogen sich der Mühlheimer und der gelbe rheinische Thon
sehr stark; etwas verzogen sich der Zettlitzer Kaolin und der Vallendarer Thon; die
übrigen Thone blieben gut erhalten in der Form, besonders die beiden China Clays,
der Briesener Thon, der Rakowitzer Thon und der Kaolin VB. (Nr. 7).
Der Zettlitzer Kaolin und der Vallendarer Thon zeigen bei dem Schmelzpunkte von Kegel
2 bis 3 eine geringe Abnahme der Schwindung. Sie sind
gegen ihre Länge bei Silberschmelzhitze um 5 bezieh. 2 Proc. gewachsen, eine
Erscheinung, die bei allen sechs Messungen beobachtet wurde und deren Ursache
unaufgeklärt ist.
Verf. berechnet schliesslich noch die Dichtigkeit der bei 150° C. getrockneten
Steinchen, die sich direct nicht bestimmen liess.
Interessant ist das Verhalten einiger Thone, z.B. des Vallendarer Thones; derselbe
schmilzt erst bei Kegel 33. ist aber bei Kegel 2 bis 3 schon zu einer
porzellanartigen Masse gesintert.
Bedeutung können die Bestimmungen des Dichterwerdens der Steine erlangen bei der
Erzeugung feuerfester Materialien, denn – wie oben angedeutet wurde – ist ein
Stein chemischen Einflüssen gegenüber um so unempfindlicher, je früher er dicht
wird.
Nachdem G. Vogt festgestellt hatte, dass die in China
verwendeten Mineralien in beträchtlicher Menge Glimmer enthaltenVgl. 1890 277 41., versuchte er ein dem chinesischen gleichkommendes Porzellan
herzustellen. Die in der kaiserl. Manufactur King-te-Asching übliche Porzellanmasse
besteht aus:
Kaolin
23,4
Proc.
Glimmer
23,4
„
Natronfeldspath
25,0
„
Quarz
28,2
„
Die neue Porzellanmasse zu Sèvres, ein bei niedriger Temperatur garbrennendes, echtes
Hartporzellan (Porcellaine nouvelle), besteht aus:
Kaolin
35,6
Proc.
Natron- und Kalifeldspath
38,0
„
Quarz
26,4
„
Eine Mischung aus 20 Th. Kaolin, 45 Th. Glimmer und 40 Th. Quarz gab ein
steingutartiges Geschirr.
Befriedigende Resultate wurden dagegen erhalten aus 25 Th. reinem Kaolin, 25 Th.
Glimmer, 25 Th. Orthoklas und 20 Th. Quarz.
Eine Masse mit 17 Proc. Glimmer aus:
Kaolin mit 20 Proc. Glimmer
35
Th.
Felsart von Montebros mit 23 Proc. Glimmer
57
„
Orthoklas
20
„
ergab ein schönes, völlig weisses und transparentes Porzellan,
welches bei 1450° C. gar wurde. (Bull. de la Soc.
Chim.)
Ueber das Verhalten verschiedener Mineralien beim
Schlämmen berichtet G. Vogt (Comptes rendus, 1890 S. 1199). Die Mineralien, Quarz
von Limousin, Norweger Feldspath, Kaliglimmer, wurden fein zerrieben und jedes für
sich in schwach ammoniakalischem Wasser vertheilt. Nach 24 Stunden war von allen
Mineralien noch so viel im Wasser suspendirt, dass die Schlämmproben vollständig
opak erschienen. Selbst nach 9 Tagen hatte sich keines der Mineralien vollständig
abgesetzt. 1 l Wasser enthielt nach dieser Zeit noch 0,4 g Feldspath, 0,15 g Glimmer
und 0,1 g Quarz in Suspension. Durch Zusatz von verdünnter Säure konnten die
Mineralien gefällt werden. Sie ballen sich alsdann flockig zusammen und lassen sich
von der Flüssigkeit trennen.
Ein sehr reiner Kaolin in derselben Weise behandelt, ergab ein Schlämmwasser, welches
nach 9 Tagen in 1 l 0,56 g Thonsubstanz enthielt. Man ersieht aus diesen Versuchen
(was übrigens schon bekannt ist), dass durch Schlämmen die Thonsubstanz nicht von
beigemengten Mineraltheilchen getrennt werden kann.
Der Alkaligehalt geschlämmter Kaoline im durch Schwefelsäure löslichen Theile ist auf
beigemengten Glimmer zurückzuführen, während das Alkali, welches in dem unlöslichen
Theil noch zurückbleibt, jedenfalls aus dem mitgeschlämmten Feldspath stammt. Für
erstere Annahme spricht auch das Aussehen der Schlämmflüssigkeiten.
Häufig wird im Wasser aufgeschlämmte Thonsubstanz durch Zusatz von Kalk, Eisen- oder
Thonerdesalzen gefällt. A. R. Leeds glaubt aus seinen
Versuchen schliessen zu dürfen, dass im reinen Kaolin ein Theil des Hydratwassers
durch Digestion mit Kalkwasser durch Calciumoxyd ersetzt werden kann. Harte Wässer
werden gewöhnlich schnell klar; weiche Wässer dagegen bleiben lange trüb. Sind
dieselben gleichzeitig gefärbt, so setzt man am besten Thonerdesalze zu; das durch
Umsetzung gebildete Thonerdehydrat reisst Torfsubstanzen nieder. Eisensalze dagegen
sind nicht zu verwenden, da sie zur Bildung noch dunklerer Farben Veranlassung
geben. (Journ. Amer. Chem. Soc.)
A. Gowalewski in Brunn schätzt den Gehalt von Thon, Lehm, Letten an Thonsubstanz in folgender Weise: 5 g
Thon werden in einem Messcylinder von 200 cc mit 100 cc Wasser übergössen, worauf
man 1 bis 2 Tropfen einer 0,2procentigen Methylviolettlösung zusetzt. Man füllt mit
Wasser bis zur Marke 200, schüttelt kräftig durch und lässt 10 bis 12 Stunden
stehen.
Nach dieser Zeit wird der Beobachter drei Schichten bemerken:
Die unterste fast farblose Schicht, meist blassgrau gefärbt, ist Grobsand; darüber
lagert sich eine mausgraue Schicht von Feinsand. Der Rest, intensiv blaugrün
gefärbt, ist die Thonmasse. Je mehr von dieser Schicht, desto werthvoller ist der
Thon.
Durch vergleichende Prüfung mehrerer Thonsorten neben einander wird man bald
abschätzen können, welche von ihnen die beste ist.
Bestimmung der Trockensubstanz in breiartigen
Massematerialien von H. Stein (Sprechsaal, 1891 S. 281). Beschreibung einer bequemen
Methode, das Herzog'sche Verfahren der
Trockensubstanzbestimmung auszuführen. Eine mit Wasser gefüllte Probeflasche von 200
cc (v g) wird mit Schrot in einer anderen Flasche
austarirt und letztere als Gewicht aufbewahrt. Füllt man die Probeflasche mit
Thonbrei (b) an; so hat
man zum Gewichte der Schrotflasche noch so viel zuzulegen, als die Differenz der
Gewichte von 200 cc Thonbrei und Wasser beträgt (b–v). Kennt man das specifische Gewicht s des im Brei befindlichen Thones, so kann man nach der
Formel
\frac{s}{s-1}\,(b-v)=T
das Gewicht der Trockensubstanz in 200 cc Brei erfahren, das
sich leicht auf Procente umrechnen lässt. Die Abhandlung enthält eine Reihe von
Tabellen, auf deren Wiedergabe wir verzichten müssen.
H. Liedtke untersuchte die Eigenschaften der Thone bei Nass- und Trockenpressung, und stellte dabei
fest, dass nicht alle Thone lufttrocken fehlerfrei geformt werden können, sondern
dass stets ein geeigneter Wassergehalt der Thone nothwendig ist. Ein geringer
Wassergehalt (4 bis 6 Proc.) gibt festere Steine. Bis zu einem gewissen Grade
erreicht man mit einer geringeren Druckstärke bei doppelter Zeitdauer denselben
Nutzeffect wie mit der doppelten Druckstärke bei der halben Zeitdauer. Thone, die
schon beim Nassformen zum Blähen neigen, sollten mittels Trockenpresse nicht
verarbeitet werden.
Bei Nass- und Trockenformung desselben Thones hat sich Folgendes ergeben:
1) Durch die Trockenpressung wird die Schwindung auf ein Minimum beschränkt und die
Porosität der lufttrockenen Steine auf mindestens ⅔ gegenüber den nassgepressten
herabgedrückt.
2) Das Volumgewicht der lufttrockenen Steine desselben Thones, weich und steif
verformt, differirt nicht viel, steigt dagegen bei den trocken gepressten um
ein Beträchtliches.
3) Die Druckfestigkeitswerthe der trocken gepressten Steine übersteigen auch im
lufttrockenen Zustande diejenigen der nass verformten.
Der Brennmaterialverbrauch bei trocken gepressten Steinen ist höher als bei nass
verformten, bedingt durch die grössere Menge des benöthigten Rohmaterials. Das
geringe Anmachwasser der durch Trockenpressung erzeugten Steine, unter sonst
gleichen Verhältnissen, gebraucht fast ebenso viel Zeit zum Verdampfen, wie die
drei- bis vierfache Menge der nass verformten Steine. (Töpfer- und Ziegler-Zeitung, 1891 S. 359, 377.)
Temperaturbestimmung.
Ueber die Messung hoher Temperaturen in der keramischen
Industrie hielt Prof. Seger in der
diesjährigen Versammlung des Vereins feuerfester Producte einen Vortrag zur
Beantwortung zahlreicher Anfragen, welche von Seiten vieler Industriellen an den
Redner gerichtet wurden.
Die Angabe der hohen, in der keramischen Industrie angewendeten Temperaturen in
Graden Celsius oder Reaumur ist deshalb unmöglich, weil wir kein Mittel kennen, dieselben mit
unumstösslicher Sicherheit zu bestimmen.
Die für niedrige Temperaturen gebräuchlichen Metallthermometer, bestehend aus zwei
heterogenen; durch Nieten verbundenen
Metallstücken, deren Krümmung beim Erwärmen auf eine Scala übertragen werden kann,
leiden an dem Uebelstande, dass dieselben bei öfterem Gebrauche dauernd deformirt
und damit unbrauchbar werden. Steigert man die Temperatur über Rothglut, so versagen
alle sogleich.
Gasthermometer, welche auf der Ausdehnung permanenter Gase durch die Temperatur
beruhen, haben auch zwei Uebelstande: 1) sind die Gefässe, namentlich Platingefässe,
bei hoher Temperatur nicht vollkommen dicht, 2) muss die Ausdehnung derselben in
Rechnung gezogen werden und gerade diese ist in höheren Temperaturen unregelmässig
und unbestimmbar.
Alle Zweige der Physik wurden zu Versuchen herangezogen. Die Tonhöhe einer Pfeife
hängt ab von der Dichte der Luft; da diese eine Function der Temperatur darstellt,
so liesse sich durch Anblasen einer Pfeife mit heisser Ofenluft die Temperatur
derselben bestimmen. Auch dieser Versuch musste wegen der damit verbundenen
Schwierigkeiten fallen gelassen werden.
Mit dem elektrischen Pyrometer von Siemens hat Redner in
früheren Jahren vielfach Versuche angestellt. In niedrigeren Temperaturen liess sich
damit ganz gut arbeiten, über Silberschmelzhitze jedoch wurden die Differenzen so
gross, dass man das Vertrauen zu dem Apparate verlor.
Verhältnissmässig die besten Resultate geben noch diejenigen Verfahrungsweisen,
welche auf dem Schmelzen von Metallen und Gläsern beruhen. Der Schmelzpunkt der Metalle ist, die
Reinheit derselben vorausgesetzt, ein ganz bestimmter und unabänderlicher. Leider
besitzen wir aber unter den Metallen nicht Stoffe, welche eine Temperaturmessung auf
diese Weise bis zu hoher Temperatur hinauf zulassen. Ausserdem bieten die Metalle
durch ihre Oxydirbarkeit vielfach eine Schwierigkeit dar. Man kann derartige
Messungen ohne einen grossen Apparat, aber nur mit den Edelmetallen, Silber; Gold, Platin, ausführen. Mit Gold-Silber-Legirungen geht
die Sache sehr schön, sie kann aber selbstverständlich nur einen geringen
Temperaturunterschied, der etwa 125° C. beträgt, umfassen. Mit Platin-Gold- oder
Platin-Silber-Legirungen lassen sich Temperaturbestimmungen schon schwieriger
ausführen, denn die an Platin reicheren Legirungen haben keinen so scharf bestimmten
Schmelzpunkt, als für derartige Temperaturmessungen nothwendig ist. Sie lassen
nämlich eine goldreichere bezieh. silberreichere Legirung ausfliessen und es bleibt
eine schwammartige Platinlegirung längere Zeit stehen, welche ganz allmählich
niedergeht. Man kann mit derartigen Legirungen nur arbeiten, wenn deren Gehalt an
Platin ein geringer ist, wenn er unter 15 Proc. beträgt. Die Zahl der Pyrometer,
welche nach diesen Grundsätzen construirt worden sind, ist gleichfalls sehr gross,
und es sind dabei die verschiedensten Metalle benutzt worden: Zinn, Blei, Zink,
Cadmium, Aluminium, Bronzen aller Art, Messing, Kupfer, Silber, Gold, Platin. Mit
den unedlen Metallen kann man nur die niederen Temperaturgrade bestimmen, die unter
der Glühhitze liegen; die höheren Grade ergeben die edlen Metalle bis zu etwa 1150°
hinauf. Für noch höhere Temperaturgrade muss man dann glasurartige Körper
benutzen.
Das Pyrometer von Mesuré und Nouel (vgl. 1889 272 361) eignet sich für schärfere Messungen schon
deshalb nicht, weil das Erkennen der verschiedenen Färbungen bei verschiedenen Augen
sehr verschieden ist und da die Drehungswinkel bei sehr auffallend verschiedener
Temperatur so nahe an einander liegen, ein genaues Einstellen aber so schwierig ist,
dass man damit nicht wesentlich schärfer die Färbungen erkennen kann, als bei
einiger Uebung mit freiem Auge schon geschieht.
Die in Sèvres versuchte Methode, Wasser in Kupferröhren durch den Ofen zu leiten und
dessen Erwärmung zu bestimmen, ist von der Leitungsfähigkeit der Rohrwände abhängig
und diese wird durch Ansetzen von Russ u.s.w. beeinflusst.
Messungen der Temperatur mit Hilfe eines Calorimeters sind deshalb nicht ganz
zuverlässig, weil man die specifische Wärme von Eisen, Platin u.s.w. in höheren
Temperaturen nicht kennt, diese aber jedenfalls eine andere ist als bei niedriger
Temperatur.
Wie zweifelhafter Natur die Messungen bei höheren Temperaturen sind, ersieht man
bereits aus den verschiedenen Angaben über die Schmelzpunkte von Metallen. Beim
Silber schwanken die Angaben bereits von 954 bis 1000° C. Beim Gold finden wir
Differenzen von 100° C.; beim Platin sind sie noch viel grösser, hier schwanken die
Angaben zwischen 1775 und 2500° C., also um 725° C.
Seger kommt sodann auf die von Bischof angegebene Feuerfestigkeitsscala durch Normalthone zu sprechen und
schliesslich auf die von Redner selbst aufgestellte Scala der Pyroskope (vgl. 1889
272 466), bei welcher der Schmelzpunkt des Kegels Nr.
1 zu 1150° C. und der des Kegels Nr. 20 zu 1700° C. angenommen wurde, Angaben,
welche Redner jedoch nur einem Drucke der Industrie folgend und mit Widerwillen
gemacht hat, da man durchaus nicht diese Temperatur mit Sicherheit feststellen kann;
das Gleiche gilt von der Annahme, dass die Schmelzpunkte aller Kegel gleich weit von
einander abstehen.
Für die allerhöchsten Temperaturen wagte Seger
allerdings nicht, ein gleiches System in Vorschlag zu bringen, da dann alle
Anhaltspunkte fehlen würden. Wenn man sich daran gewöhnt habe, werde man mit der
Kegelnummer ganz gut auskommen und nicht nöthig haben, die Grade Celsius
beizusetzen, die man doch nicht controliren könne.
Mit dem Pyrometer von Mesuré und Nouel hat H. Hecht Temperaturbestimmungen ausgeführt, um dasselbe
auf seine Verwendbarkeit zu prüfen (Thonindustrie-Zeitung, Jahrg. 14 S. 575). Bei Silberschmelzhitze kann man
mit demselben ganz gut ein langsames Steigen und Fallen der Temperatur von Rothglut
an bestimmen. Bei höheren Temperaturen, z.B. in keramischen Oefen, wird die
Bestimmung der Temperatur mit dem neuen Pyrometer durch die Lichtwirkung der Flamme,
sowie durch den Umstand erschwert, dass grosse Temperaturschwankungen durch geringe
Gradablesungen zum Ausdruck gelangen. (Vgl. Seger
weiter oben.)
Ein eigenthümliches Pyrometer wurde von H. Gebhardt in Schopf heim construirt. Ein mit
Schmelzmasse gefüllter Tiegel wird in den Ofen eingesetzt. In dem Maasse als die
Masse schmilzt, sinkt ein in dieselbe eingesetzter Thonstab ein, welche Bewegung auf
ein Zeigerwerk ausserhalb der Ofendecke übertragen wird.
Wir sind der Ansicht, dass Seger's Pyroskope für den
vorliegenden Zweck viel besser taugen.
Literatur.
Die Farben zur Decoration des Steinguts, der Fayence und
Majolika von C. G. Swoboda, Wien, Pest, Prag
Hartleben's Verlag. Das Werkchen bildet eine kurze Anleitung zur Herstellung von
farbigen Glasuren auf Hartsteingut, Fayence und auf ordinärem Steingut, ferner zur
Bereitung der Farbflüsse, Farbkörper, Unterglasurfarben, Aufglasurfarben,
Steingutscharffeuerfarben, Majolikafarben. In kurzer, übersichtlicher Weise werden
auch die zur Bereitung der Farben nöthigen Rohmaterialien besprochen.
Charles Lauth, der ehemalige Director der National-Porzellan-Manufactur zu Sèvres, hat einen
umfangreichen Bericht über Einzelheiten seiner Verwaltung in dem Buche: „La Manufacture de Sèvres 1879 bis 1887. Mon
administration, notices scientifiques et documents administratifs par Charles Louth, Administrateur honoraire de la
Manufacture de Sèvres“ (Paris, J. B. Baillère et fils 1889) gegeben. Das
Buch enthält eine Reihe von interessanten technischen Abhandlungen über Scharf
feuerblau, Scharffeuerschwarzblau, Unterglasurblau u.s.w., die dem Fachmanne
werthvoll sind, auch zum Theil in die deutsche Fachliteratur Eingang gefunden
haben.
Dr. R. Zsigmondy.