Titel: Vicat's Bemerkungen über Berthier's Theorie des Mörtels.
Autor: Vicat, Louis-Joseph
Fundstelle: 1823, Band 11, Nr. LVI. (S. 363–373)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj011/ar011056

LVI. Bemerkungen, als Antwort auf den (vorstehenden) Aufsaz des Hrn. Berthier, Ingénieur en chef des Mines, über die Theorie des Mörtels. Von Hrn. Vicat, Ingénieur des Ponts et Chausées.

Aus den Annales de Chimie. Mai 1823. S. 69.

Eine zufällige Verspätung in Erneuerung meines Abonnement auf die Annales de Chimie beraubte mich des Vergnügens, den interessanten Aufsaz des Hrn. Berthier über den fetten Kalk, die hydraulischen Kalke und den Mörtel früher kennen zu lernen.

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Das Detail, bis zu welchem dieser gelehrte Chemiker herabsteigt, der gutmüthige und unpartheische Ton, mit welchem er Meinungen abwiegt, erlauben mir den lebhaften Wunsch, daß er mir bei Besiegung jener Zweifel beistehen möchte, welche noch über eine Theorie walten, die, bei dem gegenwärtigen Zustande unserer Kenntnisse, nicht mehr länger zweifelhaft bleiben darf.

Es sind bereits 5 Jahre, daß ich meine ersten Untersuchungen über diesen Gegenstand bekannt gemacht habe 148) und seit dieser Zeit war ich stets beflissen, dieselben zu erweitern, und die Reihe von Thatsachen zu vergrößern. Ich beeile mich zu erklären, daß sie die Erfahrungen des Hrn. Berthier über das Verhalten der Kieselerde, Thonerde, und des mit Kreide gebrannten Eisen- und Braunstein – Oxides auf das Genaueste bestätigen. Ich habe überdieß schon (bereits in meinem Mémoire. S 5) nach vielfältigen Versuchen bemerkt, daß Eisen und Braunstein bei hydraulischen Kalken nicht durchaus nothwendig sind.

Hr. Berthier schließt seinen Aufsaz mit einigen kritischen Bemerkungen über die Erklärung, welche ich über die Erhärtung der Steinmörtel (bétons) und der Mörtel überhaupt zu geben versuchte. Ich gestehe, daß meine Ideen nicht über allen Einwurf erhaben sind, muß aber auch bekennen, daß Hr. Berthier sich täuschte, wenn er behauptete, daß ich dieselben auf keine Thatsache stüzte. Ich will nur in Kürze an diejenigen Thatsachen erinnern, die sie zu rechtfertigen scheinen, und diesen noch diejenigen neueren Facta anreihen, die ich zeither gesammelt habe:

1tens. Gips hat gar nichts Aezendes; man kann ihn ohne allen Nachtheil mit den Händen bearbeiten; er hängt nur durch Ansezung seiner Theile an den Körpern; auf welche er aufgetragen wird, und äußert auf dieselben gar keine chemische Wirkung.

2tens. Eben dieß gilt auch vom Thone, der sich übrigens physisch vom Gipse dadurch unterscheidet, daß er sich bei seinem |365| Erhärten zusammenzieht, während der Gips während desselben mehr oder minder am Umfange zunimmt.

3tens. Nimmt man diese beiden Stoffe als Bindungs-Mittel (gangue) und sezt denselben. Sand oder feines Gerölle in verschiedenen Mengen zu, so wird der Widerstand (die Festigkeit) dieses Aggregates im Verhältnisse der Menge des ihnen beigemengten Zusazes abnehmen.

4tens. Ein sehr fetter, d.h., sehr reiner Kalk wird dasselbe Resultat geben: gelöschter Kalk (hydrate de chaux) kann, ohne Zusaz, eine mittlere Festigkeit von 3800 erhalten, während diese, nachdem man dem Kalke Sand zugesezt hat, unter den günstigsten Umständen höchstens nur bis auf 2000 steigen kann.

5tens. Ein guter hydraulischer Kalk verhält sich aber ganz anders: wenn man ihn für sich allein gelöscht (als Hydrat), anwendet, und allen Einflüssen der Witterung aussezt, erreicht er eine mittlere Festigkeit von 2000; mengt man ihn aber mit Sand, so kann er, unter denselben Umstände und in dem günstigsten Verhältnisse, eine Festigkeit von 7700 erreichen.

6tens. Ein hydraulischer Kalk, der für sich allein und gelöscht unter frischer Erde angewendet wird, erreicht daselbst eine mittlere Festigkeit von 4000; mit Sand gemengt kann er unter gleichen Umständen und unter den günstigsten Verhältnissen eine Festigkeit von 5300 erreichen.

7tens. Ein fetter Kalk, welcher unmittelbar nach dem Löschen angewendet wird, wo er noch so viel möglich seine ganze Aezkraft besizt, wird mit dem Sande einen Mörtel bilden, der höchstens eine Festigkeit von 1500 zeigen wird. Derselbe Kalk aber wird, wenn er ein Jahr lang unter einem Dache der Luft ausgesezt liegt, und sich nach und nach von selbst löscht, unter gleichen Umständen einen Mörtel liefern, dessen Festigkeit bis 2700 steigt.

8tens. Die so eben unter 4, 5, 6, 7 angeführten Thatsachen haben gleichfalls bei Kalk- und Quarz-Sand Statt.

9tens. Grober Sand bildet mit fettem Kalke einen besseren Mörtel als feiner Sand: lezterer ist bei hydraulischem Kalke besser.

10tens. Die natürliche Puzzolane und der leicht gebrannte |366| Thon verhält sich mit dem fetten Kalke auf eine vollkommen ähnliche Weise.

11tens. Gemenge aus fettem Kalke und Puzzolane erhärten desto schneller unter Wasser, je höher die Temperatur des lezteren ist.

12tens. Das Wasser greift diese Mischungen nie an, wenn sie in gehörigen Verhältnissen bereitet wurden: im entgegengesezten Falle aber beschränkt es sich darauf, den überschüssigen, darin enthaltenen Kalk aufzulösen, und läßt den Sand ganz rein zurük, wenn es sanft über einen gewöhnlichen, aus fettem Kalke bereiteten, Mörtel hinfließt, der ganz frisch in dasselbe versenkt wurde.

13tens. Der Stein- oder Grund-Mörtel aus fettem Kalke und aus einer sehr guten Puzzolane nimmt am Umfange zu, während er erhärtet, wenn er anders sorgfältig angerührt wurde. Diese Vergrößerung des Umfanges zeigt sich öfters durch das Bersten der Gefäße, in welche man den Grundmörtel (béton) geschüttet hat.

14tens. Die Puzzolane wirkt gleich kräftig, sey es, daß man sie in trokenem oder bis zur Sättigung angefeuchteten Pulver anwendet.

15tens. Der durch Eintauchung gelöschte Kalk (wodurch überhaupt die Erhärtung hydraulischer Mörtel durch die absorbirende Kraft desselben beschleunigt wird) führt, wenn man ihn auch mit der trefflichsten Puzzolane mengt, nicht auf jenen Grad von Härte, wenn man nicht vorläufig die Zertheilung durch die gewöhnliche Löschung vervollkommnet hat.

16tens. Hydraulische Puzzolan-Mörtel erhärten langsam. Man bemerkt, daß sie vom zweiten zum dritten Jahre hierin kräftiger fortschreiten, als vom ersten zum zweiten. Durch Analyse derselben erhält man nichts, als eine weit geringere Menge Kohlensäure, als zur Sättigung des Kalkes, den sie enthalten, nothwendig ist.

Mein Nachdenken über diese durch zehnjährige ununterbrochene Erfahrungen erwiesene, Thatsachen leitete mich zu jenem ersten Schlusse, dessen Richtigkeit man nicht bestreiten wird: daß die Kraft, welche den hydraulischen Kalk mit den mit ihm gemengten quarzigen oder talkartigen Theilchen verbindet, größer |367| ist als die Kraft, mit welcher die Theilchen dieses Kalkes selbst unter sich zusammenhängen; und ich gestehe aufrichtig, daß es mir immer unmöglich schien, dieses Phänomen anders als durch die Kraft der chemischen Wahlverwandtschaft zu erklären. Hr. Berthier durchhaut diese Frage und sagt: „Dieses Phänomen darf uns nicht befremden. Sieht man nicht, daß angestrichene Farbe und Firniß an dem Holze, der Leim an den meisten Körpern, das Gold an dem Email etc. mit solcher Stärke anhängt, daß man, mit chemischen Mitteln, dieselbe nicht zu überwältigen vermag? Und ist es nicht offenbar, daß, in allen diesen Fällen, keine chemische Verbindung Statt hat, indem, wenn man die Farbe, den Leim etc. zerstört, und wegnimmt, der Körper, auf welchem sie auflag, nicht die mindeste Veränderung erlitt, daß er sogar, wenn er polirt war; noch seinen ganzen Glanz behielt?“

Ich sagte in meinem Memoire S. 73. „Die Veränderungen (sie mögen worin immer bestehen), welche die Einwirkung des Feuers an den Verhältnissen der mit dem reinen Kalke gemengten Kiesel- und Thonerde hervorzubringen vermag, geben der daraus hervorgehenden Mischung die Fähigkeit, durch Einwirkung des Wassers, chemisch auf die neuen im Zustande des Quarzes sich befindenden kieselartigen Stoffe zu wirken.“

Es ist möglich, daß ich mich anderswo auch des Ausdrukes chemische Verbindung (combinaison) bediente; es kam mir aber dabei niemals in den Sinn zu behaupten, daß das Resultat dieser Verbindung (combinaison) eine Veränderung, ein Angreifen der Politur, oder ein bemerkbares Anfressen der Oberfläche des Quarzes seyn müßte. So deutlich ausgezeichnete Wirkungen sind nicht eine nothwendige Folge der Molecular-Anziehung. Diese kann mit großer Kraft bei unendlich kleinen Abständen so zu sagen oberflächlich wirken, während eine Beiziehung der Poren, Unebenheiten etc. bei Erklärung der angegebenen Phänomene nicht einen Augenblik Stich hält. Ich will mich hierüber noch deutlicher erklären. Es seyen zwei Körper, A und B, nach einer Fläche S, bloß durch rein physische Adhäsion unter einander verbunden; so entsteht diese Adhäsion offenbar nur durch ein Eingreifen der Unebenheiten oder durch ein in einander Schlingen der Fasern etc. Wenn man sich nun denkt, |368| daß jede Unebenheit oder Faser des Körpers A durch einen Porus oder durch eine Faser des Körpers B, als durch eine kleine Kraft, angehalten wird, so wird die gesammte Adhäsion der Summe dieser Kräfte gleich seyn. Nun mögen aber dieser Unebenheiten noch so viele seyn, so ist es offenbar, daß sie auf der Anhängungs-Fläche S nie zahlreich genug seyn können, um der Summe der derselben anliegenden Kräfte, die über einen gleichen Durchschnitt S des Körpers A vertheilt sind, gleich zu werden. Wenn also der Körper A vollkommen homogen ist, und an den Theilen dieses Körpers, die mit B in Berührung stehen, nichts Außerordentliches vorgegangen ist, so muß nothwendig, so bald man diese beiden an einander anliegenden Körper von einander trennen will, die Trennung nach der Fläche der Berührung, und nicht anderswo, erfolgen. Wenn nun aber im Gegentheile bei gleichem Durchschnitte die Trennung in A oder B, und nicht in der Richtung der Berührungs-Fläche erfolgt, so wird man zu dem Schlusse berechtigt seyn, daß eine fremde Kraft dazwischen gekommen seyn muß, oder daß diese an dieser Fläche anliegenden Theile mehr Dichtheit, mehr Festigkeit bekommen haben müssen, als jene der übrigen Masse, und daß sie folglich modificirt worden sind. Welchen Namen soll man nun dieser Modification geben, und welchem Grunde soll man dieselbe zuschreiben? Wenn ich mich täuschte, da ich sie als das Resultat einer Verwandtschaft oder einer starken Molecular-Attraction betrachtete, so wird man gestehen, daß dieses um so verzeihlicher ist, als große Physiker keinen Anstand nahmen jener unbekannten Kraft, welche, nach einiger Zeit, den Widerstand vermehrt, den zwei vollkommen glatte Körper äußern, wenn man sie über einander schieben will, denselben Namen beizulegen: Sie sind also hierin noch weiter gegangen, als ich. Ich wünschte, daß Hr. Berthier diese Gründe würdigen und untersuchen möchte, ob der kleine Streit, der sich zwischen uns hierüber erhoben hat, nicht vielleicht mehr über Worte, als über die Sache selbst geführt wird.

Das angeführte Beispiel von den Firnissen, Leimen, Oelen, ist, wenn man mir erlaubt, nach meiner Ansicht weit entfernt, meine Behauptung zu widerlegen. Es scheint mir, daß wenn das Aufsteigen des Wassers in dem engen Raume zweier |369| an einander liegenden Glastafeln einer Molecular-Attraktion zuzuschreiben ist, man dieselbe Ursache bei dem starken Streben des Leimes und der Oele in die Poren der Körper einzudringen, nicht verkennen kann; sagen, ein Körper ist fett oder klebrig, ist, wie es mir scheint, eben so viel, als wenn man sagt, seine Molekeln werden von anderen Körpern sehr leicht angezogen. Wenn ich also meine Schlüsse wiederhole, so sage ich vom Gipse, vom Thone und von dem gemeinen Kalke, daß diese Substanzen nur wenig oder gar keine Verwandtschaft mit dem Quarze besizen, weil sie mit demselben weniger stark zusammenhängen, als ihre Theile unter sich; und aus einem ganz entgegengesezten Grunde sage ich von einem ausgezeichneten hydraulischen Kalte, daß er sich an dem Quarz in Folge der Wirkung eines chemischen Verbandes anhängt. Wenn man eine Handvoll Gassenkoth oder Thon gegen ein Bret oder einen Stein wirft, so ist es wohl möglich, daß vor oder nach dem Vertroknen desselben man ehe die Theilchen des Koches oder des Thones von einander, als von dem Brette und dem Steine weg, bringt; und dieser Umstand beweiset, ich gestehe es, durchaus nicht für Verwandtschaft; er beweiset aber, daß dadurch das Homogene in dem Koche oder Thone beseitigt wurde, und daß die Wirkung des Schlages darin bestand, daß die der Vereinigungsfläche zunächst gelegenen Theile zusammengedrükt, und dadurch dichter und fester anliegend wurden.

Ich werde noch, überdieß, meinen Proceß verlieren, wenn man es dahin bringt zu beweisen, daß zwei Körper bloß durch ihre Porosität fester unter einander verbunden werden können, als die eigenen Theile dieser Körper im natürlichen Zustande nicht unter einander verbunden sind: da hier alles in dieser Frage physisch ist, so läßt es sich berechnen. Es wird merkwürdig seyn zu sehen, wie man folgende Thatsachen erklären kann, für deren genaue Beobachtung ich bürgen kann.

Ein ein Jahr altes Prisma von Gips zeigte 6120 Widerstand oder Festigkeit. 100 Theile dieses Gipses wurden mit 150 Theilen Sand angerührt, und zeigten unter gleichen Umständen, nur 2401.

Ein Prisma hydraulischen Kalkes, gelöscht, und 14 Monate alt, zeigte 1950 Widerstand. 100 Theile desselben gelöschten |370| Kalkes, mit 150 Theilen desselben Sandes gemengt, zeigten, unter gleichen Umständen, 7009.

Hr. John, dessen Theorie Hrn. Berthier mehr Beifall zu verdienen scheint, als die meinige, hat die Unthätigkeit des fetten Kalkes auf den Quarz durch einen directen Versuch erwiesen; allein, seine Schlüsse in Hinsicht auf Puzzolanen sind eine bloße Induction, und dieser Induction können wir folgende Thatsachen entgegen stellen, welche nur weitere Entwikelungen derjenigen sind, die bereits unter N. 14, 15 und 16 aufgestellt wurden.

1. Wenn man gepülverten Kalk, gepülverten Quarz, und Puzzolan-Pulver von gleichem Korne, und beiläufig von derselben Härte, nimmt, und diese drei Pulver durch mehrere Tage Wasser einsaugen läßt, und dieselben sodann in ähnlichen Verhältnissen mit einer gleichen Menge fetten Kalkes mischt, und diese drei Mischungen auf der Stelle eintaucht, so werden die Grund-Mörtel aus gepülvertem Kalke und Quarze immer weich bleiben, während der aus Puzzolan erhärten wird.

2. Wenn man einem Grund-Mörtel an seiner Oberfläche einen Theil seines Kalkes entzieht, so wird diese augenbliklich einen Theil ihrer Consistenz verlieren; allein nach 5-6 Jahren wird sie sich mit einer leichten Kruste von kohlensaurem Kalke bedeken, deren langsame Bildung dem kohlensauren Gase zuzuschreiben ist, mit welchem alle Wasser mehr oder minder geschwängert sind; und, unter dieser Art von Schild, wird sie Festigkeit gewinnen, und endlich so hart werden, wie die inneren Theile, auf welche die auflösende Kraft des Wassers nicht wirken konnte.

Wenn man diese Phänomene durch die Porosität und durch die absorbirende Kraft der pulverartigen Theile der Puzzolane erklären kann, so wollen wir gern das Verdammungs-Urtheil über das ergehen lassen, was wir über die chemische Wirkung dieser Substanzen geäußert haben.

Hr. Berthier glaubt nicht, daß gebrannter Thon Aehnlichkeit mit Puzzolane habe; er hat aber wenigstens in der Weise, in welcher er auf fetten Kalk wirkt, eine sehr große; und, was die chemische Zusammensezung betrifft, so ist es gewiß, daß, wenn die vulcanischen Gebirgsarten Pottasche enthalten, der |371| Thon, so wie die Natur ihn darbiethet, dieselbe gleichfalls öfters enthält. Ich habe aber in meinem im Institute am 1ten Februar 1819 vorgelesenen „Recherches sur les pouzzolanes artificielles“ durch directe Versuche erwiesen, daß die Gegenwart der Pottasche oder der Soda in dem gebrannten Thone keinen merklichen Einfluß auf die Stärke derselben hat: dieselben alcalischen Oxide können sich also zufällig in den vulcanischen Gebirgsarten finden, ohne daß man schließen kann, daß diese wesentlich von dem kieselsauren Thone verschieden sind.

„Wenn“, sagt Hr. Berthier, „wirklich eine Verbindung zwischen dem Kalte und dem Thone Statt hätte, würden die daraus gebildeten Grund-Mörtel, die in dem Wasser erhärten, nicht ihre Härte allmählich bei Berührung der atmosphärischen Luft verlieren; denn man weiß, daß der römische Mörtel, der nichts anderes als eine ähnliche, auf trokenem Wege erhaltene Verbindung ist, bei Berührung der Luft, so wie unter Wasser, erhärtet.“

Dieser Einwurf ist, wie ich denke, nicht gegründet, indem Verbindungen auf dem nassen Wege nicht durch dieselben Kräfte entstehen, wie Verbindungen auf dem trokenen. Es liegt also in der angeführten Thatsache kein Widerspruch. Uebrigens wird Niemand läugnen, daß die Luft ein Körper ist, welcher gewisse chemische Verbindungen zerstören kann 149) .

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Ohne diese Betrachtungen noch weiter zu verfolgen, wollen wir nur noch eine Thatsache anführen: man nehme 100 Theile Kiesel-Hydrat, welche man durch natürliches Vertroknen einer Kiesel-Gallerte erhielt, und menge sie mit ungefähr 50 Theilen gelöschten fetten Kalk zu einem etwas festen Teige, und versenke dieses Gemenge alsogleich. In weniger als zwölf Stunden wird sich Erhärtung zeigen, und die Verbindung offenbar seyn. Hier kann man zu keiner Porosität Zuflucht nehmen; die Erhärtung wird solang dauern, als die Einsenkung und wenn dieses Gemenge einen oder zwei Monate lang der Luft ausgesezt blieb, so wird es matt und zerreiblich. Eben dasselbe geschieht auf eine beinahe ähnliche Weise, wenn man die Kieselerde noch als Gallerte anwendet, jedoch etwas dichter als sie unmittelbar nach dem Waschen ist.

Je tiefer man in diesen Gegenstand eindringt, desto unwahrscheinlicher wird die Theorie der Unebenheiten und der Einsaugung. Wenn ein Ziegel, heiß wie er aus dem Ofen kommt, sich, wo er eingetaucht wird, in einer Viertel-Stunde vollkommen tränkt: wie viel Zeit wird man den beinahe unmerklichen Theilchen der Puzzolane hiezu anweisen können, die in Kalkbrei versenkt werden? Sie haben Zeit genug sich hundertmal zu tränken, ehe man mit der gehörigen Genauigkeit die Mischung der Ingredienzen vollenden kann. Was können sie also noch weiteres thun, wenn man dieses Gemenge noch ganz in teigartigem Zustande versenkt, aus welchem sie bereits kein Atom Wasser mehr einzusaugen vermögen; und wie kann dieses teigartige Gemenge sich immerfort während drei auf einander folgender Jahre erhärten?

Hr. Berthier fragt, warum der rohe Thon, der überhaupt mehr zu Verbindungen geneigt ist, als der gebrannte, nicht dieselben Wirkungen hervorbringt? Ich habe mir sehr oft dieselbe Frage gestellt, ohne sie beantworten zu können. Niemand kann diese Schwierigkeiten besser lösen, als Hr. Berthier, wenn er diese Mühe übernehmen wollte: wir würden ihm dann die Erklärung einer nicht minder merkwürdigen Erscheinung, als diejenige ist, die er uns an der Wirksamkeit der |373| Thonerde, des Eisen-Oxides etc., wenn diese Körper der Kiesel-Erde bei Bereitung künstlicher Kalke zugesezt wird, kennen lehrte, zu verdanken haben.

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Sie befinden sich in diesem Journal Bd. 4. S. 230. u. f. D.

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Ich habe beobachtet, daß die der Luft ausgesezten Grundmörtel desto schneller und kräftiger zerstört werden, je mehr der, als Puzzolane angewendete, Thon rein ist. Diese Zerstörung wird auf eine höchst merkwürdige Weise durch Eisen-Oxid gemäßigt, und dieß ist vielleicht die Ursache, warum sie in Hinsicht auf den römischen Kitt und den Boulogner Kitt wenig merkbar ist. Ich habe ferner noch bemerkt, daß der Grundmörtel, der aus hydraulischem Kalke und aus Sand gebildet und nur der trokenen Luft ausgesezt ist, in einem Jahre nach seiner Einsenkung so zerreiblich wird, wie Mörtel aus fettem Kalke, während eben dieser Mörtel, nachdem er auf dieselbe Weise ein Jahr lang unter frischer und leichter Erde lag, keine Spur einer Veränderung zeigte. A. d. O.

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