Titel: Winkler, über die Theorie der Erhärtung der Portland-Cemente.
Autor: Feichtinger, Georg
Fundstelle: 1865, Band 175, Nr. LI. (S. 208–211)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj175/ar175051

LI. Erwiederung auf Dr. G. Feichtinger's Aufsatz: über Winkler's Theorie der Erhärtung der Portland-Cemente.

Hr. Dr. G. Feichtinger erklärt in seinem Aufsatz im. 2. Decemberheft 1864 dieses Journals (Bd. CLXXIV S. 437), die von mir im Jahr 185643) zum erstenmal ausgesprochene und durch neue Versuche 1858 und 1859 weiter begründete Ansicht über die chemische Konstitution des frischen und erhärteten Portland-Cements für „irrig.“ Er behauptet: „daß auch im Portland-Cement Silicate (was für Silicate?) oder freie Kieselsäure enthalten sind; daß ferner in den Portland-Cementen auch freier Kalk vorhanden ist und seyn muß, und daß die Erhärtung der Portland-Cemente auf demselben chemischen Processe beruht wie die der anderen von Winkler als Roman-Cemente bezeichneten,“ nämlich auf der Verbindung von freiem Kalk mit freier Kieselsäure. Ich muß nun diese Ansicht Feichtinger's für irrig erklären.

Meine Ansicht ist, daß Portland-Cemente basische Silicate sind, welche während des Erhärtens Kalk an das Wasser abgeben. Der Erhärtungsproceß ist ein doppelter: ein physikalischer, als er das Verkitten der getrennten Pulvertheilchen zu einer zusammenhängenden Masse begreift; ein chemischer, als er die chemische Reaction begreift, durch welche die Molecüle, welche die Pulvertheilchen bilden, vorübergehend beweglich werden, wodurch allein die Möglichkeit der Verkittung der getrennten Pulvertheilchen gegeben ist.

Feichtinger stützt seine Ansicht auf zwei Versuche: Einwirkung von Kohlensäure auf in Wasser suspendirtes Portland-Cement und Einwirkung einer concentrirten Lösung von kohlensaurem Ammoniak auf Portland-Cement. In beiden Fällen erhärtet das so behandelte Cement nur auf Zusatz von Kalkydrat. Aus diesen Versuchen schließt Feichtinger auf die Anwesenheit freier Kieselsäure im frischen Portland-Cement, während es auf der Hand liegt, daß die freie Kieselsäure in dem so erhaltenen Gemenge erst durch Zerlegung der Silicate des frischen Cements durch die Kohlensäure, resp. das kohlensaure Ammoniak, entstanden ist. Denn in Wasser suspendirtes Cement erleidet durch Kohlensäure ein ungleiche chemische Veränderung, da es als fester |209| Körper angegriffen wird. Die mechanisch feinsten Theilchen werden schon völlig zerlegt seyn, wenn die gröberen erst an der Oberfläche angegriffen sind. Denn daß Kohlensäure die Kalksilicate völlig zerlegt, ist längst bekannt. Das Resultat der Feichtinger'schen Versuche ist also ein Gemenge, welches besteht aus: 1) kohlensaurem Kalk und neutralen Silicaten, 2) unverändertem Cement im Innern der gröberen Stückchen, 3) sauren Silicaten und freier Kieselerde und Thonerde. Letztere sind, so weit sie sich nicht zu unlöslicher kieselsaurer Thonerde verbinden, durch Natronlauge ausziehbar. Daß die noch unveränderten Cementstückchen nicht mehr erhärten, verhindert der zwischenliegende Schlamm und ihre grobe mechanische Beschaffenheit, sowie die ihre Oberfläche bildenden neutralen und sauren Silicate. Daß aber dieses Gemenge auf Zusatz von Kalkhydrat erhärtet, bewirken die durch die Kohlensäure erst ausgeschiedenen unter 3) genannten Körper.

Diese Versuche beweisen also nichts gegen meine Ansicht vom Erhärtungsproceß der Portland-Cemente, sondern stimmen ganz gut damit überein, und wenn Feichtinger aus ihnen den Schluß zieht, daß frisches Cement freie Kieselsäure enthält, so ist dieser Schluß ganz irrig.

Ich will jetzt noch kurz die Versuche anführen, auf welche ich meine Ansicht gegründet habe. Es wird dann Jedem leicht seyn zu entscheiden, ob Portland-Cement freie Kieselsäure enthalten kann.

1) Portland-Cement mit viel Wasser wiederholt digerirt, gibt noch nach Monaten Kalk an das Wasser ab (polytechn. Journal Bd. CXLII S. 117). Ich nehme an, daß dieses Verhalten auf erst schneller, dann langsamer fortschreitender Zerlegung der basischen Silicate durch das Wasser beruht. Ein Umhülltseyn des freien Kalkes von gesintertem Thon, wie Feichtinger (polytechn. Journal Bd. CLII S. 58 u. 59) annimmt, und daraus resultirendes Verzögern der Lösung des Kalkes ist deßwegen nicht anzunehmen, weil ein Nebeneinanderexistiren von schmelzendem Thon und freiem Kalk ohne gegenseitige Verbindung der Erfahrung widerspricht. Ich nehme demgemäß an, daß sich erst leicht schmelzbare neutrale Silicate bilden, welche beim Schmelzen durch Aufnahme von mehr Kalk in sehr schwer schmelzbare basische Verbindungen übergehen. Die basischen Silicate dürfen nicht geschmolzen werden. Ebenso muß ich die Annahme Feichtinger's für irrig erklären, daß ein für sich leicht schmelzbarer Thon besonders geeignet zur Darstellung von Portland-Cement sey; denn in der Cement-Mischung wird jeder Thon leicht schmelzbar, da er auf's Innigste mit Kalk gemengt wird, und Kalk ja das gewöhnlichste Flußmittel für Thon ist.

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2) Hydraulischer Kalk von Strehlen bei Dresden, in kochendem Wasser vollständig gelöscht und bei stärkster Weißgluth wieder gebrannt, gibt eine im Aussehen und Verhalten zu Wasser einem kalkreichen Portland-Cement gleiche Masse (polytechn. Journal Bd. CXLIX S. 263). Während des Löschens im kochenden Wasser müßte sich alle freie Kieselsäure mit Kalk verbunden haben, und da diese Verbindung in einer Mischung, welche insgesammt 5 Aeq. Kalk auf nur 1 Aeq. Kieselsäure und etwa 1/2 Aeq. Thonerde und Eisenoxyd enthält, durch das Brennen jedenfalls nicht zerlegt wird, so hätte das Product nicht in Wasser erhärten können, wenn das Erhärten auf einer Verbindung von Kalk mit Kieselsäure beruhte.

3) Frisches wie erhärtetes Portland-Cement löst sich in alkoholischer Salzsäure vollständig. Auch die Kieselsäure wird gelöst und bleibt gelöst. Das Gleiche findet statt bei allen auf trockenem Wege dargestellten, in verdünnten Säuren löslichen Silicaten. Kieselsaurer Kalk, aus Wasserglas- und Kalklösung dargestellt, gibt mit alkoholischer Salzsäure ungelöste Kieselsäure als schleimigen Rückstand. Das Gleiche findet statt bei allen auf nassem Wege dargestellten Silicaten (polytechn. Journal Bd. CLIV S. 57). Dieser qualitative Unterschied zwischen erhärtetem Portland-Cement und einem auf nassem Wege entstandenen Kalksilicat spricht durchaus gegen die Gültigkeit der Theorie des Hrn. von Fuchs für den Erhärtungsproceß des Portland-Cements. Da mir die Abhandlung des Hrn. v. Fuchs jetzt nicht zu Gebote steht, so kann ich nicht entscheiden ob er überhaupt Portland-Cement zu seinen Versuchen verwandt hat.

Dieß sind die Versuche, auf welche meine Ansicht über den Erhärtungsproceß des Portland-Cements basirt ist. Ich halte sie eben für genügende Beweise. Aus 3) geht überdieß hervor, daß auch die Silicate des erhärteten Portland-Cements von auf nassem Wege entstandenem Kalksilicat verschieden sind.

Schließlich noch eine kurze Erläuterung über die Function des chemischen Processes überhaupt bei einem sogenannten Erhärtungsproceß. Der gebrannte gemahlene Gyps besteht aus Pulvertheilchen, von denen jedes aus einer unbestimmten Anzahl Molecüle von der chemischen Zusammensetzung n (CaO, SO³ + HO) besteht. Während des Erhärtens des Gypsbreies verwandeln sich diese Molecüle in n (CaO, SO³ + 2HO). Hätten während dieser chemischen Umwandlung die Molecüle ihre gegenseitige Lage innerhalb der Pulvertheilchen unverändert beibehalten, so hätten die Pulvertheilchen nach der chemischen Reaction ebenso lose nebeneinander liegen müssen als vor |211| derselben. Da dieß nicht der Fall ist, da sich die Pulvertheilchen gleichsam verkittet zeigen, so müssen die Molecüle derselben sich umgelagert haben, also vorübergehend beweglich gewesen seyn. Dieses vorübergehende Beweglichmachen der Molecüle halte ich für die Function des chemischen Processes.

August Winkler.

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Die Abhandlung Feichtinger's ist im J. 1858 erschienen; meine erste erschien im J. 1856, also nicht „beinahe zu gleicher“ Zeit, wie Feichtinger schreibt.

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