Titel: Wartha, über das Gattiren hydraulischer Kalke.
Autor: Wartha, D.
Fundstelle: 1871, Band 202, Nr. CXX. (S. 527–532)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj202/ar202120

CXX. Ueber das Gattiren hydraulischer Kalke; von Prof. D. Wartha in Ofen.

Bekanntlich verwendet man schon seit langer Zeit zu Bauten in und über der Erde sowie im Wasser, gewöhnlichen Kalkmörtel mit Zusatz von mehr oder weniger Cement. Hr. W. A. Becker hat in seinem Werke: „Praktische Anleitung zur Anwendung der Cemente u.s.w.,“ 3. Ausgabe, Berlin 1869, auf S. 58 eine derartige Mörtelbereitung besprochen und mit praktischen Daten belegt. Hr. Prof. Manger hat sich gleichfalls mit dem Studium des Einflusses beschäftigt, welchen Aetzkalk in verschiedener Form auf Portlandcement ausübt und gelangt unter Anderem zu dem Schlusse, daß das Beimischen von Kalk zu Portlandcement dessen Erhärtung nicht störe, sondern nur verzögere, daß auch ein Anschwellen des Mörtels nicht erfolgt, wenn man den gebrannten Kalk nicht trocken in Pulverform, sondern gelöscht als Weißkalk dem Cement beimengt, d. i. wenn man den gebrannten Kalk zu Kalkwasser oder Kalkmilch anrührt und dasselbe zum Anmachen des Cementes benutzt.

Da ich nun im Besitz eines gerade zu den besprochenen Versuchen tauglichen Materiales war, so nahm ich mit vor, die Einwirkung verschiedener Quantitäten von trockenem Aetzkalk auf hydraulischen Kalk und eventuell auch auf Portlandcement zu versuchen.

Bevor ich zur Besprechung meiner Versuche übergehe, will ich die Zusammensetzung des hydraulischen Kalkes anführen, der mit als Grundlage diente. Der graue klingende Mergel, aus welchem dieser Kalk erbrannt war, kommt bei Lábatlan im Komorner Komitat in Ungarn vor. Das Material wurde einer größeren, gut gemengten Quantität entnommen, scharf gebrannt und analysirt. Die Farbe des Productes war bräunlich-gelb; beim Vermengen mit Wasser ließ sich auch bei vollständig ausgetrocknetem Material kaum eine merkliche Temperaturerhöhung wahrnehmen; das Binden trat innerhalb einer halben bis einer Stunde ein, die Erhärtung erfolgte ganz allmählich im Verlauf einiger Tage (besser |528| in feuchter Luft als wenn der Cement sogleich nach dem Abbinden unter Wasser gesetzt wurde).

Das Product enthielt in 100 Theilen:

In Salzsäure unlöslich:

Kieselsäure (größtentheils als Sand) 8,99
Kalk, Thonerde 1,31
–––––
zusammen 10,30 10,30

In Salzsäure und bei nachheriger Behandlung des Rückstandes mit einer Lösung von kohlensaurem Natron löslich:

Kieselsäure 30,76
Thonerde 7,59
Eisenoxyd 5,50
Manganoxyd 2,39
Kalk 39,06
Magnesia 2,40
Kali 1,22
Natron 0,66
–––––
zusammen 89,58 89,58
Bis zum Schmelzen erhitzt, Glühverlust 0,64 0,64
–––––
zusammen 100,52

Der Gehalt an kohlensaurem Eisenoxydul wurde im rohen Gestein durch Titrirung gefunden.

Gewichtsverlust durch anhaltendes Glühen: 26,29 Proc.; mit verdünnter Salzsäure behandelt hinterließ der Mergel 41,05 Proc. Rückstand.

Ungebrannt enthält demnach der Lábatlaner hydraulische Kalk in 100 Theilen:

51,04 kohlensauren Kalk,
3,61 kohlensaure Magnesia,
1,94 kohlensaures Eisenoxydul,
0,52 kohlensaures Manganoxydul,
1,52 chemisch gebundenes Wasser,
–––––
zusammen 58,69 in verdünnter Salzsäure lösliche Substanz und
41,31 unlösliche.
–––––
100,00

Das im Ringofen erbrannte Material zeigte immer noch 4–5 Proc. Kohlensäure, band aber dessenungeachtet viel besser ab, als wenn die Kohlensäure durch anhaltendes Glühen ganz entfernt wurde; außerdem fanden sich noch geringe Quantitäten von schwefelsaurem Kalk, aus den Pyriten der verwendeten Braunkohle stammend, so wie denn das frische Material mit Salzsäure übergossen merkliche Mengen von Schwefelwasserstoff lieferte.

|529|

Auf Grund der analytischen Resultate muß man diesen Mergel als Zwischenglied zwischen Traß und sehr kalkarmen hydraulischen Kalken betrachten, denn es war vorauszusehen, daß bei so hohem Kieselsäuregehalt ein relativ großer Kalkzusatz möglich seyn wird. Man sollte überhaupt solchem Gestein welches mit weniger als 30 Proc. Kalk (im gebrannten Zustande) nicht mehr als hydraulischer Kalk verwendet werden kann, mehr Aufmerksamkeit widmen, indem, wie aus meinen Versuchen hervorgeht-, durch die gehörige Gattirung ganz vorzügliche Producte hergestellt werden können.

Zu den Gattirungs-Versuchen benutzte ich zwei, in unmittelbarer Nähe der Lábatlaner Brüche vorkommende Kalksteinsorten, einen röthlichen und einen gelblich-weißen mit folgender Zusammensetzung (im gebrannten Zustande):

röthlicher Kalkstein. gelblich-weißer
Kieselsäure 2,44 Kalk 98,67
Thonerde 1,15 in Salzsäure unlöslich 1,33
Eisenoxyd 1,45 ––––––
Kalk 94,66 100,00
Magnesia 0,30
Alkalien Spuren
––––––
100,00

Ich glaubte nun ganz entschieden in dem röthlichen Kalkstein ein ganz vorzügliches Material gefunden zu haben und nahm denselben zuerst vor. Eine Mischung von 100 Thln. Lábatlaner Kalk mit 5 Thln. röthlichem Kalk erwärmte sich mit Wasser gemengt erst nach 20–25 Minuten; nach dem Abbinden und vollständigen Abkühlen in's Wasser gebracht, und erst nach 3–4 stündigem Erhärten in feuchter Luft, hielten dieselben die Einwirkung von Wasser aus. Aber schon bei 7 Proc. Kalkzusatz zerfiel das Stück im Wasser, selbst nach dem vollständigem Erhärten an der Luft. Bei 12–15 Proc. Kalkzusatz trat schon während des Bindens starkes Treiben und Reißen ein, wobei das Stück zu trockenem magerem Pulver zerfiel.

Ich war nun durch dieses Verhalten sehr enttäuscht, weil ich dachte daß das so kieselsäurereiche Grundmaterial gerade von dieser Kalksorte, welche schon an und für sich lösliche Kieselsäure enthielt, größere Quantitäten wird aufnehmen können, und schritt daher mit wenig Hoffnung zu den Versuchen mit der reinen hitzigen Kalksorte. Zu meinem Erstaunen aber fand ich, daß schon mit 5 Thln. CaO-Zusatz ein äußerst günstiges Resultat erzielt wurde, ja daß bei Zusatz von 15 bis 20 Thln. Aetzkalk, obwohl eine so enorme Erwärmung eintrat daß man die Stücke |530| gar nicht berühren konnte, trotzdem kein Stück auch nur den kleinsten Riß zeigte, sondern, nach dem vollständigen Abkühlen in's Wasser gebracht, sich ganz ausgezeichnet verhielt und nun in wenigen Tagen Steinhärte annahm; ja erst bei 30 Thln. Kalkzusatz zeigten sich jene Erscheinungen, die durch Zusatz von nur 10 Thln. röthlichem Kalk hervorgerufen wurden. Mischte man Kalkhydrat bei, so wurde die Erhärtung und Abbindung bedeutend verzögert, aber nicht im Geringsten gestört, wie dieß Prof. Manger schon beim Portlandcement gefunden hat.

Man kann durch successives Mengen dieses kieselsäurereichen Materiales mit Aetzkalk ein Product erzeugen dessen Eigenschaften, wie Raschheit der Bindung, Erhärtung etc. genau regulirt werden können, ohne die Herstellungskosten zu beeinflussen. Die Steine werden im Ringofen gleichzeitig gebrannt, passiren schon im gewünschten Verhältniß die Brechmaschine, werden dann in der Mühle und Siebtrommel gehörig gemengt, und gelangen ohne weitere Manipulationen zur Verpackung.

Ich habe gefunden daß die am meisten gesuchten Eigenschaften, nämlich nicht zu rasches Abbinden, aber trotzdem Widerstand gegen fließendes Wasser, einem Zusatz von 15 Thln. Ca O zu dem oben besprochenen Grundmaterial entsprechen. Dieses Gemenge enthält in Procenten:

Kieselsäure 26,65
Thonerde 6,57
Eisenoxyd 4,77
Manganoxyd 2,07
Kalk 46,66
Magnesia 2,08
Kali 1,06
Natron 0,57
unlösliche Kieselsäure 7,73
in Salzsäure unlösliches
Kalkaluminat

1,29
Glühverlust 0,54
–––––
100,00

und entspricht ungefähr dem Harwich-Cement. (Dr. Michaëlis: „Die hydraulischen Mörtel,“ Berlin 1869, S. 67.)

Die auffallende Erscheinung, daß schon geringe Quantitäten der ersterwähnten röthlichen Kalksorte das kieselsäurereiche Material unbrauchbar machten, kann ich mit durch zwei Umstände erklären, welche gleichzeitig wirken. Der eisenhaltige Kalkstein war todtgebrannt, wobei sich eine Eisenoxydkalk-Verbindung bildete, wie sie Michaëlis 109) beschrieb und |531| welche selbst mit Wasser in Berührung zersetzt wird, so zum Treiben und Reißen des Gemenges Veranlassung gab; andererseits aber löscht sich todtgebrannter Kalk viel langsamer und träger als hitziger reiner Netzkalk, daher die vollständige Wasseraufnahme erst stattfand als der beigemengte Cement schon abgebunden hatte, und nun fiel in Folge der bedeutenden Volumveränderung das Stück auseinander, während der hitzige Kalk sich früher hydratisirend als der Cement abgebunden hat, zu keinen derartigen mißlichen Erscheinungen Veranlassung geben kann. Diese Erklärung findet ihre Stütze in dem Versuch, den kieselsäure- und eisenhaltigen Thon bei möglichst niederer Temperatur zu brennen und dann mit hydraulischem Kalk zu mengen. Es gelang unter diesen Umständen bis 20 Theile Kalk auf 100 Thle. Cement zuzusetzen, ohne daß das frühere Reißen eintrat.

Aus den mitgetheilten Versuchen ersteht man, wie wichtig die Natur und Art des Brennens solcher Kalksteine ist, welche zur Herstellung von Traß-Mörtel oder zum Probiren natürlicher oder künstlicher Puzzolanen verwendet werden sollen.

Mit englischem Portlandcement habe ich nur wenige Versuche angestellt, da mit das nöthige Material fehlte; ich fand aber daß langsam bindender englischer Cement bis 10 Proc. Ca O vertrug, ohne die Probegläschen zu sprengen; durch diesen Zusatz wurde er bedeutend rascher bindend und widerstand früher fließendem Wasser als vorher.

Schließlich theile ich noch einige Versuche mit, welche ich anstellte um zu ermitteln welchen Einfluß geringe Quantitäten festen Natron-Wasserglases auf Kalk-Cementgemenge ausüben. Ich fand nun daß man mit dem Zusatz von Wasserglas sehr vorsichtig seyn muß, und stellte als Maximal-Grenze 2 Thle. Natron-Wasserglas auf 100 Thle. hydraulischen Kalk und 15 Thle. Aetzkalk fest. In diesem Verhältniß gemengt, erhielt man ein vorzügliches Product, welches in kurzer Zeit Kieselsteinhärte erreichte; ging man aber um 1 Proc. höher, so verzögerte sich das Abbinden bedeutend, und ebenso die Erhärtung und der Widerstand gegen fließendes Wasser.

Die procentische Zusammensetzung obiger Mischung ist folgende:

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Kieselsäure 7,45
Thonerde 6,47
Eisenoxyd 4,68
Manganoxyd 2,04
Kalk 45,84
Magnesia 2,05
Kali 1,05
Natron 0,96
unlösliche Kieselsäure 7,60
in Salzsäure unlösliches
Kalkaluminat

1,27
Glühverlust 0,54
Wasser (im Wasserglas) 0,05
––––––
100,00
|530|

A:. a. O., S. 40.

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