Titel: Zur Kenntniss des Cementes.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1878, Band 230 (S. 141–148)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj230/ar230041

Zur Kenntniſs des Cementes.

(Schluſs von S. 75 dieses Bandes.)

Der Einfluſs des Wassers auf den Cement. Auf der Generalversammlung wurde auch der Einfluſs der Temperatur des Wassers und der Luft auf die Erhärtung des Cementmörtels erörtert. Es wurde hervorgehoben, daſs der Cement allgemein im Sommer rascher bindet als bei niederer Temperatur, daſs er aber im letzteren Falle fester wird; Frost unmittelbar nach der Verarbeitung hindert dagegen die Erhärtung wesentlich. Schumann hat gefunden, daſs die Festigkeit der Cementproben in Amöneburg von April an allgemein abnahm, während der Junihitze am niedrigsten wurde und nun bis zum Herbst wieder stieg. Weitere Versuche zeigten, daſs die Probekörper im Sommer, wenn sie einen Tag an der Luft liegen, stark austrocknen und dadurch an Festigkeit verlieren. Wird dieses Austrocknen durch Bedecken mit einem feuchten Tuche verhütet, so erreicht man bei Sommerhitze dieselbe Festigkeit, als bei kühler Temperatur. Die Temperatur des Wassers, in welchem der Cement erhärtet, hat, zwischen 5 und 22° wenigstens, keinen Einfluſs auf die Festigkeit.

Hieraus erklärt sich die Nothwendigkeit frische Cementarbeiten in der ersten Zeit feucht zu halten.

Bezüglich der Beschaffenheit des Wassers auf die Festigkeit theilt Michaelis folgende Tabelle mit:

Cement Sand Auf 100 Trockensubstanz Alter Zug-
festigkeit
1 3 12 Brunnenwasser 7 Tage
28
8,25
11,23
1 3 12 destillirtes Wasser 7
28
7,74
10,87
1 3 10 Brunnenwasser 7
28
7,44
10,25
1 3 10 destillirtes Wasser 7
28
6,71
9,45
|142|

Hartes Wasser gab also eine groſsere Festigkeit; – nur Schade, daſs nicht angegeben wird, welcher Art diese Härte des Wassers war, ob kohlensaurer Kalk oder Gyps, oder ob auch Chloride und Nitrate vorhanden waren.

Ueber die Festigkeitssteigerung des Portlandcementes bei steigendem Kalkgehalt. L. Erdmenger (Thonindustriezeitung, 1878 S. 176. 185. 193) zeigte bereits früher (1874 211 13. 214 40. 1875 216 69), daſs mit steigendem Kalkgehalt die Festigkeit des Cementes zunimmt. Es waren die damaligen Versuche mit reinem Cement gemacht worden und mittels des alten Prufungsverfahrens, des Brechens von rechtwinklig prismatischen Probekörpern. Um aber die Ergebnisse dieser alten Methode mit der jetzt üblichen in Uebereinstimmung zu bringen, hat er statt die Formel angewendet. Von den mitgetheilten neuen Versuchsreihen möge hier nur folgende Tabelle Platz finden:


Verhältniſs der Saurebestand-
theile zum Kalk.
Festigkeit der Proben aus 1 Cement zu 3 Sand
nach 28 Tagen
Durchschnitt Maximum Minimum
k k k
1,68 7,3 10,0 5,8
1,83 13,5 19,0 8,5
1,95 14,4 21,0 11,8
2,02 19,8 23,7 15,5
2,11 26,0 28,3 19,1

Auch diese neuesten Versuche bestätigen, daſs, vollkommenste Fabrikation vorausgesetzt, für möglichst hohe Werthigkeit des Cementes das Verhältniſs der Saurebestandtheile zum Kalk am günstigsten nahe bei 2,0 liegt.

Zur Prüfung des Cementes. L. Erdmenger zeigt in der Thonindustriezeitung, 1878 S. 147, 158 und 167, daſs die Absaugproben, sobald sie zugleich noch mit dem Spatel geschlagen werden, bis sie die Dichte der Normalproben haben, fester sind als diese. Werden umgekehrt die Normalproben nur so weit eingedrückt, daſs sie gleiche Dichte mit den Absaugproben haben, so stehen sie doch fast stets, oft erheblich, noch an Festigkeit hinter den Absaugproben zurück. Erst bei weiterer Verdichtung durch Schlagen erreicht ihre Festigkeit die der weniger dichten Absaugproben allmälig, und bei noch weiterem Einschlagen und Dichten wird die Festigkeit der Absaugproben überschritten. Dies gilt für den für die Normalproben normirten geringen Wasserzusatz von 10 Wasser auf 100 G.-Th. Trockensubstanz. Wird aber gar dieselbe Wassermenge, welche zum Anmachen der Absaugproben zugegeben wird, auch auf undurchlässiger Unterlage genommen |143| und gleiche Dichte mit den Absaugproben hergestellt, so ist gleichwohl trotz dieser gleichen Dichte die Festigkeit viel geringer. Sobald also die Proben nach dem Normal verfahren erheblich über die Dichte der Absaugproben hinaus eingeschlagen werden, stehen sie in der Festigkeit meist höher, oft aber auch nur gleich, zuweilen auch sogar dann noch darunter. Die Festigkeit wird nicht allein durch gröſseres Dichten, sondern auch schon dadurch ganz erheblich gesteigert, daſs die Proben bald nach dem Anmachen nur möglichst wenig Wasser enthalten. Zur Erläuterung dieser Ausführungen möge noch nachfolgende Festigkeitstabelle beigefügt werden.





Art der
Formung
a b b1 c d e f
Auf undurchlässiger
Grundlage eingeschla-
gen wie beim Normen-
verfahren
Normenverfahren Wie b, nur etwas zu
wenig dicht einge-
schlagen
Absaugen auf gut sau-
gender Gypsplatte mit
Rutteln
Wie a eingeschlagen,
aber nur bis zur
Dichte
von c
Absaugen ohne Rutteln
auf gut saugender
Gypsplatte
Eingeschlagen auf
undurchlassiger Grundlage
bis zur Dichte der
Absaugprobe e
Wasser auf
1000g
Trocken-
substanz

83,3

100

100

150

83,3

150

150g
7 Tags-
festigkeit
18,5 16,0 13,8 13,9 13,7 11,0 8k,4
auf 1qc
Gewicht der
Trocken-
substanz
einer Acht

155,3

154,5

149,4

147,0

146,7

146,0

146g

Zur Erhärtungstheorie des Portlandcementes. Kommt nach L. Erdmenger (Thonindustriezeitung, 1878 S. 231) Cement mit Wasser in Berührung, so wird der nur in so hohen Hitzegraden leicht aufgenommene und bei gewöhnlicher Temperatur nur unter einer gewissen Spannung und viel loser in so reichlicher Menge festgehaltene Kalk von dem Wasser theilweise wahrscheinlich zu Hydrat umgewandelt, in das Innere der Masse sodann abgelagert und verfilzt, nach Michaëlis' Ausdruck, so die ganze Mörtelsubstanz. Zu je festerer chemischer Verbindung, zu je gröſserer Dichte die Cementmasse erbrannt ist und je gleichmäſsiger sie fällt, desto gleichmäſsiger, im Allgemeinen desto langsamer und so den Zusammenhang des Mörtels mehr und mehr nur festigend, weniger zugleich zerstörend bezieh. lockernd wirkend, geht die Kalkentziehung, Hydratisirung und Ablagerung vor sich. Je |144| schneller durch Wasser zerlegbar, desto reichlicher kann die Kalkhydratabscheidung eintreten und dann oft dem noch nicht genügend erstarkten Zusammenhalt des Ganzen gefährlich werden, zuweilen bis zu dem Grade, daſs Treiben, Zerklüften auftritt. Selbst bei nur normaler und sogar geringerer Kalkhydratausscheidung, wie z.B. bei thonreichen Cementen, kann bei vollkommenster Rohmischung, aber ungenügendem Dichtbrennen – durch zu viel oder zu wenig Hitze – Treiben bezieh. Zerklüften auftreten, weil dann der Cement oft ein so schwacher ist, daſs er selbst den Gegendruck einer geringeren Kalkhydratausscheidung, im frischen Zustande wenigstens, noch nicht überwinden kann. Dieses im Anfange oft zu rasche bezieh. zu reichliche Kalkausscheiden führt indeſs oft nur eine anfängliche Schwächung herbei, die, einmal überwunden, bei sonst vorzüglichem Cemente, später oft wieder ein rasches Vorschreiten ermöglicht, zuweilen sogar bis zu dem Grade, als wenn eine Schwächung erst gar nicht stattgefunden hätte. Während Michaëlis den Kalk für die Wirkung des Treibens nur bei ungewöhnlicher Wärmeentwicklung verantwortlich macht, hat nach Erdmenger jeder Cement an sich auch unter gewöhnlichen Verhältnissen neben seiner Erhärtungsfähigkeit auch ein gewisses Bestreben zum Treiben, welches sich in den meisten Fällen beim Lagern mehr und mehr verliert; jedoch können nicht selten gewisse Umstände dieses Bestreben nachtheiliger zum Ausdruck bringen und so ein Zurückdrücken der Festigkeit herbeiführen.

Diese Doppelarbeit des Kalkhydrates, bezieh. der sich aufschlieſsenden Cementsubstanz, die Ausscheidung mit Dehnungsbestreben und die nachherige Festigkeitserhöhung durch Verfilzung und Schlieſsung der Poren gibt zugleich Aufschluſs über die zuweilen eintretenden Festigkeitsschwankungen des erhärtenden Portlandcementes. Ein stark erhärtender, aber noch ziemlich frischer Cement gab z.B., nach der Normenprüfung aus dem Wasser untersucht, nach einer Woche 18,5 und nach 4 Wochen nur 15k,7 Festigkeit, nach weiterem Liegen von einer Woche an der Luft aber sogar 40k,8. Hier war also von der ersten bis zur vierten Woche so viel Cementsubstanz aufgeschlossen, bezieh. so viel Kalkhydrat ausgeschieden, daſs sie beim Liegen im Wasser nicht einmal so verarbeitet werden konnte, um die Monatsfestigkeit wenigstens auf gleicher Stufe mit der Wochenfestigkeit zu halten; sobald die Probe aber trocken gelegt wurde, trat dieser bereits aufgeschlossene, aber nur ungenügend zur Wirksamkeit gelangte Antheil in Thätigkeit und bewirkte die Nachhärtung.

Die Adhäsion von Cementmörtel zum Mauerwerk. Auf der mehrfach erwähnten Generalversammlung der Cementfabrikanten machte Bernoully darauf aufmerksam, daſs Cement nicht nur auf Druck in Anspruch genommen werde, sondern auch nicht selten, z.B. bei Hochbehältern, |145| beim Verputz von Wandflächen, auf seine Adhäsion zum Mauerwerk. Nach von ihm ausgeführten Versuchen beträgt die directe Adhäsion des Cementes zur Steinfläche noch nicht 1 Proc. der Druckfestigkeit und kaum 10 Proc. der Zugfestigkeit. Uebrigens ist es bemerkenswerth, daſs die Kittfestigkeiten verschiedener Mörtel unter einander keineswegs immer in demselben Verhältnisse steht wie deren Zugfestigkeit. Nach den bisherigen Versuchen scheinen sich namentlich die an Kieselsäure und Eisen reichen Cemente durch verhältniſsmäſsig groſse Kittfestigkeit auszuzeichnen.

Zunahme der Bindekraft des Cementes bei guter Lagerung. Nach dem Vortrage von Schumann gewinnt der Portlandcement bei guter Lagerung an Bindekraft, weil er feiner wird, volumbeständiger und langsamer abbindend. Die Thatsache aber, daſs langsam bindende Cemente gröſsere Festigkeitszahlen liefern als rascher bindende, erklärt sich leicht durch die Vorgänge, welche bei der Erhärtung des Cementes stattfinden. Es laufen dabei zwei Processe, nämlich ein mechanischer und ein chemischer, neben einander her. Der mechanische Proceſs besteht darin, daſs sich nach dem Anmachen des Mörtels die Partikel auf einander ablagern, wodurch der Mörtel eine gewisse Dichte erlangt. Diese Dichte wird um so gröſser ausfallen, je mehr Zeit man für die Ablagerung gewährt. Mit dem Momente, wo der parallel laufende chemische Proceſs so weit vorgeschritten ist, daſs der Cement erstarrt, d.h. daſs der Mörtel als „abgebunden“ zu betrachten ist, hört die Wirkung des mechanischen Processes auf und von da an bleibt der chemische Proceſs allein in weiterer Wirksamkeit.

Ist nun ein Cement rasch bindend, so wird der mechanische Proceſs durch den chemischen Proceſs früher unterbrochen, und es haben die Theilchen nicht die nöthige Zeit, um sich eben so dicht auf einander zu lagern, als sie bei langsam bindendem Cement dies thun würden. Wenn daher bei dem langsam und dem rascher bindenden Cement der gleiche chemische Proceſs wirkt, so wird bei den näher an einander gelagerten Theilchen des langsamer bindenden Cementes die Verkittung eine innigere sein, als bei den weiter aus einander liegenden Theilchen des rascher bindenden Materials. – Im gleichen Sinne spricht sich L. Erdmenger in der Thonindusiriezeitung, 1878 S. 222 aus.

Ueber die Versendung des Cementes in Säcken macht R. Dyckerhoff die Mittheilung, daſs er voriges Jahr über 200000 Säcke verschickt habe. Der Versandt in Säcken sei für Producenten und Consumenten vortheilhaft; dementsprechend werde auch in England für fast alle groſsen Bauten, auch für Regierungsbauten, der Cement nur noch in Säcken bezogen.

Dyckerhoff und Sohne stellen den Preis, wie dies auch beim Tonnenversandt geschieht, einschlieſslich der Verpackung. Sie rechnen den gleichen Preis sowohl für 1 Tonne von 180k Brutto und 170k Netto, als auch für 3 Säcke |146| von 180k Brutto, jedoch 178k Netto; der billigere Preis von 3 neuen Säcken gegenüber einer guten Tonne gestattet dieses Mehrquantum von 8k Cement zum gleichen Preis zu liefern, so daſs hieraus schon für den Consumenten ein Vortheil von nahezu 5 Proc. erwächst. Die leeren Säcke, welche neu jetzt mit 45 bis 52 Pf. das Stück je nach Qualität bezahlt werden, nehmen sie zu 30 Pf. das Stück wieder zurück und machen die Rücksendung zur Bedingung; die niedrigen Transportkosten für die Rücksendung sind kaum anzuschlagen. Die Preisdifferenz zwischen dem bei der Calculation in Anrechnung gebrachten Neuwerth und den 30 Pf., welche sie jedesmal wieder bezahlen, deckt die Abnutzung der Säcke bis zum vollständigen Verbrauch, sowie die Reparaturkosten. Während sie also 3 Säcke zu 30 Pf. mit 90 Pf. zurücknehmen, hat eine gebrauchte Tonne durchschnittlich keinen höheren Werth als 50 Pf., weil häufig noch ansehnliche Rückfracht darauf kommt; der Consument erspart sonach hierdurch weitere 40 Pf., oder abermals 4 bis 5 Proc. Die Transportkosten für das 5mal schwerere Gewicht der Tonne sind namentlich beim Bahntransport des Cementes auf weite Entfernungen ebenfalls in Betracht zu ziehen. Gröſsere Säcke als von 60k sind nicht empfehlenswerth, weil ihre Handhabung zu schwer und die Gefahr des Zerplatzens gröſser wird.

In Norddeutschland will man im Allgemeinen noch nichts von der Versendung des Cementes in Säcken wissen.

Ueber den Einfluſs, welchen der Grad der Zerkleinerung auf die Eigenschaften des Cementes hat (vgl. 1877 224 188) berichtet Delbrück. Derselbe bestätigt, daſs der staubfeine Cement hauptsächlich wirksam ist bei der Erhärtung mit Sandzusätzen. Es ist nun klar, daſs man die Absiebung viel vortheilhafter betreiben kann, wenn man seine Mahlgänge theilt und mit dem einen Theile verschrotet und absiebt, dasjenige, was nicht durch das Sieb geht auf anderem Wege feinmahlt und wieder hinzumischt, so daſs immer das Gröbere wieder auf die Mahlgänge kommt und das Feinere abgesiebt wird. Man erspart dadurch an Maschinenkraft, die Abnutzung der Steine wird eine geringere, die Erhitzung des Mahlgutes nicht so groſs, als wenn man von vorn herein möglichst fein mahlt. Entsprechende Versuche ergaben aber, daſs, wenn das ganze geschrotene Mahlproduct durch ein 600-Maschen-Sieb ging, und das ganze fein gemahlene Mahlproduct gleichfalls durch ein 600-Maschen-Sieb, so gab das Siebfeine, welches auf diese beiden Arten gewonnen war, ein ganz verschiedenes Resultat, wenn man nun dieses Siebfeine auf dem 900-Maschen-Siebe absiebte; d.h. das Siebfeine des 600-Maschen-Siebes von dem Feingemahlenen gab einen viel geringeren Rückstand auf dem 900-Maschen-Siebe, als das Siebfeine des Grobgemahlenen, gewissermaſsen nur Geschrotenen. Wenn man beide Sorten auf dem 2500-Maschen-Sieb absiebte, war der Unterschied noch gröſser. Es beweist dies also klar, daſs, wenn man auch das Sieb von 600 Maschen einschaltete, doch die Art der Mahlung noch immer eine groſse Rolle spielte. Beispielsweise gab der Cement, der grob geschrotet und durch das 600-Maschen-Sieb hindurchgegangen war, nachher auf dem 900-Maschen-Siebe einen Rückstand von 18 Proc. und der feingemahlene Cement, der durch das 600-Maschen-Sieb gefallen war, gab, auf dem 900-Maschen-Sieb nachgesiebt, nur einen |147| Rückstand von 10 Proc. Die feinere Mahlung bringt also eine viel feinere Zertrümmerung der feineren Theile hervor. Wer aber hohe Festigkeit mit Sandzusätzen haben will, muſs auf feine Mahlung sehen. Bei Verwendung von reinem Cement ist jedoch eine solch feine Mahlung nicht erforderlich.

Heintzel hebt hervor, daſs feiner Cement auch ohne Sand dieselbe Festigkeit zeige als grober; nur müsse dafür gesorgt werden, daſs die Proben dieselbe Dichte erhalten als jene.

Ueber Zerkleinerungsapparate. Schiffner hebt hervor, daſs bei der Construction und Anwendung von Zerkleinerungsmaschinen immer zu beachten ist, daſs ein Zerkleinerungsapparat nie ein Universalapparat für Zerkleinerung beliebiger Materialien sein kann, sondern daſs die physikalische Beschaffenheit der letzteren stets berücksichtigt werden muſs, und daſs wenigstens in den meisten Fällen die Construction einer Maschine, welche die Zerkleinerung gleich bis zur Vollendung ausführen soll, als unrichtig angesehen werden muſs und immer dem Proceſs der feinsten Zerkleinerung die Arbeit der Vorzerkleinerung vorangehen soll. Zur Vorzerkleinerung des Cementes benutzt man wohl allgemein den bekannten Blake'schen Steinbrecher, dessen Leistungsfähigkeit jetzt dadurch vergröſsert ist, daſs man ihn doppeltwirkend macht (vgl. 1877 224 249). Man hat dies entweder in der Art erzielt, daſs man an dem feststehenden Zapfen zwei Schwingen neben einander aufhängt, welche je durch einen Kniehebel bewegt und abwechselnd gegen die feste Platte hin bewegt werden, so daſs, wenn die eine Schwinge drückt, die andere im Rückgange sich befindet, oder daſs man auf beiden Seiten der Schwinge feststehende Platten anbringt, so daſs die Schwinge, welche dann durch Pleuelstangen und Excenter ihre hin- und hergehende Bewegung erhält, abwechselnd das zwischen ihr und den beiden festen Platten befindliche Material zerkleinert. Nach den Erfahrungen Schiffner's hat sich letztere Construction bewährt.

Die bisher üblichen Walzen sind dadurch verbessert worden, daſs man die Durchmesser derselben vergröſsert hat. Die Renette'sche Mörsermühle (*1878 227 59) ist ebenfalls sehr empfehlenswerth; dagegen wird der Carr'sche Desintigrator (1874 211 102. 214 18) nicht mehr verwendet.

Zur Fertigstellung des Cementes ist, abgesehen von den bekannten Mahlgängen, in letzterer Zeit der Apparat von Vapart (1877 225 609) angewendet, mit welchem Erfolg ist nicht bekannt. Schiffner hat zum Ersatz der Mahlmühlen folgenden Apparat construirt. Auf einer horizontalen Welle sitzt ein Flügelrad, welches mit einem feststehenden Gehäuse umgeben ist. Die Wandung dieses Gehäuses ist im verticalen Querschnitt zu dreiviertel des Umfanges cylindrisch, wogegen der vierte Quadrant (einer der oberen) durch geradlinige, an die Cylinderfläche |148| tangirende Wände abgeschlossen ist. Seitlich ist das Gehäuse durch Deckel dicht abgeschlossen, von welchen der eine jedoch eine centrale Oeffnung zur Einbringung des Materials hat. Dieses wird von den Flügeln erfaſst und gegen die cylindrische Peripherie des Gehäuses getrieben und dann in dem vierten Quadranten desselben gegen die verticale Wand, welche als Rost aus Guſsstahlstäben hergestellt ist, geworfen und zwar so lange, bis die Feinheit des Kornes das Passiren der freien Oeffnungen zwischen den Roststäben gestattet, welche letztere nach Belieben gestellt werden können. Statt der Roststäbe kann man auch je nach Umständen eine maſsive Guſsstahlplatte mit Schieber anwenden. Die mit einem Versuchsapparat erzielten Ergebnisse sind nach Schiffner günstig und beweisen, daſs es möglich ist, einen sehr hohen Procentsatz staubfeines Material zu gewinnen.

Sachsenberg's Kugelmühle (*1876 221 418) hat sich in Wolgast nicht bewährt; die Temperatur in derselben stellte sich so hoch, daſs sich die Siebe verstopften.

Kaemp meint, daſs man den gebrannten Cement nur durch Druck zerkleinern solle, will daher nur Walzen anwenden. Wie groſs der Kraftverlust der Mahlgänge ist, erhellt aus folgender Betrachtung. Eine Fabrik liefert z.B. stündlich 40 Tonnen gemahlenen Cement mit ihren Mühlen; die Temperatur des von den Gängen kommenden Mehles ist durchschnittlich 50° höher als die des Aufschüttgutes. Rechnet man die specifische Wärme des gebrannten Cementes zu 0,2, so würden 1e,13 erforderlich sein, in einer Secunde 1k Cement um 1° zu erwärmen, oder hier für die Erwärmung von 2k in der Secunde um 50° theoretisch 113e, praktisch also wohl jedenfalls 226e. Die Mahlgänge arbeiten demnach mit einer groſsen Kraftverschwendung, die bei Anwendung von Walzen jedenfalls geringer ist.

F.

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