Titel: Ueber die Untersuchung und das Verhalten von Cement.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1891, Band 281 (S. 114–116)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj281/ar281046

Ueber die Untersuchung und das Verhalten von Cement.

I. Prüfung von Cement.

Normen für die einheitliche Lieferung und Prüfung von Portlandcement in Oesterreich. Die wichtigsten Prüfungsvorschriften der Normen für die einheitliche Prüfung und Lieferung von Portlandcement in Oesterreich, welche in der Sitzung des österreichischen Ingenieur- und Architektenvereins vom 22. December 1888 genehmigt wurden, seien in Folgendem wiedergegeben.1

Zur Prüfung, ob ein Portlandcement an der Luft volumenbeständig ist, dient die Darrprobe in Verbindung mit der Kuchenprobe unter Wasser. Die Darrprobe wird in folgender Weise ausgeführt: Man rührt den Portlandcement ohne Sandzusatz mit der bei der Vornahme der Abbindeproben ermittelten Wassermenge zu einem Brei von Normalconsistenz an, breitet denselben auf ebenen Glas- oder Metallplatten in zwei Kuchen von etwa 10 cm Durchmesser und 1 cm Dicke aus und hinterlegt dieselben, um die Entstehung von Schwindrissen zu vermeiden, am besten in einen feuchtgehaltenen Kasten, wo die Kuchen vor Zugluft und Einwirkung der Sonnenstrahlen geschützt sind. Nach 24 Stunden, jedenfalls aber erst nach erfolgtem Abbinden, werden die Cementkuchen, auf ebenen Metallplatten ruhend, in einem Trockenschranke einer Temperatur ausgesetzt, welche allmählich von Lufttemperatur auf 120° C. gesteigert und auf dieser Höhe durch 2 bis 3 Stunden, für alle Fälle aber ½ Stunde über den Moment hinaus gehalten wird, bei welchem ein sichtbares Entweichen von Wasserdämpfen aufgehört hat. – Die Kuchen sollen in dem Trockenkasten nicht senkrecht über einander, sondern treppenförmig neben einander angeordnet werden. – Zeigen die Kuchen nach dieser Behandlung Verkrümmungen oder mit Verkrümmungen verbundene, gegen die Ränder hin sich erweiternde Risse von mehr oder weniger radialer Richtung, so ist der fragliche Portlandcement von der Verwendung zu Bauausführungen an der Luft auszuschliessen. Bei der Beurtheilung von Volumenbeständigkeitsproben sind die Treibrisse von den in Folge zu raschen Austrocknens durch Volumenverminderung manchmal entstehenden Schwindrissen wohl zu unterscheiden, welch letztere nicht am Rande der Kuchen, sondern innerhalb derselben in Form concentrischer Kreise oder feiner oberflächlicher Haarrisse auftreten. – Die durch die Anwesenheit von mehr als 3 Proc. wasserfreiem, schwefelsaurem Kalk (oder entsprechendem Gehalte an ungebranntem Gyps) verursachte Volumenunbeständigkeit (das sog. Gypstreiben) wird jedoch durch die Darrprobe nicht markirt, und es ist daher, wenn ein Portlandcement diese Probe besteht, jedenfalls noch das Resultat der gleichzeitig vorgenommenen Kuchenprobe unter Wasser, welche einen schädlichen Gehalt an Gyps zuverlässig anzeigt, abzuwarten. Fällt auch diese Probe günstig aus, so kann der untersuchte Portlandcement als volumenbeständig an der Luft bezeichnet werden.

Volumenbeständigkeit unter Wasser. Die Untersuchung des Portlandcementes bezüglich seiner Volumenbeständigkeit im Wasser erfolgt mittels eines unter Wasser gelegten Kuchens aus reinem Portlandcement (Kuchenprobe).

Zu diesem Zwecke wird der reine Portlandcement mit Wasser zu einem Brei angerührt und auf einer ebenen Glasplatte zu zwei Kuchen ausgegossen, welche etwa 10 cm Durchmesser haben, in der Mitte etwa 1 cm dick sind und gegen die Ränder hin dünn auslaufen.

Der Wasserzusatz ist hier um etwa 1 Proc. des Cementgewichtes grösser zu nehmen, als für die Normalconsistenz bei Abbindeproben ermittelt wurde, damit der Brei leichter zu Kuchen auslaufe.

Die so erhaltenen Kuchen werden, um die Entstehung von Schwindrissen zu vermeiden, an einem vor Zugluft und der Einwirkung von Sonnenstrahlen geschützten Orte, am besten in einem feuchtgehaltenen Kasten, aufbewahrt, und nach 24 Stunden, jedenfalls aber erst nach erfolgtem Abbinden, sammt den Glasplatten unter Wasser gelegt und daselbst durch mindestens 27 Tage belassen. Zeigen sich während dieser Zeit an den Kuchen Verkrümmungen oder gegen die Ränder hin sich erweiternde Kantenrisse von mehr oder weniger radialer Richtung, so deutet dieses unzweifelhaft auf Treiben des Cementes hin. Bleiben die Kuchen jedoch unverändert, so ist der Cement als unter Wasser volumenbeständig anzusehen.

Die Feinheit der Mahlung ist mittels eines Siebes von 4900 Maschen auf 1 qc und 0,05 mm Drahtstärke und eines solchen von 900 Maschen auf 1 qc und 0,1 mm Drahtstärke zu prüfen. Der Siebrückstand darf auf dem 4900-Maschensieb keineswegs mehr als 35 Proc. und auf dem 900-Maschensieb keineswegs mehr als 10 Proc. betragen.

Zug- und Druckfestigkeit. Guter langsam oder mittel bindender Portlandcement soll in Normalmörtelmischung nach 28 Tagen Erhärtung (die ersten 24 Stunden an der Luft, die folgenden 27 Tage unter Wasser) eine Minimalzugfestigkeit von 15 k/qc und eine Minimaldruckfestigkeit von 150 k/qc aufweisen. Nach 7tägiger Erhärtung (die ersten 24 Stunden an der Luft, die folgenden 6 Tage unter Wasser) soll die Zugfestigkeit mindestens 10 k/qc betragen. Bei rasch bindenden Portlandcementen soll die normale Mörtelmischung nach 28 Tagen Erhärtung (die ersten 24 Stunden unter Wasser, die folgenden 27 Tage an der Luft) eine Zugfestigkeit von mindestens 12 k/qc und eine Druckfestigkeit von mindestens 120 k/qc haben, während nach 7tägiger Erhärtung (die ersten 24 Stunden an der Luft, die übrigen 6 Tage unter Wasser) die Zugfestigkeit mindestens 8 k/qc betragen soll. Das Mittel aus den |115| vier besten Resultaten von sechs geprüften Körpern hat als mittlere Festigkeit in der betreifenden Altersklasse zu gelten. – Die Ausführung dieser Prüfung ist wesentlich so wie in Deutschland.

Nach A. Foss hat sich der Apparat von J. Holmblad zur Bestimmung des Kalkgehaltes in Kalkmörteln auf Bauplätzen bewährt.2 Eine gemessene Menge Mörtel wird mit Salzsäure unter Anwendung von Rosolsäure als Indicator titrirt. Der Inhalt des Messgefässes entspricht 5 g Mörtel mit 14 Proc. Wasser, also einem Gehalte von 4,3 g trockenem Mörtel. Das Volumen der aus einer passend eingerichteten Flasche zugegossenen Salzsäure wird am Neutralisationsapparate abgelesen, der so eingetheilt ist, dass ein Theilstrich 1 Proc. Ca(OH)2 (auf trockenen Mörtel bezogen) angibt. Guter gewöhnlicher Mörtel soll 8 bis 10 Proc. Kalkhydrat enthalten.

Unter Umständen wird der Kalkgehalt des Mörtels die Genauigkeit der Bestimmung beeinflussen. Auch beruht das Verfahren auf der Voraussetzung, dass die meisten Mörtel 14 Proc. Wasser enthalten, was bei der Benutzung des Apparates wohl zu beachten ist.

Der Verein deutscher Portlandcement-Fabrikanten hat sich bekanntlich die Verpflichtung auferlegt, dass seine Mitglieder Cemente liefern, welche 1) nach dem Brennen nicht in betrügerischer Absicht mit fremden Körpern gemischt worden sind, 2) Cemente, die keine Magnesia enthalten, und 3) Cemente, welche durch Brennen bis zur Sinterung gewonnen wurden.

Um eine Handhabe für die bei derartigen Bestimmungen nothwendig gewordene Selbstcontrole zu haben, liess der Vorstand des Vereins die in der folgenden Tabelle in ihren Resultaten wiedergegebene Untersuchung von 25 Portlandcementen, die aus dem Handel bezogen waren, ausführen (vgl. 1885 256 550).

Chemisches Laboratorium des Geh. Hofraths, Professor Dr. R. Fresenius.

Textabbildung Bd. 281, S. 115
Dycherhoff gibt zu dieser Tabelle die nöthigen Erläuterungen.3 Die 25 in derselben angeführten Cemente entsprechen einer Production von rund 6000000 Fässern. Die specifischen Gewichte der Cemente im ungeglühten Zustande sind im Allgemeinen geringer als die von Fresenius 1884 gefundenen. Dies rührt daher, dass jene Cemente aus dem Handel bezogen sind und bei der Luftlagerung Wasser angezogen hatten. Ein weiterer Grund mag bei einzelnen Cementen darin gelegen sein, dass sie etwas schwächer gebrannt sind als ältere Producte.

Die Rubrik: „Bestimmung des specifischen Gewichtes des Cementes in geglühtem Zustande“ ist neu aufgenommen, weil durch das Glühen das aufgenommene Wasser nebst der Kohlensäure ausgetrieben wird und der Cement nahezu in seine ursprüngliche Beschaffenheit versetzt wird; man erhält so einen Maassstab für den Grad der Sinterung. Der Cement wurde in 5 bis 6 Portionen von je 10 g in bedeckten Platinschalen mindestens 1 Stunde lang über einer kräftigen Gaslampe zur Rothglut erhitzt, im Exsiccator abgekühlt und hierauf sein specifisches Gewicht bestimmt.

Bei den 25 Cementmarken sind alle Fabrikationsmethoden von Deutschland vertreten, sowohl das Schlämmverfahren, als auch das Trockenverfahren, als auch beide in Verbindung. Der Umstand, dass sich bei Cementen verschiedener Fabrikation nahezu das gleiche specifische Gewicht vorfindet, lässt erkennen, dass das specifische Gewicht nicht von der Fabrikationsmethode, sondern vom Grade der Sinterung abhängt.

Der Glühverlust des Cementes Nr. 1 ist sehr hoch = 3,37 Proc., was auf besonders lange Lagerung schliessen lässt, da derselbe nach dem Glühen normale Dichte und sonst auch genügende Festigkeit zeigt.

Die Zahlen für die Alkalinität und Wasserlöslichkeit weichen nicht wesentlich von den früher erhaltenen ab. |116| Der Verbrauch an KMnO4 ist um sehr wenig geringer, als früher gefunden wurde.

Der Magnesiagehalt übersteigt nicht 3 Proc. Drei der untersuchten Cemente hatten eine Festigkeit, die etwas unter der Normenfestigkeit lag, wurden aber zur Untersuchung eingesandt, weil sie rasch bindend waren.

Einige Cemente, deren Festigkeit unter der der Normen war, sich aber als wahre Portlandcemente erwiesen, wurden als minderwerthige Portlandcemente bezeichnet, ihre Qualität ist nach den Normen zu bestimmen.

Dr. Tomëi verwahrt sich gegen den Schluss, dass Cemente heute weniger scharf gebrannt werden als früher. Auch hält er es für gewagt, die Zahlen für Wassergehalt u.s.w., welche die vorliegende Untersuchung ergeben haben, als Normenzahlen für einen guten Cement zu veröffentlichen, da solche Zahlen leicht als Grenzwerthe aufgefasst werden könnten, und ein Baubeamter einen an sich guten Cement zurückweisen könnte, weil er z.B. einen etwas höheren Glühverlust aufweist.

Delbrück hebt hervor, dass die Zahlen der Tabelle nur dem Vorstände als Richtschnur dienen sollen, es liegt also keine Norm vor, die von den Consumenten benutzt werden soll.

Im Anschlusse an die Besprechung von Schumann über die Herstellung der Druckprobekörper (vgl. 1889 273 553) erwähnt Böhme (12. Generalversammlung), dass bei Zugproben Festigkeitsdifferenzen nicht gefunden wurden zwischen Probekörpern, die sogleich aus der Form entfernt, und solchen, die erst 24 Stunden nachher von derselben befreit wurden; bei Druckprobekörpern haben sich, namentlich bei Langsambindern geringe Differenzen ergeben, weshalb auch in der königl. Prüfungsstation die Körper in der Form belassen wurden.

Nach Merz werden einige Fabriken dadurch benachtheiligt, dass zur Ermittelung der Bindezeit in Prüfungsstationen 26 Proc. Wasser und noch weniger zugesetzt werden. Es kann dadurch ein Cement als rasch bindend bezeichnet werden, während er sich bei seiner Verwendung, wobei grössere Wassermengen zum Anmachen benutzt werden, als Langsambindner erweist. Meyer und Schiffner schliessen sich der Ansicht des Vorredners an. Böhme bemerkt, dass der Wasserzusatz sich nach der Beschaffenheit der Cemente richten müsse und in der königl. Prüfungsstation zwischen 24 und 33 Proc. schwankt. Die in den Normen gedachte Consistenz kann mit Ausschluss der Individualität des Beobachters gefunden werden, wenn man die Normalnadel von 300 g Gewicht und 1 cm Durchmesser mit ihrer unteren, normal zur Achse abgeschnittenen Fläche in den auf einer Glasplatte in einem Einge von 4 cm Höhe und 8 cm Durchmesser ruhenden Cement-kuchen senkt. Bleibt der Stempel hierbei 6 mm über der Bodenfläche stecken, so hat man die erforderliche Consistenz, welche sich mit jener des Cementbreies, der erst nach mehrmaligem Aufstossen der Glasplatte sich ausbreiten soll, vollkommen deckt. Auch zur Erreichung der richtigen Einschlageconsistenz ist manchmal eine Veränderung des Wasserquantums (normal 10 Proc.) erforderlich. Manche Cemente werden damit zu feucht und man muss mit der Wassermenge um ¼ bis ½ Proc. heruntergehen.

Nach Durand-Claye (Monit. céramique, 1888) sind bei Ausführung der Festigkeitsbestimmungen die Formen der Probekörper wesentlich. So hat z.B. Portlandcement in Würfelform von 7 cm Kante eine Festigkeit von 78 k/qc. Bei Anwendung eines Prismas von demselben Querschnitte aber 10 cm Länge sank die Festigkeit auf 58, bei 30 cm Länge auf 50 k. Die Bruchstücke haben bei Würfeln und Prismen Pyramidenform. Um vergleichbare Resultate zu erhalten, muss man die Versuchskörper immer in dieselbe Form bringen. Der wahre Werth der Festigkeit wird nicht bestimmt.

Tetmajer empfiehlt in der Schweizer Bauzeitung, 1889, den schweizerischen Normalapparat zur Prüfung der Druckfestigkeit hydraulischer Bindemittel, den Amsler-Laffon angab. (Thonindustrie-Zeitung, 1889 S. 43.)

Die Werthstellung der Cemente bespricht A. Tarmawski.

Die Frage, ob Cementbeton dauernd Siedehitze vertrage, ist nach L. Erdmenger, wie schon aus seinen früheren Arbeiten (Thonindustrie-Zeitung, 1881 Nr. 24, 25 und 26) hervorgeht, zu bejahen, falls es sich um Wasser von 100° C. handelt; erst Kochen bei 10 bis 40 at soll seine Festigkeit etwas herabdrücken. (Thonindustrie-Zeitung, 1890 S. 62.)

In der Thonindustrie-Zeitung, 1891 S. 66 und 82, empfiehlt Erdmenger seine schon früher beschriebene Hochdruckdampfmethode zur Cementprüfung, welche in erster Linie geeignet ist, den ungünstigen Einfluss der Magnesia erkennen zu lassen. Während Probekörper aus gutem Portlandcement 10 Stunden bei 15 at gekocht keinerlei Defecte zeigen, weisen Proben mit magnesiahaltigem Cement Risse und geringere Festigkeit auf.

Todtgebrannte Magnesia wird eben durch heisses Wasser in kurzer Zeit aufgeschlossen, während kaltes Wasser oft erst nach Jahren den Hydratisationsprocess vollendet.

Auch Cemente mit anderen Fehlern, solche, welche zu viel Kalk enthalten, oder unvollständig gemischte Cemente, welche Kalk in freien Körnchen enthalten (manche englische Cementsorten), können nach Erdmenger durch die beschriebene Methode leicht erkannt werden. Verfasser hebt ferner die Vorzüge seiner Methode insbesondere gegenüber der Glüh- und Darrprobe hervor und stellt an einen guten Cement die Anforderung, dass Probekörper desselben mit 3 Th. Sand bei 15 at 10 Stunden lang gekocht ganz unversehrt bleiben, weder Risse, noch völlige Mürbheit zeigen und nicht unter eine Festigkeit von 12 k/qc herabgehen.

In einem Nachtrage wird noch die Ursache des Magnesiatreibens, ferner das Gypstreiben besprochen und einer praktischen Anwendung der Hochdruckdampfmethode gedacht, nach welcher Cementsandkunstsachen mit einem ungewöhnlich hohen Gehalt von Sand oder Kies mit genügender Festigkeit hergestellt werden. Man erhält aus einer Mischung von 1 Th. Cement mit 10 Th. Sand bei 10 bis 15 at schon nach kurzer Zeit genügend widerstandsfähige Körper. Proben von 1 Th. Cement und 11 Th. Sand hatten, 2 Tage nach dem Einstampfen in den Apparat gebracht und 24 Stunden bei 20 at in demselben belassen, eine Festigkeit von 13 bis 16 k/qc angenommen, während bei gewöhnlicher Erhärtungsweise dieselben Proben nach 1 Monat nur 4 bis 5 k/qc Festigkeit erreichten.

(Fortsetzung folgt.)

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Vgl. Die Normen für Deutschland 1886 261 344 und 1889 273 476.

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Thonindustrie-Zeitung, Bd. 13 S. 143.

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13. Generalversammlung.

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