Titel: Ueber die Untersuchung und das Verhalten von Cement.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1894, Band 294 (S. 89–95)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj294/ar294027

Ueber die Untersuchung und das Verhalten von Cement.

Mit Abbildungen.

Das vorliegende Referat schliesst an das letzte über den gleichen Gegenstand in D. p. J. 1891 281 114 an und umfasst die wichtigeren Publicationen und Verhandlungen der letzten 3 Jahre, welche sich auf die Untersuchung und das Verhalten von Cement beziehen.

Was die Cementprüfungsmethoden anlangt, so machen sich in neuerer Zeit Bestrebungen insbesondere nach zwei Richtungen hin geltend: Man trachtet Fehlerquellen, welche durch individuelle Eigenart des Experimentators die Richtigkeit der Resultate beeinträchtigen können, durch maschinelle Arbeit zu eliminiren; ferner wird von mehreren Seiten dahin gewirkt, die Zeitdauer der Cementuntersuchung durch Einführung beschleunigter Proben nach Möglichkeit abzukürzen. In ersterer Hinsicht sind in Amerika recht werthvolle Neuerungen eingeführt worden, durch Aufstellung einer Schüttelmaschine, welche das Anmachen des Cementes mit Wasser selbsthätig bewirkt und in den St. Louis Water Works schon seit längerer Zeit mit Erfolg angewendet wird.

Für die Einführung der beschleunigten Proben sind ja zu allen Zeiten Vorkämpfer aufgetreten, deren Bestrebungen in Deutschland und auch in anderen Staaten jedoch zumeist an dem Widerstände der Fabrikanten gescheitert sind. Man hat diesen Methoden vorgeworfen, dass sie dem Verhalten der Cemente in der Praxis nicht entsprechen, dass sie ungleichmässige Resultate ergeben und endlich, dass sie Cemente als schlecht bezeichnen würden, die sich in der Praxis gut bewährt haben. Neuerdings hat sich wieder die allgemeine Aufmerksamkeit auf die Heisswasserprobe gerichtet und es ist ein Amerikaner, Ingenieur W. W. Maclay, in einem im Mai 1892 gehaltenen Vortrage warm für die Heisswasserprobe zur Bestimmung der Volumbeständigkeit eingetreten. Gegen diesen Vortrag, sowie gegen die Meinungsäusserungen anderer Vertheidiger der beschleunigten Proben hat man sich aber bis in die jüngste Zeit ablehnend verhalten. Es hat nun in der letzten Generalversammlung des Vereins deutscher Portlandcement-Fabrikanten Herr Prüssing, selbst Mitglied dieses Vereins, einen Vortrag gehalten, in welchem die Normenprüfung auf Volumbeständigkeit als unzureichend erklärt wird, indem manche Cemente diese Prüfung bestehen, die sich bei nachträglicher Verwendung als Treiber kennzeichnen. Prüssing tritt selbst für die Heisswasserprüfung ein, allerdings in einer von den bisher vorgeschlagenen Methoden etwas abweichenden Form.

Bei der grossen Bedeutung, welche einer scharfen Prüfung der Volumbeständigkeit für viele Verwendungsarten des Portlandcements zukommt, kann eine eingehendere Untersuchung dieses Gegenstandes nur mit Freuden begrüsst werden. Es unterliegt allerdings keinem Zweifel, dass eine derartige Untersuchung mit bedeutender Umsicht und Gründlichkeit angestellt werden muss, um ein klares Urtheil darüber zu gewinnen, welche von den einzelnen Methoden dem nachträglichen Verhalten der Cemente am besten entspricht.

In theoretischer Hinsicht ist der Zeitraum, auf welchen sich das vorliegende Referat bezieht, sehr fruchtbar gewesen. Es. ist da vor allem eine bedeutende Arbeit von Le Chatelier hervorzuheben. Dieser Autor hat es sich zur Aufgabe gemacht, die einzelnen im Portlandcement möglicher Weise enthaltenen Verbindungsstufen von Kalk und Kieselsäure, sowie diejenigen von Kalk und Thonerde herzustellen und in ihren Eigenschaften zu studiren. Auf Grund seiner Versuche kommt nun Le Chatelier zur Ueberzeugung, dass das Silicat 3CaO, SiO2 den wesentlichen Bestandtheil guten Portlandcementes ausmacht, während das Silicat 2CaO, SiO2 einen Bestandtheil derjenigen Cemente bilden soll, die während des Erkaltens zerfallen. Die Aluminate des Kalkes, welche alle mit Wasser schnell erhärten, scheinen in erster Linie nur auf das Abbinden des Cementes von Einfluss zu sein, wie aus einer die Untersuchung Le Chatelier's in vortrefflicher Weise ergänzenden Arbeit von Candlot hervorgeht, die sich mit dem Studium des Verhaltens von Chlorcalcium und Gyps gegen Aluminate und Cemente befasst.

Aus dem Auftreten einer sehr wasserreichen krystallisirenden Doppelverbindung zwischen Gyps und Calciumaluminat erklären Candlot, Michaëlis und auch Schott die treibende Wirkung des Gypszusatzes auf Portlandcement.

Die betreffenden Verbindungen sind isolirt und umkrystallisirt worden und haben nach Candlot die Formel: Al2O33CaO,2,5CaSO4, 59H2O, nach Michaëlis die Formel: Ca3Al2O6,3CaSO4, 30H2O. Bei der grossen Volum Vermehrung, welche die Aufnahme einer so bedeutenden Menge von Wasser bedingen muss, ist die treibende Wirkung der gypshaltigen Cemente erklärlich, sobald die Bildung dieser Verbindung einige Zeit nach dem Festwerden der Cemente erfolgt.

So wie in früheren Jahren, ist auch im letzten Zeitabschnitte mit grosser Energie an der Frage, welche Wirkung die Magnesia im gebrannten Cement äussere; gearbeitet worden; es hat sich eine grössere Anzahl von Autoren an den bezüglichen Discussionen betheiligt und die Untersuchung hat zu dem Ergebnisse geführt, dass vorläufig ein Gehalt von 5 Proc. Magnesia im Cement nicht als schädlich bezeichnet werden könne. Besonders hervorgehoben zu werden verdient eine Arbeit von Erdmenger, die den Nachweis liefert, dass die Magnesia nicht im Stande sei, eine äquivalente Menge Kalk im Cement zu ersetzen, sondern dass die wasserfreie Magnesia im Portlandcement anfangs die Rolle eines indifferenten Körpers spiele, etwa wie der Sand, in dem Maasse aber, in welchem sie sich allmählich hydratisirt, zu Volumvermehrungen und damit zu Treiberscheinungen Veranlassung gibt.

Dass die alte Ansicht, Portlandcement dürfe nur bis zur Sinterung gebrannt werden, nicht stichhaltig ist, geht aus einer vom theoretischen Standpunkte werthvollen Arbeit von W. Michaëlis hervor; es wird darin gezeigt, dass richtig zusammengesetzter Cement vom Mischungsverhältniss Kalk: (Kieselsäure + Sesquioxyde) = 2,4 auch geschmolzen |90| werden könne und dann sogar einen in jeder Hinsicht vortrefflichen Cement liefere.

Ueberblicken wir die Reihe der experimentellen Arbeiten, welche die Erkenntniss des inneren Wesens und des Verhaltens der Cemente, insbesondere der Portlandcemente zum Gegenstande haben, so muss man mit Befriedigung anerkennen, dass auf diesem Gebiete rege gearbeitet wird, und dass Industrielle wie Techniker in hohem Maasse bestrebt sind, nicht nur die Güte ihrer Waaren zu verbessern, sondern auch die Erkenntniss zu fördern.

Als mustergültig kann daher der Verein deutscher Portlandcement-Fabrikanten anderen Industriellen entgegengestellt werden, die mit grosser Zähigkeit immer noch am Althergebrachten hängen und sich zu ihrem eigenen Schaden den Fortschritten der wissenschaftlichen Arbeit verschliessen.

A. Prüfung von Cement.

a) Apparate und Verfahren.

Textabbildung Bd. 294, S. 90
Das Laboratorium für Cementuntersuchung der St. Louis Water Works Extension wurde von S. Bent Russel beschrieben (Engineering News, 1891 S. 2). Der Cement wird dort nicht mit der Hand angemacht, sondern mit Hilfe einer Schüttelmaschine, deren Ansicht wir in Fig. 1 wiedergeben. Man bringt den Cement in einen Behälter mit gut schliessendem Deckel, fügt nun eine genügende Menge Wasser hinzu und spannt den Behälter in die Schüttelmaschine ein, in welcher die Mischung heftig geschüttelt wird mit 500 bis 800 Stössen in der Minute. Man verfährt in folgender Weise: 24 g gesiebter Portlandcement werden mit 20 Proc. Wasser in den Becher gebracht. Je zwei auf diese Weise beschickte Becher werden, mit dem Deckel versehen, auf dem Tische der Schüttelmaschine befestigt, hierauf wird die Maschine in Bewegung gesetzt und arbeitet etwa 1½ Minuten lang. Der Cement erscheint nach dem Abheben des Deckels in eine plastische Masse verwandelt, die sich leicht herausnehmen lässt und dann in die Form gedrückt und mit dem Messer geglättet werden kann. Diese Art, Cement zu mischen, erfordert weniger Wasser als die Handarbeit und kann auch mit geringerer Uebung ausgeführt werden. Es ist nur erforderlich die Materialien genau zu wägen und abzumessen. Ein weiterer Vortheil ist der, dass die Verdunstung des Wassers während des Mischens vermieden wird.

Es wird ferner eine Maschine zum Einschlagen der Cementproben beschrieben und eine sinnreich construirte Zerreissmaschine, die anzeigt, ob das Probestück richtig eingespannt ist.

W, Michaëlis beschreibt einen Apparat, den er zum Herausdrücken der Zugprobekörper aus der Form verwendet und der den Vortheil bietet, dass die Probekörper dabei nicht deformirt werden. (Thonindustrie-Zeitung, Jahrg. 15 S. 337.)

Faija's Patent-Cementversuchsmaschine. (Thonindustrie-Zeitung, Jahrg. 15 S. 700.)

Die ständige Commission zur Vereinbarung einheitlicher Prüfungsmethoden für Bau- und Constructionsmaterialien in Berlin hat Mitglieder des Vereins deutscher Cement-Fabrikanten eingeladen, an den Berathungen der ersteren theilzunehmen. Dieser Einladung wurde Folge geleistet. Ein Vorschlag der Commission, statt der bisher verwendeten Drahtsiebe, die mancherlei Nachtheile besitzen, gelochte Siebe zur Prüfung der Cemente zu verwenden, kam auch in der 14. Generalversammlung zur Sprache. Versuche hatten ergeben, dass das gelochte Stahlsieb sich allerdings weniger verändert als ein Drahtsieb, sich einzelne Löcher aber ausserordentlich leicht verstopfen. Man erhält auch beim Vergleich mit den Normalsieben keine übereinstimmenden Resultate. Trotzdem gibt der gesiebte Sand, gleichgültig ob er durch das Blech oder durch das Drahtsieb gegangen ist, mit Portlandcement verarbeitet die gleichen Festigkeitszahlen, vorausgesetzt, dass er von derselben Bezugsquelle stammt.

Es wurde nun von der Versammlung beschlossen, die Normen in Bezug auf diesen Punkt nicht abzuändern, aber zuzugeben, dass mit den gelochten Blechen fast dieselben Wirkungen (bezüglich der Festigkeit) erzielt wurden, wie mit den bisher verwendeten Drahtsieben.

Zu bemerken ist noch, dass laut Beschluss der Berliner Conferenz (1890) als Normalsand im engeren Sinne, d.h. als solcher, auf den die Vergleiche sich beziehen sollen, der Sand von Freienwalde gebraucht wird, der durch gelochte Blechsiebe von solcher Beschaffenheit gegangen ist, dass der gewonnene Sand zwischen denjenigen beiden liegt, von welchen der eine durch Drahtsiebe von 60 und 120 Maschen, der andere durch solche von 64 und 144 Maschen erzeugt ist.

Ueber die chemische und mechanische Prüfung von Portlandcement berichtet Thomas B. Stillman in Philadelphia. (Journal of the American Chemical Society, 1893 Bd. 15 Nr. 4 und 1894 Bd. 16 Nr. 13.)

Verfasser beschreibt eine Reihe von Apparaten, die zur Untersuchung der Druck- und Zugfestigkeit in Amerika, England und Frankreich zur Anwendung gelangen. Die Abbildungen der betreffenden Apparate sind dem Texte eingefügt. Auf die Wiedergabe des mechanischen Theiles der betreffenden Abhandlung wollen wir bei späterer Gelegenheit zurückkommen.

Auch in der 17. Generalversammlung deutscher Portlandcement-Fabrikanten kamen die Apparate, welche zur Herstellung und Prüfung der Normenkörper gebraucht werden, zur Sprache. Man einigte sich dahin, eine Commission zu wählen, welche mit den Vertretern öffentlicher Laboratorien sich in Verbindung zu setzen habe zur Ausarbeitung möglichst einheitlicher Verfahren und zur Auswahl ganz bestimmter Apparate, mit Hilfe deren es leichter wird, übereinstimmende Resultate zu erzielen. Der Vorstand beabsichtigt, die Beschlüsse der Commission durch Circulare den Mitgliedern des Vereins bekannt zu geben.

|91|

Gary verurtheilt die Schickert'sche Hebelpresse als unvollkommen und unzuverlässig; dagegen wird von mehreren Mitgliedern des Vereins die Güte und Brauchbarkeit der Presse von Amsler-Laffon hervorgehoben, deren allgemeiner Verwendung nur der hohe Preis von 1500 Francs im Wege stehe.

Einem Aufsatze in der Thonindustrie-Zeitung, 1894 S. 501, entnehmen wir die Beschreibung und Abbildung der von J. Amsler-Laffon und Sohn in Schaff hausen construirten Maschine zur Bestimmung der Druckfestigkeit von Cementkörpern. Die Maschine ist eine hydraulische Presse, deren Flüssigkeitsdruck durch ein System von Kolben so weit reducirt wird, dass er mit dem Gegendrucke einer Quecksilbersäule von bequemer Höhe gemessen werden kann.

Textabbildung Bd. 294, S. 91
In Fig. 2 bis 4 ist A der Druckkolben, B und C sind die Kolben, welche zur Reduction des Druckes, der unter dem Kolben A herrscht, dienen. D ist das Quecksilbermanometer, dessen wesentlicher Theil eine oben offene Glasröhre ist. Der Probekörper E liegt zwischen den beiden Druckplatten F und G, von denen die erstere mit einer Kugelfläche auf dem Druckkolben A aufliegt und sich von selbst einstellen kann. Die obere Platte G wird mittels des Handrades J in passende Höhe gebracht.

Der Cylinder K, in welchem sich der Kolben A bewegt, ist mit Ricinusöl gefüllt. Wird die Stange L in den Cylinder K gedrückt, so wird der Kolben A gehoben, B dagegen abwärts getrieben. Der Kolben B drückt auf den grösseren Kolben C und dieser wieder auf die darunter befindliche Flüssigkeit, Quecksilber, auf dem etwas Maschinenöl schwimmt, nur um den Kolben zu schmieren. Das Quecksilber füllt den unteren Theil des Cylinders M und die nach dem Glasrohre des Manometers führende Rohrleitung aus. Auf zwei Scalen können der Totaldruck in Tonnen (1 t = 1000 k) und die Kilo-Quadratcentimeter abgelesen werden.

Dem Maximaldrucke von 30000 k auf den Kolben entspricht eine Höhe der Quecksilbersäule von etwa 140 cm.

Zur Feststellung des Druckes, bei welchem der Probekörper bricht, dient eine sinnreich construirte Schwimmervorrichtung.

Zur Erzeugung des Druckes wird die Stange L mit Hilfe eines Kurbelgetriebes und zweier Zahnräder in den Kolben K gepresst. Die Kurbel N bewegt das kleine Zahnrad O, dieses überträgt seine Drehung auf das grössere Zahnrad P, das gleichzeitig als Schraubenmutter auf der nicht drehbaren Stange L sitzt.

Sollen die Angaben des Manometers genau sein, so müssen die Kolben A, B, C reibungslos spielen. Diese Forderung wird bei der Maschine dadurch in hohem Maass erfüllt, dass die drei Kolben A, B, C zwar leicht spielen, aber so genau gearbeitet sind, dass keine Lederdichtung o. dgl. erforderlich ist (wie bei anderen hydraulischen Pressen), um starken Flüssigkeitsverlust zu verhindern. Es ist natürlich nicht zu vermeiden, dass allmählich etwas Oel zwischen Kolben und Cylinderwand durchdringt, das Quantum ist aber so klein, dass man erst nach wochenlanger Benutzung der Maschine die Füllung der Cylinder ergänzen muss. Die Reibung der Kolben B und C wird noch ferner dadurch reducirt, dass diese beim Arbeiten der Maschine selbsthätig in beständig oscillirender Bewegung erhalten werden.

Eine eingehende Beschreibung von Bauschinger's Tasterapparat zur Ermittelung der Volumbeständigkeit von Cementen findet sich in der Thonindustrie-Zeitung, 1894 S. 201.

Apparat zur Bestimmung des specifischen Gewichtes von Cement, Cementprobekörpern, pulverförmigen und körnigen Stoffen aller Art von L. Erdmenger und Mann (Thonindustrie-Zeitung, 1893 S. 919). 50 g Cement werden in einem Messgefäss von 50 cc Inhalt abgewogen. Man lässt aus einer von unten nach oben in 50 cc getheilten Bürette Terpentinöl, Erdöl u. dgl. in das Messgefäss fliessen, bis dasselbe bis zur Marke gefüllt ist, und dividirt die zurückgebliebene Flüssigkeitsmenge, in Cubikcentimeter ausgedrückt, durch 50; der Quotient ist gleich dem specifischen Gewicht der Substanz. Die Bürette ist mit einem Schwimmer versehen und von einem Mantel umgeben, in welchen Kühlwasser gebracht werden kann.

b) Bindezeit, Temperatureinflüsse.

Feststellung der Bindezeit hydraulischer Bindemittel von W. Michaëlis (Thonindustrie-Zeitung, 1893 S. 1090). Nach W. Michaëlis weisen die Normen eine Lücke auf; man ist nicht im Stande Cemente, die innerhalb 1 Minute abbinden, nach Normen Vorschrift richtig zu prüfen.

Dem Versuche auf Abbinden nach den Normen hat ein Vorversuch voraufzugehen, und dies geschieht in einfachster Weise so, dass man etwa 20 bis 30 g des Bindemittels in eine kleine Schale oder kleinen Napf schüttet, mit einem beliebigen Stempel mit gerader Endfläche von etwa 3 bis 5 cm Durchmesser massig zusammendrückt und damit eine ebene Oberfläche erzeugt, dann vorsichtig, ohne das Pulver aufzurühren, 20 bis 25 cc Wasser am Seitenrande des Gefässes einfüllt und darauf sofort den Napf oder die Schale 10- bis 20mal aus 1 bis 2 cm Höhe |92| auf den Tisch ruckweise aufsetzt; dabei dringt das Wasser hinreichend in das Pulver ein, und nun beobachtet man mit Hilfe eines Nagels oder Glasstabes, ob das Bindemittel innerhalb einer Minute schon anzieht oder erhärtet ist bezieh. in welchem Zeitraum.

Die Bestimmung der Bindezeit von Portlandcement kam in der 15. und 16. Generalversammlung des Vereins deutscher Portlandcement-Fabrikanten zur Sprache. Schiffner empfiehlt dem Verein die folgenden Anträge zur Annahme:

1) Der Verein möge dahin wirken, dass durch ein geeignetes Verfahren die Herstellung einer gleichmässigen und der Praxis möglichst nahe kommenden Mörtelconsistenz herbeigeführt werde, weil letztere die erste Bedingung für die einheitliche Ermittelung und Vergleichung der Bindezeit von Portlandcement ist.

2) Der Verein wolle principiell aussprechen und an geeigneter Stelle zur Geltung bringen, dass bei dem sehr wesentlichen Einfluss der Temperatur des Cementes, der Luft und des Wassers auf die Abbindung des Portlandcementes die Bestimmung der Bindezeit nur dann von wirklich praktischem Werth ist, wenn sie unter solchen Verhältnissen geschieht, die den Verhältnissen bei der Verwendung des Cementes entsprechen.

In der 17. Generalversammlung (1894) theilte Schiffner nun die vorläufigen Versuchsergebnisse der Commission mit. Da dieselben noch nicht abgeschlossen sind, so wollen wir hier nur die von Schiffner ausgesprochenen Sätze mittheilen:

1) Das Abbinden ist weder der Temperatur, noch dem Wasserzusatze einfach proportional.

2) Bei niedriger Temperatur ist der Wasserbedarf für den Mörtel geringer und die Grösse des Wasserzusatzes von viel stärkerem Einfluss als bei höheren Temperaturen.

Ueber den Einfluss der Temperatur auf die Abbindezeit des Portlandcementes von Dr. B. Kosmann. (Thonindustrie-Zeitung, 1893 S. 214.)

Golinelli prüft den Einfluss der Temperatur auf die Abbindezeit der Portlandcementmörtel. Die enormen Unterschiede in der Abbindezeit durch Erhöhung der Temperatur um 5 bezieh. 14° C. sind aus der folgenden Tabelle zu ersehen:

Angabe der Abbindezeiten bei folgenden Temperaturen und Wassermengen:

Versuchsreihe I.

Temperatur des Wassers
und der Luft = 16° C.
Wasserverbrauch
= 30 Proc.
Versuchsreihe II.
Temperatur
des Wassers = 21° C.
der Luft = 30° C.
Wasserverbrauch
= 32 Proc.
Versuchsreihe III.

Temperatur des Wassers
und der Luft = 16° C.
Wasserverbrauch
verschieden
Nr. 1 4 St. 00 M. 0 St. 10 M. 3 St. 45 M. 29 Proc. W.
„ 2 10 „ 00 „ 5 „ 00 „ 9 „ 30 „ 28 „ „
„ 3 2 „ 10 „ 0 „ 16 „ 0 „ 38 „ 29 „ „
„ 4 8 „ 24 „ 0 „ 33 „ 8 „ 5 „ 29,5 „ „
„ 5 2 „ 10 „ 0 „ 20 „ 4 „ 5 „ 31,5 „ „
„ 6 2 „ 00 „ 0 „ 15 „ 2 „ 0 „ 30 „ „
„ 7 2 „ 30 „ 0 „ 10 „

Die Normenvorschrift ist daher streng einzuhalten. (Thonindustrie-Zeitung, 1893 S. 115.)

Im Anschlusse daran macht L. Tetmajer1) Mittheilungen über die auf diesen Gegenstand bezüglichen Untersuchungen in der Anstalt zur Prüfung von Baumaterialien am schweizerischen Polytechnicum.

Es ergab sich, dass verschiedene Portlandcemente durch wechselnde Temperaturen verschieden beeinflusst werden. Für Portlandcemente gleicher Provenienz oder solche ähnlicher Beschaffenheit erscheinen dagegen die Abhängigkeitsverhältnisse der Temperatur zum Erhärtungsbeginne und zur Bindezeit ähnlich geartet, so dass die Möglichkeit vorliegt, von den bei bestimmter Temperatur erhobenen Erhaltungszuständen eines Portlandcementes auf rechnerischem Wege auf die gleichnamigen Zustände anderer Temperaturen zu schliessen.

Trägt man in einem Coordinatensystem die Temperaturen als Abscissen auf, die Bindezeiten als Ordinaten, so erhält man für das Bindemittel einen Linienzug, der sich oft unschwer in ein mathematisches Gewand kleiden lässt, wie folgendes Beispiel zeigen soll:

Guter Portlandcement mit 59,4 Proc. CaO, 24,1 Proc., SiO2, 8,3 Proc. Al2O3, 2,1 Proc. Fe2O3 und 2,03 Proc. CaSO4 und mit 17 Proc. Rückstand auf dem 4900-Maschen-Sieb wurde bei verschiedenen Temperaturen der Erhärtung überlassen.

Bezeichnet:

c die Temperatur der Luft, somit auch diejenige des erhärtenden Cementbreies in Grad Celsius;

t0 die Zeit bis zum Eintritt des Erhärtungsbeginnes;

t die Zeit bis zum Eintritt der Abbindung (Bindezeit) (beide in Centesimalstunden), so wird t0 und t ausgedrückt durch:

und

Nachstehende Tabelle gibt eine Uebersicht über die Uebereinstimmung zwischen den Ergebnissen der directen Beobachtung und der Berechnung des Erhärtungsbeginnes und der Bindezeit nach vorstehenden Formeln:

Temperatur
in
Grad Cels.

Erhärtungsbeginn t0

Bindezeit t
beobachtet berechnet beobachtet berechnet
Std. Min. Std. Min. Std. Min. Std. Min.
50 0 10 0 10 2 30 2 33
45 0 15 0 20 3 0 2 59
40 0 30 0 32 3 30 3 30
35 0 45 0 48 4 0 4 08
30 1 0 1 08 5 0 4 58
25 1 30 1 36 6 10 6 04
20 2 15 2 15 7 30 7 34
15 3 30 3 14 10 0 9 48
10 5 0 4 56 13 0 12 48
5 9 0 8 30 20 0 20 14
0 21 0 21 0 38 0 38 18

Einfluss der Mörtelbearbeitung auf die Zugfestigkeitsresultate von Golinelli in Karlstadt. Verfasser zeigt durch Versuche, dass man bei 3 Minuten langem Durcharbeiten der Mörtelmasse bedeutend geringere Festigkeitszahlen erhält als bei normengemässem 5 Minuten langem Durcharbeiten der Masse. Um die individuellen Fehler zu eliminiren, welche durch verschiedenartige Ausführung des Durcharbeitens hervorgebracht werden können, schlägt Verfasser vor, das Mischen von Cement und Wasser mit Hilfe einer kleinen Mörtelmaschine vorzunehmen. (Thonindustrie-Zeitung, 1894 S. 30; vgl. auch obiges Referat über die Apparate der St. Louis Water Works.)

|93|

c) Beschleunigte Methoden (Heisswasserprüfung, Hochdruckdampfprobe).

Die beschleunigten Methoden zur Prüfung von Portlandcement kamen in der 14. Generalversammlung des Vereins deutscher Portlandcement-Fabrikanten zur Sprache. Schumann hielt darüber einen Vortrag, an den sich eine lebhafte Debatte anschloss. Die beschleunigten Proben auf Volumbeständigkeit (Glühprobe, Darrprobe und Kochprobe) haben das Gute, dass sie das Kalktreiben der Portlandcemente in kurzer Zeit erkennen lassen. Aber sie lassen nicht umgekehrt den Schluss zu, dass ein Cement zu verwerfen sei, der die Proben nicht besteht; denn es werden auch tadellose Cemente durch diese Proben zerstört.

Heintzel erwähnt seitliche Rissbildungen, welche bei Kuchen; nachdem sie die Normenprobe bestanden hatten, bei mehrwöchentlichem Liegen an der Luft auftraten. Schott und Dyckerhoff erklären diese Eisse als Schwindrisse, die sich bei Verwendung von reinem Cement immer bilden und auch die Veranlassung zu den Zerstörungen am Stephansdome zu Wien gegeben haben. Je feiner der Cement, desto mehr Wasser braucht er, desto mehr schwindet er. Reiner Cement feinster Mahlung zerfiel an der Luft in lauter feste; kleine Stücke. Bei Verwendung an der Luft muss daher der Cement durch Sandzusatz gemagert werden.

Es kam schliesslich auch die Hochdruckdampfmethode zur Sprache.

Die Versammlung spricht sich gegen die Annahme der beschleunigten Proben aus, da dieselben manchen Cement als fehlerhaft erscheinen lassen, der sich nachher bei der Verwendung doch ganz gut bewährt.

Dobrynski macht Mittheilungen über die Kochprobe bei Portlandcement. Die fünf folgenden Cementproben wurden der Kochprobe unterworfen:

I II III IV V
SiO2 22,4 24,2 22,9 19,3 18,1
Fe2O3 + Al2O3 12,5 10,8 11,7 10,2 10,9
CaO 61,0 63,2 64,3 67,9 69,8

Obgleich die drei ersten Proben richtig zusammengesetzt waren, zeigten sämmtliche Cemente Treiberscheinungen. I, II und III hatten gegen die Mitte zu sich verjüngende Radialrisse; IV ist in mehrere Stücke zerfallen und V in einen weichen Brei zersetzt worden. Die Glasplattenkuchenproben der drei, ersten Cemente waren nach 4 Wochen tadellos, die der Cemente IV und V zeigten Verkrümmungen und netzartige Risse.

Das Treiben in der Kochprobe verliert sich bei guten Cementen schon nach 2 Tagen. (Thonindustrie-Zeitung, 1892 S. 331.)

Erdmenger hat gefunden, dass eine beschleunigte Erhärtung der Probekörper eintritt, wenn man etwa 14 Stunden nach dem Anfertigen der Probekörper dieselben 14 Stunden in gleicher Weise erhitzt wie die Treibproben bei Cementkugeln. Ueber das Nähere und die beigegebene Tabelle vgl. die Originalarbeit (Thonindustrie-Zeitung, 1892 S. 556). Erdmenger hat schon früher gezeigt (1878), dass bereits erhärtete Cementsandmörtel durch Erhitzen ihren Wassergehalt abgeben und sodann mürbe werden, dass sie aber, nachher in Wasser eingelegt, ihre Festigkeit wieder erhalten, allerdings nur dann, wenn sie nicht zu hoch erhitzt wurden. Die alte Festigkeit kehrt nach etwa 2 Wochen wieder zurück. Die gewöhnliche Kochprobe hält Erdmenger nicht für ausreichend.

In einer Mittheilung: Zur Frage der Magnesia im Portlandcement, vertheidigt Erdmenger seine Hochdruckdampfprobe gegen verschiedene Einwände, welche von Seiten anderer Mitglieder der Magnesia-Commission erhoben wurden. (Thonindustrie-Zeitung, 1893 S. 786 und 812.) Verfasser führt darin unter anderem auch aus, dass die Hochdruckdampfprobe verhältnissmässig leicht auszuführen ist, und gibt eine Anleitung, wie dies am einfachsten zu bewerkstelligen ist.

Deval bespricht die Heisswasserprüfung von Cement. (Thonindustrie-Zeitung, Jahrg. 15 S. 384 und 407.)

W. Michaëlis hält die Glasplattenkuchenprobe für unzuverlässig und empfiehlt übereinstimmend mit Tetmajer die Kochprobe als richtigstes Mittel, ein Treiben der Portlandcemente rechtzeitig zu erkennen. (Thonindustrie-Zeitung, Jahrg. 15 S. 994.)

Ueber die normengemässe und andere in den letzten Jahren vorgeschlagenen Prüfungsmethoden des Portlandcementes hielt Dr. Prüssing in der am 24. Februar 1894 stattgehabten Generalversammlung des Vereins deutscher Portlandcement-Fabrikanten einen interessanten Vortrag.

Redner führt zunächst zwei Beispiele an, welche darthun, dass die Normenprüfung unter Umständen nicht ausreiche, um allen Anforderungen; die an einen guten Portlandcement gestellt werden können, zu genügen. Die Kunststein- und Röhrenfabrikanten, welche den Cement mit geringem Wasserzusatz (6 bis 8 Proc.) mischen und ihre Waaren dann unter der hydraulischen Presse herstellen, können leicht dadurch geschädigt werden, dass der Cement, der die Normenprüfung gut bestanden hatte, unter Umständen nach der Verwendung deutliches Treiben zeigt.

Prüssing verlangt eine Verschärfung der Normenprüfung und bespricht eine, seit einer Reihe von Jahren von ihm verwendete Heisswasserprüfung, die sich stets gut bewährt hat.

100 g reiner Cement werden mit 5 bis 7 Proc. Wasser – je nach der Feinheit der Mahlung richtet sich der Wasserzusatz – angemacht, und zwar so, bis das Wasser ganz gleichmässig den Cement befeuchtet hat, dann werden sie in eine cylindrische Forin gefüllt, gleichmässig in derselben vertheilt und mit Hilfe eines Stempels und einer starken Presse – als welche eine kräftige Copirpresse gut verwendbar ist – zu runden, scharfkantigen, festen Kuchen gepresst. Die Form für diese Presskuchen ist folgendermaassen construirt: Auf eine gehobelte eiserne Platte von 13 bis 14 mm Stärke wird die aus Messing bestehende, dreitheilige, innen cylindrische Form gesetzt und durch einen kräftigen, federnden, aber mit einer Schraube anziehbaren Ring zusammengehalten. Die Form hat, um dem starken Druck durch die Presse widerstehen zu können, oben eine Wandstärke von 2,5 mm und unten von 7 mm und ist mit einem Absatz zur Auflage für den Ring versehen. Der eiserne Stempel ist genau der cylindrischen Form eingepasst. Die Cementpresskuchen können sofort nach Herstellung, ohne beschädigt zu werden, der Presse entnommen werden. Der Schraubenschlüssel dient zum Anziehen bezieh. Lösen der Schraube des Ringes. Der fertige Presskuchen bleibt zunächst zur Erhärtung 24 Stunden gegen Ausdünstung geschützt in einem Kasten liegen und wird dann unter Wasser gelegt. Ein Cement, der, auf diese Weise geprüft, keine Kantenrisse oder Verbiegungen zeigt, wird sich bei jeglicher Verwendung in kaltem Wasser als volumbeständig erweisen. Ein zweiter solcher Kuchen wird nach 24stündiger Erhärtung an der Luft einige Stunden unter kaltes Wasser und dann in ein Bad, welches durch Dampf ständig auf + 90° C. erhalten wird, gelegt. Er wird nach 24stündigem Aufenthalt in letzterem besichtigt und, wenn er gut geblieben, 1 Monat lang in demselben gelassen.

|94|

Es hat sich herausgestellt, dass fast alle Cemente, welche nach 28 Tagen „Treiben“ zeigten, dieses auch schon nach 24stündigem Aufenthalte in Wasser von 90° C. thaten, dass also das 1tägige Verweilen der Proben in heissem Wasser schon genügt, um den Cement als „Treiber“ zu charakterisiren.

Prüssing hat 24 Cement marken nach den verschiedensten Verfahren geprüft und stellt die Resultate seiner Prüfung in einer grossen Tabelle zusammen. Redner hält die Darr- und Kugelprobe für unsicher; die Hochdruckdampfprobe für zu scharf, dagegen die Kochproben für ausreichend, nur wünscht er die Anfertigung der Probekörper anders, als bisher gebräuchlich ist.

Verfasser schlägt ferner vor, dass vor allem Gewicht auf die Prüfung der Druckfestigkeit gelegt und diejenige der Zugfestigkeit bei Seite geschoben werde. Es ist nach Verfasser auch wohl angängig, eine beschleunigte Prüfungsmethode der Festigkeit des Portlandcementes in den Normen zuzulassen, und er hält als solche die Druckprobe eines Mörtelkörpers aus 1 Cement zu 3 Normalsand, welcher 1 Tag an der Luft und 6 Tage unter heissem Wasser von + 90° C. erhärtete, geeignet.

Verfasser stellt schliesslich den Antrag, dass von der Versammlung eine Commission von mindestens fünf Mitgliedern zur Revision der Normen ernannt werde. Diesem Antrage ist durch Wahl einer Commission entsprochen worden.

d) Festigkeit, Abnutzbarkeit, chemische Untersuchung von Cementen.

Vergleichende Untersuchungen über das Verhalten von Portland- und Puzzolancement wurden in der königl. Prüfungsstation für Baumaterialien in Berlin angestellt und das Ergebniss derselben in der 14. Generalversammlung des Vereins deutscher Portlandcement-Fabrikanten (Protokoll S. 12) mitgetheilt. Es ergibt sich daraus, wie ja auch aus früheren Untersuchungen hervorgeht (vgl. 1889 273 587), dass der Puzzolancement geringere Festigkeitszahlen aufweist als Portlandcement, ferner, dass die 4-Wochenprobe mit 3 Th. Sand (Normenprobe) die günstigste Probe für Puzzolancement ist. Unter allen anderen Verhältnissen, nach langer Zeit oder in reinem Zustande, oder an der Luft geprüft verhält sich Puzzolancement wesentlich ungünstiger als Portlandcement, besonders wenn die Proben breiförmig eingefüllt werden und an der Luft erhärten. Die für Portlandcement aufgestellten Normen können darum für den Vergleich von Portlandcement mit Puzzolancement nicht benutzt werden.

Schon 1891 hat sich Meyer dahin ausgesprochen, dass die Normen nicht das einzige Mittel zur Werthschätzung der Portlandcemente abgeben können und dass namentlich auf übertriebene Festigkeit zuviel Gewicht gelegt wird. In der 15. Generalversammlung kam der Gegenstand wieder zur Sprache. Meyer führt einige Zahlen an, welche beweisen, dass Cement mit zunehmendem Kalkgehalte an Druckfestigkeit zwar zunehme, an Volumbeständigkeit aber Einbusse erleide.

Schumann untersucht die Abnutzbarkeit verschiedener hydraulischer Mörtel (17. Generalversammlung). – Verfasser arbeitet mit einem nach seinen Angaben construirten Schleifapparat und findet, dass bei verschiedenen Klassen von Bindemitteln die Druckfestigkeit keinen Maasstab für deren Abnutzbarkeit abgibt und dass der schon öfter ausgesprochene Satz, dass die Normenprobe kein Werthmesser für verschiedene hydraulische Bindemittel sein kann, aufs Neue bestätigt wird. Die Abnutzbarkeit scheint vorzugsweise von der Dichte der Bindemittel abhängig zu sein.

Bei der Klasse der Portlandcemente scheint dagegen eine gewisse Abhängigkeit der Abnutzung von der Druckfestigkeit vorhanden zu sein.

Alden H. Brown untersucht Dünnschliff aus Portlandcement unter dem Mikroskop und kommt zu dem Schlusse, dass die mikroskopische Untersuchung eines Cementes ein Mittel an die Hand gibt, die Güte eines Cementes zu beurtheilen. (Engineering News, 1891 S. 481.)

Zur Bestimmung des kohlensauren Kalkes im Cementrohmehl empfiehlt H. Dobrynski die Titration mit Salzsäure und Natronlauge unter Anwendung von Phenolphtaleïn als Indicator. (Thonindustrie-Zeitung, 1892 S. 414 und 1083.)

Schema zur Analyse von Portlandcement von Th. Stillman.

Textabbildung Bd. 294, S. 94
|95|

Chemische Untersuchung von Trass von J. J. Pennik. (The Ingineer, 1893 Nr. 8.)

Zur Analyse der Portlandcemente mit besonderer Berücksichtigung der Magnesiabestimmung von Dr. A. Häser. (Thonindustrie-Zeitung, 1893 S. 1086.)

In der oben citirten Abhandlung von Stillman gibt Verfasser ein Schema zur Analyse von Portlandcement, nach welchem die chemische Untersuchung des genannten Materials in seinem Laboratorium zur Ausführung gelangt. Wir geben dieses Schema vorstehend in freier Uebersetzung.

Hierzu möchte ich mir einige Bemerkungen erlauben: 2 g Cement ist etwas viel für eine einfache Cementanalyse; es genügt vollkommen 1 g, ja man kann noch weniger nehmen und erreicht damit den Vortheil, dass man bei annähernd gleicher Genauigkeit mit dem Waschen schneller fertig wird.

Ferner sind 50 cc Salzsäure (deren Concentration leider nicht angegeben ist) sehr viel, falls sich die Angabe auf die in den Laboratorien gewöhnlich verwendete Salzsäure von 1,2 spec. Gew. bezieht. Die Hauptsache bei der Aufschliessung ist, dass das Material als möglichst feines Pulver angewendet werde, dann erfolgt die Aufschliessung auch mit einer viel geringeren Menge von Salzsäure schnell und vollständig.

Die Trennung von Eisen und Thonerde durch Schmelzen mit Aetzkali verdient jedenfalls Beachtung, da sie von der bei uns gebräuchlichen Bestimmung von Eisen in dem Gemenge der beiden Oxyde etwas abweicht. Es dürfte übrigens das Aufschliessen der geglühten Oxyde mit Aetzkali einige Schwierigkeiten bieten, ähnlich wie dies auch der Fall ist bei der Aufschliessung mit saurem schwefelsaurem Kali.

(Fortsetzung folgt.)

|92|

Thonindustrie-Zeitung, 1893 S. 187.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: