Titel: | Ueber die chemischen und physikalischen Eigenschaften mehrerer bayerischen hydraulischen Kalke im Vergleich mit Portland-Cement; zugleich ein Beitrag zur Theorie des Erhärtens der hydraulischen Kalke; von Georg Feichtinger. |
Fundstelle: | Band 152, Jahrgang 1859, Nr. XXVI., S. 108 |
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XXVI.
Ueber die chemischen und physikalischen
Eigenschaften mehrerer bayerischen hydraulischen Kalke im Vergleich mit
Portland-Cement; zugleich ein Beitrag zur Theorie des Erhärtens der hydraulischen
Kalke; von Georg
Feichtinger.
(Schluß von S.
61 des vorhergehenden Heftes.)
Feichtinger, über die chemischen und physikalischen Eigenschaften
mehrerer bayerischen hydraulischen Kalke.
Zweiter Abschnitt.Ueber den Erhärtungsproceß der hydraulischen
Mörtel.
Joh. Nepomuk v. Fuchs war es, der in seiner im Jahre 1830
von der holländischen Société des Sciences
zu Haarlem gekrönten Preisschrift auf das Scharfsinnigste bewies, daß die Erhärtung
der hydraulischen Mörtel im Wesentlichen auf einer chemischen Verbindung der
Kieselerde und des Kalks, welche sich auf dem nassen Wege allmählich herstellt,
beruhe. v. Fuchs war auch der erste, der annahm, daß,
indem beim Erhärtungsproceß Wasser chemisch gebunden werde, gleichsam eine
zeolithartige Verbindung sich bilde.
Dieser Ansicht huldigen auch noch jetzt die meisten Chemiker. Von andern Chemikern
wird aber angenommen, daß die Erhärtung nur in Folge der Hydratbildung der bereits
vorhandenen Silicate eintrete.
Kuhlmann (Annales de Chimie er de
Physique, Nov. 1847, S. 364, polytechn. Journal Bd. CVI S. 425) sagt darüber: „daß
die kieselerdehaltigen Kalksteine oder der mit Thon gemengte fette Kalk beim
Brennen Doppelsilicate oder Doppelaluminate von Kalk und einem Alkali geben
können; daß diese künstlichen Verbindungen denen analog sind, welche die
Mineralogen Mesotyp, Apophyllit, Stilbit nennen, und daß sich sogar eine dem
Analcim analoge künstliche Verbindung erzeugen kann. Er bemerkt hierbei, daß
diese verschiedenen Verbindungen Hydrate bilden, und daß, wenn sie in den
natürlichen hydraulischen Kalken vorkommen, sie dieses Wasser beim Brennen
verlieren müssen, um es alsdann beim Befeuchten wieder aufzunehmen und so ein
schnelles Erhärten der Mörtel herbeizuführen. Wenn sich diese Doppelsalze oder
analoge Verbindungen während des Brennens der künstlichen Gemenge bilden, so
sind die erzeugten Silicate wasserfrei und befinden sich daher in dem
Augenblicke, wo man sie mit Wasser in Berührung bringt, in demselben Zustande,
wie die natürlichen Producte nach ihrem Brennen. Es findet daher beim Erhärten
der hydraulischen Mörtel noch eine Wirkung statt, analog derjenigen, welche das
Härten des Gypses veranlaßt, nämlich eine Hydratbildung.“
Kuhlmann glaubt auch, daß sich ohne Gegenwart von Kali
oder Natron hydraulische Kalke bilden können; es sey möglich, daß die Verbindung von
Kieselerde, Thonerde und Kalk ebenfalls die Eigenschaft besitze, Wasser zu
absorbiren, und in den Hydratzustand überzugehen.
Ferner lesen wir in dem „Technischen Wörterbuch von Dr. Karmarsch und Dr. Fr. Heeren“, daß das
Erhärten des Portland-Cements ohne Zweifel in einer chemischen Bindung von
Wasser beruhe, so daß in dieser Hinsicht der Cement mehr Analogie mit dem Gyps als
mit dem Kalkmörtel darbietet. Vor dem Gypse hat er aber die Vortheile ungleich
größerer Härte und der Fähigkeit, den Einwirkungen der Witterung zu widerstehen,
voraus.
Rivot und Chatoney (polytechn.
Journal Bd. CXLIII S. 352) sind ebenfalls
der Ansicht, daß sich unter gewissen Verhältnissen durch das Brennen bloß
kieselsaurer Kalk in dem hydraulischen Kalk bildet, und daß dieser kieselsaure Kalk
nur durch Wasseraufnahme die Erhärtung bezweckt.
Die Ansicht von Kuhlmann etc. wird durch Folgendes
widerlegt:
Wäre die Ursache der Erhärtung nur eine Hydratbildung der
bereits in den hydraulischen Kalken enthaltenen Silicate, so würde ein erhärteter
hydraulischer Mörtel, nachdem ihm durch Erhitzen das gebundene Wasser genommen wird,
immer wieder hart werden, so oft er nach dem Verjagen des Wassers wieder mit Wasser
angemacht wird. Dieses ist beim Gyps der Fall. Es wird aber kein hydraulischer Kalk,
der vollkommen den Erhärtungsproceß durchgemacht hat, zum zweitenmale erhärten. Auch
wäre dann in einem hydraulischen Mörtel der freie Kalk überflüssig, es müßte dann
die Erhärtung auch eintreten, wenn der freie Kalk in kohlensauren Kalk übergeführt
ist; dieses ist aber nicht der Fall, denn ich behandelte Portland-Cement mit
einer concentrirten wässerigen Lösung von kohlensaurem Kali im Ueberschusse und
bemerkte, daß nur die gröberen Stücke Consistenz erlangten, der größte Theil des
Portland-Cements blieb jedoch fein pulverig und ohne Zusammenhang.
Gegen eine bloße Hydratbildung spricht auch noch, daß mit der fortschreitenden
Erhärtung der hydraulischen Mörtel die Menge Kieselsäure, die durch eine wässerige
Lösung von kohlensaurem Kali oder kohlensaurem Natron ausziehbar ist, abnimmt,
offenbar ein Beweis, daß die Kieselsäure sich nach und nach mit Kalk sättigt und die
Erhärtung der hydraulischen Mörtel verursacht.
Es nehmen allerdings die in den hydraulischen Mörteln enthaltenen Silicate Wasser
auf, aber dieser Uebergang der Silicate in den Hydratzustand ist in seiner Wirkung
ganz verschieden von der Wasseraufnahme des gebrannten Gypses; kein hydraulischer
Mörtel erlangt durch den Uebergang der Silicate in den Hydratzustand allein die Härte des Gypses, geschweige denn die Härte,
die wir von einem hydraulischen Mörtel erwarten. – Was die Ansicht von Fuchs betrifft, so ist es durch meine Versuche auf das
Entschiedenste bestätigt, daß die Erhärtung der hydraulischen Mörtel nur in Folge
einer chemischen Verbindung der Kieselerde mit Kalk eintritt. – Durch meine
Versuche ist ferner auch bestätigt, wie Fuchs angenommen, daß die sich bei der
Erhärtung bildenden Kalksilicate Wasser binden. Aber wie das Wasser gebunden wird,
darüber kann ich der Ansicht von Fuchs nicht
beitreten.
v. Fuchs (gekrönte Preisschrift) sagt: Während sich der
Kalk mit dem Cemente verbindet, wird auch ein Theil des Wassers in den festen
Zustand versetzt und es entsteht gleichsam eine zeolithartige Zusammensetzung, und
das Wasser ist mithin als Krystallisationswasser auch ein Ingredienz des
hydraulischen Mörtels. Aus meinen Versuchen geht indeß hervor, daß die
Wasseraufnahme der hydraulischen Mörtel viel früher beendigt ist als die Erhärtung.
Daraus ist zu schließen, daß die Kieselerde und die in den hydraulischen Kalken
enthaltenen Silicate, die noch Kalk in ihre Verbindung aufnehmen, zuerst Wasser
chemisch binden, und daß sich dann der Kalk erst mit ihnen verbindet. Auch steht es
fest, daß die hydraulischen Mörtel, so oft ihnen nach dem Erhärten das Wasser durch
Erhitzen genommen wird, die gleiche Summe Wasser binden, die sie beim eigentlichen
Erhärtungsproceß aufgenommen hatten; dieß thut aber kein natürlicher Zeolith; ich
habe Zeolithe wie Ichthyophthalm, Gehlenit, Blätter-Zeolith nach dem
Austreiben ihres chemisch gebundenen Wassers durch Erhitzen monatelang in Wasser
gelegt, und habe dabei keine Gewichtszunahme bemerkt, es verhalten sich demnach die
bei der Erhärtung sich bildenden Silicate nicht analog den natürlich vorkommenden
Zeolithen.
Die Resultate, die ich durch meine Versuche erlangt habe, berechtigen mich bei der
Erhärtung der hydraulischen Mörtel drei chemische Wirkungen
anzunehmen, ohne die ein vollkommenes Erhärten der hydraulischen Mörtel nicht
eintreten kann.
Diese sind:
1) die Aufnahme des Wassers;
2) die eigentliche Erhärtung, indem sich der Kalk mit der Kieselsäure und mit den
vorhandenen Silicaten verbindet;
3) Ueberführung des bei der Erhärtung nicht gebundenen Kalks in kohlensauren
Kalk.
ad 1. Beim Erhärten der hydraulischen Mörtel wird sowohl
von den bereits vorhandenen Silicaten und der nicht gebundenen Kieselerde, als auch
vom freien Kalk Wasser gebunden.
Wenn man die hydraulischen Kalke mit Wasser anrührt, so wird man beobachten, daß sich
einige dabei erwärmen, andere nicht. Dieses Erwärmen rührt von schnellem Uebergange
des freien Kalks in Kalkhydrat her. Es findet daher die Wasseraufnahme beim Anmachen
mit Wasser in ganz verschiedenem Maaße statt. Meine Versuche über die Wasseraufnahme
zeigen, daß bei einigen hydraulischen Mörteln das an die Silicate tretende Wasser
früher aufgenommen wird, als das von dem freien Kalk gebundene, währenddem der
hydraulische Mörtel D das an den Kalk tretende Wasser
früher bindet.
Wir können aber auch beobachten, daß auf diesem schnellen Binden von Wasser durch den
freien Kalk das schnelle Anziehen beruht. Unter allen meinen Proben zog keiner so
schnell an und stund so bald im Wasser, als der hydraulische Kalk D. Für dieses spricht auch das Verhalten des
Portland-Cements. Portland-Cement im frischen Zustande zieht langsam
an; es ist die Menge des aufgenommenen Wassers am Anfange sehr gering; der freie
Kalk bindet in der ersten Zeit gar kein Wasser, weil er von einer glasigen Decke
überzogen ist. Dieses ändert sich aber, wenn der Portland-Cement den
Erhärtungsproceß im Wasser durchgemacht hat; wird er dann bis zur Verjagung alles
Wassers erhitzt und wieder mit Wasser angemacht, so zieht er viel schneller an, d.h.
er bildet in kürzerer Zeit eine zusammenhängende Masse, die im Wasser nicht
zerfällt, ohne jedoch
die Härte zu erreichen, die er beim ersten Anmachen bekam. Durch den
Erhärtungsproceß ist beim Portland-Cement die glasige Masse verändert worden,
und der freie Kalk seiner Decke beraubt worden. Aus meinen Versuchen ist auch zu
ersehen, daß der erhärtete Portland-Cement nach dem Glühen in den ersten vier
Stunden eine viel größere Menge Wasser gebunden hat.
Dieser schnelle Uebergang des freien Kalks in Kalkhydrat ist indeß von großem
Nachtheile. Es wird durch diese schnelle Aufnahme des Wassers und dabei
stattfindendes Erwärmen die Masse mehr ausgedehnt; beim Erkalten wird sie sich dann
wieder zusammenziehen und nie diesen festen Zusammenhang gewinnen, als wenn die
Wasseraufnahme nur langsam stattfindet.
Ich habe auch bereits die Ansicht ausgesprochen, daß bei der Erhärtung der
hydraulischen Mörtel die Kieselerde die mit Kalk sich verbindet, und die Silicate,
in deren Verbindung der Kalk noch als ein Bestandtheil eintritt, zuerst Wasser
aufnehmen und daß dann erst eine Verbindung mit Kalk stattfinden kann.
Ich schließe es daraus, daß die Aufnahme der ganzen Summe Wasser von den
hydraulischen Mörteln viel früher beendigt ist, als die Erhärtung. So ist aus meinen
Versuchen ersichtbar, daß das an die Kieselerde und die Silicate gebundene Wasser
nach längstens zwei Monaten bei allen hydraulischen Mörteln aufgenommen war, während
die Abnahme der in einer wässerigen Lösung von kohlensaurem Kali löslichen
Kieselerde erst einige Monate später beendigt ist.
Ein weiterer Beweis für meine ausgesprochene Ansicht ist der, daß die natürlichen
Cemente, wie Traß, Puzzolane etc. chemisch gebundenes Wasser schon enthalten und
diese natürlichen Cemente geben bekanntlich einen sehr guten Wassermörtel. Erhitzt
man aber diese natürlichen Cemente für sich bis zur Verjagung des Wassers, so nehmen
sie kein Wasser mehr auf und erhärten auch mit Kalk nicht mehr.
Traß und Puzzolane sind vulcanischen Ursprungs und es befinden sich die Silicate in
denselben in der Mehrzahl im aufgeschlossenen Zustande. Sie haben dieß chemisch
gebundene Wasser entweder nach und nach aus der Atmosphäre, Regen etc. aufgenommen,
oder, wie Professor Pettenkofer vermuthet, indem
salzsaure Dämpfe auf sie eingewirkt haben. Letztere entwickeln sich ja immer aus
Vulcanen.
v. Fuchs hat auch gefunden, daß natürliche Silicate, wie
Desmin, Analcim etc. oder natürliche Kieselerde, Opal, die schon Wasser in ihrer
chemischen Mischung enthalten, sehr schnell erhärten und einen guten hydraulischen
Mörtel geben.
Ferner spricht für meine Ansicht, daß z.B. natürliche Silicate, die auch nach dem
Glühen mit Kalk einen schlechten hydraulischen Mörtel geben, sehr schnell erhärten
und dabei eine bedeutende Härte erlangen, wenn man sie nach dem Glühen, gemäß der
Ansicht Pettenkofer's über die mögliche Bildung von Traß
und Puzzolane, mit Salzsäure behandelt und wieder auswäscht. So erlangte ich
vortreffliche Cemente aus Feldspath, Wollastonit, Granit, Bimsstein, Speckstein,
Quarz etc. Diese Silicate, wenn sie mit Salzsäure behandelt werden, nehmen dadurch
Wasser auf. Glüht man sie dann nach der Behandlung mit Salzsäure, so daß all ihr
chemisch gebundenes Wasser verflüchtigt wird, so erhärten sie wenig oder gar nicht
mehr mit Kalk.
Wir haben in den hydraulischen Mörteln amorphe Kieselerde und amorphe kieselsaure
Verbindungen, die durch das Glühen mit Kalk im ausgeschlossenen Zustande sich
befinden. Dadurch, daß die Kieselerde und die bereits vorhandenen Silicate Wasser
aufnehmen, erhalten die Theilchen eine gewisse Geschmeidigkeit, und der Kalk, der im
Wasser gelöst ist, kann sich damit leicht verbinden. Die Verbindungen, die sich beim
Erhärten bilden, sind ebenfalls gestaltlos.
Die Thätigkeit des Wassers ist demnach:
1) eine Ueberführung des freien Kalks, der freien Kieselsäure und der bereits
vorhandenen Silicate in den Hydratzustand;
2) den Kalt zu lösen, damit er in Verbindung mit Kieselerde oder den Silicaten treten
kann.
ad 2. Der eigentliche Erhärtungsproceß tritt ein in
Folge der chemischen Verbindung von Aetzkalk mit hydratisirter Kieselerde oder mit
den bereits vorhandenen hydratisirten Silicaten.
Daß der Kalk in eine chemische Verbindung mit Kieselsäure tritt und dadurch die
Erhärtung der hydraulischen Mörtel bewirkt, geht, wie ich schon bemerkt habe, daraus
hervor, daß ein hydraulischer Kalk nur einmal erhärtet und daß die Menge
Kieselsäure, die durch eine wässerige Lösung von kohlensaurem Kali oder kohlensaurem
Natron ausziehbar ist, mit der fortschreitenden Erhärtung abnimmt.
Am Entscheidendsten aber spricht sowohl für die Erhärtung in Folge einer chemischen
Verbindung des Kalks mit Kieselsäure oder kieselsauren Salzen als auch für meine
aufgestellte Theorie, daß die Silicate und Kieselsäure in den hydraulischen Mörteln
zuerst Wasser aufnehmen und sich dann erst mit Kalk verbinden können, folgende Reihe
von Versuchen: Mischt man frischen Portland-Cement mit einer höchst
concentrirten wässerigen Lösung von kohlensaurem Kali (oleum
tartari), zu einem dicken Brei und läßt diese Mischung 8–14 Tage unter öfterm
Umrühren stehen, so tritt keine Erhärtung ein. Man bemerkt, daß nach dieser Zeit die
Masse des Portland-Cements eine Veränderung erlitten hat; derselbe theilt
sich zunächst in zwei Bestandtheile: in ein sehr feines und in ein gröberes Pulver.
Diese lassen sich durch Schlämmen trennen. Dabei erhält man vom feinen Pulver
ungefähr 40 Gewichtstheile und vom gröberen ungefähr 60 Gewichtstheile. Dem Volumen
nach ist das feinere mehr, indem dasselbe sehr locker ist, während das gröbere aus
dichteren Theilen besteht.
Beide Bestandtheile unterscheiden sich aber in bedeutendem Grade von einander, sowohl
in Betreff der chemischen wie der physikalischen Eigenschaften. Der feinere Theil
ist von gelber Farbe, während der gröbere schwerere Theil von grauem Ansehen
ist.
Die chemische Zusammensetzung beider ist folgende:
Gröberer Theil.
Feiner Theil.
Wasser an Silicate gebunden
3,90
2,61
„
„
Kalk
„
2,08
4,32
Kalk
45,60
57,38
Magnesia
Spuren
0,92
Kohlensäure
4,16
17,07
Eisenoxyd
9,30
1,78
Thonerde
3,46
4,07
Kieselsäure
31,41
12,10
Daraus ist zu ersehen, daß der feinere Theil aus viel kohlensaurem Kalk und wenig
Kieselerde besteht, während der gröbere Theil beinahe nur
Kieselerde-Verbindungen enthält.
Es war daher auch vorauszusehen, daß sie sich bei den Versuchen über die Erhärtung
sehr verschieden verhalten würden.
Ich führe die angestellten Versuche auf, und stelle die Resultate, die ich mit
beiden, mittelst einer concentrirten wässerigen Lösung von kohlensaurem Kali
getrennten Bestandtheilen des Portland-Cements erhielt, vergleichsweise
nebeneinander.
Gröberer Bestandtheil.
Feinerer Bestandtheil.
a) Mit Wasser zu Mörtel angemacht
Erlangte keinen Zusammenhang.
Erlangte keinen Zusammenhang
b) Mit 1/3 Theil Kalkhydrat
gemischt und mit Wasser zu Mörtel
gerührt.
Stund bald im Wasser und wurdeso hart
wie frischer Portland-Cement.
Brauchte längere Zeit, bis er
seinenZusammenhang im Wasser behielt,und wurde mit der Zeit hart,
wie einschlechter hydraulischer Mörtel.
c) Erhitzt bis zur Verjagung des bei
der Behandlung mit d. wässerigen
Lösung von
kohlensaur. Kali gebundenen Wassers, und
hierauf mit Wasser zu Mörtel
angemacht.
Erlangte nach kurzer Zeit
einensolchen Zusammenhang, daß er imWasser nicht zerfiel, wurde
aber mit der Zeit nicht viel härter
wiegewöhnlicher Luftmörtel.
Erlangte nach längerer Zeit
einensolchen Zusammenhang, daß er imWasser nicht zerfiel, wurde
aber nichthärter wie gewöhnlicher Luftmörtel.
d) Erhitzt bis zur Verjagung des bei
der Behandlung mit d. wässerigen
Lösung von kohlensaur. Kali
gebunden. Wassers, hierauf mit 1/3
Theil Kalkhydrat gemischt und mit
Wasser zu Mörtel angemacht.
Erlangte sehr schnell
einenZusammenhang, so daß er in sehrkurzer Zeit in Wasser gelegt,
nichtmehr zerfiel, und wurde im Wasserso hart wie frischer
Portland-Cement.
Erlangte bald einen Zusammenhang,so
daß er in Wasser gelegt, nicht mehrzerfiel, wurde aber nicht härter,
wie einhydraulischer Mörtel von geringerer Güte.
Aus diesen Versuchen geht hervor, daß nur diejenige Probe wirklich erhärtete, der
Kalkhydrat zugesetzt wurde. Ferner ist daraus zu ersehen, daß die Probe b mit Kalkhydrat dennoch erhärtete, obwohl die in
derselben enthaltenen Silicate bereits Wasser gebunden hatten. Ich habe allerdings
dabei beobachtet, daß die Probe d schneller anzog, d.h.
viel früher in Wasser stund, als die Probe b. Dieß hat
aber offenbar darin seinen Grund, weil bei dem Versuche d zwei Wirkungen zusammenkommen, erstens nehmen die ihres Wassers
beraubten Silicate wieder Wasser auf, wodurch das schnellere Anziehen bedingt ist,
und zweitens tritt, in Folge der Verbindung des Kalks mit den Silicaten die
eigentliche Erhärtung ein. Bei dem Versuche b hatten
aber die Silicate schon Wasser gebunden und es fiel demnach die Wirkung der
Wasseraufnahme von Seite der Silicate, wodurch das schnellere Anziehen bedingt wird,
weg und es trat nur der eigentliche Erhärtungsproceß ein in Folge der chemischen
Verbindung des Kalks mit den Silicaten. Beide Proben, b
und d, erlangten aber zuletzt denselben Härtegrad.
Ich erhielt auch bei unseren bayerischen Kalken durch Behandlung mit einer
concentrirten Lösung von kohlensaurem Kali und darauf folgendes Schlämmen zwei
verschiedene Bestandtheile, aber bei diesen betrug die Gewichtsmenge des feineren
Theils immer mehr als die Gewichtsmenge des gröberen.
Als weiteren Beweis für die aufgestellte Theorie führe ich noch die Resultate an, die
ich durch folgende Versuche erhielt:
Wenn man hydraulische Kalke mit einer höchst concentrirten Lösung von kohlensaurem
Ammoniak längere Zeit behandelt, so tritt ebenfalls keine Erhärtung ein und es wird
ein sehr großer Theil Kalk in kohlensauren Kalk umgewandelt. Wird nun das
überflüssige kohlensaure Ammoniak durch Auswaschen entfernt, und die auf obige Art
behandelten hydraulischen Kalke im Wasserbade getrocknet und mit Wasser zu Mörtel
angemacht, so erhärten sie nicht; setzt man ihnen aber Kalkhydrat zu, so erhärten
sie wie frische Mörtel. Dabei haben die in den hydraulischen Kalken enthaltenen
Silicate und die Kieselerde bei der Behandlung mit einer Lösung von kohlensaurem
Ammoniak schon Wasser aufgenommen. Erhitzt man nun die mit kohlensaurem Ammoniak, in
Wasser gelöst, längere Zeit behandelten hydraulischen Kalke bis zur Verjagung des
gebundenen Wassers, so erhärtet auch nur die Probe, welcher Kalk zugesetzt worden
ist, die andere Probe ohne Kalkzusatz erlangt nur eine Consistenz wie Luftmörtel.
Dabei beobachtete ich dasselbe Verhältniß wie bei den Versuchen, wo der
Portland-Cement durch eine concentrirte wässerige Lösung von kohlensaurem
Kali in zwei Bestandtheile getrennt worden ist. Diejenige Probe, die zur Verjagung
des Wassers erhitzt und mit Kalk angemacht wurde, zog schneller an, als diejenige
Probe, in der die Silicate schon Wasser gebunden hatten. Die Ursache dieses
schnelleren Anziehens ist offenbar wieder, weil zwei Wirkungen zusammentreffen:
1) die Wasseraufnahme der Silicate, wodurch der Mörtel nur Zusammenhang, aber noch
keine eigentliche Härte gewinnt, und
2) die Verbindung des Kalks mit den wasserhaltigen Silicaten und der wasserhaltigen
Kieselerde, wodurch der Mörtel erst seine eigentliche und volle Härte erlangt.
Ich werde noch weitere Versuche mit auf angeführte Art behandelten hydraulischen
Kalken anstellen, und dabei hauptsächlich auf die chemische Zusammensetzung
Rücksicht nehmen, und ich glaube auf diese Weise Resultate zu erzielen, welche nicht
minder wichtig für die Wissenschaft als für die Praxis seyn dürften.
Vicat gibt an, durch Versuche gefunden zu haben, daß
gebrannter Thon aus dem Kalkwasser den Kalk niederschlage, während ungebrannter Thon
dieß nicht thut. Dabei nimmt er an, daß nach dem Grade, als die Thone gute Puzzolane
geben, sie Kalk aus dem Kalkwasser niederschlagen. v. Fuchs fand das Fällen des Kalks aus dem Kalkwasser nur bei der Kieselerde
im schleimartigen Zustande.
Meine Versuche, die ich darüber anstellte, ergaben mir Folgendes: Am schnellsten, ja
fast augenblicklich, schlägt trockenes und geglühtes Wasserglas den Kalk aus dem
Kalkwasser nieder.
Langsamer erfolgt dieses bei Anwendung von schleimartiger Kieselerde.
Kieselerde, die nur bis zur Austreibung des Wassers erhitzt, aber nicht geglüht
wurde, schlägt ebenfalls noch Kalk aus dem Kalkwasser nieder, aber sehr langsam.
Geglühte Kieselerde wirkt nicht auf das Kalkwasser.
Puzzolane und Traß fällen Kalk; werden beide aber geglüht, so äußern sie keine
Wirkung auf Kalkwasser.
In den hydraulischen Mörteln ist die Kieselerde durch Glühen mit Kalk im
aufgeschlossenen Zustande und kann sich mit Kalk verbinden; daß aber auch, wie Fuchs schon gezeigt hat, die bereits vorhandenen
Verbindungen der Kieselerde mit Thonerde, Eisenoxyd, Kali und Natron sich noch mit
Kalk auf nassem Wege sättigen können, beweist uns die Ausscheidung der Alkalien beim
Erhärten der hydraulischen Mörtel, und ferner gibt Kieselerde und Kalk nie ein so
hartes Product als wie Eisenschlacken und thonerdehaltige Silicate.
Obwohl es auf das Bestimmteste erwiesen ist, daß es ohne Kieselerde oder Silicate und
Aetzkalk keinen hydraulischen Mörtel gibt, so finden wir doch noch die Ansicht
verbreitet, die Vicat angenommen hat: „daß die
Magnesia die Rolle der Thon- und Kieselerde übernehmen könne.“
Diese Vertretung der Thon- und Kieselerde durch Magnesia ist aber unmöglich;
die Magnesia kann nur so viel bewirken, daß sie allenfalls statt Kalk sich mit
Kieselerde verbinden könne. Uebrigens ist durch Fuchs und
Pettenkofer erwiesen, daß die Gegenwart von viel
Magnesia die Güte eines hydraulischen Mörtels beeinträchtige.
ad 3. Daß die Kohlensäure nicht ohne Einfluß auf die
Erhärtung der hydraulischen Mörtel ist, hat schon v. Fuchs ausgesprochen. Durch die Gegenwart von Kohlensäure geht gleich
Anfangs ein Theil des freien Kalkes in kohlensauren Kalk über, und die hydraulischen
Mörtel erlangen dadurch viel früher ihre vollkommene Härte.
In neuerer Zeit hat Kuhlmann (polytechnisches Journal,
1847, Bd. CVI S. 425) sich wieder dahin ausgesprochen, daß Alaun, Eisenvitriol und
schwefelsaures Mangan sowohl auf trockenem als nassem Wege hydraulische Mörtel
erzeugen. Es ist aber erwiesen, daß sich durch Zusatz von Alaun, Eisenvitriol und
schwefelsaurem Mangan Gyps in einem hydraulischen Mörtel bildet; für den Anfang kann
ein solcher Zusatz wohl das schnellere Anziehen eines hydraulischen Mörtels
hervorrufen, aber der gebildete Gyps wird sich mit der Zeit lösen, und so der
Zusammenhang der hydraulischen Mörtel geschwächt werden. Ich habe auch, als ich die hydraulischen Mörtel
statt mit Wasser mit wässeriger Lösung von schwefelsauren Salzen anmachte, keine für
die Ansicht Kuhlmann's günstigen Resultate erlangt.
Ich muß mich der Ansicht von Fuchs ganz anschließen, der
schon behauptet hat, daß ein Zusatz von schwefelsauren Salzen zu den hydraulischen
Mörteln schädlich sey.
Will man überhaupt schlechte hydraulische Kalke durch Zusätze verbessern, so soll man
solche Körper anwenden, die mit Kalk eine wenig oder gar nicht lösliche Verbindung
eingehen; das sind vorzugsweise kieselsaure Alkalien (Wasserglas). Ich habe auch
wirklich bei einem bayerischen hydraulischen Kalk durch Zusatz von 1/16 Theil
trockenen Natron-Wasserglases den Härtegrad bedeutend erhöht, so daß derselbe
dem Portland-Cement an Härte wenig nachsteht.