WYDZIALY POLITECHNICZNE KRAKOW

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und Luftkalkmörtel.

Ergebnisse von Versuchen, ausgeführt im Königlichen Materialprüfungsamt zu Groß-Lichterfelde West.

Von

H. Burchartz

Ständiger Mitarbeiter der Abteilung für Baumaterialprüfung am Königlichen Materialprüfungsamt

zu Groß-Lichterfelde West.

Mit 80 Textfiguren.

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«äer i öffentlichen Arbeiten i Berlin.

Verlag von Julius Springer 1908.

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Druck der Kgl. Universitätsdruckerei von H. Stüitz in Würzburg.

Äkc. Nr. _______

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Vorwort.

Die Versuche, die die Grundlage zu den nachstehenden Erörterungen bilden, sind in der früheren „Königlichen Mechanisch-Technischen Versuchsanstalt“ zu Charlottenburg und dem jetzigen „Königlichen Materialprüfungsamt“ zu Groß-Lichterf elde auf Anregung des Verfassers ausgeführt worden. Ihre Anfänge liegen etwa acht Jahre zurück. Anlaß hierzu gab das Fehlen zuverlässiger Werte für die Festigkeit von Mauerwerk, namentlich von solchem in Kalkmörtel, das in Baukreisen seit langem als Mangel empfunden worden ist. Diese Lücke soll durch Bekanntgabe der Ergebnisse genannter Versuche soweit als möglich ausgefüllt werden.

Fast alle bis jetzt bekannt gewordenen Festigkeitsversuche mit Mauerwerkskörpern sind entweder mit zu kleinen Probekörpern ausgeführt oder weisen Mängel anderer Art auf, die die Anwendung ihrer Ergebnisse auf die praktischen Verhältnisse nicht gestatten; vor allen Dingen lassen sie die tatsächlichen Beziehungen zwischen Steinfestigkeit, Mörtelwerksfestigkeit und Mauerfestigkeit vermissen. Als Beweis hierfür können sogar die beiden bedeutsamsten Versuchsreihen dieser Art gelten, nämlich die im Jahre 188B von dem Leiter der ehemaligen „Königlichen Prüfungsstation für Baumaterialien“, Prof. Dr. Böhme¹), und die in den Jahren 1896—1898 auf Veranlassung des Ausschusses des „Royal Institute of British Architects“²) von Prof. Unwin ausgeführten Versuche, die in ihrer Art als grundlegend betrachtet werden können. Auf diese Untersuchungen ist weiter unten näher eingegangen.

Zur Klärung der Sachlage wurden Druckversuche mit Körpern aus zusammengemauerten oder zusammengelegten Steinhälften, mit aus Steinen geschnittenen Materialwürfeln und mit in Verband gemauerten, unter Verwendung verschiedener Steinsorten und Mörtelarten hergestellten Mauerwerkskörpern ausgeführt.

Weitere Untersuchungen bezogen sich auf die Feststellung der Haftfestigkeit und der Scher-(Schub-)festigkeit von Kalk- und Zementmörtel, sowie auf die Ermittelung der Beziehungen zwischen der Druckfestigkeit der Mauersteine, nach dem üblichen Verfahren an zusammengemauerten Steinhälften ermittelt, und der Materialfestigkeit, bestimmt an Würfeln, die aus den Steinen herausgeschnitten waren.

!) Mitt. Materialpr.-Amt 1884. S. 80 ff.

²) Journal of the Royal Institute of British Architects 1886—1889,

Das Studium der Literatur über Kalkmörtel und Luftkalkmörtel gab Anlaß zur Ausdehnung der Prüfungen auf Versuche mit Luftkalkmörteln. Diese Studien sind in dem ersten Abschnitte dieser Arbeit behandelt, während die Untersuchungen über die Festigkeitseigenschaften von Kalkmörtel und von Mauerwerk in Kalkmörtel (und zum Vergleich auch von solchem in Zementmörtel) im zweiten Abschnitte erörtert sind.

Die zu den Untersuchungen verwendeten Kalke waren Luftkalke, d. h. Kalke mit mehr als 90°/o Ätzkalk¹); die benutzten Sande waren, soweit es darauf ankam, die Erhärtung der Kalkmörtel an sich und ohne Beeinflussung durch etwaige hydraulisch wirkende Stoffe zu beobachten, reine Quarzsande, d. h. Sande, die keine lösliche Kieselsäure enthielten, die also für sich keine hydraulische Erhärtung der Mörtel bewirken konnten. Die Probekörper für die Festigkeitsversuche lagerten an der Luft im Zimmer, soweit nicht anderweitige Angaben über die Erhärtung der Proben im Text oder in den Tabellen gemacht sind.

Zur Gewinnung zuverlässiger Zahlen mußten trotz der vielen Einzelwerte die gleichen Reihen öfter wiederholt werden.

Da aber die Wiedergabe aller Werte viele und umfangreiche Tabellen benötigt und die Übersicht über die Ergebnisse sehr erschwert haben würde, sind in den Fällen, in denen die Zuverlässigkeit des Prüfungsergebnisses durch die Häufigkeit der Einzelversuche und durch die Übereinstimmung der Einzelwerte jeder Reihe gewährleistet erschien, lediglich die Mittelwerte wiedergegeben; wo es von Wert sein konnte, sind indessen auch die Werte der Einzel versuche mitgeteilt.

Sämtliche Analysen und sonstige chemische Bestimmungen sind von Herrn Dr. Berkhoff, dem ersten ständigen Assistenten der Abteilung für Baumaterialprüfung, ausgeführt, dem ich wärmsten Dank abstatte für die Unterstützung in allen chemischen Fragen und für die Anregungen, die er mir gegeben. Auch unterlasse ich nicht dem Leiter des Kgl. Materialprüfungsamtes, Herrn Geh. Regierungsrat Dr. ing. h. c. A. Martens, meinen herzlichsten Dank für seine Unterstützung bei der Abfassung der Arbeit und für seine wertvollen Hinweise auszusprechen.

¹) Mit einer einzigen Ausnahme, nämlich eines Kalkes mit nur 85% Atzkalk.

Groß-Lichterfelde im Januar 1908.

Der Verfasser.

Inhaltsverzeichnis.

Seite

I. Abschnitt. Die Luftkalke und Luftkalkmörtel und ihre Eigenschaften .

a)    Begriffserklärung für Luftkalke.............

b)    Eigenschaften der Luftkalke...............

Reinheit........................

Brand.........................

Frische........................

Zusammensetzung....................

Ablöschung (Ergiebigkeit)..................

Einfluß der Art des Ablöschens auf die Erhärtungsfähigkeit der Luftkalke 13 Einfluß der Dauer des Einsumpfens auf die Erhärtungsfähigkeit der

Luftkalke.......................

Eigenfestigkeit des Kalkhydrates...............

c)    Einfluß der Art (Eigenschaften) der Zuschlagstoffe (Sand)

aufdieErhärtungderLuftkalkmörtel...........

Korngröße und Kornzusammensetzung des Sandes.........

Kornbeschaffenheit und Kornform des Sandes..........

Reinheit (Gehalt an abschlämmbaren — erdigen, lehmigen oder tonigen —

Bestandteilen) des Sandes.................

Natur (petrographische Beschaffenheit) des Sandes........

Wirkung der löslichen (verbindungsfähigen) Kieselsäure und der Stoffe

mit solcher (hydraulische Zuschläge).............

Einfluß des Zusatzes von Si-Stoff zum Kalkmörtel auf dessen Erhärtung

(Festigkeit) im allgemeinen................

Einfluß der Korngröße (Mahlfeinheit) hydraulischer Zuschläge auf deren

Erhärtungsvermögen...................

Einfluß der Art des Mischens und des Wasserzusatzes auf die Erhärtung

von Kalkmörtel mit hydraulischen Zuschlägen.........

Einfluß der Art der Erhärtung auf die Festigkeitszunahme von Kalkmörtel mit hydraulischen Zuschlägen.............

Längenänderung von Traßkalkmörtel bei Luft- und Wasserlagerung . .    44

Verlängerter Zementmörtel.................

d)    Einfluß der Art des Anmachewassers auf die Erhärtung von

Luftkalkmörtel.....................

e)    Einfluß der Höhe des Sandzusatzes (Mischungsverhältnis)

auf die Mörtelfestigkeit von Luftkalk...........

f)    Einfluß des Grades der Verdichtung (DiclitigkeitsVerhältnisse) auf die Festigkeit von Kalkmörtel.........

Art der Bereitung (Wasserzusatz)............ .    .    .

Art des Mischens.....................

Beschaffenheit der Bausteine................

Druck der Mauersteinschichten (Auflast)............

Einfluß der Schlagarbeit auf Dichte und Festigkeit von Luftkalkmörtel 75

g)    Einfluß der Art der Erhärtung auf die Festigkeit von Luftkalkmörtel ...............

Theorie der Erhärtung von Luftkalkmörtel .    .    .

Erhärtung des Luftkalkmörtels durch Silikatbildung

16

17

23

23

29

29

30

34

35

37

39

39

49

53

53

66

67

70

73

75

81

81

Seite

Hydraulische Erhärtung des Kalkmörtels............

Einfluß zeitweiser Wasserhenetzung der Mörtel aus Luftkalk auf deren

Erhärtung......................

Ursachen der Eestigkeitssteigerung von Luftkalkmörtel durch zeitweises

Benetzen.......................

Erhärtung von reinem Kalkhydrat bei zeitweiser Wasserbenetzung .    .

II. Abschnitt. Kalkmörtel und Mauerwerk von Kalkmörtel.......

a)    Die Eestigkeitseigenschaften der Luftkalkmörtel.....

Festigkeit von Mörtel aus Lehm und Ton............

b)    Einfluß der Beschaffenheit (Festigkeit) des Fugenmaterials

auf die Festigkeit von Körpern aus zusammengesetzten Steinhälften......................

84

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c)    Körperfestigkeit und Materialfestigkeit von Ziegel und Kalksandsteinen ......................

d)    Festigkeit von Mauerwerk in Kalkmörtel und Zementmörtel 128

Anderen Orts ausgeführte Festigkeitsversuche mit Mauerwerk .... 128 1. Versuche von Böhme..................

des Royal Institute of British Architects. .......

von Tavernier .    ...............

von CamilloG-uidi..............

des Verfassers .................

III. Abschnitt ..........................

a)    Einfluß des Zusatzes von Magermilch zu Luftkalkmörtel auf

dessen Erhärtung und Festigkeitseigenschaften......

b)    Die Erhärtung von verlängertem Zementmörtel und anderen

MörtelnbeiLuftabschluß................

Schluß........................

122

128

2.

8.

4.

5.

Abkürzungen.

Rf — Litergewicht im eingelaufenen Zustande. Rj = Litergewicht im eingefüllten Zustande.

Rr = Litergewicht im eingerüttelten Zustande. G = Gewicht.

I = Inhalt.

E = Ergiebigkeit.

= Zugfestigkeit. ff.B = Druckfestigkeit.

129

132

132

134

150

150

151

153

154

175

175

187

194

I. Abschnitt.

Die Luftkalke und Luftkalkmörtel.

Die wichtige Rolle, die der Kalkmörtel aus Luftkalk in der Bautechnik spielt, legt die Frage nahe:

Welche Verhältnisse können bei der Beurteilung der Beschaffenheit und Verwendbarkeit der Luftkalke und deren Mörtel in betracht kommen

und welche Umstände beeinflussen die Erhärtungsfähigkeit der Luftkalkmörtel? Welche Umstände sind von Einfluß auf die Beschaffenheit genannter Mörtel vor der Verarbeitung? Welche Verhältnisse beeinflussen die Erhärtung und die Festigkeit dieser Mörtel nach dem Vermauern ?

Was man von den Eigenschaften der Luftkalke und Luftkalkmörtel weiß, stützt sich, abgesehen von den Kenntnissen über die chemische Zusammensetzung der Luftkalke und die chemischen Vorgänge beim Brennen, Ablöschen und Erhärten, fast ausschließlich auf praktische Erfahrungen und nicht auf planmäßige Versuche.

In der Literaturx) findet man wohl, außer den Analysen, Angaben über die Erzeugung, das Ablöschen und die Erhärtungstheorie der Luftkalke, jedoch abgesehen von den zerstreut in den „Mitteilungen aus den kgl. technischen Versuchsanstalten“ (jetzt Materialprüfungsamt) veröffentlichten Festigkeitsergebnissen keine maßgebenden Zahlenangaben über die Festigkeit solcher Mörtel, über deren Erhärtung oder über die Beeinflussung der letzteren durch innere oder äußere Verhältnisse.

a) Begriffserklärung für Luftkalke.

Luftkalke sind, im Gegensatz zu sogenannten Wasser- oder hydraulischen Kalken, Kalke, die nur an der Luft erhärten. Man nennt sie auch aus diesem Grunde unselbständig erhärtende Mörtel, zum Unterschiede von den selbständig erhärtenden, die auch unter Luftabschluß fest werden und mit fortschreitendem Alter an Festigkeit zunehmen. Man nennt die Luftkalke wegen ihres hohen

f) Wolters, Dinglers polytechn. Journ. Dr. Ziureck, Zeitschr. f. Bauwesen. 1861. Gottgetreu, Physische und chemische Beschaffenheit der Baumaterialien. Bd. 2. 1881. Verlag Julius Springer, Berlin. Hauenschild, Katechismus der Baumaterialien. II. T. Die Mörtelsubstanzen. 1879. Verlag Lehmann & Wentzel, Wien. Feichtinger, Die chemische Technologie der Mörtelmaterialien. 1885. Verlag Friedr. Vieweg & Sohn, Braunschweig. Heusinger von Waldegg, Die Kalkbrennerei und Zementfahrikation. 1908. Verlag Th. Thomas, Leipzig. Schoch, Die moderne Aufbereitung der Mörtelmaterialien. 1904. Verlag d. Tonindustrie-Zeitung, Berlin. K. R. Lehmann und H. Chr. Nußbaum, Archiv f. Hygiene. Bd. 9. S. 139 u. 223.

Burchartz, Luftkalke.

Gehaltes an Kalk auch „Fettkalke“ und wegen ihrer nach dem Ablöschen meist rein weißen Farbe „Weißkalke“. Sinkt der Kalkgehalt unter eine gewisse bis jetzt noch nicht genau ■ festgelegte Grenze und steigt statt dessen der Ton- oder Magnesiagehalt, so hat man es mit Mager- oder Wasserkalken x) zu tun.

Die Schweizer Normen²) geben für Luftkalk folgende Begriffserklärung:

„Luftkalke sind Erzeugnisse, gewonnen durch Brennen von Kalksteinen. Nach örtlichen Verhältnissen werden die Luftkalke in Stückform oder hydratisiert in Pulverform in den Handel gebracht.“

Bemerkungen:

„Alle gargeb rannten, kr y s t al 1 i n isch körnigen oder dichten Kalksteine, die beim Löschen unter erheblicher Wärmeentwickelung und Ra um Vergrößerung (Gedeihen) in ein mehlig weiches Pulver (Kalkhydrat) zerfallen, liefern Luftkalk.

Beim Löschen geht der Ätzkalk zunächst in p ul ver förmiges Kalkhydrat (Trockenlöschverfahren), bei weiterer Wasserzufubr in einen Brei über (Naßlöschverfahren). Durch noch weiteren Wasserzusatz wird Kalkmilch erzeugt.

Vor der Verwendung ist Kalkbrei einzusumpfen, damit unaufgeschlossene Teilchen sich nachträglich löschen und zerfallen können.

Der Kalkbrei wird dadurch gleichmäßiger, dichter, geschmeidiger und vor allem zuverlässiger; eingesumplter Luftkalkbrei verliert die Tendenz, sich nachträglich zu löschen und treibrissig zu werden.

Durch das Trockenlöschverfahren wird Kalkhydrat in Pulverform erzeugt. Auch als Nebenprodukt bei der Fabrikation des hydraulischen Kalkes nach dem Separationsverfahren wird ein mehr oder weniger magerer, pulverförmmer Luftkalk gewonnen. Die nach örtlichen Verhältnissen in wechselnden Mengen vorhandenen hydraulischen Bestandteile steigern die an sich vorteilhafte Verwendung des pulverförmigen Luftkalkes im Hochbauwesen.

Der Luftmörtel erhärtet im feuchten Zustande durch Aufnahme von Kohlensäure der Luft allmählich fortschreitend von außen nach innen. Im Wasser löst sich der Luftkalk auf.“

b) Eigenschaften der Luftkalke.

Von maßgebendem Einfluß auf die Güte und die spätere Erhärtungsenergie des Luftkalkmörtels ist in erster Linie die Beschaffenheit des Bindemittelstoffes selbst.

Reinheit. Man fordert von gutem Luftkalk, daß er, richtiges Brennen und Löschen vorausgesetzt, möglichst rein sei, d. h. möglichst hohen Gehalt an Kalk (Ätzkalk) habe und möglichst frei von Tonerde und Kieselsäure sei. Je reiner der Kalk, desto ergiebiger ist er.

Heusinger von Wald egg bezeichnet noch Kalk, der weniger als 10 v. H. Kieselsäure oder Tonerde enthält, als fetten Kalk, d. h. Luftkalk, als mageren Kalk dagegen solchen, der 15—30 v. H. fremde Bestandteile (Tonerde, Eisenoxyd, Magnesia) enthält. Tatsächlich tut das Vorhandensein solcher Bestandteile der Güte der Kalke, soweit die Erhärtungsfähigkeit in Betracht kommt, keinen Abbruch; im Gegenteil bewirken sie Erhöhung der Festigkeit durch die eintretende hydraulische Erhärtung, daher für die Magerkalke auch die Bezeichnung hydraulischer (wassererhärtender) Kalk. Auf die Zusammensetzung der Kalke muß sowohl beim Brennen als auch beim Ablöschen und Verarbeiten Rücksicht genommen werden. Technisch unrichtige Behandlung der Kalke kann sehr nachteilige Folgen für das daraus hergestellte Mauerwerk haben.

0 Burcliartz, Hydraulische Kalke; Mitt. Materialpr.-Amt 1902. S. 255 ff.

²) Normen für eine einheitliche Benennung, Klassifikation und Prüfung der hydraulischen Bindemittel. Herausgegeben von der Schweiz. Materialprüfungsanstalt zu Zürich. Selbstverlag der Anstalt. Jahrg. 1901.

Je nach dem Grade der Raum Vergrößerung der Masse beim Ablöschen (Gedeihen) unterscheidet man fette und magere Kalke. Man nennt den Kalk fett, wenn er sich zu einem zarten, unfühlbaren Mehl oder einem weichen, .speckigen Brei löscht, und mager, wenn er nach dem Löschen ein mehr oder minder körniges Pulver oder einen körnig oder sandig sich anfühlenden Brei hinterläßt.

Brand. Der Kalk muß gut (gar) gebrannt sein, um größtmögliche Energie beim Ablöschen eutfalten zu können; er soll nach dem Brennen keinen oder nur wenig kohlensauren Kalk mehr enthalten.

Frische. Der Kalk soll frisch gebrannt verwendet werden. Abgelagerter Kalk ist, wenn er atmosphärischer Luft ausgesetzt gewesen ist, im Ablöschen begriffen und hat zum Teil Wasser und Kohlensäure aufgenommen. Solcher Kalk gibt daher auch weniger Raum Vergrößerung als frischer. Die abgelöschten und in kohlensauren Kalk übergegangenen Teile sind für die spätere Erhärtung unwirksam. Gebrannter Kalk ist deshalb bei der Aufbewahrung möglichst gegen Luftzutritt zu schützen.

Zusammensetzung und Ablöschung (Wasseranspruch, Ergiebigkeit). Luftkalk wird zum Zweck der Mörtelbereitung im allgemeinen zu Kalkteig, seltener zu Kalkpulver, abgelöscht. Beim Löschen tritt infolge der Wasserbindung eine mehr oder weniger erhebliche Raumvergrößerung (Gedeihen, Wachsen, Ausbeute oder Ergiebigkeit) ein. Die Wasseraufnahme (bei Ablöschung zu Kalkteig chemisch und mechanisch, beim Ablöschen zu Kalkpulver nur chemisch) ist abhängig von dem Gehalt an Ätzkalk, der seinerseits wieder zum Teil bedingt ist durch den Brand und die Frische des Kalkes.

Die Art des Löschens mit Wasser soll nach praktischer Erfahrung die Güte des gewonnenen Kalkhydrats mehr oder weniger beeinflussen. Mit kaltem Wasser löscht der Kalk träge, mit warmem oder heißem Wasser energischer. Auch das Ablöschen mit zu reichlicher Wasserzugabe soll schädlich sein, weil hierdurch ebenfalls, wie durch kaltes Wasser, die zum Gedeihen nötige Wärmeentwickelung und damit der Lösch Vorgang beeinträchtigt wird (Ersäufen). Aus diesem Grunde soll auch das vielfach übliche vorherige Mischen des ungelöschten Kalkes mit dem Sande zu verwerfen sein.

Nach Fei ch t i n ger x) erfolgt die Ablöschung von Luftkalk am zweckmäßigsten in der Weise, daß man dem in Stücken zerkleinerten Kalk zunächst etwa ein Drittel der insgesamt zum Ablöschen erforderlichen Wassermenge zusetzt und nach Eintritt des Löschbeginns, der sich durch eine erhebliche Wärmeentwickelung — Kochen — bemerkbar macht, weiteres Wasser bis zum Ende des Löschens unter ständigem Rühren der Löschmasse in solcher Menge nachgibt, bis ein speckiger Teig entsteht. Dieses Verfahren wird auch gewöhnlich im Materialprüfungsamt angewendet.

Die aus einer bestimmten Menge gebrannten Kalkes gewonnene Menge an Kalkhydrat in Teigform gibt das Maß für die Ergiebigkeit des Kalkes, eines der praktisch wichtigen Unterscheidungsmerkmale der Fettkalke.

Um zu zeigen, innerhalb welcher Grenzen die Ergiebigkeit von Luftkalken schwanken kann, und welche Beziehungen zwischen dieser Eigenschaft und dem Kalkgehalt oder der chemischen Zusammensetzung überhaupt bestehen, sind in Tab. 1 die Ergebnisse sämtlicher seit dem Jahre 1896—1905 im Materialprüfungsamt mit Luftkalk ausgeführten Analysen und. Ablösch versuche gegenübergestellt.

’) Notizblatt des Ziegler- und Kalkbrenner-Vereins. 1902. S. 67 und Feichtinger, Die chemische Technologie der Mörtelmaterialien. 1885. S. 65.

Lfd.

Nr.

(An-

trags-

Nr.)

(389)

(673)

(683)

(1237)

(2810)

(3596)

(1978)

(3642)

(3322)

10

(4303 a)

11

(4303 b)

12

(4303 c)

13

(5181)

14

Tab. 1.

Herkunft

oder

Bezeichnung des Kalkes

Kalk

aus Schlesien

Gebrannter Stückkalk vom Harz

Gebrannter Stückkalk aus Schlesien

Pettkalk vom Harz

Pettkalk aus Westfalen

Weifikalk aus Sachsen

Stückkalk

aus dem Rheinland

Stückkalk aus Dornap in Westfalen

Weißkalk aus Dornap

Kalk aus

Mähren, Schönberg

Stückkalk aus Mähren

Fettkalk aus Schlesien, von den Berliner Mörtelwerken bezogen

Kiesel

säure

Tonerde

und

Eisen

oxyd

°l 0

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'bi'A Co o

Luftkalke und Luftkalkmörtel.

Eigenschaften der Luftkalke.

Ergebnisse der Prüfung von Luftkalken auf

Die in den Spalten 3—10 schräg gedruckten Zahlen beziehen sich auf

chemische Zusammensetzung und Ergiebigkeit.

das Material im geglühten (wasser- und kohlensäurefreien) Zustande.

Analyse

Unauf-

Kalk

Mag-

nesia

Schwe-

fol-

säure

°/0

°/o

°/0

ge-

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°/o

Glüh-

Verlust

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11

12

13

14    15

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16

17

18    19    20    21

22

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24

25

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Ablöscliung

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Dauer

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Rr

Rr

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kg

erm durch Einrütteln im Litor-gefäß ⁸)

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Dauer

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Minut.

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Gewicht

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Rauminhalt des Kalkpulvers aus 5 kg Stückkalk

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abgesiebt ⁵)

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Rf

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Bemerkungen

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93,56

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93,40 !

98,12

84,92

90,98

93,43

94,60

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92,01

73,04

96,92

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7,13

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0,48

1,230 260    8

0,932 268

1,070 230

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0,599 282

0,31

0,53

0,713 300

15

11

Luft.

12,6 [ 9,3

bestimmt 17,3 14,1 !

bestimmt 20 16,5 | 13,0 |

bestimmt 11    17,821 14,4 j

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8    18,3 I 14,9

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1,255

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0,675

16,3

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1 3 NaehaltemVerfahrenab-’ gelöscht. Glühverlust des Kalkpulvers 22,21 °/₀.

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nach 10 Tagen 1,227 I 1,315

_|(58,15%)

nach 8 Tagen 1,269 |    1,322

|(52,76%)

nach 3 Tagen II 1,237 |    1,340

II |(51,80 °/o)

nach 3 Tagen 1,226 |    1,316

I (57,5%)

nach 7 Tagen 1,228 i 1,314 I (55,90 °/o)

nach 7 Tagen

1,221    1,309

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13,16

12,95

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11,4

13,92

13,09

6,3

0,7

0,6

0,04

0,5

38,0    1 |    6

6,4    0,434

0,679 —

14,8    9,5

- 15,4

Der Kalkteig hatte etwa 5 mm breite Risse.

44,4    2

55,0

54,0

V*

10

6,0    0,4390,649

13,9

9,3

6,0

Der Kalkteig hatte etwa 5 mm breite Risse.

JL

3    7,08 0,448

3    6,70 0,439

Glühverlust des Kalkteiges 65,8°'n. Der Kalkteig hatte etwa 5 mm breite Kisse

1 Liter des 28 Tage alten Kalkteiges wog 1,310kg.

0,658,0,409 0,707 15,8

0,647

0,397

0,690 15,26

10,8

17,3

10,0 1,8

Nach 3 Tagen hatte der Kalkteig etwa 3 mm breite Risse.

10,35

16,88

0,7

0,2

Hydrat

wasser

24,99

0,748 275

bestimmt

12 17,65j 14,5 |

bestimmt

nach 7 Tagen 1,217 |    1,316

I (54,6 °/o)

13,42

46,6

4    6,40 0,422

0,662 jO,380

0,67311 15,3 9,8 17,0 9,6

0,0

1,80    70,94 1,06

2,43    95,98 1,14

26,08

2,37

des

Stück

kalkes

•PP

0,953 300

20,431 16,2

nach 28 Tagen

1,2631    1,282

(55,2%)

15,96

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6,92

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Oo ©

Analyse des Rohkalkes

55,16 |    0,33 |    05

98,29    0,59    09

cTcT

43,88

0,26

0,46

0,875 310    14 ; 20

bestimmt 19,94! 15,50

nach 7 Tagen 1,286    1,359

(50,5%)

14,66

0,0

36,4

5 | 14

6,31

0,441 0,697 0,409 0,717

14,3 | 9,1    15,4 8,8 0,0

Der Kalkteig hatte nach 3 Tagen etwa 3 mm breite Risse. Gehalt des Kalkpulvers an hygroskopischem Wasser = 1,04%.

Analyse des Rohkalkes

43,87

0,25

0,45

0,905 289

bestimmt 10 I 18 T9,23| 15,50

nach 7 Tagen 1,241 |    1,335

(52,7%)

14,41

0,0

36,0

6,13

,

0,441 jO,694 0,400 0,702 13,9 8,8    15,3 j 8,7

0,0

Nach 7 Tagen wies der Kalkteig an den Rändern etwa 2 mm breite Risse auf.

pp

pp

'-<lbn

Oo co

© o "bi lu Ci LO

72,68

97,19

t> CO ifi L-.

©'©'

43,81

0,839 325

bestimmt

2    13 20,56| 16,75

25,22 ¹ 0,53 -    0,71

0,837    302    6    11

bestimmt

18,95 15,75|

1,56 1,60    66,20

2,04 2,09    86,52

5,30 ! Spuren

| 25,34

nach 7 Tagen 1,227 |    1,305

(52,2%)

nach 7 Tagen 1,203    1,363

___(49,5%)

15,49    0,0

13,90    0,0

6,93

1)    Eisenoxyd.

2)    Tonerde.

3)    Der Kalkteig wurde für diese Bestimmung mit Wasser verdünnt und durch ein 120-Maschensieb geschickt und ihm duicli Absaugen auf Gipsplatten das Wasser soweit entzogen, daß der Wassergehalt etwa 50°/₀ betrug. Die in Klammern stehende Zahl gibt den Wassergehalt nach dem Absaugen an.

44,0

45,0

1    4    6,57

0,441 0,684 0,417 0,708

14,9 9,6 15,8 9,3

0,0

II

4    6,70

0,534 0,746 0,425 0,771

12,55 8,69 12,58 S,87

0,2

Kalkteig nach 7 Tagen 3 mm breite Risse.

, ,    4> Ermittelt durch Durchgießen des verdünnten Kalkteiges durch ein 120-Maschensieb und bezogen auf die Menge des un

gelöschten Kalkes.

5l Abgesiebt auf dem 120-Maschensieb.

6) Ermittelt durch Absieben des Kalkpulvers auf dem 120-Masehensieb.

Lfd.

Nr.

(An-

tra.'S-

Nr.)

Herkunft

oiler

Bezeichnung des Kalkes

Tonerde Kiesel- und Eisenoxyd

säure

°/o

15

(3334)

Fettkalkteig Herkunft unbekannt

0,40

1,12

16

(3721)

W eißkalk aus Westfalen

1,15

1,56

17

(3647)

Stiickkalk

Herkunft unbekannt

1,60

1,73

18

(3682)

Stückkalk

Herkunft unbekannt

Co co

0,71

0,75

19

(3679)

Stückkalk aus Westfalen

1.20

1,21

20

062;

Gebrannter Stück-kalk aus Schlesien

21

(247)

Marienhagener

Kalk

22

(247)

Silesia-Kalk

23

(247)

Marienhagener

Kalk

24

(247)

Kalk vom Harz

Luftkalke und Luftkalkmörtel.

Kalk

°/o

10

11

co

13

14    15

16

17

11 ' 13 II 19 h0 11

21

Analyse

Unauf-

E r-

giebigkeit

Mag

nesia

Schwe-

fel-

säure

°/o

°/o

33 46 ! 0,58 0,29

94,10 1,63 0,82

70,92

96,29

87,90

95 08

89.04

94,58

97,82

98,44

ge-

schlos-

sener

Rück

stand

°/o

Gliih-

Verlust

Rest

(Al

kalien)

Gewicht für 1 1 Stückkalk in Walnußgroße

Wasser

anspruch

1*

pq

Ablöschung

Ge- I Raumwicht inhalt

zu Kalkteig

Gewicht für 1 1 Kalkteig

des

Löschens

7«

°/0

kg

nach

Minut

des aus 5 kg | Stückkalk gewonnenen Kalkteiges

kg 1

Rr

ittelt

Raum- [ inbalt d. Kalk-teiges berech-|

Gehalt

an

berech- erm ntt aus durch Ein- net aus rütteln _ im l.iter- h gefäß z)

kg

Rr,

steinigen Rückständen ³)

Wasser

anspruch

Beginn

Dauer

des

Löschens

■o 'S 'S

Ml

k>- K-l o

'cn 4^. io ©

-O Ca | Co O

THtS joO'

III I II

ON «Itl

co ^ O >1

©cT

Hjl OO

d'cT.o cT

Hydrat

wasser

50,26    14.18

Hydrat

wasser

57,29    26,35

r- “SH co

Ö **i|

1,385

8,03

5,86

0,63

tH 's* O

cT o

0,930

0,752»)

0,858»)

0,785»)

269

300

340

330

320

330

300

300

290

290

310

280

290

300

310

320

240

260

270

275

280

220

225

230

6    12,3

9,6

1,281

1,280 (57,0'°/o)

7    20,1    16,8

8 21,0 9»/* 20,5 9    20,3

10 20,6

16,9

16,7

16,5

16,5

0^i0_c0^°q^ uo    io    M io    icT

,    -r-i i    -H

p    P    ^ P    P

CT    CG    CG CG

vH vH v—i tH

1,196

CO CO O 00 CM CO ^ (M CM CM

GO CO O

co

CO ©

00 IN 05 ko CO IO

co co »-* t— pp p p co "© To To

—

>-*■ t—>-*■    *—    i-jf 1

Kl 05 p p p j

"ooTo To "oo Ol,

p p ppp ppp

—T <m~ co co -T <m~ <m

vH vH v—l tH vH vH vH vH

pppopppp

O I> C-* 00 CO o'io'to

Eigenschaften der Luftkalke.

22

23

24

25

26

27

28

schung zu Kalkpulver

Sa

Gewicht

für 1 1 Kalkpulver

unabgesiebt abgesiebt⁴)

Rr

kg

Rr

kg

Rauminhalt des Kalkpulvers aus 5 kg Stückkalk

unabgesiebt abgesiebt E,= Eä = E₃= E₄ = G G G, Gj Rf R j. Rf Rr 1 1 11

CO

genRiick ständen

°o⁸)

Bemerkungen

9,61    2,2 30,0    4    6,2

1,229 I 16,30

1,217

1,224

1,231

1,228

CD CO 5 co co co' crT

o © o o "co To "co To

1,210    1,234    15,40    2,4

1,187

1,203

1,198

1,227

1,156

1,298

1,275

1,264

1,264

1,255

w co CO

© c^

(M (M CM

p p p p

T-⁴- co o "co

0,508

0,791

12,2

7,8

2,7

Nach altem Verfahren abgelöscht.

Glühverlust des Kalk-pulvers 23,44u|₀.

In der Mitte ein Krater mit einigen Rissen. Beschaffenheit ziemlich dünnflüssig.

Sehr dünnflüssig, desgl.

Ziemlich dünnflüssig.

Dünnflüssig; Wasser abgesetzt

Nach 3 Tagen schwache Risse an den Kanten, etwas dünnflüssig.

Sehr dünnflüssig.

Etwas dünnflüssig.

Sehr dünnflüssig.

Nach 3 Tagen schwache Risse an den Kanten, etwas dünnflüssig.

1,253

1,244

1,237

1,225

1,223

1,333

1,348

1,301

1,304

1,277

© OJ © CO •'41 1 cq_ © (M CO ■ cL co M M M

Opp O p

"lo T-*. T-*. To "o

Viel verzweigte Risse. Einfacher Riß, 2 kleine Krater.

Ohne Risse, 2 kleine Krater.

Ohne Risse.

Ein Krater und leichter Riß.

War nicht vollkommen ausgerührt.

Einige Krater und feine Risse.

Ohne Risse und Krater. Feucht an derOberfläche.

25

(247)

Marienhagener

Kalk

235

240

250

CO io CM

16,3

16,4

16,8

I—J—^

co CO CO M '© bn

1,304

1,302

1,323

N lO H

Ci 05 00    N CO O

(M CM (M    (M 03 03

11,87

12,44

12,58

CM ^ Cn

12,78

12,77

13,26

Ohne Risse.

Kleine Risse.

War nicht vollkommen ausgerührt, zeigte kurze breite Risse und Krater.

Ohne Risse, desgl.

Löschte schwer ab, hatte zuviel Wasser erhalten.

1) Festgestellt durch Einfüllen

CL

BS

m

CfQ

CD

2) Siehe Bern. 3 S. 4. — 3; Siehe Bern. 4 S. 5. — 4) Siehe Bern. 5 S. 5. — 5) Siehe Bern. 6 S. 5.

Lfd.

Nr.

(An-

trags-

Nr.)

Herkunft

oder

Bezeichnung des Kalkes

26

(2305)

Stückkalk

aus Niederschlesien

27

(2736)

Hochfeldener

Weißkalk

28

(2709)

Fettkalk

(vermutlich Rüders-dorfer)

29

(3011)

W eißkalk inStücken aus Westfalen

±_j

Tonerde Kiesel- und Eisenoxyd

säure

Kalk

!0_    11 11 12 1|    13    |1 14 j 15~lj

16

17    ||    18 || 19 | 20

21

II 22

23

24

25

26    || 27

28

Analyse

Unauf-

E r-

giebigkeit

Mag

nesia

Schwe-

ge-

fei

säure

sehlos-

sener

Rück

stand

Glüh-

Verlust

Rest

(Al

kalien)

°/o

°/o

°/o

°/o

°/o

°/o

-4-G M I » CD

•Sb.

Wasser

anspruch

-5>

1,021    270

0,892    230

1,136

1,016

232

o! Beginn

nach

Ablöschung

zu Kalkteig

Ablöschung zu Kalkpulver

Dauer

Ge- Raumwicht ! inlialt '

(i

Gewicht für 1 1 Kalkteig

des

Minut.

Minut. g

5    10

9    14

14

21

des aus 5 kg | Stückkalk gewonnenen | Kalkteiges

kg

bestimmt 17,68] 13,95

bestimmt

16,1 j 12,4 |j

bestimmt

14,85] 11,7

R j.

Kr

berechnet aus

ittelt

kg

erm durch Einrütteln im Liter-gefäfi 2)

inhalt d. Kalkteiges berechnet aus

Gehalt

an

k"

Rr,

steinigen Rückständen *)

Wasser

anspruch

PQ

Dauer

des

7«    %

nach

Minut

Minut. g

„*3;

zm

PM

o ^ M) 2

oTS-* g

(4 m p

t.

O)

kg

Gewicht

für 1 1 Kalkpulver

Rauminhalt des Kalkpulvers aus 5 kg Stiick-kalk

unabgesiebt Rf Rr

abgesiebt⁴) R f Rr

unabgesiebt Ei — Eä =

<■

nach 20 Tagen j || 1,2681    1,287    13,86

nach 3 Tagen |! 1,298 |    1,295 J 12,43

| (54,0 °/o) |

3,5

0,0

50,0    1    4

38,0    1    5

6,8

6,4

kg kg kg kg

0,449 0,657

0,587 0,843

Rf

R j.

abgesiebt E₂ - E₄ - -0| Oi

Bf

Rr

Gehaltansteini- I genRückständen

Bemerkungen

15,1

104

Der Kalkteig hatte etwa 4,5    2 mm breite Risse.

0,473 0,776| 10,9 I 7,7 | 13,5

8,2 I 4,0 Wahrscheinlich kein ’ | ’    reinerFettkalk,sondern

hydraul. Kalk.

nach 9 Tagen 1,269    1,289    11,7

(57,07«)

Einige

Stücke

bis

Erb

sen

große

Glühverlust des Kalkteiges ß9,78°i,. Rach 9Tag. hatte der Kalkteig etwa s mm breite Risse. 1 Lit. des 28 Tage alten Kalkteiges wog nach Absaugen desWassersl,298kg.

30

(3217)

Hannoverscher Stückkalk, bezogen von den Berliner Mörtelwerken

bestimmt

nach 2 Tagen

0,946

240

16

12,8

0,6

(57,2 °/o)

Nach 2 Tag. Lagern hatte derKalkteig etwa 3 mm breiteRisse. 1 Lit. des 28 Tage alten Kalkteiges wog nach Absaugen des Wassers 1,285 kg.

31

(3395 a)

Stückkalk aus Westfalen

— 0,810*)

275

12

bestimmt 17.841 14,4 |

32

(3594)

Gebrannter Stückkalk aus Hannover

0,733    268

10

15

bestimmt 17,47! 14,0 |

nach . 7 Tagen

1,239 j    1,319    12,83 3,7    —

| (54.07o)_||_

nach 7 Tagen

1,248 :    1,291    13,53    0.0 48,0

(56,3 0/0)    II    •

Nach 2 Tagen hatte der Kalkteig etwa 2 mm breite Risse.

,    Nach 3 Tagen hatte der

9    6,57 0,407 0,637 0,393 0,681 16,1 10,3 16,7 9,6 0,0 Kalkteig etwa 3 mm

breite Risse.

33

(4244)

Fettkalk aus Hochheim

0,724

238

15

21

bestimmt 16,4 12,9

nach 7 Tagen 1,271 I 1,295

12,661| 0,0 47,0

9    6,75

34

(3908)

Muschelkalk vom Rhein

0,750

268

14

17

bestimmt 17,75] 14,0 (I

nach 7 Tagen II 1,268 I 1,302    13,63    1,1

I (56,00/0) 1

„    breite Risse auf. Glüh-

0,432 0,686 0,394 0,689 15,6 j 9,8 i 16,8 [ 9,6 2,42 verlust desKalkpulvers

26,69%, spez. Gewicht

|    |    |    I ||    des Kalkpulvers 2,182.

Kalkteig nach 7 Tagen etwa 2 mm breiteRisse.

Gr r a u-

Kalke.

Gebrannter Graukalk aus der Kyli- 8,86 (591) sehen Gemeinde bei Q 28    11,18

Sangershausen

4,94 I 77,76    1,37

80,75    4,10

PP

K* rf* rf*

CM

3,96    0,56

0,950 213    3

6    15,3 | 11,6

1,319 ;    1,322    11,57

2,8

52,0

2    3    5,9

|0,394 0,679

15.0 8,7

03

Glühverlust des Kalkpulvers 16,62“ ₀.

(5168)

Graukalk aus Schlesien (Willmannsdorf)

10 2p

cm

cf

67,48

88,98

-PP

Co 03

CO OO

00

cS o

24,16

10 O}

o cT

bestimmt

0,760 218    15    21    14,821 11,

nach 7 Tagen || 1,306 I 1,430    10,36

|    | (46,6 o/o) j|_

0,56

45,0

7    12

6,58 0,432 0,668 0,404 0,699 15,23 9,85 15,59 9,01 0,56

Kalkteig nach 7 Tagen 2 mm breite Risse.

Dolomitische

Kalke.

(681)

Gebrannter dolomitischerStück-kalk aus Sachsen

•sf CO

co

CM Cvj'

W3* CD Go rf*

I 54,87

56,33

32,74

33,71

o o

G3 03

to

2,60

0,970

129

90    210

bestimmt

12,3 | 8,0 |

(3616)

Kalk

aus Thüringen

co r^

tM ©5

«r

(M

OO

cf cvf

42,75 I 28,05

56,23    36,89

3'

(3610)

Kalk

aus Reuß j. L.

°° 2?

CD 0o

©<=T

3,80

5,03

48,40

63,69

22,03

28,99

PP ,?P

Ot rf*    Gj CO

HK >-*    co o

Hygro

skop.

Wasser

46,75

23,97

24,00

Spuren

Spuren

0.727

162

54

105

bestimmt 12,39 8,7

,©o

öo C3 co OO

0,730

175

21

46

bestimmt 13,39| 9,4 |

(47,0¹»

6,60

8,42

13,7

0,5

9,54 ¹ 1,7

23,3 48 i 90

50,0

44

94

6,1

7,50

0,488 0,803 —

12,5 7.6

-    3,7

Glühverlust d. Kalkpul-■ vers 18,68°/„. Glühverlust bezogen auf denge-trockn.Kalkteig43,88°/„.

0,467

0,700 0,463

0,737

16,1

10,2

0,7

Der Kalkteig hatte 3 bis 5 mm breite Risse.

Nach 2 Tagen hatte der Kalkteig etwa 2 mm breite Risse.

1) Festgestellt durch Einfüllen in das 10-Litergefaß.

2) Siehe Bern. 3 S. 4. — 3) Siehe Bern. 4 S. 5. — 4) Siehe Bern. 5 S. 5. — 5) Siehe Bern. 6 S. 5.

Angefügt sind die Ergebnisse der Prüfungen von sogenannten Graukalken und dolomitischen Kalken, die, als Luftkalkmörtel behandelt, die gleichen Erhärtungseigenschaften zeigen, wie die Luftkalke, jedoch infolge ihres geringeren Kalkgehaltes weniger ergiebig — wenigstens beim Ablöschen zu Kalkteig — sind, als diese.

Als Herkunft der Kalke ist nur die weitere Umgebung des Gewinnungsortes angegeben. Die Bedeutung der angegebenen Versuchsziffern ist aus dem Kopf der Tabelle ohne weiteres ersichtlich. Die für die Beurteilung der Kalkerzeugnisse wichtigsten Werte (Gehalt an Ätzkalk, Rauminhalt (1) der aus je 5 kg Stückkalk gewonnenen Kalkteig- und Kalkpulvermenge, letztere bezogen auf den eingerüttelten Zustand) sind durch fetten Druck hervorgehoben.

Mit Ausnahme der Kalke Nr. 1 und 20 sind sämtliche Kalke nach demselben Verfahren abgelöscht worden, so daß die Ergebnisse unmittelbar miteinander vergleichbar sind.

Auf Grund der Tabelle 1 lassen sich folgende Grenzwerte für die ermittelten Eigenschaften der 34 Luftkalke aufstellen:

Gehalt an den Einzelbestandteilen¹) (im geglühten Zustande):

Kieselsäure......

Tonerde und Eisenoxyd .

Ätzkalk.......

Magnesia.......

Schwefelsäureanhydrid.

Rest (Alkalien usw.) .    .

0,23 bis 6,16 °/o 0,18 „ 2,43 „ 90,18 „ 98,44 „ 0,25 „    2,29    „

0,0

0,0

„    0,91 „

„    1,04 „

Wasseranspruch beim Ablöschen.

Kalkteig

Kalkpulver

230 bis 325 °/o 36,0 „    58,0 „

Kalkpulver Kalkteig

Raum -(Liter-) Ge wicht für Kalkteig und Kalkpulver.

y (Spalte 16) Rr    1,203 bis 1,298 kg (Mittel 1,248 kg)

berechnet aus

nach dem Durchgießen durch das

120-Maschensieb und Absaugen bis Rr, .    1,269 bis 1,863 kg (Mittel 1,818 kg)

auf etwa 50% Wassergehalt

,    . . . I eingelaufen Rf

unabgesiebt , eiDgerütleU Ri

0,407 bis 0,584 kg (Mittel 0,443 kg) 0,637 bis 0,697 kg (Mittel 0,675 kg)

abgesiebt j

eingelaufen Rf

0,380 bis 0,485 kg (Mittel 0,403 kg)²) eingerüttelt Rr.....0,681 bis 0,771 kg (Mittel 0,704 kg)²)

Kalkteig

Ergiebigkeit (Kalkhydratmenge aus 5 kg Stückkalk).

14,85 bis 20,56 kg (Mittel 18,5 kg) bestimmt durch Messung . . 11,4 bis 17,75 1 (Mittel 14,5 1)

. . 11,4 bis 15,49 1 (Mittel 13,2 1)

nach dem Gewicht nach dem Rauminhalt

| berechnet aus ^

Rr ‘ '

’) Nicht mit in Betracht gezogen ist bei diesen We

Tab. 10. Festigkeit von Porti aml-Zement in reinem Zustande.

Tab. 20. Ergebnisse der Prüfung von Kalkmörtel mit Si-Stoff-Zusatz auf Raumgewicht und Druckfestigkeit.

Tab. 27. Einfluß der Höhe des Sandzusatzes auf die Festigkeit

Tab. 31. Gehalt an Kalkhydrat — Ca(OH)2 — in Kalkmörteln verschiedener Zusammensetzung.

Tab. 44. Festigkeit.

Tab. 49a. Gewichtsveränderung in Wasser getauchter Kalkmörtelproben bei Lagerung an der Luft.

Tab. 58. Zusammenstellung der mittleren Festigkeiten von 28 Tage alten Kalkmörtelproben mit Normalsand und mit Mauersand in der Mischung 1:3 und aus fertig eingereichtem Mörtel.

d) Druckfestigkeit von Mauerwerk in Kalkmörtel und

Tab. 79. Gewicht für 1 cbm Mauerwerk aus verschiedenen Steinen und Mörteln. (Tab. 78 u. 81).

Tab. 89. Festigkeit der Mauerwerkskörper.

Tab. 101. Festigkeit von Ziegelkörpern aus zwei Steinarten mit zwei verschiedenen Mörteln nach 7 und 28 Tagen Alter der Körper.

Tab. 112. Mittelwerte und Verhältniszalilen nach Tab. 111.

Tab. 120. Verhältniszahlen zu Tab. 119.

’) Nicht mit in Betracht gezogen ist bei diesen Werten der Kalk Nr. 14 mit 86,52% Ätzkalk und 6,93 % Magnesia.

) Nicht mit in Betracht gezogen sind die Kalke Nr. 20, der nach einem alten Verfahren abgelöscht -wurde, und der Kalk Nr. 28, der wahrscheinlich ein hydraulischer Kalk ist.

nach dem Gewicht

berechnet aus

Kalkpulver

nach dem Rauminhalt

unabgesiebt

. 6,0 bis 7,08 kg (Mittel 6,53 kg}¹) ~ 12,55 bis 16,1 1 (Mittel 14,91 l¹)

8,69 bis 10,8 1 (Mittel 9,72 1)x)

abgesiebt

12,58 bis 17,3 1 (Mittel 9,35 1)x)

8,2 bis 10,0 1 (Mittel 15,97 1)x)

Sieht man von dem Kalk Nr. 14 ab, der einen Gehalt von 86,52 °/o Ätzkalk aufweist, so kann man auf Grund der vorliegenden Ergebnisse in Übereinstimmung mit der von Heusinger von Wald egg²) aufgestellten Einordnung solche Kalkerzeugnisse als Luftkalke ansehen, deren Ätzgehalt noch 90 v. H. beträgt.

Bemerkenswert ist die aus der Zusammenstellung hervorgehende Tatsache, daß nicht, wie hätte erwartet werden sollen, Ätzkalk und Wasseranspruch bezw. Ergiebigkeit einander parallel laufen; wenigstens zeigt sich zwischen beiden Eigenschaften kein völlig gesetzmäßiger Zusammenhang.

Um übersichtlicher diese Beziehungen zwischen Ätzkalkgehalt und Ergiebigkeit zum Ausdruck zu bringen, sind die hierfür ermittelten Werte der Kalke, die auf beide Eigenschaften geprüft sind, in Tab. la, nach steigendem Ätzkalkgehalt geordnet, besonders zusammengestellt und die zugehörigen Raumgewichtswerte für Kalkteig und Kalkpulver beigefügt. Die festgestellten Mindest- und Höchstwerte für Ergiebigkeit und Raumgewicht der Luftkalke sind fett gedruckt.

Während man hätte annehmen sollen, daß der Ätzgehalt einen Maßstab für Ergiebigkeit liefert,

trifft dies nach der Zusammenstellung in Tabelle la nicht zu.

So hat z. B. Kalk Nr. 3 mit nur 92,01 °/o Kalkgehalt 300 °/o Wasseranspruch, während Kalk Nr. 13 mit 98,41 °/o Ätzkalk nur 289% Wasseranspruch aufweist. Ferner hat Kalk Nr. 2 mit nur 90,98 °/o Ätzkalk 14,4 1 Kalkteig ergeben, während der erheblich ätzkalkreichere Kalk Nr. 10 nur 14,1 1 Kalkteig geliefert hat. Ähnlich sind die Beziehungen zwischen Kalkgehalt und Ergiebigkeit an Kalkpulver. Dagegen besteht — und das ist naturgemäß — ein gesetzmäßiger Zusammenhang zwischen Wasseranspruch und Ergiebigkeit.

Die Litergewichte der verschiedenen Kalke für Teig- und Pulverform weichen sehr voneinander ab, selbst auch bei sonst annähernd gleichem Wassergehalt. Näheres geht aus den vorangegebenen Mindest-, Höchst- und Durchnittswerten für die Litergewichte von Kalkteig und Kalkpulver hervor.

⁵) Nicht mit in Betracht gezogen sind die Kalke Nr. 20, der nach einem alten Verfahren abgelöscht wurde, und der Kalk Nr. 28, der wahrscheinlich ein hydraulischer Kalk ist.

²) Heusinger von Waldegg, Die Kalk- und Zementfabrikation. 1875. S. 112.

Nr.

(Lfd.Nr.

der

Tab. 1)

(1)

(4)

(7)

(5)

(9)

(8)

(13)

(6)

(12)

10

(2)

15

(2)

16

(2)

17

(1)

18

(3)

Tab. la. Kalkgehalt, Wasseranspruch, Ergiebigkeit und Rauingewicht

nach Tab. 1.

5 kg Stückkalk ergaben

Gewicht in kg für 1 Liter

Herkunft

Gehalt

des

an

Kalkes

Ätzkalk

Wasser

anspruch

Kalkteig

Wasser

anspruch

unge-

siebt

Kalkpulver unge-siebt ,

berechnet aus

gesiebt

°/o

kg ; i

Kalkteig

bis auf etwa 50%

Or Wasser abgesaugt

berechnet aus

Kalkpulver

ungesiebt

gesiebt

Rf

Er

Rf

Rr

Luft (Weiße) Kalke.

Schlesien

90,18

206    12,6    9,3

39,5    7,0    :    9,9

1,255    1,360

0,430 0,675    —

Harz

90,98

268 ; 17,82 14,1

Rheinland

Westfalen

Mähren

Sachsen

Mähren

Harz

Schlesien

Mähren

92,01

94,60

95,98

96,92

300    19,051 15,60

230 i 15,0 | 11,4

300    20,43 16,2

275    17,65

14,5

54,0 | 6,70 ! 10,35    9,7

58,0    6,92

46,6    6,46 :    9,8

9,6

1,221

1,309

0,439: 0,647 0,397 0,690

1,226

1,316

1,263 1,282

1,217    1,316

0,422 0,662

0,380 0,673

97,19    302 ! 18,95

15,75!

97,20    282    18,3    14,9

97,53    325    20,56 16,7i

97,83    278    17,3 ; 14,1

98,12    260 ; 16,5    13,0

98,29    310    19,94 15,50

98,41    289    19,23 15,50

Thüringen 80,75

Schlesien

Thüringen

Sachsen

Reuß

45,0 ! 6,70    8,87    8,69

1,203 1,363

5,534 0,746 0,425 0,771

55,0    7,08    10,8    10,0    1,228 j 1,314

44,0    6,57    9,6 ,    9,3    1,227

1,305

0,448| 0,658 0,409

0,441, 0,684 0,417

0,707

0,708

38,0

6,4    !    9,5

1,227

1,315

0,434 0,679:

44,4    6,0    9,3

1,269 , 1,322

0,433. 0,649 —

36,4    6,31    9,1    8,8    1,286    1,359

86,0    6,13    8,8    8,7    1,241    1,335

Graukalke.

213    15,3    11,6    52,0    5,9

88,98    218    14,82 11,35    45,0    6,58

56,23

56,30

63,69

0,441 0,697 0,409 0,717

0,441 0,694 0,400 0,702

8,7

1,319 ¹ 1,322 0,394 0,679    —

9,85    9,01    1,306    1,430 0,432^ 0,668| 0,404 0,699

Dolomitische Kalke.

162

12,191 8,7

129 ! 12,3    8,0

175    13,39 9,4

50,0 , 7,50 j 10,2 ;

23,3 : 6,1    :    7,6

1,424    1,471

0,467j 0,700 0,463 0,737

1,538 1,534 0,488 0,803 — 1,424 1,405 — — —

Durch das Absieben des Kalkpulvers (auf dem 120-Maschensieb) wiftPiessen Litergewicht merklich verändert. Während sich hierdurch das Raumgewicht im eingelaufenen Zustande im Vergleich zu dem im ungesiebten Zustande verringert, wird das des fest eingerüttelten Kalkpulvers erhöht.

Einfluß der Art des Ablöschens (Menge des Ablöschwassers) auf die Erhärtungsfähigkeit von Luftkalk. Die erwähnte Anschauung, daß die Verwendung zu großer Wassermenge beim Ablöschen ein schlechtes Löschprodukt ergeben soll, trifft in dieser Allgemeinheit nicht zu. Schon Michaelis tritt dieser Ansicht entgegen. Nach seinen Beobachtungen bildet sich, wenigstens bei gut löschenden Kalken, nur langsamer ein ebenso vollkommener Kalkbrei. Versuche mit einem Kalk, der nach verschiedenen Verfahren abgelöscht wurde, haben die Richtigkeit der Michaelis sehen Anschauung bestätigt. Der zu diesen Versuchen benutzte Kalk, der aus einem Kalkwerk stammte, das nachweislich Luftkalk erzeugt, wurde nach drei verschiedenen Verfahren abgelöscht, und zwar:

1.    durch Zusetzen des Ablöschwassers in Teilmengen unter beständigem Rühren beim Ablöschen;

2.    durch Zusetzen des gesamten Ablöschwassers ohne Rühren beim Ablöschen;

3.    durch Eintauchen der gesamten Kalkmenge in einen Überschuß von WasserJ) nach Vorschlag Martens.

Aus den gewonnenen Kalkteigen wurden in Verbindung mit Mauersand Mörtel im Verhältnis von 1:3 nach Gewichtssteilen hergestellt, nachdem der nach Vorschlag Martens abgelöschte Kalk durch Absaugen des überschüssigen Wassers annähernd auf die praktisch übliche Steife der beiden anderen Kalkteige gebracht worden war. Die Mörtel wurden von Hand mit der Kelle solange gemischt, bis eine gleichmäßige (erdfeuchte) Masse entstand, und aus ihnen Zug- und Druckproben durch Einschlagen auf dem Hammerapparat hergestellt.

Tab. 2. Einfluß der Art des Ablöschens auf die Erhärtungsfähigkeit von Luftkalk.

Ergebnisse der Festigkeitsprüfungen mit Mörtel aus 1 Gewichtsteil Kalkteig²) -|- 3 Gewichtsteilen Mauersand. (Mittelwerte aus je 10 Einzelversuchen.)

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

Verhältnis Zug : Druck für

Art der Ablöschung

28 Tagen

3 Monaten

1 Jahr

28 Tagen

3 Monaten

1 Jahr

28 Tage

3 Monate

1 Jahr

Zusetzen des Löschwassers in Teilmengen unter beständigem Rühren der Löschmasse beim Ablöschen (altes Verfahren)

5,0    5,4    5,5    22,2

29,2

28,1

4,4

5,4    5,1

Zusetzen des gesamten Lösch-wassers auf einmal ohne Rühren beim Ablöschen

4,7    4,4    5,1    21,8    25,2

26,0

4,6    5,7    5,1

Ablöschung in einer großen Wassermenge (Vorschlag Martens)

5,6    5,8    5,3    25,8

CO

to

CO

to

tO

1)    Der Wasserzusatz betrug 800 °/o, während er sonst im Mittel höchstens 300% beträgt.

²)    Gewonnen aus sogenanntem Hannoverschen Kalk.

Die Körper lagerten im Zimmer an der Luft und wurden bei 28, 90 Tagen und 1 Jahr Alter auf Festigkeit geprüft.

Aus den Ergebnissen dieser Versuche (Tabelle 2) geht hervor, daß die Art des Ablöschens ohne Einfluß auf die Güte und Erhärtungsfähigkeit des Kalkes gewesen ist. Der mit einem Überschuß an Wasser abgelöschte Kalk hat sogar etwas höhere Festigkeiten ergeben, als die nach den beiden anderen Verfahren abgelöschten.

Das Ablöschen zu Kalkteig und die damit Hand in Hand gehende Bestimmung der Ergiebigkeit erfolgt bis jetzt in der Weise, daß in zwei mit Zinkblech ausgeschlagene Holzkästen von 31,7 X 31,7 X 40 cm je 5 kg Kalk in Stücken bis etwa Walnußgroße eingeschüttet, auf dem Boden gleichmäßig verteilt und zunächst mit soviel Wasser von 20 C° Wärme übergossen werden, daß die Kalkstücke eben bedeckt sind. Nach Eintritt des Löschbeginns, der sich durch je nach der Frische und Reinheit des Kalkes mehr oder minder lebhaftes Kochen der fortwährend durchgerührten Masse bemerkbar macht, wird weiteres Wasser in kleinen Mengen solange zugesetzt, bis der Löschvorgang beendet ist, bezw. die Löschmasse eine breiartige Steife erlangt hat. Die aufgewendete Wassermenge, die Zeit des Beginns des Versuchs, des Eintritts des Löschens und die Dauer desselben werden vermerkt. Nach mehrtägigem Stehen der Ablöschkästen im Laboratorium oder nach Auftreten von Rissen im Kalkteig werden das Gewicht und der Rauminhalt des gewonnenen Kalkteiges bestimmt. Hierauf wird der Kalkteig durch Zugießen von Wasser soweit verdünnt, daß er durch das 120-Maschensieb geschickt werden kann und darauf wird der verbleibende Rückstand an steinigen Bestandteilen (Krebsen) ermittelt. Ferner werden das Litergewicht des Kalkteiges, berechnet aus dem vorher bestimmten Gewicht und Rauminhalt der gesamten Kalkteigmenge, und das Litergewicht des bis auf etwa 50°/o Wassergehalt wieder abgesaugten Kalkteigs im eingerüttelten Zustande bestimmt.

Auf Grund von Versuchen, die, veranlaßt durch die Sektion Kalk, von dem Amt gemeinsam mit einem für diesen Zweck eingesetzten Ausschuß ausgeführt worden sind, ist neuerdings folgendes Verfahren für die Bestimmung der Ergiebigkeit von Luftkalk vereinbart worden.

Je 5 kg zerkleinerter Ätzkalk, der durch ein Drahtsieb von 2,5 cm Maschenweite völlig hindurchgeht und auf einem Drahtsieb von 0,7 cm Maschenweite liegen bleibt, werden in Kalklöschkästen von 31,7 cm Länge, 31,7 cm Breite und 40 cm Höhe (Innenmaß) zunächst mit 6 1 Wasser von 20 C° übergossen. Sobald das Löschen (Kochen) beginnt, werden nach und nach unter beständigem Rühren der Masse mit dem Löschspaten von 12 cm Breite und 25 cm Länge noch 10 1 Wasser derart zugegeben, daß die Masse möglichst im Kochen bleibt und das kalte AVasser nicht unmittelbar mit dem ungelöschten Kalk in Berührung kommt. Zwei Stunden nach Beendigung des Löschens wird der Kalkbrei nochmals durchgerührt und durch ein Sieb mit 120 Maschen auf 1 qcm in einen gewogenen zweiten Löschkasten gegossen. Dabei darf das Sieb nur gerüttelt werden. Um diese Arbeit zu erleichtern, wird ein quadratisches Sieb in einem Holzrahmen von 21 cm innerer Seitenlänge und 11 cm Höhe mit Handgriffen und Deckel verwendet. Es ruht auf zwei gekröpften Leisten aus verzinktem Eisen, die auf dem Löschkasten festgeschraubt werden. Der Rest des Kalkbreies aus dem ersten Kasten wird mit dem Pinsel zusammengestrichen. Die Menge der ungelöscht gebliebenen Bestandteile wird nach dem Trocknen ermittelt; die Krebse werden auf Zerfallen bei Benetzung mit AVasser geprüft.

Nach 20 ständigem Stehen wird das Gewicht des Kalkbreies bestimmt. Nach Durchrühren des Breies wird fünfmal je 1 1 des Breies mit dem Normal-Litermaße abgemessen, gewogen und in den kugelig gestalteten Filterbeutel gefüllt, nachdem dieser zunächst genäßt, ausgepreßt und gewogen worden ist. Das Ergebnis der Raumgewichtsbestimmung und das Gesamtgewicht des Beutels mit Füllung werden vermerkt. Der gefüllte Beutel wird zugebunden und mit der Mündung nach oben drei Stunden lang zwischen ebenen Metall platten mit 100 kg belastet. Nach der Pressung wird der Beutel mit dem Kalk gewogen und von dem gefundenen Wert das vorher ermittelte Gewicht des leeren Beutels abgezogen. Von dem gepreßten Brei wird das Litergewicht in gerütteltem Zustande bestimmt, ferner an etwa 50 g Brei der Trockenverlust auf dem Wasserbad und an etwa 2 g des aus dem Kalkbrei gewonnenen trockenen Kalkhydrats der Gehalt an Hydratwasser. Man erhält folgende Werte:

Gewicht von 10 1 Stückkalk in kg. Dauer des Löschversuches.

Rückstand auf dem 120 Maschensieb in kg und Gewichtsprozent. Gesamtgewicht des gesiebten Kalkbreies = G in kg.

Gewicht    von    1    1    Kalkbrei    eingefüllt = Rk in kg.

Gewicht    von    5    1    Kalkbrei    vor dem Pressen — Gvp in kg.

Gewicht    von    5    1    Kalkbrei    nach dem Pressen = Gnp    in    kg.

Gewicht    von    1    1    gepreßtem Kalk (eingerüttelt) = Rp    in    kg.

Gnp X G Gvp X Rp

in 1.

Ausbeute an Preßteig von 5 kg Stückkalk in Litern —

Trockenverlust des Kalkbreies auf dem Wasserbad.

Hydratwasser des Trockenkalkes.

Weniger gebräuchlich als die Ablöschung zu Kalkteig ist das Ablöschen von Luftkalk zu Kalkpulver. Zu diesem Zwecke werden im Amt die kleingeschlagenen Kalkstücke in einem Drahtkorbe solange in Wasser getaucht, bis sie soviel Wasser aufgenommen haben, als sie aufzusaugen vermögen. Dieser Augenblick gilt als eingetreten, wenn die beim Eintauchen erfolgende Blasenbildung aufgehört hat. Der Kalk wird dann in die Ablöschkästen geschüttet, in denen er sich unter starker Erhitzung aufbläht, rissig wird und schließlich zu feinem Pulver zerfällt.

Dieses Verfahren der Ablöschung wird von Praktikern nicht empfohlen, weil der Kalk leicht zu wenig Wasser erhält und das Gedeihen hierdurch beeinträchtigt wird. Die Maurer nennen solchen mit ungenügenden Wassermengen gelöschten Kalk „verbrannt“. Es steht indessen wohl außer Zweifel, daß gut zu Pulver abgelöschtes Kalkhydrat ebensogut erhärtet, wie zu Kalkteig abgelöschtes, vorausgesetzt, daß die Ablöschung vollkommen ist. Ungelöscht gebliebene Stücke sind entweder auf einem genügend feinen Siebe auszuhalten oder aufs feinste zu zerkleinern, um die schädigende Wirkung des Nachlöschens zu verhindern.

Der Kalk löscht nicht immer gleichmäßig ab. Einzelne („träge“) Teile löschen erst allmählich nach, die, wenn man den Kalk zu früh zum Vermauern oder Putzen verwendet, zu Treiberscheinungen im Mörtel Veranlassung geben würden. Namentlich tonhaltige, etwas zu stark gebrannte Stücke zeigen diese Eigenschaft des Naehlöschens, das manchmal oder vielmehr meist erst nach längerer Zeit sich bemerkbar macht. Die damit verbundene Raumvergrößerung ist erheblich, weil der freiwillige Zerfall an der Luft langsam, aber um so energischer vor sich geht. Man läßt daher den Kalkteig, um wenigstens dem größten Teil etwa noch nicht gelöschter Stücke Gelegenheit zum Nachlöschen zu geben, längere Zeit lagern, gewöhnlich in besonders hierzu hergestellten Löschgruben. Durch dieses „Einsumpfen“ soll der Kalkbrei verbessert werden, und zwar um so mehr, je länger er lagert.

Einfluß der Dauer des Einsumpfens auf die Erhärtungsfähigkeit. Um den Einfluß der Dauer des Lagerns (Einsumpfens) auf die Güte des Kalkteiges festzustellen, wurde Stückkalk, der als Mauerkalk eingereicht war, zu Kalkteig abgelöscht und nach verschieden langen Lagerzeiten mit dem gleichen Sande (Normalsand) zu Mörtel verarbeitet. Die Lagerzeiten betrugen 24 Stunden, 3, 7, 14, 28 Tage und 3 Monate. Aus den Mörteln wurden jeweilig je 20 Zug-und Druckproben durch Einschlagen auf dem Hammerapparat hergestellt. Die mit 28 und 90 Tage alten Probekörpern angestellten Festigkeitsversuche lieferten die in Tab. 4 enthaltenen Ergebnisse. In Tab. 3 sind die Eigenschaften des verwendeten Kalkes verzeichnet.

Tab. 3. Einfluß der Dauer der Lagerung: des Kalkteiges auf die

Festigkeit des Mörtels.

Eigenschaften des Kalkes (Mauerkalk).

Mittleres Gewicht für 1 1 Stüek-kalk in Walnußgroße

Wasserzusatz Lösch-zumAb- beginn löschen nach in Kalkteig

Dauer 5 kg Stückkalk ergaben im Ablö- Mittel Kalk-schung

der

teig')

Was- Gehalt ser- an stei-verlust nigen im Rück-Mittel ständen

Mittleres Litergewicht des Kalkteiges in kg nach einer Lagerung²) yon

24

kg

°/o

Min. Min.

kg

kg

Stunden

3 Tagen

7 Tagen

14 Tagen

28 Tagen

90 Tagen

1,060 280 10

15

17,7    14,8    1,33    0,4    1,268 1,268! 1,269' 1,289 1,299 1,322

1)    Nach einem Tage Lagerung gemessen.

2)    Der Kalkteig lagerte in einer zugedeckten Tonne.

Tab. 4. Ergebnisse der Festigkeitsversuche mit Mörtel aus 1 Raum-teil Kalkteig und 3 Raumteilen Normalsand¹).

Mittelwerte aus je 10 Einzelversuchen.

Dauer der Lagerung des 24 Stunden Kalkteiges

3 Tage

7 Tage

14 Tage

28 Tage

3 Monate

Alter der Probekörper

28    | 90    28 j 90    28 j 90    28    90

Tage

Tage

Tage

Tage

28 j 90 Tage

00

O)

_ ÖD

co

Mittlere Zugfestigkeit in kg/qcm

1,8

2,1    1,3

1,4    1,8

1,6 1,8 2,1 1,8

1,9    1,3

2,1

Mittlere Druckfestigkeit in 6,6 kg/qcm

8,3    5,8

7,5    6,1    7,6    8,3    9,3    7,7 | 9,2    6,4

9,2

Aus dem Vergleich der Festigkeitswerte ist ersichtlich,

daß die Dauer der Lagerung ohne erkennbaren Einfluß auf die spätere Erhärtungsfähigkeit der aus dem - verschieden alten Kalkteig hergestellten Mörtel ist. EineVer-besserung des Kalkbreies wird also, entgegen der allgemeinen Anschauung, durch längeres Einsumpfen nicht bewirkt. Im Interesse größerer Sicherheit ist jedoch, namentlich wenn der Kalk zur Bereitung von Putzmörtel verwendet werden soll, das Einsumpfen zu empfehlen, vor allen Dingen aber die Aushaltung gröberer ungelöschter Stücke bei dem Einlassen der Löschmasse in die Löschgruben.

Der Kalk muß während des Lagerns vor Luftzutritt, d. h. Kohlensäureaufnahme geschützt bleiben.

Eigenfestigkeit des Kalkhydrates. Zu den Materialeigenschaften des Kalkes, die die spätere Festigkeit des daraus in Verbindung mit Sand hergestellten Mörtels beeinflussen, gehört die Selbsterhärtungsfähigkeit, d. h. die Eigenfestigkeit des abgelöschten Kalkes, des Kalkhydrats. Über diese Eigenschaft herrscht bis jetzt völlige Ungewißheit, da Versuche zu deren Ermittelung meines Wissens noch nicht angestellt worden sind. In der Literatur habe ich vergeblich danach gesucht. Die Gründe für die Unterlassung solcher Versuche ergeben sich wohl aus einer Äußerung Feich t in ger sx) über die Erhärtungsfähigkeit von Kalkhydrat; er sagt:

„Der reine Kalkbrei, an der Luft sich selbst überlassen, erhärtet ebenfalls unter Abgabe von Wasser und Aufnahme von Kohlensäure, aber derselbe schwindet sehr stark, bekommt viel Risse und zerklüftet sich sehr.“

Die ersten im Materialprüfungsamt ausgeführten Versuche zur Feststellung der Eigenfestigkeit schlugen fehl. Das Einfüllen von Kalkteig in die Formen versagte. Der in die Formen gefüllte und gerüttelte Kalkteig blieb sehr lange Zeit plastisch; die Körper konnten deshalb nicht entformt werden. Als man den Versuch auf absaugenden Unterlagen (Gipsplatten) wiederholte, gab der Kalkteig zwar sein Wasser schneller, aber ungleichmäßig ab; die Körper wurden stark schwindrissig.

Auch als statt des Kalkteiges Kalkhydrat in Pulverform benutzt wurde, indem das Kalkpulver zum Zweck des Einschlagens wie bei der Prüfung von reinem Zement mit soviel Wasser angemacht wurde, daß eine erdfeuchte Masse entstand, hatte man Mißerfolg. Die eingestampfte erdfeuchte Kalkmasse blieb an den Seitenflächen fest haften, auch wenn die Formen geölt, mit Paraffin überzogen, trocken oder glatt poliert waren. In allen Fällen haftete die Kalkmasse so fest an den Formflächen, daß ihre Entfernung nicht möglich war. Erst durch folgendes Verfahren gelang es mir, brauchbare Probekörper zu erzielen:

Pausleinewandstreifen wurden so an die Seitenw⁷andungen der Form gelegt, daß sie unten und oben um ein weniges über die Form hinausragten und an den Innenflächen der Form fest anlagen. Hierauf wurde der Aufsatzkasten aufgesetzt und das Ganze in den Hammerapparat so eingespannt, daß beim Einstampfen der eingefüllten Kalkmasse die Leinewand nicht zerknittert werden konnte. Das Kalkhydratpulver wurde mit soviel Wasser angemacht, daß eine erdfeuchte Masse entstand; diese wurde mit der Kelle gut durchgearbeitet, in die Form eingefüllt und von Hand mit kleinen Stampfern eingestampft, weil das Einschlagen mit dem Hammer versagte, da der oberste Teil des Körpers nach Fertigstellung schalenförmig abblätterte.

J) Feichtinger, Die chemische Technologie der Mörtelmaterialien. 1885. S. 67.

Burchartz, Luftkalke.

Auffallend ist der hohe, zum Anmachen (erdfeucht) erforderliche Wasseranspruch, der nach den Ergebnissen der Vorproben zwischen 45 [und 48°/o

schwankte. (Portlandzemente beanspruchen zur Erlangung der gleichen erdfeuchten Steife nur 16—18°/o).

Zur Prüfung gelangten sechs Kalke, die, wie die Analysen (Tab. 5) zeigen, sämtlich reine Luftkalke waren;

ihr Ätzkalkgehalt schwankte zwischen rund 95 und 98°/o. DieKalke wurden wie üblich zu Kalkpulver abgelöscht. Das Ergebnis der Ablöschversuche ist in Tabelle 6 verzeichnet. Nach mehrtägigem Lagern wurde das Pulver auf dem 120 Maschen-Siebe abgesiebt; der Rückstand wurde ausgehalten, das Durchgehende zur Herstellung der Probekörper benutzt. Litergewicht und Korngröße der Kalkhydratpulver aus Kalk A, B, C, E und F sind aus Tab. 7 ersichtlich, die Kornzusammensetzung außerdem aus Fig. 1. Der Wasserzusatz betrug bei vier Kalken 47,0%. bei einem 45,0 °/o und bei einem 38,5 %.

Tab. 5. Chemische Zusammensetzung der Kalke.

Die in Klammem ( ) stehenden Zahlen bedeuten die Werte, bezogen auf den geglühten Zustand.

ßa/A ß

ßa/A ß

ßa/A C‘

Ha/Aß

_iu iüS

8 9 10 71 S. 6 7 8 9 1011S.

6 7 8 8 7077S.    6

Fig. I¹)-

Darstellung der Siebrückstände zwischen je zwei Sieben. (Nach Tab. 7.)

Herkunft

des

Kalkes

Kiesel

säure

Eisenoxyd

und

Tonerde

Kalk

Magnesia

Schwefel-

säure-

anhydrid

Unaufge

schlossener

Rück

stand

Glüh

verlust

Rest

(Alkalien

usw.)

°/o

°/o

°/o

1,04

0,70

(1,49)

(1,00)

67,94

(97,20)

0,28

0,02

(0,38)

(0,03)

30,10

Spuren

1,19

0,51

(1,20)

(0,51)

97,20

(97,82)

0,25

0,18

(0,25)

(0,18)

0,63

0,04

(0,04)

J) In diesem und allen folgenden Schaubildern, die die Ergebnisse von Siebversuchen (Siebrückstände) darstellen, bedeuten die Nr. 1

CO -Tfl

«c

•2,-ü

⁰⁰ I

.2

1,5 cm Masche Maschenweite

5    6    7    8    9    10    11

20    60    120    324    600    900    5000    Durchgang durch

/ das feinste angewendete Sieb (Siebfeinstes).

Maschen

'S

auf 1 qcm

Tabelle 5. (Fortsetzung.)

Herkunft

des

Kalkes

Kiesel

säure

Eisenoxyd

und

Tonerde

Kalk

Magnesia

Schwefel

säure

anhydrid

Unaufge

schlossener

Rück

stand

Glüh

verlust

Rest

(Alkalien

usw.)

°/o

°/o

°/0

°/o

°/0

°/o

°/0

2,22

1,48

(2,25)

(1,50)

93,43

(94,60)

0,81

0,03

(0,82)

(0,03)

1,24

0,79

(0,80)

0,04

1,80

(0,28)

(2,43)

70,94

(95,98)

1,06

(1,14)

26,08

0,08

(0,17)

0,73

(0,97)

0,40

(0,53)

73,04

(96,92)

0,70

0,50

(0,93)

(0,66)

24,99

Erhärtung von reinem Kalk (Kalkhydrat).

Tab. 6. Ablöschung, Wasseranspruch und Ergiebigkeit der zur Prüfung

verwendeten Kalke.

Ablöschung zu Kalkteig

Ablöschung zu Kalkpulver

Herkunft

des

Kalkes

Gewicht für 1 aSf Stüci-kalk in Walnußgroße

5^ Wasseranspruch

Beginn des Löschens nach Min. Dauer des Löschens Min.

5 kg Stück-kalk ergaben an Kalkteig

1 1 Kalkteig wog

be

rechnet im Liter-aus gefäß ein-J gerüttelt

kg

kg

kg

Wasseranspruch

Beginn des Löschens nach Min. Dauer des Löschens Min.

5 kg Stückkalk

sai

(G) kg

1 1 Kalkpulver²) wog

(ungesiebt)

einge- einge- o. laufen rüttelt

Rauminhalt²) des Kalkpulvers aus 5 kg Kalk

Rf

Rr

Rf Rr

kg kg

A.

Thüringen

0,599 282,0 5    8 18,30 14,9 1,228    1,314

55,9 °/o J)

55,0 1    3    7,08 0,448 0,658 15,8 10,8

0,409 0,707 17,3 10,0

B.

Westfalen

0,733 276,6 10 j 15 17,47 14,0 1,248    1,291    48,0 5    9

56,3 °/o *)

6,57 0,407 0,637 0,393 0,681

CO Sö

o oT

V-1 ts cd cd¹

v—i

C.

Westfalen

0,729 274,0 11 18 17,19 13,3 1,292    1,352    48,0 5    9    6,44

55 °/o J)

0,419 0,702 13,0 9,2

D.

Westfalen

1,070 230,0, 4    9 15,1    11,4 1,316    1,310

57,5°/o *)

E.

Westfalen

0,953 300,0    1    5 20,43 16,2 1,261    1,282    58,0 0    2    6,92

55,2 o/o *)

0,413 0,687 16,7 10,1

F.

Westfalen

0,748 275,0    7 12 j 17,65 14,5

1,217

1,316 54,6 °/o *)

46,6 1    4    6,46 0,422 0,662 15,3

0,380 0,763 17,0

cToT

t) Wassergehalt des Kalkteiges.

²) Die liegend gedruckten Zahlen beziehen sich auf das auf dem 120-Maschensieb abgesiebte Kalkpulver.

Tab. 7. Gewicht und Korngröße des aus den Kalken gewonnenen

Kalkliydratpulvers.

(Auf dem 120-Mas chensieb abgesiebt.)

Kalk

Gewicht für 1-1 Kalkpulver einge- eingelaufen rüttelt

Rückstand

Korngröße

Siebe mit der übergeschriebenen Anzahl Maschen auf 1 qcm

Rf

Rj.

kg

kg

°/o

120    240

324    600

900    5000

S¹)

Auf den Sieben

0,409 0,707

0,0    0,4    1,6    3,4    4,0    16,0

Zwischen je 2 Sieben

0,0

0,4

1,2

1,8

0,6    12,0 | 84,0

Auf den Sieben

0,0 j 0,4 | 0,8    2,4 , 4,0    12,0

0,393 ! 0,681

Zwischen je 2 Sieben

0,0 ! 0,4

0,4

1,6

1,6

8,0

88,0

Auf den Sieben

0,0

0,2 | 0,6

0,8

8,0 i

0,419 | 0,702

Zwischen je 2 Sieben

0,0    0,2    0,4 ; 0,2

7,2

92,0

Auf den Sieben

0,413

0,687

- ; 0,0

6,0

8,0    18,0 j 20,0 32,0

Zwischen je 2 Sieben

0,0 6,0 | 2,0 10,0 2,0 12,0

68,0

Auf den Sieben

0,380 I 0,763

Zwischen je 2 Sieben    — | — ¹ —    — I —

t) Siebfeinstes, das durch das 5000-Maschensieb hindurchgegangen ist.

Tab. 8. Raumgewiclit der Probekörper zu Tab. 9.

Mittelwerte aus je fünf Einzelver'suchen.

Kalk

Zugproben Normalformat; Rauminhalt = 70 ccm.

Druckproben

Würfel von 7,1 cm Kantenlänge ; Rauminhalt = 355 ccm

3 Tagen

28 Tagen

3Monaten

Raumgewicht in g ccm nach 6Monaten 1 Jahr 3 Tagen 28Tagen!3Monaten

6Monaten 1 Jahr

1,086

1,014

1,057

1,057

1,211

0,930    0,992

1,017

0,943

0,986    1,029    | 1,029

1,130

0,959    1,003    1,042

1,029 ! 1,043 ! 1,057    1,057

1,127

0,938    0,977

0,994

1,104

1,290    1,011 : 1,087    1,082

1,000

1,000 1,086

1,129

1,177    0,930    0,989    1,054

0,943

0,900    0,943    0,943

0,971

1,099    0,856    0,910    ; 0,935

0,963

Drei Kalke wurden bei 28 Tagen, 3 und 6 Monaten und drei Kalke außerdem noch bei 1 Jahr Alter geprüft. Die Ergebnisse der Gewichts- bezw. Raumgewichtsbestimmungen der Festigkeitsprobekörper sind in Tab. 8, die der Zug-und Druckfestigkeitsversuche in Tab. 9 zusammengefaßt. Außerdem ist der Erhärtungsverlauf in Fig. 2 dargestellt.

kg/qcm

»ß

35

'D

30

■F

25

15

'£

’.*ß

Atter der Proben

28Tage 3Monate

ßMonate

Mahr

Fig. 2.

Eigenfestigkeit (Erhärtungsfortschritt) von Kalkhydrat aus Luftkalk. (Mittelwerte nach Tab. 9).

Zug-

Druck-

J Festigkeit von Kalk A bis F.

Tab. 9. Zug- uiul Druckfestigkeit von Körpern aus reinem Kalkliydrat.

Herkunft des Kalkes (Wasserzusatz)

Ver

such

Nr.

Zugfestigkeit in kg/qcm

Druckfestigkeit in kg/qcm

nach

nach

28 Tagen 3Monaten 6 Monaten 1 Jahr 28 Tagen 3 Monaten 6 Monaten 1 Jahr

Thüringen (47,0 °/o)

00 CO_ CD 00 Ol oT CO CO CO

H G CO rH CO t>- ccT CG IO

H Ol N O N cT <xT ecT i>T io

00 CO 00 (M CO 00 CG ZD of CG

19,2

29,5

15,4

18,2

15,5

14,6

22,8

23,0

19,2

23,8

Mittel 3,1

7,0

7,3

8,4

16,6    23,7

Westfalen

(47,0 o/o)

O IO ^ 00 N

co co co"' co"

CN^lO^C- tH co

to oo co co

co ocT cT ocT 01

t-T t>T ** H(M H

to

00

■^co^c^a^oq

icT t>^ i>T (M <M (M (M CM

co cT cT io

^ CO CO (M CO

Mittel I 3,8    7,8

9,0

19,4    26,6    36,9

11,2    19,3    26,1    34,5

Mittel

Herkunft Verdes Kalkes such (Wasserzusatz) Nr.

Zugfestigkeit in kg/qcm

Druckfestigkeit in kg/qcm

nach

nach

28Tagen 3Monaten 6Monaten 1 Jahr 28Tagen 3Monaten 6Monaten 1 Jahr

Westfalen

(38,5 °/o)

■h (M CO io

01 cp kp cp co ^ co" co

5,8

5,5

6,3

5,5

5,2

4,5

5,8

4,7

7,3

7,0

12,6

12,5

11,4

12,7

12,8

12,2

8,2

13,1

13,6

22,5

K K M ^ to pi Ü1 —1 ^ JO 05 'So'© 00 00

Mittel 3,8

5,7

5,9

11,7    14,7    17,2

Westfalen

(47,0%)

CptpiO o cp

^oTncf t-T

tH tH tH tH

IC to p to k JO Jd Op 7p-~C3 "© 00 733

cVo'^-oö'o

CO (M <N (M <M

co co co hji. co

-O r* ■p'    ’-*■

"go Cs'o'©'©

Tabelle 9. (Fortsetzung.)

Westfalen

(47,0%)

Oi CO to t-+

JO CO JO JO JO ui "co lo "o 'bi

CO 03 CO CO h

co~ co irf

00

cT o' ocT cT

tH i—i tH

i-k. i-x »-»•

jo ca <d jo j-*-co "o "w "co o

CO

th t>-~ co co t-T

▼H tH I i—i

27,0

24,6

28,0

25,4

27,0

OJ 00^ Tf kO    r# T?

co co co co co

Mittel 2,5

5,9

9,9    12,3    7,0    13,4    26,4    34,6

Westfalen

(45,0%)

h Ol CO ^ kO

kp CO co CO oi of co of co

^kp tptpkO

icT co rfT xf

0^0 icT i>^ rp co" io

Op CO CO kO ko rjT kcT to ko

CO^ kp cp t>- kO

•^h co co cT ©~

-rH

^kO^kO kO C5 Ol CO CO cT

T-* tH rH -rH tH

t>- l—t 00 io y—¹

c4" o io" --7

Ol Ol tH i—i Ol

TfH © cp CO

cT io itT t-T co

CM CM CM CM CO

Mittel 2,9

4,8

5,1    | 5,6 |!    9,8

18,0    19,8    26,8

Aus den gewonnenen Festigkeitszahlen geht hervor, daß die Eigen -festigkeit der verschiedenen Kalke recht verschieden ist.

So schwankt z. B. die Zugfestigkeit bei 6 Monaten Alter der geprüften Kalke zwischen 5,1 und 9,9 kg/qcm und die Druckfestigkeit zwischen 17,2 und 36,9 kg/qcm.

Die Zugfestigkeit hat im wesentlichen schon nach 3 Monaten ihr Ende erreicht; sie steigt nur bei zwei Kalken noch mit fortschreitendem Alter, jedoch in kaum nennenswertem Grade. Die Druckfestigkeit dagegen nimmt mit wachsendem Alter bis Jahresfrist stetig zu. Man kann diese Erscheinung mit der Annahme erklären, daß der Übergang des Kalkhydrats in kohlensauren Kalk in den kleinen Zugprobekörpern während der ersten 3 Monate sich soweit vollzogen hat, daß der größte bezw. gesamte Teil des Kalkhydrates in kohlensauren Kalk übergegangen ist und bei der weiteren Umwandlung des etwa noch vorhandenen geringen Teiles keine wesentliche Festigkeitssteigerung eintritt, während sich in der größeren Masse des Druckprobekörpers diese Umwandlung langsamer vollzieht. Diese Annahme wird durch die Gewichtsverhältnisse der Festigkeitskörper bei zunehmendem Alter bestätigt. Die Zugprobekörper nehmen von 3 Monaten Alter an nur noch in einem Falle an Gewicht zu; von diesem Zeitpunkte ab findet also Aufnahme von Kohlensäure kaum noch statt. Andererseits kann man auch annehmen, daß sich im Laufe der drei Monate eine solch dichte Schicht kohlensauren Kalkes gebildet hat, daß die Kohlensäure der Luft nicht mehr tiefer oder nur noch äußerst langsam in den Körper einzudringen vermag. Das Gewicht der Druckprobekörper, das anfangs infolge Wasserverlust abnimmt, wächst nachher stetig bis zu der letzten zur Prüfung gelangten Altersstufe (1 Jahr). Aus dem Verlauf der Schaulinien (Fig. 2) darf geschlossen werden, daß die Druckfestigkeit des Kalkhydrats aller Kalke auch noch über ein Jahr hinaus eine lebhafte Steigerung erfahren wird.

Die Eigenfestigkeit der Luftkalke ist natürlich weit geringer als diejenige von Portland-Zement. Zum zahlenmäßigen Belege hierfür seien in Tab. 10 Zug-und Druckfestigkeit von drei Zementen für den reinen Zustand nach 7 und 28 Tagen Alter angegeben.

¹

Litergewicht eingelaufen; 1,415 kg; eingerüttelt: 1,695 kg; im Mittel: 1,555 kg.

Tab. 10. Festigkeit von Porti aml-Zement in reinem Zustande.

Mittelwerte aus je 10 Einzelversuchen.

Bezeichnung

des

Zementes

Zustand

beim

Anmachen

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

7 Tagen

28 Tagen

7 Tagen

28 Tagen

Portland-Zement

erd feucht

63,6

63,2

515

696

mörtelgerecht

39,2

54,0

342

554

Portland-Zement

erdfeucht

51,9

65,7

354

490

mörtelgerecht

27,5

35,4

244

350

Eisen-Portland-

Zement

erdfeucht

51,2

65,0

366

549

mörtelgerecht

18,0

32,4

143

289

c) Einfluß der Art (Eigenschaften) der Zuschlagstoffe (Sand) auf die Erhärtung (Festigkeit) der Luftkalkmörtel.

Weitere Umstände, die für die Festigkeit der Kalkmörtel ausschlaggebend sind, sind die Eigenschaften des verwendeten Zuschlagstoffes (Sand), und zwar sowohl die physikalischen wie die chemischen.

Zu den ersteren sind zu rechnen die Korngröße und die durch diese bedingte Kornzusammensetzung, die Gestalt des Kornes und die Beschaffenheit der Kornoberfläche, sowie die Reinheit des Sandes (Gehalt an abschlämmbaren, d. h. erdigen, tonhaltigen oder lehmigen Bestandteilen), zu den letzteren die petrographische bezw. chemische Beschaffenheit.

Korngröße und Kornzusammensetzung des Sandes. Von der Korngröße und der Art der Kornzusammensetzung hängt der Gehalt an Hohl-räumen im Sande und die Größe dieser Zwischenräume selbst ab¹).

Gemischtkörniger Sand, d. h. solcher, in dem alle möglichen Korngrößen vertreten sind, besitzt geringeren Undichtigkeitsgrad, d. h. weniger Hohlräume, als Sand von gleichmäßigem Korn, sei es nun fein, mittelkörnig oder grob. Verwendet man bei der Mörtelbereitung aus Kalk Sand von gleichmäßigem Korn, so wird der Kalkteig im Mörtel nach dem Vermauern zu stark schwinden und infolgedessen der Zusammenhang des Mörtels gelockert. ¹

Im allgemeinen hält man für Mauerzwecke den gemischtkörnigen Sand für den geeigneteren, namentlich für Arbeiten aus Zementmörtel oder -beton²). Diese, durch die Erfahrung, und soweit Zementmörtel in Betracht kommt, durch viele und ausgedehnte Versuche²) begründete Anschauung ist auch in diesem Falle zutreffend. Der Bindemittel verbrauch zur Erzielung gleich dichter Mörtel ist bei Verwendung gemischtkörnigen Sandes kleiner. Der feinkörnigere Sand bietet mehr Kornoberfläche für die Entwickelung der Verkittung mit dem Bindemittel.

Für Kalkmörtel ist im allgemeinen der mittelfeine oder sogar feine Sand der zweckmäßigste. Denn selbst wenn er auch verhältnismäßig mehr Hohlräume enthält als gemischtkörniger und grober Sand, so kann er doch nur kleine, d. h. enge Zwischenräume haben, wodurch das Schwinden des zwischen den Sandkörnern liegenden Kalkteiges, weun auch nicht vermieden, so doch wesentlich verringert wird.

Bereits Hauenschild³) spricht für die Verwendung feinen Sandes bei Bindemitteln, die unselbständig erhärten (also Luftkalke).

Feichtinger verwirft ebenfalls den groben Sand, zieht aber das Gemisch aus feinem und grobem Sand vor. Er sagt⁴):

„Von Wichtigkeit ist dagegen die Größe der Sandkörner. Man unterscheidet hinsichtlich der Korngröße feinen, mittelgroben (Kiessand) und ganz groben Sand (Kies, Grand, Schotter, Grus). Ganz grober Sand, wie er zu Bruch- und Feldstein-Mauerwerk angewendet wird, bildet zu große Zwischenräume, in welchen der Kalk zu viel Masse hat und mürbe bleibt; um dies zu verhüten, sollte man dem groben Sande immer auch etwas feinen Sand zusetzen. Der alleinige Zusatz von feinem Sande ist wohl gut bei Mörtel für Mosaikfußböden, wo es sich um enge und gut passende Fugen handelt, derselbe ist aber nicht anwendbar für Mörtel bei gewöhnlichen Bauten, wo er stärkere Lagen und mehr massige Ausfüllungen bildet; für letztere sollte man grobkörnigen und feinkörnigen Sand zugleich verwenden.“

Auch Professor Nuß bäum⁵) empfiehlt den Zusatz feinen Sandes. Er spricht sich über den Einfluß des Sandes wie folgt aus:

„Der Kalkbrei schrumpft trocknend sehr stark, weil er beim Löschen mehr als sein gleiches Ausmaß an Wasser aufgenommen hat; wird er daher nicht im Mörtelgemenge gleichmäßig und fein verteilt, was nur unter Zusatz feinen Sandes gelingt, dann entstehen im Kalk beim Austrocknen zahlreiche Risse und Klüfte, die das Binden verhindern und daher selbst dann die Erhärtung vereiteln, wenn ein rasches Überführen des Ätzkalkes in kohlensauren Kalk stattfindet. Der Verfasser hat auch nach dieser Richtung eingehende Versuche angestellt und gefunden, daß stets eine Zerklüftung des Kalkes im Mörtelgemenge stattfand, sobald durch Absieben die feinsten Sandteilchen entfernt und nur die gröberen, scharfen Sandkörner im Mörtel belassen wurden.“

Bei der Untersuchung von Festigkeitskörpern aus Kalkmörtel auf Gefügebeschaffenheit habe ich die gleichen Erscheinungen wiederholt beobachtet. Während nämlich Proben aus Mörtel mit Normalsand, der bekanntlich gleichmäßige mittlere Körnung besitzt, vielfach im Innern rissig und mürbe waren, zeigten solche aus gleichmäßigem feinkörnigem Mauersand wesentlich dichteres Gefüge.

Um auf dem Versuchswege den Einfluß der Korngröße des Sandes auf die Mörtelfestigkeit von Luftkalk — für Mörtel aus anderen Bindemitteln, namentlich Portland-Zement, ist dieser Einfluß durch zahlreiche Versuche*) bereits nachgewiesen — planmäßig festzustellen, wurden Versuche mit drei in der Korngröße verschiedenen Sanden angestellt. Die Versuchssande waren der bekannte Normalsand, mittel körniger Mauersand aus einer Sandgrube und feinkörniger Sand aus einer Baugrube ²).

ivorma/sand

GemiscM/röm/ger Mauersancf

Feiner Sand

l!

- i * fl

»|| H

7239567

723956789

723*5678

Fig. 8³).

Darstellung der Siebrückstände (Rückstände zwischen je zwei Sieben). (Nach Tab. 11.)

Die beiden Mauersande waren ebenso wie der Normalsand reine Quarzsande; der mittelkörnige enthielt nur 0,08 °/o, der feinere nur 0,03 °/o in Salzsäure lösliche Bestandteile.

Die physikalischen Eigenschaften der Sande (die Mauersande wurden vor ihrer Prüfung und Verwendung getrocknet und auf dem Siebe mit vier Maschen für den qcm abgesiebt) sind aus Tab. 11 ersichtlich. Die Kornzusammensetzung ist außerdem durch Fig. 3 verdeutlicht.

0 R. Dyckerhoff, Dinglerspolytechn. Journ. 226, 645. Dr. Heintzel, Notizblatt d. deutschen Vereins f. Fabrikation von Ziegeln usw. 1876. S. 206. W. Michaelis, Dinglers polytechn. Journ. 230. 74. L. Erdmen ger, Tonindustrie-Zeitung. 1878. S. 140, 141 u. 250. Domcke, Notizblatt d. deutschen Vereins f. Fabrikation von Ziegeln usw. 1878. S. 145. Tomei, Tonindustrie-Zeitung 1878. S. 284. R. Dyckerhoff, Notizblatt d. deutschen Vereins f. Fabrikation von Ziegeln usw. 1880. S. 96. Delbrück, Ebenda 1880. S. 116. Arnold, Zeitschr. d. Hannov.'Archit. u. Ingenieurw. 1888. S. 495. Dr. Böhme, Mitt. Materialpr.-Amt 1883. S. 45 und Tonindustrie-Zeitung 1888. S. 176. Feichtinger, 1885. S. 256 — 260. Der Portland-Zement und seine Anwendungen im Bauwesen. Berlin 1905. S. 80 u. 115. Kommissionsverlag der .Deutschen Bauzeitung“. Gary, Mitt. Materialpr.-Amt 1898. Heft 3.

a) Um Klarheit über das Wesen der Rißbildung zu schaffen, werden Versuche mit gleichkörnigen Stücken verschiedener Korngröße anzustellen sein. Fig. 3 zeigt, welche großen Unterschiede in den Korngrößen-Verhältnissen bestehen.

³) Zeichendeutung siehe Fußbemerkung zu Fig. 1 S. 18.

Tab. 11. Physikalische Eigenschaften der Sande (im trockenen Zustande). (Auf dem 4 Maschen-Siebe abgesiebt)

Sandart

Gewicht

für 1 1 Sand in kg

einge- einge- exn£e" laufen rüttelt t&llt (im 101-Kf Kr Gefäß)

Spez.

Ge-

wicht

Dich-

tig-

keits-

grad

Undichtigkeits

grad

u = 1 - d

Korngröße

Rück

stand

auf den Sieben mit der übergeschriebenen Anzahl Maschen für 1 qcm

Gehalt an abschlämm-baren Bestandteilen

°/o

1    4 I 9 I 20 I 60 120 j 324[ 900| S

Normalsand

1,404

1,684 1,468

2,661

0,633

0,367

Gesamt

0,0 0,5 89,9 0,6

Zwischen je 2 Sieben

0,0 0,5 89,4 0,6

Spuren

Mittelkörniger Mauersand aus einer Sandgrube¹!

1,641

1,910 1,675³,

2,655

0,719

0,281

Gesamt

0,0 0,8 6,0 25,5 44,5 75,5 92,5 —

Zwischen je 2 Sieben

0,0 j 0,8 5,2 |19,5 19,0 31,0 17,0    7,5

0,50

Feinkörniger Sand aus einer 1,492 Baugrube⁴ 5)

1,795 1,508⁶) 2,439

0,736 0,264

Gesamt

0,0 0,1 0,2 1,1 3,0 31,5 92,5 -

Zwischen je 2 Sieben]

0,0 ! 0,1 j 0,1 i 0,9 1,9 28,5 61,0    7,5

0,30

G Gehalt an in Salzsäure löslichen Bestandteilen: 0,08%.

„ : 0,03 °/o.

²)

^) Litergewicht des grubenfeuchten Sandes: 1,362 kg; nach dem Trocknen: 1,341 kg.

: 1,170 „

⁴)

„    :1,249 kg;

Der verwendete Kalk war ziemlich reiner Fettkalk aus Westfalen. Chemische Zusammensetzung und sonstige Eigenschaften dieses Kalkes siehe Tab. 12; vergl. auch Tab. 5, 6 und 7 (Kalk D).

Aus dem zu Kalkteig abgelöschten Kalk und den Sanden wurden im Mischungsverhältnis 1 : 3 (nach Raumteilen) Mörtel und aus diesen Zug- und Druckproben in Normalformat wie üblich hergestellt.

Tab. 12. Chemische und physikalische Eigenschaften des Kalkes.

Glühverlust Kohlensäure Eisenoxyd u. Tonerde

Kalk

Schwefel

säure

o°

■5? Magnesia

Rest

(Alkalien)

Ablöschung zu Kalkteig

..©

Beginn Dauer Wasser-des Ablöschens Anspruch Min.

Min.

5kg Stück- Gehalt kalk ergaben an Kalkteig ständen

kg 1    %

Gewicht Gehalt

an stei- 1 | hygro-nigen Kalkteig sko-Kück- ejn. pisehem Wasser

an

gefüllt

°/0

°/o

1,24 2,22 1,48 93,43 0,03 0,81 0,79    4

230x)

15,1 11,4 0,6*)    1,382    57,5

25

20

■75

s°ß

Sar>d

at.

<X.gS/hon.

70

■C

x= HoMrai ™ /w Mörti /

--ß

-2&i i—;

fo5

WO

ß-e

7/ofi/raui 7 /'m ffa/k

r*2£i

A/fer d Pro den

lat,

28 Tage 3 Monate

6Mon.

-m.

a^BbMon.^-

•iT^ZSTage

Fig. 4.

Festigkeit der. Kalkmörtel (Mischung 1:8). (Mittelwerte nach Tab. 14.)

--Druckfestigkeit.

- Zugfestigkeit.

A Normalsand. B Mauersand (mittelkörnig). C Bausand (feinkörnig).

Fig. 4a.

Darstellung der Porenraumausfüllung im Mörtel (nach Tab. 14a), der Raumgewichte (nach Tab. 18) und der Festigkeiten (nach Tab. 14).

N(M) Normalsand. 6(B) Grubensand. B(C) Bausand.

Tab. 13. Raumgewicht der Zug- und Druckprobekörper zu Tab. 14.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Mörtel

mischung

(Raumteile)

1 Kalkteig -|-3 Normalsand

1 Kalkteig -f-3 Mauersand

1 Kalkteig -j-3 feiner Sand

Alter

der Proben

28 Tage 3 Monate [6 Monate

28 Tage 3 Monate 6 Monate

28 Tage 3 Monate 6 Monate

Raumgewicht g/ccm

Zugproben

1,983

1,994 1,994 2,172 2,231 2,231 2,114 2,132 2,143

Druckproben

1,870

1,894 1,907 2,054 2,070 2,087 1,943 1,947 1,969

Tab. 14. Festigkeit einer Kalkmörtelmischung mit verschiedenen Sanden.

Die Probekörper erhärteten an der Luft im Zimmer.

Die in der Tabelle angegebenen Zahlen bedeuten kg'qcm.

Mörtel

mischung

(Raumtede)

1 Kalkteig -)-3 Normalsand

1 Kalkteig -j-3 Mauersand 1 Kalkteig -j-3 feiner Sand

Alter

der Proben

28 Tage 3 Monate 6 Monate

28 Tage 3 Monate 6 Monate 28 Tage 3 Monate 6 Monate

Versuch Nr.

Zu

Cß

CfQ

cd

O¹ CO IO k

pijFOi CJ1 4^ C5 CO 'CO CO *00

Ci Cn Üi Üi ü» O 05 Ol O 'co

•<1 ■<]•<] -<1

'bi o'Il^'ai'co

cq cq t>- co co oo cb ib' ciT

r.

cq <q cq

p-T co' i>T oT

COjCO

O oT CD

^ i—K-k

M o CO

b* K) a, 00 'cn

Mittel

4,1

5,2

5,8    5,1    7,8    |    7,8    [[    7,2    9,2    10,7

Versuch Nr.

Druckfestigkeit

Ol ^ CC CO M-

h-k    I—k 1—k >-k

p* 00    p\

'bi'co

24,0

22,0

21,2

21,6

22,0

ro io to to to cb -a o> o, ei '*05 “oo "oo "© ~o

J-i. 1-0.    K-k |_k

J35 J35 j<1 JJ5 4^

"cd o ~bo lo 'co

IO IO tO CO CO 4^ C5 0< CO CO 'CD 00 bn b-

30,8

32,6

28,6

30,2

30,7

Mittel

14,9    22,2    20,6

10,4    24,4 I 30,6    11,4    17,5 i 24,2

Ver- t Zug hältnis 1 Druck

1,6    |    1,9    |    2,3

Tab. 14 a. Berechnung¹ der Porenraumausfiillung der Mörtel mit

verschiedenen Sanden.

3,6

4,3    5,0

3,2

3,3

3,9

15    16 | 17 | 18

9 || 10 1 11 | 12 ] 13 1 14

Sandart

Normal

sand

Mittel

körniger

Gruben

sand

Mischung Kalkhydrat (0,587 kg)¹)

auf

*8! n kg ©    ?

yand ^ m j*

■g Sh kg | °'o

4,212 7,8

l¹

CO

In Raum-teilen

Sand

Hohl

raum

Rp

Sp.4Xltr

Mörtelrückstand im Probekörper

Im Mörtelkörper ist vorhanden

In der Raumeinheit ist vorhanden

Vom

an dichter Masse

an Hohlraum

an dichter Masse

I! an Hohl-

raum

Kalk

hydrat

Was- !

ser

Summa

im

im

I Kalk- Mörtel hydrat Sp. 4-9

Sand

l²)

Rtl.

S Kalkhydrat

Wasser

§ im Mörtel

Sd im Kalk-? hydrat

dient zur

«Isl §!

|ll -§!

g”

g*

Rtl. ' Rtl.

2,501 0,918 1,583 0,256 0,374 2,213 0,572 0,288 6,715 0,116 0,169 0,130 0,258 0,169

2,106 0,592 1,514 0,256 0,370 2,140! 0,572

0,707 0,120 0,173    — 0,267 0,173

Feinkörniger 3,510 8,0    1,950 0,515 1,435 0,256'0,281 1,972 0,572    — 0,727 0,131 0,142| — 0,290 0,142] —

Bausand

!) 1 1 Kalkteig mit 57,2% Wasser = 0,587 kg Kalkhydratpulver.

²) Das Gewicht für 1 1 Kalkhydratpulver zu 0,700 kg und das spez. Gewicht des Kalkhydrats zu 2,2 angenommen; br = 0,318 und ur = 0,682; 1 kg Kalkhydrat = 1,429 1 mit 0,454 1 dichter Masse und 0,975 1 Hohlraum.

Aus den Raumgewichtswerten geht hervor, daß der gemischtkörnige Sand, wie zu erwarten war, die dichtesten Körper ergeben hat, die nächst dichteren, dem Raumgewicht der Sande selbst entsprechend, der feine Sand und die am wenigsten dichten der Normalsand. Die Druckversuche lieferten für den mittelkörnigen Mauersand die höchsten Werte, die zunächst niedrigeren der Normalsand und die niedrigsten der feine Sand. Bei den Zug versuchen ergab der feine Sand die höchsten Werte, die nächst niedrigeren der Mauersand und die ungünstigsten der Normalsand.

Dies Ergebnis entspricht dem Verhältnis der Porenraumausfüllung (Tab. 14 a) der Mörtel. Diese Versuche über den Einfluß der Korngröße sollen in erweitertem Maße fortgesetzt werden.

Kornbeschaffenheit und Kornform des Sandes. Außer der vor-genannten Eigenschaft ist auch die Art des Korns, d. h. die Kornbeschaffenheit des Sandes von Einfluß auf die Festigkeit des Mörtels. Körner mit rauhen Flächen haben in der Regel größeres Haftvermögen, als solche mit glatten Flächen; runde Körner wirken anders als eckige. Allgemein zieht man für Mörtelzwecke scharfkantige und eckige Sande den rundkörnigen vor.

Gottgetreu sagt¹):

„Der beste Sand ist in seiner äußeren Beschaffenheit mittelgroß, mit rauhen Begrenzungsflächen, scharfen Kanten und Ecken versehen und ist dem feinkörnigen, abgerundeten und abgeschliffenen Sande vorzuziehen.“

Dieses Vorurteil gegen den runden Sand scheint unbegründet. Es beruht vielleicht auf der Annahme, daß rundes Korn gleichbedeutend ist mit glattem Korn Dies ist indes nicht für alle Fälle zutreffend.

Wenn man Gelegenheit nimmt, die Oberflächenbeschaffenheit der Körner eines anscheinend rundkörnigen Sandes genau zu untersuchen, wird man häufig finden, daß die Oberfläche der Körner von feinen Furchen und Riefeln durchzogen ist.

In ähnlichem Sinne äußert sich schon F e i ch ti n ger ⁷ 8):

„Dem runden Sande zieht man oft den eckigen und kantigen Sand vor, wohl ohne Grund. Daß der Kalkbrei an Sandkörnern mit rauhen Flächen besser adhäriert, als an solchen mit glatten, ist begreiflich; daß aber die runden Kanten und Ecken die Adhäsion zu vermehren imstande sein sollen, ist nicht wahrscheinlich “

Nach Versuchen von Gary⁹), die dieser mit Normalsand aus verschiedenen Ländern ausgeführt hat, haben die aus Quarzitgesteinen gebrochenen, sehr scharfkantigen Sande, wenn auch verhältnismäßig hohe Zugfestigkeiten, so doch geringere Druckfestigkeiten ergeben, als die übrigen Sande, die aus Natursand (Gruben- oder Seesand) von mehr oder weniger rundlichem Korn gewonnen waren.

tonigen oder

lehmigen — Bestandteilen.) Eine mehr oder minder wichtige Rolle spielt

Reinheit.

Zu ähnlichen Ergebnissen gelangte auch Feret¹⁰) bei vergleichenden Versuchen mit verschiedenen als Sand benutzten Zuschlagstoffen zur Ermittelung des Einflusses der Beschaffenheit des Zuschlagmaterials auf die Festigkeit des Mörtels. Auch er fand die höheren Werte bei dem Material rpit rundlichem Korn. (Gehalt an abschlämmbaren

ferner bei der Erhärtung des Mörtels die Reinheit des Sandes. Tonige oder lehmige Bestandteile, die fest an der Oberfläche der Körner haften, wirken schädigend auf den Zusammenhang zwischen Bindemittel und Zuschlagstoff, weil sie die innige Verkittung zwischen beiden verhindern und damit ungünstig auf die Erhärtung des Mörtels wirken¹). Als lose Beimischungen sind Lehm und Ton nicht besonders nachteilig, vorausgesetzt, daß deren Gehalt nicht zu hoch ist. Diese Tatsache ist durch umfangreiche, von amerikanischen Forschern²) ausgeführte Versuchsreihen, wenn auch nur für Zementmörtel und -beton, bestätigt worden.

Sande mit organischen, namentlich humus- oder torfartigen Stoffen sind ebenfalls für die Mörtelbereitung nicht geeignet. Solche oder lehmige Sande müssen nötigenfalls vor der Verwendung gewaschen werden.

Natur (Petrographische Beschaffenheit des Sandes). Den bei weitem größten Einfluß von allen Eigenschaften des Zuschlagstoffes auf die Erhärtung von Kalkmörtel, wie von Mörteln überhaupt, übt die Natur, d. h. die chemische und petrographische Beschaffenheit des Sandes aus.

Die Erfahrung hat gelehrt und viele Versuche haben diese Erfahrungen bestätigt, daß Mauersand nicht, wie häufig vorgeschrieben wird, aus reinem Quarzsand zu bestehen braucht, um verwendbar zu sein; vielmehr sind auch aus verschiedenartigen Gesteinstrümmern, und zwar aus anderen Materialien als aus Quarz, zusammengesetzte Sande als Bausande sehr wohl verwertbar.

Gottgetreu³) äußert sich in dieser Beziehung wie folgt:

„Quarzsand ist dem Kalk- und Dolomitsand vorzuziehen, grobkörniger, scharfkantiger Quarzsand mit 5—10% granitischen oder feldspatartigen Geschiebe resten ist der beste Bausand. Wo diese Geschiebereste im Sande ganz fehlen, oder wo man nur Kalk- oder Dolomitsand zur Verfügung hat, wird man mit Vorteil dem Mörtel derartige Geschiebereste zusetzen und wäre die zu wählende Form die des grobkörnigen Sandes; vorherrschende Feldspatgesteine würden hier den Vorzug verdienen. Fehlen diese, so würden Glimmer, Granit, Syenit oder andere Hornblendgesteine immer mit Rücksicht auf ihren Gehalt an Alkali-Silikaten zu verwenden sein.“

Im teil weisen Gegensätze hierzu sagt Feichtinger⁴):

„Es ist nicht richtig, daß Quarzsand einen besseren Mörtel gibt als Kalksand, wie oft angenommen wird; denn die Erfahrung lehrt, daß auch Kalk- und Dolomitsand einen Mörtel von außergewöhnlicher Härte gibt.“

Besonders geeignet zur Herstellung von Mauermörtel sind solche Sande, die lösliche Kieselsäure in irgend einer Form, z. B. leicht aufschließbare Silikate (Zeolithe), enthalten. Sie finden sich nach den Arbeiten von G. Lunge und C. Mill-berg (Tonindustrie-Zeitung, 1897, S. 800) als eigentlich wirksame, d. h. mit dem Kalkhydrat sich zu Kalksilikat verbindende Bestandteile in Puzzolanen und Trassen vor. Diese Tatsache hat Donath durch seine nach dieser Richtung hin ausgedehnten Untersuchungen⁵) bestätigt gefunden; er erkennt gerade in dem Gehalt der Sande an leicht zersetzbaren, d. h. verbindungsfähige Kieselsäure enthaltenden Stoffen ein Mittel zur Bewertung des Mörtelsandes. Seine Anschau-

Q Schott, Notizblatt d. deutschen Vereins f. Fabrikation von Ziegeln usw. 1879 und 178.

2)    Sherman, Der Einfluß des Vorhandenseins von Lehm oder Ton im Sande auf die Festigkeit des Mörtels oder Betons. Engineering News 1903. Nr. 21. S. 443 und Baumaterialienkunde 1903. Heft 24. Plake, Engineering News 1904. Nr. 17. S. 413 und Baugewerkszeitung 1904. Nr. 55. S. 720 ff.

³)    Gottgetreu, Physische und chemische Beschaffenheit der Baumaterialien. 1881.

Bd. 2. S. 264.

4)    Feichtinger, Die chemische Technologie der Mörtelmaterialien. 1885. S. 68.

5)    Tonindustrie-Zeitung 1900. Nr. 3. S. 21 u. Nr. 6. S. 56.

ung findet Unterstützung durch die Ergebnisse der Versuche, die Böhme¹) mit dem in der Eifel vorkommenden vulkanischen Sande behufs Feststellung der Verwendbarkeit desselben zur Mörtelbereitung ausgeführt hat.

Tab. 15. Einfluß der chemischen Beschaffenheit des Sandes auf die Festigkeit von Kalkmörtel.

Festigkeit von Kalkmörtel aus Rüdersdorfer Kalk und Normalsand

bezw. Vulkansand.

Mittelwerte aus je 10 Einzelversuchen.

Mörtelmischung

in

Gewichtsteilen

Art der Erhärtung

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

28 Tagen

90 Tagen

1 Jahr

28 Tagen

90 Tagen

1 Jahr

1 Rüdersdorfer Kalk -(-4 Nonnalsand

An der Luft

1,78    2,62    3,47    7,2    14,6    18,6

Unter Wasser

3,85    4,52    5,16    11,4    27,1    35,4

1 Rüdersdorfer Kalk -\~ 4 feiner vulkan. Sand

An der Luft 8,20

18,50 25,60 51,7    89,2    135,7

Unter Wasser

6,85

11,70    14,30

42,3    80,9    122,5

1 Rüdersdorfer Kalk -)-4 grober vulkan. Sand

An der Luft 10,20

18,65 25,50

51,5    87,6    128,1

Unter Wasser

6,25

11,35 ; 11,75

49,3    80,9 : 118,1

Verhältniszahlen; Festigkeit des Normalsandmörtels = 100.

1 Rüdersdorfer Kalk -|-4 feiner vulkan. Sand

An der Luft

Unter Wasser

460 i 706 ; 738 j 178 I 259 I 277 j

718

371

05

299 ¹    346

1 Rüdersdorfer Kalk -J-4 grober vulkan. Sand

An der Luft

573

712

735

715    600 ;    689

Unter Wasser

162

251

228

432    299 ¹    334

Diese Ergebnisse, die zum Teil in Tabelle 15 wiedergegeben sind, zeigen deutlich die Überlegenheit des infolge seiner chemischen Zusammensetzung stark hydraulisch wirkenden Vulkansandes vor dem Normalsande, einem aus reinem Quarz bestehenden Sande, und zwar sowohl bei Luft- als auch namentlich bei Wassererhärtung. Der Grad der durch den Vulkansand bewirkten FestigkeitsVerbesserung ist aus den in genannter Tabelle verzeichneten Verhältniszahlen ersichtlich.

In welchem Grade solche im Zuschlagmaterial enthaltene verbindungsfähige oder richtiger aufgeschlossene Kieselsäure die Erhärtungsenergie der Kalkmörtel zu fördern vermag, zeigen auch noch andere in der Abteilung für Baumaterialprüfung ausgeführte vergleichende Versuche mit Kalkmörtel aus Mauersand einerseits und aus Basaltmehl andererseits, deren Ergebnisse hier wiedergegeben seien ¹¹ 12).

Zweck dieser Versuche war zunächst, die Eigenschaften des durch Zerkleinern von Basalt gewonnenen Basaltsandes und dessen Brauchbarkeit zur Mörtelbereitung festzustellen.

Das Probematerial bestand aus:

1.    gebranntem Rüdersdorfer Stückkalk (Fettkalk), der zu Kalkteig abgelöscht wurde;

2.    Berliner Mauersand, wie er von Berliner Mörtelwerken zur Mörtelbereitung verarbeitet wird;

3.    Basaltmehl, das von dem Basaltwerk Roßberg zu Ober-Rammstadt eingereicht wurde.

Kalkteig und Mauersand bezw. Basaltmehl wurden im Verhältnis 1:3 nach Raumteilen gemischt und aus den daraus gewonnenen erdfeucht angemachten

ßasa/fme/?/

%    ßer/iner Mau/ersand

50

¥0

30

10

fl Hi

12 3 ¥ 5 6 7 8 9 lOTlS.

1 2 3 ¥ 5 G 7 8 9 101lS.

Fig. 5 ').

Darstellung der Siebrückstände der Sande (Rückstand zwischen je zwei Sieben).

(Nach Tab. 17.)

Mörteln Zug- und Druckprobekörper normengemäß hergestellt. Die Körper lagerten im Zimmer an der Luft. Die Eigenschaften der Mörtelstoffe sind in Tab. 16 und 17, die Ergebnisse der mit den Mörteln angestellten Festigkeitsversuche in Tab. 18 verzeichnet. Darstellung der Siebrückstände der Sande siehe Fig. 5.

Tab. 16. Eigenschaften des Rüdersdorfer Stückkalkes.

Mittleres Gewicht für 1 1 Stückkalk in Walnußgroße

Wasser

zusatz

beim

Ablöschen

zu

Lösch

beginn

nach

Kalkteig

Dauer j der Ablöschung i

Ergiebigkeit von 5 kg Stückkalk nach 7 Tagen Lagerung

Gehalt

an

| Gewicht

Raum

inhalt

steinigen

Rück

ständen

Mittleres I Gewicht i für 1 1 Kalkteig

Gehalt

an

hygro

skopi

schem

Wasser

kg

°l 0

Min.

Min.

kg

°/o

kg

°/o

0,885

220

30

43

15,5

12,2

1,1*)

1,304

54,6

1)    Zeichendeutung siehe Fußbemerkung zu Fig. 1. S. 18.

2)    Bezogen auf die Gewichtsmenge des ungelöschten Kalkes (5 kg).

Tab. 17. Eigenschaften der Zuschlagstoffe.

Mittleres

Litergewicht

Zuschlag-

material

Rf

Rr

einge

laufen

einge-

rüttelt

Spezi-

fisches

Ge

wicht

Dich-

Gehalt

Siebrückstände

tig-

an

keits-

grad

Hohl

räu

men

Rück

stand

Sieb mit der übergeschriebenen Anzahl Maschen für 1 qcm

kg

kg

lt=l-b

°/o

20

60

120

240

600

900

Berliner

Mauersand

Gesamt auf den Sieben

0,0

0,4

1,0

3,0

7,5

21,5

40,0

59,0

1,568 1,863

2,653

0,702

0,298

Basalt

mehl

1,552

2,029

3,053

0,665

0,335

Zwischen je 2 Sieben

Gesamt auf den Sieben

0,0 0,4 0,6 2,0; 4,5 14,018,5 19,0 41,09 — | — : 0,0j 3,0 20,5 37,0j50,5 59,5 68,0

Zwischen je 2 Sieben

!) 41,0°/° Sand gingen durch das feinste angewendete Sieb.

2) 32,0 °/o Basaltmehl gingen durch das feinste angewendete Sieb.

— 0,0 3,0 17,5 16,5 13,5 9,oj 8,5 32,0²)

Tab. 18. Mörtelfestigkeit von Mischungen aus Luftkalk und Mauersand bezw. Basaltmehl.

Mittelwerte aus je 10 Einzeiversuchen.

Mörtelmischung in Raumteilen

Mittleres

Raumgewicht

g/ccm

2 Tage nach dem Einschlagen

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in kg/qem nach

Zug- Druckproben proben

28 Tagen

90 lagen

1 Jahr

28 Tagen

90 Tagen

1 Jahr

Bemer

kungen

1 Kalkteig

3 Mauersaud 2,012 2,099    6,3    7,1    7,5    8,5

(6,7 o/o) *)

14,2    22,9

28,0    35,8

1 Kalkteig -j-

3 Basaltmehl 2,303 I 2,380    7,7

(O.öO/o)¹)

7,7    10,0 ! 11,1

44,9    51,0 ; 65,8

67,8

Die

Proben erhärteten im Zimmer an der Luft.

1 Kalkteig -H 3Mauersand-(-1 Basaltmehl (7,30/o)i)

2,187 '2,220    5,8

6,4

6,7

6,9

22,2

28,6

32,1 I 39,1

Verhältniszahlen; Festigkeit des Mauersandmörtels = 100.

1 Kalkteig -)-3 Basaltmehl

122    108 j 133

131

316

223

235

189

1 Kalkteig -f 3Mauersand-j-1 Basaltmehl

88

90    89    81

142

125

115

109

!) Wasseranspruch, bezogen auf den, getrockneten Mörtel.

Burchartz, Luftkalke.

Die Festigkeitszahlen, die der leichteren Übersicht wegen in Fig. 6 veranschaulicht sind, sprechen für sich selbst. Wie ersichtlich, wird das Erhärtungs-Vermögen des Kalkmörtels durch das Basaltmehl außerordentlich erhöht, und zwar beträgt die Festigkeitssteigerung gegenüber dem Mörtel aus Mauersand bei 1 Jahr

kg/?cm

70

65

Alter der Proben 31 % für Zug und 89 °/o für Druck. Sogar der mit 1 TI. Basaltmehl gemischte Mauersandmörtel erreicht noch höhere Druckfestigkeit, als der reine Mauersandmörtel. (Siehe Verhältniszahlen.)

60

55

VO

A,

''35

SO

VS

30

Die ein Jahr alten Proben wurden außerdem auf Gehalt an löslicher Kieselsäure untersucht. Dieser ergab sich für den Mauersandmörtel auf 0,04% und für den Basaltmörtel (nach dem Behandeln mit verdünnter Salzsäure) zu 14,0%.

25

5 -■    -----

01—-i-

28/age 3Monate

A/fer der Proben

6Monate

7Ja/ir

Fig. 6.

Festigkeit von Mörtel aus Luftkalk und Mauersand bezw. Basaltmehl. (Nach Tab. 18.)

- Zugfestigkeit.

-— Druckfestigkeit.

A 1 Kalkteig -j- 3 Mauersand. B 1 Kalkteig -f- 3 Basaltmehl. C1 Kalkteig + 3 Mauersand -f- 1 Basaltmehl.

Die lösliche Kieselsäure im Mauersandmörtel, deren Menge an und für sich sehr gering ist, rührt vermutlich von dem Kalk bezw. dessen Tongehalt her. Bekanntlich enthalten auch die reinsten Kalke lösliche Kieselsäure, wenn auch nur in Spuren. Jedenfalls ist das Ergebnis dieser Prüfung ein Beweis dafür, daß chemische Einwirkung des Kalkes aus Quarzsand und etwaige Bildung von Kalksilikat unter normalen Umständen nicht stattfindet.

Das festgestellte überraschend günstige Erhärtungsvermögen des Basaltmörtels ist im vorliegenden Falle wrohl nicht einzig und allein auf den Einfluß der löslichen Kieselsäure im Basaltmehl, sondern zum Teil wahrscheinlich auch auf dessen vorteilhafte Kornzusammensetzung und die dadurch bedingten günstigen Dichtigkeitsverhältnisse des Mörtels zurückzuführen.

Der aus den vorstehend mitgeteilten Mörtelfestigkeiten hervorgehende die Erhärtung von Kalkmörtel fördernde Einfluß der Stoffe mit aufgeschlossener Kieselsäure ist auch aus dem Befunde weiterer in der Abteilung für Baumaterialprüfung mit Mörteln aus Luftkalk und hydraulischen Kalken ausgeführter Versuche (s. Mitt. Materialpr.-Amt 1894 Heft 4, und 1902, Heft 6) ersichtlich.

Wirkungsfähigkeit der löslichen (verbin dungsfäh igen) Kieselsäure und der Stoffe mit solcher. Um die verbindungsfähige Kieselsäure, sei sie nun als reines Silikat (Zement, hydraulischer Kalk, Si-Stoff usw.) oder in Form sogenannter hydraulischer Zuschläge (Puzzolan, Traß, Santorinerde, Vulkansand, Bimssand, Schlackensand usw.) vorhanden, in den „lockeren“ Mörteln zur vollen Wirksamkeit zu bringen, müssen besondere Bedingungen erfüllt werden, nämlich:

1.    die Silikatzuschläge müssen eine gewisse Feinheit haben;

2.    der aus ihnen in Verbindung mit Kalkhydrat hergestellte Mörtel muß gut verdichtet sein und

3. während des Erhärtens muß genügende Feuchtigkeitszufuhr stattfinden können.

Besonderes Interesse an diesem Gegenstände hat mich, angeregt durch die Arbeiten von Donath¹) veranlaßt, die Frage der Wirkung leicht aufschließbarer Silikate im Kalkmörtel zu verfolgen und insbesondere durch planmäßige Versuche festzustellen, inwieweit die Festigkeit der Mörtel von den genannten drei Umständen abhängig ist.

Als besonders geeignet zu diesen Versuchen erschien der sogenannte Si-Stoff, ein Abfallstoff der Alaunfabrikation, der im wesentlichen aus löslicher d. h. verbindungsfähiger Kieselsäure besteht und aus diesem Grunde auch die Bezeichnung Si-Stoff erhalten hat¹³ 14).

Einfluß von Si-Stoff auf dessen Erhärtung von Kalkmörtel Zunächst wurde allgemein der Einfluß des Zusatzes von Si-Stoff auf die Festigkeit von Kalkmörtel durch drei Versuchsreihen festgestellt. Es wurden geprüft:

Versuchsreihe 1: Kalkmörtel aus 1 Gewichtsteil Kalkteig 4 Gewichtsteile Normalsand im Vergleich mit 1 Gewichtsteil Kalkteig -|- 4 Gewichtsteile Normalsand -f- 0,5 Gewichtsteile Si-Stoff.

Versuchsreihe 2: Kalkmörtel aus einem Berliner Mörtel werk, der schon längere Zeit im Freien gelagert hatte, im Vergleich mit 100 Gewichtsteilen Kalkmörtel -{- 5 Gewichtsteilen Si-Stoff.

Versuchsreihe 3: Kalkmörtel aus einem Berliner Mörtel werke, der frisch angeliefert war, im Vergleich mit 100 Gewichtsteilen Kalkmörtel -]- 5 Gewichtsteilen Si-Stoff.

Aus den Mörteln wurden Druckprobekörper normengemäß hergestellt und nach verschiedenen Zeiträumen, während deren sie im Laboratorium an der Luft lagerten, der Druckprobe unterzogen.

Der verwendete Kalk war Fettkalk mit 96,16 % Ätzkalkgehalt; der benutzte Si-Stoff hatte folgende chemische Zusammensetzung:

......Spuren

In Salzsäure und verdünnter Alkalilauge unlösliche Bestandteile

Kieselsäure, lösliche......

Eisenoxyd.........

Tonerde..........

Kalk...........

Magnesia.........

0,62 „

4,73 „

20,00 „

Aus den gewonnenen Festigkeitswerten (Tab. 19) und dem Verlauf der sie darstellenden Schaulinien (Fig. 7) geht deutlich hervor,

daß die Festigkeit des Kalkmörtels, namentlich dessen Anfangserhärtung, durch den Zusatz von Si-Stoff außerordentlich begünstigt wird.

Kali Natron Schwefelsäure Wasser

kg/qcm

700

90

so

70

'•A

60

50

■öß

30

zo

10

V~

A/ter der Proben

0 7 n 28

90

180 Taffe

Fig. 7.

Festigkeit von reinem Kalkmörtel und solchen mit Si-Stoff-Zusatz nach! Tab. 19. - Keiner Kalkmörtel.

• Versuchsreihe 1 (A). o Versuchsreihe 2 (B). X Versuchsreihe 3 (O).

Kalkmörtel mit Si-Stoff-Zusatz.

Tab. 19.

Einfluß des Zusatzes von Si” Stoff auf die Erhärtung* (Festigkeit) von Kalkmörtel.

Ergebnisse der Druckversuche mit Kalkmörtel ohne und mit Si-Stoff-Zusatz.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Ver

suchs

reihe

Mörtelmischung

Druckfestigkeit in kg/q cm nach

Yerhältniszahlen: Festigkeit des reinen Kalkmörtels = 100

Tagen

14

Tagen

28

Tagen

06

Tagen

180

Tagen

Tage

14

Tage

28

Tage

06

Tage

180

Tage

1 Gewichtst. Kalkteig¹ j -j-Normalsand

99

00

CO

100

100 100

1 Gewichtst. Kalkteig -\-Normalsand -f-Si-Stoff

99

99

Kalkmörtel ²) aus einem Berliner Mörtelwerk

10 Gewichtst.Kalkmörtel-j-Si-Stoff

99

Kalkmörtel³) aus einem Berliner Mörtelwerk

93,3

90,0    73,2

6,4    7,3 ' 14,0

61,6 62,4

47,6

1166

841    534

100 100 100

963

855

340

7,6

17,2

21,5

100

100 i 100

100 Gewichtst. Kalkmörtel Si-Stoff

¹)    Zusammensetzung des Kalkes (geglüht): Kieselsäure 2,60 °/o, Eisenoxyd und Tonerde 1,20%» Kalk 96,16%, Rest (Alkalien resp. Magnesia) 0,04%.

2)    Die Mörtel hatten längere Zeit im Freien gelagert. Das zu den Versuchen benutzte Material war aus dem Innern des Mörtelhaufens entnommen.

3)    Der Mörtel war frisch angeliefert.

99

33,8

23,3 20,5    — | 445

135    95

Der Grad dieses Einflusses ist aus den Verhältniszahlen (Tab. 19) ersichtlich. Hiernach wird z. B. die Festigkeit des Kalkmörtels der Reihe 1 für sieben Tage Alter durch den Si-Stoff-Zusatz (von 0,5 Gewichtsteilen) um mehr als 1000% erhöht.

In ähnlicher Weise wird die Festigkeit der in fertigem Zustande bezogenen Kalkmörtel durch den Zuschlag von 5 Teilen Si-Stoff (Reihe 2 und 3) gesteigert.

Weiter geht jedoch schon aus den Ergebnissen der drei Versuchsreihen hervor, daß die Festigkeit der mit Si-Stoff versetzten an der Luft erhärteten Mörtel mit fortschreitendem Alter zunächst zunimmt, von einem gewissen Zei tpunkte aber abnimmt.

Die Festigkeitsabnahme ist bei Reihe 3 so groß, daß die Festigkeit des Si-Stoff-Mörtels bei 180 Tagen sogar etwas geringer ist, als die des gewöhnlichen Kalkmörtels. Die Festigkeitsunterschiede zwischen den ungemischten und gemischten Mörteln werden infolge dieses Rückganges mit zunehmendem Alter stetig geringer. Auf diese Erscheinung und deren Ursachen soll weiter unten zurückgekommen

werden.

Einfluß der Korngröße (Feinheit der Mahlung). Daß hydraulische Zuschläge, wenn sie einigermaßen wirksam sein sollen, einen gewissen Feinheitsgrad besitzen müssen, ist bekannt. Für Portland-Zement haben bereits Knapp, Schott, Michaelis, Feret, Buttler¹) und andere Forscher nachgewiesen, daß nur die feinsten Teilchen an der Erhärtung teilnehmen und daß die gröberen Körner nur oberflächlich wirksam sind, innen dagegen inert und unzersetzt und daher an der Mörtelbildung unbeteiligt bleiben.

Die Wirkung des Feinmahlens auf die Erhärtungsfähigkeit von -Puzzolanen haben G. Lunge und C. Millberg¹⁵ 16), sowie Feret¹⁷) zum Gegenstände eingehender Studien gemacht. Auch diese Forscher stellten fest, daß die Puzzolane nur dann besonders wirksam sind, wenn sie genügend fein zerkleinert werden. Zerkleinerung bedeutet Vergrößerung der Angriffsfläche und diese bewirkt Zunahme der chemischen Wirkung.

Einfluß der Art des Mischens und der Höhe des Wasserzusatzes. Bei jeder Art Mörtel ist es auf die später zu erlangende Festigkeit von Einfluß¹⁸), in welchem Grade der Mörtel bei der Bereitung und Verarbeitung verdichtet wird. Im besonders hohen Maße ist dies bei Mörteln mit Silikatzuschlägen der Fall, d. h. bei solchen, in denen das Bindemittel erst durch die Mischung aus Kalkhydrat und dem hydraulischen Zusatz gebildet wird¹⁹). Da die Erhärtung der Mörtel aus Kalkhydrat und hydraulischen Zuschlägen auf der Wechselwirkung zwischen diesen beiden Stoffen beruht, ist es klar, daß die Erhärtungsenergie solcher Mörtel erst zur vollen Entfaltung kommen kann, wenn in erster Linie diese beiden Stoffe möglichst innig miteinander verkittet und in zweiter Linie die Mörtel selbst, d. h. die Masse aus dem Kalk - Silikatzuschlaggemisch und Sand genügend verdichtet sind. Auf die Bedeutung der innigen Lagerung und Verkittung der Bindemittelteilchen für die spätere Erhärtung hat bereits Knapp²⁰) hingewiesen. Knapp sagt u. a.:

„Nur wenn bei diesem chemischen Prozeß (Erhärtung) zugleich die mechanische Lagerung und Anordnung der Teilchen so ausfällt, daß sie mit hinreichender Kraft aneinander haften können, wird die Yersteinung möglich sein.“

Ferner hat Martens¹) sich eingehend über den Einfluß der Sandbeschaffenheit, Korngrößen Verhältnisse, Oberflächengröße und des Dichtigkeitsgrades im Mörtel- und Betonskelett, sowie des Feinheitsgrades der Bindemittel auf die Entfaltung der Bindekraft ausgesprochen.

Der Grad dieser Verdichtung, dessen Einfluß für die Traßmörtel bekannt und auch durch viele Versuche nachgewiesen ist, (weshalb für die Herstellung von Traßmörtel besonders richtiger Wasserzusatz und ausreichendes Mischen und Verarbeiten vorgeschrieben werden) ist abhängig von:

1.    der Art der Bereitung (Höhe des Wasserzusatzes),

2.    der Art und Energie des Mischens und

3.    der Art der Verarbeitung.

Um zu ermitteln, in welchem Grade die Dichte von Mörteln mit Silikatzuschlägen durch die Art der Bereitung, die durch den Wasserzusatz bedingt ist, beeinflußt wird, wurden folgende Versuche angestellt:

Aus Kalkteig, Normalsand und Si-Stoff tvurden im Verhältnis 1:4:0,5 nach Gewichtsteilen Mörtel im erdfeuchten und mauergerechten Zustande bereitet und aus diesen Mörteln Druckproben durch Einschlagen bezw. Einfüllen des Mörtels in die Formen hergestellt. Die Prüfung dieser Körper nach 7, 28 und 90 Tagen Luftlagerung auf Raumgewicht und Festigkeit lieferte die in Tab. 20 verzeichneten Ergebnisse.

¹

Martens, Betrachtungen über Zementmörtel und Beton. Mitt. Materialpr.-Amt 1897. S. 89 ff.

²

   Der Portland-Zement und seine Anwendungen im Bauwesen. 1905. S. 80 ff. und 115 ff. Kommissionsverlag der „Deutschen Bauzeitung“ G. m. b. H., Berlin.

R.    Dyckerhoff, Dinglers polytechn. Journ. 226, 645. Dr. Heintzel, Notizblatt d. deutschen Vereins f. Fabrikation von Ziegeln usw. 1876. S. 206. W. Michaelis, Dinglers polytechn. Journ. 2S0, 74.

²)    Böhme, Der Einfluß verschiedener Korngröße eines zu Zement-Normenproben benutzten Sandes auf die Bindefähigkeit. Mitt. Materialpr.-Amt 1883. S. 45.

³)    Hauenschild, Katechismus der Baumaterialien. II. T. Mörtelsubstanzen. 1879.

S.    230. Verlag Lehmann & Wentzel, Wien.

⁴)    Feichtinger, Die chemische Technologie der Mörtelmaterialien. 1885. S. 68.

⁵)    Die Erhärtung des Kalkmörtel. Beilage zu Nr. 33 der Zeitschr. f. Architektur- u. Ingenieurwesen 1897. S. 406.

³

auf Festigkeit sind in den Tabellen 13 und 14 enthalten, die letzteren außerdem

⁴

Bezogen auf das Gewicht des ungelöschten Kalkes.

⁵

Die Ergebnisse der Raumgewichtsbestimmung und der Prüfung der Körper

⁶

in Fig. 4 zeichnerisch dargestellt. In Tab. 14 a ist die Porenraumausfüllung der Mörtel berechnet und in Fig. 4 a nebst den Raumgewichten (für 28 Tage) und den Festigkeitswerten (für 28 Tage und 6 Monate Alter) versinnlicht.

⁷

Gottgetreu, Physische und chemische Beschaffenheit der Baumaterialien. 1881. Bd. 2. S. 264. Verlag Julius Springer, Berlin, und Arnold, Zeitschr. d. Hannov. Archit. u. Ingenieurw. 1883. S. 495. Wagners Institut d. ehern. Techn. 1888. S. 635.

⁸

z) Feichtinger, Die chemische Technologie der Mörtelmaterialien. 1885. S. 68.

⁹

³)    Gary, Normalsande. Mitt. Materialpr.-Amt 1898. Heft 3. S. 121 ff. Vergl. auch die zahlreichen Photographien von Normalsanden.

¹⁰

⁴)    Feret, Einfluß der Natur des.Sandes auf die Eigenschaften der Mörtel. Baumaterialienkunde 1900. Jahrg. 5. Heft 2 und Tonindustrie-Zeitung 1900. Nr. 36 u. 39.

¹¹

   Mitt. Materialpr.-Amt 1889. Ergänzungsheft 1.

¹²

   Baumaterialienkunde 1902.

¹³

   Tonindustrie-Zeitung 1900. Nr. 124. S. 1747 ff.

¹⁴

   Mitt. Materialpr.-Amt 1900. Heft 3. S. 143 ff.

¹⁵

   Tonindustrie-Zeitung 1898. Nr. 21. S. 63 ff.

¹⁶

   Tonindustrie Zeitung 1897. S. 809.

¹⁷

³)    Tonindustrie-Zeitung 1900. Nr. 124. S. 1747 ff.

¹⁸

   Gary, Über die Ursachen der Abweichungen in den Festigkeitsergebnissen der Zementprüfungen an verschiedenen Orten. Mitt. Materialpr.-Amt 1898. Heft 1. S. 1 ff.

¹⁹

£>) Burchartz, Traß und Traßmörtel. Mitt. Materialpr.-Amt 1900. S. 206.

²⁰

Dingl ers polytechn. Journ. 1871. 8. 515.

Tab. 20. Ergebnisse der Prüfung von Kalkmörtel mit Si-Stoff-Zusatz auf Raumgewicht und Druckfestigkeit.

Mittelwerte aus je fünf Einzel versuchen.

Mörtelmischung

(Gewichtsteile)

Art der Proben -anfertigung

28

90

Verhältniszahlen; Werte der erdfeucht eingeschlagenen Proben = 100

Tage alte Proben

3 Tage 7 Tage 28 Tage | 90 Tage

Raumgewichte g/ccm

Erdfeucht

eingeschlagen

2,048    1,992

1,946

1,915

100

100

100

100

1 Kalkteig²) -f 4 Normalsand -j-0,5 Si-Stoff

Mauergerecht

eingefüllt

1,887    1,786

1,682

1,654

92

90

86

86

Druckfestigkeit kg/qcm

Erdfeucht

eingeschlagen

93,3

90,0

73,2

100

100

100

Mauergerecht

eingefüllt

27,3

26,0

18,8

29

29

26

Daß die eingefüllten Proben aus dem mit höherem Wasserzusatz (mauer-gerecht) angemachten Mörtel geringere Raumgewichte aufweisen würden, als die aus

*) Martens, Betrachtungen über Zementmörtel und Beton. Mitt. Materialpr.-Amt 1897. S. 89 ff.

²) Analyse des Kalkes, bezogen auf den ausgeglühten Zustand: Kieselsäure 2,60 °/o, Eisenoxyd und Tonerde 1,20 °/o, Kalk 96,16 °/o, Rest (Alkalien und Magnesia) 0,04 °/o.

erdfeuchtem Mörtel hergestellten, war vorauszusehen und wird durch das Ergebnis der Raumgewichtsbestimmung bestätigt. Noch deutlicher kommt aber die Wirkung der verschiedenen Bereitungsweise in dem Unterschied der Festigkeit der beiden Mörtelarten zum Ausdrucke (siehe Fig. 8). Wie aus den gewonnenen Zahlen hervorgeht, erreicht der mauergerecht angemachte Mörtel noch nicht ein Drittel der Festigkeit des erdfeucht bereiteten. (Siehe Verhältniszahlen Tab. 20.)

Festigkeit

ftaumgen'/ckt

g/ccm 2,060 —

80

60

1,950

VO

20

7,750

/Ufer c/er Proben

7,650

90 tage

28

Diese Ergebnisse dürften den Einfluß des Wasserzusatzes oder der damit unmittelbar zusammenhängenden Art der Mörtelbereitung auf die Erhärtung der in Rede stehenden Mörtel zur Genüge beweisen.

3 7    28

Fig. 8.

Raumgewicht und Druckfestigkeit der Mörtel nach Tab. 20. • Feucht eingeschlagene Farbe (A). o Mauergerecht eingefüllte Proben (B).

Gesteigerte mechanische Verdichtung, die nur infolge des geringen Wasserzusatzes ermöglicht wird, bedeutet demnach gerade für die Mörtel mit hydraulischen Zuschlägen Erhöhung der Erhärtungsfähigkeit (Festigkeit). Andererseits bedeutet Steigerung des Wasserzusatzes Verminderung der Festigkeit insofern, als sehr wasserreich angemachter Mörtel, der infolge des überschüssigen Wassers seine höchste Dichte erreicht hat, durch Einschlagen nicht weiter verdichtet werden kann, wie dies bei erdfeuchtem Mörtel möglich ist, und außerdem das Wasser, soweit es nicht zur Erhärtung verbraucht wird, beim Verdunsten im Bindemittel selbst und im Mörtel kleine Poren zurückläßt, die diesen undicht und somit weniger widerstandsfähig machen.

Ebenso wie die Höhe des Wasserzusatzes ist auch die Mi schart von Einfluß auf die Mörtelfestigkeit. Von dem Wassergehalt hängt nämlich das Maß der aufzuwendenden Mischarbeit wesentlich ab. Dickbreiig oder, wie bei den Mörtel-prüfungen üblich, erdfeucht angemachte Mörtel, bedürfen zur Erlangung gleichmäßiger Beschaffenheit besserer Durcharbeitung als dünnflüssige. Erstere müssen nötigenfalls mittelst maschineller Vorrichtungen durchgearbeitet und durchgeknetet werden, welche Art der Bearbeitung die Umhüllung der Sand- oder sonstigen Zuschlagkörner mit Bindemittel bekanntlich äußerst günstig beeinflußt.

Die Art der Verarbeitung ist für die DichtigkeitsVerhältnisse der Mörtel insofern von Bedeutung, als bei Verwendung von porösen Steinen der Mörtel nässer angemacht werden muß als in Fällen, in denen Steinmaterial mit dichtem Gefüge vermauert wird.

Schließlich spielt auch hinsichtlich der Dichtigkeitsverhältnisse der durch die auf liegenden Mauerschichten auf die Mörtelfuge ausgeübte Druck eine gewisse Rolle.

Einfluß der Art der Erhärtung. Von tief einschneidender Bedeutung für die Erhärtungsfähigkeit und damit für die später zu erlangende Festigkeit der Mörtel mit hydraulischen Zuschlägen sind die Bedingungen, unter denen solche Mörtel erhärten.

Mörtel, deren Bindemittel aus Kalkhydrat und hydraulischen (puzzolanartigen oder silikatischen) Zuschlägen besteht, besitzen als solche die Fähigkeit, unter

Wasser selbständig zu erhärten, d. h. im Wasser beständig zu sein und mit fortschreitendem Alter an Festigkeit zuzunehmen. Sie werden als hydraulische oder Wassermörtel bezeichnet. Die Wassererhärtung dieser Mörtel ist bekannt und durch zahllose Versuche bestätigt. Geringere Erfahrungen liegen jedoch hinsichtlich des Verhaltens solcher Mörtel bei mangelnder Wasserzufuhr oder ständiger Luftlagerung oder gar bei völligem Wasserabschluß vor. Unter solchen Verhältnissen zeigen die Mörtel wesentlich anderes Verhalten.

Tatsache ist, daß Mörtel aus Kalk und Santorinerde, die bei Lagerung unter Wasser große Härte und Festigkeit erlangen können, bei Lagerung an der Luft ihren Zusammenhang einbüßen und zerfallen¹), wenn ihnen nicht gelegentlich Feuchtigkeit zugeführt wird.

Ähnliche Beobachtungen hat man bei Traß-Kalkmörteln gemacht. Bei vergleichenden Versuchen mit solchen Mörteln, die an der Luft und unter Wasser erhärteten, wurde festgestellt, daß die ersteren anfänglich größere Festigkeit aufwiesen als die letzteren, daß jedoch bei fortschreitendem Alter die Luftproben wenig oder gar nicht an Festigkeit Zunahmen oder schließlich sogar in der Festigkeit zurückgingen, während die Wasserproben stetig an Festigkeit Zunahmen,

Ergebnisse solcher Versuche sind in den „Mitteilungen aus dem Kgl. Materialprüfungsamt“ 1900²) und 1901³) veröffentlicht. Die Mittelwerte einer größeren Versuchsreihe sind in Tabelle 21 wiedergegeben.

Tab. 21. Einfluß der Art der Erhärtung auf die Festigkeit von

Traß - Kalk - Mörtel •

Ergebnisse der Prüfung- des Mörtels aus 1 Rauniteil Kalkteig -|- lya Raum-teil Traßmehl -{- IV2 Rauinteil Sand auf Zug- und Druckfestigkeit.

Mittelwerte aus je 10 Einzelversuchen.

Art der Erhärtung

Art

der Bearbeitung des Mörtels

Zugfestigkeit in kg/qcm uach

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

Woche

Wochen

12

Wochen

24

Wochen

Jahr

Woche

Wochen

12

Wochen

24

Wochen

Jahr

An der Luft

3 Tage an der Luft, dann unter Wasser

Mit der Kelle gemischt

4,4    5,9    6,5

2,3    7,2    9,7

cd'

CD

4o

cc

Tb

vH

77,4    96,4 103,6 100,9

"CD

76,1 110,5] 139,4 171,9

An der Luft

3 Tage an der Luft, dann unter Wasser

Im Walzwerk gemischt

3,4 , 4,7    5,7

5,5    25,2 45,2

49,0

48,4

1,6 ; 7,1    12,7

22,3    17,5 55,9

99,9

150,4

An der Luft

3 Tage an der Luft, dann unter Wasser

Nach vorherige] Zerkleinerung des Sandes mit der Walze gemischt

3,5 I 4,4

1,6

*Q

6,6    6,3    18,7 44,0 66,0 50,3    57,3

6,1    11,9    16,3    19,5    13,8    40,5    81,4 106,7 132,8

t) Feichtinger, Die chemische Technologie der Mörtelmaterialien. 1885. S. 85

und 205.

2)    Mitt. Materialpr.-Amt 1900. Heft 4. S. 207 u. 225.

3)    Mitt. Materialpr.-Amt 1901. Heft 2. S. 85.

Eine weitere umfangreiche ßeihe im Materialprüfungsamt ausgeführter Versuche ist kürzlich zum Abschluß gelangt und beweist ebenso wie die früheren Versuche deutlich den Einfluß verschiedenartiger Lagerung auf die Festigkeit von Traß-Kalkmörtel.

Auf die ungünstige Wirkung ungenügenden Feuchthaltens habe ich bereits bei Gelegenheit der Veröffentlichung¹) oben erwähnter Versuche aufmerksam gemacht und die mangelhafte Erhärtung bezw. den geringen Festigkeitsfortschritt der Kalk-Traßmörtel bei Luftlagerung (und mangelnder Wasserzufuhr) damit erklärt, daß die Erhärtung dieses Mörtels auf der Bindung der im Traß enthaltenen löslichen Kieselsäure mit dem Kalkhydrat zu Kalkhydrosilikat beruht. Diese Bindung kann sich bekanntlich nur bei Gegenwart von Feuchtigkeit — im trockenen Zustande wirken Kalkhydrat und Kieselsäure nicht aufeinander — vollziehen; bei zu geringer Feuchtigkeitszufuhr geht sie nur mangelhaft oder gar nicht vor sich.

Der Rückgang der sogenannten „lockeren“ Mörtel in der Festigkeit mit zunehmendem Alter fand eine Erklärung in der von von Fuchs¹ 2) aufgestellten Theorie über das Verhalten hydraulischer Mörtel bei Luftlagerung, nach der die Kohlensäure der Luft unter gewissen Verhältnissen die Zersetzung eines hydraulischen Mörtels bewirken kann, indem

„die Kohlensäure, welche in die löcherige poröse Masse überall eindringen kann, sich allmählich des Kalkes bemächtigt und die Kieselsäure ausgeschieden und somit der Zusammenhang ganz aufgehoben wird.“

Diese Anschauung wurde früher auch von Michaelis³) geteilt, der sich über die Einwirkung der Kohlensäure s. Z. wie folgt äußerte:

„Die Kohlensäure erzeugt überall da, wo sie mit Kalkhydrat oder mit kieselsauren Kalk in Berührung kommt, kohlensauren Kalk, wo sie mit kieselsaurem Alkali zusammentrifft, kohlensaures Alkali; sie scheidet also in beiden Fällen Kieselsäure aus.

Daß die aus erhärtetem Kalksilikat ausgeschiedene Kieselsäure nicht verkittend wirken kann, leuchtet ein, denn in dieser Verbindung ist sie schon, wenn wir uns so aus-drücken dürfen, morphologisch organisiert, d. h. schon in fester, bestimmter Form vorhanden; sie kann ihren Platz nicht mehr verändern, nicht mehr beweglich werden, und also auch nicht die Moleküle von kohlensaurem Kalk verkitten.“

Auch Dr. Passow⁴) hat den zersetzenden Einfluß der Kohlensäure auf Zementmörtel und -beton beobachtet, jedoch nur dann, wenn der Mörtel oder Beton ungenügend gestampft und daher zu locker war.

Nur bei Bindemittel mit günstiger physikalischer Beschaffenheit, d. h. solchen von großer Dichte, wie sie namentlich der Portland-Zement besitzt, hält Michaelis , die sich infolge Zersetzung durch Kohlensäure ausscheidende Kieselsäure für günstig zur Erhärtung bei Luftlagerung,

„weil die solcher Art ausgeschiedene Kieselsäure sich niederschlägt und die sich ihr anhaftenden Teilchen sehr energisch verkittet.

„Kein hydraulischer Mörtel besitzt eine solche Dichtigkeit wie der Portlandzement, keiner vermag folglich der Zersetzung durch die Kohlensäure besser Widerstand zu leisten und unsere früher aufgestellte Behauptung, daß die Härte und Widerstandsfähigkeit, welche der mit Wasser angemachte Zement erlange, mit der Dichtigkeit der gebrannten Masse in geradem Verhältnis stehe, erweist sich als vollkommen begründet; je weniger dicht die Masse nach dem Brennen ist (immer innerhalb der zulässigen Grenzen), desto weniger vollkommen ist die durch den kohlensauren Kalk und durch die abgeschiedene Kieselsäure bewirkte Verkittung und desto tiefer wird die Zersetzung durch Kohlensäure und Wasser eingreifen.“

Diese Auffassung stimmt mit den Erfahrungen überein, die auch im Materialprüfungsamt bei einer großen Reihe von Versuchen mit Mörteln aus Portland-Zement und verschiedenen puzzolanartigen Zuschlägen (Traß, Infusorienerde und Si-Stoff) gemacht wurden; denn diese Mörtel zeigten bis fünf Jahre Alter auch bei ausschließlicher Lufterhärtung, sogar in magerer Mischung 1: 5 und 1 : 7 und bei Ersatz des Zementes durch genannte Zuschläge bis zu 20 % stetige Festigkeitszunahme. Über diese Versuche und deren Ergebnisse ist in den „Mitteilungen aus dem Kgl. Materialprüfungsamt“ 1904, Heft 5 ausführlich berichtet.

Nach im Jahre 1902 mir zugegangener Mitteilung führt Michaelis das ungünstige Verhalten der „lockeren“ Mörtel aus Kalk und Stoffen mit aufschließbarer Kieselsäure bei Luftlagerung lediglich auf das Schwinden der kolloidal gequollenen Kieselsäure beim Austrocknen zurück¹).

Daß solches Schwinden bei Traß- und Kalkmörtel oder überhaupt bei Mörteln mit Kalkzusatz bei Luftlagerung eintreten kann und eintritt, ist nicht zu bezweifeln. Diese Tatsache schien auch eine gewisse Erklärung dafür zu sein, daß die sogenannten lockeren Mörtel bei Luftlagerung mangelhaftes Erhärten zeigen. Immerhin blieb es auffallend, daß die Mörtelproben, die für die Laboratoriumsversuche gewöhnlich mit sehr wenig Wasser (erdfeucht) eingeschlagen, also sehr stark verdichtet wurden, trotzdem nicht nur mangelhaft erhärteten, sondern sogar schließlich in der Festigkeit zurückgingen. Ein solcher andauernder Einfluß kann dem wahrscheinlich doch nur in der ersten Zeit der Erhärtung vor sich gehenden Schwinden der im hohen Grade mechanisch verdichteten Mörtel kaum zugeschrieben werden.

Um tieferen Einblick in diese Verhältnisse zu gewinnen und um insbesondere den Einfluß der Erhärtungsweise auf solche Mörtel mit hydraulischen Zuschlägen planmäßig festzustellen, wurden zunächst folgende Versuche ausgeführt:

Aus Kalkmörtel, bezogen von einem Berliner Mörtelwerk, und aus Mörtel, bestehend aus 100 Gewichtsteilen dieses Kalkmörtels und 5 Gewichtsteilen Si-Stoff, wurden Druckproben in der üblichen Weise hergestellt. Die Proben aus reinem Kalkmörtel erhärteten an der Luft; von den mit Si-Stoff versetzten Mörtelproben erhärteten je 5 Würfel:

a)    an der Luft,

b)    3 Tage an der Luft, dann unter Wasser,

c)    an der Luft, jedoch alle 7 Tage 1 Stunde lang unter Wasser,

d)    7 Tage an der Luft, dann unter Luftabschluß.

Der Kalkmörtel für diese Versuchsreihe hatte längere Zeit im Freien gelagert. Das zu den Versuchen verwendete Material wurde aus der Mitte des Mörtelhaufens nach vorsichtiger Entfernung der äußeren Schicht entnommen.

Die Prüfung der Körper erfolgte bei 14, 28 und 90 Tagen Alter.

Eine andere Reihe erstreckte sich auf Versuche, für die der Kalkmörtel von dem Werk frisch angeliefert war, nur mit dem Unterschiede, daß die Körper bei 14, 90 und 180 Tagen Alter geprüft wurden.

Die Ergebnisse der gesamten Prüfungen beider Reihen auf Druckfestigkeit sind in Tab. 22 als Mittelwerte zusammengefaßt und außerdem die für die Mörtel mit Si-Stoff-Zusatz gefundenen Werte in Fig. 9 zeichnerisch dargestellt.

*) Michaelis schreibt u. a.: „In den lockeren Mörteln ist die Kieselsäure bezw. das Kalkhydrosilikat mehr aufgequollen als in den dichten Mörteln und deshalb schwindet dieses Hydrat auch viel mehr und daher das ungünstige Verhalten an der Luft.“

Tab. 22. Einfluß der Art der Lagerung (Erhärtung) auf den Festigkeitsfortschritt von Kalkmörtel mit Si-Stoff-Zusatz.

Ergebnisse der Prüfung von Kalkmörtel ohne und mit Si-Stoff-Zusatz auf

Druckfestigkeit.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Versuchsreihe

Art

der Lagerung

An der Luft

3 Tage an der Luft, dann unter Wasser

An der Luft, jedoch 7 Tage an der Luft, alle 7 Tage 1 Stunde dann unter Luftunter Wasser

ahschluß

Mörtelmischuug

Druckfestigkeit in kg/qcm nach 28 I 90

Tagen Tagen Tagen Tagen Tagen Tagen Tagen Tagen Tagen Tagen Tagen Tagen

28    90

14

14

28    90

14

28    90

Kalkmörtel¹) von einem Berliner Mörtelwerk

6,4    7,3    14,0

100 Gewichtsteile

64,6 49,6    51,2 56,8

68,0

Kalkmörtel-}- 5Ge-| 61,6    62,4    47,6 58,0 66,0    73,4 55,2

wichtsteile Si-Stofij

Kalkmörtel²) von I 14 einem Berliner Mörtel werk

90    180    14    90    180    I 14

Tagen Tagen Tagen Tagen Tagen Tagen Tagen

7,6    17,2    21,2    —    —    —    —

90

Tagen

180    14    90    180

Tagen Tagen Tagen Tagen

100 Gewichtsteile

Kalkmörtel-)-5Ge- 33,8    23,3    20,5    27,3 32,6    37,4    25,7    32,8 j 29,9    31,2    34,9 38,2

wichtsteile Si-Stoff

t) Abgelagerter Kalkmörtel. 2) Frischer Kalkmörtel.

hg/qcm

HO

70

50

70

GX ►

V l

30

20

10

/Ufer cfer Proben

7 17

90

780Taoe

Fig. 9.

Versuchsreihe l.

--Versuchsreihe 2.

* Erhärtung an der Luft (A). o Erhärtung unter Wasser (B). X Erhärtung an der Luft mit zeitweiser Wasserlagerung (C).    ▲ Erhärtung unter Luftabschluß.

Aus den Ergebnissen geht hervor, daß

1.    der reine Kalkmörtel beider Reihen mit zunehmendem Alter in der Festigkeit stetig fortschreitet;

2.    der Kalkmörtel mit Si-Stoffzusatz, abgesehen davon, daß er, wie auch schon bei den vorhergehenden Versuchen festgestellt, gegenüber dem reinen Kalkmörtel eine erhebliche Festigkeitserhöhung aufweist, bis 28 Tagen an Festigkeit zunimmt, dann aber bis zu 90 bez w. 180 Tagen in der Festigkeit zurückgeht, sei ne Erhärtungsfähigkeit also anscheinend einbüßt;

3.    die Proben, die 3 Tage an der Luft und dann unter Wasser erhärteten, normal erhärteten, d. h. mit fortschreitendem Alter an Festigkeit zunehmen;

4.    die Proben, die an der Luft lagerten, jedoch alle 7 Tage eine Stunde lang unter Wasser gesetzt wurden, bis zu 28 (Reihe 1) bezw. 90 Tagen (Reihe 2) an Festigkeit zunehmen und dann von da ab abnehmen, daß indes die Festigkeit bei 90 Tagen bezw. 180 Tagen erheblich höher ist, als die der gleichalterigen an der Luft erhärteten Proben, dagegen etwas niedriger, als die unter Wasser erhärteten Proben;

5.    die Proben, die 7 Tage an der Luft und dann unter Luftabschluß lagerten, mit zunehmendem Alter in der Festigkeit fort schreiten und bei Reihe 1 sogar höhere Festigkeiten aufweisen, als die unter Wasser erhärteten Proben.

Nach diesen Ergebnissen und besonders in Anbetracht der daraus hervorgehenden Tatsache, daß die unter Luftabschluß, also vor der Wirkung der Kohlensäure geschützten, im übrigen aber ohne künstliche Feuchtigkeitszufuhr erhärteten Proben gleichmäßig bis zu 90 bezw. 180 Tagen an Festigkeit zunehmen, läßt sich der Schluß ziehen, daß die von v. Fuchs aufgestellte Theorie richtig zu sein scheint; denn, wie die Zahlen beweisen und auch der Verlauf der Schaulinien dartut, gehen die an der Luft erhärteten, also der Einwirkung der Kohlensäure ausgesetzten Proben in der Festigkeit zurück, während die unter Luftabschluß gelagerten Proben normal an Festigkeit zunehmen.

Obiger Prüfungsbefund bestätigt in gewisser Hinsicht die Ergebnisse von Untersuchungen, die bereits von Tetmajer¹) mit Kalkmörteln über den „Einfluß des Wassers und der Kohlensäure auf die Bindekraft hydraulischer Bindemittel“ ausgeführt hat. Er fand nämlich bei Lagerung in wasserfreier und kohlensäurefreier feuchter Luft höhere Festigkeiten, als bei gewöhnlicher Luftlagerung; dagegen fand er bei Lagerung in reiner Kohlensäure die höchsten Werte und bei Lagerung in kohlensäurereicher, aber verdünnter Luft (bei -J- 50° C) die niedrigsten Werte. Analoge Erscheinungen traten bei den gleichen von ihm ausgeführten Versuchsreihen mit Roman-, Schlacken- und Portland-Zementen auf.

Längenänderung von Traßkalkmörtel bei Luft- und Wasserlagerung. Um allgemein einen Anhalt dafür zu gewinnen, in welchem Grade Traß-Kalkmörtel, der als typischer Vertreter der Wassermörtel mit hydraulischen Zuschlägen angesehen werden kann, bei Lagerung an der Luft schwindet und bei Wasserlagerung sich ausdehnt, wurden aus Mörtel nachstehender Mischungen ⁵

a)    l¹/2 Gewichtsteile Traß -j- 1 Gewichtsteil Kalkpulver,

b)    D/2

-f- 1³U Gewichtsteile Sand,

die in erdfeuchter Steife angemacht waren, Prismen in der bekannten Größe durch Einschlagen des Mörtels in die Formen angefertigt.

Sämtliche Proben erhärteten zunächst 2 Tage in feuchter Luft; sodann wurde die halbe Anzahl unter Wasser gesetzt und die übrigen wurden im Laboratorium an der Luft aufbewahrt. Bei 3, 14, 28 Tagen, 3 Monaten, 6 Monaten, 1 Jahr, 3 und 5 Jahren Alter wurde die Länge der Prismen im Bau sch in ger sehen Tasterapparat gemessen.

Absichtlich wurden außer der Sandmischung die Mischung aus reinem Bindemittel (Traß und Kalkpulver) zur Prüfung herangezogen, weil sich hierbei dessen Neigung zum Schwinden oder Ausdehnen (Quellen) am deutlichsten feststellen ließ. Aus dem gleichen Grunde wurde die Sandmörtelmischung so fett gewählt, daß mehr Bindemittel vorhanden war, als zur Ausfüllung der Hohlräume des Sandes nötig, so daß die Sandkörner völlig mit Bindemittel umhüllt waren. Auf diese Weise wurde auch dem etwaigen späteren Einwande begegnet, der Mörtel sei zu mager und infolgedessen sein Schwinden oder vielmehr das des Bindemittels nicht mehr durch Messungen feststellbar gewesen.

Tab. 23. Einfluß der Luftlagerung auf die Längenänderung von Traßkalkmörtel bei verschiedenem Wasserzusatz.

Physikalische Eigenschaften der Mörtelstoffe.

Mörtelston

Gewicht Spezi-für 1 1

fisehes

einge- einge- Qe. laufen rüttelt

Rr

kg kg

Dich-!

Un-

tig-

keit

grad

dich-!

Korngröße (Mahlfeinheit)

tig-

keits-

Wicht _rJ grad s    s ||u=l-d

Bück- auf den Sieben mit der übergeschriebenen Anzahl Maschen auf 1 qcm

1    4    9    20 60 120 324 600 900 5000 S

stand

Traß 0,837 1,338 2,273 0,588 2,304!)

0,412

Auf den _

Sieben

0,0 2,4 6,9 8,0 32,0 —

I Zwischen rje 2 Sieben

— 0,0 2,4 4,5 1,1 24,0 68,0

Kalk-j pul- | ver ²)J

0,393 0,681

Auf den __

Sieben

— 0,0 0,8 2,4 ¹ 4,0 12,0

Zwischen [je 2 Sieben

0,0 0,8 1,6 | 1,6 8,0 88,0

Bau-1

sand³)|

1,641

1,910 2,655 0,719,

0,281

Auf den Sieben

0,0 0,8 6,0 25,5 44,5 75,5 — 92,5

0,0    0,815,2 49,5 19,0 31,0

I I I i I I

1)    Nach dem Trocknen hei +98°. Der Gehalt des Trasses an hygroskopischem Wasser betrug: 2,96°/o, an Hydratwasser: 8,31 °/o.

2)    Hergestellt aus gebranntem Stückkalk vom Zement- und Kalkwerk Bestwig A.-G. zu Bestwig i. W.

³)    Glühverlust: 1,5°/o. Gehalt an abschlämmbaren Bestandteilen: 0,50°/o.

Zwischen je 2 Sieben

17,0

7,5

Die physikalischen Eigenschaften der verwendeten Mörtelstoffe sind in Tab. 23 und die Werte der Längenmessung in Tab. 24 verzeichnet. Die Siebrückstände sind außerdem in Fig. 10 und die mittleren Werte der Meß versuche in Fig. 11 zum Schaubilde aufgetragen. Aus dem Verlaufe der Schaulinien geht folgendes hervor:

CD

Pf

co

gj

p-

h-1

Pr

P

5 Jahre

Zwischen je 2 Altersstufen

—(— 0,003

13

+ 0,008

— 0,005

^ sooo —

Ol

+ 0,004 t¹

17

lab. 24. Ergebnisse der Prüfung von Traßkalkmörtel auf Längenänderung.

Längenunterschied in mm, bezogen auf die Länge der 3 Tage alten Proben, und zwischen je zwei Altersstufen

3 Jahre

1 Jahr

6 Monate

3 Monate

28 Tage

14 Tage

Gesamt

+ 0,086

92

94

99

+ 0,093

tt CO CO 00 Cd IN io CO CO CO ■H Cd CO CO Cd

Zwischen je 2 Altersstufen

— 0,007

8000 —

— 0,017

CO O Cd IN t-i Cd Cd Cd

Gesamt

4- 0,083

79

87

92

4- 0,085

QO^^CJ CO lO 00 CO Cd I- Cd CO CO Cd

— 0,288 —0,021 — 0,288

CI CO (M M

co co co in

— 0,013

10

10

14

o co ^ co

CO CO CO CO

+ 0,035 |— 0,0121+0,041 + 0,005

— 0,002

— 0,002

-S

.£

"Sc

Zwischen je 2 Altersstufen

f 0,004

+ 0,003

— 0,003

21

19

— 0,011

4-0,001

th <M (N

+ 0,002

Gesamt

Zwischen je 2 Altersstufen

Gesamt

Zwischen je 2 Altersstufen

Wasserlagerung¹)

+ 0,033!!+ 0,090

08

30

+ 0,086

Gesamt

Zwischen je 2 Altersstufen

Gesamt

Zwischen je 2 Altersstufen

Gesamt

89

33

77

86

— 0,002

+ 0,009

+ 0,053

47

53

ioo‘o —

10

90

4- 0,055

38

47

-1- 0,056

48

53

94

31

94

53

07

58

BeimEntformen zerbrochen

65 |

|+ 0,088

+ 0,0051|+ 0,08Gj-|-0,032 Luftlagerung¹)

|+ 0,054

|— 0,006

11+ 0,050

1 + 0.050

Cd Cd ^ N Cd CO CO CO co O H Cd CO CO Cd

4- 0,016

00

O O CO CO CO Tf CM ^ ^ C5 h CM CO CO th

O (M ^ CO CO (M CO Cd (M (M

io rf o CO lO CO CO ’t ^ O ^ Cd CO CO Cd

— 0,021

CO ‘O i> ^ CO lO (M

LO Cd lO lQ Cd ^ O Cd Cd O0 h Cd CO CO h

W O CO l> lO ^ h (M (M H

0,230 — 0,04111— Q,2G0 |— 0,024 j|— 0,251 ]+ 0,009 ||— 0,204

Wasserlagerung¹)

00 CO ^ o

'+l    iO

4- 0,047

tJh C5 C5 Cd j Cd h h Cd | fM

4-

IN CO Cd CO ; lf?>

I ^

o    o

-+ 0,002

IO 03 C0

CO ^ CO CO CM 03 CM 03

+ 0,002

CO Cd

4- 0,020

»fl

/

C5

4- 0,003

4- 0,024

+ 0,004

+ 0,021

Luftlagerung¹)

0,194

2,

°- 11 ©

cs +1

Ci co co < -^lOONOO

co io Cd in ^ O Cd Cd th h

-0,017    0,048

bfj

O)

ÖX)

cö

t:

7.

— 0,017

0,004

CO H CO H CO io CO CO Cd

^ CO Ci Cdl

■H -H O 05 IN ^ C0 C0 ^ -H

IN CO lO iO CO O    -H

— 0,017

— 0,003

— 0,030

4- 0,007

N CO O lO Cd! CO y-4

IN Cd iO CO

— 0,019

C0 -H lO CO CO ^ ^ CM

4- 0,003

iOOO(M

CO CO 05 O lO rH 03 CO 03

05 H 05 O CO H CO CO CM

— 0,026

— 0,033 — 0,004

0,029 4-0,002

0,080

.2

ns

.2

«73

H3

h-1

§5

<o

ÖO

H-J

an der Luft bei Zimmerwärme.

Qj

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^ ’s S & g 2 13* mI .S g

p

EH

.-H .2

I".

1?

c3

r©

a a

-g'S

|l

.-s

Alter der

Mörtelmischung Proben (Gewichtsteile)

Versuch

Nr.

Mittel

Mittel

y-i 03 CO rt« iO

Mittel

Mittel

r2

f.l

<3

172 Traß + 1 Kalkpulver

1 */a Traß +

1 Kalkpulver -f-

1³ji Sand

05 Cß

pö 2

o cö

co I

-a

Ph

⁹⁰

Tra/s

tfa/Aputi/er

80'—

60

so~v

Bausand

20

10

1 2 3 V 5 6 7 8 31017S.

1 2 3 V 5 6 7 8 9 70 VS.

7 2 3 V 5 6 7 8 9 7011 S.

Fig. 10 J).

Darstellung der Ergebnisse der Siebversuche (Rückstände zwischen je zwei Sieben).

(Nach Tab. 23.)

mm

0,100

0,050

Wasser/agerung

Lufttagerung

'ß

0.050

0,700

0,150

0,200

0,250

0,300

IV iMon.

6Monate

Atter der Proben t Jjahr

3 Jahre

5Jahre

Tage

Fig. 11⁶ 7).

Verlauf der Längenänderung von Traßkalkmörtel bei Luft-' und Wasserlagerung.

(Nach Tab. 24.)

A = Mischung aus 1 ’/a Traß -f- 1 Kalkpulver. B = Mischung aus 1¹/2 Traß + 1 Kalkpulver -f- l⁸'* Sand.

1.    Die Mörtel nehmen bei Wasserlagerung an Länge zu und bei Luftlagerung ab, und zwar das reine Gemisch aus Traß und Kalk mehr, als der Mörtel mit Sand.

2.    Die Längenänderung nach der einen, wie nach der anderen Richtung hat anscheinend bei sechs Monat Alter ihr Ende erreicht; wenigstens ist eine nennenswerte Steigerung der Längenab- oder -Zunahme von diesem Zeitpunkt an nicht mehr eingetreten. Zwischen 1 Jahr und 3 Jahren zeigen sogar die Wasserproben Schwindneigung. (Die Versuche werden fortgesetzt.)

3.    Die Längenabnahme (Schwinden) des reinen Bindestoffgemisches bei Luftlagerung ist erheblich größer, als die Längenzunahme bei Wasserlagerung. Bei dem Sandmörtel ist der Grad des Schwindens und Ausdehnens annähernd gleich.

Diese Ergebnisse beweisen allerdings, daß die „lockeren“ Mörtel bei der Luftlagerung je nach dem Fettigkeitsgrade mehr oder weniger schwinden, daß indessen die Schwindneigung, wenigstens bei den für die Praxis in Betracht kommenden Mischungsverhältnissen, schon in kurzer Zeit, im vorliegenden Falle im wesentlichen schon nach 14 Tagen, beendet ist (die Körper aus der Sandmörtelmischung zeigen bei 1 Jahr Alter den gleichen Längenunterschied, wie bei 14 Tagen Alter). Dieser Befund würde also zwar das oben gekennzeichnete Verhalten der Traß-Kalk- oder ähnlicher Mörtel mit hydraulischen Zuschlägen bei Luftlagerung, d. h. deren ge- . ringen Festigkeitsfortschritt und schließlichen Erhärtungsstillstand bei gewissem Alter im Falle mangelnder Wasserzufuhr erklären, nicht aber den Festigkeitsrückschritt bei höherem Alter; denn mit dem Aufhören des Schwindens könnte doch das Fortschreiten der Erhärtung, d. h. die Festigkeitszunahme beendet sein. Der spätere stetige Festigkeitsrückgang, der nur Folge der Lockerung, und zwar einer mit dem Alter zunehmenden Lockerung des Zusammenhanges der Mörtel sein kann, kann indessen nicht mit dem vorher eingetretenen Schwinden (bei jüngerem Alter) erklärt werden.

Sprechen also auf der einen Seite die Ergebnisse der Längenmessungen nicht für die Richtigkeit der Ansicht, daß der Festigkeitsrückgang die Folge des Schwindens ist, so spricht auf der anderen Seite eine bekannte, den Tonen und ähnlichen Stoffen eigentümliche Eigenschaft geradezu gegen sie.

Bekanntlich gehen Tone und andere aus gewissen Gesteinen gewonnene Steinpulver, die die Fähigkeit besitzen, durch Bindung mit Wasser plastischx) zu werden, wenn sie mit einer bestimmten Menge Wasser zu einem zähen Teig angemacht werden, beim Lagern an der Luft allmählich infolge Wasserabgabe (ohne Rißbildung) in eine starre feste Form über, die an Rauminhalt von der im früheren plastischen Zustande mehr oder weniger, zum Teil sogar sehr erheblich, abweicht. Man nennt diese Raumänderung „Schwinden“ und den Grad der Fähigkeit, in den Trockenzustand überzugehen, „Schwindvermögen“.

Bei diesem Vorgänge büßen die Stoffe indessen nichts an ihrem (mechanischen) Zusammenhänge oder ihrer Festigkeit ein, im Gegenteil erlangen sie je nach ihrem Verkittungsvermögen²) mehr oder minder hohe, einige sogar sehr beträchtliche

B. Zschokke, Untersuchungen über die Plastizität derTone. Baumaterialienkunde.

7. Jahrg. 1902. Heft 24 u. 25/26 und 8. Jahrg. 1903. Heft 1/2, 3/4 u. 5/6 und „The useful properties of clays“. United States Department of Agriculture. Bureau of Chemistry. Circular Nr. 17. 1904. Government Printing Office Washington.

2) The cementing power of road material. United States Department of Agriculture. Bureau of Chemistry. Circular Nr. 15. 1904.

Festigkeiten. Wir werden diese Tatsache durch die in dem zweiten Abschnitte mitgeteilten Ergebnisse der Festigkeitsversuche mit Ton- und Lehmmörtel bestätigt finden.

Nun lassen sich Kalktraßgemische im feuchten Zustande ebenfalls als solche plastische Stoffe ansprechen⁴), deren Bildsamkeit (Plastizität) die Folge der Vorhandenseins gewisser kolloidaler Teilchen ist²).

Man müßte also erwarten, daß Kalktraßmörtel ebenso wie Tone usw. beim Lagern an der Luft nicht ihre Festigkeit einbüßen, vielmehr infolge des Eintrocknens und der hierbei in Wirkung tretenden Verdichtung und Verkittung ihren Zusammenhang beibehalten oder gar vermehren. Da sie dies nach den bei den Versuchen gemachten Beobachtungen nicht tun, sondern bei einem bestimmten Alter in der Festigkeit zurückgehen, läßt sich vermuten, daß diese Erscheinung nicht auf dem physikalischen Vorgänge des Schwindens, sondern auf einem anderen, und zwar chemischen, der Wirkung der Luft zuzuschreibenden Vorgänge beruht, der zunächst Stillstand in der Erhärtung und durch allmähliche Lockerung des inneren Zusammenhanges der Massenteilchen später Rückgang der Festigkeit bis zu einem gewissen Grade herbeiführt.

Welcher Art aber auch die Ursachen des mangelhaften Erhärtens der im vorliegenden Falle geprüften und auch anderer hydraulischer Mörtel bei Lagerung an der Luft sein mögen, ob chemischer oder physikalischer Natur, d. h. ob tatsächlich die zersetzende Wirkung der Kohlensäure oder ob das Schwinden der kolloidal gequollenen Kieselsäure den Festigkeitsrückgang herbeiführt — jedenfalls ist durch die Prüfungsbefunde zweifelsfrei festgelegt,

daß die „lockeren“ Mörtel, wenn auch nicht der beständigen, so doch der vorübergehenden Wasserzufuhr zu ihrer Erhaltung und normalen Erhärtung, mit anderen Worten zur beständigen Festigkeitszunahme, bedürfen.

Die oben erwähnten Versuche mit Mörteln aus Basaltmehl und Vulkansand

haben allerdings — wenigstens innerhalb der zur Prüfung gelangten Beobachtungszeit (1 Jahr) — insofern günstigere Ergebnisse geliefert, als diese Mörtel bis zu einem Jahre stetig an Festigkeit Zunahmen. Dies läßt sich vielleicht damit erklären, daß die Art, wie die Kieselsäure in dem Zuschlagstoff vorhanden ist, für das Verhalten bei der Erhärtung von einschneidender Bedeutung ist; andererseits stehen sie aber im Einklänge mit der Ansicht von Michaelis und auch der bisher gemachten Erfahrung, daß die „dichten“ Mörtel (Zementmörtel) solches Verhalten nicht zeigen; denn bekanntlich erhärten Zementmörtel oder mit Zementzuschlag versetzte Mörtel (verlängerte Zementmörtel usw.) auch an der Luft außerordentlich günstig.

Dies beweisen die Ergebnisse der umfangreichen Versuche von Dyckerhoff³), Böhme⁴), Wo 1 ff ⁵) und anderen Forschern.

’) Daß Kalktraßmörtel mit dem Wasserzusatz, der ihnen im allgemeinen zwecks Einschlagens in die Form zur Herstellung von Festigkeitskörpern gegeben wird, plastisch sind oder heim Einschlagen plastisch werden, dürfte jedem, der sich mit der Anfertigung solcher Probekörper beschäftigt hat, bekannt sein.

2)    The useful properties of clays. U. S. Department of Agriculture. Bureau of Chemistry. Circular Nr. 87. 1904. Government Printing Office Washington.

3)    Protokoll der Verhandlungen des Vereins deutscher Portlandzement-Fabrikanten. 1879. S. 44 und 1887. S. 68—65.

4)    Böhme, Mitt. Materialpr.-Amt 1889. Ergänzungsheft 1 und Burchartz, Mitt. Materialpr.-Amt 1894. Heft 4.

5)    Der Portlandzement und seine Anwendung im Bauwesen. 1905. S. 91.

Burchartz, Luftkalke.

Zur Erhärtung des Gesagten seien nachstehend die Ergebnisse einiger in der Abteilung für Baumaterialprüfung ausgeführten vergleichenden Festigkeitsversuche x) mit reinen Kalkmörteln und solchen mit Zementzusatz im Mittel angegeben (siehe Tab. 25 u. 26).

Tab. 25.

Festigkeit von reinen Kalkmörteln im Vergleich zu Kalkmörteln mit Zementzuschlag (verlängerten Zementmörteln) ²).

Mittelwerte aus je 10 Einzelversuchen.

Ursprung der Materialien

Mörtelmischung

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

28

60

90

28

60

90

Tagen | Tagen

Tagen

Tagen j Tagen Tagen

1 Raumteil Kalkpulver -j-Normalsand

11

1,92    4,20

5,3

7,6

Rüdersdorfer

1 Raumteil Kalkpulver -f-Normalsand -j-15    Zement

CM O

3,48    6,33

14,7 i 29,7

Kalk.

Stern-Zement

1 Raum teil Kalkpulver -)-Normalsand -j-Zement

O tO

11

4,20

7,13

37,6

11

1 Raumteil Kalkpulver -\-Normalsand -f-Zement

0,20 „

4,68

7,75

'to

37,3

1 Gewichtsteil Kalkpulver -)-Normalsand

2,56

6,35

7,70

11,8

24,4    32,5

Unbekannt

1 Gewichtsteil Kalkpulver + Normalsand -\-Zement

Vs

11

7,16

11,70

14,95

37,0

54,2

61,4

1 Raumteil Kalkpulver -)-Normalsand

11

2,92

3,27

4,80

19,1

21,3

26,4

Unbekannt

1 Raumteil Kalkpulver -)-Normalsand -j-Zement

:>

11

13,93

15,75

17,15

126,9    165,4

179,6

!>

1 Raumteil Kalkpulver -f-Normalsand -f-Zement

V'₂

19

5,35

6,25

7,45

52,5

73,4

85,8

11

V Böhme, Mitt. Materialpr.-Amt 1889. Ergänzungsheft 1, und Burchartz, Mitt. Materialpr.-Amt 1894. Heft 4.

2) Die Probekörper erhärteten an der Luft.

Tab. 26. Festigkeit von reinen Kalkmörteln und von Kalkmörteln

mit Zementzuschlag.

Mittelwerte aus je 10 Einzelversuchen.

Mörtelmischung in Gewichtsteilen

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

28Tagenj 1 Jahr

Erhärtung unter Wasser

28 Tagen j 1 Jahr

Erhärtung an der Luft

Verhältniszahlen¹) für

28 Tage j 1 Jahr

Erhärtung unter Wasser

28 Tage | 1 Jahr

Erhärtung an der Luft

1 Rüdersdorfer Kalk -f-10 Normalsand

2,55

2,73

0,82

1,85

100

100

100

100

1 Rüdersdorfer Kalk -f-10 feiner vulk. Sand

10,20

13,15

9,65

24,40

100

100

100

100

1 Rüdersdorfer Kalk -f-10 grober vulk. Sand

9,65

11,80

8,85

23,30

100

100

100

100

1 Rüdersdorfer Kalk -j-10 Normalsand -f-1 Zement

9,25

16,05

9,25

14,40

363

588

1127

778

1 Rüdersdorfer Kalk -f-10 feiner vulk. Sand -f-1 Zement

9,85

19,25

15,20

33,95

97

146

158

147

1 Rüdersdorfer Kalk -)-10 grober vulk. Sand -f-1 Zement

11,60

21,70

15,65

32,50

120

192

177

139

keit ein. Durch auf lange Zeiträume ausgedehnte Versuche müßte nachgeprüft werden, wann der Rückgang aufhört¹).

Die Festigkeit der Wasserproben bleibt zwar anfangs hinter der der Luftproben zurück, schreitet aber mit zunehmendem Alter fort und wird bald höher als die der Luftproben.

5.    Die Ursachen des Verhaltens der Kalkmörtel mit hydraulischen Zuschlägen bei Luftlagerung sind noch nicht genau bekannt; sie können in der Wirkung der Kohlensäure der Luft auf die Kalkbydrosilikat-verbindung (vorausgesetzt, daß eine solche besteht), in dem Schwinden des (lockeren) Mörtels oder in anderen bis jetzt noch nicht aufgeklärten Vorgängen begründet sein.

6.    Der Zusatz von Portland-Zement zu den in Rede stehenden Mörteln übt in allen Fällen einen günstigen Einfluß auf die Erhärtungsenergie und den Erhärtungsverlauf aus.

Mit vorstehenden Versuchen kann und soll die Prüfung der Kalkmörtel mit hydraulischen Zuschlägen oder überhaupt mit Magerungsmitteln (Sanden), die leicht zersetzliche Silikate enthalten, in bezug auf Erhärtungsfähigkeit keineswegs abgeschlossen sein. Zu einem in dieser Beziehung maßgebenden Urteil wird man erst auf Grund von Versuchen gelangen, die sich auf genügend alte Proben erstrecken.

Verlängerter Zementmörtel. Wo Bausande zur Verfügung stehen, die verbindungsfähige Kieselsäure enthalten (Vulkansand, Schlackensand usw.) oder Sande aus Gesteinstrümmern von zeolithischem Charakter wird man selbstverständlich solche auch für Luftbauten den reinen Quarzsanden vorziehen; denn abgesehen von den Innenmauern der Bauwerke werden die Mauerteile meist mehr oder weniger mit Wasser oder Feuchtigkeit (Regen usw.) in Verbindung kommen, so daß die zur Erhärtung erforderlichen Bedingungen gegeben sind. In Fällen indessen, in denen es auf hohe Festigkeit ankommt oder wenigstens auf solche, die mit gewöhnlichem Kalkmörtel nicht erreichbar ist, in denen man aber andererseits die Festigkeit von reinem Zementmörtel nicht, ausnutzen kann oder diesen aus ökonomischen Rücksichten nicht verwenden will, sollte man seine Zuflucht zu verlängertem Zementmörtel²) nehmen, der, wie wir gesehen haben, auch bei Luftlagerung zuverlässig erhärtet und bei richtiger Behandlung gute Festigkeiten liefert. Überhaupt sollte man in allen Fällen, in denen Kalkmörtel in Verbindung mit hydraulischen Zuschlagstoffen für Luftbauten verwendet werden, einen Zusatz von Portland-Zement geben, der, wenn er noch so gering ist, nicht nur erhebliche Festigkeitssteigerung, sondern auch gewisse Sicherheit für fortschreitende Erhärtung bietet.

Aus diesem Grunde empfiehlt auch Krone³) die Verwendung von Zementkalkmörtel (Kalkmörtel mit Zementzuschlag, d. i. verlängerter Zementmörtel) und

J) Zu einem gewissen Zeitpunkt wird der Rückgang der Festigkeit beendet sein. Nimmt man einerseits als Ursache der Festigkeitsabnahme die Zersetzung des etwa gebildeten Kalkhydrosilikates durch die Kohlensäure der Luft an, so ist es andererseits wohl als selbstverständlich anzusehen, daß der hierbei wieder freiwerdende Kalk in kohlensauren Kalk übergeht und auf diese Weise ein gewisser Zusammenhang des Mörtelkörpers gewahrt wird. Ist diese Umwandlung so weit vorgeschritten, daß sich eine dichte Schicht kohlensauren Kalkes gebildet hat und die Kohlensäure nicht mehr auf den Kern der Mörtelmasse wirken kann, so hört obiger Zersetzungsvorgang und damit der Festigkeitsrückschritt des Mörtels auf. Hierfür spricht das tadellose Verhalten von Kalktraßmörteln bei Luftbauten.

a) Verlängerter Zementmörtel. Tonindustrie-Zeitung 1903. Nr. 23. S. 293.

3) Betrachtungen über Mauerwerk mit verschiedenen Mörtelmaterialien. Deutsche Bauzeitung. 1899. S. 60—66.

Kalkzementmörtel (Zementmörtel mit Kalkzuschlag) vor reinen Kalkmörteln, die außer dem Mangel an genügender Festigkeit auch noch den Nachteil besitzen, daß sie stärkeres „Setzen“ des Mauerwerks verursachen als Kalkmörtel, dem Zement zugesetzt ist.

Nuß bäum¹) rät allerdings auch von der Verwendung selbst auch solcher Mörtel zur Herstellung von Grundmauerwerk, dicken Mauern und überhaupt in Fällen, in denen der Luftzutritt zum Mörtel verhindert wird, ab. Auf diesen Punkt soll weiter unten zurückgekommen werden. Wir werden sehen, daß die verlängerten Zementmörtel auch unter Luftabschluß gut erhärten.

d) Einfluß der Art des Anmacliewassers auf die Erhärtung

von Luftkalkmörtel.

Daß schließlich die Art des Wassers²), mit dem entweder der Kalkteig abgelöscht oder der Mörtel angemacht wird, ebenfalls von Einfluß auf die Erhärtung der Luftkalkmörtel ist, dürfte nicht zweifelhaft und auch allgemein bekannt sein.

Lösch- oder Anmachewasser soll möglichst frei von (leicht löslichen) Salzen sein, da solche unter Umständen Auswitterungen hervorrufen können. Meerwasser enthält z. B. Kochsalz, das als Natriumkarbonat auswittert; nebenbei entsteht Chlorkalzium, ein sehr hygroskopisches Salz, das die Wände und Mauern feucht hält.

Zahlenmäßige Angaben über den Einfluß der Wasserart auf die Erhärtung von Luftkalkmörtel liegen nicht vor. Es fand sich leider auch bis jetzt keine Gelegenheit, Versuche nach dieser Richtung anzustellen.

e) Einfluß der Höhe des Sandzusatzes (Mischungsverhältnis) auf die Mörtelfestigkeit.

Die Erhärtung und Festigkeit des Kalkmörtels wird naturgemäß auch durch dessen mechanische Zusammensetzung, d. h. durch das Mischungsverhältnis von Bindemittel (Kalkteig oder Kalkpulver) zum Zuschlagmaterial (Sand) beeinflußt. Dieses Verhältnis soll, wie bei sonstigen Mörteln, auch bei normalem Kalkmörtel derart sein, daß sämtliche Hohlräume des Sandes mit Bindemittel (Kalkhydrat) in geringem Überschuß ausgefüllt sind. Geht der Kalkhydratzusatz im Mörtel unter eine gewisse Grenze herab, so wird der zur Erlangung gewisser Festigkeit nötige Zusammenhang beim sogenannten Anziehen (Abbinden) nicht erreicht werden können, da die Überbrückungen von Korn zu Korn fehlen würden. Dies ist für den Kalkmörtel um so wichtiger, als der Kalk (Kalkteig) im Mörtel nach dem Vermauern stark schwindet und der Kalk an sich nur geringes Haftvermögen besitzt.

Weiteres Schwinden tritt auch bei der Umwandlung des Kalkhydrats in kohlensauren Kalk ein; denn dieser hat ein größeres spezifisches Gewicht als jenes.

Nach Ziurecks³) Untersuchungen soll Kalkmörtel aus Luftkalk mindestens 10°/o CaO, d. i. 13% Ca(OH₂)⁴) aufweisen.

•) K. B. Lehmann und H. Chr. Nußbaum, Studien über Kalkmörtel und Mauerfeuchtigkeit. Archiv für Hygiene. Bd. 9. S. 139 u. 232 und Tonindustrie-Zeitung 1899. Nr. 109. S. 1438.

2)    Feichtinger. 1885. S. 69.

3)    Ziureck, Zeitschr. f. Bauwesen 1861. S. 55. Gottgetreu. 1881. S. 266 und Feichtinger. 1885. S. 69.

4)    Dies entspricht annähernd dem Kalkgehalt guten Berliner Mauermörtels.

Ist es einerseits, wenn man guten Mörtel erzielen will, nicht ratsam, den Kalkzusatz zu gering zu bemessen, so ist doch andererseits die Verwendung von zuviel Bindemittel nicht zweckmäßig. Erstens empfiehlt sie sich nicht aus ökonomischen Rücksichten; zweitens wirkt zu hoher Kalkzusatz sogar schädlich, weil beim Eintrocknen (Abbinden) des Mörtels oder vielmehr des Kalkteigs nach dem Vermauern ein zu starkes Schwinden des Kalkbreies eintritt, infolgedessen nicht nur der Mörtel rissig, bröckelig und daher weniger widerstandsfähig wird, sondern auch zu starkes Setzen des Mauerwerks eintritt. Solcher zu fette Mörtel bleibt stets mürbe und wird auch bei der späteren Umwandlung des Kalkhydrats in kohlensauren Kalk nicht wesentlich fester¹), da wie schon erwähnt hierbei weiteres Schwinden stattfindet.

Planmäßige Versuche darüber, welcher Sandzusatz zum abgelöschten Kalk der geeignetste ist, d. h. für welches Mischungsverhältnis die höchsten Mörtelfestigkeiten erzielt werden, lagen bis jetzt nicht vor.

Zur Feststellung des Einflusses der mechanischen Zusammensetzung bezw. der Höhe des Sandzusatzes auf die Festigkeit von Luftkalkmörtel wurden daher umfangreiche Versuchsreihen ausgeführt.

Die Untersuchung erstreckte sich auf vier Kalksorten, die aus Werken stammten, die nachweislich Luft-(Fett-)kalk erzeugen. Die Analyse bestätigte, daß es sich um gute (fette) Luftkalke handelte; denn ihr Ätzkalkgehalt schwankte zwischen 95,98 und 97,82 °/o.

Zwei Kalke wurden zu Kalkpulver und zwei zu Kalkteig abgelöscht. Als Zuschlagstoff wurden Sande verwendet, die lediglich aus Quarzsand bestanden und keine etwa hydraulische Erhärtung bewirkenden Bestandteile (lösliche Kieselsäure) enthielten. Die Festigkeitsversuche umfaßten in den vier Reihen den reinen Kalk und die Mischungen 1:1, 1:2, 1:3, 1:5 und 1: 7, bei Reihe 3 außerdem die Mischung 1:4. Kur bei Versuchsreihe 1 wurde der reine Kalk nicht auf Festigkeit geprüft, weil bei Beginn dieser Reihe noch kein Verfahren bekannt war, mit Hilfe dessen geeignete Probekörper aus dem reinen Kalkhydrat für die Festigkeitsversuche hätten hergestellt werden können.

Die Herstellung der Mörtelmischungen und der Probekörper erfolgte in der üblichen Weise. Die Versuche wurden mit Ausnahme von Reihe 3, die sich nur auf Probekörper bis zu 6 Monaten Alter erstreckte, auf 1 Jahr alte Proben ausgedehnt.

Die Mörtelkörper lagerten im Laboratorium an der Luft.

Die Eigenschaften der verwendeten Mörtelstoffe sind in Tab. 27, die Ergebnisse der Raumgewichts- und Festigkeitsprüfungen als Durchschnittswerte aus je fünf Einzelversuchen in Tab. 28 (S. 56 und 57) und Tab. 29 (S. 62 und 63) zusammengefaßt. ⁹

¹

   Mitt. Materialpr.-Amt 1900. S. 207 u. 225 und 1901. S. 85.

²

   Feichtinger, Die chemische Technologie der Mörtelmaterialien. 1885. S. 205.

³

   Michaelis, Die hydraulischen Mörtel. S. 87.

⁴

   Dr. Passow, Über die Einwirkung der Kohlensäure auf Zementmörtel. Protokoll der Verhandlungen des Vereins deutscher Portlandzement-Fabrikanten. 1896. S. 128 ff.

⁵

Mitteilungen der Anstalt zur Prüfung von Baumaterialien am eidgenössischen Polytechnikum in Zürich. 1894. Heft 7. S. 19.

⁶

   Zeichendeutung siehe Fußbemerkung zu Fig. 1. S. 18.

⁷

   In der Figur sind die Schaulinien von 1 Jahr Alter der Proben an. gestrichelt ge

⁸

zeichnet, weil die Längenwerte von diesem Zeitpunkt an in anderem Maßstabe aufgetragen sind, als die vorherigen.

⁹

H. Chr. Nuß bäum, Die Erhärtung des Kalkmörtels. Beilage Nr. 33 zur Zeitschr. f. Architektur- u. Ingenieurwesen 1897. S. 406.

Tab. 27. Einfluß der Höhe des Sandzusatzes auf die Festigkeit

von Luftkalk.

Eigenschaften der Mörtelstoffe.

Versuchs- Mörtelreihe Stoff

•g ^ _____

2. ® M- g-

S?

Spezifisches w Gewicht

lf ^ ST s-. 5 "    3 S--0O £,

05 ! 50 pj r/j • pT

Gehalt an abschlämm-baren Bestandteilen

Korngröße

Rückstand in °/o auf den Sieben mit der übergeschriebenen Anzahl Maschen für 1 qcm

4 9 20 60 120 324 900 JöOOOj S

Kalk A.

Kalk-Kalk aus pulver ->)

Han---

nover *) Mauersand ³)

0,418 0,708

1,492 1,795 2,439 0,480 J0,520 0,30 0,0 0,1

0,2 1,8 13,0 31,5 92,5

7,5

Kalk aus Westfalen ⁴)

Kalk B.

Kalkpulver ⁵)

0,413 0,687

0,0 1,0 10,0 16,0

84,0

Mauersand ³)

1,561 1,846 j 2,64610,698

0,302    0,66 0,0

0,2 0,6 2,0

6,0

25,0 59,0

41,0

Kalk aus Westfalen⁴)

Kalk C.

Kalk

teig⁶)

1,352

I'

Mauersand ³)

1,569

1,852

2,655

0,698

0,302

0,50 0,0

0,1

1,0

4,0

10,0

36,5

71,0

29,0

Kalk aus Westfalen ⁷)

Kalk D.

Kalk

teig⁶)

1,288

Berliner

Mauer

sand⁸)

1,525

1,805

2,645

0,682

0,318

0,0

10,0 23,0

61,0 91,0

9,0

t) Gehalt an Ätzkalk 95,89%.

²)    Das Kalkpulver wurde 10 Tage nach dem Ablöschen und nach Absiebung auf dem 120-Maschensiebe zur Prüfung benützt.

³)    Der Sand wurde getrocknet und auf dem 4-Maschensieb abgesiebt; sein Gehalt an löslicher Kieselsäure betrug 0,03 % (Reihe 1).

⁴)    Gehalt an Ätzkalk 97,82%.

⁵)    Das Kalkpulver hatte 25 Tage gelagert und wurde vor der Prüfung auf dem 120-Maschensiebe abgesiebt.

G) Der Kalkteig hatte 28 Tage gelagert.

7)    Gehalt an Ätzkalk 96,92%.

⁸)    Der Sand wurde getrocknet und auf dem 20-Maschensieb abgesiebt. Das Siebgrobe wurde ausgehalten.

Tab. 28. Raumgewichte der Mörtelkörper zu Tab. Nr. 29¹).

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Mörtelmischung (Raumteile)²)

Wasser-zusatz ³)

Zugproben (Norm alform at)

Raumgewicht g/ccm nach

28

Tagen ) Tagen (Monaten Monaten; Jahr

Druckproben (Würfel von 7,1 cm Kantenlänge)

Raumgevvicht g/ccm nach

3    | .28    |    3 i 6

Tagen , Tagen Monaten Monaten

Jahr

Reihe 2. Kalk B.

Reiner Kalk (Pulver)

47,0 1,000 1,000 1,086

1,129 ¹ 1,130

1,177 ■ 0,930, 0,989    1,054    1,079

1 Kalkpulver -j-1 Mauersand

12,0 2,086

1,943 1,986    2,014 2,000

1,955 1,780

1,811    1,837

1,843

1    Kalkpulver -j-

2    Mauersand

10,0 2,157

2,043 2,086    2,086 ! 2,071 2,090 | 1,938

1,958    1,975

1,975

1 Kalkpulver -f-3 Mauersand

8,0 2,086

2.014    2,014 12,000 2,056 1,930 1,947 ¹ 1,955    1,955

1 Kalkpulver -j-5 Mauersand

7,0    1,943 1,914 1,929    1,914    1,914 1,958 j 1,865 1,873 j 1,870    1,870

1 Kalkpulver -(-7 Mauersand

6,0    1,886 1,871

1,871    1,871    1,857 1,910 | 1,

1,837 i 1,834

1,831

Reihe 3. Kalk C.

Reiner Kalk (Pulver)

38,5    1,029 1,043) 1,043    1,043

1,127 ¹ 0,938; 0,937    0,994

1 Kalkteig -J-1 Mauersand

1,886 1,857 1,886    1,886

1,975 1,772 1,797    1,817

1    Kalkt.eig-(-

2    Mauersand

2,029 2,029) 2,057    2,057

2,090 1,966 1,986    2,000

1 Kalkteig -(-3 Mauersand

8,0    2,029 2,029 2,029    2,029    —    1,975 1,924 1,938    1,941

1 Kalkteig -f-4 Mauersand

5,8    1,971 1,971 1,971

1,986

1,932 1,890 1,901    1,901

1 Kalkteig -f-5 Mauersand

4,5    1,929 ! 1,929 1,929

1,943

1,899 : 1,865

1,870    1,870

!) Das Raumgewicht der Probekörper zu Reihe 1 wurde nicht bestimmt. ä) Den Raumteilen der Mörtelstoffe wurde als Einheitsgewicht für den Kalkteig das Litergewicht im eingerüttelten Zustande, für das Kalkpulver und den Sand das arithmetri-sche Mittel aus den Gewichten des eingelaufenen und eingerüttelten Liters zugrunde gelegt.

3) Der Wassergehalt (nicht -zusatz) der Mörtel mit Kalkteig wurde durch Abdampfen

bestimmt.

Tabelle 28 (Fortsetzung)*).

Mörtelmischung (Raumteile)²)

Wasserzusatz ³)

Zugproben (Normalformat)

Druckproben (Würfel von 7,\ cm Kantenlänge)

Raumgewicht g/ccm nach

Raumgewicht g/ccm nach

28

Tagen Tagen Monaten {Monaten j Jahr

28

Tagen Tagen Monaten Monaten! Jahr

Reiner Kalk (Pulver)

Reihe 4. Kalk D.

45,0 0,943 0,900 0,943    0,943 0,971 1,099 0,856 0,910    0,935 0,963

1 Kalkteig -j-1 Mauersand

11,1    1,971 1,8711 1,914    1,914    1,929 2,014 1,794 1,820

1,837

1,851

1    Kalkteig

2    Mauersand

7,4    2,086

CD

2,043    2,057 j 2,057 2,085 1,932 1,949    1,961    1,972

1 Kalkteig -}-3 Mauersand

6,7    1,943 1,957 1,943    1,957

1,957 1,961 1,870

1,882    1,887

1,890

1 Kalkteig -J-5 Mauersand

4,8    1,857 1,857

1,857

1,871

1,857 1,834 1,803

1,806    1,806    1,797

1 Kalkteig -(-7 Mauersand

4,7    1,829 1,829 1,814    1,829    1,814 1,831 1,775 1,775    1,772    1,763

i) 2) 3) Siehe die Anmerkungen auf S. 56.

Zu bemerken ist, daß bei Reihe 1 die Zugproben der Mischungen 1 :5 und 1:7 bei der Lagerung allmählich zerfielen. Nur die 28-Tagsproben der Mischung 1 : 5 konnten noch für die Prüfung benutzt werden. Worauf der Zerfall dieser Probekörper zurückzuführen ist, konnte nicht mit Sicherheit festgestellt werden; vermutlich war mangelhafte Ablöschung de^

Kalkes (zu Kalkpulver) und hierdurch hervorgerufene Treibneigung die Ursache.

Zur besseren Anschauung sind die Festigkeitswerte für jede Reihe gesondert in den Figuren 12—15 aufgezeichnet. Zur übersichtlicheren Darstellung des Einflusses der Höhe des Sandzusatzes auf die Mörtelfestigkeit sind die Festigkeitswerte in Fig.

16 und 17 auch noch in der Weise dargestellt, daß die Mischungen als Abszissen und die Festigkeiten als Ordinaten aufgetragen sind. Ferner sind für die Mörtel aus den in Pulverform verarbeiteten Kalken die Mengen der Mörtelstoffe und des Hohlraumes in der Raumeinheit nach den Angaben von Martens (Mitt. Materialpr.-Amt 1897, S. 103—105) in Tab. 30 berechnet und die errechneten Werte nebst den. Raumgewichts- (28 Tage) und Festigkeitswerten (28 Tage und 1 Jahr) in den Fig. 18 und 19 versinnlicht.

kg/qcm

35

30

.A

25

20

75

⁰28Tay e 3/Kon

ßMon. DaoerdProben iJohr

' Fig. 12.

Einfluß des Sandzusatzes auf die Festigkeit von Luftkalk. Versuchsreihe 1. KalkA (aus Hannover). Festigkeitswerte nach Tab. 29.

Zugfestigkeit. - Druckfestigkeit.

A Mischung 1:1; B 1:2; (71:3; D 1:5; E 1:7.

kg/fcm

50

B , 66,8 Ag/qcm

¥5

¥0

35

C

’-'A

30

25

—*D

20

75

70

=*=

Atter d Proben

2ßTage 3 Monate

6Monate

7Jabr

Fig. 13.

Einfluß des Sandzusatzes auf die Festigkeit von Luftkalk. Versuchsreihe 2. Kalk B (aus Westfalen). Eestigkeitswerte nach Tab. 29.

------ Zugfestigkeit. - Druckfestigkeit.

A Reiner Kalk. B Mischung 1:1; G 1:2; D 1:3; E 1:5; F 1:7.

Aus den Ergebnissen und dem Verlauf der Schaulinien lassen sich folgende Schlüsse ziehen:

1.    Die Festigkeit des reinen Kalkes wird durch Sandzusatz bis zu einem gewissen Mischungsverhältnis erhöht.

2.    Der Einfluß des Mischungsverhältnisses ist bei den verschiedenenKalken verschieden. Während z. B. bei Beihe 1 die Festigkeit des reinen Kalkes durch die Mischung 1:2 erreicht wird liegt dieseGrenze in Reihe 3 bei Mischung 1:4 und in Reihe 4 zwischen den Mischungen 1:2 und 1:3.

3.    Die höchste Festigkeitszunahme wird durch das Verhältnis 1:1 erzielt. Es ist nicht ausgeschlossen daß bei einem Verhältnis zwischen 1:0 und 1:1 vielleicht eine noch höhere Festigkeitssteigerung erreicht worden wäre; doch wurden mit Rücksicht auf den bereits an undfürsich

Ag/gcm

30

hg/qcm

25

30

25

20

20

A\

15

70

:a

10 •

~rC

n

-ß

Atter d. Proben

28Tage 3Monate

ßMon.

28 Tage 3 Monate

Atter der Proben

SMonate

Idabr

Fig. 15.

Fig. 14.

Einfluß des Sandzusatzes auf die Festig- Einfluß des Sandzusatzes auf die Festigkeit von keit von Luftkalk. Versuchsreihe 4. Kalk C Luftkalk. Versuchsreihe 4. Kalk D (ausW estfaleni. (aus Westf.). Festigkeitswert n. Tab. 29.

- Zugfestigkeit. - Druckfestigkeit.

A Reiner Kalk. B, Mischung 1:1; C 1:2;

. D 1 :3; E 1 :4; F 1:5.

Festigkeitswerte nach Tab. 29.

-—- Zugfestigkeit. - Druckfestigkeit.

A Reiner Kalk. B Mischung 1:1; C 1:2; D1:3; E 1:5; F 1:7.

sehr großen Umfang der Versuche weitere Mischungsverhältnisse nicht in den Bereich der Untersuchung gezogen.

4. Mit Zunahme des Sandzusatzes über 1:1 hinaus nimmt die Festigkeit der Mischungen gesetzmäßig ab, jedoch von einem bestimmten Mischungsverhältnis (1 : 3) nicht in dem Maße wie man es nach der Höhe des Sandzusatzes erwarten sollte.

kg/qcm

70

7,5

2,5

75

Z7₍

Zu ka/k ’e/g abge.

'öschfe ka/ke

-D

■fOX

70 -

■\

ßl__.

^ Zu Ko/kpu/ver abge/ösi hfe Ha/h^

7,5

JJ

2,5'

~*~    —    ____rxA

7+0

7+2

7+3

M/schungs vekhä/fn/s

7+5

7+6

7+7

Fig. 16.

Einfluß der Höhe des Sandzusatzes auf die Erhärtung (Festigkeit) von Luftkalk. Zugfestigkeitswerte nach Tab. 29.

| zu Pulver abgelöscht.

J zu Teig abgelöscht, alte Proben

-    Kalk    A    aus    Hannover

—    „    B    „    W estfalen

-    Kalk    C    aus    Westfalen

--    ,    D    ,

= 28 Tage — 3 Monate = 6 *

= 1 Jahr

Letzteres Ergebnis wird jedoch erklärlich, wenn man die Mischungsverhältnisse in der zeichnerischen Darstellung Fig. 20 miteinander vergleicht. Man ersieht aus dem Verlauf der Schaulinien, daß von dem Verhältnis 1:2 ab der Anteil an Sand im Mörtel mit steigendem Mischungsverhältnis, d. h. mit zunehmender Magerkeit der Mischung nur verhältnismäßig wenig abnimmt oder, wie in den

Fig. 18 und 19 gezeigt, die Abnahme des Bindemittels im Raum sehr klein wird. Der größte Unterschied in den beiden Mörtelstoffanteilen besteht zwischen dem Mischungsverhältnis 1:1 und 1:2.

Zu ähnlichen Schlußfolgerungen kommt übrigens auch Hauenschild aus Versuchen von Böhme und:Dyckerhoff mit Zementmörtel, indem er feststellte, daß mit steigendem Sandzusatz das Abfallen der Festigkeit ersichtlich geringer wird, als man es nach dem steigenden Verhältnis vermuten sollte ¹). Im gleichen

kg/qcm

Zu tfa/kbe/g abge/öschte A'a/ke

10 (—

D,

"n

/•

60

50

Zu Kci/kpu/rer

abge/öscbfe tfa/ke

00

Nl

30

ßs

20

10

M/scbungsi/e rba/fnis

1+0

1+1

1+2

1+3

1+0

1+5

1+6

1+7

Fig. 17.

Druckfestigkeitswerte nach Tab. 29. Zeichendeutung wie zu Fig. 16.

Sinne äußert sich auch Martens in seinen „Betrachtungen über Zementmörtel und Beton“ (Mitt. Materialpr.-Amt 1897, S. 85 u. ff.).

Bei Kalken liegt, wie die vorliegenden Ergebnisse beweisen, das günstigste Verhältnis bei 1:1, wenn auch nicht, wie bereits oben bemerkt, ausgeschlossen, vielmehr nach dem Verlauf der Schaulinien wahrscheinlich ist, daß zwischen 1:0 und 1:1 ein noch günstigeres Verhältnis liegt. Die Raumgewichte sind in dieser Beziehung nicht beweiskräftig; denn der höchste Dichtigkeitsgrad wird, wie aus den Werten der Raumgewichtsbestimmung (Tab. 28) ersichtlich, nicht von den Körpern ¹

Fig. 19.

Darstellung des Mörtelzustandes in verschiedenen Mischungen und der Abhängigkeit von Dichtigkeit und Festigkeit der Probekörper. Versuchsreihe 2. Werte nach Tab. 28, 29 u. 30.

Festigkeit.

.-jW

§ § § §

lÄsl

Biisl

wmz

ÜH

v/a//

mmwm

§§!§*§! 4. .......! "Iirr r

Ag/acm

VO

4- 2,1

30

UaAr

20

10

52uS^

i'-'J. ... -----Lr⁻^»

-R=4

fs    --U—J,

12    3    0    5    6

p 1,9

Sandanfe// in Aq 17 9    10    11    ■ 12

Fig. 18.

Darstellung des Mörtelzustandes in verschiedenen Mischungen und der Abhängigkeit Dichtigkeit und Festigkeit der Probekörper. Versuchsreihe 1. Werte nach Tab. ‘28, 29 u. 30. - Festigkeit.

von

---Raumgewicht.

UH.

0,8......-

1,0

0,6

[zorßt

0,0

0,2

/ccm

mmk

2,0

1,5

30

//

//

20 !

ßg 23 Tage

io

X-—;

s^6₃Ua%r

__- —

10

I__AH—

oß 28 Tage

--!-- 1    30,5

9    10 V 12

Sandanfe/7 m Ag

---Raumgewicht.

der Mischung 1:1, die die höchsten Festigkeiten liefert, sondern von denen der Mischung 1:2 erreicht. Bindende Schlüsse lassen sich aus dem Vergleich der

Raumgewichtsverhältnisse um so weniger ziehen, als hierbei noch das spezifische Gewicht der Mörtelbestandteile in Betracht kommt. Z. B. ist bei einzelnen Reihen das Raumgewicht selbst auch magerer Mischungen als 1:2 noch höher, als das der Mischung 1:1, während die Festigkeit erheblich niedriger ist, als bei der fetteren Mischung. Erst der Vergleich der auf die Raumeinheit berechneten Anteile der Mörtelbestandteile mit den Festigkeiten führt, wie die Zahlen in Tab. 30 und die Schaulinien in Fig. 18 und 19 beweisen, zu richtigen Schlüssen in dieser Richtung.

5. Die Erhärtungsfähigkeit der verschiedenen Mischungen, d. h. deren Erhärtungsfortschritt mit zunehmendem Alter ist bei den einzelnen Kalken verschieden. Normalen Erhärtungsverlauf, d. h. stetig fortschreitende Festigkeitszunahme zeigen im wesentlichen nur die Körper aus reinem Kalk und aus Mörtel 1:1. Die mageren und insbesondere die sehr mageren Mischungen zeigen keinen regelmäßigen Erhärtungs verlauf und in dieser Beziehung die Zugfestigkeitsproben wieder noch weniger als die Druckfestigkeitsproben.

1:1 1:2 V3 1=1 PS 1:6 1:7 1-8 7 9 1:10

50-50

W%:66%\

25-75

20-80

y7J/s:8S%\

7030

Fig. 20.

Darstellung der Mischungsverhältnisse 1:0 bis 1:10.

Bindemittel.

Zuschlagstoff.

Tab. 29. Ergebnisse der Festigkeitsversuche.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Form

des

Kalkes

Wasser

zusatz

(-gehalt)

Mischungs

verhältnis

(Raum-

teile)

Zugfestigkeit m kg/qcm nach

28 Tagen

'S

■ss

co

<®

1 Jahr

28 Tagen

:--gä

3 Monaten 2^ K

II.

a 0<5

g-S

6 Monaten

M*

1 Jahr

Verhältnis Zug: Druck

für

28 Tage

3 Monate

6 Monate

1 Jahr

Kalk A aus Hannover.

Kalk

pulver

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3    0,9    1,2

Die Körper fielen

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CD^CO CO CO 0<f |

Tabelle 29. (Fortsetzung.)

Form Wasser-des zusatz Kalkes (-gehalt)

°/o

Mischungs

verhältnis

(Raum

teile)

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in Verhältnis Zug : Druck kg/qcm nach

für

28 Tagen

3 Monaten

6 Monaten

1 Jahr

28 Tagen

3 Monaten

6 Monaten

1 Jahr

28 Tage

3 Monate

3 Monate

1 Jahr

Kalk B aus Westfalen.

Kalk

pulver

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Kalk C aus Westfalen.

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Kalk D aus Westfalen.

45,0

Kalk

teig

11,1

7,4

6,7

4,8

4,7

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Einzelne Mörtel gehen sogar, wie aus den Festigkeitswerten und namentlich dem Verlauf der sie darstellenden Schaulinien (Fig. 12—16) ersichtlich ist, bei gewissem Alter in der Festigkeit zurück. Da diese Erscheinung sich nicht nur bei einem, sondern bei mehreren Kalken wiederholt, so ist vielleicht der Schluß nicht unberechtigt, daß dieser Rückgang der Festigkeit, der doch auf einem zunehmenden Mangel an mechanischem Zusammenhang des Mörtels beruhen muß, auf Kohlensäureaufnahme aus der Luft und dadurch bewirkte Umwandlung des Kalkhydrats in kohlensauren Kalk zurückzuführen ist; eine Umwandlung, die bei den mageren und porösen Mörteln schneller und intensiver vor sich geht, als bei den fetteren und daher dichteren¹).

Der etwaige Einfluß der Kohlensäureeinwirkung auf die Raumänderung der Mörtel ließe sich vielleicht durch Längenmessungsversuche, wie sie vielfach mit Zementmörtel vorgenommen werden, feststellen. ²

.p.IW^⁾6?“eh??Äk«^Mk^Ä^ÄTjlL”1 2'2 a"g“ommen! äiese ZlW kan" “Is ^ertasiger Durchschnittswert für das wandt woir SÄwÄrtSlSt °’568 ksA' 4 1 dSS ““‘»e “*««* «» R' ». »*«•

3 wandt wo äJT o“=^l‘mitTM) ilicfeef SSÄStf* °’K° kS'‘- d' 4 d“S    ~

4) Die eingeklammerten Zahlen beziehen sich auf das reine Kalkpulver.

1:0

1,704

3,408

5,112

8,520

11,928

3 3 3 3 jo

333333

05 4kJ>0 t-K 03

33333 00

05    • 05 4K co o

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1,394

1,951

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3333 3

O 4K 00 o to

h- 4K

33 3333 333333

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05 -a cd

3 3 3 3 3 ^ O O —⁴ "o p CD 00 CD Ol 00 ⁰⁰

Kl 4K 00 Ol t—«■ 7t

0,001

0,017

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333333

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3 3 jo 333 333 cd ^ 3

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3 3 3 3 3 3

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JD JD JD JD JD JD

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JD JD JD JD JD JD

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JD JD JD JD JD JD o i—*■ CO CO Ol G0 CO 05 O 00 00 Cn O 4k

Ol IO ^1

0,018

0,031

Luftkalke und Luftkalkmörtel.

Raumteile

Kalkpulver B⁴). Reihe 2.

j-*- COJOtJLO '(35 "C0 "O 00 K ^ o co 05 O 4k 05

1,668

n kg Sand

auf

J35 jKl CG JD JLO JGO

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03 H*.    02 CO m

i—*- Cn CD 05 C0

0,227

0,720

1,193

2,159

3,125

(0,470) (—0,069) 0,290 —0,249 0,370 —0,169 0,473 —0,066 0,668    0,129

0,734    0,195

0,015

0,070

l-⁴ (NJ i-¹ K K

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CO 05

CD CD JD JO JO JO

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Qi Qi Ü> O’ Oi Üi 05 05 05 05 05 05

0,470 0,726 0,539 0,290 0,992 0,539 0,370 1,518,|0,539 0,473 2,067,0,539 0,668 3,154 0,539 0,734 4,112 0,539

0,340

0,720

1,491

2,391

(0,069)

JD CD CD JD CD 4K 4K 4K I 00 CO 00 00 cn I O O O O O JD CD CD JD O CD *o *0 "o b-*- CO "co

CO Cn CD CO Cn tO CD Cn CO 00 00 tO

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0,028

0,030

°/o

1 + n kg Masse

auf

mvtlOn/₀

Wasser

Mischung: Kalkpulver Reihe 1: 0,563 kg „    2:0,550,,

SD

TT

<1

a>

>s

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CD

er

-!>t

Hohl raum Sp. 4 X ur ~ fu _/ 0.5205 lur — \ 0,302,/

Sand

In

öandhohlraum — Kalkpulver

Sp. 5 - {

0,256    g

0.250    „

Wasserzusatz

W¹

1+n    £

100 *

Sp 7 — Hohlraum im Kalkpulver 0,539 0,551

Sp. 7 - {

Zur Benetzung von ^    11 Sand Sp 8/n

Zug-N probe

or

Druck

probe

Raumgewicht (28Tage beobachtet

Sand

%*<s “

Kalk- g. pulver g⁻

— Bi

i— Wasser ^

in Summa

im Ralk-^ pulver

im Mörtel ^ Sp. 4 — Sp. 15

Rtl.

/-

SO

Sa

5    ||    6

9    10    11

V011

Versuchsreihe 1: Sand A. Rr = 1,795; br=0,480; ur = 0,520; 1 kg=0,557 1 Kalkpulver A: Rr = 0,708; br = 0,322x); ur = 0,678x); 1 kg = 1,412 I,. mit 0,957 1 Hohlraum und 0,455 1 dichter Masse²).

Tab. 30. Berechnung der Porenraumfüllung

Rtl.

Kalk-

pulver

§ Wasser

-

Cß

/

fD

an Hohl raum

an dichter Masse

j §

W im Mörtel P"⁴    o

gf im Kalk- g pulver S

Berechnung des Mörtelrückstandes im Probe kör per

In d. Raumeinheit ist vorhanden

Im Mörtelkörper ist vorhanden

12    13    14 | 15 || 16

hk Füllung des ! q, ^ Hohlraumes g * i Kalkpnlver g. ^

7“    j ^

W Benetzung g g p* des Landes ^ g

•-J

17    18 j 19    20 I 21    22    23    24

Kalkmörteln in verschiedenen Mischungsverhältnissen.

Versuchsreihe 2: Sand B. Rr= 1,846; br = 0,698; ur = 0,302 ■ 1 kg = 0,542 1 Kalkpulver B: Rr = 0,687 ; br = 0,312 *); ur = 0,688 >); 1 kg — 1,456 f mit 1,002 1 Hohlraum und 0,454 1 dichter Masse³).

Um zu ermitteln, ob und inwieweit die Untersuchung Ziurecks und der daraus von dem Forscher gezogene Schluß, daß in gutem Luftkalkmörtel der Gehalt an Kalkhydrat 13—15% (bezogen auf den trockenen Mörtel) betragen solle, mit dem vorliegenden Prüfungsbefund im Einklänge steht, sind die Kalkgehalte der verschiedenen Mörtelmischungen zweier Kalke (Kalk B und D aus Westfalen) in Tab. 31, in Prozenten des Gewichts der trockenen Mischung aus Ätzkalk und Sand berechnet, zusammengestellt.

¹

Sandfestigkeit der Zemente. Mitt. Materialpr.-Amt 1904. Heft 1/2. S. 81.

²

Die Lockerung des Zusammenhanges infolge Kohlensäureaufnahme läßt sich damit erklären, daß der sich bildende kohlensaure Kalk einen geringeren Kaum einnimmt, als ursprünglich das Kalkhydrat (bekanntlich hat kohlensaurer Kalk ein höheres spezifisches Gewicht als Kalkhydrat) und sich infolgedessen die in den mageren Mörteln, namentlich bei mauergerechtem Anmachen, befindlichen an sich schon verhältnismäßig großen Hohlräume noch mehr vergrößern, wodurch die Festigkeit des ganzen sich verringert.

Tab. 31. Gehalt an Kalkhydrat — Ca(OH)₂ — in Kalkmörteln verschiedener Zusammensetzung.

Probe-

material

(Versuchs

reihe)

Kalk B aus Westfalen (zu Kalkpulver abgelöscht),

Berliner Mauersand (Reihe 2)

Kalk D aus Westfalen (zu Kalkteig abgelöscht),

Mauersand (Quarzsand)

(Reihe 4)

Mischungsverhältnis Kalk: Sand

Gehalt au Kalk und Sand in Gewichtsteilen

Gehalt an Kalkhydrat

V)

Gehalt an Kalk und Sand in Gewichtsteilen

Gehalt an Kalkhydrat %>»)

0,525 kg Ca (OH)2 1,704 kg Sand

23,6

0,542 kg Ca (OH)2 1,665 kg Sand

24,6

0,525 kg Ca (OH)2 3,408 kg Sand

13,3

0,542 kg Ca (OH)2 3,330 kg Sand

14,0

1:3

0,525 kg Ca (OH)2 5,112 kg Sand

9,3

0,542 kg Ca(OH)2 4,995 kg Sand

1:5

0,525 kg Ca(OH)2 8,520 kg Sand

5,8

0,542 kg Ca (OH)2 8,325 kg Sand

cT | crT

0,525 kg Ca (OH)2 11,928 kg Sand

4,2

4,4

0,542 kg Ca (OH)2 11,655 kg Sand

!) Gewichtsprozente, bezogen auf das trockene Gemisch aus Kalk und Sand.

Der Vergleich dieser Zahlen mit den gefundenen Festigkeitswerten der Mörtel aus diesen Kalken bestätigt im wesentlichen den Befund der Ziurecksehen Beobachtungen und beweist die Berechtigung der darauf gegründeten Forderung, daß der Kalkhydratgehalt brauchbarer Kalkmörtel mindestens 13% (= etwa 10% Ätzkalk) betragen muß; dies entspricht nach Vorstehendem einem Mischungsverhältnis von Kalkteig zu Sand in den Grenzen l:l¹/2 bis 1:2. (In der Raumeinheit müssen je nach der Dichtigkeit des Sandes mindestens 0,130—0,150 Raumteile dieser Masse oder etwa 0,400—0,500 Raumteile Kalkhydratpulver sein; wird das Raumgewicht des Kalkpulvers im eingerüttelten Zustande zu rund 0,700 [1 cbm also = 700 kg] angenommen, so müssen in der Raumeinheit Mörtel 0,280—0,350 Gewichtsteile Kalkpulver enthalten sein.)

Wenn auch bei den Versuchen mit dem fetteren Mörtel 1:1 höhere Festigkeiten erzielt wurden, so darf man aus dieser Tatsache doch nicht den Schluß ziehen, daß gerade übermäßig fette Kalkmörtel für die praktische Verwendung die zweckmäßigsten seien; denn die Benutzung dieser Mörtel ist, wie oben bereits ausgeführt wurde, vom ökonomischen Standpunkte aus nicht nur nicht vorteilhaft, sondern wegen ihres zu starken Schwindens und des hierdurch bewirkten zu starken Setzens des aus ihnen hergestellten Mauerwerks sogar nur wenig empfehlenswert.

Burchartz, Luftkalke.

Im vorliegenden Falle konnte dieser Einfluß des Schwindens bei den fetten Mörteln nicht zur Wirkung und daher in den Festigkeitszahlen nicht zum Ausdruck gelangen, weil die geprüften Mörtel mit nur wenig Wasser angemacht und infolge dieses Umstandes und ferner des mechanischen Einschlagens bei der Anfertigung bezw. der hierdurch bewirkten engster Aneinanderlegung der Mörtelteilchen so stark verdichtet wraren, daß die fernere Feuchtigkeitsabgabe der Mörtel bei der Lagerung an der Luft kein oder wenigstens kein nennenswertes weiteres Schwinden derselben (auch nicht der fetten) mehr herbeizuführen vermochte.

f) Einfluß des Grades der Verdichtung (DichtigkeitsVerhältnisse) auf die Festigkeit der Kalkmörtel aus Luftkalk.

Sind Mörtelbestandteile (Bindemittel, Zuschlagstoffe, Anmachewasser) und ein bestimmtes Mischungsverhältnis der Bestandteile gegeben, so hängt der Dichtigkeitsgrad des daraus bereiteten Mörtels und dessen spätere Festigkeit ab von:

1.    der Art der Bereitung (Menge des Anmachewassers),

2.    der Art und Energie des Mischens (Gleichmäßigkeit der Mischung),

3.    der Beschaffenheit der Mauersteinmaterialien (Grad der Porosität bezw. Wasseraufnahmefähigkeit),

4.    dem Druck der Steinschichten (Verdichtung infolge mechanischer Einflüsse) ;

denn alle diese Umstände bedingen mehr oder weniger den Grad der Verdichtung des Mörtels.

Diese Tatsache ist, soweit Portland-Zement in Betracht kommt, sowohl aus Erfahrungen der Praxis¹) bekannt, als auch durch die Ergebnisse zahlreicher Versuche ²) bestätigt worden.

Eine gewisse Dichte ist für Kalkmörtel deshalb von Bedeutung, weil bei diesen unter gewöhnlichen Verhältnissen keine chemische Wechselwirkung zwischen Bindestoff (Kalk) und Zuschlagstoff (Sand) stattfindet, die Verbindung dieser Mörtel vielmehr, wenigstens deren Anfangserhärtung im wesentlichen auf die Verdichtung durch mechanische Einflüsse angewiesen ist.

Auf die wichtige Rolle, die der Dichtigkeitsgrad des Mörtels auch bei Kalkmörtel spielt, macht bereits Manger³) in seinem Hilfsbuch zur Anfertigung von Bauanschlägen aufmerksam und weist darauf hin,

„daß außer dem Alter des Mörtels und der Kalkmasse darin besonders die Dichtigkeit, mit der die Sandkörner auf- und nebeneinander liegen, sowie an der Oberfläche der davon berührten Steine lagern, es sei, die die Festigkeit des Mörtels bedinge; denn mit der Dichtigkeit verringerten sich die Zwischenräume“.

Genannter Forscher führte auch Versuche nach dieser Richtung aus, indem er Probekörper aus Kalkmörtel mittels eines Prägewerkes herstellte. Aus dem gewonnenen Ergebnis schloß er,

„daß für Ziegelwerk über der Erde das mittlere Verhältnis des Kalkmörtels 1 : 3, das höchste 1 :¹/a und das niedrigste 1 : 4Vs sein könne; mittleres Verhältnis gibt ein gutes und dauerndes Mauerwerk, das an Kalkzusatz höhere ein noch festeres, aber sehr langsam erstarrendes, das an Kalkzusatz geringere ein mittelfestes, aber in kurzer Zeit erstarrendes Mauerwerk. “

!) Der Portlandzement und seine Anwendung im Bauwesen. 1905. Verlag der „Deutschen Bauzeitung“, Berlin.

²)    Über die Ursachen der Abweichungen in den Festigkeitsergebnissen der Zementprüfung an verschiedenen Orten. Mitt. Materialpr.-Amt 1898. Heft 1. S. 1.

³)    G-ottgetreu, Physische und chemische Beschalfenheit der Baumaterialien. 1881. 2. Bd. S. 268. Verlag Julius Springer, Berlin.

Weitere Versuche über den Einfluß der Dichte als die von Manger vorgenommenen, liegen, soweit Fettkalkmörtel in Frage kommt, meines Wissens nicht vor, namentlich keine besonderen Versuche über den Grad der Beeinflussung der Dichte durch die oben unter 1 bis 4 genannten Umständen.

Art der Bereitung. In der Praxis wird Kalkmörtel mit so viel Wasser angemacht, daß er sogenannte mauer-(mörtel-oder keilen-) gerechte Steife erlangt; der Mörtel läuft in diesem Zustande glatt von der Kelle. Die Wassermenge muß auch möglichst dem zur Verwendung gelangten Steinmaterial angepaßt sein, da je nach der Wasseraufnahmefähigkeit der Steine mehr oder weniger Wasser aus dem Mörtel aufgesaugt wird und eine zu schnelle Absaugung des Wassers nicht wünschenswert ist. (In der Praxis werden daher die Mauersteine vor dem Vermauern gewässert.) Bei Verwendung sehr poröser Steine wird man den Wasserzusatz etwas erhöhen. Zu viel Wasser im Mörtel wirkt schädlich, da der wasserreiche Mörtel nach dem Vermauern und nachdem das Wasser durch Aufsaugung und Verdunsten entfernt ist, poröser wird als der weniger Wasser enthaltende. Die technische Prüfung benutzt in fast allen Ländern (nur Frankreich prüft als Norm plastischen Mörtel) für die Festigkeitsversuche erdfeucht angemachten Mörtel. Dieses für die Zementprüfung eingeführte Verfahren ist auch auf Kalke übertragen worden.

Es schien von Interesse, den Einfluß der verschiedenartigen Verarbeitungsweise (mauergerecht und erdfeucht) in etwa festzustellen. Zu diesem Zwecke wurden folgende Versuche ausgeführt.

Versuchsreihe 1.

Aus Kalk mit rund 97°/o Kalkgehalt (siehe Tab. 31a) und Mauersand im Verhältnis 1 : 3 wurden Mörtel verschiedener Steife, nämlich erdfeucht, d. h. mit wenig Wasser, und kellengerecht, d. h. mit viel Wasser, bereitet und aus diesen Zug- und Druckprobekörper hergestellt; der erdfeuchte Mörtel wurde in die Formen normengemäß, d. h. mit 150 Schlägen auf dem Hammerapparat, Bauart Böhme, eingeschlagen, der mauergerechte Mörtel mit der Kelle in die Formen eingefüllt; im letzteren Falle standen die Formen auf absaugenden Unterlagen (durch Abschleifen geebnete Dachziegel), um die Wirkung des Absaugens eines Teiles des Mörtelwassers durch die Mauersteine, wie es in der Wirklichkeit stattfindet, nach Möglichkeit nachzuahmen.

Tab. 31a. Einfluß der Verarbeitungsweise auf Raumgewicht und Festigkeit von Kalkmörtel.

Analyse des Kalkes.

Vers uchsrei he 1.

(Bezogen auf den kohlensäure- und wasserfreien Zustand.)

Kieselsäure und Unlösliches . Eisenoxyd und Tonerde

Ätzkalk.........

Magnesia........

Schwefelsäureanhydrid .    .    .    .

.    .    0,97    %

.    .    0,53    „

.    .    96,92    „

Tab. 32. Raumgewicht und Festigkeit verschieden verarbeiteten Kalkmörtels.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Mörtelmischuüg: 1 Raumteil Kalkteig 3 Raum teile Mauersand.

Zugproben

Druckproben

Art der Probenanfertigung

1 Tag

7 Tage

28 Tage

115 Tage

1 Tag

7 Tage

28 Tage

115 Tage :

Raumgewicht glccm

Erdfeucht eingeschlagen

2,100

2,043

2,043 I 2,071

2,093

1,977

1,969

1,986

Mauergerecht eingefüllt

1,886 j 1,800

1,814 ! 1,814

1,851

1,746

1,749    1,763

Festigkeit kg/ccm

Erdfeucht eingeschlagen

3,8

4,6

6,1

11,4

14,9

19,9

Mauergerecht eingefüllt

3,1

4,9

5,4

4,3

6,0

8,6

Verhältniszalilen; Festigkeit des erdfeuchten Mörtels : 100.

Mauexgereht eingefüllt

82

106

89

38

40 I 43

Die Prüfung der 7, 28 und 115 Tage alten Proben lieferte die in Tab. 32 verzeichneten Raumgewichts- und Festigkeitswerte; die letzteren sind in Fig. 21

zeichnerisch dargestellt. Aus den Ergebnissen ist der Einfluß der Yerarbeitungsweise ohne weiteres ersichtlich. Raumgewicht und Festigkeit der erdfeucht eingeschlagenen Körper sind erheblich höher, als die der eingefüllten Proben; am größten ist der Unterschied bei den Druckprobekörpern. (Siehe die Verhältniszahlen in Tab. 32.) Der Unterschied in r und (j.B der beiden Mörtelarten erklärt sich ohne weiteres aus der Art der Bearbeitung des Mörtels. Der erdfeuchte Mörtel wird durch Einschlagen stark verdichtet, indem Kalk- und Sandteilchen sich inniger aneinander legen (Wasser-und Luftteilchen werden zum Teil entfernt) und die Masse auf einen geringeren Raum zusammengepreßt wird, als sie vorher eingenommen hatte. Der mauergerechte Mörtel verliert zwar sein Wasser (durch Abgabe an die absaugenden Unterlagen und beim Verdunsten) und verringert ebenfalls infolge Einschrumpfens des Kalkes sein Volumen; indessen tritt kein so enges Aneinanderlegen der Mörtelteilchen und daher keine so große Verdichtung (Raumgewicht) ein, wie beim erdfeuchten Mörtel.

g/ccm 2.1W j

2.100

2.000.

7,900

kg/tjc

20

75

70

ßaumgew/'cbf

Festigke/t

7    28

A/ter d. Proben

■ .A

775Tage

Fig. 21.

Raumgewicht und Festigkeit verschieden verarbeiteten Kalkmörtels. Werte nach Tab. 82.

- Erdfeucht eingeschlagener

Mörtel. - Mauergerecht einge

füllter Mörtel. A Zugproben. B Druckproben.

Versuchsreihe 2.

Eine weitere Versuchsreihe (2) erstreckte sich gleichzeitig auf drei Mörtelarten, und zwar auf:

1.    Mörtel aus 1 Gewichtsteil Kalkteig (Harzer Kalk) -)- 4 Gewichtsteilen Normalsand,

2.    Mörtel aus 1 Gewichtsteil Kalkteig (Schlesischer Kalk) -f- 3 Gewichtsteilen Mauersand,

3.    fertigen Kalkmörtel aus einem Berliner Mörtel werk.

g/ccm

7,850

kg/qcm

ßaumgewict/t

•A

-"A

festig ke/t

Aus diesen Mörteln wurden Zug-und Druckprobekörper mit verschiedenem Wassergehalte¹) hergestellt; die kellengerechten Mörtel wurden, wie oben ber schrieben, in die Form eingefüllt, die erdfeuchten eingeschlagen. Die Ergebnisse der Raumgewichtsbestimmung und der Festigkeits versuche dieser Reihe (Tab. 33) zeigen ebenso wie die Werte der ersten Reihe deutlich die Wirkung der Mörtel Verarbeitung auf Raumgewicht und Festigkeit. Der Festigkeitsunterschied

zwischen den erdfeucht eingeschla-    ^

genen und mauergerecht einge- „    ...    ,    , ‘    .,    , . ,

° .    ...    ,    Kaumgewicht und Festigkeit verschieden

füllten Proben geht übersichtlich aus verarbeiteter Mörtel. Werte nach Tab. 33. dem Verlaufe der Schaulinien in Fig. 22 —Erdfeuchter, und aus den Verhältniszahlen in Tab. 33 * J KaMeig jh^r E^+iNo^and; hervor.    C'Kalkmörtel von einemBerlinerMörtelwerk.

Tab. 33. Raumgewicht und Druckfestigkeit verschieden verarbeiteter

Kalkmörtel.

Versuchs reih e 2.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

30

2,5

75

10

k/ter der Proben

90

■\B

~-c

790Tage

mauergerechter Mörtel.

Mörtelmischung

1 Gewichtsteil Kalkteig 1 Gewichtsteil Kalkteig Kalkmörtel, aus einem (Harzer Kalk) -j-    (Schlesischer Kalk) -f- Berliner Mörtelwerk

4 Gewichtsteile Normalsand 3 Gewichtsteile Mauersand

bezogen

Art der Probenanfertigung

7 Tage

28 Tage

90 Tage

28 Tage

90 Tage

l80 Tage

28 Tage !

90 Tage j

180 Tage

Raum ge wicht g/ccm.

Erdfeucht eingeschlagen

1,831

1,825    1,839

1,949    1,972    1,980

1,927

1,947    1,952

Mauergerecht eingefüllt

1,715    1,715    1,730

1,772    1,792 | 1,800

1,783 : 1,814    1,814

i) Der erdfeuchte Mörtel wurde in der Weise erzielt, daß der kellengerechte Mörtel auf porösen Unterlagen abgesaugt wurde (Ausbreiten des Mörtels in dünner Lage auf Gipsplatten).

Tabelle 38 (Fortsetzung).

Mörtelmischung

1 Gewichtsteil Kalkteig (Harzer Kalk) -)-4 GewichtsteileNormalsand 3 Gewichtsteile Mauersand

1 Gewichtsteil Kalkteig Kalkmörtel, aus einem (Schlesischer Kalk) -)-

Berliner Mörtelwerk

bezogen

Art der Probenanfertigung

7 Tage

28 Tage

90 Tage

28 Tage

90 Tage

180 Tage

28 Tage

90 Tage

180 Tage

Druckfestigkeit kg/qcm.

Erdfeucht eingeschlagen

8,0 I 10,7

13,7

17,1

23,5

34,0

18,8    | 24,3

28,9

Mauergerecht eingefüllt

4,2

5,9

8,9

6,8    ! 10,7    : 16,1

7,1

9,8

13,8

Verhältniszahlen; Festigkeit des erdfeuchten Mörtels =100.

Mauergerecht eingefüllt

53

55

65

40

46

48

38

41

48

Hiernach erreicht die Festigkeit des kellengerechten Mörtels kaum die Hälfte des erdfeuchten Mörtels.

Die Ergebnisse beweisen, daß erdfeuchter eingeschlagener Mörtel mehr verdichtet wird und höhere Festigkeiten liefert, als mauergerecht ein gefüllter.

Art des Mischens. Die Höhe des Wasserzusatzes bedingt in gewissem Sinne die Art des Mischens. Wasserarmer Mörtel muß zur Erzielung der erforderlichen gleichmäßigen Beschaffenheit und zur Vermeidung der Anhäufung von Kalk an der einen oder von Sand an der anderen Stelle besser durchgemischt werden und eine bessere Durcharbeitung und Durchknetung erfahren, als wasserreicher Mörtel. Ungenügendes Mischen verhindert die Gleichmäßigkeit der Masse und die innige Verkittung der einzelnen Teilchen und verringert somit die Festigkeit des Mörtels. Gehöriges Mischen und namentlich Kneten des Mörtels erhöht die Dichte der Masse, indem die Bindemittelchen zum engeren Anliegen an die Sandkörner gebracht werden, und hat höhere Festigkeit zur Folge. Früher wurde der Mörtel lediglich von Hand gemischt; seitdem man jedoch geeignete Mischmaschinen ersonnen und gebaut hat, wird an Stellen, an denen große Mörtelmassen verarbeitet werden, der Mörtel meist maschinell gemischt, bezw. maschinell gemischter verwendet. Daß letztere Art des Mischens die zweckmäßigere und stets die am meisten vorzuziehende sein wird, ist ohne weiteres einleuchtend; denn die Vermischung der zähen Kalkteigmasse mit dem Sande ist nicht nur mühsam und zeitraubend, sondern auch von Hand nur unvollkommen möglich, wenn nicht, wie oben bereits angedeutet, verhältnismäßig hoher Wasserzusatz angewendet wird. Hierbei spielt die Energie des Mischens und daher auch die Wirkungsweise der Mischmaschinen eine bedeutsame Rolle.

Zur Feststellung des Einflusses der Art des Mischens auf die Mörtelfestigkeit von Luftkalk wurden folgende Versuche ausgeführt:

Reihe 1.

Aus Kalkteig (gewonnen aus Kalk mit 97,20 °/o Ätzkalkgehalt) und Berliner Mauersand wurde Mörtel bereitet, und zwar wurde ein Teil des Mörtels von Hand und ein Teil im Mörtelmischer (Bauart: Steinbrück-Schmelzer) gemischt.

Das Hand mischen erfolgte mittelst eines Spatels so lange, bis die Mörtelmasse völlig gleichmäßiges Aussehen erhielt, das Maschinenmischen im Mörtelmischer unter Anwendung von 20 Umdrehungen der Mischschüssel. Aus den beiden Mörtelarten wurden Zug- und Druckproben normenmäßig hergestellt. Eigenschaften der verwendeten Mörtelstoffe siehe Tab. 34 und 35. Die Ergebnisse der Raumgewichtsund Festigkeitsprüfungen sind in Tab. 36 enthalten.

Hiernach haben die maschinell gemischten Proben durchschnittlich höheres Raumgewicht als die handgemischten, während der Unterschied in den Festigkeiten, wenigstens in der Zugfestigkeit, nicht nennenswert ist. Bei sechs Monaten Alter ist nur der Unterschied in der Druckfestigkeit beider Mörtelarten etwas größer (5 kg).

Einfluß der Art des Mischens auf die Festigkeit von Kalkmörtel.

Tab. 34. Analyse des Kalkes.

(Bezogen auf den kohlensäure- und wasserfreien Zustand.)

1,49 % 1,00 „ 97,20 „ 0,38 „ 0,03 „ Spuren

Kieselsäure......

Eisenoxyd und Zement .

Ätzkalk.......

Magnesia .... Schwefelsäureanhydrid Alkalien.....

Tab. 35. Eigenschaften des Sandes (Berliner Mauersand). Rf = 1,561 kg Rr == 1,850 „ s = 2,649 b = 0,698 U = 0,302

Gehalt an abschlämmbaren Bestandteilen 0,82 %.

Tab. 36. Rauingewicht und Festigkeit.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen. Mörtelmischung: 1 Gewichtsteil Kalkteig -}- 3 Gewichtsteile Mauersand.

Art

des

Zugproben

Druckproben

Mischens

3 Tage 28 Tage 3 Monate 6 Monate

3 Tage j 28 Tage 3 Monate 6 Monate

Raumgewicht g/'ccm.

Handmischen

2,114

nicht festgestellt

2,057

2,057

2,082

nicht fest-1 gestellt I

1,935

1,949

Maschinenmischen

2,129

nicht festgestellt

! 2,100 , 2,100

2,138

nicht fest- ( gestellt

2,017 i 2,031

Festigkeit kg/qcm.

Handmischen

7,0

6,2

7,5

OS

20,1 ¹ 21,1

Maschinenmischen

6,0 ! 8,2-

7,2

CO

OS

24,2

26,1

Reihe 2.

In höherem Maße als bei dem Mörtel der Reihe 1 kam der Einfluß der verschiedenen Mischart bei Proben der Reihe 2 zum Ausdruck. Diesen Versuchen lagen drei Mörtel verschiedener Zusammensetzung (1:3, 1:5 und 1 : 7) zugrunde, indem angenommen wurde, daß der Einfluß des Mischens bei mageren Mischungen mehr in die Erscheinung treten würde, als bei fetten. Ferner wurde hierbei der

kg/t/cm

20

Zugfestigkeit

Druckfestigkeit

10

S\

""

:?=

Atter der Probe/.

28Tage 3Monate    6M. 28Tage 3Monate 6Moa

Fig. 23.

Festigkeit der Mörtel nach Tabelle 39.

Maschinenmischen. • Mischung 1:3. o Mischung 1:5. X Mischung 1 : 7.

Handmischen.

von Hand gemischte Mörtel nur oberflächlich mit der Kelle durchgearbeitet, wie es häufig in der Praxis geschieht, während der maschinell gemischte, ebenfalls wie bei Reihe 1 im Mörtelmischer unter Anwendung von 20 Schüsselumdrehungen gemischt wurde.

Die mittleren Ergebnisse der Versuche dieser Reihe sind in den Tab. 37 und 39 verzeichnet, die Festigkeitswerte außerdem in Fig. 23 veranschaulicht.

Tab. 37. Analyse des Kalkes.

(Bezogen auf den kohlensäure- und wasserfreien Zustand.)

Kieselsäure und Unlösliches Eisenoxyd und Tonerde

Ätzkalk ......

Magnesia......

Schwefelsäureanhydrid

0,97 °/o 0,53 „ 96,92 „ 0,93 „ 0,66 „

Tab. 38. Eigenschaften des Sandes.

(Siehe Tab. 35.)

Tab. 39. Raumgewicht und Festigkeit,

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Mörtelmischung (Raum teile)

1 Kalkteig -j-3 Mauersand

1 Kalkteig -f-5 Mauersand

1 Kalkteig -f-7 Mauersand

Wassergehalt

8,6 °/o

6,5 °/o

6,2 %

Art des Mischens

Zugproben

Druckproben

Zugproben

Druckproben

Zugproben

Druckproben

28

Tage j Monate

28

Tage

Monate

28

Tage

Monate

28

Tage

Monate

28

Tage

Monate

28

Tage

Monate

Raumgewicht g/ccm

Handmischen 1,946 1,951 1,951 1,816 1,827 1,829 1,824 1,889 1,880 1,814 1,811 1,806 1,849 1,848 1,834 1,786 1,8024,794

r- - -    _I_I I    I 1_I I__I

Maschinen

mischen

2,034 2,037 2,037

1,970 1,9824,986

1,940 1,945 1,949

1,899 1,908 1,906

1,909

1,917

1,886

1,867

1,870 1,867

Festigkeit kg/qcm

Handmischen

Maschinen -mischen

4^ I 00

4-

eo I co

cd" "F

CO

GO

KI

«r

CM

00

'bi

JO i JD

b-*■

0,9

4,2

Kl

JO

2,6

10,4

Ohne

5,0    4,1 Festig-    0,9    0,8    2,0    3,2 j 2,8

13,2    11,3    1,9    2,3    2,1    8,5    9,0    7,5

Verhältniszahlen. Festigkeit des von Hand gemischten Mörtels : 100

Maschinen

mischen

118

100    116    246    244    238    300    260    289    248 ( 264    276

256 ¹ 263 | 425 I 281    268

Die ermittelten Werte zeigen deutlich den Einfluß der Mischart auf die Dichte (Raumgewicht) und auf die Festigkeit.

Dieser Einfluß macht sich in diesem Falle auch für die Zugfestigkeit durch den Unterschied in den Werten für Hand- und Maschinenmischung geltend, namentlich in den mageren Mischungen; die Verhältniszahlen (Tab. 39) geben über den Grad dieses Einflusses zahlenmäßigen Aufschluß. Fig. 23a veranschaulicht die Beziehungen zwischen Raumgewicht und Festigkeit.

Beschaffenheit der Bausteine. Das im Mörtel enthaltene Wasser wird, wie bereits erwähnt, nach dem Vermauern von den'Bausteinen zum Teil aufgesogen, wobei der Kalkteig mehr und mehr zusammenschrumpft, was engeres Aneinanderlagern der infolge des vorhandenen Wassers vorher weiter auseinanderliegenden Mörtelteilchen nach sich zieht und je nach dem Fettigkeitsgrade des Mörtels dessen spätere Festigkeit mehr oder minder beeinflußt. Dieses durch das Absaugen des Wassers bewirkte Eintrocknen und Festwerden des Mörtels ist das erste Stadium der Erhärtung und wird „Anziehen“ oder „Abbinden“ genannt.

hg/qan

zo

75

10

1,7

/!

/

V-5

•/

■7

■r

°°°7: 5

7,8

2,0r‘g/can

Fig. 23 a.

Beziehungen zwischen Raumgewicht und Festigkeit nach Tab. 39.

Handmischen.

--Maschinenmischen.

In welchem Grade die Festigkeit von wasserreich angemachten Zementmörtelproben erhöht wird, wenn sie, statt auf dichten nicht absaugenden Unterlagen (Glas, Metall usw.) auf absaugenden (Ziegelsteinen, Gipsplatten usw.) in die Form gefüllt werden (Gießverfahren), ist bekannt.

Steine, die, wie z. B. einige Bruchsteinsorten, wenig oder gar kein Wasser aufsaugen, sind daher zum Vermauern in Kalkmörtel aus Luftkalk oder schwach hydraulischem Kalk wenig geeignet (Zementmörtel wird in solchem Falle mit weniger Wasser angemacht) oder wenigstens mit Vorsicht zu verwenden. Andererseits soll allerdings der Stein auch nicht zu porös (oder gegebenenfalls beim Vermauern nicht zu trocken) sein, damit nicht auf einmal zuviel Wasser und dies auch nicht zu schnell dem Mörtel entzogen wird.

Durch nachstehende Versuche mit Kalkmörtelproben, die unter verschiedenen Verhältnissen hergestellt wurden, sollte ermittelt werden, inwieweit die Festigkeit

von Kalkmörtel durch das Absaugen des Wassers beeinflußt wird.

kg/qcm

10

r

d/terd Proben

28Tage

3Mon.

Fig. 24.

Festigkeit der Mörtel nach Tab. 40. • und o Auf nicht absaugender Unterlage gefertigte Proben.

Fertiger, von einem Mörtelwerk bezogener Kalkmörtel wurde zum Teil in (Würfel-) Formen gefüllt, die auf nicht absaugenden Unterlagen (Eisenplatten), zum Teil in solche, die auf absaugenden Unterlagen (geebnete Dachziegel von Biberschwanzform) standen. Die Proben wurden nach zwei Tagen entformt und bei 7, 28 und 90 Tagen Alter der Druckprobe unterzogen.

Die Ergebnisse (Tab. 40 u. Fig. 24) lassen die Richtigkeit des oben Gesagten erkennen, wenn auch der Unterschied in der Festigkeit der nach verschieb denen Verfahren hergestellten Proben im vorliegenden Falle nicht erheblich ist. Immerhin ist der Einfluß der Wasserabsaugung auf die Festigkeit bewiesen.

Einfluß der Wasserentziehung auf die Festigkeit von Kalkmörtel.

Tab. 40. Festigkeit von Kalkmörtel¹) im Anlieferungszustande, d. h. bei mörtelgerechter Verarbeitung.

Versuch

Auf nicht absaugender Unterlage Auf absaugender Unterlage in in Formen gefüllt

Formen gefüllt

Nr.

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

Bemerkungen.

7 Tagen

28 Tagen

3 Monaten

7 Tagen 28 Tagen 3 Monaten

2,4

3,1

3,9

7,4

3,1

2,8

7,0

3,4

7,5

2,9

3,3

2,9

2,6

7,4

3,2

8,2

3,1

3,8

7,8

3,0

3,8

7,4

3,1

4,3

4,6

6,4

3,2

4,3

8,1

6,8

Der Mörtel wurde in kelleugerechtem Zustande in die Formen gefüllt.

Mittel

2,9

3,0

7,1

3,1

3,8

t) Der Kalkmörtel war von einem Berliner Mörtelwerk bezogen. Die Prüfung des Mörtels auf mechanische Zusammensetzung ergab das Mischungsverhältnis: nach Gewichtsteilen = 1 :4,2; nach Raumteilen = 1: 1,2.

Druck der Mauersteinschichten. Daß die Auflast bezw. der Druck der aufgemauerten Steinschichten mit den Grad der Verdichtung des Fugenmörtels¹) bedingt, ist ohne weiteres einleuchtend und durch praktische Erfahrungen hinlänglich bewiesen. Je größer jene Last und der durch sie bewirkte Druck ist, desto mehr wird der Mörtel zusammengepreßt, solange der Mörtel nicht abgebunden ist und nicht ausweichen kann. In den unteren Mauerwerksschichten ist der Mörtel dichter, als in höher gelegenen.

Statt kellengerechten Mörtels, wie er zum Vermauern verwendet wird, benutzt man für Festigkeitsprüfungen zum Einformen der Körper erdfeuchten Mörtel, der unter gewissen Bedingungen in die Formen eingeschlagen wird. Bei dieser Art der Mörtelbearbeitung hängt der Grad der Verdichtung des Mörtels von der aufgewendeten Schlagarbeit ab, die ihrerseits wieder bedingt ist durch die Schwere des Fallgewichts, die Fallhöhe, die Anzahl der Schläge (Stöße) und die Dicke bezw. Masse des einzuschlagenden Körpers. Mit Änderung einer dieser Faktoren ändert sich auch das Raumgewicht der Probekörper. Der Einfluß der Schlagarbeit auf die Festigkeit (Erhärtung) von Zementmörtel ist aus den Ergebnissen vieler Versuche bekannt ¹ 2).

Einfluß der Schlagarbeit auf Dichte und Festigkeit der Luftkalkmörtel. Um die Wirkung verschiedener Schlagarbeit auf das Raumgewicht und die Festigkeit auch von Luftkalkmörtel zu ermitteln, wurden folgende Versuche mit zwei Kalksorten angestellt:

Aus Kalkpulver, gewonnen aus zwei Fettkalken mit 98,14 und 97,13 °/o Ätzkalkgehalt, und Mauersand wurden je zwei Mörtel in den Mischungsverhältnissen 1 : 2 und 1 : 4 nach Raumteilen in erdfeuchter Steife hergestellt und aus diesen Zug- und Druckprobekörper durch Einschlagen auf dem Normalhammerapparat gefertigt, und zwar unter Anwendung von

Schlagzahl

Gesamtschlagarbeit m/kg *)

Schlagarbeit für die Raum-einheit m/kg/ccm

Zugprobe

Druckprobe

50

16,8

0,24

0,05

100

33,6

0,48

0,09

150

50,4

0,72

0,14

*) Das Gewicht des Böhmeschen Hammers beträgt 2 kg und die Hubhöhe 168 mm. Die Zugprobe hat 70 ccm, die Druckprohe 355 ccm Inhalt.

Die Körper lagerten an der Luft und wurden bei 28 Tagen, 3 Monaten und 6 Monaten Alter auf Gewicht (Raumgewicht) und Festigkeit geprüft.

Die Ergebnisse der Versuche sind in den Tab. 41-—44 verzeichnet und diejenigen der Raumgewichts- und Festigkeitsprüfungen außerdem in Fig. 25 und 26 veranschaulicht. In diesen beziehen sich die ausgezogenen Linien auf Mischung 1 : 2 und die gestrichelten auf Mischung 1 : 4.

Einfluß der Schlagarbeit auf die Dichte und Festigkeit von Kalkmörtel.

Tab. 41. Analyse der Kalke.

(Bezogen auf den kohlensäure- und wasserfreien Zustand.)

Ver

suchs

reihe

Herkunft

des

Kalkes

Kieselsäure Eisenoxyd und

Unlösliches Tonerde

und

Ätzkalk

Magnesia

Schwefel

säure

anhydrid

Rest

(Alkalien)

°/0

°/0

°/o

°/0

°/o

Westfalen

Mähren

co oo

T-<    [>•

cT cT

^ CD CM iO

o cT

98,14

97,13

o o '-•a cs

05 C5

q/ccm 2,750 -

PersucAsre/he 7

l/ersucbsre/be 2

2.725

2,700

2,075».

2,050

2,025]

2,000

v>

1,950 \S

7.925

\\

•V \\

•V.-

.J.

1,875

APer d Proben

A/ter d Proben

3 Tage 28 Tage

3 Monate

6M. 3 Tage 28 Tage

SMonafe

6Mon.

Fig. 25.

----Mischung 1:2. ......Mischung 1 : 4.

Zugproben.

Ergebnisse der Raumgewichtsbestimmung nach Tab. 43. Druckproben.

• Mit 50 Schlägen eingeschlagen.

, 100

, 150

Versuchsreihe

Mörtelstoff

Tab. 42. Eigenschaften der Mörtelstoffe.

Gewicht für 1 1 in kg

einge- einge- eingelaufen rüttelt fülltx) Rf R,. Ri

Spez.

Dich-

Un-

Ge-

tig-

dich-

Korngröße

wicht

keits-

grad

tig-

keits-

(1

grad

Rück

stand

Siebe mit der übergeschriebenen Anzahl Maschen für 1 qcm

20    60 120 324 600 900 5000! S

Kalkpulver

(Kalk 0,427 aus Westfalen)

0,740 0,475

Auf den Sieben

0,0 0,4 1,4 2,2 2,8    6,0

Zwischen je 2 Sieben

j 0,0 0,4 1,0 0,8 0,6 3,2 94,0 —

Kalkpulver

(Kalk 0,425 aus Mähren)

0,746 0,455

Auf den Sieben

— 0,0 2,0 6,0 8,0 20,0

Zwischen je 2 Sieben

— 0,0 2,0 4,0 2,0 12,0 80,0 —

1 Freienwalder und

Rohsand²)

1,575

1,849 1,610 2,655

0,697

0,303

Auf den Sieben

0,0 j27,0 54,5|77,0 — 89,5

Zwischen je 2 Sieben

—• |27,0 27,5 22,5| — — 10,5 —

1)    Im 20 1-Gefäß ermittelt.

²)    Gehalt an abschlämmbaren Stoffen: Spuren.

kff/ycm

IPersucbsre/he 1

/ersuc/tsre//?e 2

25

20

75'%

__X

10

rf

:°=

■-==| ---

oV-t—

28 Page

A/ber d, Prober,

3 Moncde

6M. 28 Tage

3Monabe

A/ber d Prober

6Mon.

Fig. 26.

Ergebnisse der Festigkeitsversuche nach Tab. 44. Zeichenerklärung wie in Fig. 25.

Tab. 43. Raunige wichte der Körper zu Tab. 44.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Versuchs

reihe

Anzahl

der Schläge bei der Probenanfertigung

Zugproben

3 Tage 28 Tage 3 Monate 6 Monate

Druckproben

3 Tage 28 Tage 3Mouate 6Monate

1 Raumteil Kalkpulver -4- 2 Raumteile Mauersand (9,0 % Wasser)

50

100

Kalk

150

CO CO tP

rp 00 v-h © O H

CM of of

co o o ^ o o

O vH vH

CM of of

JO JO JO

f-    'o

K) H- CJ1

CO    M

JO JO JO o

CO h*- Ol co ^

JO JO IO

H H S

O O C5

rd -rd cd

o co co t—• co ^4

JO JO h*.

o 'o 'co

IO h o Ü1 H to

O CO t>-O CM CO OJ © O of of CM

West-

1 Raumteil Kalkpulver -(- 4 Raumteile Mauersand (7,5 % Wasser)

50

100

150

1,914

1,929

1,943

1,929 ! 1,929 1,943 j 1,943 1,957    1,957

C5 CO G Ol ^ lO C5^ 05^ 05^

vH vH vH

1,924

1,944

1,952

O C5 O-C5 O CO CO 05

C5 O tO

H vH

00^ CD

V—< vH vH

!-*•    (-*•    t-L

co 'co *00

*—*• t—»■ GO

00 o co

1 Raumteil Kalkpulver -4- 2 Raumteile Mauersand (9,0°/o Wasser)

50

100

Kalk

150

F- O 05 »Q O CM 05 vH vH

of <nT of

CO o o ^ o o

05 vH v—t

CM CM cf

JO JO JO O

IO K ■<] CO ^ H

JO JO JO to H S

CO ^ H

CO vH vH

N (M (M

<0 vH v—l

cd cd cd

1,972

2,014

2,039

JO JO h-».

O 'o 'co Ü1 K) cc 4^

GO CO

^ ^ 05 cs co io

of ©r

aus

1 Kaumteil Kalkpulver -|~ 4 Kaumteile Mauersand (7,5% Wasser)

50

100

150

1,929

1,943

1,971

1,914

1,957

1,986

JO 1-*- H*•

~o 'co Id

O -J CO

O c-*- CO

1,929

1,971

2,000

1,910

1,975

1,983

1,868

1,904

1,924

CO CO OO CO i—L *<1

OI üt co

CO IO Iß [>- vH CO

00 o o

vH vH vH

Aus den Raumgewichten (Tab. 43 und Fig. 25) geht ohne weiteres der Einfluß der verschiedenen Schlagarbeit auf die Dichte (Raumgewicht) der Mörtel, die im Fettigkeitsgrad stark voneinander abwichen (Verhältnis 1 : 2 und 1 : 4), hervor.

Mit wachsender Schlagarbeit nimmt das r der Zug-und der Druckproben innerhalb der zur Prüfung gelangten Schlagzahlgrenzen zu.

Daß die    Druckproben und    zum Teil auch die Zugproben    an    Gewicht

bezw. Raumgewicht anfänglich ab- und dann von einem gewissen Zeitpunkt an wieder zunehmen, ist ein an sich selbstverständliches Ergebnis, was bei allen Mörteln, die an    der Luft erhärten,    zu beobachten ist. Die Körper verlieren nämlich solange an    Gewicht, bis das in ihnen enthaltene Anmachewasser    (bei    hydrau

lischen Mörteln bezw. Bindemitteln, soweit es nicht chemisch gebunden wird) verdunstet ist, und nehmen von diesem Zeitpunkt an, infolge der Kohlensäureaufnahme, an Gewicht wieder zu und zwar solange bis eben das gesamte oder das von der Kohlensäure der Luft erreichbare Kalkhydrat in kohlensauren Kalk übergegangen ist. Daß die Kohlensäureaufnahme und infolgedessen auch die Gewichtszunahme bei den fetten,    d. h. mehr Kalk    enthaltenden Mörteln größer ist,    als    bei den

mageren, ist ebenfalls natürlich. Die Zugprobekörper erlangen höheres r, als die entsprechenden Druckprobekörper, ein Ergebnis, das schon in der Art der Anfertigung, d. h. dem verschiedenen Maße der für beide Probearten aufgewendeten Schlagarbeit begründet ist (siehe Tabelle S. 75).

Prozentual ist die Raumgewichtssteigerung mit zunehmender Schlagarbeit gering, wie aus den Verhältniszahlen (Tab. 45) hervorgeht*).

¹

Mattem, Beitrag zur Beurteilung der Mörtelfestigkeit im Bauwerk. Zentralblatt der Bauverwaltung 1905. Nr. 10.

²

*) Gary, Die Ursachen der Abweichungen der Versuchsergebnisse der Zement-gürtung an verschiedenen Orten. Mitt. Materialpr.-Amt 1900. Heft 1.

Tab. 44. Festigkeit.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Versuchs

reihe

Anzahl der Schläge bei der Probenanfertigung

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

Verhältnis    für

Druck

28 Tagen

3 Monaten

6 Monaten

28 Tagen

3 Monaten

6 Monaten

28 Tage

3 Monate

6 Monate

1 Rtl. Kalkpulver + 2 Rtl. Mauersand (9,0 °/o Wasser)

50

1,5

2,0

2,4

14,5

18,5

100

2,5

2,3

3,0

15,1

18,9

150

2,9

2,7

5,1

15,1

20,3

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Westfalen

77

50

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(9,0% Wasser)

1 Rtl. Kalkpulver -f- 2 Rtl.

50

5,3

5,7

8,7

13,1

17,8

23,1

2,5

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100

4,9

7,7

8,5

13,2

18,0

22,3

2,7

150

5,6

7,8

8,7

13,5

19,0

24,9

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JO

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2,4

JO

JO

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1 Rtl. Kalkpulver -j- 4 Rtl. Mauersand

50

100

150

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Weniger gesetzmäßig als die Veränderung der Dichtigkeitsverhältnisse mit veränderter Schlagzahl, ist die der Festigkeitseigenschaften der Mörtel; denn, wie die durchschnittlichen Festigkeitswerte (Tab. 44) und namentlich der Verlauf der sie darstellenden Schaulinien (Fig. 26) zeigen,

i) Von einem gewissen Fettigkeits- oder vielmehr Magerkeitsgrad an wird überhaupt keine weitere Verdichtung des Mörtels und daher keine Raumgewichtssteigerung mehr stattfinden, da der Sand im Mörtel, sobald seine Hohlräume nicht mehr ausgefüllt sind, sich nur auf ein gewisses Maß zusammenpressen läßt, gleichviel wie wenig Kalkhydrat vorhanden ist.

sind die Unterschiede in den Festigkeiten der mit verschiedener Schlagzahl gefertigten Proben unerheblich. In einem Falle (Reihe 1, Mischung 1 : 4) haben sogar die mit einer größeren Anzahl Schläge (150) hergestellten Proben geringere Festigkeiten ergeben, als die mit einer kleineren Anzahl Schläge (100) gefertigten.

Tab. 45. Verhältniszahlen der Raumgewichte und Festigkeiten

nach Tab. 43 und 44.

Werte der mit 50 Schlägen gefertigten Proben = 100.

Versuchs

reihe

Mörtel

mischung

Anzahl

der

Schläge

Tage

Zugproben

Druckproben

28

28

Tage

Monate Monate

Tage

Tage Monate Monate

Raumgewichte

50

100

100

100

100

100

100

100

100

100

150

50

100

100

100

100

100

100

100

100

100

150

50

100

100

100

100

100

100

100

100

100

150

50

100

ioo ; ioo ioo

100

100

100

100

100

150

Festigkeit

50

100

100

100

100

100

100

100

167

115

125

104

102

109

150

193

135

213

104

110

112

50

100

150

100 ; 100 126    ;    115

115    :    111

100

109

115

50

100

100

92

150

106

100 ! 100 135    98

137    100

O

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T—I vH

100

101

103    107

100

97

108

50

100

100

100

100

100

100

100

103

105

107

103

107

114

150

100

105    115

109

111

121

Jedenfalls entspricht die Festigkeitszunahme nicht der Schlagarbeitssteigerung, wie zahlenmäßig aus den Verhältniszahlen der Tab. 45 hervorgeht; wenigstens steht

sie in keinem Verhältnis zu der Festigkeitssteigerung, die bei ähnlichen Versuchen mit Zementmörtel erzielt worden ist. (Siehe Mitt. Materialpr.-Amt 1898. S. 1 ff.)

Das Verhalten der Kalkmörtel in dieser Beziehung läßt sich vielleicht mit der Annahme erklären, daß die unter Aufwendung einer größeren Schlagzahl gefertigten Proben zu stark verdichtet und infolgedessen für die Erhärtung, d. h. die Kohlensäureaufnahme ungeeigneter gemacht werden, als die weniger stark verdichteten.

Mit diesen Verhältnissen müßte man gegebenenfalls bei Aufstellung von Vorschriften für Prüfung von Luftkalkmörteln auf Festigkeit rechnen.

g) Einfluß der Art der Erhärtung auf die Festigkeit von Luftkalkmörtel.

Theorie der Erhärtung von Luf tkalk mörtel. Man denkt sich den Vorgang der Erhärtung von Luftkalkmörtel ziemlich einfach. Der in Form von Kalkhydrat im Mörtel vorhandene ziemlich wasserreiche Kalkteig schrumpft nach dem Vermauern des Mörtels infolge der Wasserabgabe an die Mauersteine und an die' umgebende Luft zusammen; er schwindet. Man nennt diesen Übergang des Mörtels aus dem weichen, beweglichen Zustand in den festen, starren „Anziehen“ oder „Abbinden“. Dieser rein mechanische Vorgang ist jedoch nicht identisch mit dem beim Anmachen von Zement mit Wasser sich abspielenden, ebenfalls mit „Abbinden“ bezeichneten Prozeß und ist daher mit diesem nicht zu verwechseln; denn das Abbinden des Zementes beruht im wesentlichen auf einem chemischen Vorgänge (chemische Wasserbindung).

Das eigentliche Abbinden des Kalkes ist dem Prozeß des Anziehens des Mörtels schon vorausgegangen, wenn man den Vorgang des Ablöschens, das ebenfalls wie das Abbinden beim Zement nichts anderes als eine chemische Wasserbindung ist, als Abbinden betrachtet, wie es Knapp¹) tatsächlich tut. Wir kommen auf diesen Punkt noch besonders zurück.

Infolge des Schwindens des Kalkteiges lagern sich die Sandteilchen enger aneinander und der Mörtel verdichtet sich, wobei der Druck der Mauersteine begünstigend einwirkt. Auf diese Weise kommt das „Setzen“ des Mauerwerks zustande.

Der weitere Abschnitt des Festwerdens, das eigentliche „Erhärten“, des Kalkmörtels beruht auf der allmählichen Umwandlung des vorhandenen Kalkhydrates in kohlensauren Kalk durch Aufnahme von Kohlensäure aus der Luft.

Dieser chemische Vorgang, der von einer Wasserabgabe (CaOH₂ geht durch die Aufnahme von C0₂ über in CaC0₃ und H₂0) begleitet ist, spielt sich nur sehr langsam ab, und zwar in dem Grade langsamer, in dem sich die Schicht kohlensauren Kalkes verdickt und der Luft d. h. der Kohlensäure der Zutritt zum Kalkhydrat im Mörtel erschwert wird.

Bekannt ist, daß häufig in sehr dicken Mauern der Kalk noch nach Jahrhunderten als Kalkhydrat vorhanden ist.

Trotz der bei der Erhärtung, d. h. der Zersetzung des Kalkhydrates vor sich gehenden Wasserabsonderung schreitet der Übergang des Hydrates in Karbonat nur dann nennenswert fort, wenn dem Mörtel von Zeit zu Zeit Feuchtigkeit zugeführt ¹

wird, wie denn z. B. bekannt sein dürfte, daß der Mörtel an derjenigen Seite von Mauern, die dem Regen am meisten ausgesetzt ist, weit fester wird als an solchen, die mit Feuchtigkeit wenig oder gar nicht in Berührung kommen.

Aus dieser Darstellung des Erhärtungsvorganges ist ersichtlich, erstens, daß späteres nennenswertes Festwerden des Kalkmörtels nur gewährleistet werden kann, wenn er infolge des Anziehens (Eintrocknens) einen gewissen Zusammenhang (Dichte) erlangt hat, und zweitens, daß die Aufnahme von Kohlensäure durch das Kalkhydrat nur bei einem gewissen Feuchtigkeitszustande des Mörtels vor sich geht.

Was die Energie der Kohlensäureaufnahme anbetrifft, so hat bereits Wolters auf dem Yersuchswege festgestellt, daß diese wesentlich durch den Wassergehalt des Mörtels beeinflußt ist. Frisch angemachter Mörtel nimmt nach den Beobachtungen des genannten Forschers mit vollem Wassergehalt nicht über ¹j2 °/o Kohlensäure auf und ist daher unfähig, zu erhärten; erst wenn ein Teil des Wassers durch Austrocknung (beim Abbinden) entfernt ist, findet wirksame Kohlensäureaufnahme statt. Andererseits reagieren trockenes Kalkhydrat und völlig trockene Kohlensäure nicht aufeinander; erst die Zufuhr von Wasser bewirkt Aufnahme der Kohlensäure durch Kalk. Nach Wolters¹) ist 1 v. H. der günstigste Wassergehalt.

Nach den Untersuchungen desselben Forschers ist nur tropfbar flüssiges (nicht dampfförmiges) Wasser geeignet, die Verbindung der Kohlensäure mit dem Kalkhydrat zu bewirken.

Lehmann und Nuß bäum² 3), die auch nach dieser Richtung wissenschaftliche Untersuchungen ausgeführt haben, stellten gleichfalls fest, daß die Aufnahme der Kohlensäure durch den Kalkmörtel nur bei einem bestimmten Wassergehalt (0,6 bis etwa 8 v. H.) erfolgt und daß ein lebhafter, für Bauzwecke irgendwie in Betracht kommender Erhärtungsverlauf nur stattfindet bei einem Wassergehalt des Mörtels von mehr als 1 v. H. und weniger als 6 v. H.

„Der Ätzkalk“, sagt Nußbaum⁴), „vermag die Kohlensäure nur bei einem ganz bestimmten Feuchtigkeitsgehalt zu binden. Solange die feinen Hohlräume des Mörtels mit Wasser gefüllt sind, findet eine Überführung von Ätzkalk in kohlensauren Kalk überhaupt nicht statt und ebenso hört dieser Vorgang vollkommen auf, sobald der Wassergehalt des Mörtels auf 0,6% seines Gewichtes gesunken ist.“

Sehr wichtig ist der Sand, weil dieser einerseits größere Anhäufungen von Kalkteig verhindert⁵), andererseits den Mörtel für die Kohlensäureaufnahme geeigneter macht. Wie wir oben gesehen, ist denn auch die Festigkeit des Kalksandgemisches (bis zu einem gewissen Sandzusatz) höher, als die des reinen Kalkes.

Einige Forscher (v. Fuchs, Koßmann und Hauen Schild) nehmen bei der Erhärtung von Luftkalk die Bildung eines basischen Hydrokarbonats (CaC0₃, OH., bezw. 3CaC0₃, 2 CaOH₂) an, während Wittstein, Michaelis und Schoch⁶) den Erhärtungsvorgang als auf der Kohlensäurebildung beruhend erklären.

Erhärtung des Luftkalkmörtels durch Silikatbildung. Von verschiedenen Seiten ist die Hypothese aufgestellt worden, daß die Erhärtung der

Luftkalkmörtel zum Teil auch auf dem Entstehen von kieselsaurem Kalk beruhe, dessen Bildung neben der von kohlensaurem Kalk während der Erhärtung vor sich gehe; und zw⁷ar stützt sich diese Anschauung auf die Ergebnisse der Untersuchung alter Mörtel, wie solche von Schrötter¹), Petzholdt²) und anderen Forschern vorgenommen sind und die das Vorhandensein von löslicher Kieselsäure in diesen Mörteln in mehr oder weniger beträchtlichen Mengen ergeben haben. Die Bildung des kieselsauren Kalkes wurde der ätzenden Wirkung des Kalkhydrates auf den Quarzsand zugeschrieben.

Diese Anschauung hat sich, obgleich sie von den verschiedensten Seiten als irrig widerlegt worden ist, bis in die neueste Zeit selbst unter Fachleuten erhalten.

Koch 1884 suchte Baurat Mothes in der Töpfer- und Ziegler-Zeitung an Hand der Ergebnisse von Untersuchungen mit Mörtel verschiedenen Alters nachzuweisen, daß das Kalkhydrat bezw. der kohlensaure Kalk im Mörtel mit dem Sande im Laufe der Zeit sich zu Kalksilikat verbindet. Gegenüber den von Mothes mitgeteilten Werten für den Gehalt an Kieselsäure weist Cramer³) darauf hin, daß das Vorhandensein von löslicher Kieselsäure kein Beweis für dessen Bildung aus dem Quarz ist; denn' sie kann sowohl aus dem Kalk (der in Berlin und Umgegend vielfach gebräuchliche Rüdersdorfer Fettkalk hat z. B. bis zu 4 % Kieselsäure), als auch aus den Mörteln beigemischten Zuschlagstoffen stammen, die von vornherein lösliche Kieselsäure enthalten.

Bereits Winkler und Feichtinger⁴) vertreten den Standpunkt, daß die in alten Mörteln gefundene aufgeschlossene Kieselsäure häufig auf den Tongehalt des zur Verwendung gelangten Kalkes zurückzuführen ist.

In dem Chemischen Laboratorium für Tonindustrie zu Berlin sind verschiedentlich Prüfungen alter Mörtel aus Luftkalk ausgeführt worden, bei denen nur geringe Gehalte an löslicher Kieselsäure im Mörtel festgestellt wurden. Z. B. ergab die Untersuchung von 200 Jahre altem Mörtel⁵) aus Rüdersdorfer Kalk in einem Falle 0,3 und in zwei Fällen 0,5 °/o lösliche Kieselsäure. Weitere Versuche bestätigten diese Ergebnisse⁶).

In neuerer Zeit hat sich namentlich Kuß bäum⁷) mit der Untersuchung von Mörteln aus Bauwerken des Mittelalters beschäftigt und hierbei in den Mörteln, die sich durch besonders hohe Festigkeit auszeichneten, einen so hohen Gehalt an löslicher Kieselsäure gefunden, daß nach seiner Meinung von einem zufälligen Hineingeraten derselben in die Mörtel unter keinen Umständen die Rede sein kann.

„Da die zum Mauerwerk verbundenen Steine oder Ziegel vielfach weder Quarz noch sonstige Bestandteile aufwiesen, aus denen Kieselsäure durch Aufschließung (unter der Einwirkung des Ätzkalkes) in dem Mörtel übergegangen sein konnte, so muß die Kieselsäure in irgend einer Form (Puzzolan, Traß, Ziegelmehl u. dgl.) dem Kalkmörtel absichtlich zugesetzt sein.“

Die Verwendung solcher Mörtel im Mittelalter begründet Kußbaum mit den hervorragenden Kenntnissen, die man zu jener Zeit von den zum Errichten von Bauwerken dienenden Körpern und Stoffen hatte, und mit den reichen Er-

!) Feichtinger. 1885. S. 77.

²)    Tonindustrie-Zeitung 1894. Nr. 13. S. 296—297.

3)    Tonindustrie-Zeitung 1894. Nr. 13. S. 296—297.

4)    Feichtinger. 1885. S. 77.

5)    Tonindustrie-Zeitung 1894. Nr. 13. S. 297.

6)    Tonindustrie-Zeitung 1904. Nr. 140. S. 1635.

⁷)    Die Erhärtung der Kalkmörtel. Beilage zu Nr. 33 der Zeit sehr. f. Architektur- u. Ingenieurwesen 1897. S. 406.

fahrungen, über die man für die Mörtelbereitung und die Erhärtungsweise der verschiedenen hierzu benutzten Stoffe damals verfügte.

Daß im übrigen eine chemische Bindung des Kalkhydrates mit dem Quarzsand, d. i. unlösliche (unaufgeschlossene) Kieselsäure, zu Kalkhydrosilikat unter gewöhnlichen Verhältnissen nicht vor sich geht, hat zuerst Michaelis festgestellt. Ferner hat Donath¹) durch planmäßige Untersuchungen, die über die chemische Bewertung des Mörtelsandes im allgemeinen und über die Angreifbarkeit der quarzigen Kieselsäure durch Ätzkalk im besonderen Aufschluß geben sollten, zuverlässig nachgewiesen, daß absolut reiner Quarzsand durch Ätzkalk, selbst nach langer Einwirkungsdauer, keine chemische Veränderung (unter Bildung von Kalksilikat) und demnach keine Überführung in lösliche Kieselsäure erfährt.

Das Aufschließen des Quarzsandes, d. h. das Entstehen löslicher Kieselsäure aus solchem Sand durch Einwirkung von Kalkhydrat kann vielmehr, wie ebenfalls zuerst Michaelis und später Glasenapp²) nachgewiesen haben, nur unter Einwirkung hoher Wärme (über 100° C), die Gegenwart von Feuchtigkeit vorausgesetzt, und demzufolge auch bei hoher Dampfspannung vor sich gehen. Unter solcher Beanspruchung wirkt der Kalk aufschließend auf die Kieselsäure. (Patent Michaelis, D. R.-P. 14195 vom 5. Oktober 1880)³).

Gelegentlich der in der Abteilung für Baumaterialprüfung ausgeführten Untersuchungen von Kalkmörteln, die nachweislich aus reinem Quarzsand und reinem Luftkalk bereitet waren, konnte ebenfalls mehrfach festgestellt werden, daß irgendwelche Bildung von löslicher Kieselsäure (die Verbindung „kieselsaurer Kalk“ läßt sich als solche auf chemischem Wege nicht nachweisen) innerhalb der zur Anwendung gelangten Erhärtungszeiten (bis zu einem Jahr) nicht vor sich gegangen war.

Die früher vorherrschende Anschauung, daß die Bildung löslicher Kieselsäure an der Erhärtung der Luftkalkmörtel teilnehme, entbehrt somit jeder Begründung.

Aus der großen Zahl der im zweiten Teil dieses Aufsatzes in Tab. 57 enthaltenen Ergebnisse und aus denen der übrigen vorstehend mitgeteilten Versuche läßt sich der Grad des Erhärtungsvermögens von Luftkalkmörtel wenigstens innerhalb eines gewissen Zeitraumes (ein Jahr) verfolgen. Diese Ergebnisse bilden eine Stütze für die landläufige Anschauung von dem Erhärtungsvorgange bei den genannten Mörteln.

Hydraulische Erhärtung des Kalkmörtels. Unter Umständen soll auch Luftkalk imstande sein, hydraulisch zu erhärten. Im allgemeinen spricht man diese Eigenschaft nur solchen Bindestoffen zu, die sogenannte Wasserbildner (Hydraulefaktoren) enthalten, d. h. Stoffe, die mit Kalk bei Gegenwart von Wasser wasserbeständige Verbindungen eingehen. Als solche Stoffe gelten: Kieselsäure (aufgeschlossene bezw. aufschließbare), Eisenoxyd, Tonerde und Magnesia.

Was die Möglichkeit der hydraulischen E rh ärtu n g an betrifft, so haben bereits mehrere Forscher auf die Fähigkeit der Luftkalke, hydraulisch zu erhärten, hingewiesen. Zu dieser Anschauung hat sich schon v. Fuchs⁴) bekannt, der

J) Die chemische Bewertung des Mörtelsandes. Tonindustrie-Zeitung 1900. Nr. 3. S. 22 und Nr. 6. S. 56 ff.

a) Untersuchungen über Kalksandsteine. Mitteilungen aus dem chemischen Laboratorium des Polytechnikums zu Riga. Tonindustrie-Zeitung 1904. Nr. 44. S. 447 ff.

s) Das Patent Michaelis: „Ich mische Sand oder irgend eine Modifikation der Verbindung der Kieselsäure mit 10—40 Gewichtsprozenten Kalkhydrat usw.“ bildet die Grundlage für die gesamte Kalksandsteinerzeugung nach dem Hochdruckverfahren.

4) Feichtinger. 1885. S. 75.

beobachtet haben will, daß der Kalk bei unvollständigem Brennen und der gebrannte Kalk bei der Aufnahme von Kohlensäure eine basische Verbindung bildet, da sich eine unvollkommen gesättigte und unvollkommen „en tkohlen säuerte“ Verbindung mit Wasser nicht löscht und diese Verbindung mehr oder minder hydraulische Eigenschaften besitzt. Dieser Anschauung schließt sich Hauenschild⁷) an, der sogar festgestellt haben will, daß sich unter günstigen Umständen wohlcharakterisierte, w⁷asserhelle Kristalle, die im Wasser unlöslich sind, bilden, wenn Kalkhydrat mit kohlensäurehaltigem Wasser zusammenkommt. Knapp und Schott haben versucht, Luftkalk zur hydraulischen Erhärtung zu veranlassen. Über diese Versuche und deren Ergebnisse berichtet Knapp in Dinglers polytechnischem Journal²).

Knapp geht von der Ansicht aus, daß mit der Erstarrung (Abbinden) und Versteinerung (Erhärtung) der hydraulischen Bindestoffe in allen Fällen die Bildung von Hydrat Hand in Hand gehe. Die Möglichkeit der Versteinerung setzt also das Vorhandensein einer Verbindung voraus, die fähig ist, sich mit Wasser chemisch zu vereinigen und zwar in der für die Versteinerung geeigneten Weise.

„In einigen Fällen“, sagt Knapp, „konstruiert sich, jeder wasserbindende Körper erst unter dein Einfluß des die Erhärtung vermittelnden Wassers; dahin gehören die praktisch wichtigsten Wassermörtel, die hydraulischen Kalke mit dem Romanzement, die Portlandzemente und die Mörtel mit Traß usw. Bei allen diesen entsteht unter dem Einfluß des zugesetzten Wassers durch Umsetzung des chemischen Bestandes ein Silikat aus den verschiedenen vorhandenen Basen, welches im Augenblick seiner Entstehung Wasser chemisch bindet. In anderen Fällen ist eine zur Aufnahme von Hydratwasser bestimmte Verbindung fertig vorhanden, welche sich bei der Erhärtung einfach in Hydrat verwandelt. Allerdings ist für die steinige Erhärtung der genannten Materialien und ähnlichen praktischen Werten neben der Bindung des Wassers auch die Aufnahme von Kohlensäure (Bildung von kohlensaurem Kalk) ein hochwichtiges Moment³).“

Wesentlich für die Fähigkeit, hydraulisch zu erhärten, ist nach Knapp der Grad der Dichte, mit der die Bindemittelteilchen aneinander lagern, ein Moment, das nach seiner Ansicht bei der Erforschung der Verhältnisse, die die hydraulische Erhärtung bedingen, zu wenig berücksichtigt wird.

Er sagt:

„Man hat den chemischen Prozeß bei der Erhärtung A⁷on dem mechanischen Prozeß nicht gehörig unterschieden, ja beide in der Regel stillschweigend und ohne weiteres identifiziert gegen alle Regeln der Logik.

Daraus, daß ein Körper oder ein Gemenge Hydratwasser bindet, folgt noch keines-Avegs, daß ein Pulver Zusammenhang gewinnt oder eine bestimmte Härte annimmt, man kennt im Gegenteil Körper, wie den gebrannten Kalk, Avelche bei der Aufnahme von Wasser den Zusammenhang verlieren und zum zartesten Mehl oder Schlamm auseinandergehen. Der chemische Prozeß der Bindung von Wasser geht der steinartigen Erhärtung immer voraus, aber die steinige Erhärtung ist keinesAvegs immer in allen Fällen Folge der Bindung von Wasser. Nur wenn bei diesem chemischen Prozeß zugleich die mechanische Lagerung und Anordnung der Teilchen so entfällt, daß sie mit hinreichender Kraft aneinander haften können, Avird die Versteinerung möglich sein. Der chemische Prozeß, welcher beim Zusammenbringen der hydraulischen Stoffe sich betätigt, ist nur die Gelegenheit der damit eventuell eintretende mechanische Prozess, die wahre und unmittelbare Ursache der Erhärtung.“

Im vorstehenden deutet also Knapp schon an, daß auch er das Ablöschen des Luftkalkes, den man gleichsam als das typische Gegenteil eines hydraulischen

Körpers zu betrachten pflegt, bei der Berührung mit Wasser für eine Art hydraulische Erhärtung hält.

„In der Tat folgt beim gewöhnlichen Löschen des Kalkes anstatt der Bindung vielmehr ein Zerfallen in der äußersten Zerteilung unter mächtigem Aufquellen. Diese Erscheinung ist indes nur in zufälligen äußeren mechanischen Ursachen bedingt und man kann den gebrannten Kalk sehr wohl durch Wegräumen dieser Ursachen auf rein mechanischem Wege zu einem hydraulischen Verhalten zwingen.“

Den Beweis für diese Behauptung lieferte Knapp durch folgenden Versuch:

Er füllte bis zur Mehlfeinheit zerkleinerten gebrannten Kalk (Ätzkalk) in ein starkwandiges, oben und unten mit Schrauben verschließbares Eisenrohr von konischer Form, das zum leichteren Auseinandernehmen der Länge nach aus zwei Teilen bestand. Die Wandungen waren mit feinen Öffnungen versehen (siehe Fig. 27). Das Kalkpulver wurde fest eingestampft und das Rohr nach dem Schließen der Schrauben in Wasser gelegt und einige Stunden darin belassen. Nach dem Herausnehmen fand man den Kalk in einen festen Stab verwandelt, der nach dem Trocknen bei 120° C in kohlensäurefreier Luft eine größere Härte erlangte als gewöhnliche Kreide. Der also hydraulisch erhärtete Kalk zeigte keinerlei Neigung rissig zu werden oder zu zerfallen.

Fig. 27.

Bemerkenswert in dieser Beziehung und zugleich beweisend dafür, daß man den gebrannten ungelöschten Kalk zu einem ähnlichen Verhalten veranlassen kann, wie es Zement beim Anmachen mit Wasser zeigt, ist folgender von Dr. Berkhoff vorgeschlagene Versuch:

* Macht man bis zur Mehlfeinheit zerkleinerten Ätzkalk mit Wasser zu einer weichen plastischen Masse (etwa in Kugelform) an, so geht diese allmählich unter mehr oder minder starker Erwärmung zunächst in eine feste, starre, zusammenhängende Masse über, die jedoch, falls man sie sich selbst überließe, infolge im Innern erzeugter Dampfentwicklung (Löschen) rissig werden, zerklüften und zerfallen würde.

Bei diesem Vorgänge findet also auch wie beim Zement „Abbinden“ statt, indem die mit Wasser angemachte Kalkmasse unter chemischer Wasserbindung aus dem weichen beweglichen in den festen unbeweglichen Zustand übergeht.

Wird nun aber die Masse in dem Augenblick, in dem sie in den starren Zustand übergeht — also ehe Rißbildung eintritt —, statt sie sich zerklüften zu lassen, schnell abgekühlt (durch Übergießen mit kaltem Wasser), so tritt die vorerwähnte Raum- und Form Veränderung (Auf quellen und Zerfallen) nicht ein, sondern die Masse bleibt fest, erlangt sogar meßbare Härte und. zeigt keinerlei Treiberscheinung.

Einen zementartigen (also hydraulisch) erhärtenden Mörtelbildner aus Luftkalk will Gramer erzielen, indem er den Kalk unvollständig hydratisiert, also mit weniger Wasser ablöscht, als sonst zur völligen Umwandlung des Ätzkalkes in Kalkhydrat erforderlich wäre. Cr am er¹) hat sich dieses Verfahren, wassererhärtenden Luftkalk darzustellen, patentieren lassen. Der Patentanspruch lautet:

„Verfahren, gehrannten Weißkalk wassererhärtend zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß der pulverisierte Kalk gleichmäßig mit weniger Wasser oder Dampf in Berührung gebracht wird, als zur Überführung in das Hydrat (CaH₂0₂) notwendig ist.“ ⁸

Ein Zusatzpatent zu vorstehendem hat folgenden Anspruch:

„Verfahren. Form des Verfahrens zur Darstellung von was3ererhärtendem Weißkalk nach Patent 118856 dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmiger Ätzkalk mit trockenem, gelöschtem Kalk zusammengemischt wird.“

Nach Cr am er¹) haben weitere Versuche ergeben, daß ein ähnliches Erzeugnis, wie das nach dem patentierten Verfahren hergestellte, gewonnen wird durch Zusammenbringen von Stückkalk mit einer zum Hydratisieren nicht ausreichenden Menge Wasser in geschlossenem Gefäße. (Das hierbei entstehende körnige Erzeugnis muß angeblich vor seiner Verwendung gemahlen werden.)

Zahlenmäßige Angaben, die als Unterlagen für die Beurteilung des praktischen Wertes der Cramerschen Erfindungen dienen können, sind nicht bekannt geworden. Wohl aber ist bekannt, daß man schon in der Mitte des achtzehnten Jahrhunderts Mörtel aus gelöschtem Kalk und Sand oder andere Magerungsstoffe (Ziegelsand usw.) unter Zusatz von ungelöschtem Kalk hergestellt hat. Ein solcher Mörtel war der sogenannte Loriotsche Mörtel²), bestehend aus zwei Raumteilen durchgesiebtem Ziegelsand, zwei Raumteilen feinem Sand mit soviel abgelöschtem Kalk

„in ausreichender Menge, um mit den beiden ersten Ingredienzen und dem Wasser in der Grube einen Mörtel von gewöhnlicher Konsistenz zu erhalten, welcher hinreichende Feuchtigkeit besitzt, um den hieran schutzsuchenden ungelöschten Kalk genug zu sättigen.“

Ähnliche Mörtel mit Zusatz von Luftkalk in ungelöschtem, aber fein gepulvertem Zustande sind von Rob. Smicke in England und Dr. Artus hergestellt und empfohlen. Letzterer hat mit Mörtel aus 1 TL gut gelöschtem Kalk und 3 TI. Sand, dem nach dem Mischen unmittelbar vor dem Gebrauch ³/4 TI. ganz fein zerteilter, ungelöschter Kalk zugesetzt war, gearbeitet. Die Cramerschen Patente bedeuten somit keine vollständigen Neuerungen, sondern sind im wesentlichen Nachahmungen der früheren Mörtel³).

Die damaligen Mörtel haben jedoch, soweit bekannt, keine ausgedehnte technische Verwendung gefunden, wahrscheinlich weil sie in ihrem Verhalten (das je nach der Art des Kalkes, dem Brande, der Mehlfeinheit usw. sich änderte) unzuverlässig waren und vermutlich Treiberscheinungen zeigten. — Trotzdem Luftkalke oder Luftkalkmörtel, wie aus vorstehendem ersichtlich, beim Anmachen mit Wasser unter Umständen zu einem „hydraulischen“ Verhalten gezwungen werden können, wird man doch nicht von hydraulischer Erhärtung im eigentlichen Sinne bei solchem Kalk und Mörtel sprechen können. Kalke nehmen nach vorangegangener vollkommener Ablöschung, bei der sie bekanntlich 32,1 °/o Wasser (auf 56 Teile CaO kommen 18 Teile H₂0) chemisch binden, kein Wasser mehr chemisch auf, sind daher auch nicht imstande, „hydraulisch“ zu erhärten. Dagegen haben Versuche gezeigt, daß Kalkmörtel sich bei zeitweiliger Gegenwart von Wasser anders verhält, als solcher, der nicht mit Wasser in Berührung kommt.

Einfluß zeitweiser Wasserbenetzung auf die Erhärtung (Festigkeit) von Mörtel aus Luftkalk. Bei Gelegenheit von Versuchen mit Mörteln aus hydraulischem Kalk, die über den Einfluß abwechselnder Anfeuchtung und Austrocknung auf die Erhärtung solcher Mörtel Aufschluß geben sollten und die auch auf Mörtel aus Luftkalk ausgedehnt wurden, ergab sich die auffällige Tatsache, daß auch diese Mörtel bei zeitweiser Benetzung, ebenso wie

⁵) Tonindustrie-Zeitung 1901. Nr. 138. S. 2052.

²)    Gottgetreu, Physische und chemische Beschaffenheit der Baumaterialien. 1881. 2. Bd. S. 274 u. 276.

3)    Ein Verfahren, wassererhärtenden Bindestoff durch Zusatz von ungelöschtem Kalk (in Pulverform) zu erzeugen, ist von Dr. Berkhoff ersonnen worden. Nach diesem durch Patent (D. R.-P. 125 803) geschützten Verfahren ist das wassererhärtende (nicht treibende) Bindemittel ein Gemenge aus Kalziumoxyd (ungelöschter Kalk), Kalkhydrat und gebranntem Gips.

die Wassermörtel, höhere Festigkeit erzielten, als nicht benetzte. Die Ergebnisse dieser Versuche (Vorproben) sind in Tab. 46 enthalten. Wie ersichtlich, haben die zeitweise angenäßten Proben, namentlich die Druckprobekörper, mehr an Festigkeit zugenommen, als die nicht angefeuchteten. Diese Beobachtung, die anfänglich — und wohl auch mit gewisser Berechtigung — den Gedanken auf-kommen ließ, daß im Kalkmörtel hydraulische Erhärtung stattgefunden habe, schien von außerordentlicher Tragweite und bemerkenswert genug, weiter verfolgt zu werden, und es wurden daher umfangreiche Versuche angeordnet, um den Einfluß zeitweiliger Wasserbenetzung auf die Erhärtung von Luftkalk bezw. Luftkalkmörtel planmäßig zu erforschen und wenn möglich die Ursachen der beobachteten Erscheinung klarzustellen.

Tab. 46. Einfluß der Wasserbenetzung auf die Festigkeit von

Kalkmörtel*).

(Vorversuch.)

(Kalkmörtel von einem Berliner Mörtelwerk.)

Versuch

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

Zugfestigkeit in kg/qcm nach 7 Tagen ! 28 Tagen | 3 Monaten 7 Tagen | 28 Tagen ! 3 Monaten

Bemerkungen

Nr.

Erhärtung an der Luft

Mittel

Nr.

Mittel

CO O CO k o

3,9

5.7

6,5

i ’»H> CO^    ©

cT cd oT oT cT

I 1-H    tH

O l> (M CO 00 CO CO* CO CvT of

n H ri rH H

9,3

13,0

Qt)

Alle 7 Tage 1 Stunde unter Wasser gesetzt

Der Mörtel wurde in erdfeuchtem Zustande auf dem Hammerapparat in die

8,6

8,1

7,1

9,2

6,2

7,8

24,0

23,6

22,8

24,2

23,2

23,7

schlagen.

Versuchsreihe 1.

war.

Aus Kalkteig, der nach verschiedenem Löschverfahren aus Luftkalk gewonnen war, und reinem²) Mauersand wurden im Verhältnis 1:3 nach Gewichtsteilen Zug-und Druckprobekörper normengemäß hergestellt. Der Kalk stammte nachweislich aus einem Kalkwerke, das nur Luftkalk erzeugt; der Mauersand enthielt keine in Salzsäure löslichen Bestandteile, die etwa hätten hydraulisch wirken können, so daß selbständige, auf Wasserbindung oder auf Wechselwirkung zwischen Kalk und Kieselsäure beruhende (hydraulische) Erhärtung des Kalkes ausgeschlossen Sämtliche Probekörper lagerten im Zimmer an der Luft; die halbe Anzahl der Probekörper wurde jedoch alle sieben Tage etwa eine Viertelstunde lang unter

Verhältnis

]) Die Prüfung des Mörtels auf mechanische Zusammensetzung ergab das Mischungs-nach Gewichtsteilen = 1: 5,1,

= 1 : 1,4.

Raumteilen

²) Rein insofern, als der Sand keine in Säure löslichen, etwa hydraulisch wirkenden Bestandteile (lösliche Kieselsäure) enthielt.

Wasser getaucht. Die Prüfung bei 28 Tagen, 90 Tagen und 1 Jahr Alter der Proben lieferte die in Tab. 47 verzeicbneten mittleren Festigkeitswerte.

Aus dem Vergleich der Ergebnisse der nur an der Luft erhärteten Körper mit denen der zeitweise in Wasser ein getauchten ist ohne weiteres der günstige Einfluß der Wasserbenetzung ersichtlich.

Tab. 47. Ergebnisse der Festigkeitsprüfungen.

Versuchsreihe 1 (Hannoverscher Kalk). Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Mörtelmischung

(Gewichtsteile)

Art des Ablöschens

Art der Erhärtung

1 Kalkteig -p 3 Mauersand

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

28 Tagen [ 3 Monaten | 1 Jahr 28 Tagen j 3 Monaten | 1 Jahr

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Zusetzen des Ablöschwassers in Teilmengen und unter beständigem Rühren beim Ablöschen (a)

An der Luft

5,0

5,4

5,5

22,2

29,2

28,1

Teilweise angefeuchtet *)

7,9

9,2

9,5

24,4

37,0

35,1

Zusetzen des gesamten Ablöschwassers auf einmal ohne Rühren beim Ablöschen

An der Luft

4,7

4,4

5,1

21,8

25,2

26,0

(b)

Teilweise angefeuchtet ’)

8,5

8,1

10,4

23,6

34,1

35,3

Ablöschung nach Vorschlag Martens

An der Luft

5,6

5,8

5,3

25,8

30,2

32,1

(<*)

Teilweise angefeuchtet ')

9,5    |    9,5    ¹ 13,2

26,4

39,2

45,5

Verhältniszahlen; Festigkeit der Luftproben = 100.

158

170

173

110

127

125

Zeitweise

angefeuchtet

181

184

204

109

135

136

170

164

249

102

130-

]) Die Probekörper befanden sich bei der Prüfung im lufttrockenen Zustande.

Sowohl die Zug- wie die Druckproben, die zeitweise angenäßt waren, zeigen höhere Festigkeiten als die Luftproben (siehe auch Fig. 28).

Als beiläufiges recht auffälliges Ergebnis ist zu verzeichnen, daß der Mörtel aus nach Vorschlag Martens, d. h. mit beträchtlichem Überschuß an Wasser abgelöschten Kalkteig durchweg günstigere Werte lieferte, als die nach den anderen angewendeten Verfahren, also mit wenig Wasser, abgelöschten.

Der Grad der durch die Benetzung verursachten Festigkeitssteigerung ist übersichtlich durch die Verhältniszahlen in Tab. 47 veranschaulicht.

Vorstehender Prüfungsbefund bestätigte also nicht nur das Ergebnis der Vorversuche, sondern zeigte noch deutlicher den Einfluß der Wasserbenetzung auf den Erhärtungsfort sch ritt.

142

Eine zweite planmäßige Versuchsreihe sollte weiteren Aufschluß und insbesondere darüber Aufklärung geben, ob etwaige durch die Benetzung bewirkte erhöhte Kohlensäureaufnahme die Ursache der beobachteten Festigkeitsverbesserung sei.

Versuchsreihe 2.

Aus Kalkteig, gewonnen aus Rüdersdorfer Fettkalk, und Normalsand wurde im Verhältnis 1:3 nach Raumteilen Mörtel bereitet und aus diesem wurden Zug-und Druckprobekörper normengemäß hergestellt. Die Verwendung von nachweislich reinem Fettkalk¹) und Normalsand, d. h. reinem Quarzsand ohne lösliche Kieselsäure, bot Gewähr dafür, daß keine etwaige auf Kalkhydrosilikatbildung beruhende, also hydraulische Erhärtung statt finden konnte.

Ag/qcm

ns

I DrucAfest/gAed,

vo

Ag/qcm

vo

35

35

DrucA/est/gAe/t

30

30

25

25

l-

20

20

15

Zugfest/gAe/t

76

■$

70

r-

Zug festigAe/t_

A/ter der Proben

’m

28Tage 3 Monate

tdahr

728Tage 3 Monate

A/ter der Proben

7daAr

Fig. 29.

Festigkeit der Mörtel nach Tab. 48 und 51.

- Erhärtung an der Luft.

- Zeitweise Wasserbenetzung.

• Versuchsreihe 2.

Fig. 28.

Festigkeit der Mörtel nach Tab. 47.

- Erhärtung an der Luft.

- Zeitweise Wasserbenetzung.

3.

• Ablöschen unter Zusetzen des Wassers in Teilmengen, o Ablöschen unter Zusetzen des gesamten Wassers. X Ablöschen nach Vorschlag Martens.

Die halbe Anzahl der gefertigten Probekörper lagerte im Zimmer an der Luft; die übrigen Proben erhärteten ebenfalls im Zimmer an der Luft, wurden jedoch vom 7. bis zum 28. Tage alle 3 Tage, und von da ab alle 8 Tage etwa 15 Minuten lang unter Wasser gesetzt. Das vor den jeweiligen Prüfungsterminen stattfindende letztmalige Eintauchen unter Wasser erfolgte, abgesehen von den 7 Tagsproben, etwa 14 Tage vor der Prüfung, so daß sich die Proben bei der Prüfung, ebenso wie die Luftproben, im lufttrockenen Zustande befanden²).

J) Der gewöhnlich in Rüdersdorfer Fettkalk vorhandene geringe Gehalt an löslicher Kieselsäure kann für hydraulische Erhärtung nicht in Frage kommen. Wie der spätere Prüfungsbefund ergab, enthielt der Mörtel bei 1 Jahr Alter die kaum nennenswerte Menge von 0,12% löslicher Kieselsäure.

2) Durch besondere Versuche (Reihe 3) wurde später festgestellt, daß die Zugproben etwa 7 Tage und die Druckproben etwa 14 Tage brauchten, um den Zustand der Gewichtsgleichheit zu erreichen (s. S. 93).

Die Prüfung auf Festigkeit erfolgte bei 7, 28 Tagen, 3 Monaten und 1 Jahre Alter der Körper. Neben der Festigkeit wurde bei jeder Altersstufe der Gehalt der Proben an Kohlensäure bestimmt, und zwar sowohl an Mörtelmaterial, das vom Rande, als auch an solchem, das aus der Mitte der Druckproben entnommen war. Ferner wurde der Kohlensäuregehalt des Mörtels im frischen Zustande und der Gehalt der 1 Jahr alten Proben an löslicher Kieselsäure ermittelt.

Der mittlere Kohlensäuregehalt des frischen Mörtels betrug 0,1 %, der Gehalt an löslicher Kieselsäure bei 1 Jahr Alter 0,12 °/o. Dieser geringe Gehalt löslicher Kieselsäure rührt von dem Kalk selbst her (der Sand — Normalsand — enthielt keine lösliche Kieselsäure) und beweist nebenbei, daß irgend welche Einwirkung des Kalkes auf den Quarzsand nicht stattgefunden hatte.

Die Ergebnisse der Festigkeitsversuche und der Bestimmung des Kohlensäuregehaltes sind aus Tab. 48 und 49 ersichtlich, die ersteren außerdem in Fig. 29

kg/qcm-ög ¥0

30

C0₂

5%

70

.......

5%C0₂

rf/fer der Probe/

01 23VS 67    8    9 10 11 12Monate

Fig. 30.

Druckfestigkeit und Kohlensäureaufnahme nach Tab. 48 und 49.

(Material vom Rande.) Zeichenerklärung wie in Fig. 29.

Fig. 31.

Kohiensäureaufnahme und Alter des Mörtels nach Tab. 49.

Erhärtung an der Luft. -Zeitweise Wasserbenetzung. — Material vom Rande. ..... Material

aus der Mitte.

zeichnerisch dargestellt. Das Verhältnis von Festigkeit zu Kohlen Säuregehalt und die Beziehungen zwischen Kohlensäureaufnahme und Alter des Mörtels gehen aus Fig. 30 und 31 hervor.

Die Ergebnisse der Festigkeitsprüfung bestätigen wiederum den Befund der voraufgegangenen Versuche, nur mit dem Unterschied, daß der Einfluß der Wasserbenetzung im vorliegenden Falle noch mehr zum Ausdruck gebracht wurde, wie namentlich aus den Verhältniszahlen (Tab. 48) hervorgeht.

So beträgt z. B. die Zugfestigkeit der 1 Jahr alten zeitweilig benetzten Proben 360 v. H., ihre Druckfestigkeit 298 v. H. der unbenetzt gebliebenen Proben. Nach dem Verlauf der Schaulinien (Fig. 29) ist auch noch erhebliche Steigerung der Festigkeit der erstgenannten Proben gegenüber den Luftproben zu ■erwarten.

Das Ergebnis der Bestimmung des Kohlensäuregehalts der verschieden behandelten Proben bestätigte zunächst jedoch nicht zweifelsfrei die Annahme, daß durch die Wasserbenetzung etwa die Kohlensäureaufnahme gesteigert wurde; denn aus den gewonnenen Zahlen geht hervor, daß

die zeitweise benetzten Proben durchschnittlich nicht wesentlich mehr Kohlensäure aufgenommen hatten, als die Luftproben; erst bei 1 Jahr Alter weist erstere Art Proben höheren Köhlern Säuregehalt auf als letztere.

Tab. 48. Ergebnisse der Festigkeitsversuche.

Versuchsreihe 2.

(Rüdersdorfer Kalk.)

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Mörtelmischung

(Raumteile)

1 Kalkteig -j- 3 Normalsand

Art der Erhärtung

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

Bemerkungen

7 Tagen ^28Tagen

3 Mona-I

ten

1 Jahr

7 Tagen

28Tagen

J3 Mona-

ten

1 Jahr

An der Luft im Zimmer

1,2

1,9

2,6

2,5

2,7

7,8

9,9

13,2

An der Luft im Zimmer; vom 7.—28.Tage alle 3 Tage und von da ab alle 8 Tage 15 Min. lang unter Wasser getaucht

0,5 b

4,3

6,1

9,0²)

0,8 b

9,3

18,7

39,1²)

Verhältniszahlen; Festigkeit der nicht in Wasser eingetauchten

Proben == 100

I    1 Kalkteig: 1,304 kg

II    Normalsand

Rf= 1,402 kg Rr = 1,680 kg Rf -j- Rr

— 1,542 kg

Zeitweise in Wasser getaucht

t) Die Körper waren erst 5 Stunden vor der Prüfung unter Wasser getaucht und infolge des noch in ihnen enthaltenen Wassers wenig widerstandsfähig; einige Zugproben zerbröckelten beim Einspannen in den Prüfungsapparat.

²) Die letzte Eintauchung der Jahresproben erfolgte 5 Tage vor dem Prüfungstermin; die Proben lagerten dann im Freien bei zeitweiser Sonnenbestrahlung. Wie spätere Versuche ergeben haben, trockneten die Proben an der Luft verhältnismäßig langsam aus, und zwar die Zugproben erst in etwa 7, die Druckproben erst in etwa 14 Tagen.

42

226 I 235

360

30 I 118

189

298

Tab. 49. Kohlensäuregehalt des Kalkmörtels.

(Ermittelt an Würfeln.)

Mittelwerte aus je zwei Einzelversuchen.

Art der Erhärtung

Probematerial

entnommen

Gehalt an Kohlensäure in °/o nach³)

7 Tagen 28 Tagen 3Monaten 1 Jahr⁴)

Bemerkungen

Der mittlere Kohlensäuregehalt, ermittelt an je 1 Jahr altenZugproben beider Erhärtungsarten, ergab sich für unbenetzte Proben zu 5,4%, und für zeitweise benetzte Proben zu 5,5%.

³)    Der Kohlensäuregehalt des frischen Mörtels betrug im Mittel aus zwei Versuchen: 0,1 °/o.

⁴)    Der Gehalt der 1 Jahr alten Proben an löslicher Kieselsäure betrug: 0,12%.

An der Luft im Zimmer

An der Luft im Zimmer; zeitweise in Wasser getaucht

vom Rande

aus der Mitte

vom Rande |

2,0

0,2

2,2

aus der Mitte 0,2

3,7

0,2

2,9

0,2

4,5

0,8

4,2

(0,2)

CO I

Der Kohlensäuregehalt wurde ferner auch an je einer Zugprobe beider Erhärtungsarten (bei 1 Jahr Alter) ermittelt, nachdem zuvor jede Probe für sich zerkleinert, das zerkleinerte Material gut durchgemischt und eine zuverlässige Durchschnittsprobe genommen war.

5,4% Kohlensäure, 5,5 % Kohlensäure.

Die Prüfung ergab im Mittel für die trocken gelagerten Proben zeitweise angefeuchteten Proben Der Mörtel hätte bis zur vollen Sättigung rund 7,0 °/o Kohlensäure auf-nehmen können x).

Versuchsreihe 3.

Zur weiteren Aufklärung wurde noch eine dritte Versuchsreihe ausgeführt, die sich auf Mörtel aus l Raumteil Kalkteig -|- 3 Raumteilen Normalsand erstreckte. Der verwendete Kalk war nach der Analyse guter Fettkalk (97,19 °/o Ätzkalk). Aus dem Mörtel wurden Zug- und Druckprobekörper in der üblichen Weise gefertigt und bei den vorgesehenen Altersstufen auf Gewicht, Festigkeit und Kohlensäuregehalt geprüft. Die Hälfte der Proben wurde ebenso behandelt wie bei Reihe 2; sie wurden bis zu 28 Tagen Alter einmal jede Woche eine Minute und von da ab allwöchentlich eine Stunde lang in Wasser getaucht.

Durch besondere Versuche wurde festgestellt, daß die Zugproben in 7 Tagen und die Druckproben in 14 Tagen den Zustand der Lufttrockenheit erreichten. (Vgl. Tab. 49 a.)

¹

Feichtinger, Die chemische Technologie der Mörtelmaterialien, S. 74 und Dinglers polytechn. Journ. 1871. S. 513 ff.

Burchartz, Luftkalke.

²

   Untersuchungen über das Verhalten des Mörtels zur Kohlensäure. Dinglers poly-techn. Journ. Bd. 196.^S. 844 und Feichtinger. 1885. S. 72—74.

³

   K. B. Lehmann und H. Chr. Nuß bäum, Studien über Kalkmörtel und Mauerfeuchtigkeit. Archiv f. Hygiene. Bd. 9. S. 139 u. 223.

⁴

   Die Erhärtung des Kalkmörtels. Beilage zu Nr. 33 der Zeitschr. f. Architektur- u. Ingenieurwesen 1897.

⁵

⁴)    Schoch, Die moderne Aufbereitung der Mörtelmaterialien. 1904. S. 128. Verlag d. Tonindustrie-Zeitung, Berlin.

⁶

   Schoch, Die moderne Aufbereitung der Mörtelmaterialien. 1904. S. 128. Verlag d. Tonindustrie-Zeitung, Berlin.

⁷

   Hauenschild, Katechismus der Baumaterialien. II. T. Die Mörtelsubstanzen. 1879. S. 108—109. Verlag Lehmann & Wentzel, Wien.

²)    Dinglers polytechn. Journ. 1871. S. 518 ff.

³)    Auf letztere Tatsache habe ich bereits in meiner Arbeit „Hydraulische Kalke“, Mitt. Materialpr.-Amt 1902, hingewiesen.

⁸

Tonindustrie-Zeitung 1901. Nr. 42. S. 620.

Tab. 49a. Gewichtsveränderung in Wasser getauchter Kalkmörtelproben bei Lagerung an der Luft.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Gewicht der Proben in g

Art der Proben

nach dem Eintauchen in Wasser

nach Tagen Lagerung an der Luft

12

14

Zugproben

148

142

139

138

137

137

Druckproben

737

723

710

698

687

682

680

679 | 677 j 677

Die Ergebnisse der übrigen Prüfungen dieser Reihe sind in den Tab. 50—52

verzeichnet.

Tab. 50. Analyse des Kalkes (bezogen auf den kohlensäure- und

wasserfreien Zustand).

Versuchsreihe 3 (Kalk aus Mähren).

.    0,78    %

0,56 „

Kieselsäure und Unlösliches Eisenoxyd und Tonerde

Ätzkalk.......

Magnesia......

Rest (Alkalien usw.)

!) 74 Teile Ca(OH)₂ nehmen 44 Teile (59,5%) C0₂ auf, gehen hierbei jedoch 18 Teile (24,3%) H₂0 ab; die Gewichtszunahme beträgt also 35,2°/o.

Mörtelmischung

(Raumteile)

Art der Erhärtung

An der Luft

An der Luft, zeitweise angefeuchtet

An der Luft

An der Luft, zeitweise angefeuchtet

Tab. 51. Raumgewichte und Festigkeiten.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

1 Kalkteig -f- 3 Normalsand (7,5 °/o Wasser)

Z ugprob e n

Druckproben

Tage

28

Tage

Monat

Jahr

28

Tage j Tage

Monat

Jahr

Bemerkungen

Raumgewicht g/ccm.

1,871 , 1,886

1,886 i 1,914

1,900

1,943

1,900

1,901

1,825

1,839 1,845

1,943

1,899

1,837    1,851    1,862

Festigkeit kg/qcm.

1,3 J 2,2    1,8

2,7 ¹    5,1

5,0

6,7

8,2

9,1    9,9

15,2

17,6

Verhältniszahlen; Festigkeit der nicht benetzten Proben

= 100.

Sämtliche Proben lagerten an der Luft.

Die zeitweise anzufeuchtenden Proben wurden bis zum 28. Tage alle 8 Tage etwa eine Minute und von da ab alle 8 Tage eine Stunde in Wasser getaucht.

Die feuchten Proben brauchten etwa 14 Tage, trocknen, d. h. Gewichtsgleichheit zu erreichen.

um auszu-

Zeitweise

angefeuchtet

208 I 232 : 278

125

167

178

Tab. 52. Kohlensäuregehalt der Proben zu Tab. 51.

(An Würfeln ermittelt.)

Art der Erhärtung

Alter der Proben Entnahmestelle

Versuch-

Nr.

28 Tage

3 Monate

6 Monate

1 Jahr

Vom Aus der Bande I Mitte

Vom | In der Bande { Mitte

Vom ! In der Bande j Mitte

Vom

Bande

In der Mitte

Kohlensäuregehalt °/o

An der Luft

Mittel

CO    CO co

Si    8? : S

»-*

1—*■

CO CO

3,81    1,21

3,74    1,01

I—t

3,83    0,80

3,71    0,70

3,78    1,11    ! 3,77    0,75

3,84

3,76

3,53

3,57

8,80    3,55

Zeitweise

angefeuchtet

4,94    0,78    6,32

5,18    0,69    6,82

0,44

0,37

6,84

6,00

2,38 |

2,30

6,92    ¹    4,72

6,83    4,66

Mittel 5,06

6,57

0,41

6,42

2,84

6,88    4,60

Die Festigkeitswerte sind in Fig. 29 zeichnerisch dargestellt, ferner sind die Beziehungen zwischen Raumgewicht und Festigkeit, zwischen Raumgewicht und

Kohlen säuregeh alt, zwischen Festigkeit und Kohlen Säuregehalt, sowie zwischen Kohlensäureaufnahme und Alter durch Fig. 32—35 veranschaulicht.

Aus den Ziffern und dem Verlauf der Schaulinien läßt sich schließen:

1.    das Raumgewicht der benetzten Proben nimmt mit fortschreitendem Alter mehr zu, als das der nicht benetzten,

2.    die Festigkeit der angefeuchtetenProbenist höher, als die der nicht angefeuchteten; der Unterschied nimmt innerhalb der beobachteten Zeitgrenzen mit dem Alter zu,

3.    die benetzten Proben nehmen mehr Kohlensäure auf, als die nicht benetzten.

Also auch das Ergebnis dieser Reihe läßt den auffallend günstigen Einfluß der Wasserbenetzung auf die Erhärtung der Kalkmörtel aufs---

deutlichste erkennen, liefert aber ferner die volle Bestätigung dafür, daß die Ursache dieses Einflusses tatsächlich die infolge des abwechselnden An-feuchtens und Austrocknens gesteigerte Kohlensäureaufnahme, bezw. die hierdurch bewirkte schnellere Umwandlunggrößerer Mengen] Ätzkalk in kohlensauren Kalk ist.

Die Benetzung des Mörtels bewirkt wahrscheinlich Ausscheidung von Kalk durch Umlösung, die größere Verdichtung und Verkittung der Mörtelmasse zur Folge hat. Durch das jedesmalige Befeuchten wird immer wieder Kalk gelöst, ausgeschieden, in kohlensauren Kalk übergeführt und so die Festigkeit des Mörtels

kg/qcm* 6_ß

zo

io

^1,80 1

Druck k

Zug

Z 3    9 1,85 6    1    8    9 1,90 1 Z 3 V 5g/ccm

Fig. 32.

Raumgewicht und Festigkeit nach Tab. 51. Zeichendeutung wie in Fig. 29.

q/ccm 7,900 r-

Fig. 33.

Raumgewicht und Kohlensäuregehalt nach Tab. 51 und 52. Zeichendeutung wie in Fig. 29.

gesteigert.

Auf die gleichartige Erscheinung bei hydraulischen Kalken und Zementen habe ich oben bereits verwiesen. Auch hierbei erklärt sich nach den vorstehenden

Untersuchungen die durch abwechselndes Anfeuchten und Austrocknen herbeigeführte Festigkeitssteigerung als eine Folge der durch die Anfeuchtung veranlaßten Herauslösung von Ätzkalk und dessen Umwandlung in kohlensauren Kalk.

Eine andere Fage ist, ob nicht außer der erhöhten Koblensäureaufuahme vielleicht noch andere Vorgänge sich abspielen, die den günstigen Erhärtungsverlauf und die damit verbundene Festigkeitszunahme der Luftkalkmörtel beim Anfeuchten bewirken. — Wie dem jedoch auch sei, jedenfalls sind die Ergebnisse der vorbeschriebenen Versuche bemerkenswert genug, um allgemeine und eingehendste Beachtung zu finden; denn sie beweisen einwand- und zweifelsfrei, daß Kalkmörtel

nur dann wirksam erhärtet und die ihm nachgerühmte Steinhärte nur annimmt, wenn er, wie dies nur bei Bauten, die allen Witterungseinflüssen ausgesetzt sind, der Fall ist, Gelegenheit hat, zeitweise Wasser aufzunehmen und wieder auszutrocknen x). So finden wir bei alten Bauwerken (Ruinen usw.), die in Luftkalkmörtel aufgemauert sind, diesen dort am besten erhärtet und am festesten, wo er der Einwirkung der Witterungseinflüsse am ungehindertsten ausgesQtzt ist.

%C0₂

Zs

/fand

5,0

20

10

2,5

____-r

'Alter

d. Proben

7    2    3    15    6 Monate

Fig. 35.

Kohlensäuregehalt und Alter nach Tab. 52.

Zeichendeutung wie in Fig. 29.

Fig. 34.

Druckfestigkeit und Kohlensäuregehalt (Material vom Rande) nach Tab. 51 und 52. Zeichendeutung wie in Fig. 29.

In der neuesten Zeit im Amt ausgeführte Untersuchungen alter Mörtel, die aus den Ruinen der Hohkönigsburg stammen, bestätigen in interessanter Weise diese Anschauung und gleichzeitig den durch den Versuch nachgewiesenen Einfluß der Feuchtigkeitszufuhr auf die Festigkeit der Luftmörtel. Nach dem Analysenbefund bestanden diese alten Mörtel aus Luftkalk und Bausand. Letzterer erwies sich als ein feinkörniger, teils fein- bis mittelkörniger grauer bis rötlichgrauer Kalksand, mit vereinzelten gröberen Trümmern von feinkörnigem rotem Sandstein vermischt.

Im übrigen ergab die Prüfung, daß die mehr der Witterung ausgesetzt gewesenen Mörtel fester und härter waren, als die den geschützten in n eren Steilen (I n nenputz, Innenfugen usw.) des Mauerwerks entnommenen; auch war der Mörtel an der Oberfläche steiniger erhärtet, als an der inneren Haftfläche, nach der derselbe meistens weicher und mürber wurde, namentlich bei den dickeren Mörtelstücken.

Erhärtung von reinem Kalkhydrat bei zeitweiser Wasserbenetzung. Um festzustellen, wie sich das reine Kalkhydrat, d. h. der Mörtel ohne Sandzusatz, bei zeitweiser Anfeuchtung verhält, wurden folgende Versuche ausgeführt.

Versuchsreihe 1.

Aus reinem Kalkhydrat (in Pulverform) wurden Zugkörper durch Einschlagen auf dem Hammerapparat hergestellt. Hierzu war das Kalkpulver mit so viel Wasser angemacht, daß die Masse erdfeucht wurde; Druckproben konnten noch nicht gefertigt werden, weil beim Beginn der Versuche das Verfahren, brauchbare

i) Diese Bedingungen werden unter gewöhnlichen Verhältnissen meist nicht erfüllt. Die Bauten werden möglichst schnell ausgetrocknet, die Mauern werden verputzt, die Wände tapeziert usw.

Mörtel aus reinem Kalk anzufertigen, noch nicht ausgebildet war. Zwei Kalksorten gelangten zur Verwendung, die eine war Kalk aus einem Werke, das nachweislich guten Fettkalk erzeugt, die andere war von einem Berliner Mörtelwerk als Fettkalk bezogen.

Sämtliche Probekörper lagerten an der Luft im Zimmer, die halbe Anzahl wurde alle fünf Tage mit Wasser angefeuchtet und vor jedem Prüfungstermine zwei Tage lang in einem Trocken schrank getrocknet und einen Tag an der Luft gelagert. Künstliches Trocknen mußte angewendet werden, weil die Körper nur sehr langsam das Wasser bei der Lagerung an der Luft abgaben, bei der Prüfung aber den gleichen Feuchtigkeits- bezw. Trockenzustand haben sollten, wie die unbenetzt gebliebenen Proben.

Aus den Ergebnissen der Prüfung (Tab. 53) geht hervor, daß im vorliegenden Falle die Wasserbenetzung ohne jeglichen Einfluß auf die Erhärtungsfähigkeit der Kalke geblieben ist. Die Proben beider Erhärtungsarten erlangten nahezu gleiche Festigkeiten, und zwar übereinstimmend bei beiden Kalken.

Einfluß zeitweise** Wasserbenetzung auf die Erhärtung von reinem Kalkhydrat aus Luftkalk.

Tab. 53. Zugfestigkeit von erdfeueht eingeschlagenen Proben aus

Kalkhydratpulver.

Mittelwerte aus je fünf Ein z e 1 ve r s u ch e n.

Kalksorte

Harzer Kalk¹)

Fettkalk, bezogen von einem Berliner Mörtelwerk ²)

Art der Erhärtung

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Bemerkungen

14

28

Tagen [ Tagen (Monaten

28    3

Tagen ! Tagen Monaten

14

An der Luft

2,1

2,3

2,3

2,0

-2,6

4,6

An der Luft, alle fünf Tage stark an-gefeuchtet

1,7

2,5

3,7

1,8

2,1

4,6

Die angefeuchteten Proben wurden vor jedem Prü-fungstermin 2 Tage lang getrocknet (im Trockenofen) und 1 Tag an der Luft gelagert.

Versuchsreihe 2.

Da nicht ausgeschlossen war, daß die Unzuverlässigkeit des Zugversuchs das Ergebnis in irgend einer Weise beeinflußt haben konnte, wurde, da inzwischen auch das Verfahren, Druckprobekörper aus reinem Kalk herzustellen, vervollkommnet war, eine zweite Versuchsreihe angeordnet, bei der gleichzeitig Zug- und Druckversuche ausgeführt werden sollten. Hierzu wurde Kalk aus einem Kalkwerke in Schlesien verwendet (86 °/o Ätzkalk). Dasaus dem Kalk gewonnene Kalkpulver wurde auf dem 120-Maschensieb abgesiebt und das abgesiebte Pulver unter Verwendung von 47 °/o Wasser erdfeucht verarbeitet. Aus dieser erdfeuchten Masse wurden Zug- und Druckprobekörper von Hand in die Form eingeschlagen. Sämtliche Proben lagerten wie bei Reihe 1 an der Luft; jedoch wurden die für die Wasserbenetzung bestimmten Proben bis zu 6 Monaten Alter jede Woche und von da ab monatlich einmal eine Stunde unter Wasser getaucht.

) 1 1 Kalkpulver wog eingelaufen 0,412 kg, eingerüttelt 0,690 kg.

2) 1 1 Kalkpulver wog eingelaufen 0,473 kg, eingerüttelt 0,776 kg.

Die Versuchsergebnisse sind in Tab. 54 und 55 verzeichnet.

Tab. 54. Analyse des Kalkes (aus Schlesien).

(Bezogen auf den kohlensäure- und wasserfreien Zustand.)

Kieselsäure und unaufgeschlossener Rückstand . Eisenoxyd und Tonerde Ätzkalk Magnesia .

Schwefelsäure Kohlensäure

2,04 %

2,09 „

86,52 „

6,93 „

.    . Spuren

.    .    .    9,42 „

(= 5,45% kohlensaurer Kalk)

Sie bestätigen im wesentlichen den Prüfungsbefund der ersten Versuchsreihe, d. h. die bei zeitweiser Wasserbenetzung erhärteten Proben lieferten keine höhere Festigkeiten, als die an der Luft gelagerten; bei 28 Tagen und 3 Monaten Alter sogar wesentlich niedrigere, was wahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, daß die Proben bei der Prüfung nicht vollständig lufttrocken waren und infolge der noch in ihnen enthaltenen Feuchtigkeit geringere mechanische Festigkeit hatten, als die trockenen Luftproben.

Einige Proben, die nebenbei angefertigt waren, wurden, nachdem sie 10 Tage an der Luft gelagert hatten, unter Wasser gesetzt und bei 28 Tagen und 3 Monaten Alter geprüft. Sie lieferten wesentlich geringere Werte, als die gleichalterigen an der Luft erhärteten Proben (Tab. 55), u. a. ein Beweis dafür, daß Kalkhydrat bei beständiger Lagerung unter Wasser (also hydraulisch) nicht zu erhärten imstande ist.

Tab. 55. Festigkeit des reinen Kalkhydratpulvers.

(Erdfeucht angemacht mit 47,0 °/o Wasser.) Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Art der Erhärtung

An der Luft

An der Luft, zeitweise angefeuchtet ¹)

10 Tage¹ 2) an der Luft, die übrige Zeit unter Wasser

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

28 Tagen

3 Monaten

6 Monaten

1 Jahr

4,8    6,8    4,0    7,4

2,4 I 2,2    6,0

1,6 | 1,6

8,5

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

28 Tagen

3 Monaten

6 Monaten

1 Jahr

28 Tagen

3 Monaten ^ ^

6 Monaten o gf

Pr* m.

OB*

52

1 Jahr

12,2 18,5 24,5

6,3 ! 11,7

4,4    4,1

32,4

2,5

1 11 2^7    6J) 1 4^4

18,8

33,6

2,7

5,3

3,0    4,0

_L 2,8 j 2,6

Aus dem Verlauf der Schaulinien in Fig. 36, in der die Festigkeitswerte dargestellt sind, scheint hervorzugehen, daß die Erhärtung der angefeuchteten Proben bei höherem Alter energischer wird, als die der Luftproben.

Daß sich die reinen Kalkproben innerhalb der beobachteten Zeitdauer anders verhalten, als die Mörtelproben mit Sandzusatz, ist vielleicht darauf zurückzuführen, daß das reine Kalkhydrat zu wenig porös ist, namentlich da es durch das Einschlagen stark verdichtet ist, und daher die Kohlensäure nur schwer und nur sehr langsam aufnimmt. Das Benetzen bleibt infolgedessen ohne wesentlichen Einfluß auf die Erhärtung, insbesondere da der Kalk ohne Sand, ebenfalls infolge seiner geringen Luftdurchlässigkeit, die Feuchtigkeit außerordentlich schwer abgibt.

kg/qcm= ff

35

ßruckfesf/gke/Y

30

25

75

Man ersieht aber überdies aus diesen Versuchen wieder, wie wertvoll und nötig ein gewisser Sandzusatz zum Kalkmörtel ist.

Zugfesf/gkerf

A/Ter der Proben

28Tage 3Mon.    6Monate

Fig. 36.

Festigkeit des reinen Kalkes (Kalkhydrat) nach Tab. 55. Zeichendeutung wie in Fig. 29.

Hiermit ist die Reihe der Umstände, die die Güte der Luftkalkmörtel beim Anmachen und deren Verhalten nach dem Vermauern, also bei der Erhärtung, beeinflussen können, im wesentlichen erschöpft. Es bliebe noch übrig, auf das Verhalten von Luftkalkmörtel bei Einwirkung von Frost (Frost- oder Wetterbeständigkeit) und Feuer (Feuerbeständigkeit) einzugehen.

Es kann aber hiervon füglich Abstand genommen werden, da Kalkmörtel nach den vorliegenden, Jahrhunderte alten Erfahrungen genügende Widerstandsfähigkeit gegen Witterungseinflüsse und Feuerbeanspruchung aufweisen, soweit Anforderungen überhaupt nach dieser Richtung an sie gestellt werden.

II. Abschnitt.

Kalkmörtel und Mauerwerk in Kalkmörtel.

a) Die Festigkeitseigenschaften der Luftkalkmörtel.

Trotzdem der Luftkalk ein bereits seit langer Zeit verwendeter Bindemittelstoff ist, — nach Lehm ist er der älteste Stoff dieser Art — gibt es keine einheitlichen Vorschriften, die als Grundlage für die Prüfung der Luftkalke dienen könnten. Es gibt nicht einmal eine Norm für die Güte und Verwendbarkeit der Luftkalke und Luftkalkmörtel oder wenigstens eine maßgebende und allgemein anerkannte Bestimmung dafür, welches Mischungsverhältnis Kalkmörtel aus Luftkalk haben muß, um als gebrauch«- und genügend erhärtungsfähig zu gelten. Den einzigen Anhalt in dieser Beziehung bietet die von Dr. Ziureck¹) auf Grund von Versuchen mit alten Mörteln aufgestellte Bestimmung:

„daß zur Herstellung eines dauerhaften und guten Kalkmörtels die Mörtelsubstanzen in solchen Mischungsverhältnissen zusammengesetzt sein sollen, daß der trockene Mörtel 13—15°/o Kalkhydrat enthält.“

Auffallend wenig ist man über die Festigkeitseigenschaften des Luftkalkes und der Luftkalkmörtel unterrichtet, ein Mangel, der sich auch in der Fachliteratur allenthalben zeigt; denn die einschlägigen Handbücher enthalten keinerlei bestimmte Angaben über die Bindekraft genannter Mörtel und keine zahlenmäßigen Unterlagen für diese Eigenschaft, sondern höchstens ganz allgemein gehaltene Erklärungen, etwa dahin lautend', daß die Erhärtung mit der Zeit stetig, wenn auch langsam fortschreite und der Mörtel schließlich Steinhärte erlange.

Allgemein und selbst in Fachkreisen macht man sich daher unrichtige und zwar übertriebene Darstellungen von der Bindekraft (Festigkeit) des gewöhnlichen Mauermörtels.

Die ersten Versuche, die die Ermittelung der Festigkeit von Kalkmörtel zum Gegenstände haben, sind wohl die von Ziureck in den sechziger Jahren ange-stellten. Anlaß zu diesen Prüfungen, die zur Erlangung von Grundlagen für die Beurteilung der Widerstandsfähigkeit der damals üblichen Mörtelmischungen gegen Zerdrücken ausgeführt wurden, gab der Einsturz mehrerer Neubauten in Berlin. Insbesondere sollte hierbei Kalk- und Zementmörtel miteinander verglichen werden.

3) Ziureck, Abhandlung über Mörtel in baupolizeilicher, technischer und chemischer Beziehung. Zeitschr. f. Bauwesen 1861. S. 15.

Der genannte Forscher berichtet über das von ihm bei den Versuchen angewendete Verfahren in der Zeitschrift für Bauwesen (1861, S. 15) wie folgt:

„Von jedem Mörtel wurden drei gleich schwere (5 g), gleich große und gleich geformte Fragmente einzeln auf eine Glasplatte gelegt, mit einer gewöhnlichen Glasplatte bedeckt und diese solange steigend mit Gewichten von 3 g beschwert, bis das Fragment zerdrückt wurde. Von den Ergebnissen, die die drei Proben lieferten, wurde der Durchschnitt als maßgebend angenommen.“

Das Ergebnis dieses Einzel Versuchs drückt Ziureck durch das Vielfache der Probengewichte aus, das zum Zerdrücken des Versuchskörpers erforderlich war. Diese Gewichte schwankten, nebenbei bemerkt, zwischen 0,210 und 3,350 kg.

Da bestimmte Vorschriften für die Lieferung und Prüfung von Kalk nicht bestanden und, wie oben bereits bemerkt, auch jetzt noch nicht bestehen, sind die Untersuchungen der Kalke im Materialprüfungsamt bisher nicht völlig einheitlich behandelt, sondern nach ihrem jeweiligen Zweck in verschiedener Anordnung und mit voneinander abweichenden Mischungsverhältnissen der Mörtel ausgeführt worden.

Die erste Veröffentlichung der früheren Königlichen Prüfungsstation für Baumaterialprüfung (jetzigen Abt. 2 für Baumaterialprüfung im Materialprüfungsamt) über die Ergebnisse einer Prüfung, die sich nachweislich auf Luftkalk erstreckte, erfolgte im Jahre 1883 in den „Mitteilungen aus den Königlichen Technischen Versuchsanstalten“. Die Versuche sind im Jahre 1882 ausgeführt worden. Der geprüfte Kalk war Gogolin er Weißkalk. Die gewonnenen Ergebnisse seien nachstehend (Tab. 56) verkürzt wiedergegeben.

Tab. 56. Ergebnisse der Festigkeitsversuche mit Mörtel aus Gogoliner Weißkalk und Normalsand.

Mittelwerte aus je 10 Einzelversuchen.

Mörtelmischung

(Gewichtsteile)

Zugfestigkeit in kg/qcm nach 7 Ta

gen

28 Tagen

90 Tagen

1 Kalkpulver 2 Normalsand .    .    .

1 Kalkpulver -j- 3 Normalsand .

1 Kalkpulver -I- 4 Normalsand .    .    .

(Ul wH y—<

O

CD GO Cn

-8 CO O cq CD_ 00 cnT CO of

CM ^ CO

cq^ oq *rq CO CO of

Die erste geordnete Zusammenstellung von Versuchsergebnissen einer größeren Reihe von Kalkuntersuchungen wurde von mir in den „Mitteilungen“ Heft 4, Jahrg. 1894, veröffentlicht. Sie umfaßt sämtliche in den Jahren 1885—1894 geprüften Kalkarten (Luft-, Wasser- und Zementkalke). Aus dieser Zusammenstellung seien die Ergebnisse der Prüfungen von Luftkalken, bezw. von daraus hergestellten reinen Kalkmörteln (außer reinem Kalkmörtel wurden närhlich auch Kalkmörtel mit Traß- und Zementschlägen untersucht) herausgegriffen und nebst denjenigen der vom Jahre 1895 an bis in die neueste Zeit in der Abteilung für Baumaterialprüfung untersuchten Luftkalke in Tab. 57 zusammengefaßt¹). An Hand dieser Versuchszahlen seien die Festigkeitseigenschaften der Luftkalke und Luftkalkmörtel innerhalb der zur Prüfung gelangten Altersgrenzen einer kurzen Betrachtung unterzogen. ³

Festigkeitseigenschaften der Luftkalkmörtel.

Tab. 57. Ergebnisse der Prüfung von Luftkalkmörteln auf Zug- und Druckfestigkeit.

Mittelwerte aus je zehn oder fünf Ein zel ve rsu chen.

Nr.

(Lfd.Nr.

der

Mitteilungen 1894) |

Herkunft

des

Kalkes

Mörtelmischung

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

Bemerkungen

28

Tagen Tagen

60

Tagen

90

Tagen

28

Tagen Tagen

6)

Tagen

90

Tagen

(4)

Westfalen

1 Raumtl. Kalkpulver -f-Normalsand

1,5

2,74

4,82

16,5

21,2

Kalkpulver Rp = 0,488 kg „ Rj. = 0,781 „

(4)

Bremen

1 Raumtl. Kalkpulver -f-Normalsand

1,5

2,06

3,27

7,2

10,8

Kalkpulver Rp = 0,571 kg „ Rr= 0,931 „

(5)

Unbekannt

1 Raumtl. Kalkteig -j-Normalsand

11

3,96

4,17

4,80

1 Raumtl. Kalkteig -j-Normalsand

Kalkteig Rr= 1,259 kg

3,5

11

2,53

2,83

3,30

(15)

Westfalen

1 Raumtl. Kalkpulver -}-Normalsand

1,5

11

1,24

1,99

5,8

10,0

Kalkpulver Rp = 0,490 kg „ Rr= 0,755 „

1,92

4,20

Anfertigung der Proben sofort nach dem Anmachen

5,3

7,6

Anfertigung der Proben sofort nach dem Anmachen

(17)

Rüders

dorf

1,60

3,24

1 Raumtl. Kalkpul vor -(-Normalsand

3 Stunden nach dem Anmachen

3,9

I 3 Stunden 6,3 nach dem j Anmachen

11

1,08

| 6 Stunden 2,30 nach dem j An machen

3,1

6 Stunden 5,3 nach dem Anmachen

Kalkpulver Rp= 0,465 kg „ Rr= 0,744 „

1,33

9 Stunden 2,77 nach dem Anmachen

2,8 I 4,8

9 Stunden nach dem Anmachen

(32)

Mecklen

burg

1 Gewichtstl. Kalkpulver -f-Normalsand

11

3,08

11,8

Kalkpulver Rp= 0,402 kg „ Rr= 0,637 „

1 Raumtl. Kalkteig -f-Normalsand

(40)

Harz

(Marmor

kalk)

11

2,90

3,28 3,84

12,7

16,4 24,0

1 Raumtl. Kalkteig -J-Normalsand

1,93

2,35

2,81

9,9

12,0

16,4

Kalkteig Rj. = 1,289 kg

1 Raumtl. Kalkteig -f-Normalsand

11

1,16

1,62

1,84

6,4

10,0    13,7

(42)

Unbekannt

1 Raumtl. Kalkpulver -j-Normalsand

2,48

3,82

11,8

17,8

1 Raumtl. Kalkteig

Normalsand '

11

2,30

3,49

8,4

13,6

Kalkpulver Rp = 0,400 kg „ Rr= 0,636 „

(48)

Heck-lingen i. Anhalt

1 Raumtl. Kalkpulver -j-Normalsand

11

4,33

6,30

7,75

24,6

26,3 27,2

1 Raumtl. Kalkpulver -j-Normalsand

11

3,51

3,91

5,10

14,2

14,5    17,5

Kalkpulver Rp= 0,436 kg „ Rj. = 0,679 „

1 Raumtl. Kalkpulver -j-Normalsand

1,40

2,24

5,5

15,5

10

Sachsen

1 Raumtl. Kalkpulver -J-Bausand

— ! 2,19

3,83

3,7

7,6

1 Raumtl. Kalkteig -J-Bausand

11

2,59

3,75

4,1

7,3

Kalkteig Rp = 1,426 kg Kalkpulvor Rp= 0,379 „

, Rj. =r 0,679 „ NormalsandRp = 1,390 „

„ Rj. = 1,683 „ Bausand Rp= 1,608 „ n Rj.= 1,911 „

11

Schlesien i

1 Raumtl. Kalkpulver -J-Normalsand

11

4,10

4,00

4,10

1 Raumtl. Kalkpulver Normalsand

11

2,43 ' 3,20 2,87

—    11,8    14,0 | 18,5

—    ¹ 6,8 I 8,4 I 10,2

Kalkpulver Rp= 0,508 kg „ Rj.= 0,791 „

Nr.

(Lfd.Nr.

der

Mittei

lungen

1894)

Herkunft

des

Kalkes

Mörtel mischung

Zugfestigkeit in kg/qcnj nach

Druckfestigkeit in kg/qem nach

28

Tagen|Tagen

60

90

Tagen|Tagen

28

60

Tagen I Tagen Tagen

90

Tagen

Bemerkungen

12

Schlesien

|| 1 Raumtl. Kalkpulver -+-Normalsand

»>

3,08

4,92

6,13

7,8

10,1

12,2

1 Raumtl. Kalkpulver -|-Normalsand

1,84

2,54

2,34

3,7

5,3    6,9

Kalkpulver Rf = 0,4‘;0 kg n Rr= 0,745 „

13

Harz i. Thür.

1 Raumtl. Kalkteig -+-Normalsand

,,

3,09

2,80

3,16

7,1

6,8

7,2

1 Raumtl. Kalkteig -f-Normalsand

Kalkteig 1^=1,272 kg

1,41

2,06

2,10

2,8

4,2

4,2

14

Sauerland

(Marmor

kalk)

1 Raumtl. Kalkteig -|-Normalsand

99

1,8

2,1

6,6

8,3

Kalkteig Rj. = 1,255 kg Normalsand Rf = 1,415 „

„ Rr— 1,695 „

15 .

Westfalen

1 Raumtl. Kalkteig -f-Normalsand

1,4

1,8

3,9

6,0

1 Raumtl. Kalkteig -f-Mauersand

99

2,1

2,1

6,7

9,8

Kalkteig Rr= 1,222 kg Normalsand 11= 1,544 „ Mauersand 11= 1,686 „

Mähren

Schönberg

(Spielberg

1 Raumtl. Kalkteig -f-Normalsand

2,6

3,7

10,5

14,5

Kalkteig Rr= 1,359 kg Normalsand 1 1= 1,466 „

16

(214303a)

Mähren Schönberg (Olbrich)²)

1 Raumtl. Kalkteig -f-Normalsand

99

2,9

3,4

9,4

13,3

Kalkteig Rj.= 1,335 kg Normalsand 1 1= 1,466 „

Mähren Schönberg (Lichtenstein) ³)

1 Raumtl. Kalkteig -f-Normalsand

,,

1,9

2,4

8,3

10,3

Kalkteig Rr= 1,305 kg Normalsand 1 1 = 1,466 „

17

Harz

1 Gewichtst. Kalkteig -j-Normalsand

8,0

10,7

13,7

Die Proben wurden aus erdfeuchtem Mörtel durch Einschlagen hergestellt._

4,2    5,9

8,9

Die Proben wurden aus mauergerechtem Mörtel durch Einfällen hergestellt.

18

Schlesien

1 Gewichtstl. Kalkteig -f-Mauersand

17,1

23,5

34,0

Proben aus erdfeuchtem Mörtel.

6,8

10,7

19

Berliner

Mörtelwerk

Fertiger Mörtel, von einem Berliner Mörtelwerk bezogen

18,8    24,3

iß 1 | Proben aus mauergerechtem ’    )| Mörtel.______

Proben aus erdfeuchtem Mörtel.

28,9

7,1

9,8

13,8

Proben aus mauergerechtem Mörtel.

115

20

(2 [3642)

Westfalen

1 Raumtl. Kalkteig -f-Mauersand

3,8 | 4,6 !

| Tage

6,1

115

,,

3,1 | 4,9 I

5,4

H,4 1 14,9 |

Tage

19,9

Der Mörtel wurde erdfeucht eingeschlagen.

4,3    6,0

8,6

Der Mörtel wurde mauergerecht eingefüllt.

Glühverlust

!) Analyse des rohen Kalksteins:

43,88 °/o geglüht 0,39 % 0,18 „ 98,29 „ 0,59 „ 0,09 „ 0,46 „

Kieselsäure und Unlösliches 0,22 „ Eisenoxyd und Tonerde Ätzkalk......

Magnesia.....

Schwefelsäureanhydrid Best (Alkalien usw.) .

0,10 , 55,16 „ 0,33 „ 0,05 „ 0,26 „

²) Analyse des rohen Kalksteins:    3) Analyse des rohen Kalksteins:

Herkunft

Nr.

des

Mörtelmischung

Kalkes

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

28 j 3 Mo- j 6 Mo- 1 Tagen ! naten j naten Jahr

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

Bemerkungen

28

Tagen

3 Monaten

6 Mo- 1 naten Jahr

21

Rüdersdorf

1 Raumtl. Kalkteig -f-Mauersand

91

6,3 I 7,1

7,5

8,5

14,2

22,9

28,0

35,8

Kalkteig Rr= 1,304 kg Mauersand Rf := 1,568 „

„ Rr= 1,863 „

22

Westfalen

1 Gewichtstl. Kalkteig -f-Mauersand

5,0    5,4

5,5

22,2 | 29,2

28,1

Kalkteig Rr= 1,231 kg Mauersand von den Berliner Mörtelwerken.

23

Rüdersdorf

1 Raumtl. Kalkteig -)-Normalsand

9,8 ; 15,9 j 21,0    22,6

Kalkteig Rr= 1,341 kg

1 Raumtl. Kalkpulver -f-Normalsand

24

Harz

11

12,1    21,4    28,7    27,3

Kalkpulver Rf = 0,521 kg „ Rr= 0,855 „

1 Raumtl. Kalkteig -j-Normalsand

13,0    17,7    19,8 ; 23,4

Kalkteig Rr= 1,341 kg

Rüdersdorf

1 Raumtl. Kalkteig -J-4    „ Berlin. Mauersand⁴ 5)

3,3 I 2,8

4,0

6,9 ¹    9,6 ! —

9,9

Kalkteig Rj. = 1,304 kg

Kalkrückstände der Azethylen-Fabrikation

1 Raumtl. Kalkteig -J-

„ Berlin. Mauersand ⁵)

3,2

3,7

3,8

7,7

10,1

12,4

Kalkteig Rr= 1,273 kg

26

Rüdersdorf

1 Raumtl. Kalkteig -f-Normalsand

11

1,9 ¹ 2,6

2,5

7,9 ;    9,9

13,2

Rr =F 1,304 kg

Kalkteig Normalsand Rf = 1,402 „ „    Rr= 1,680 „

27

Harz

1 Gewichtstl. Kalkteig -J-

„ Berliner Mauersand

I 5,0 | 5,4 i 5,5 4,7 : 4,4 | 5,1

—    22,2 ₍ 29,2 ; 28,1

Kalkteig Rj.— 1,231 kg⁶)

5,6 j 5,8 | 5,3

21.8    i 25,2 : 26,0

25.8    ; 30,2    32,1

Kalkteig R,. = 1,252 kg *>

Kalkteig Rr= 1,272 kg⁷ 8)

28

Harz

1 Gewichtstl. Kalkteig -f ,, Normalsand (Sieb feinstes)

8,0

10,7    13,7    —

29

Unbe

kannt⁹)

1 Raumtl. Kalkteig -f-Normalsand

3,6    4,9

5,2

1 Raumtl. Kalkteig -(-Mauersand

11

6,2    8,5

8,8

Kalkteig Iir= 1,400 kg Wassergehalt : 30,40 %

96,99 °,o 0,83 „ 1,15 „ 0,90 „

Nr.

30

31

32

(2/3556)

33

(2/3908)

34

(2/247)

Herkunft

des

Kalkes

Westfalen¹)

Schlesien

(Nieder-

Kauffung)

Thüringen

Rheinland

(Muschel

kalk)

Harz²)

Mörtelmischung

1 Raumtl. Kalkteig -j-3    „ Normalsand

1 Raumtl. Kalkteig -(-Mauersand

99

1 Raumtl. Kalkteig -j-feiner Sand

1 Gewichtstl. Kalkteig -f-Mauersanö

99

1 Raumtl. Kalkteig -j-Normalsand

99

1 Raumtl. Kalkteig -j-Normalsand

99

1 Gewichtstl. Kalkteig -f-Mauersand

1 Gewichtstl. Kalkteig ~f-Mauersand

1 Raumtl. Kalkteig -j-Normalsand

)>

1 Raumtl. Kalkteig -j-Normalsand

99

fl Raumtl. Kalkteig -f-Normalsand

₃. fl Raumtl. Kalkteig -(-' \3    ,, Freienwalder

Rohsand ⁴)

i) (Nr. 30) Analyse des Kalkes:

Glühverlust........

Kieselsäure........

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

3 Mo- 6 Mo-Tagen naten naten ! Jahr

28    | 3. Mo- 6 Mo-

Tagen | naten | naten

Bemerkungen,

Jahr

4,1

5,1

5,2

5,3

14,9 I 22,2 | 26,6

7,3

7,8

7,2    9,2 | 10,7

7,1    10,3

4,7 ; 5,2

3,9    3,1

16,4    24,41 30,6

11,4 i 17,5 | 24,2

Kalkteig Rr = 1,382 kg Wassergehalt: 57,5%

9,7 !

20,3    26,3 ; 30,6

8,4    15,9

11,2    14,1

Rr = 1,314 kg

Kalkteig Normalsand Rf = 1,544 „

Der Mörtel wurde maschinell gemischt und eingeschlagen

7,0 |    6,2 |    7,5 ! —

6,0 |    8,2 j 7,2    —

2,4    2,9 |    4,0    3,9

1,6    1,6 |    3,1    3,0

1,5

2,7

13,6

20,1 21,1

13,6 24,2

26,1

6,7    9,2 | 13,7 ¹ 13,0

5,4 |    7,8    9,0 j 8,5

Der Mörtel wurde von Hand mit der Kelle gemischt. Einschlagen mit dem Hammerapparat.

Der Mörtel wurde im Mörtelmischer gemischt. Einschlagen mit dem Hammerapparat.

Kalkteig Rr= 1,302 kg Rf + Rr

Normalsand

= 1,544 kg

60 Tage

1,9

3,4 j —

160 Tage

7,3    8,1

13,9 ! 14,8

Kalkteig    Rr — 1,334 kg

„    R^ ⁵) = 1,337 kg

Normalsand R[ ⁵) = 1,468 „ Freienwalder Rohsand

It! *) = um v

2) Analyse des rohen Kalksteins:

Glühverlust .....

Kieselsäure und Unlösliches Eisenoxyd und Tonerde .

Kalk........

Magnesia......

Schwefelsäureanhydrid Rest (Alkalien usw.) .    .

3)    Kalkteig und Sand wurden zuerst von Hand, dann unter Anwendung von 20 Schüssel-Umdrehungen des Mörtelmischers (Bauart Steinbrück-Sclimelzer) gemischt. Da der gewonnene Mörtel zum Einschlagen zu feucht war, wurde er auf mit Fließpapier belegte Gipsplatten gebracht und, mit Fließpapier bedeckt, so lange darauf belassen, bis er den zum Einschlagen geeigneten Feuchtigkeitsgrad (Erdfeuchte) erreicht hatte. Die Bedeckung mit Fließpapier erfolgte, um den Zutritt der Luft zu verhindern und etwaige Kohlensäureaufnahme durch'den Kalkmörtel auszuschließen.

Der erdfeuchte Mörtel wurde auf dem Hammerapparat (Bauart Böhme) unter Anwendung von 150 Schlägen in die Formen (Festhaltung Martens) eingeschlagen.

Dieses Verfahren ist das zurzeit bei Prüfung von Kalk in Kalkteigform übliche.

⁴)    Auf dem Siebe mit 20 Maschen für 1 qcm abgesiebt.

5)    Im 10 - Litergefäß ermittelt.

1,24 °/o

2,22 „

Eisenoxyd und Tonerde .    .    .    1,48 „

Ätzkalk

93,43 „

Schwefelsäureanhydrid ....    0,03 „

Magnesia ....

Rest (Alkalien usw.)

0,81 „ 0,79 „

0,35 „    0,62 „

Herkunft

Nr.

des

Kalkes

Mörtelmischung (Wasserzusatz bezw. -gehalt)

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

Bemerkungen

28

Tagen

3 Monaten

6 Monaten

Jahr

28

Tagen

3 Monaten

6 Monaten

Jahr

1    Raumtl. Kalkpulver +

2    „ Mauersand (9,0 °/o)

2,9

2,7

5,1

15,1

20,3

24,9

35

Westfalen*)

1 Raumtl. Kalkpulver +

4    „ Mauersand (7,5 °/o)

2,8

3,7

4,0

7,5    10,1

12,2

Kalkpulver Rf = 0,427 kg Kj = 0,475 „

„ Kr = 0,740 „ Mauersand (Freienwal der Rohsand) Rf = 1,575 kg

„    „    Rf = 1,610 „

„    „    Rr = 1,849 „

1    Raumtl. Kalkpulver -(-

2    „ Mauersand (9,0 °/o)

5,6

7,8

8,7

13,5

19,0

24,9

1 Raumtl. Kalkpulver -j-4    „ Mauersand (7,5 °/o)

3,7

4,1

4,6

8,5

10,4

13,8

36

(2/5181)

Mähren ²)

1 Raumtl. Kalkpulver -f-3    „ Mauersand (8,5 %)

4,0

5,4

5,6

7,7

11,0

16,5

1,3

2,2

1,8

An der Luft

er-

1 Raumtl. Kalkteig +

3    „ Normalsand (7,5 °/o)

härtet

6,7 |    9,1

9,9

lAn der Luft

er-

| härtet

Kalkpulver Rf = 0,425 kg „ Rf = 0,455 „

„ Rj. = 0,746 „ Mauersand, wie unter lfd. Kr. 35.

Kalkteig Rr = 1,362 kg Kormalsand Rf = 1,402 „

„ Rf = 1,468 „

„ Rr = 1,681 „

2,7

5,1

5,3

Alle 8 Tage angenäßt

8,4

15,2

17,8

Alle 8 Tage angenäßt

37

Kalkmörtel von einem Berliner Mörtelwerk

Nach der Analyse:

1 : 5,1 nach Gewichtsteilen 1 : 1,4 nach Raumteilen

7 Tage

3,9

28 Tage SO Tage

7 Tage

5,7

6,5

9,3

28 Tage 90 Tage

13,0    18,6

38

Herkunft des Kalkes unbekannt

Fertiger Mörtel von einem Berliner Mörtelwerk

14 Tage 28 Tage

6,4

7,3

90 Tage

14,0

39

Desgl.

Desgl.

U Tage

90 Tage

180

7,6

17,2

Tage

21,5

3,2

40

Desgl.

Desgl.

5,4 [ 4,9

6,2

An der Luft erhärtet.

6,0

9,1

8,5

Vom 7. Tage an alle 8 Tage in Wasser eingetaucht.

41

Desgl.

Desgl.

5,0

5,9

5,3

15,9 ! 23,3

25,2

42

(2/5067;

Thüringen (Gedämpftes Graukalk. | Pulver)

1    Raumtl. Kalkpulver +

2    „ Mauersand (10,0 °/'o)

5,6 i

An der Luft

13,6

An der Luft

8 Tage an der Luft, 3,0 j dann unter feuchtem Sand

7,7

3 Tage an der Luft, dann unter feuchtem Sand

1 Raumtl. Kalkpulver -(-4    „ Mauersand (7,0 °/o)

3,0

An der Luft

9,5

An der Luft

j 3 Tage an der Luft, 2,2 dann unter feuchtem Sand

3 Tage an der Luft, 5,2 j dann unter feuchtem Sand

Kalkpulver Rj — 0,516 kg Mauersand Rj = 1,703 „ Das Gemisch aus Kalkpulver, Sand und Wasser wurde 2 Tage lang eingesumpft.

’) Analyse des Kalkes:

Glühverlust......

Kieselsäure und Unlösliches Eisenoxyd und Tonerde

Ätzkalk.......

Magnesia.......

Schwefelsäureanhydrid .    .

Best (Alkalien usw.) .    . .

Geglüht 0,13 °/o 0,24 „ 98,17 „ 0,66 „ 0,50 „ 0,30 ,.

²)

. 24,16 °/o

• 0,10 „

• 0,18 „

. 74,45 „

3) Mauergerecht (mit 17,6 °/o Wasser) angemacht und auf absaugender Unterlage in die

25,22 °/o 0,58 „ 0.42 „ 72,68 „ 0,57 „

Geglüht 0,78 °/o 0,56 „ 97,19 „ 0,76 „

0,53 „

0,71 „

Form gefüllt.

Nr.

Herkunft

des

Kalkes

Mörtel mischung (Wasserzusatz bezw. -gehalt)

Zugfestigkeit in kg/qcm Druckfestigkeit in kg/qcm nach

nach

Bemerkungen

. 28 3 Mo- : 6 Mo- 1    28    3 Mo- j 6 Mo- j 1

Tagen naten | naten j Jahr Tagen naten naten j Jahr

Schlesienx) 3 43 (Graukalk (2 5168) in Stückform) —

1 Kaumtl. Kalkpulver 4-„ Normalsand (9,7 °/o)

3,1

3,4 An der Luft

2,4    3,9

3 Tage an der Luft, dann Unter Wasser

co"

CO

co~

3C

co

An der Luft

3 Tage an der Luft, dann unter Wasser

1 Kaumtl. Kalkteig -)-4    „ Normalsand (7,0 °/o)

2,6

3,2

An der Luft

in

CO

o:

An der Luft

D er Stückk alk wurde zuKalk-pulver und Kalkteig abgelöscht.

Kalkpulver Rp= 0,422 kg Rr= 0,749 „

Rj = 0,437 „

Rj = 1,306 „

Kalkteig Normalsand Rj =1,468 „

In der Tabelle (Spalte 2) ist der Ursprung der geprüften Kalke nur soweit angegeben, als für die Zwecke dieser Veröffentlichung von Interesse schien. In Spalte 4 und 5 sind die Ergebnisse der Zug- und Druckfestigkeitsversuche, ausgedrückt in kg/qcm, als Mittelwerte aus je zehn Einzelwerten verzeichnet. Spalte 6 enthält die Litergewichte für den pulverförmigen Kalkhydrat im eingelaufenen (Rf) und eingerüttelten (Rr) Zustande und das Litergewicht für den Kalkteig im eingefüllten Zustande (Rt). Dasjenige Litergewicht, das bei der Herstellung der Mischungen nach Raumteilen dem Maßanteil an Kalkpulver oder Kalkteig als Raumgewicht zugrunde gelegt wurde, ist in der genannten Spalte fett gedruckt.

Bei Mischungen mit Kalkpulver (in Raumteilen) wurde nämlich in früheren Jahren als Einheitsgewicht das Litergewicht des Materials je nach Wunsch der Antragsteller entweder im eingelaufenen oder im eingerüttelten Zustande benutzt, während in neuerer Zeit als Einheitsgewicht teils das arithmetische Mittel aus den Litergewichten des losee ingelaufenen und fest eingerüttelten Materials, teils das im Zehn-Litergefäß durch Einfüllen des Kalkpulvers oder Kalkteiges ermittelte Liter-(Raum-)Gewicht gewählt wird.

Die Wahl des letzteren dürfte sich bei Bereitung des Mörtels für Versuchszwecke am meisten empfehlen, da das in solcher Weise festgestellte Gewicht den praktischen Verhältnissen am ehesten nahe kommt.

Auf die bei der Prüfung der Kalke gebräuchlichen Versuchs verfahren soll hier nicht näher eingegangen werden. Bemerkt sei nur, daß die für die Mörtelbereitung verwendeten Kalke, soweit nicht fertige, d. h. auf dem Bauplatz oder in Berliner Mörtel werken bereitete Mörtel zur Prüfung gelangten, möglichst sofort nach der Einlieferung abgelöscht, die Mörtel unter Bemessung des richtigen

Geglüht 6,17 °/o 3,23 „ 88,98 „ 0,90 „ 0,13 „ 0,59 „

') Analyse des Kalkes:

Glühverlust......

Wasserzusatzes¹) von Hand mit der Kelle (früher) oder im Mörtelmischer (Bauart Steinbrück-Schmelzer) gemischt, die Probekörper durch Einschlagen des erdfeuchten Mörtels in die Formen von Hand oder auf dem Hammerapparat (Bauart Böhme) hergestellt und im Laboratorium an der Luft bei 17—20° C Wärme und annähernd gleichbleibender Luftfeuchtigkeit aufbewahrt wurden.

Wegen der Einzelheiten der Versuchsausführung sei auf Mitt. Materialpr.-Amt 1894, Heft 4, verwiesen.

In neuerer Zeit werden die Mörtel ausschließlich im Mörtelmischer (Bauart Steinbrück-Schmelzer) gemischt, sofern die Korngröße des verwendeten Zuschlagstoffes (Sandes) das Mischen in diesem Apparat gestattet, und auf dem Hammerapparat (Bauart Böhme) mit der Einspannung nach Martens eingeschlagen. Sand mit zu grobem Korn kann im Mörtelmischer nicht gemischt werden.

Allgemein geht aus den mitgeteilten Versuchszahlen hervor, daß die Festigkeit der Kalkmörtel — wenigstens im Vergleich zur Festigkeit anderer Baustoffe, selbst der magersten Portland-Zementmörtel — sehr gering ist und innerhalb äußerst bescheidener Grenzen liegt. So schwankt für 28 Tage alte Proben die Zugfestigkeit der geprüften Kalkmörtel zwischen 1,2 und 4,3 kg/qcm, die Druckfestigkeit zwischen 2,8 und 24,6 kg/qcm. Im Mittel aus sämtlichen Durchschnittswerten beträgt erstere 2,7, letztere 8,9 kg/qcm.

Etwas anders gestalten sich diese Verhältnisse, wenn man die Festigkeit der Mörtel mit Normalsand und mit Bausand getrennt betrachtet, wie die Zahlen in Tab. 58 beweisen, in denen die 28 Tagesfestigkeiten des Mörtels in der Mischung 1 : 3 für Normalsand und Bausand gesondert und neben diesen die Festigkeiten fertig eingereichter Mörtel (aus Mörtelwerken) aufgeführt sind. Hiernach beträgt die mittlere

Zugfestigkeit Druckfestigkeit

2.5    kg/qcm

5,0    „

4.6    „

8,5 kg/qcm 14,6    „

13,8    „

der Normalsandmörtel „ Bausandmörtel „ fertigen Mörtel

Aus diesen Zahlen ist im übrigen auch der Einfluß der Sandart, der im ersten Abschnitt bereits erörtert ist, deutlich ersichtlich.

Wie sich das Festwerden und das Erhärten von Kalkmörtel vollzieht, ist im ersten Teil dieser Abhandlung ausführlich dargelegt. Hiernach beruht das anfängliche Festwerden des Mörtels nach erfolgter Verarbeitung, d. h. der Übergang aus dem plastischen in den starren Zustand lediglich auf einem physikalischen Vorgänge, nämlich dem Eintrocknen und Erstarren des Mörtels (infolge Wasserabgabe) und dem hiermit verbundenen Schwinden desselben. Der plastische Kalkteig schrumpft in dem Maße, in dem er das Wasser abgibt, immer mehr zusammen und die unter dem Druck der Mauersteinschichten (Auflast) stehenden Sandkörner folgen dieser Bewegung und lagern sich enger aneinander, daher das Setzen des Mauerwerks. Bei

') In den meisten Fällen, in denen Kalkteig zur Herstellung der Mörtel zur Verwendung gelangt, wird der Kalkteig zur leichteren und innigeren Vermischung mit dem Zuschlagstoff (Sand) durch vorherigen Zusatz von Wasser verdünnt, so daß die Mörtel nach dem Anmachen zunächst ziemlich wasserreich und daher dünnbreiig sind. Um ihnen das überschüssige Wasser zu entziehen und um sie auf den Zustand der Erdfeuchte zu bringen, werden sie auf mit Fließpapier belegten Gipsplatten solange gelagert, bis sie den geeigneten Feuchtigkeitsgrad (Erdfeuchte) erlangt haben. Während des Lagerns bleiben die Mörtel mit Fließpapier bedeckt, damit die Aufnahme von Kohlensäure aus der Luft und die Bildung kohlensauren Kalkes nach Möglichkeit verhindert wird.

den Mörtelproben, die für die Festigkeitsversuche mit möglichst geringem Wasserzusatz eingeschlagen werden, kommt hierzu noch die künstliche Verdichtung durch die Schlagarbeit, wobei Luft- und Wasserteilchen ausgetrieben und die Sandteilchen aneinandergetrieben werden.

¹

   Die Probekörper wurden bis zu 6 Monaten Alter jede Woche und von da ab jeden Monat einmal eine Stunde unter Wasser getaucht.

²

   Die frühere Unterwassersetzung war nicht möglich, da die Proben sonst zerfielen.

³

Beigefügt sind in dieser Tabelle außer den im laufenden Betriebe gewonnenen Versuchswerten die Ergebnisse derjenigen Festigkeitsversuche, die im ersten Teil dieser Arbeit behandelt sind.

⁴

)    Diese Untersuchung sollte über die Verwendbarkeit der aus der Azethylen-Fabrikation herrührenden Kalkrückstände (Kalkteig) zur Mörtelbereitung Aufschluf3 geben.

⁵

2)    Ein Liter des trockenen Mauersandes wog eingelaufen: 1,323 kg; eingerüttelt: 1,597 kg.

⁶

)    Der Kalk wurde abgelöscht, indem das Wasser in Teilmengen dem gebrannten Kalk zugesetzt wurde.

⁷

)    Der Kalk wurde abgelöscht, indem das Wasser auf einmal dem gebrannten Kalk zngesetzt wurde.

⁸

)    Der Kalk wurde nach Vorschlag von Martens abgelöscht.

⁹

)    Analyse des Kalkes, bezogen auf den wasser- und kohlensäurefreien Zustand:

Kalk......

Kieselsäure ....

Eisenoxyd und Tonerde Schwefelsäure . . .

99,87 °/o

Tab. 58. Zusammenstellung der mittleren Festigkeiten von 28 Tage alten Kalkmörtelproben mit Normalsand und mit Mauersand in der Mischung 1:3 und aus fertig eingereichtem Mörtel.

(Nach Tab. 57.)

Lfd.

1 Kalk 3 Normalsand

1 Kalk + 3 Mauersand

Fertig eingereichter Mauermörtel *)

Nr.

Zugfestigkeit Druckfestigkeit kg/qcm    kg/qcm

Zugfestigkeit Druckfestigkeit kg/ qcm    kg/qcm

Zugfestigkeit Druckfestig-kg/qcm keit kg/qcm

Mittel

2,5

i³³ J* i-> .P⁵ I j<ij33j»a>ootOh7 -3 W Ul CD so ¹ 4d '*05 "oo 7)^ ”© “oo

II

© ©

8,5

5,0

03^ (Nl^ GO^ GIO

rP (M t-T IlO*

rH CN (N ©I

IC

o oo !

CO 00    ¹

TH

(Grober Sand) 114 (Feiner Sand)

16,4

6,8

20,3

6,7

13,6

13,6

14,9

7,1

7,7

18,7 .

12,6

14,(j

4,6

ZJt <1

"cd CO

13,8

Mittlere Zugfestigkeit: 3,9 kg/qcm. Mittlere Druckfestigkeit: 12 kg/qcm.

Wie groß der Anteil an der Bindekraft ist, die auf Rechnung dieses rein mechanischen Vorganges des Eintrocknens und Schwindens zu setzen ist, sehen wir am besten am Lehmmörtel, der im Altertum viel benutzt wurde und auch jetzt noch gelegentlich zu Bauteilen ganz untergeordneter Art verwendet wird. (Lehm-pisee.) Solcher Mörtel wird ziemlich fest.

Das gleiche Verhalten zeigen die Tone, die ebenfalls je nach dem Grade ihrer Plastizität (Bildsamkeit) beim Eintrocknen eine starre Masse mit mehr oder minder großen Festigkeit bilden.

Diese Eigenschaft der Tone und Lehme, beim Lagern an der Luft aus der plastischen Form in die feste überzugehen, und die hierauf beruhende Verkittungs- ¹

fähigkeitx) und Festigkeit ist bei der Herstellung von Ziegel-, Steingut-, Porzellan-usw. Waren von Wichtigkeit, weil geformte Stücke so viel Zusammenhang und Festigkeit besitzen müssen, daß sie, ohne abzubröckeln oder zu zerbrechen, transportiert werden können.

Um den Grad der Wirkung des Eintrocknens und Schwindens kennen zu lernen und die durch diesen physikalischen Vorgang erreichte Bindekraft plastischer Stoffe zahlenmäßig festzustellen, wurden folgende Versuche ausgeführt.

Aus gewöhnlichem Lehm (Töpferlehm) wurden Probekörper für Zug- und Druckfestigkeitsversuche in Normalform hergestellt, indem der plastisch angemachte Lehm in die Form mittels eines Pistills eingedrückt und so lange gestampft wurde, bis eine leichte Wasserabsonderung an der Oberfläche eintrat. Die Proben wurden im Zimmer bis zur Erlangung gleichbleibenden Gewichts aufbewahrt und dann im lufttrockenen Zustande der Festigkeitsprüfung unterzogen. Die gewonnenen Ergebnisse sind in Tab. 59 verzeichnet. Aus ihnen ist ersichtlich,

daß die Lehm proben nennenswerte Festigkeiten und zwar durchschnittlich höhere aufweisen, als sämtliche in Tab. 57 angegebenen Kalkmörtel bei 28 Tagen Alter.

Da die Festigkeit des Lehmmörtels auffallend hoch erschien, wurde eine weitere, gleiche Versuchsreihe mit einem ähnlichen Stoffe, nämlich Ton, ausgeführt. Für diese Versuche wurden geformte rohe Tondachsteine durch Zusatz von Wasser so weit aufgeweicht, daß der Ton wieder plastisch wurde, und die plastische Masse durch leichtes Einschlagen in Formen zu Probestücken geformt. Die Prüfung der bis zur Gewichtsgleichheit an der Luft gelagerten Körper lieferte die ebenfalls in Tab. 59 wiedergegebenen Festigkeitswerte. Diese sind sogar, wie ersichtlich, noch höher ausgefallen, als die des Lehmmörtels.

Aus den Ergebnissen beider Versuchsreihen geht ohne weiteres der Einfluß des Eintrocknens oder Schwindens auf die Verkittung und die Festigkeit plastischer Massen hervor.

Das Festwerden des Mörtels wurde in beiden Fällen lediglich durch die infolge Wasserabgabe eintretende mechanische Bindung bewirkt; denn jede Erhärtung etwa infolge chemischer Einflüsse war ausgeschlossen.

Im Jahre 1904²) sind in der Landwirtschaftsabteilung der Vereinigten Staaten Nordamerikas ebenfalls Festigkeitsversuche mit verschiedenen Tonen ausgeführt ³) und hierbei folgende Durchschnittswerte gefunden worden:

Reine Koaline .

Gewöhnliche Ziegeltone Töpfer tone ....

Kugel- und andere sehr plastische Tone .    . 14,0

0,35 bis 1,40 kg/qcm

2,1 „

7,0

7,0    „ 35,0

„ 35,0

0 ,,Ursachen der Verkittungsfähigkeit von Steinmehl und der Plastizität der Tone“. Baumaterialienkunde 1903. Heft 24. S. 362 ff. — R. Zschokke, Untersuchungen über die Plastizität der Tone. Baumaterialienkunde 1902. Heft 24, 25/26. 1903. Heft 1/2, 3/4, 5/6. — „The oementing power of road materials“. United States Department of Agriculture. Bureau of Chemistry. Circular Nr. 85. 1904. Government Printingoffice, Washington. — „Die Bildsamkeit der Tone“. Baumaterialienkunde 1904. Heft 8. S. 124/85.

²)    Die Versuche des Verfassers wurden im Betriebsjahre 1900/01 ausgeführt.

³)    „The useful properties of clays“. United States Department of Agriculture. Bureau of Chemistry. Circular Nr. 17. 1904. Government Printing Office Washington.

Tab. 59. Prüfung von Lehm- und Tonproben auf Zug- und Druckfestigkeit ¹).

Im lufttrockenen Zustande geprüft.

Abmessungen der Prohekörper bei der Herstellung:

Zugproben:    Normalformat; Zerreissungsquerschnitt = 5 qcm;

Druckproben: Würfel von 7,1 cm Kantenlänge; gedrückte Fläche = 50 qcm.

Versuch

Nr.

Zugfestigkeit kg/qcm ²)

Druckfestigkeit kg/qcm ²)

Bemerkungen

Versuchsreihe 1 (Töpferlehm)

Mittel

Oi    03 CO OO G> G3 G>

co os'üi'o'oolo'üibj "cO'Va

37,5

34,5

31,0

41,0

36,0

34,0

34,0

36,5

Der Lehm bezw. Ton wurde im plastischen Zustande in die Formen mittelst eines Pistills eingedrückt und mit leichten Schlägen eingestampft. Die Proben lagerten bis zur völligen Gewichtsgleichheit an der Luft im Zimmer bei mittlerer Wärme und Luftfeuchtigkeit. Die Körper waren sehr geschwunden.

35,0

32,5

7,1

35,2

Versuchsreihe 2 (Ziegelton)

Mittel

vH CD ^    (N <D

co cT co tT cf co o

vH    vH    vH

IV co o cd" cT cT

vH vH

0,8

37.6

41,6

42,8

41,6

37,0

35,0

42,8

Art der Herstellung und Lagerung der Proben wie vorhin.

Die Körper waren sehr geschwunden.

Die Schwindung betrug im Mittel: 23°/o.

44,0

46,4

42,6

41,1

Ist hiernach die Anfangserhärtung des Luftkalkmörtels ausschließlich eine Folge mechanischer Bindung — der Anteil an Bindekraft, der im ersten Erhärtungsstadium etwa der Bildung kohlensauren Kalkes zuzuschreiben ist, fällt nicht ins Gewicht —■, so beruht die Nacherhärtung, d. i. die nach dem Anziehen oder Abbinden allmählich fortschreitende Festigkeit des Mörtels ausschließlich auf dem chemischen Vorgänge der Umwandlung des im Mörtel enthaltenen Kalkhydrates in kohlensauren Kalk.

J) Die Versuche wurden im Betriebsjahre 1900—1901 ausgeführt.

2) Die angegebenen Werte (kg/qcm) sind auf den Querschnitt der Probekörper im Zustande der Anfertigung bezogen. In Wirklichkeit sind die Werte höher, weil die Schwindung der in Normalformat hergestellten Körper bei der Prüfung und hei der Berechnung der Werte nicht berücksichtigt worden ist.

Was die Erhärtungsfähigkeit, d. i. den Grad der Festigkeitszunahme der Kalkmörtel mit fortschreitendem Alter betrifft, so zeigen die Werte der Tab. 57, daß die Zugfestigkeit dieser Mörtel ziemlich schnell ihr Ende erreicht, während die Druckfestigkeit mit wachsendem Alter innerhalb der beobachteten Zeiträume immer noch, wenn auch nur langsam, fortschreitet. Dieses verschiedene Verhalten der Zug- und Druckproben hat seinen Grund hauptsächlich in der verschiedenen Materialverteilung in den beiden Probearten. Diese bewirkt nämlich, daß in dem verhältnismäßig kleinen bei der Zugbeanspruchung zur Wirkung gelangenden Querschnitt der Zugproben der Übergang des Kalkhydrats in kohlensauren Kalk früher abgeschlossen ist, als in dem größeren und mehr Ätzkalk enthaltenden Querschnitt der Druckproben, abgesehen davon, daß auch die ganze Form der Zugproben für die Kohlensäureaufnahme günstiger ist, als die der Druckproben. Jene besitzen nämlich einen im Verhältnis zum Raum- (Körper-) inhalte etwas größeren Umfang als diese. Das Verhältnis von Inhalt zu Oberfläche beträgt

bei den Zugproben .    .    .    70: 68 = 1,03

und bei den Druckproben 355:300 = 1,18.

Hierzu kommt noch, daß überhaupt mit zunehmender Druckfestigkeit die elastischen Eigenschaften des Materials sich mehr und mehr verringern, welche Erfahrung bekanntlich auch bei Mörteln aus andern Bindemitteln gemacht wird. Es empfiehlt sich übrigens, dem Zugversuch nicht zu hohen Wert beizumessen, da er, wie Bauschinger¹), Feret²) und andere Forscher nachgewiesen haben, weniger zuverlässig ist, als der Druckversuch³), weshalb es praktisch zweckmäßig ist, den Druckversuch allein als Wertmesser zu benutzen.

Wenn trotz der aus den mitgeteilten Festigkeitsziffern ersichtlichen Geringwertigkeit der Luftkalkmörtel die Standfestigkeit der Gebäude im allgemeinen durch die Verwendung solcher Mörtel nicht gefährdet ist, so liegt dies daran, daß die Tragfähigkeit normal belasteten Mauerwerks, solange nur der Widerstand gegen D r u c k bea n sp ru c h u n g in Frage kommt, sehr wesentlich von der Festigkeit des Steinmaterials abhängig ist und die Mörtelfestigkeit für diese Art der Beanspruchung von geringer Bedeutung ist, da der in dünnen Fugen zwischen den Mauersteinen vermauerte Mörtel fast ausschließlich auf Druckfestigkeit beansprucht wird, — wohl gemerkt, solange es sich um gewöhnliche Verhältnisse handelt — und die Druckfestigkeit (Fugenfestigkeit) des im Mauerwerk sich festigenden, die Unebenheiten des Mauerwerks ausgleichenden Mörtel, auch ohne Erhärtung durch Kohlensäureaufnahme²), in den dünnen Lagerfugen erheblich größer ist, als

1)    Bauschi nger, Mitteilungen aus dem mechanisch-technischen Laboratorium der Kgl. Polytechnischen Schule in München. 1879. Heft 8.

²)    Feret, Etudes sur la Constitution intime des Mortiers hydrauliques. Bulletin d’Encouragement pour l’Industrie nationale 1897.

³)    Martens, Über den Sicherheitsgrad und die Beurteilung der Festigkeitsversuche nach den Normen für Zementprüfung. Mitt. Materialpr.-Amt 1900. S. 91; vergl. auch Ton-

industrie-Zeitung 1900. S. 523. landzement. Tonindustrie-Zeitung 1902. S. 449.

Burchartz, Der Zugversuch als Wertmesser für Port

die Würfelfestigkeit des gleichen Materials (Gesetz der Ähnlichkeitenl): die Druckfestigkeit wächst bei sonst gleichbleibendem Querschnitt proportional dem Wert

VI .    .

worin f die gedrückte Fläche und h die Höhe des gedrückten Körpers bedeutet).

Den gleichen Zweck wie der Mörtel würde auch eine sonst plastische oder pulverförmige, die Unebenheiten der Steine ausgleichende, an sich nicht bindende und verkittende Masse erfüllen, natürlich nur solange es sich um die Übertragung von im Sinne der Schwerkraft wirkenden Druckspannungen handelt. So dürfte bekannt sein, daß man in manchen Gegenden statt mit Kalkmörtel mit sogenanntem Scheidekalk (Abfallstoff der Zuckerfabrikation) und sogar mit Straßenschlick mauert, also mit Stoffen, die keinen Anspruch darauf machen, eine auf chemischen Einflüssen beruhende Erhärtungsfähigkeit zu besitzen, deren Zusammenhang vielmehr lediglich auf der Verkittungsfähigkeit beruht, wie sie plastischen Stoffen überhaupt eigen ist. Die die Unebenheiten der Ziegelflächen ausgleichende Zwischenlage könnte sogar fortfallen, wenn eine genügend ebene Auflagefläche der Steine (etwa durch Abschleifen) in der Lagerfuge geschaffen würde; wie denn bekanntlich die alten Griechen die einzelnen Trommeln der Säulen ihrer Tempel ohne Bindemittel aufeinandersetzten und die gleichmäßige Übertragung der Druckspannung in der Weise erreichten, daß die Flächen der aufeinander zu lagernden Steine eben geschliffen wurden.

b) Einfluß der Beschaffenheit (Festigkeit) des Fugenmaterials auf die Festigkeit von Körpern aus zusammengesetzten Steinhälften³ 4).

Um planmäßig festzustellen, ob und in welchem Grade die Festigkeit von Mauerwerk durch die Art des Fugen materials beeinflußt wird, wurden folgende Versuche ausgeführt:

Je eine gleiche Anzahl Mauersteine verschiedener Herkunft und Festigkeit (drei Sorten gebrannte Ziegel und eine Sorte Kalksandsteine) wurden auf der Steinsäge in der Mitte durchgeschnitten und die gewonnenen Hälften auf je einer Flachseite (der späteren Druckfläche) mit reinem Portland-Zement in der üblichen Weise abgeglichen.

I. Je eine Reihe von 20 Steinhälften jeder Sorte wurden mit

1.    reinem Zementmörtel,

2.    Zement-Sandmörtel (1 Raumteil Zement -j- 3 Raumteile Mauersand),

3.    Kalkmörtel (bezogen aus einem Berliner Mörtelwerk)

zu würfelförmigen Körpern aufeinander gemauert. Die Dicke der Fuge betrug etwa 1 cm. (Fig. 37.)

II. Bei einer weiteren Reihe von je 20 Steinhälften wrurde die Fuge gebildet aus

4.    Zementpulver,

Fig. 38.

6.

5.    feinkörnigem trocknen Sand feuchten „

7. angefeuchtetem Sägemehl.

III. Weitere je 20 Steinhälften wurden auf der anderen nicht abgeglichenen Fläche eben geschliffen und die je zwei zugehörigen Hälften mit der abgeschliffenen Seite bei der Druckprobe zusammengesetzt.

«i—g

Fig. 37.

Fig. 38.

Fig. 39.

Einfluß der Art (Festigkeit) des Fugenmaterials auf die Druckfestigkeit von Körpern aus Steinhälften.

Tab. 60. Ergebnisse der Druckversuche mit Kalksandsteinen.

Vorversuch.

Mittlere Abmessungen der Steine: 25,0.12,0.6,5 cm; mittlere Abmessungen der Versuchsstücke aus je 2 Steinhälften: 12,0.12,0.15,0 cm; gedrückte Fläche = 144 qcm.

Bei 28 Tagen Alter im lufttrockenen Zustande geprüft.

Art

der

Fuge

Gemauerte Fuge aus

Kalkmörtel (von einem Berliner Mörtelwerk)

Lose Fuge aus

reinem Zementmörtel

Zementpulver

feinem trockenem Sand

feinem feuchtem Sand

Versuch

Nr.

Gesamt-Bruchlast für die Zerstörung in kg

20    300 17 600

21    400 17 100 17 600

14 650 14 800

14    150

15    000 15 250

17 600 13 450 13 250 13 000 17 000

16    100 14 900

13    800 13 800 16 300 16 700

Mittel

18 800

14 770

15 220

15 390

14 975

Mittlere Druckfestigkeit <r_jj in kg’qcm

131

103

106

107

104

zu

Um gleichzeitig das Verhältnis der Festigkeit der Körper aus zusammengemauerten Ziegelhälften zu der Material-(Würfel-)festigkeit der Steine kennen lernen, wurden

IV. aus Steinen der verschiedenen Sorten Würfel auf der Steinsäge nach Maßgabe der Fig. 39 herausgeschnitten und auf den Druckflächen eben geschliffen ¹).

Sämtliche Körper lagerten im Zimmer an der Luft und wurden bei 28 Tagen Alter der (gemauerten) Fuge der Druckprobe unterzogen. Bei den Materialwürfeln wurden als Druckflächen diejenigen Flächen der Würfel gewählt, die vorher die Lagerflächen der Steine gebildet hatten (Fig. 39). Die Druckrichtung ist durch die Pfeile angedeutet.

Die Ergebnisse sind in den Tab. 61—64 verzeichnet. Die Mittelwerte sind nebst den Verhältniszahlen (Körperfestigkeit=100) in Tab. 6 5 übersichtlich zusammengestellt.

Tab. 61. Reihe 1. Ergebnisse der Druckversuche mit Birkenwerder Klinkern.

Mittlere Abmessungen der ganzen Steine: 25,0.12,0.6,5 cm; mittlere Abmessungen der Versuchsstücke aus zwei Steinhälften: 11,9.11,9.15,0 cm; gedrückte Fläche = 142 qcm.

Gemauerte Fuge aus

Lose Fuge aus

Art

der

Fuge

reinem

Zementmörtel

(Rüdersdorfer)

1 Teil Zement + 3 Teile Mauersand⁵ 6)

Kalkmörtel

(Berliner

Mörtelwerke)

Zementpulver ⁷)

feinem

trockenem

Sand⁷)

feinem

feuchtem

Sand⁷)

feuchtem Sägemehl⁷)

Ohne Fuge aufeinander gelegte Ziegelhälften mit abgeschlif-fenen Fugenflächen ; h = 14,2 cm

Würfel aus den Steinen geschnitten

Reihe 1 Mittlere Abmessungen 6,25.6,18. 6,24 cm; gedrückte Fläche = 39,0 qcm

Reihe 2 Mittlere Abmessungen 6,0.6,0.

6,0 cm; gedrückte Fläche = 36,0 cm

Versuch

Nr.

Gesamt - Bruchlast für die Zerstörung⁸) in kg

10

47 240 63 180

54    270 50 140

55    450 50 620 63 180 49 660 54 010 54 970

55 940 53 040 47 730

55    450 62 700 59 800 62 700 49 660 62 700

56    630

33    240 24 060 36 130 30 820 33 720 31 300 39 520 38 070 31 300 46 760 38 070 18 260 38 550 47 730 30 340

34    690 25 510 23 580 33 240 35 170 18 260 32 270 40 480 21 640

36    130 36 620 18 260

37    580 40 960 33 720

39 520 48 690 36 620 49 660 35 170 52 560 33 720 28 410 43 380 39 520 39 520 36 620

26    960 30 340 32 270 32 270

27    440 31 790 20 200 33 720

52    560 41 930 55 940 59 800 63 670 58 840 67 050 37 100

53    040 52 560

25 030 30 340 20 200 17 300 32 750 12 950 23 090 28 410 30 820 28 410

17 300

27    500

28    900 22 450 28 100

28    500 25 000 19 700

29    100 25 400

Mittel 54 272 56 635

36 280

36 039

26 279

33 480

38 358

54 249

24 930

25 195

Mittlere Druckfestigkeit <r_g in kg/qcm

382    399    255

254

185    236

270

382

639

700

Tab. 62. Reihe 2. Ergebnisse der Druckversuche mit Rathenower

Mauersteinen.

Mittlere Abmessungen der ganzen Steine: 24,5 . 11,7 . 6,2 cm; mittlere Abmessuugen der Versuchsstücke aus zwei Steinhälften: 11,9 . 11,7 . 14,6 cm; gedrückte Fläche = 139 qcm.

Art

der

Fuge

\ ersuch

Nr.

OOCOOCJüifbCOtO

Mittel

Mittlere Druckfestigkeit ff_ß in kg | qcm

reinem

Zementmörtel

(Büdersdorfer) q

---

reinem

Zementmörtel jjj (Stettiner) 3-

1 Teil Zement ^ -f- 3 Teile | Mauersand

15    580 18 000 22 470 20 480

17    000

18    490

16    060 14 640

19    490 18 990

Kalkmörtel w (Berliner Mörtelwerke)

Zementpulver o

feinem

trockenem ’a Sand ’) feinem feuchtem Sand¹)

Ui

CTQ

O

c

Ui

Ohne Fuge aufeinander gelegte Ziegelhälften mit abgeschliffenen Fugen flächen; h = 14,1 cm

Würfel aus den Ziegeln geschnitten.

Mittlere Abmessungen: 6,5.6, . 6,2 cm;

gedrückte Fläche: 42,3 qcm

Gesamt - Bruchlast für die Zerstörung²) in kg

17    500 19 490 12 280 15 110

15    580 18 000 19 990 22 470

18    000 18 990

19    990 18 000

16    060 20 480

20    980 17 000 22 470 18 990 26 950 15 580

11 810 10 860 16 060 17 000 9 920 17 500 14 170 21 980 9 920 10 860

13 220 13 220

18    990 8 500

19    490 13 220

18    000 15 110 17 500 12 750 16 060 12 280 17 500 14 170

19    490 12 280 15 580 17 000 19 990 10 860

15    110 12 280

9 440 9 920

11    330 15 110

14 300

15    300 15 300

5    500

6    800 8 430

4    850 6 250

5    810 10 110

6    000 5 100 8 000

18 120 18 980 18 411 14 008

17 582 12 939: 12 372

16 510

6 685

180    137    132

96

126    93    89

119

158

Vorversuche mit Kalksandsteinen, die sich wegen ihrer regelmäßigen Form und ihrer ebenen Lagerflächen für die beabsichtigten Versuche besonders eigneten, lieferten die in Tab. 60 enthaltenen Ergebnisse.

Bei der Prüfung selbst wurden folgende Beobachtungen gemacht:

a)    Bei den Proben mit Fugen aus losem Material war der Fugenraum nicht vollständig ausgefüllt, da das Material infolge seines lockeren Zusammenhanges seitlich in einem bestimmten Böschungswinkel abfiel (Fig. 38) es kamen daher auch nicht die ganzen Flächen der Steinhälften in der; Fuge bei der Druckbeanspruchung zur Wirkung, sondern nur ein Teil der Flächen.

ge

b)    Bei den mit reinem Zement und mit Zementmörtel vermauerten Versuchsstücken, den Proben aus lose aufeinander gesetzten Steinhälften und den Steinwürfeln trat die Rißbildung nahezu im Augenblicke der Zerstörung ein, bei den mit Kalkmörtel vermauerten Probekörpern und denen mit lockerem Fugenmaterial etwas früher, als die Zerstörung. Genau ließ sich dieser Zeitpunkt jedoch nicht feststellen; von einer Angabe der Bruchlasten für den Eintritt der Risse ist daher in den Tabellen Abstand nommen worden. Art und Verlauf der Zerstörung der geprüften Materialwürfel ist für zwei Steinsorten (Rathenower Mauersteine und Kalksandsteine) durch Fig. 40 veranschaulicht.

61.

il Siehe Bemerkung 2 zu Tab. 61. 3

Ziegelsteinkörper.

ieÖ

?•

ISÄ

üü

Kalksandsteinkörper.

Fig. 40.

Druckprobekörper (Würfel) aus Ziegel- und Kalksandsteinen in verschiedenen Zuständen

der Zerstörung.

Tab. 63. Reihe 3. Ergebnisse der Druckversuche mit roten Hinter-

inauerungssteinen.

Mittlere Abmessungen der Steine: 25,0.12,0.6,5 cm; mittlere Abmessungen der Versuchsstücke aus zwei Steinhälften: 12,0.12,0.14,8 cm; gedrückte Fläche = 144 qcm.

Art

der

Fuge

reinem O Zementmörtel B

1 Teil Zement -f- 3 Teile Mauersand ^

Kalkmörtel ® (Berliner Mörtelwerk) w

Lose Fuge aus

reinem

Zement

pulver

feinem trockenem Sand*)

feinem feuchtem Sand!)

feuchtem Sägemehl M

Ohne Fuge aufeinanderge-legte Ziegelhälften mit abgeschliffenen Fugenflächen; h = 14 cm

Würfel aus den Ziegeln geschnitten.

Mittlere Abmessungen: 6,0.6,0.6,0 cm, gedrückte Fläch = 36,0 qcm

Versuch

Nr.

Gesamt-Bruchlast für die Zerstörung²) in kg

OOOO^ÖiOi^COtOM

13    900 10 650 13 200 10 000 10 600 15 650 10 550 11 200

11    400 14 250 11 700 10 600 13 750 17 700 12 250 10 600

14    250 11 100 11 600 11 400 12 000 13 450 12 100 10 700 10 900 14 600

12    600 14 800 11 200 11 750 15 350 10 200

16 550 18 550 13 900 13 650 11 100

13    700

14    300 11 650

15    300 12 500 11 850 12 100 11 000 14 050 10 500 17 050 10 100 11 300 13 850 12 600

9 700 14 600

9 800 14 450

9 500 11 550 7 000 13 450

13 900 12 050

15    200

16    200 17 500

12    300

13    250 12 750 10 150 12 400

12 900

12    050 15 400

14    400 10 350 10 200 17 900

13    700

15    200 15 300

3    600

4    900 4 800 4 900

4    000 3 800

5    950

6    700 3 300 6 200

Mittel

13 920 14 025 12 300 11 380 10 375 13 165 13 570

13 740

4 815

Mittlere Druckfestigkeit in kg | qcm

97    97    85    79

72

91    94

95

134

1)    Yergl. Bemerkung 2 zu Tab. 6-1.

²)    Yergl. Bemerkung 8 zu Tab. 61.

c) Bei den mit Kalkmörtel vermauerten Körpern und denen mit losem Fugenmaterial drückte sich die wegen ihrer geringen Festigkeit nachgiebige Fugenmasse infolge des Druckes unter gleichzeitigem seitlichen Austreten aus dem Fugenraum mehr oder weniger zusammen. Nach Beendigung des Versuches wurde festgestellt, daß das Fugenmaterial am Rande ganz locker war, während es nach der Mitte mehr und mehr an Festigkeit zugenommen hatte, d. h. die ursprünglich nur wenig feste (Kalkmörtel) oder gänzlich lockere (Zementpulver, Sand, Sägemehl) Fugenmasse erwies sich als ein plattenförmiger Körper, dessen Festigkeit in der Mitte am größten war und von da aus nach dem Rande zu allmählich ab nahm. Dies wurde namentlich bei den Steinen mit ebenen Lagerflächen, also besonders bei den Kalksandsteinen, übereinstimmend und gut beobachtet.

Tab. 64. Reihe 4. Ergebnisse der Druckversuche mit Kalksandsteinen.

Mittlere Abmessungen der Steine: 25,0.12,0.6,5 cm; mittlere Abmessungen der Versuchsstücke aus zwei Steinhälften: 12,0.12,0.15,3cm; gedrückte Fläche: 144 qcm.

Art

der

Fuge

Versuch

Nr.

H(MCQ^lO(DI>COQO

Gemauerte Fuge aus

Lose Fuge aus

reinem

Zementmörtel

1 Teil Zement + 3 Teile Mauersand *)

Kalkmörtel (Berliner Mörtel werk)

reinem Zementpulver ²)

feinem trockenem Sand²)

feinem feuchtem Sand ²)

feuchtem Sägemehl *)

Ohne Fuge aufeinander gelegte Ziegelhälften mit abgeschliffenen Fugenflächen: h —: 14,2 cm

Würfel aus den Ziegeln geschnitten.

Mittlere Abmessungen: ,6,7.6,7.7,1 cm⁸); gedrückte Fläche I = 45,0 qcm

Gesamt - Bruchlast für die Zerstörung⁴) in kg

26 250 22 700 20 650

25    650 23 400 22 050

24    300 24 100 21 050

26    650 24 800 21 800

27    900 24 750 22 450 27 800 26 400 22 800 29 000 28 000 23 200

25    800 24 100 23 050

26    800 24 800 21 000 26 500 25 400 23 900

23 200 ; 22 450

23    500 i 24 950 25 200 25 150

24    500 22 150

25    000 25 600 23 950 24 350

23    150 25 050

24    400 22 250 23 850 23 300

26    250 24 200

20    600 24 150 23 900 24 650

21    700 25 500

22    350 25 100 21 200 24 500

26 700 26 200 28 150 32 500 31 200

22 600 22 700 22 250

20    500

21    600

Mittel 26 665 24 845 22 195

24 300 23 945 21 940 24 780

28 950

7 990

Mittlere

Druckfestig- idj-keit in kg/qem

178

154

109    166    152    172

201

178

Es wurden also die gleichen Erscheinungen (ungleiche Druckverteilung) fest-gestellt, die früher bereits Bauschinger⁵), Föppl⁶), Giovanni Salemi

!) Der Mörtel war anscheinend mangelhaft erhärtet.

²)    Siehe Bemerkung 2 zu Tab. 61.

3)    Die Würfel wurden auf der einen Druckfläche abgeschliffen und auf der anderen mit Zementmörtel 1 : 1 abgeglichen.

4)    Siehe Bemerkung 3 zu Tab. 61.

⁵)    Mitteilungen aus dem mechanisch-technischen Laboratorium der Kgl. Polytechn. Hochschule in München. 1873. Heft 1. S. 6 u. 7.

6)    Föppl, Zur Frage der Abhängigkeit der Bruchgefahr von der Art des Spannungszustandes. Zentralblatt d. Bauverwaltung 1899. S. 527.

Pooce¹) und Kieck²) bei ähnlichen Versuchen (Wirkung weicher Zwischenlagen beim Druckversuch) beobachtet und studiert haben.

Die Arbeiten dieser Forscher haben an anderer Stelle eingehende Würdigung erfahren. Es sei an dieser Stelle nur auf sie hingewiesen.

Tab. 65. Zusammenstellung⁹ der Mittelwerte nach Tab. 60—64 und Verhältniszahlen. (Siehe Fig. 41.)

Ziegelsorte

Gemauerte Fuge aus

Lose Fuge aus

reinem

Zement

Zementmörtel 1 + 3

Kalk

mörtel

Zement

pulver

feinem

Sand

trocken

feinem

Sand

feucht

Säge

mehl

feucht

Ohne Fugenfüllung. Steine mit geschliffenen Lagerflächen

Mate

rial

würfel

Druckfestigkeit (für die Zerstörung) in kg/qcm

Kalksandsteine

(Vorversuch)

131

103

106

107    104

BirkenverderKlinker

382

399

255

254

185

236

270

382

639

Rathenower Hintermauerungssteine

130    132

96

126

93

89

119

158

Rote Hintermaue -rungssteine

97

97

85

79

72

91

94

95

134

Kalksandsteine

185 j 173 i 154

169 ,    166 !    152

172

201

178

Verhältniszahlen; Festigkeit der Körper aus mit reinem Zement zusammengemauerten Steinhälften

(Körperfestigkeit) = 100

Kalksandsteine

(Vorversuch)

100    —-

79

81

82

79

Birken werder Klin k er

100 :    104    67

66

48

62 ;    71

100

167

Rathenower Hintermauerungssteine

100

102    74

97

72

68

92

122

Rote Hintermaue -rungssteine

100 | 100

88

81

74

94

97

98

138

Kalksandsteine

100 )    94

83

91 |    90

82

93

109

96

Mittel

100    100    78

83    73    77

87

100

Aus den gewonnenen Ergebnissen, die zum leichteren Vergleiche und zur besseren Darstellung des Einflusses des Fugenmaterials auf die Festigkeit der Körper in Tab. 65 als Mittelwerte und als Verhältniszahlen (bezogen auf die Festigkeit der mit reinem Zement vermauerten Körper) d. i. die Körperfestigkeit zusammengestellt und außerdem in Fig. 41 veranschaulicht sind, geht folgendes hervor:

1.    Die mit Zementmörtel vermauerten Proben (100) haben nahezu dieselben Festigkeiten ergeben, wie die mit reinem Zement hergestellten (100);

2.    Die Festigkeit der Versuchsstücke mit Fuge aus Kalkmörtel (78) und lockerem Fugenmaterial (73—87) ist geringer, als die der Körper mit Fuge aus reinem Zement;

3.    DieKörperaus lose aufeinander gelegten Steinhälften (100) haben durchschnittlich die gleichen Ergebnisse geliefert, wie die mit reinem Zement vermauerten;

4.    Die Festigkeit der Material Würfel ist mit Ausnahme eines Falles (Kalksandsteine) höher, als die der Proben mit reiner Zementfuge.

Birkenwerder

Klinker

Rathenower

Mauersteine

Hintermaue-

rungssteine

Kalksandsteine

Kalksandsteine (Vorversuch)

kg/qcm

500

\639kg/qcm

050

VOO

350

300

250

200

150

100

50

123056739

123056789

123056789

123056789

123056789

Fig. 41.

Einfluß der Art des Fugenmaterials auf die Festigkeit der Probekörper aus zwei Steinhälften. Ergebnisse der Druckversuche nach Tab. 65.

In der Figur bedeuten die Nr. 1

Körper aus je zwei Steinhälften zusammengelegt mit

festigkeit der reinem Zement- Kalk- Zement- trockenem feuchtem Säge- Fugen-Zement mörtel mörtel pulver Sand

Hier sei eingeschaltet, daß in den nachstehenden Ausführungen — der Einfachheit wegen — bedeutet:

a)    Körperfestigkeit: Die Druckfestigkeit der Körper aus zusammengemauerten Steinhälften (ö_Bk)i

b)    Steinfestigkeit: Die Druckfestigkeit, ermittelt an ganzen Steinen ((7-bs);

c)    Materialfestigkeit: Die Druckfestigkeit, ermittelt an Materialwürfeln (o-b) ;

d)    Mauerfestigkeit: Die Druckfestigkeit in Verband gemauerter Mauerwerkskörper (tJ-Bm)*

die Druck-

zusammengemauert mit

ohne

Würfel aus den

Sand mehl füllung Schnitten

Zu 1 und 2: Der geringe Grad der Festigkeit der mit Kalkmörtel gemauerten und der mit losem Fugenmaterial aufeinander gelegten Körper gegenüber derjenigen der mit reinem Zement und mit Zementmörtel vermauerten erklärt sich aus der bekannten Wirkung weicher Zwischenlagen zwischen Druckkörper und Druckplatte *) oder, wie hier, aus dem Verhalten der teils festen, teils weichen Zwischenlage (Fuge) zwischen zwei gleich festen Druckkörpern (Steinhälften).

Der Unterschied zwischen der Festigkeit der Körper beider Gruppen ist allerdings, wie namentlich die Verhältniszahlen in der Tab. 65 zeigen, zum Teil gering. Am ungünstigsten ist das Verhältnis der Festigkeiten bei den Birken-werder Klinkern, den Steinen mit der höchsten Festigkeit.

Zu 3 : Daß die Körper aus den ohne Fugenfüllung aufeinander gelegten Steinhälften höhere Festigkeit geliefert haben, als die in reinem Zement gemauerten, ist vermutlich auf das bei ersteren günstigere Verhältnis von gedrückter Fläche zur Höhe

lTf

zurückzuführen. Durch Abschleifen der einen Fläche jeder Steinhälfte und

durch den Fortfall der Fugenmasse wurde die Höhe der ersteren Art Versuchsstücke bei gleichbleibendem Querschnitt geringer, als die der gemauerten Körper.

Zu 4: Auffallend und aller Erwartung widersprechend ist die hohe Festigkeit der Materialwürfel im Vergleich zur Körperfestigkeit. Diese Tatsache war so überraschend und der Unterschied der beiden Festigkeiten insbesondere bei den Birkenwerder Klinkern so groß, daß eine neue Prüfung mit Würfeln aus diesen Steinen ausgeführt wurde. Diese ergab indes sogar, wie aus Tab. 61 (Reihe 2) ersichtlich, noch etwas höhere Werte, als die erste Prüfung, bestätigte also deren Ergebnis.

Der Unterschied zwischen Würfelfestigkeit und Körperfestigkeit ist für die minder festen Steine geringer, als für die festeren.

Während sich z. B. diese beiden Festigkeiten bei den Rathenower Steinen wie 100:122 verhalten, ist dies Verhältnis bei den Birkenwerder Klinkern 100:167.

Die Festigkeit der Körper aus zusammengemauerten Steinhälften wird je nach Art (Festigkeit) des Fugenmaterials günstig oder ungünstig beeinflußt; d. h. minder feste Ziegel, nach dem üblichen Verfahren der Druckfestigkeitsprüfung untersucht, werden gegenüber den festeren begünstigt, festere dagegen von einer gewissen Festigkeitsgrenze ab benachteiligt.

Etwas anders als die gebrannten Tonziegel verhielten sich die Kalksandsteine; bei diesen beträgt das Verhältnis von Körperfestigkeit zu Materialfestigkeit 100:96. Der Grund für dieses abweichende Verhalten konnte zunächst nicht festgestellt werden ²).

1)    Martens, Einfluß der Körperform auf die Ergebnisse von Druckversuchen. Mitt. Materialpr.-Amt 1896. S. 133 und M arte ns, Handbuch der Materialienkunde. 1898. I. S. 111 ff. Verlag von Julius Springer, Berlin.

²)    Es war nicht ausgeschlossen, daß die Art der Herstellung der Würfel aus Kalksandsteinen (Schneiden auf der Steinsäge) das Material infolge seines körnigen Gefüges schädlich beeinflußt hat, wenigstens schädlicher, als das der gebrannten Steine, deren Würfel nach dem Schneiden glatte Seitenflächen zeigten, während die der Kalksandsteinwürfel rauh waren. Diese körnige Beschaffenheit des Kalksandsteinmaterials gestaltete auch das Abschleifen der Druckfläche der Kalksandsteinwürfel auf der Schleifscheibe schwierig. Das wenig harte Verkittungsmaterial dieser Steine (Kalkhydrat und kiesel- bezw. kohlensaurer Kalk) wurde hierbei durch das Schleifmaterial (Schmirgel) herausgerissen, während die härteren Quarzkörner stehen blieben und hervorragten, so daß keine völlig glatten Druckflächen zu erzielen waren.

c) Körperfestigkeit und Materialfestigkeit von Ziegelund Kalksandsteinen.

Um die Zuverlässigkeit der Ergebnisse der Versuche, soweit sie die Feststellung der Körper- und Materialfestigkeit betrafen, nachzuprüfen und um nebst einem zahlenmäßigen Anhalt für die bisher unbekannte Höhe des Einflusses, den die Fuge aus reinem Zement auf die Körperfestigkeit ausübt, ein Urteil über die Beziehungen zwischen den beiden genannten Festigkeitsarten zu gewinnen, wurden weitere umfangreichere vergleichende Festigkeitsversuche mit Körpern aus zusammengemauerten Steinhälften und mit Material würfeln ausgeführt, und zwar wurden diese

ty/qcm

900

Tonz/ege/

fta/Asa/ic/ste/ne

800

WO

750

Ka/Asönc/sfaOe

600

700

500

50

VOO

Z/ege/sfe/ne

200

300

750

200

700

7 2 3 V 5 6 7 8 9 70 77 72 73 7V 75 76

I ill

\7.2 3 V 5 6 7 8 9 70Ae/Ae

_    tförpe/jfesAgAdif

m ~20Ö    30Ö WO 500Ag/tjcm

<3-8

Fig. 43.

Beziehungen zwischen Körperfestigkeit und Materialfestigkeit. Mittelwerte nach Tab. 66 und 67.

Fig. 42.

Materialfestigkeit.

Vergleich der Druckfestigkeit von Körpern aus zusammengemauerten Steinhälften und von Material-Würfeln. Mittelwerte nach Tab. 66 und 67. Körperfestigkeit.

Versuche auf 16 Ziegel- und 10 Kalksandsteinsorten verschiedener Festigkeit ausgedehnt. Wie bei den vorhergehenden Versuchen wurden hierfür 10 Steine jeder Art auf der Steinsäge in zwei Hälften geschnitten, die beiden Hälften mit Mörtel aus reinem Zement aufeinander gemauert und die beiden Druckflächen mit dem gleichen Material abgeglichen.

Ferner wurden aus Steinen jeder Sorte würfelförmige Körper auf der Steinsäge in solcher Größe herausgeschnitten, daß ihre Kantenlänge möglichst gleich der Dicke der ursprünglichen Steine war. Soweit erforderlich, wurden die Druckflächen der Würfel durch Schleifen geebnet.

i) Siehe Fig. 39 und Bemerkung 1. S 115.

Bei dem Schleifen der Kalksandsteinwürfel ergaben sich dieselben Schwierigkeiten wie früher, d. h. das verhältnismäßig weiche Bindemittel wurde durch das Schleifpulver aus dem Materiale herausgearbeitet, während die darin befindlichen harten Quarzkörner weniger abgeschliffen wurden und nachher mehr oder weniger vorstanden *).

Sämtliche Probekörper lagerten in einem Raum mit annähernd gleichbleibender Luftwärme und -feuchtigkeit und wurden bei 28 Tagen Alter (der Fuge) der Druckprobe unterzogen.

Die Ergebnisse sind in den Tabellen 66 und 67 auf Seite 124 bis 127 verzeichnet und zur leichteren Übersicht in Fig. 42 und 43 zeichnerisch dargestellt.

Aus ihnen geht hervor:

a)    Tonziegel:

Die Druckfestigkeit der Körper aus zusammengemauerten Steinhälften, d. i. die Körperfestigkeit, istkleiner als die Würfelfestigkeit.

Der Unterschied zwischen beiden Festigkeit en wächst mit Zunahme der Festigkeit der Steine.

Abweichungen von diesem Gesetz kommen vor, sind jedoch in den bei den Tonziegeln bekanntlich vorhandenen Ungleichmäßigkeiten im Material (siehe die großen Schwankungen der Einzel werte und starken Abweichungen der Mittelwerte von der Ausgleichslinie in Fig. 43) begründet.

b)    Kalksandsteine:

Für diese Art Steine gilt scheinbar das gleiche Gesetz; indessen ist das Versuchsmaterial nicht groß genug, um das Gesetz ableiten zu können.

aus.

bei den Kalksandsteinen zwischen 80 und 150.

Zahlenmäßig drückt sich das Verhältnis der beiden Festigkeitsarten (Körper-und Materialfestigkeit) durch die errechneten Verhältniszahlen (Tab. 66 und 67) Diese schwanken, wie ersichtlich, bei den Tonziegeln zwischen 70 und 200,

Setzt man die Materialfestigkeit = 100, so schwankt das Verhältnis dieser zur Körperfestigkeit bei den Tonziegeln zwischen 50 und 143, bei den Kalksandsteinen zwischen 66 und 125,

Schließlich wird durch die Ergebnisse dieser Versuche die bereits oben festgestellte Tatsache vollauf bestätigt.

i) Siehe Bemerkung 2. S. 121.

Reihe

Ziegelgattung

(Farbe)

Hinter

mauerungs

steine

(rot)

Hintermauerungssteine II. Kl. (dunkel rot)

Mittleres Gewicht der lufttrockenen Ziegel

3,548 kg

3,542 kg

Mittlere Abmessungen der Ziegel

25,0.12,0.6,5

cm

24,5.12,0.6,5

cm

Versuch Nr.

Mittlere Abmessung der Versuchsstücke

Gedrückte Fläche der Versuchsstücke

OCOCOKlOJOi^COtOK

Mittel

Mittlere Druckfestigkeit a_-Q in kg [qcm

Tab. 66. Vergleich der Körper-

Ergebnisse der Prüfung auf Druckfestigkeit von Körpern

a) Ton-

festigkeit und Materialfestigkeit.

aus zusamineiigemauerten Steinhälften und von Materialwürfeln.

z i e g e 1.

10

11

12

13

14

15

16

Poröse

Ziegelsteine

(rötlichgelb)

Hinter

mauerungs

steine

(rot)

Rathenower

Hinter

mauerungs

steine

(rot)

Hintermauerungssteine II. Kl. 2 Nr. 3394 d (rot)

Ziegelsteine 2 Nr. 3734 (gelb)

Hintermauerungssteine I. Kl, (blaßrot)

Ziegelsteine 2 Nr. 3854a (hellrot bis gelblich rot)

Ziegelsteine 2 Nr. 3854 c (rot bis hellrot)

Klinker 2 Nr. 3854 b (hellrot bis gelblich rot)

Birken

werder

Klinker

Ziegelsteine 2 Nr. 3540 (gelblich)

Ziegelsteine 2 Nr. 3729 (dunkelrot)

Klinker

(gelblich

grau)

Klinker 2 Nr. 3854 d (dunkelrot)

2,144 kg

25,0.12,0.6,5

cm

12,0.12,0.14,3 [ 11,8.12,0.15,6 12,1.12,0.15,1

cm

cm

3,417 kg ‘ 3,416 kg

24,5.12,0.6,5

cm

24,5.11,7.6,2

cm

3,542 kg

2,841 kg

3,325 kg

3,568 kg

3,578 kg

3,548 kg

3,412 kg

3,244 kg

4,119 kg

3,420 kg

3,515 kg

25,0.12,0.6,5

cm

25,0.12,0.6,5

cm

25,0.12,0.6,5

cm

25,4.12,1.6,6 cm

24,3.11,8.6,5 cm

25,5.11,9.6,5 cm

25,0.12,0.6,5 cm

24,0.11,0.6,0 cm

25,5.12,5.6,8 cm

24,5.12,0.6,5 cm

23,9.11,3.6,4 cm

Bruchlast in kg bei

der Zerstörung⁷).

Probekörper aus zusammengemauerten

Ziegelliälften (28 Tage alt).

11,8.12,0.15,9 11,9.11,7.14,6

12,1.12,0.15,4 12,0.12,0.15,5 12,1.12,0.15,7

cm

cm

cm

cm

■ui

12,4.12,3.15,0 cm 11,8.11,7.14,7 cm 12,1.11,9.15,0 cm 11,9.11,9.15,0 cm

11,6.11,0.14,8 cm | 12,3.12,5.15,8 cm 11,9.12,0.15,3 cm 11,4.11,2.14,0 cm

144 qcm

142 qcm

145 qcm

142 qcm

139 qcm

145 qcm

144 qcm

145 qcm

153 qcm

138 qcm

144 qcm

142 qcm

128 qcm

154 qcm

143 qcm

128 qcm

16 550 18 550 13 900 13 650 11 100

13    700

14    300 11 650

15    300 10 500

13 920

97

Mittlere

Abmessung der 6,0.6,0.6,0 cm Versuchsstücke

Gedrückte Fläche

36,0 qcm

11 980 24 780!)

11    980

12    220 13 920 12 470 15 370 17 300 17 780 11 020

17    950 23 600 19 900 11 250 13 300 16 100

18    000 11 650 16 150 16 300

22 370 13 670

13    670 17 300 20 680

14    400

15    610 20 920 17 300 14 160

15    580 18 000 22 470 20 480

17    000

18    490

16    060 14 640

19    490 18 990

36 130 18 990 33 480 28 890 18 990 23 580 32 270 31 540 23 330 27 440

24    540 29130. 27 440

25    270

26    960 25 990 36 130

27    440 38 070 35 650

36 620 24 540 30 340 32 270 52 310 38 310

26    960 36 860

27    440

28    890

38 550 28 410 33 480 40 960 47 730 33 240

45    310

46    030 37 100

47    000

32 270 32 750 30 340 30 340

50    620 42 900

51    350 42 410 50 380 39 270

57 870

46    280 51 590 36 860

47    240 40 720 42 170 65 600 55 450 60 040

47 240 63 180

54    270 50 140

55    450 50 620 63 180 49 660 54 010 54 970

48    210 54 010 50 620

49    660 48 690 54 970 46 760 48 690 54 970 59 800

55 940 61 730 78 160 68 500 63 180 66 080 66 080 70 910 61 250 55 940

63    420 77 910 48 930 62 940 61 250 61 730

64    150 51 350 93 850 48 690

56 660 67 530 60 280

54    970 50 620 67 050 60 520

55    210 40 720 67 290

14 882

16 420

17 008

18 120

27 464

29 662

33 454

39 781

40 263

50 382

54 272

51 638

64 777

63 422

58 085

105

113

120

130

189

206

231

260

292

850

382

40B

421

444

454

Aus den Ziegeln

geschnittene Würfel.

6,2.6,2.6,2 cm

.6,1.6,1 6,1.6,1,

. 7,1    . 6,1

cm ²)    cm ³) |

6,2.6,2.6,3 cm

6,5.6,5.6,2 cm

6,2.6,2.6,2 cm

6,4.6,4.6,4 cm

6,3.6,3.6,4 cm

6,5.6.5.6,5 cm

6,5.6,5.6,5 cm

6,5.6,5.6,5 cm

6,3.6,2.6,2 cm

6,2.6,2.6,2 cm

6,7.6,7.6,7 cm

6,3.6,3.6,3 cm 6,5.6,5.6,4 cm

38,4 qcm

37,2

qcm

37,2

qcm

38,4 qcm

42,3 qcm

38,4 qcm

41,0 qcm

39,7 qcm

42,3 qcm

42,3 qcm

42,3 qcm

39,0 qcm

38,4 qcm

44,9 qcm

39,7 qcm

42,3 qcm

OCOMOOifbCOW

10

3    600

4    900 4 800 4 900

4    000 3 800

5    950

6    700 3 300 6 200

4 010 4 010 ²) 4 260 ²) 4 500 6 670 ³) 4 500

3    770 ²)

4    010

6 430 ³) 4 010

3 200 2 200

2    350 3 450

3    600 2 550 3 000 2 300

3    000 3 200

2    350 4 850

4    200 2 000

3    150 2 600 2 200 5 500 2 250 2 600

2 810 ²)

5    460

2 810 ²) 3 770

6    430 8 360 3 770 6 190

3 050²) 5 460

5    500

6    800 8 430

4    850 6 250

5    810 10 110

6    000 5 100 8 000

7 880 6 430 5 950 5 220 ⁶)

5    710 13 190¹)

15 610 12 220 11 020

12    950 11 980

13    670 11 260 10 540 15 370 15 370

12    220 11 020 18 750 10 290 10 050 12 470

15    850

18 020

13 430 20 680

13    430 17 300 17 540

25    030 31 300

23    090 40 720

24    060 23 330 23 580

26    710 39 030 39 520

25 030 30 340 20 200 (17 300) 32 750 (12 950) 23 090 28 410 30 820 28 410

23 090 22 850

22    850 25 990 28 410 25 990

23    090 22 610 22 850 20 440

30 340

40    000 36 130 27 200 38 790 38 070 27 920

41    200 41 450 40 000

25 510 18 260 30 100 20 680 20 440 18 750

18    990 27 920

19    230 30 340

49 420 36 130 30 340 52 310 28 410 39 520 43 860

34    690

35    000 46 000

Mittel

4 815

4 617    2 930 3 125

4 811

6 685

6 792

12 999

12 756

15 849

16 331

29 637

24 930

23 817

36 110

23 022

35 459

Mittlere Druckfestigkeit c.j} in kg qcm

134

120

79    84    125

158

177

317

321

375

386

701

639

620

804

580⁸)

838

Verhältniszahlen; Festigkeit der Körper

aus zusammengemauerten Steinhälften

100.

Mittel

138

114

70

74

1)    Dichteres Material.

2)    Die Seitenflächen zeigten Löcher.

³)    Die Seitenflächen waren glatt.

185

131

139

191

154

154

94

122

4)    Die Druckflächen waren mit Mörtel abgeglichen.

5)    Die Druckflächen waren abgeschliffen.

6)    Riß in der Druckrichtung. Zerstörung an der Rißstelle.

104

144

132

200

167

7)    Risse und Zerstörung fielen annähernd zusammen.

8)    Das Material der Würfel war sehr ungleichmäßig.

Reihe

Herkunft

der

Kalksandsteine

Kalksandsteine von v. Masbow zu Langeböse. 2 Nr. 3525

Kalksandsteine von der Hartsteinfabrik Wilhelmsfelde 2 Nr. 3394 b

Tab. 67. b) K a 1 k

Kalksandsteine von dem Garnison-Baubeamten zu Neuham-2 Nr. 3784

mer.

Kalksandsteine von A. Beringer, Char-lotteuburg 2 Nr. 3713

Randsteine.

Kalksandsteine von der Hartziegelfabrik Bublitz 2 Nr. 3394 c

Kalksandsteine von dem Kalksandsteinwerk Flechtingen 2 Nr. 3394 a

Kalksandsteine vom Kinler Hartsteinwerk Struve & Co.

2 Nr. 3884

Kalksandsteine von dem Garnison-Baubeamten zu Neuhammer. 2 Nr. 3863

Kalksandsteine

10

Kalksandsteine von dem Garnison-Baubeamten zu Neuhammer. 2 Nr. 3742

Farbe und Gefüge

hellgrau, grobkörnig bis Erbsengroße

hellgrau, gleichmäßig körnig

weißlich grau, hauptsächlich feiner Sand

hellgrau,

ziemlich feinkörnig

hellgrau,

mit Kieseln durchsetzt

hellgrau

hellgrau,

fein bis grobkörnig

hellgrau, ziemlich feiner Sand mit vereinzelt groben Stücken

hellgrau

hellgrau, fein bis grobkörnig mit vereinzelten Quarzeinlagen

Mittleres Gewicht der lufttrockenen Steine

3,523 kg

3,459 kg

3,642 kg

3,530 kg

3,542 kg

3,677 kg

3,148 kg

3,542 kg

3,540 kg

3,754 kg

Mittlere Abmessungen der Steine

25,0 . 12,0.6,5 cm

25,0.12,0.6,5 cm

25,2.12,0.6,5 cm

25,0.12,0.6,5 cm

25,0.12,0.6,5 cm

25,0.12,0.6,5 cm

23,0.11,0.6,7 cm

25,1 . 12,0.6,6 cm

25,0.12,0.6,5 cm

25,5.12,0.6,5 cm

Versuch Nr.

Bruchlast in kg

bei der Zerstörung¹)

Probekörper aus zusammengemauerten

Kalksandsteinhälften (28 Tage alt).

Mittlere Abmessungen der Versuchsstücke

Gedrückte Fläche der Versuchsstücke

12,1. 12,0.14,5 cm 145 qcm

12,1 . 12,0.15,0 cm 145 qcm

12,2.12,0.15,2 cm 146 qcm

12,1 .12,0.15,2 cm

145 qcm

12,1 . 12,0.14,6 cm 12,2.12,0.14,9 cm | 11,1 . 11,0 ■ 15,0 cm 12,1 . 12,0.14,8 cm 12,0.12,0.15.3cm 12,4.12,0.15,2 cm

145 qcm

145 qcm

146 qcm

122 qcm

144 qcm

149 qcm

O O CO O Cu tb CC LO

17 500

17    600 17 700 14 400

15 400 15 700 20 250

19    000

20    700 23 950

17    650

18    400 18 000 14 200

19 250

18    400

19    300 16 780

20    850 18 820

19    900

20    100 22 3C0 19 700

23    970 21 380

22 700

19    550

20    200

19    900 22 100 26 400 15 250

20    350

21    250 17 900

20    950 22 250 20 000

21    000 20 550 19 500

19    550 24 150 22 900

20    100

17    100 21 600

20    950

18    700 26 100 24 400

21    400 23 750

19    800

22    400

26 350

24    550 29 600 31 750

25    300 25 200 25 750 24 700 23 300 23 650

26 250

26    800 26 500

37 100 41 450 23 090 20 680

21    640 19 710

39    030

40    960

22    610 23 090

Mittel

17 415

18 325

19 540

20 357

20 560

21 095

21 620

26 015

26 665

28 936

Mittlere Druckfestigkeit a.B in kg/qcm

120

126

134

140

142

144

177

179

185

194

Aus den Kalksandsteinen

geschnittene Würfel.

Mittlere Abmessungen der Versuchsstücke Gedrückte Fläche der Versuchsstücke

6,5.6,5.6,5 cm

6,2.6,2.6,4 cm

6,5.6,5.6,5 cm

6,5.6,5.6,5 cm

6,3.6,3.6,3 cm

6,1 . 6,2.6,4 cm

6,5.6,5.6,6 cm

6,5.6,5.6,5 cm

42,3 qcm

38,4 qcm

42,3 qcm

42,3 qcm

39,7 qcm

37,8 qcm ²)

42,3 qcm

42,3 qcm

6,7.6,7 . 7,1 cm 45 qcm⁸)

6,5 . 6,5.6,5 cm

42,3 qcm

5    150

6    400 4 500 4 570 4 250

4    030

5    530 5 000 5 040 5 880

5 000 4 800 4 400 4 400 4 350 4 950 4 700

4    300

5    250 4 100

4 050

4    500 7 800 6 550 6 500

5    050 4 300

6    350

7    250 6 850

6    250

7    300 6 150 6 600 6 050 6 950 6 400

6    650

7    950 6 200

4 550

5    500 4 350 4 100 4 750

3    650

4    900

5    050 4 300 4 100 7 050

8 550

15 200 14 100

6    850 17 150

7    250

7    050

8    750 7 200 7 250 7 600

Mittel

5 035

4 625

5 920

6 650

4 505

5 305

11 280

7 940

7 990

9 840

Mittlere Druckfestigkeit ct_b in kg/qcm

119

120

140

157

113

140

267

188

178

233

Verhältniszahlen.

Festigkeit der Körper aus den

zusammengemauerten Steinhälften

100.

Mittel

99

95

104

112

80

97

151

105

96

120

i) Risse und Zerstörung fielen annähernd zusammen. — 2) Das Material der einzelnen Würfel war sehr ungleichmäßig. — 3) Die Würfel wurden auf einer Druckfläche geschliffen und auf der anderen mit Mörtel abgeglichen.

¹

Die fertig eingereichten Mörtel entstammten Berliner Mörtelwerken. Die Mörtel waren in sogen, mauergerechtem Zustande angeliefert, wurden aber für die Festigkeitsversuche durch teilweises Absaugen des Mörtelwassers auf erdfeuchten Zustand gebracht.'

²

) Daß eine nach dem Inneren der Mörtelfuge weiter vordringende Erhärtung durch Bildung von kohlensaurem Kalk nicht unbedingt erforderlich ist, bestätigt eben die durch die praktische Erfahrung bewiesene Standsicherheit der in Kalkmörtel errichteten Gebäude. Voraussetzung ist natürlich, daß stark belastetes Mauerwerk nicht in Kalkmörtel gemauert ist oder sonst keine Konstruktionsfehler, bezw. Verstöße gegen die Regeln der Baukunst (schlechter Verband usw.) gemacht werden.

³

   Bauschinger, Mitteilungen aus dem mechanisch-technischen Laboratorium der Technischen Hochschule in München. Heft 6 und Martens, Materialienkunde. I. 1898.

S. 111 u. 113. Verlag von Julius Springer, Berlin.

⁴

   Steinhälften von Steinen in Normalformat.

Burchartz, Luftkalke.

⁵

   Die Kantenlänge der Würfel wurde gleich der Dicke der Steine gewählt. Beim Schneiden wurde darauf geachtet, daß die Brennkruste der gebrannten Steine möglichst erhalten blieb. Jeder Würfel besaß mindestens drei Flächen mit erhaltener Brennkruste. Bei späteren Versuchen wurde beobachtet, daß es gleichgültig war, ob die Brennkruste erhalten blieb oder nicht, da die Würfel, hei denen nur an einer Seite die Brennkruste erhalten blieb, ebenso hohe oder manchmal höhere Werte lieferten, wie die Würfel mit zwei oder drei erhaltenen Seiten.

⁶

²)    Der Mörtel wurde aus der Fuge gedrückt, ehe die vollständige Zerstörung der Steinhälften eintrat.

⁷

³)    Das Fugenmaterial bildete keine vollständige Fuge, sondern fiel an den Rändern in einem bestimmten Böschungswinkel ab; es wurde heim Versuch aus der Fuge gedrückt und bis zu einer gewissen Dicke zusammengepreßt (siehe Fig. 38).

⁸

   Die Rißbildung trat bei den in reinem Zement und Zementsandmörtel vermauerten Körpern, den ohne Fugenfüllung gebildeten Körpern und den Materialwürfeln gleichzeitig mit der Zerstörung, hei den Körpern mit Kalkmörtel und losem Fugenmaterial früher als diese ein.

⁹

Pooce, Über die Druckfestigkeit der Gesteine unter dem Einflüsse elastischer Substanzen zwischen den Druckflächen. Baumaterialienkunde 1902. Nr. 16, 17 u. 18.

2) Kieck, Über den Einfluß der. Schmiermittel auf die Formänderungen bei Druckversuchen und auf den Reibungskoeffizienten. Baumaterialienkunde 1903. Nr. 11. S. 145.

d) Druckfestigkeit von Mauerwerk in Kalkmörtel und

Zementmörtel.

Durch die vorbeschriebenen Versuche mit Körpern aus Steinhälften über den Einfluß der Beschaffenheit (Festigkeit) des Fugenmaterials auf die Körperfestigkeit war nachgewiesen, daß letztere durch schlechten Mörtel herabgesetzt wird, und zwar anteilig um so mehr, je höher die Festigkeit des Stein materials ist. Es handelte sich nun darum, diesen Einfluß der Mörtelart (Mörtelfestigkeit) und dessen Höhe auch für in Verband errichtete große Mauerwerkskörper und damit die Beziehungen zwischen Körperfestigkeit und Mauerwerks^-festigkeit und zwischen Materialfestigkeit und Mauerwerksfestig-keit festzustellen.

Andern Orts ausgeführte Festigkeitsversuche mit Mauerwerk. Bevor auf die zu diesem Zweck iin Materialprüfungsamt ausgeführten Versuche eingegangen wird, seien zunächst kurz die Untersuchungen besprochen, die früher und an anderer Stelle zur Ermittelung der Mauerwerksfestigkeit ausgeführt worden sind.

1. Versuche von Böhme.

Fig. 44.

Die ersten grundlegenden Versuche, die die Feststellung der Mauerwerksfestigkeit im Vergleich zur Druckfestigkeit der verwendeten Ziegel (Steinfestigkeit) und die Ermittelung des Einflusses der Mörtelfestigkeit auf die Mauerwerksfestigkeit bezweckten, sind von Böhme¹) in der früheren Königlichen Prüfungsstation für Baumaterialien im Jahre 1883 ausgeführt worden. Sie umfaßten mehrere Ziegelgattungen und Mörtelarten. Festgestellt wurde die Druckfestigkeit der Ziegel, der Mörtel und der daraus hergestellten, einen Stein starken und drei Schichten hohen Mauerwerkspfeiler (s. Fig. 44). Die Abmessungen der Pfeiler betrugen im Mittel bei der einen Steinsorte 25.25.23 cm und bei der anderen 26.26.24 cm, die gedrückte Fläche im

ersteren Falle 625, im letzteren 675 qcm, das Verhältnis rund 1,08. Die zum

Aufmauern der Körper verwendeten Mörtel waren Zementmörtel 1 : 3 und Kalkmörtel 1: 2. Die Körper wurden bei drei Monaten Alter geprüft.

Die Druckfestigkeit der verwendeten Steine wurde abweichend von dem jetzt üblichen Verfahren in der Weise ermittelt, daß die Ziegel in der Form der Anlieferung und ohne jegliche Zurichtung der Druckflächen (Lagerflächen) im lufttrockenen Zustande der Druckprobe unterworfen wurden (nach dem jetzt üblichen Verfahren werden bekanntlich Steine im Normalformat derart für die Druckfestigkeitsprüfung vorbereitet, daß die Steine in zwei Hälften geschnitten, diese mit reinem Zement aufeinander gemauert und die Druckfläcben mit fettem Mörtel abgeglichen werden). Die Probestücke (ganze Steine) hatten also weder würfelähnliche Form, wie die jetzt für Druckversuche zugerichteten Körper, noch geebnete Druckflächen, Mängel, durch die die Ergebnisse des Druckversuches in unkontrollierbarem Grade beeinflußt wurden, und zwar einerseits günstig, wegen des bestehenden

vorteilhaften Verhältnisses (das Verhältnis beträgt für Ziegel im Normal-

i) Mitt. Materialpr.-Amt 1884. S. 80 ff.

fonnat

l/300

6,5

rund 3, während es sich für Versuchskörper, die nach dem neuen

Verfahren zugerichtet sind, zu etwa

l/l44

rund 0,81 stellt), und andererseits

14,8

ungünstig wegen der Unebenheit der (nicht abgeglichenen) Druckflächen.

Die Versuchsergebnisse sind nebst den Verhältniszahlen, die das Verhältnis der Steinfestigkeit zur Mauerfestigkeit darstellen, in Tab. 68 im Mittel wiedergegeben.

Tab. 68. Ergebnisse der Prüfung von Ziegelsteinen und von Mauerwerkskörpern in Zement- und Kalkmörtel auf Druckfestigkeit.

(Versuche von Böhme; Mitt. Materialpr.-Amt 1884.)

Mittlere Abmessungen der Mauerwerkskörper aus:

Herzfelder Ziegeln: 25.25.28 cm; gedrückte Fläche = 625 qcm (vergl. Fig. 44). Beneckendorfer Ziegeln: 26.26.24 cm; gedrückte Fläche = 676 qcm (vergl. Fig. 44).

Alter der Körper: 3 Monate.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Steinsorte

der Ziegel

Mittlere Druckfestigkeit in kg/qcm

der Mauerwerkskörper in Zementmörtel 1:30

Kalkmörtel 1 :2²)

Herzfelder

176

110

77

Beneckendorfer

288

174

127

Verhältniszahlen; Festigkeit der Ziegel = 100

Herzfelder

100

Beneckendorfer

100

CO O CD CD

i) Druckfestigkeit des Mörtels bei 8 Monaten Alter: 211 kg/qcm.

²)

12,5

Aus ihnen geht hervor, daß

1.    die Mauerwerksfestigkeit geringer ist, als die Steinfestigkeit (Verhältnis: O-bs : <J-Bm [Zementmörtel]: a.Bm [Kalkmörtel] = 100:62 : 44);

2.    die Mauerwerksfestigkeit durch die Art (Festigkeit) des Mörtels im hohen Grade beeinflußt-wird, und zwar um so ungünstiger, je geringer die Festigkeit des Mörtels wird. (Verhältnis (7_Bm [Zementmörtel]: a_Bm [Kalkmörtel] = 100 : 72).

2. Versuche des Royal Institute of British Architects.

Ein etwas anderes Bild, wenigstens bezüglich des Verhältnisses zwischen Ziegelfestigkeit und Mauerwerksfestigkeit, als die Böhmeschen Versuche, geben die in den Jahren 1895/98 auf Veranlassung des Royal Institute of British

Burehartz, Luftkalke.

Architects¹) von Prov. Unwin angestellten Druckversuche mit Mauerwerkskörpern und mit den zu deren Herstellung verwendeten Ziegelsteinen und Mörteln.

Die Versuche erstreckten sich auf fünf Steinsorten und zwei Mörtelarten (Zementmörtel 1 : 4 und Kalkmörtel 1 : 2).

Hergestellt wurden Mauerwerkspfeiler von 69 cm Länge, 46 cm Breite und 183 cm Höhe (gedrückte Fläche im Mittel

lil

99

-d

1-

*----Wem—

--

Fig. 45.

3174 qcm; = 0,31). Der Verband, in dem die Pfeiler

aufgemauert waren, ist aus Fig. 45 und die Form der Pfeiler aus Fig. 46 ersichtlich.

Die Prüfung der Mauerwerkskörper erfolgte bei fünf Monaten Alter.

Bestimmung ihrer Druckfestigkeit auch in diesem Falle in der Form geprüft, in der sie eingeliefert wurden, d. h. als ganze Steine;

jedoch wurden die Druck-(Lager-)-Flächen, wie dies in England Brauch ist, mit einer dünnen Gipsschicht²) abgeglichen, beides Umstände, die naturgemäß das Ergebnis der Druckfestigkeitsprüfung der einzelnen Ziegelsteine äußerst günstig beeinflußten. Die Abmessungen des Londoner Ziegelformates sind rund 23 X HX 6 cm. Nimmt man an, daß die Höhe der Ziegel nach dem Abgleichen etwa 6,5 cm wurde, so ergibt sich

]/253

Die Ziegel wurden zur

«sw?

SS

Sr»rr

*■

'J

t!

'Ml

2*"’Ä8S8

13&S

Lo

Fig. 46.

■JJ

das Verhältnis ~— zu h

= 2,45 (also weit günstiger als das der Mauerwerkskörper).

Die Durchschnittswerte aus den bei den Druckversuchen mit Ziegeln und Mauerwerkskörpern gewonnenen Ergebnissen sind nebst den Verhältniszahlen in

Aus

ihnen geht hervor, daß ähnlich wie bei den Böhmeschen Versuchen:

Tabelle 69 enthalten.

6,5

!) Journal of the Royal Institute of British Architects 1896/98; vergl. auch Zeitschr. des Österreichischen Ingenieur- und Architekten-Vereins 1899. Nr. 48 und Tonindustrie-Zeitung 1900. Nr. 1. S. 3 und 1900. Nr. 18. S. 185.

2) Aus den mir bekannt gewordenen Berichten über die englischen Versuche war nicht zu entnehmen, wie die Prüfung der Ziegel erfolgte. Ich habe mich daher mit einer entsprechenden Anfrage an Prof. Unwin selbst gewandt, der mir bestätigte, daß die Druckflächen der Ziegel für die Druckfestigkeitsprüfung mit Gips geebnet wurden. Siehe auch Unwin, The Testing of Material of Construction. 1888. Verlag, Longmans, Green & Co., London.

1.    die Druckfestigkeit der Steine durch das Vermauern im Verband herabgesetzt wird, und zwar um so mehr, je größer die Ziegelfestigkeit ist (siehe Verhältniszahlen Tab. 69);

2.    die Abnahme der Mauerwerksfestigkeit gegenüber der Steinfestigkeit um so größer ist, je minderwertiger der Mörtel ist.

Das Verhältnis der Steinfestigkeit zur Mauerwerksfestigkeit beider Mörtelarten beträgt im Mittel 100 (ff-Bs) : 28 (a.Bm-Zernent-mörtel) : 16 ((J-Bm-KalkmÖrtel). Das Verhältnis der Mauerwerksfestig-keit stellt sich für beide Mörtelarten im Durchschnitt wie 100:57, d. h. die Festigkeit des Mauerwerks in Kalkmörtel ist um rund 50 °/o geringer, als die des Mauerwerks in Zementmörtel.

Tab. 69. Ergebnis der Prüfung von Ziegelsteinen und von Mauerwerkskörpern in Zement- und Kalkmörtel auf Druckfestigkeit.

(Nach dem Bericht des Journal of Royal Institute of British Architects). Mittlere Abmessungen der Mauerwerkskörper: 69.46.188 cm; gedrückte Fläche = 3174 qcm

(vergl. Fig. 45 u. 46).

Alter der Proben: 5 Monate.

Mittelwerte aus je zwei Einzelversuchen.

Steinsorte

Mittlere Druckfestigkeit in kg/qcm

der Mauerwerkskörper in der Ziegel Zementmörtel Kalkmörtel

1 :2²)

1:49

Verhältniszahlen; Festigkeit der Ziegel = 100

Zementmörtel

Kalkmörtel

hH Kd

<1 < H B h

90

43

20

205

237

391

841

56

34

61

90

146

33

39

123

48 (100) 27 (100) 26 (100) 23 (100) 17 (100)

22 (44) 17 (63)

14    (54) 10 (43)

15    (88)

]) Druckfestigkeit des Mörtels bei 5 Monaten Alter: 48—96 kg/qcm.

²)

6—18

Daß die Festigkeit der Ziegel gegenüber derjenigen der Mauerpfeiler unverhältnismäßig hoch ausfiel, hat seinen Grund in der bereits erwähnten Maßregel, daß die Steine als ganze Steine geprüft wurden, weshalb sie ein bedeutend

erhielten, als die Mauerwerkskörper (2,45 gegen 0,81).

/f

günstigeres Verhältnis

Hierzu kommt noch, daß die letzteren nicht, wie bei den Böhm eschen und auch den im Materialprüfungsamt angestellten Versuchen, Würfel- oder doch wenigstens würfelähnliche Form, sondern Pfeilerform hatten, wodurch der Quotient

noch ungünstiger wurde, als in den anderen Fällen (0,31 gegen 1,08 und 0,95).

Infolgedessen wurde die Druckfestigkeit der Mauerwerkskörper gegenüber der Steinfestigkeit noch in höherem Grade ungünstig beeinflußt.

Noch mehr als bei den Versuchen von Böhme kommt der Einfluß der Mörtelart auf die Mauerwerksfestigkeit zum Ausdruck, wie aus den vorangegebenen Verhältniszahlen ersichtlich ist.

3. Versuche von Tavernier.

Versuche, die die Ermittelung der Festigkeit von Mauerwerk im allgemeinen und die Feststellung des Einflusses der Fugendicke, sowie der Belastung der Mauerfugen während des Abbindens auf die Mauerwerksfestigkeit im besonderen bezweckten, sind in Frankreich von Tavernier¹) im Jahre 1897 ausgeführt worden, wie dem Verfasser erst im Jahre 1902 bekannt wurde. Als Probematerial dienten allerdings nicht Ziegelsteine, sondern Bruchsteine (Kalksteine) verschiedener Herkunft. Die zu den Versuchen gefertigten Probestücke waren auch keine eigentlichen in Verband gemauerten Mauerwerkskörper, sondern bestanden nur aus je zwei Würfeln von 6 cm Kantenlänge, die mit den zu prüfenden Mörteln (reiner Zement, Zementmörtel und Kalkmörtel) zusammengemauert waren. Das Verhältnis

/v

-der Versuchsstücke betrug rund 0,46.

Die Mittelwerte der bei den Versuchen gewonnenen Ergebnisse sind in Tab. 70 wiedergegeben.

Tavernier faßt seine Beobachtungen und Schlüsse wie folgt zusammen:

1.    Die Zerstörung der Mörtelfuge beginnt mit der Zerbröckelung am äußeren Rande; bei Steigerung der Last leeren sich die Fugen mehr und mehr und ihre Dicke verringert sich, noch ehe sich Risse in den Steinen bilden.

2.    Die Festigkeit der Mauerkörper ist durchweg beträchtlich höher, als die der Mörtelwürfel, jedoch erheblich niedriger, als die des Steinmörtels (dies gilt natürlich nicht mehr für Steine, die weniger fest sind, als der Mörtel).

3.    Die Festigkeit der Mauerkörper mit Kalkmörtel ist beträchtlich geringer, als die derjenigen mit Zementmörtel.

4.    Die Mauerwerksfestigkeit nimmt bis zu 84 Tagen mit fortschreitendem Alter der Proben erheblich zu, wenn auch in geringerem Maße, als die Mörtelfestigkeit (ermittelt an Druckproben in Achterform). Zwischen 84 und 180 Tagen ist die Festigkeitszunahme kaum nennenswert.

5.    Die Mauerwerksfestigkeit vermindert sich mit zunehmender Fugendicke, wenn auch nicht proportional der Zunahme dieser Dicke, so doch immerhin ziemlich beträchtlich.

6.    Die Belastung der Probekörper während des Abbindens steigert deren Festigkeit.

4. Versuche von Camillo Guidi.

Untersuchungen, die in der Ausführung denen von Tavernier angestellten sehr ähneln, sind im Jahre 1904 von Camillo Guidi²) im Arsenal von Turin zur vergleichenden Feststellung der Druckfestigkeit von Bruchsteinen und daraus hergestellten Mauerwerkskörpern ausgeführt worden. Sie beziehen sich auf zwei Bruchsteingattungen (Gneiß und Granit), aus denen

1.    Würfel von 6 cm Kantenlänge (gedr. Fl. = 36 qcm; ■—— =1),

2.    Pfeilerchen von 6 X 6 X 19 cm Kantenlänge (gedr. Fl. = 36 qcm;

== 0,32) und

3.    Pfeiler von 31,5 X 31,5 X 66 cm Kantenlänge (gedr. Fl. = 1002 qcm; V = 0,48)

4) Communications du congres international des methodes d'essai des materiaux de construction, contenu ä Paris des 9 ä 16 Juillet 1900. Bd. 2 und Dümmler, Einfluß der Stärke der Lagerfugen auf die Standfestigkeit des Mauerwerks. Deutsche Töpfer- und Ziegler-Zeitung 1902. Nr. 99. S. 229 ff.

2) Die Druckfestigkeit von Steinpfeilern und Gewölben. L’ingegneria civile e le arti industrial! 1904. Bd. 29 und Zeitschrift des Österreichischen Ingenieur- und Architekten-Vereins 1904. Nr. 12. S. 189.

Tab. 70. Ergebnisse der Versuche Taverniers.

Probekörper: Je zwei zusammengemauerte Würfel von 6 cm Kantenlänge; h — 13—13,5cm;

gedrückte Fläche = 36 qcm.

Herkunft

der

Steine

Druck

festigkeit

des

Stein

materials

kg/qcm

Mauerwerksfestigkeit Spannung in kg/qcm für den Eintritt der ersten Risse *)

Fugen

dicke

Reiner Zement²)

Zementmörtel

1 + 3²)

Kalkmörtel 1 —J— 4²)

28

84

180

28

84

180

28

cm

Tage Tage Tage

Tage

Tage

Tage

Tage

84 : 180 Tage | Tage

Comblanchien, dichter Kalkstein des weißen Jura

1607

1,0

498    637 i 639

283

317

300

85

(225)

(322)

186 ! 190

1,5

427 ! 577    617

270

272

290

62    152

(44) (110)

144

Villebois, schiefergrauer Muschelmarmor bei Lyon

1338

1,0

1,5

661    788

267

356

105

li (238)

(325)

114

371

415 j —

240

305

73

80

(35)

(67)

Grimault, feinkörniger Kalkstein

1164

1,0

573    544

277 j 389 (190) | (332)

59

188

1,5

460

562

228

291

48

158

(31) (113)

Lignerolles, feinkörniger Kalkstein, gering

734

1,0

529

620

224

270

(182) (265)

70

171

1,5

524 ; 616

188    287 | —

56

139

(35) (109)!

Verhältniszahlen; Festigkeit des Steinmaterials = 100

1,0    31

40 j 40

18

20 I 19

5 I 12 !    12

Comblanchien

100

1,5    27

36 i 38

16

17 j 18

1,0 j 49

59

20

27

Villebois

100

1,5

28 i 31

18 ;    23

1,0

49 j 47

24    34

16

Grimault

100

1,5

40

48

20    25

14

1,0

72

84

35

37

10

23

Lignerolles

100

1,5 ;    71 ¹    84

26

. 39

8    19

1)    Die in Klammern () stehenden Zahlen beziehen sich auf Probekörper, die während des Abbindens unbelastet blieben, während die übrigen Zahlen Probekörper betreffen, die nach der Herstellung mit 1 Atm. belastet wurden.

2)    Die Prüfung der Mörtel auf Druckfestigkeit lieferte folgende Werte:

28 Tage 84 Tage 180 Tage Reiner Zement . . 346 Zementmörtel 1 +3    95    142

Kalkmörtel 14-4    20

480

41

fo Cd

68

i Der verwendete Zement war Boulogner Porti, kg qcm' Zement, der Sand Normalsand aus Seesand ö u I (sable deLeucate), der Kalk der bekannte Wasserkalk Chaux du Teil.

gefertigt wurden. Die Pfeilerchen bestanden aus je drei Würfeln von 6 cm Kantenlänge, die mit Zementmörtel 1 : 1 aufeinander gemauert waren, die Pfeiler aus Bruchstein blocken von 15 X 1b X 31,5 cm, die vier Schichten hoch (66 cm) mit Zementmörtel 1: D/2 nach Maßgabe der Fig. 47 gemauert waren. Die Druckflächen der Pfeilerchen waren ebenso wie die der Steinwürfel eben geschliffen, während die Druckflächen der größeren Mauerwerkskörper mit Zementmörtel abgeglichen waren. Die Prüfung auf Druckfestigkeit erfolgte bei 3¹/4—4 Monaten Alter der Proben. Ihre Ergebnisse, die in Tab. 71 als mittlere Werte aus je drei Einzelversuchen wiedergegeben sind, bestätigen, wie ersichtlich, im wesentlichen den Prüfungsbefund der anderen Orts ausgeführten Versuche.

93

TI

»—-31,5

Fig. 47.

Die Druck Werksfestigkeit der gemauerten Probekörper war (um mehr als 50°/o) geringer, als die Eigen festigkeit der zu ihrer Herstellung benutzten Bruchsteine.

Tab. 71. Ergebnisse der Versuche von Camillo Cruidi.

Material- und Mauerwerksfestigkeit von Bruchsteinen.

Mittelwerte aus je drei Ein zelversuchen.

Form und Abmessungen der V ersuchsstücke

Materialwürfel von von 6 cm Kantenlänge; gedrückte Fläche = 36 qcm;

£=1

Pfeilerchen von 6X6X19 cm ‘J; gedrückte Fläche = 36 qcm;

Vf

-1- = 0,33 h

Pfeiler von

31,5X31,5X66 cm²); gedrückte Fläche = 992 qcm;

0,48

Steinart

Mittlere Druckfestigkeit in kg/qcm (Verhältniszahlen; Würfelfestigkeit

= 100).

Gneiß

Granit

1694 (100) 1367 (100)

702 (41) 607 (44)

730 (43) 826 (60)

Die geringe Festigkeit der Pfeilerchen und Pfeiler gegenüber der Materialfestigkeit ist in diesem Falle nicht allein auf den Einfluß des Verbandes, sondern

/T

auch besonders auf das ungünstige Verhältnis -T— der Mauerwerkskörper gegenüber dem der Würfel (0,32 bezw. 0,48 gegenüber 1) zurückzuführen.

5. Versuche des Materialprüfungsamtes.

A. Zweck der Versuche.

Zweck der Versuche war, wie eingangs dieses Kapitels bereits kurz an

gedeutet,

1.    Ermittelung der Festigkeit von Mauerwerkskörpern aus Ziegel- und Kalksandsteinen im Vergleich zur Körperfestigkeit und Materialfestigkeit der Steine.

2.    Feststellung des Verhaltens der Mauerwerkskörper beim Druckversuch. (Zusammendrückung, Austritt des Mörtels aus den Fugen, Rißbildung und Zerstörung.)

3.    Ermittelung des Festigkeits-(Erhärtungs-) Fortschrittes von Mauerwerk in Zementmörtel und Kalkmörtel mit zunehmendem Alter.

B.    Probematerial.

1.    Grundstoffe.

Wie bei den Versuchen über den Einfluß der Beschaffenheit des Fugenmaterials auf die Körperfestigkeit (Tab.60-64).

a)    Portlandzement,

b)    Mauersand,

c)    Kalkmörtel*) (aus einem Berliner Mörtelwerk)

d)    Birkenwerder Klinker,

e)    Rathenower Mauersteine,

f)    Kalksandsteine.

2.    Versuchsstücke.

a)    Körper aus zusammengemauerten Stein- ' hälften,

Desgl.

b)    Würfel, aus den Steinen herausgeschnitten,

c)    Druckprobekörper (Würfel) aus Zementmörtel 1 : 3 und Kalkmörtel,

d)    Mauerwerkskörper in Zementmörtel 1: 3,

e)    Mauerwerkskörper in Kalkmörtel.

C.    Umfang der Versuche.

1.    Ermittelung der physikalischen Eigenschaften der Steine und der Mörtelstoffe.

2.    Bestimmung der Druckfestigkeit

a)    der Steine, ermittelt an Körpern aus zusammengemauerten Stein-hälften;

b)    der Steine, ermittelt an herausgeschnittenen Materialwürfeln;

c)    der Mörtel nach 28 und 115 Tagen Lufterhärtung.

3.    Prüfung der Mauerwerkskörper auf

a)    Gewicht (Raumgewicht),

b)    Druckfestigkeit

im lufttrockenen Zustande nach 28 und 115 Tagen Lufterhärtung.

D.    Herstellung der Versuchstücke und Versuchsausführung.

Zu B. 2. a) und b). Die Art und Weise der Ausführung der Körper aus zusammengemauerten Steinhälften und der Materialwürfel ist oben bereits beschrieben.

Zu B. 2. c). Die Körper aus den zum Aufmauern der Mauerwerkskörper benutzten Mörteln (Würfel von 7,1 cm Seitenlänge) wurden in der Weise hergestellt, daß der mauergerecht angemachte Mörtel in eiserne Formen gefüllt wurde, die auf geebneten angefeuchteten Ziegelsteinen standen.

Nach beendetem Anziehen (Abbinden) wurde der überstehende Teil des Mörtels entfernt und die Oberfläche des Würfels geglättet. Hierbei wurden die

!) Das Verhältnis von Kalkteig zu Sand war, nach dem üblichen Verfahren ermittelt, rund 1 : 2,5 (Raumteile).

Formen in wagerechter Richtung etwas verschoben, um das Haften des Mörtels an dem Stein und etwaiges Beschädigen der Körper beim späteren Abnehmen von den Steinen zu verhüten. Die Körper verblieben drei Tage in der Form und erhärteten im übrigen an der Luft im Zimmer.

'Mg/e/c/tsc/i/cM'

Zu B. 2. d) und e). Die Mauerwerkskörper wurden l¹/a Stein stark und 5 Steinschichten hoch im Schornsteinverband nach Maßgabe der Fig. 48 durch einen geübten Maurer in einem Versuchsraum des Amtes, in dem sie auch bis zum Tage der Prüfung — die Körper in Zementmörtel gemäß dem Gebrauch der Praxis die ersten 5 Tage angenäßt — auf bewahrt wurden. Nach 14 Tagen wurde die obere (Druck-)Fläche mit Zementmörtel 1 : 1 abgeglichen l).

Fig. 48.

Mörtel und Mauerwerkskörper wurden bei 28 und 115 Tagen, die letzteren nach Feststellung ihres Gewichtes, der Druckprobe unterzogen. Die Prüfung erfolgt auf der 500 t-Presse der Abteilung für Metallprüfung.

Bei verschiedenen Laststufen wurde die Zusammendrückung der Mauerwerkskörper festgestellt.

E. Versuchsergebnisse.

Die Ergebnisse sämtlicher Versuche sind in den Tab. 72—79 verzeichnet. Gleichzeitig sind die beobachteten Höhen Verminderungen (Tab. 76 und 77) in Fig. 49 und 50 und die mittleren Werte für die Druckfestigkeit der Mauerwerkskörper in Fig. 51 zeichnerisch dargestellt. Die starken Linienzüge beziehen sich auf die Mauerwerkskörper in Zementmörtel, die feinen auf diejenigen in Kalkmörtel.

Tab. 72. Physikalische Eigenschaften der Mörtelstoffe.

Gewicht in kg für 1 1

Mörtel-

stoff

einge

laufen

einge- eingerüttelt füllt²)

Spezi

fisches

Ge

wicht

Dich-

tig-

keits-

grad

Un-

dich-

Mahleinheit, Korngröße

tig-

Kf

Rr

keits-

grad

Riickstand in °/o auf den Sieben mit der übergeschriebenen Anzahl Maschen für 1 qcm

60 120 324 900 5000

20

Portland-Zement ³ 4)

Mauersand ⁵)

1,162

1,935

1,240

3,226

0,600

0,400

0,0

0,2

14,0

1,560

1,843

1,590

2,643

0,697

0,303

0,0

0,4

1,0

4,0

10,0

33,0

66,0

Die aus den mittleren Eigengewichten der Mauerwerkskörper berechneten Raumgewichte für 1 cbm Mauerwerk aus den drei Steinsorten und den beiden Mörtel-

20,4    25,8    33,4 kg/qcm

286

189

178

arten sind einschließlich der Raumgewichte der Körper der weiter unten erwähnten Versuchsreihen in Tab. 79 enthalten.

WO 50

ä-ß'ty/qcm 250    200    750

f-

7h

0,0010

⁶-B * kg/qem

350    300    250    200

150    700    50

20

0,0010

30

20

\yf—\

#0

30

50

vo

60

50

10

60

80

70

90

80

100

90

no

100

120

170

X/fyCm

X/^-cm

Fig. 50.

Zusammendrückung der 115 Tage alten Mauerwerkskörper nach Tab. 77.

Zeichendeutung wie zu Fig. 49.

Fig. 49.

Zusammendrückung der 28 Tage alten Mauerwerkskörper nach Tab. 77.

- Mauerwerk in Zementmörtel.

- Mauerwerk in Kalkmörtel.

• Birkenwerder Klinker. X Rathenower Mauersteine, o Kalksandsteine.

Tab. 73. Physikalische Eigenschaften des Steinmaterials.

Bruchflächenbeschaffenheit

Steinsorte

Raum-

Gewicht

Gefüge

Bruch

Farbe

Spezi

fisches

Gewicht

Dichtig

keitsgrad

Undichtig

keitsgrad

Birkenwerder

Klinker

Rathenower

Mauersteine

gleichförmig, unregelmäßig, fein-bis mittel- rauh, körnig scharfkantig

ziemlich gleich- unregelmäßig, förmig, fein- bis rauh, mittelkömig I scharfkantig

gelb

2,011

2,718

0,740

0,260

rot

1,780

2,638

0,675

0,325

Kalksand

steine

gleichförmig, unregelmäßig, feinkörnig i rauh

, weißgrau

1,767

2,592

0,682

0,3i8

Aff/qcm

300

200

700

After cfer Proöen

28

115 Tage

Fig. 51.

Druckfestigkeit der Mauerwerkskörper. Mittelwerte nach Tabelle 78.

Die nicht durch Linien verbundenen Punkte sind die entsprechenden Werte für den

Eintritt der ersten Risse.

Mauerwerk in Zementmörtel.

Mauerwerk in Kalkmörtel. • Birkenwerder Klinker, o Rathenower Mauersteine. Kalksandsteine.

Tab. 74. Druckfestigkeit der Mörtel.

Mörtelmischung 3

1 Gewichtstl. Zement -J-Mauersand

>)

Kalkmörtel, bezogen von einem Berliner Mörtelwcrk

Versuch

Nr.

Druckfestigkeit in kg/qcm nach 28 Tagen j 115 Tagen j 28 Tagen | 115 Tagen

Bemerkungen

148

176

146

174

150

184

151

184

147

180

Mittel

148

180

- I    °° ® ® ®

05 I    03 p Ci ^ CO

05

Die Körper, die durch Einfüllen des mauergerechten Mörtels in die auf absaugender Unterlage (angefeuchtete Ziegelsteine) stehende Formen hergestellt wurden, verblieben 3 Tage in der Form und erhärteten die übrige Zeit an der Luft im Zimmer.

Verhältnis-

Zahlen

100

122

100

190

100

100

4,9

7,7

Festigkeit der 28 Tags-proben = 100. Festigkeit des Zementmörtels = 100.

Tab. 75. Druckfestigkeit der Steine.

Mittelwerte.

Körperfestigkeit a-Bk

382 kg/qcm

Rathenower Mauersteine .    .    .    .    130

.    .    185

Birkenwerder Klinker .    .

Kalksandsteine .    .

Materialfestigkeit

ff-B

639 kg/qcm

158

178

Einzelwerte-sielie Tab. 61—64.

Tab. 76. Ergebnisse der Prüfung der Mauerwerkskörper auf Zusammendrückung und Druckfestigkeit.

Mittlere Abmessungen derVersuchsstücke: 38.38.40 cm; gedrückte Fläche = 1444 qcm,

Meßlänge = 40 cm.

Art

des

Mörtels

Alter der Körper

Versuch

Nr.

Zusammendrückung X in cm, gemessen bei den übergeschriebenen Belastungen in kg/qem

5,51 löl 25] 351 55j 7ö| 951110| 140| 180|220[250|285|300|320[335

Bemerkungen

Birkenwerder Klinker.

28

Tage

© o o © oo

o _© © Th "to 1(S. o o j o co o

o o*

CO 1> N

O JO J-*-"co "co "co

03^ Ttj oo^

ci H -h

03 iH vH

q^rcr

03 vH vH

JO J-*-

"co "o:

Bei 218 t Risse, bei 353 t Bruch. „ 358 t „ 316 t

„ 420 t „ 364 t

Zement

mörtel

115

Mittel 0,0 0,2 1 0,0 0,2 2    0,3    0,4

0,5j0,6 0,8 1,0

0,7

0,8

rH I cT h

00 o

00    cq_

«* ®

rH O i

rH O

t-h

n ^    «T.

0^1    vH    -vH

J-»-    h-*-

*00    "-<1    ‘

I 03

I    oc[    cT

I    r-T    t-T

Tage

3    0,1 0,5

0,6 0,8 1,0 1,2

N>

J-*-

CO

h-*-

h-*-

h-*-

CO

— Bei 288 t Risse, bei 4411 Bruch.

„ 3021.    „    ; bis zum Bruch

2,4 reichte die 500 t-Fresse nicht aus.

Bei 4411 Risse; bis zum Bruch 2,0 reichte die 500 t-Presse nicht aus.

Mittel 0,li0,4:0,5|0,6j0,8]0,9jl,0 l,lj 1,2| 1,8 l,5j l,6j 1,8| l,9j 2,1

2,2

28

Tage 3

Kalk

mörtel

Mittel

115

Tage 3

O    JD    O    ©    JD    O    JD

Ü*    O    "o    "o

J-»-    JD    J-*-    JD    JD    JD    C>

"o    "üi    "o    CO    "co    "►&»    "io

Ol

0,6 1,1 1,9 2,4 3,9 5,6 — 1,2] 1,6,2,3 3,0 3,6 4,3 5,7

0,60,9|1,8 2,2 3,0 3,7 -

I I__

0,81,2[2,0 2,5 3,5] 4,6 —

Bei 120 t Risse, bei 180 t Bruch Bei 1761 Risse, bei 207 t Bruch Bei 1481 Risse, bei 187 t Bruch

Mörtel teilweise aus den Fugen gepreßt.

CO •<] co

"o *o "o

JO J-*- JO

co co co ö ccT co_ co~ cT co

*1 ^ <M <M (M CO (N

^ ^ "co "co "co

Bei 92 t Risse, bei' 232 t Bruch Bei 134 t Risse, bei 243 t Bruch Bei 1621 Risse, bei 204 t Bruch

Mörtel teilweise aus ' den Fugen gepreßt.

Mittel 0,4 0,8|l,l|l,4 2,oj2,5|2,9] 3,5] 4,3|

Rathenower Mauersteine.

28

Tage

co co

0,0 0,1 0,2 0,3 0,6 0,9 1,4] 2,oj 0,0 0,2 0,3 0,4 0,7 1,1 1,6] 2,2j 0,0 0,3 0,5 0,6 0,8jo,9 1,8] 2,1

Bei 1481 Risse, bei 197 t Bruch. „148 t    „    „176 t    „

„134 t    „    „183 t    „

Zement

mörtel

Mittel

0,00,20,30,40.7 1,01,6 2,1

115

Tage ^

-r-^ l^- Ci

o~ cT o~ o_ in io cT cT cT <m

o~ o o~

0,2|0,4!0,6 1,2 0,8 1,0 1,4 1,7 1,0 1,5 1,9 2,3

JO JO »-»■

*00 *8-»- "cs

oq cq_ oo of co co

Bei 148 t Risse, bei 215 t Bruch. „ 176 t „ 162 t

„ 201 t „ 201 t

Mittel

0,10,3 0,6 0,7 1,0 1,3 1,7 2,2] 3,2] -

28

Tage

Kalk

mörtel

115

Tage

1    0,0;0,2 0,9 2,0 --

2    0,00,4 1,22,03,2 —

3    0, o|o, 2 1,0 2,1 3,2 — |

Mittel 0,00,31,02,08,2 —

1    0,6 1,2 l,8j2,3 3,8 —

2    0,5 0,7 1,5 2,8 4,2 —

3    0,6 1,0 1,8 2,54,8

______1 1

Mittel 0,61,01,72,54,3

Bei 57 t Risse, bei' 78 t Bruch Bei 45 t Risse, bei 78 t Bruch Bei 47 t Risse, bei 78 t Bruch

Bei 78 t Risse, bei 89 t Bruch Bei 50 t Risse, bei 85 t Bruch Bei 50 t Risse, bei 82 t Bruch

Mörtel herausgepreßt ; im Inneren mürbe.

Mörtel aus den Fugen gepreßt, im Inneren mürbe.

Art

des

Mörtels

Alter der Körper

Tabelle 76 (Fortsetzung).

Versuch

Nr.

Zusammendrückung A in cm, gemessen bei den übergeschriebenen Belastungen in kg/qcm

5,5, 15 25 35j 55j 7ö| 95jll0:140|l8o|220|250|285|300|320;335

Kalksandsteine.

Bemerkungen

1    0,0

28 2 0,0 3    0,0

Tage

O vH vH

cT cT o

O' CO' CM

o" o cT

0,1|0,2

0,40,5

0,310,4

C9 N O

o cT cT

CO^ OO' co

cT © cT

■P P P

'co

t>- © © O © vH

Bei 260 t Bisse, bei 262 t Bruch. „ 257 t „

«251t    „

« 260 t „ « 2541 „

Zement

mörtel

Mittel 0,0|0,l|0,2|0,3j0,4|0,5j0,6|0,7j0,9|2,l — —

115

0,0'0,0 0,0 0,0 0,1 0,3 0,4 0,5 0,0 0,0 0,1 0,2 0,4 0,5 0,6 0,9

I—*•

© T-l

J-*- JNO

IO

Tage ^

0,0 0,1 0,ljO,2 0,4 0,5 0,9 0,9 1,0 1,9

—    Bei 117 t Bisse, bei 260 t Bruch. _ „ 278 1 „ ; Zerstörung bei

Kißbildung.

—    „ 253 t    „ , bei 274 t Bruch.

Mittel

0,00,00,10,10,30,40,6 0,8 1,0 1,8

Kalk

mörtel

1    0,5 1,0 1,3 1,6 2,0 3,5

₂₈    2    0,4 0,6 0,8 1,0 1,7 3,0

Tage    3    0,0 0,5 0,6 1,0; 1,6 3,5

__ _j_I r

Mittel 0,3|0,7 0,9|l,2|l,8|3,3l

Bei 50 t Mörtel aus den Fugen gepreßt

bei 67 t Bisse, „ 1091 Bruch, bei 921 Bisse, „ 109 t Bruch, bei 951 Bisse,

. „ 110 t Bruch.

115

Tage 3

0,2 0,5 0,8 1,0 1,8 2,6 0,2 0,5;0,8j 1,0 1,6 2,7 0,3 0,6 0,9,' 1,1 1,8 2,6

Bei 99 t Bisse, bei 109 t Bruch Bei 64 t Bisse, bei 118 t Bruch Bei 57 t Bisse, bei 113 t Bruch

Mörtel aus den Fugen herausgepreßt.

Mittel 0,2 0,5 0,8 1,0 1,7 2,6 —|

Tab. 77.

Zusammendrückung der Mauerwerkskörper bezogen auf die Längeneinheit nach Tab. 76. (Vergl. Fig. 49 und 50.)

Mittelwerte aus je drei Einzelversuchen.

Art

Alter

des

der

Mörtels

Körper

Zusammendrückung A/1 in cm für die übergeschriebenen Belastungen in kg/qcm

95 | HO 140 j 180 j 220 j 250 j285 300|320;335

5,5 ! 15 j 25 | 35 j 55 j 75

Zement

mörtel

Birken werder Kl 28 Tage 0    0,0005 0,0013 0,0015^0,0020 0,0025^0,0028

10    13    15;    20    23    25

115 Tage 0

m ker

0,003o|o,0033 0,0040 0,0045 0,0053j

2

CM

co

_©

iS

2

co

Ol

00

Oi

CO

Oi

Oi

Kalk-

28 Ta

ge

00

l L,

_ö_

CO

co

88    115,

mörtel

115 Tage jo,0010    20    28

co

Ol

05

CO

co

oo

00

CO

Zement

mörtel

28 Tage

Rathenow er Mauersteine 0    0,0005 0,0008 0,0010:0,0018 0,002510,0040(0,0053

115 Tage

0,0003j

00

00

io

CM

CO

CO

CO

>2

Kalk-

28 Tage 0

00

Qi

ui

mörtel

115 Tage

Qi

co

63    108

Kalksandsteine

Zement

mörtel

28 Tage 0    0,0003 0,0005 0,0005,0,0010;0,0013;0,0015;0,0018 0,0023 0,0053₁

115 Tage 0

3j

co

00

LO

Cn

Cu

Kalk

mörtel

28 Tage 0,0008    18

co

::

4—

IO

CO

co

115 Tage

8    13    20    25    43    65

Ci

crq

?r

Kalksandsteine.

Mittlere Abmessungen: 38.38.40 ein. Gredrückte Fläche: 1444 qcm.

115 Tage alt

Belastung    <*,

kg/qcm    «•'

Riß- j Zer-    ₀

bildung | Störung    S

CD

PT

180

81

.3

o:

eh

<x>

5.

O:

£L

192

189

O    (M    00

!>•    CO    l>-

78

192

175

a

-n

Tab. 78. Ergebnisse der Prüfung der Mauerwerkskörper auf Druckfestigkeit.

(Siehe Fig. 51.)

Rathenower Mauersteine.

Mittlere Abmessungen: 38.88.40 cm.

Gedrückte Fläche: 1444 qcm.

cm.

Birkenwerder Klinker.

Mittlere Abmessungen: 38.38.40 Gedrückte Fläche:-1444 qcm.

28 Tage alt

Ge

wicht

kg

Belastung

kg/qcm

Riß- j Zer-bildung | Störung

Ge-

wicht

Ver-

such

115 Tage alt

28 Tage alt

Zementmörtel

kg

119,9    180 | 182 |j 113,0

121,0 | 178 . 180 j! 111,8

119,5 | 174    176 | 112,3

120,i ! 177 ! 179    112,4

Kalkmörtel

108,0

108,2

110,1

»O    »O    I>

o-    I>.    !>.

114,2    46

113,8 [    64

113,8 ¹    66

113,!)    58    76    108,8    51

Nr.

Mittel

Mittel

Belastung

kg/qcm

Riß- I Zer-bildung 1 Störung

149

102

Ge-

wicht

kg

Belastung

kg/qcm

Zer-

bildung I Störung

Riß--

Zementmörtel

115,5

136

102

Ge

wicht

kg

108,2

Ver

such

Nr.

115 Tage alt

28 Tage alt

Belastung

kg/qcm

Riß- ! Zer-bildung | Störung

Ge-

wicht

kg

Belastung

kg/qcm

Ge

wicht

Ver

such

Rifi-

bildung 1 Störung

Zer-

Zementmörtel

306

199

123,7

245

151

139

122

112 i 139

105,6

108,0

109,7    112    142

CVI    O

co    io    to

rt<    iO    iO

iO    CO    CO

122

102

112,3

mehr als

346

209

118,7

291

248

127

93

99    128

Kalkmörtel

109,2

108,0

107,3

T-H

io lO lO

O    O CO

CO    CO CO

115,0

111,8

109,0

108,4

110,9

mehr als

346

306

120,9

252

218

Mittel

238    333

121,1

200    263

K a lk m'ö rt e 1

kg

115,7

120,0

115,7

117,1

Nr.

•T

Mittel

100

CD

IO

108,2

8(5    54

109,4

(M eo

Mittel

1 69

I 12

5

rH

CO

CO C5

113,0

112,6

125

143

83

122

114,2

111,9

112

114,8

113,5

129

102

109,7

132

102

111,0

Mittel

¹

)    Die Pfeilerchen waren aus je drei Würfeln von 6 cm Kantenlänge in Zementmörtel 1: 1 aufeinander gemauert. Die Druckflächen waren oben abgeschliffen. Alter bei der Prüfung: 37* Monate. Die Zerstörung trat durch Bruch des mittleren Würfels ein.

2)    Die Pfeiler waren aus Steinen 15 X 15 X 31,5 cm in Zementmörtel 1 : 1,5 aufgemauert. Die Druckflächen waren mit Zementmörtel abgeglichen (siehe Fig. 47). Alter bei der Prüfung: 4 Monate. Die Druckfestigkeit des Mörtels betrug nach 7 Tagen: 360 kg/qcm; nach 28 Tagen: 430 kg/qcm.

²

   Im 10-1-Gefäß ermittelt.

³

   Da die Körper auf ebenen Eisenplatten aufgemauert waren, auf die vor Auflegen der ersten Steinschicht eine Lage fetten Zementmörtels aufgebracht war, war Abgleichen der unteren (Druck-)Fläche nicht erforderlich.

²)    Raumbeständigkeitsprobe bestanden.

Abbindezeit: 10 Stunden; Erhärtungsanfang nach 5 Stunden.

⁴

Normenfestigkeit im Mittel aus je 10 Versuchen nach 7 Tagen, 28 Tagen, 115 Tagen

Zugfestigkeit:

Druckfestigkeit :

⁵

   Mauersand, von einem Berliner Mörtelwerk bezogen; Gehalt an abschlämmbaren Bestandteilen: 0,61 °/o; Glühverlust: 0,45⁰ o.

Tab. 79. Gewicht für 1 cbm Mauerwerk aus verschiedenen Steinen und Mörteln. (Tab. 78 u. 81).

Mittelwerte aus je drei Einzelversu dien.

Gewicht für 1 cbm Mauerwerk in kg¹) in

Versuchs

reihe

Art der Steine

Zementmörtel 1 : 3

Kalkmörtel

28 Tage alt 115 Tage alt

28 Tage alt

115 Tage alt

Birkenwerder Klinker Gelbe Klinker Rotbraune Klinker Rathenower Mauersteine Kalksandsteine Kalksandsteine Hint ermauer ungssteine Leichtsteine

2020

2090

1930

1960

1910

2080

1930

1890

1890

1870

2070

1940

1970

1880

1870

1600

1080

Bei den Versuchen mit Mauerwerkskörpern in Zementmörtel trat die Zerstörung ziemlich regelmäßig ein, d. h. unter Bildung der bekannten Pyramidenstumpfe und ohne daß die Fugen vorher sichtbare Veränderungen erlitten.

Bei den Körpern in Kalkmörtel bröckelte schon bei verhältnismäßig niedriger Belastung der Mörtel aus den Fugen, wobei fast gleichzeitig unter beträchtlicher Zusammendrückung der Fugen, bezw. der Körper Bildung regellos durch Stein und Fuge verlaufender Risse beobachtet wurde. Unter der Bruchlast zerfielen die Körper völlig regellos.

Die Art der Zerstörung der Körper in Zementmörtel nach dem Bruch ist aus Fig. 52—54 ersichtlich.

Bevor auf die nähere Besprechung der Ergebnisse der vorbeschriebenen Versuche und der bei diesen gemachten Beobachtungen eingegangen wird, seien im Anschluß hieran zunächst noch die Ergebnisse einiger bei anderer Gelegenheit im Materialprüfungsamt ausgeführten Festigkeitsversuche mit Mauerwerkskörpern aus verschiedenen Steinsorten (teils in Zement-, teils in Kalkmörtel) angefügt.

Diese Prüfungen betrafen:

1. Mauerwerk aus Ziegelsteinen, wie sie vielfach bei Berliner Bauten zur Verwendung gelangen, in gewöhnlichem Kalkmörtel²), der von einem Berliner Mörtel-

i) Nach dem Deutschen Bauhandbuch 1879. Bd. I. S. 86 und 90 wird das Raumgewicht von Mauerwerk in

Ziegeln zu Sandstein zu

1,47—1,70 2,05-2,12 Bruchstein zu 2,40—2,46

angenommen, das Gewicht eines Kubikmeters frischen Mauerwerks zu 2400—2460 kg. Das Gewicht für 1 cbm Mauerwerk aus Kalksandsteinen in Kalkmörtel ist für statische

Berechnungen zu 1900 kg anzunehmen. (Vorschrift des kgl. Polizei-Präsidiums zu Berlin; vergl. Bauhandbuch 1903. S. 364.) Mit Erlaß vom 4. März 1907 hat der Minister der öffentlichen Arbeiten entschieden, daß für Mauerwerk aus Kalksandsteinen in der Regel kein größeres Einheitsgewicht angenommen wird, als für solches aus Ziegeln (vergleiche Burchartz, Die Prüfung und Eigenschaften der Kalksandsteine. 1908. Verlag von Julius Springer, Berlin).

2) Die Prüfung des frischen Mörtels auf mechanische Zusammensetzung ergab normales Mischungsverhältnis (Verhältnis von Kalkteig zu Mauersand nach Raumteilen rund 1 : 2,5). Bei der Druckprobe der Mauerwerkskörper nach 28 Tagen war der Kalkmörtel der äußeren Beschaffenheit nach normal erhärtet.

werk fertig angeliefert war. (Mauerwerkskörper in Schornstein verband l¹/2 X IV2 Stein stark und fünf Schichten hoch nach Fig. 48 aufgemauert; Fugendicke etwa 1 Va cm). Außer der Druckfestigkeit der Mauerkörper (28 Tage) wurde auch die der verwendeten Ziegel in der üblichen Weise festgestellt. (Reihe 2.)

2.    Mauerwerk aus sogenannten Leichtsteinenx) in gewöhnlichem Kalkmörtel (in Schornsteinverband l¹/2 X 1¹/a Stein stark und fünf Schichten hoch aufgemauert; Fugendicke etwa IV2 cm). Außer der Mauerwerksfestigkeit (28 Tage) wurde die Körperfestigkeit und Materialfestigkeit der verwendeten Steine ermittelt. (Reihe 3.)

3.    Mauerwerk aus Kalksandsteinen in Zementmörtel 1 :3 (in Schornsteinverband 1x/2 X l³/2 Stein stark und fünf Schichten hoch aufgemauert; Fugen-

Fig. 52.

Birkenwerder Klinker.

Fig. 53.

Rathenower Mauerstein.

Fig. 54.

Kalksandsteine.

Zerstörte Mauerwerkskörper in Zementmörtel.

dicke 1—IV2 cm). Festgestellt wurde außer der Mauerwerksfestigkeit (28 Tage) die Körperfestigkeit der Kalksandsteine. (Reihe 4.)

4. Mauerwerk aus

a)    gelben Klinkern,

b)    rotbraunen Klinkern

in Zementmörtel 1:2 (in Schornstein verband IV2 X 1¹I* Stein stark und fünf Schichten hoch auf gemauert; Fugendicke 1 — D/2 cm). Festgestellt wurde außer der Mauerwerksfestigkeit (28 Tage) die Körperfestigkeit und Materialfestigkeit der Steine. (Reihe 5 u. 6.)

i) Die Leichtsteine waren aus Zement und Lokomotivlösche in Normalformat

hergestellt.

Die Ergebnisse dieser sechs Versuchsreihen sind in Tab. 81 verzeichnet; die Werte für die Körper- und Materialfestigkeit sind Mittel aus je zehn Einzelver-suchen. Aus den Tabellen sind auch alle näheren Angaben bezüglich der Abmessungen der Steine und Versuchsstücke, des Alters der Proben bei der Prüfung, der Erhärtungsart usw. ersichtlich. Tab. 80 enthält die bei den Versuchsreihen 2 und 3 beobachteten Zusammendrückungen der Mauerwerkskörper.

Tab. 80. Zusammendrückung: (Höhenverminderung) der Mauerwerkskörper der Reihe 2 und 3 zu Tab. 81.

Versuch

Nr.

Zusammendrückung in mm, gemessen bei den übergesehriebenen Belastungen in kg; Meßlänge = 400 mm

Bemerkungen

3000 6000

8000    10 000 15 OOOi 20 000 25 000 30 000 35 000|40 000

Mittel

Zusammen

drückung

Aß

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

(0,0)

Tonziegel (Hintermauerungssteine).

0,1    0,2 I 0,4

0,4

0,6

0,9

0,7

1,1

1,3

1,9 I 2,4

Bei 25000 kg Bisse in einzelnen Stoßfugen: bei 30000 kg Mörtel bröckelt aus den Fugen; bei 35170 kg Bisse in einzelnen Steinen; bei 40 000 kg Mörtel drückt sich aus den Fugen; bei 44830 kg Bruch.

1,4 !    1,9

2,3 !    2,7    3.0

Bei 20200 kg Bisse in Stoßfugen u. einzelnen Steinen; bei 35000 kg Mörtel bröckelt aus den Fugen, weitere

bei 42900 kg Bruch.

0,2

0,3

0,6

1,0

1,4    2,0

2,4

3,0

Bei 20000 kg Bisse in Stoßfugen;

bei 25 030 kg Bisse in Steinen,, bei 30000 kg weitere Bisse in den Steinen; bei 42810 kg Bruch.

0,2    0,4    0,6

1,0    1,5    1,1)    2,3

2,8

0,0005

(0,33)

0,0010 0,0015

(0,67)    (1,0)

0,0025

(1,67)

0,0035

(2,50)

0,0048 0,0058 0,0070

(3,17) (3,83) j (4,67)

Die in Klammern stehenden Zahlen bedeuten die Zusammendrückung in u/„, bezogen auf die gesamte Dicke der Lagerfugen, (rund 6 cm).

Mittel

Zusammen

drückung

Aß

0,2

0,5

Zement- (Leicht-)Steine.

0,7

1,3

34 500

(2,2)

— 0,2

0,2

0,2

0,0005

! (0,5)

0,7

0,6

0,6

0,0015

(1,3)

1,2

1,4

1,1 !

0,0028

(2,8)

1,8

27 300

(2,6)

1,6

0,0040

! (4,0)

3,7

Bei 13 000 kg Mörtel bröckelt aus den Fugen ; bei 20 200 kg Bisse durch-Steine und Fugen; bei 34500 kg Bruch.

Bei 20 200 kg Mörtel bröckelt aus den Fugen; bei 27 300 kg Bisse ; bei 34500 kg Bruch.

Bei 20200 kg Bisse in den Fugen;

bei 23700 kg Bruch.

Die in Klammern stehenden Zahlen bedeuten die Zusammendrückung in %, bezogen auf die gesamte-Dicke derLagerfugen (rund 6 cm;.

Fig. 55.

Vergleich der Körper-, Material- und Mauerwerksfestigkeit.

Mittelwerte nach Tab. 68 und 69.

1 Körper- oder Steinfestigkeit. 2 Materialfestigkeit. 3 Mauerwerksfestigkeit für Zementmörtel. 4 Mauerwerksfestigkeit für Kalkmörtel.

6.    Einfluß des Alters auf die Mauerwerksfestigkeit.

7.    Nutzanwendung der Versuchsergebnisse für die Praxis.

8.    Beziehungen zwischen Haftfestigkeit des Mörtels am Stein, Scherfestigkeit des Mörtels und Mauerwerksfestigkeit.

Um die gewonnenen Versuchsziffern und die daraus hervorgehenden Beziehungen zwischen Körper-, Material-, Mörtel- und Mauerwerksfestigkeit zur besseren Anschauung zu bringen, sind die Durchschnittswerte sämtlicher in der Abteilung für Baumaterialprüfung ausgeführten Versuche mit Mauerwerk und den zu dessen Herstellung verwendeten Steinen, nach steigender Körperfestigkeit der geprüften Steinsorten geordnet, in Tab. 82 zusammengefaßt und gleichzeitig nebst den mittleren Ergebnissen der Böhm eschen und Londoner Versuche (Tab. 68 und 69) in Fig. 55 und 56 zeichnerisch aufgetragen. In diesen Figuren bedeuten die Nummern

10

Aus den Versuchszahlen sämtlicher in Frage kommenden Prüfungen und den sonst bei der Versuchsausführung gemachten Beobachtungen lassen sich die im folgenden angegebenen Schlüsse ziehen, die unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Böhmeschen, Londoner und Ta verni ersehen Versuche in nachstehender

Reihenfolge besprochen seien:

1.    Verhalten der Mauerwerkskörper beim Druckversuch (Zusammendrückung, Verhalten des Mörtels, Rißbildung, Zerstörung).

2.    Einfluß der Fugendicke auf die Mauerwerksfestigkeit.

3.    Einfluß der Steinart auf die Mauerwerksfestigkeit.

4.    Einfluß der Mörtelart auf die Mauerwerksfestigkeit.

5.    Beziehungen zwischen Körper- bezw. Materialfestigkeit und Mauerwerks- .

festigkeit.

Versuche von Böhme

Versuche des Royal Institute of British Architects

*<//<ran ß

900

JF

800

700

600

600

VOO-

300

200

700

II

*    7 2 3 V 7 2 3V

Burchartz, Luftkalke.

1    = Körperfestigkeit oder Steinfestigkeit¹),

2    — Material-(Würfel-)festigkeit,

3    = Mauerwerksfestigkeit für Zementmörtel,

4    = Mauerwerksfestigkeit für Kalkmörtel.

mcrcm a

700

TT

TT

ff Morte/

in

600

I-

500

VOO

300

200

700

I um

12 3V 1 Z 3 V 123V    123V    123V    12

Fig. 56.

Vergleich der Körper-, Material- und Mauerwerksfestigkeit.

Werte nach Tab. 82. Im Materialprüfungsamt ausgeführte Versuche.

28 Tage alte, m 115 Tage alte Probekörper.

Zeichendeutung wie zu Fig. 55.

Fg/qcm

IVO 130 720 710 700 90 SO 70 60 50 VO 30 20 70

0,5

m.

//

7,0

///

Af

■/

Ol

t/n

/_

7.5

2,0

nr

2,5

3,0

3,5 cm

Fig. 57.

Zusammendrückung der Mauerwerkskörper (nach den Londoner Versuchen).

Mauerwerk in Zementmörtel.

--Mauerwerk in Kalkmörtel.

Zu 1. Verhalten der Mauer werkskör per beim Druckversuch,

a) Zusammendrückung.

Die Zusammendrückung der Mauerwerkskörper (Höhenverminderung von Stein und Mörtel) ist bei Mauerwerk in Kalkmörtel erheblich größer, als bei solchen

i) Es muß ein Unterschied zwischen Körperfestigkeit und Steinfestigkeit gemacht werden, da Böhme und Unwin die Festigkeit der Ziegel an ganzen Steinen (Steinfestigkeit) festgestellt haben, während in derAbteilung fürBaumaterialprüfung die Festigkeit der Steine an Körpern aus zwei Steinhälften (Körperfestigkeit) ermittelt worden ist.

in Zementmörtel; dabei ist die Steinart von geringem Einfluß auf das Maß der Längenänderung. Das in dieser Beziehung günstige Verhalten der Mauerwerkskörper aus Kalksandsteinen ist wohl darauf zurückzuführen, daß diese Steine regelmäßigere Form und ebenere Lagerflächen haben, als die Ziegelsteine, wodurch eine gleichmäßigere Dicke der Fuge und infolge dessen eine gleichmäßigere Spannungsverteilung beim Belasten gewährleistet wird.

Der Grad der Längenänderung bei verschiedenen Laststufen ist aus den Zahlen in Tab. 83 ersichtlich, in der die Zusammendrückungen in Prozenten der Gesamtdicke der Lagerfugen berechnet sind (unter Vernachlässigung der Zusammendrückung der Steine).

Tab. 81. Mauerwerks-, Körper- und Würfelfestigkeit von Ziegelsteinen, Zement- (Leicht ) Steinen und Kalksandsteinen.

Sämtliche Versuchsstücke lagerten nach der Herstellung bezw. nach dem Schneiden oder Vermauern und Abgleichen in dem gleichen Raume an der Luft. Die Prüfung erfolgte bei 28 Tagen Alter.

Beihe

Art und mittlere Tonziegel (Hinter-Abmessungen mauerungssteine);

25,5.12,0.6,5 cm

der Steine

Zement- (Leicht-) Steine *);

24,0.12,0.7,1 cm

Kalksandsteine; 22,8.10,5.6,5 cm

Gelbe Klinker; 24,1.11,5.6,3 cm

Botbraune Klinker; 24,8.12,0.6,8 cm

Mörtelart

Kalkmörtel

Zementmörtel 1 :3

Zementmörtel 1:2

Abmessungen und Querschnitt der Mauerwerkskörper

(vergl. Fig. 44)

37,5.37,5.40,0 cm; 49,7.37,5.48,1 cm; 1V₂ • l‘/? Stein stark, 2 . l'/₂ Stein stark, 6 Schichten hoch. 7 Schichten hoch, f = 1406 qcm ²) f = 1864 qcm ³)

33,5.33,5.37,0 cm; l¹/₂ . ll₅ Stein stark, 5 Schichten hoch, f — 1122 qcm⁴)

38,0.38,0.39,0 cm;    38,0.38,0.39,5 cm;

l*/₂ . l‘/₂ Stein stark, l*/₂ • 1V₂ Stein stark, 5 Schichten hoch. 5 Schichten hoch.

f = 1444 qcm³)

f = 1444 qcm ⁶)

Versuch

Nr.

Bifi-

Zer-

bildung j Störung

Druckfestigkeit (Mauerwerksfestigkeit) <7-B in kg/qcm

Zer-

bildung Störung bildung

Biß-

Zer-

bildung Störung

Bifi-

Zer-

bildung Störung

Biß-

Biß-

Zer

störung

25

32

11

14

31

15

17

35

11

^ 9    Bissbildung

- und

■I q    Zerstörung

fielen annähernd zusammen

143

150

184

128

190

179

218

164

161

274

13

150

121

184

178

258

Mittel

19

32

12

17

148

144

179

173    250

Mittlere

Körperfestigkeit °-Bk *n kg/qcm

Bißbildung und Zerstörung fielen zusammen

Bißbildung und Zerstö-95⁷) rung fielen annähernd zusammen

35⁸)

Bißbildung und Zer-

Bißbildung und Zerstörung i 147⁹) Störung fielen    fielen

zusammen    zusammen

Bißbildung und Zer-

369¹⁰) Störung | 494n) fielen

zusammen I

Mittlere

Materialfestigkeit ff.g in kg/qcm

desgl.

29¹²)

desgl.

6551S) desgl. 558¹⁴)

1)    Hergestellt aus Zement und Lokomotivlösche.

²)    Mittl. Gewicht d. Körper bei 28 Tagen: 90,0 kg; 1 cbm Mauerwerk wriegt hiernach 1600 kg.

³)    „

⁴) „

⁵) „

96,7 „    1 „

77,5 „ 1 „

„ 28 „ 28

⁶)

⁸)

ö)

10)

⁴¹)

12)

13)

14)

1080 „ 1870 „ 1910 „ 2085 „

140

110

130    ,

142

54,0 ,

26,0

89,7

Zusammendrückung der Probekörper ist auch, wie bereits oben erwähnt, bei den englischen und Taverniersehen Versuchen beobachtet worden. (Böhme hat über diese Erscheinung nicht berichtet.) Bei den englischen Versuchen ist erhebliche Höhenverminderung auch bei den Mauerwerkskörpern in Zementmörtel festgestellt worden (s. Fig. 57), was jedenfalls auf die geringe Festigkeit des verwendeten Mörtels (1:4) zurückzuführen ist.

Tab. 82. Zusammenstellung: der Mittelwerte für Körper-, Material-und Mauerwerksfestigkeit nach Tab. 65, 78 und 81.

(Siehe Fig. 56.)

Steinsorte

Körper-

festig-

keit

a-Bk

Mate-

rial-

festig-

keit

a-B

Mauerwerksfestigkeit o'.Bm

Zementmörtel

Kalkmörtel

28 Tage

115 Tage

28 Tage

115 Tage

Risse

Zer

störung

Risse

Zer

störung

Risse

Zer

störung

Risse

Zer

störung

Mittlere

Druckfestigkeit in kg/qcm

Zement-(Leicht-)steine A

35

29

12

Hintermauerungssteine B Rathenower Steine C Kalksandsteine Kalksandsteine Gelbe Klinker

95

139

147

185

369

(90)

158

178

655

19

99

148

177

144¹)

128 112

CO 05 OO IN N

(149)¹ 2)

142

187

36

59

58

78

Birkenwerder Klinker G Rotbraune Klinker H

382

639

206

263

238 ! 333

102

132

89

157

494

558

173x)

250J)

Verhältniszahlen; Körperfestigkeit = 100.

100

100

100

100

100

100

100

100

I | £ § 8 § s $

rH

8 ffj | 8

co r- ff©

t» 58 rt r-l rH T-i

I Sg I SS I g

109

101

87

is I CO I    I© t© CO

I h- I 00 © 4-

Verhältniszahlen; Materialfestigkeit = 100.

s § s? 1 ss S

, tH O l>* -rH I CO O (M rfi ^

tH 05    | i—i

® 59 « I Dl

SD | rtH | Dl Dl 1 rH I

I & I £ £2

Tab. 83. Zusammendrückung des Mörtels in den Fugen der Mauerwerkskörper, bezogen auf die gesamte Dicke¹) der Lagerfugen (unter Vernachlässigung der Zusammendrückung der Steine).

Berechnet nach den Werten in Tab. 77.

Art

Alter

des

der

Höhenverminderung in °/o der gesamten Dicke der Lagerfugen bei den übergeschriebenen Belastungen in bg/qcm

Mörtels

Körper

5,5 1 15 | 25 1 35 | 55 [ 75 | 95 | 110 1 140 | 180 | 220 [ 250 | 285 [ 300 | 320 | 335

Rathenower Mauersteine

Zementmörtel

28 TageJ

0,00! 0,33 0,50 0,67 1,17    1,67 2,67; 3,50

115 Tage

0,17 0,50

1,00

1,17

1,67

2,17 2,83 3,67

(5,33)

Kalkmörtel

28 Tage

0,00

0,50 1,67

3,33 (7,67) j

115 Tage

1,00

1,67

2,83

4,17 (7,17)

Birkenwerder Klinker

Zementmörtel

28 Tage

0,00

0,33

0,83 1,00

1,33

1,67

1,83

2,00

2,17

2,67

3,00

3,50

115 Tage

0,17

0,67

0,83

1,00

1,33

1,50

1,67

1,83

2,00

2,17

2,50

2,67

3,00 3,17

3,50

3,67

Kalkmörtel

28 Tage

0,00

0,50

1,33

2,00

3,33

4,17

5,83

(7,67)

115 Tage

(7,17)

0,67

1,33

1,83

2,33

3,33

4,17

4,83

5,83

Kalksandsteine

Zementmörtel

28 Tage

0,00

0,17

0,33

0,33

0,67

0,83

1,00

1,17    1,50

3,50

115 Tage

0,00

0,00

0,17

0,17

0,50

0,67

1,00

1,33 I 1,67

3,00

Kalkmörtel

28 Tage

0,50

1,17

1,50

2,00

3,00

(5,50)

115 Tage

0,33

0,83

1,33 1,67

2,83

4,33

Auch v. Emperger, der die englischen Versuche in der Zeitschrift des Österreichischen Ingenieur- und Architekten-Vereins (Jahrg. 1899 Nr. 48) bespricht, weist darauf hin, daß die bei diesen Versuchen beobachtete Höhen Verminderung hauptsächlich von der Mörtelfuge herrührte.

b) Austritt des Mörtels aus den Fugen.

Gleichzeitig mit der Verkürzung der Körper unter steigender Belastung trat, besonders bei den Mauerwerkskörpern in Kalkmörtel, Herausquellen des Mörtels aus den Fugen ein. Diese Erscheinung ist bei sämtlichen Versuchen mit Körpern in Kalkmörtel übereinstimmend beobachtet worden; die gleiche Erscheinung ist auch bei den englischen Versuchen bemerkt worden, und zwar auch bei den Körpern in Zementmörtel. ³

v. E mp erg er tritt im Hinblick auf die bei letztgenannten Versuchen gemachten Beobachtungen der vielfach herrschenden Anschauung entgegen, daß Mörtelfugen unzusammendrückbar seien, und folgert aus dem Verhalten der Probekörper (frühzeitige Rißbildung und Austritt des Mörtels aus den Fugen) ganz richtig, daß die Mörtelfugen zermalmt gewesen sein müssen, lange bevor der völlige Bruch der Körper eintrat.

Je minderwertiger der Mörtel bezw. je schlechter er erhärtet ist, desto früher erfolgt das Herausbröckeln des Mörtels beim Druckversuch.

c) R i ß b i 1 d u n g.

Die eigentliche Rißbildung trat bei dem Mauerwerk in Zementmörtel kurz vor der Zerstörung ein, in einzelnen Fällen fielen beide Momente völlig zusammen; die Körper in Kalkmörtel dagegen erlitten die ersten Risse bereits bei sehr niedriger Belastung und weit eher, als der vollständige Bruch erfolgte.

Die frühzeitige Rißbildung bei dem Mauerwerk in Kalkmörtel erklärt sich daraus, daß infolge der Zermalmung und Zusammendrückung des Mörtels in den ungleichmäßig dicken Lagerfugen bereits unter verhältnismäßig geringer Last ungleichmäßige Spannungsverteilung im Probekörper eintritt, die vorzeitige Formänderung bewirkt.

Zu bemerken ist, daß die genaue Feststellung des Eintrittes der ersten Risse äußerst schwierig ist; man darf z. B. Absplitterungen einzelner Steinstücke nicht ohne weiteres als Rißbildung ansehen. Auf möglichst genaue Feststellung dieser ersten Risse muß aber besonderer Wert gelegt werden, da die Druckfestigkeit für diesen Zeitpunkt der Berechnung der Tragfähigkeit von Mauerwerk zugrunde gelegt werden sollte.

d) Zerstörung.

Die Art und Weise der Zerstörung der Mauerwerkskörper im Augenblicke des Bruches ist bereits an anderer Stelle besprochen.

Zu 2. Einfluß der Fugen dicke auf die Mauerwerksfestigkeit.

Je dicker die Fuge ist, um so geringer wird die Mauerwerksfestigkeit.

Versuche an Körpern mit verschiedener Fugendicke sind im Jahre 1899 in der Abteilung für Baumaterialprüfung ausgeführt worden x). Die Probekörper (Fig. 58) bestanden aus je zwei Radialsteinen, die mit Mörtel aus 1 Raumteil Portlandzement -(- 1 Raumteil hydraulischem Kalk -j- 3 Raumteilen Mauersand aufeinander gemauert waren. Geprüft wurden Körper mit 1, 1,5, 2, 3 und 5 cm Fugendicke. Die Ergebnisse • der bei 28 Tagen Alter der Mauerfuge ausgeführten Druckversuche sind in Tab. 84 als Durchschnittswerte aus je zehn Einzelversuchen wiedergegeben und in Fig. 59 zeichnerisch dargestellt. Aus den Zahlen und dem Verlaufe der Schaulinien ist der Einfluß der Fugendicke deutlich ersichtlich.

Fig. 58.

Die Festigkeit der Körper nimmt mit zunehmender Dicke der Fuge ab.

Zu 3. Einfluß der Art (Festigkeit) der Steine auf die Mauerwerksfestigkeit.

Die Steine mit hoher Druckfestigkeit haben, wie zu erwarten war, höhere Mauer Werksfestigkeit geliefert, als die mit geringer Festigkeit.

i) Mitt. Materialpr.-Amt 1899. Heft 1. S. 9.

Die Veränderung der Mauerwerksfestigkeit ist jedoch nicht proportional derjenigen der Druckfestigkeit der Steine (Körper- oder Materialfestigkeit); vielmehr wird das Verhältnis zwischen beiden, namentlich im Vergleich zur Materialfestigkeit, wie aus Tab. 85 hervorgeht, mit fallender Steinfestigkeit etwas günstiger.

Zu 4. Einfluß der Mörtelart auf die Mauerwerksfestigkeit.

Die Mauerwerkskörper in Zementmörtel haben, wie vorauszusehen war, höhere Festigkeiten ergeben, als die in Kalkmörtel, und zwar ist bei den Versuchen des Materialprüfungsamtes die Festigkeit der Körper in Kalkmörtel um mehr als 50°/o geringer befunden worden, als die der Körper in Zementmörtel.

Vergleicht man z. B. die für die Zerstörung gefundenen Mauerwerksfestigkeiten der Körper aus ßathenower Mauersteinen,

Birkenwerder Klinkern und Kalksandsteinen und setzt die Festigkeit der Mauerkörper in Zementmörtel = 100, so ergibt sich folgendes Verhältnis der Mauerwerksfestigkeiten für die beiden zu den Versuchen benutzten Mörtelarten zueinander:

28 Tage.

100 : 42 .

100 : 50 Mittel 100 : 45 100 : 42 ¹

Rathenower Mauersteine Birkenwerder Klinker . Kalksandsteine .    .    .

hg/qcm

230*=^

210

190

170 \

150,

130

110

30

70

50

As.

V-

_A.

Dicke der Fugen N"

1    1.5    2

5cm

Fig. 59.

Einfluß der Fugendicke auf die Druckfestigkeit von Mauerwerkskörpern. Werte der Tab. 84.

----- Rißbildung.

- Lechsteine.

Zerstauung.

Vollsteine.

115 Tage.

ff-Bmz ff-Bmk

100 : 42 100 : 47 100 : 42

Mittel 100: 44

Tab. 84. Widerstandsfähigkeit der Mörtelfuge¹) gegen Druck.

28 Tage alte Probekörper; Mörtelfläche im Mittel 464 qcm; Höhe der Körper mit der 1 cm dicken Fuge = 22 cm (Fig. 58).

Mittelwerte aus je 10 Einzelversuchen.

Fugendicke

1 cm

1,5 cm

2 cm

3 cm

5 cm

Art der Ziegel

Druckfestigkeit in kg/qcm

Riß- Zer- I Riß- Zer- Riß- Zer- Riß- Zer- Rißbildung Störung bildung Störung bildung Störung bildung Störung bildung Störung

Zer-

Lochziegel .    .    117

Vollziegel .

148 i 120    160    103    140

93    115

181 |    230 I 156    224    132    174    106    146

oi Ci

^ 00

CD CD Ci Ci

’) Der Mörtel bestand aus 1 Raumteil Zement -j- 1 Raumteil hydraulischer Kalk 3 Raumteilen Mauersand. Seine Festigkeit, ermittelt an normengemäß gefertigten Proben, betrug nach 28 Tagen Lufterhärtung im Mittel aus je 10 Versuchen 28,7 qcm Zug- und 254 kg/qcm Druckfestigkeit.

Tab. 85. Veränderung: der Mauerwerksfestigkeit durch die Festigkeit der Steine.

\

Vergleich der Körper- und Materialfestigkeit mit der Mauerwerksfestigkeit für 28 Tage Alter (Tab. 82). Verhältniszahlen (Werte für die Zerstörung).

Körperfestigkeit = 100

Materialfestigkeit — 100

Steinsorte¹)

Material

festigkeit

Mauerwerksfestigkeit

Zement

mörtel

Kalk

mörtel

Körper

festigkeit

Mauerwerksfestigkeit

Zement

mörtel

Kalk

mörtel

Rotbrauner Klinker H . Birkenwerder Klinker G Gelbe Klinker F .    .    .

Kalksandsteine E .    .    .

113

167

178

96

51

69

35

48

97

41

89

60

56

105

45

41

27

100

D.    .    .

Rathenower Steine C Hintermauerungssteine B Leichtsteine A .    .    .    .

100

122

98

42

82

81

95

80

34

49

106

125

^    00 «iH

CO CO CO

Bei den Versuchen von Böhme und Unwin stellt sich dieses Verhältnis

wie folgt:

Böhme

Ziegelsorte 1 .

.    100 : 70

.    100 : 73

Mittel 100:72

Ziegelsorte I .

II .

Unwin

III .

IV.

Mittel 100:57

Der Einfluß der Mörtelfestigkeit auf die Mauerwerksfestigkeit erklärt sich leicht aus dem verschiedenartigen Verhalten der Mauerkörper mit dem festen Zement- und dem weniger festen Kalkmörtel ²).

Die Tatsachen lehren, wie wichtig- guter Mörtel für die Festigkeit von Mauerwerk ist, namentlich von solchem aus geringwertigen Steinen.

Zu 5. Beziehungen zwischen Körper-bezw. Materialfestigkeit und Mauerwerksfestigkeit.

Nach den vorliegenden Ergebnissen ist die Mauerwerksfestigkeit bei Verwendung von Zementmörtel bis zu einer gewissen Grenze der Steinfestigkeit annähernd gleich der Körperfestigkeit; bei den sehr festen Steinen (Birkenwerder Klinker) wird sie geringer als diese. Bei Verwendung von Kalkmörtel ergeben

0 Die Steinsorten sind nach fallender Körperfestigkeit (s. Tab. 82) geordnet.

2) Da die Erhärtung von Mörteln aus schwach hydraulischen (mageren) Kalken, ebenso wie die von Mörteln aus Luftkalk, eine unselbständige ist, d. h. auf der Bildung kohlensauren Kalks beruht und solche Mörtel daher nicht wesentlich höhere Festigkeiten erreichen, als Kalkmörtel (siehe Michaelis, Die hydraulischen Mörtel. 1869. S. 271. Verlag Quandt & Händel, Leipzig. Hauenschild, Katechismus der Baumaterialien. II. Teil. Die Mörtelsubstanzen. 1879. S. 214. Verlag Lehmann & Wentzel, Wien und Burchartz, Hydraulische Kalke. Mitt. Materialpr.-Amt 1902. S. 255 ff.), können die aus den Ergebnissen für die Luftkalkmörtel gezogenen Schlußfolgerungen ohne weiteres als auch für Wasserkalkmörtel (aus schwach hydraulischen Kalken) geltend angesehen werden.

sich jedoch in allen Fällen Mauerwerksfestigkeiten, die weit unter der Körperfestigkeit liegen. Das gleiche läßt sich von den Beziehungen zwischen Material-und Mauerwerksfestigkeit sagen; nur liegen hier die Verhältnisse noch weit ungünstiger für das feste Steinmaterial.

Der Grad dieser Festigkeitsveränderung der Mauerwerkskörper gegenüber den Körpern aus zusammengemauerten Steinhälften und den Materialwürfeln ist genauer aus den Verhältniszahlen der Tab. 82 ersichtlich. Hiernach ist z. B. das Verhältnis derKörper- zur Mauer Werksfestigkeit bei Zement- (ff-Bmz) und Kalkmörtel (ff-Bmk) — zieht man nur die Werte der 28 Tage alten Proben für die Zerstörung in Betracht — für

(J-Bk 0-Bmz tf-Bmk

a)    Rathenower Mauersteine 100 : 98 : 42

b)    Birkenwerder Klinker . 100 : 69 : 35;

das Verhältnis der Material- zur Mauerwerksfestigkeit dagegen für

(J-B ff-Bmz Ö'-Bmk

a)    Rathenower Mauersteine 100 : 81 : 34

b)    Birkenwerder Klinker . 100 : 41 : 21,

also erheblich ungünstiger, als das z wischen Körper- und Mauerwerksfestigkeit.

Die gleichen Schlußfolgerungen über die Beziehungen zwischen Steinfestigkeit¹) und Mauerwerksfestigkeit lassen sich aus den Böhm eschen und Londoner Versuchen ziehen. Auch bei diesen ist die Mauerwerksfestigkeit erheblich niedriger befunden worden, als die Steinfestigkeit. Allerdings ist aus bereits oben angegebenen Gründen der Unterschied zwischen beiden Festigkeiten bei beiden Versuchsreihen bedeutend größer (siehe Tab. 68 und 69), als bei den Versuchen des Materialprüfungsamtes. Weit am ungünstigsten ist das Verhältnis zwischen beiden Festigkeiten bei den Londoner Versuchen. Die großen Unterschiede erklären sich in beiden Fällen aus der bereits oben hervorgehobenen Tatsache, daß bei den Versuchen von Böhme und Unwin die einzelnen Steine in ihrer Urform auf Druck-

l/f

— war infolgedessen erheblich günstiger, h

festigkeit geprüft wurden; ihr Verhältnis

als bei den Probekörpern, an denen im Materialprüfungsamt die Druckfestigkeit der Steine festgestellt wurde. Hierzu kommt aber noch bei den englischen Versuchen, die einen noch größeren Unterschied zwischen Stein- und Mauerwerksfestigkeit ergaben, als die Böhm eschen, der Umstand, daß

1.    die Druckflächen der Ziegelsteine vor dem Versuch abgeglichen wurden, (bei den Böhm eschen Versuchen nicht), und

2.    die Mauerwerkskörper nicht, wie die Probekörper für die Versuche von Böhme und dem Amt, Würfel-, sondern Pfeilerform hatten.

Zu 6. Einfluß des Alters auf die Mauerwerksfestigkeit.

Die Zunahme der Festigkeit der Mauer werkskör per mit f o rtsch r e i teil d em Alter ist innerhalb der zur Prüfung gelangten Altersgrenzen sowohl für Zement- als auch für Kalkmörtel gering, wenigstens im Verhältnis zum Erhäj^mgsfortschritt der verwendeten Mörtel (Tabelle 74). Für Zementmörtel ist sie nur bei den festen Klinkern ⁴ etwas höher, als bei den anderen Steinsorten, für Kalkmörtel dagegen bei allen drei Steingattungen unbedeutend und kaum nennenswert. Schon Ta Vernier stellte, wie wir gesehen haben, diese Tatsache der geringen Festigkeitszunahme fest; auch er fand, daß von einem gewissen Alter an keine merkliche Steigerung der Mauerwerksfestigkeit mehr eintritt, trotz beträchtlicher Zunahme der Mörtelfestigkeit. Dieser Prüfungsbefund wird auch noch durch Versuche bestätigt, die vor längerer Zeit in der Abteilung für Baumaterialprüfung auf Antrag der Firma H. R. Hei nicke zu Chemnitz mit Mauerwerkskörpern aus Radialsteinen (zwei Sorten) in verlängertem Zementmörtel ausgeführt wurden¹). Die hierzu wendeten Probekörper wurden nach Maßgabe der Fig. 64 und 65 aus Steinen von der Form nach Fig. 60 und 61 bezw. 62 und 63 in Mörtel aus 1 Raumteil Zement -(- 5 Raumteilen hydraulischem Kalk -f- 20 Raumteilen Mauersand aufgemauert. Die Druckflächen der Körper wurden einige Tage vor der Prüfung

ver-

K—75,5

M—75,8-

7 £7 47 A7 47 /

/ £7 7S7 ' £7 A7 / £7 £7 /

76,0

/£7 £⁷ TV £7 £7 £7/

aS'®

o«'

yt---73,3----^>1

-73,5

Fig. 60.

Fig. 61.

^— 7*7,5 —

Fig. 62.

85 cm

98 cm

^— 76,0

/ & & & / £7    £7/

tV £7/

T“

=>]

tr

i_

7r

<v

— n,5 —

Fig. 63.

55

<55

Fig. 64.

Fig. 65.

mit fettem Zementmörtel abgeglichen. Die Ergebnisse der Druckversuche sind in Tab. 89 wiedergegeben. Tab. 86 enthält die Eigenschaften und Abmessungen der Steine, sowie die Maße der Versuchskörper aus den Steinen, Tab. 87 die Festigkeiten der verwendeten Steinsorten und Tab. 88 die Festigkeiten des benutzten Mörtels.

Auch in diesem Falle ist, wie aus den Festigkeitszahlen ersichtlich, die Zunahme der Mauerwerksfestigkeit mit dem Alter nur unerheblich, während die Mörtelfestigkeit lebhaften Fortschritt zeigt.

Zu 7. Nutzanwendung der Versuchsergehnisse und der daraus gezogenen Schlußfolgerungen für die Praxis.

aus

l) 0. Jäcker, Mauerwerksfestigkeit und Schornsteinstandsicherheit. Mitteilungen der Praxis des Dampfkessel- und Dampfniaschinenbetriebes, sowie des Feuerungs-,

Elektro- und allgemeinen motorischen Betriebes. 1902. Nr. 48—53.

Tab. 86. Eigenschaften und Abmessungen der Steine; Abmessungen der

Yersuchskörper.

Stein

sorte

Bruehflächenbeschaffenheit

Mittlere Abmessungen

•“S

Bruch

Gefüge Farbe

£ er

der Steine

der Versuchsstücke

Länge Breite Höhe Länge Breite Höhe gedrückte

Flache

cm

flach-

Ziegelei muschelig, scharfkantig, splittrig

Chemnitz

feinkörnig

braun-

rot

1,907

2,646

0,721    15,4

13,3

15,8    9,4

(vergl. Fig. 60)

0,279 20,5

13,5

CO

9,5

tO itO iO I GO

54

2590 (Fig. 64)

16,0 (vergl. Fig. 61)

Ziegelei

Grube

Ilse

uneben,

scharf

kantig,

splittrig

gleichförmig, fein- bis mittelkörnig

0,815    15,0

14,5

9,0

bräunlich- 2,098

gelb

2,575

0,185    20,0

16,0 (vergl. Fig. 62)

14,5 I —— ¹ 9,0

16,0 (vergl. Fig. 68)

Tab. 87. Festigkeit der Steine.

Mittelwerte aus je 10 Einzelversuchen.

Stein höhe

CO

lO I CO

co Ico

50

2820 (Fig. 65)

Steinsorte

nach

Figur

nach dem Abgleichen

cm

Gedrückte Fläche kg/qcm ohne

Abzug des Querschnitts der Löcher

mit

Druckfestigkeit kg/qcm ohne

Abzug des Querschnitts der Löcher

mit

Ziegelei

Chemnitz

60

10,6

226

200

445

502

61

11,0

301

271

468

520

Ziegelei Grube Ilse

62

10,4

229

202

539

610

63

10,1

305

274

676

754

Tab. 88. Festigkeit des Mörtels.

Mittelwerte aus je 10 Einzelversuchen.

Mörtelmischung¹)

(Baumteile)

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

7 Tagen 28 Tagen

90 Tagen

7 Tagen

28 Tagen

90 Tagen

1 Zement -f-5 hydr. Kalk -(-20 Mauersand

7,4

9,0

7,2

32,4

54,6

68,6

i) Die Mörtelmaterialien waren von einem Berliner Mörtelwerk bezogen.

¹

   Vermutlich schlechter Zement.

²

   Beobachtungsfehler.

³

Die Körper hatten je vier Lagerfugen, deren Dicke annähernd je etwa 1,5 cm, insgesamt also 6 cm betrug.

⁴

Die bei den Böhm eschen und englischen Versuchen ermittelte Druckfestigkeit ist hier, im Gegensatz zu der bei den im Amt festgestellten Körperfestigkeit der Steine, Steinfestigkeit genannt, -weil sie nicht an Körpern aus zusammengemauerten Steinhälften, sondern an ganzen Ziegelsteinen bestimmt ist.

Tab. 89. Festigkeit der Mauerwerkskörper.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Steinsorte

Versuchs-körper nach Fig.

Ge-

drückte

Fläche

qcm

7 Tagen

Riß-

bildung

Druckfestigkeit o-Bm in kg/qcm nach 28 Tagen

Zerstörung bildung

90 Tagen

Riß-

Zer

störung

Riß-

bildung

Zer

störung

Ziegelei Chemnitz

64

2590

57

125

59

130

61

136

Ziegelei Grube Ilse

65

2820

108

mehr als

177 b

116

mehr als 177 ²)

117

mehr als

177 ³)

ns

<D

-    - <3-

-    - CK5

Cfl_

3

CD

a-

pq

CD

CD

►—* I—i »—*

<1 Or <1 CO

pr

(W

Cn CO

Einzelne Körper konnten nicht bis zum völligen Bruch zerstört werden, weil die Kraftleistung der Maschine (500 t) nicht ausreichte.

Nimmt man an, daß in der Praxis für Mauerwerk in Zementmörtel oder Kalkmörtel Mischungen von der Festigkeit der bei den vorgeschilderten Versuchen benutzten verwendet werden — diese Annahme kann man, wenigstens in bezug auf den Kalkmörtel, anstandslos machen, da die Festigkeiten der verschiedenen Luftkalkmörtel im allgemeinen nur wenig voneinander abweichen — und will man auf Grund der gewonnenen Versuchsergebnisse aus der Körperfestigkeit einer Steinsorte schätzungsweise auf deren Mauerwerksfestigkeit schließen, so kann gefolgert werden, daß die Mauerwerksfestigkeit (an würfelförmigen in Verband gemauerten Körpern ermittelt, wie in vorliegendem Falle von dem Verfasser benutzt) beträgt unter Zugrundelegung der

von Mauerwerk in

28-Tagsfestigkeit

Zement- j für den Eintritt der Risse rund 75°/o mörtel 1:3 (    „ die Zerstörung .    .

( für den Eintritt der Risse rund 30°/o (    „ die Zerstörung .

Kalkmörtel

der Körperfestigkeit

.    „    40 o/o

und unter Zugrundelegung der

115-Tagsfestigkeit

von Mauerwerk in

Zement- J für den Eintritt der Risse rund 75 °/o mörtel 1:3 | „die Zerstörung .    .    .    „ 100 °/o der Körper-

Kalkmörtel

j für den Eintritt der Risse rund 30 °/o festigkeit ^ „ die Zerstörung ...    „    40°/o

Trägt man ferner, wie in Fig. 66 geschehen, die mittleren Körperfestigkeiten der geprüften Steinsorten als Abszissen und die zugehörigen durchschnittlichen Mauerwerksfestigkeiten als Ordinaten auf und zieht die Ausgleichslinien (für Risse und Zerstörung) zwischen die Werte der beiden Altersstufen, so lassen sich an Hand des gewonnenen Schaubildes die annähernden Mauerwerksfestigkeiten jeder beliebigen Ziegelsteinsorte, soweit deren Festigkeit innerhalb der Grenzen der bei den Versuchen festgestellten liegt, sowohl für Zement- wie für Kalkmörtel abschätzen, wobei die Verwendung gleicher oder wenigstens ähnlicher Mörtelmischungen und gleicher Körperform, wie die benutzten, vorausgesetzt werden muß. Für den Kalkmörtel kann man die gefundene Ausgleichslinie als ziemlich richtig annehmen,, da, wie schon gesagt, die in der Praxis verwendeten Kalkmörtel in ihrer Festigkeit wenig voneinander abweichen. Dies trifft indessen nicht allgemein für Zementmörtel zu, weil die in der Praxis benutzten Zementmörtel und deren Festigkeiten große Verschiedenheiten auf weisen, zumal meistens nicht reine, sondern sogenannte verlängerte Zementmörtel zur Anwendung gelangen.

Der obere Teil von Fig. 66 zeigt uns in gleicher Vorstellungsweise die Beziehungen zwischen Materialfestigkeit und Mauerwerksfestigkeit.

Würde man, um an einem Beispiele die Verwertbarkeit der vorliegenden Ergebnisse für die Praxis darzutun, für Mauerwerk in Kalkmörtel eine Festigkeit von etwa 7, bei zehnfacher Sicherheit also von 70 kg/qcm vorschreiben, so müßte

ng/qc/n Mauenyer/rsfestigAeit

300

, - Zerstörung

ZOO

mH

100

Tm

^Eintritt der Risse

-f Ht.....-T—

|    Zer störu/?g

g/___ t . L Eintritt der Risse

Mo/erit

hi /i    I Zers

wo

WO 500    600

Tog^fg/qcm

Eintritt ■ier Risse

100

ly

fei

Eintritt der Risse

50

>//i

50

100

150    200    250    300    350 VOO/rg/qc

Fig. 66.

Darstellung der Beziehungen zwischen Mauerwerksfestigkeit und Körperfestigkeit, sowie zwischen Mauerfestigkeit und Materialfestigkeit. Werte der Tab. 82.

A Leichtsteine. • Hintermauerungssteine, o Rathenower Mauersteine. X Kalksandsteine (Reihe 1). Q Kalksandsteine (Reihe 2).    ▲ Birkenwerder Klinker.

man Steine verwenden, deren Körperfestigkeit etwa 250 kg/qcm und deren Materialfestigkeit etwa 400 kg/qcm beträgt.

Wollte man ferner für Mauer werk in Zementmörtel etwa 150 kg/qcm Druckfestigkeit verlangen, so müßte der zur Verwendung gelangende Stein 210—220^ kg Körperfestigkeit oder etwa 310 kg/qcm Würfelfestigkeit aufweisen. Die Kalkfeteine verhalten sich durchschnittlich etwas günstiger, als die Ziegelsteine, vermutlich weil sie wegen ihrer regelmäßigeren Form und ebeneren Lagerflächen Fugen größerer Gleichmäßigkeit liefern, so daß eine gleichmäßigere Spannungsverteilung im Mauerwerk aus solchen Steinen bewirkt wird, als in solchen aus gewöhnlichen Ziegelsteinen.

Auf Grund der vorliegenden Ergebnisse lassen sich, allerdings im teilweisen Gegensätze zu den zurzeit für Berlin maßgebenden baupolizeilichen Bestimmungen für die zulässige Belastung von Mauerwerk, die in der Zusammenstellung Tab. 90 enthaltenen Grenzwerte für die zulässige Beanspruchung von Mauerwerk auf Druck auf stellen.

Diese Zahlen weisen darauf hin, daß seitens der Baubehörden und überhaupt der für die Innehaltung der Bauvorschriften maßgebenden Organe vor allen Dingen auf die Verwendung guter Mörtel bei Mauerarbeiten hingestrebt werden muß. Da durch diese Maßnahme der Nachteil minderwertiger Steine zum Teil ausgeglichen werden kann, so sollte man vor allem statt des reinen Kalkmörtels häufiger besseren Mörtel, mindestens verlängerten Zementmörtel, verwenden. Schon ein geringer Zusatz von Zement zum Kalkmörtel gewährleistet bekanntlich eine unverhältnismäßig große Steigerung der Mörtelfestigkeit.

Tab. 90. Vergleich der zulässigen Belastung von Mauerwerk nach den Bestimmungen des kgl. Polizeipräsidiums zu Berlin und nach den Ergebnissen der neuen Versuche¹).

des

Mauer werks

Gewöhnliches Ziegel-mauer-werk in Kalkmörtel

Besseres

Ziegel

mauer

werk

Bestes

Klinker

mauer

werk

Poröse

leicht

Poröse ! Kalksand-hartgebrannte gebrannte mauer-Wölbziegel Wölbziegel werk

stein-

Kalksand-

stein-

mauer-

werk

in

in

in

in

in

in

Zement

mörtel

Zement

mörtel

Zement

mörtel

Zement

mörtel

Kalk

mörtel

Zement

mörtel

Zulässige Belastung

Kilogramm für 1 qcm

Nach den baupolizeilichen Bestimmungen

11

14

Je nach Herkunft der Steine verschieden

(7)

(14)

Nach den Versuchsergebnissen der 28 Tagsproben

für den Eintrittder erstenRisse

für die Zerstörung

2—5

3—8

10—18

12—20

15—20

20—25

2—5

8—12

3—7,5

10—18

Der Wert eines guten Mörtels geht so recht klar aus dem Schaubilde Fig. 66 hervor. Hiernach würde z. B. ein Stein mit etwa 200 kg/qcm Körperfestig- ¹

auf 1 qcm

10 „ 15 „ /

keit in Kalkmörtel vermauert nur etwa 65 kg/qcm Mauerfestigkeit, in gutem Zementmörtel vermauert dagegen eine solche von etwa 145 kg/qem liefern.

Falls man sich über die Druckfestigkeit von Mauerwerk unterrichten will, genügt es nach den vorliegenden Ergebnissen im allgemeinen, die Festigkeit des Mauerwerks bei 28 Tagen Alter festzustellen, da nennenswerte weitere Zunahme der Festigkeit bei Ziegelsteinen nicht zu erwarten ist; bei Kalksandsteinen dürfte die Zunahme nennenswerter sein, da die Steine selbst innerhalb gewisser Grenzen mit der Zeit an Festigkeit zunehmen.

Zu 8. Beziehungen zwischen Haftfestigkeit des Mörtels am Stein (in der Stoßfuge) und Mauerwerksfestigkeit.

Der Zusammenhang und die Druckfestigkeit von Mauerwerk beruht, abgesehen von dem Steinmaterial, nicht allein auf der Widerstandsfähigkeit des Mörtels gegen Druckbeanspruchung in der Lagerfuge, sondern auch zum Teil auf dem Haftvermögen des Mörtels am Stein oder vielmehr auf dessen Widerstandsfähigkeit gegen Abscheren in der Stoßfuge. Denn auch von dem Reibungswiderstand in den vertikalen Fugen bei der Druckbeanspruchung ist die Art der Spannungsverteilung und mit ihr die Widerstandsfähigkeit des Ganzen abhängig. Je größer daher diese Kraft ist, um so mehr wird die Festigkeit des Verbandes und des gesamten Mauerwerks erhöht. Da nun das Haftvermögen des Zementmörtels am Stein und seine Kohäsion in sich beträchtlicher ist, als die gleichen Festigkeiten beim Kalkmörtel, so muß auch aus diesem Grunde die Festigkeit von Mauerwerk in Zementmörtel größer sein, als die von solchem in Kalkmörtel.

Da zuverlässige Wertziffern für die Beurteilung der Haft- und Scherfestigkeit von Kalkmörtel nicht bekannt waren, wurden mehrere Versuchsreihen zur Feststellung der Größe dieser Eigenschaften mit Kalkmörtel sowohl als auch mit Zementmörtel ausgeführt.

e) Die Haft- und Scherfestigkeit von Kalk- und Zementmörtel.

Die ersten Versuche zur Feststellung der Haftfestigkeit von Luftkalkmörtel sind wohl von Böhme in der ehemaligen Königlichen Prüfungsstation für Baumaterialien ausgeführt worden. Die Ergebnisse dieser Versuche sind von dem Verfasser gelegentlich der Veröffentlichung der Ergebnisse von Kalkmörtelprüfungen in den „Mitteilungen“ 1894 besprochen. Sie bezogen sich auf Mörtel aus

a)    1 Raumteil Kalkpulver 3 Raumteilen Rheinsand,

b)    1 Raumteil Kalkpulver —1x/2 Raumteilen Rheinsand -(- IV2 Raumteile Schlackensand.

Die Mittelwerte dieser Versuchsreihen sind in Tabelle 91 wiederge

geben.

Haft- und Scherfestigkeit von Kalkmörtel und Zementmörtel.

Tab. 91. Prüfung¹ von Kalkmörtel auf Haftfestigkeit am Stein.

(Ausgeführt in der Kgl. Prüfungsstation für Baumaterialien.)

Probematerial: Dornap-Wuppertaler Weißkalk, Rheinsand, Schlackensand und Rathenower

Mauersteine.

Mittleres Eigengewicht der Steine: 8,632 kg; r= 1,834; Gehalt an Kieselsäure: 71,03°/°-Mittlere Abmessungen der Steine: 24,5.12.6,5 cm; Haftfläche der Versuchsstücke: 144qcm. Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Mörtelmischung

(Raumteile)

Haftfestigkeit *) in kg/qcm nach 28 Tagen !    60 Tagen 90 Tagen

Bemerkungen

1 Kalkpulver -j-3 Rheinsand²)

0,58

1,02

1,23

1 Kalkpulver -{-1 x/2 Rheinsand + H/2 Schlackensand²)

0,66

1,16

1,37

Die Zerstörung erfolgte bei sämtlichen Proben in der Fuge, so daß der Mörtel an beiden Steinen haftete.

Tab. 92. Prüfung- von verlängertem Zementmörtel auf Haftfestigkeit

am Stein.

(Ausgeführt in dem Kgl. Materialprüfungsamt.)

Probematerial: Portland-Zement, hydraulischer Kalk, Mauersand und Radialsteine

verschiedener Herkunft.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Mörtel

mischung

(Raumteile)

Steinart

Mittlere Haftfestigkeit in kg/qcm nach

Bemerkungen

3 Tagen 7 Tagen 28 Tagen 3 Monaten

1 Zement -f-1 hydr. Kalk -f-3 Mauersand⁸)

Bote Lochziegel von Ferbeck & Co. in Forst bei Aachen

1,1

Ci

CO

CO

Der Mörtel haftete völlig an einem Stein. Die in den Löchern sitzenden Mörtelzapfen wurden abgerissen.

Bote Vollziegel gleicher Herkunft

0,8

~co

CO

Der Mörtel haftete völlig an einem Btein.

1 Zement 4-5 hydr. Kalk (Büdersdorf) -|-20 Mauersand⁴)

Bote Lochziegel der Ziegelei Grube Ilse

0,8

1,2

2,4

Gelbe Lochziegel der Ziegelei Chemnitz

0,7

1,4

2,1

Bei den 7 und 28 Tage alten Proben haftete der Mörtel an einem Stein. Bei den 90 Tage alten Proben haftete der Mörtel zum Teil an beiden Steinen; der Mörtel riß in der Fuge.

]) Die Beanspruchung erfolgte auf Abreißen der Fuge (vergl. Fig. 67).

2) Die Prüfung der Mörtel auf Festigkeit ergab im Mittel aus 10 Versuchen folgende Werte:

Druckfestigkeit

90 Tagen 22,3 kg/qcm 55,1    „

Z ugfestigkeit 28    60    90    Tagen

3,5    4,1    5,2    kg/qcm

1 +5,9    8,1    8,6

3)    Bei 28 Tagen betrug die mittlere Zugfestigkeit des Mörtels 28,7 kg/qcm

„    „ Druckfestigkeit ,.

4)    Die Prüfung des Mörtels auf Festigkeit ergab im Durchschnitt folgende Werte:

7    28    90    Tagen

Zugfestigkeit    7,4    9,0    7,2    kg/qcm

Druckfestigkeit    32,4    54,6    68,6    ,,

nach

1 -f 3

nach

28

60

14,7    18,4

35,5    48,7

11

254

11

Weitere Versuche sind im Materialprüfungsamt auf Antrag der Firmen Ferbeck & Co. in Forst bei Aachen und H. R. Heinicke in Chemnitz mit verschiedenen Steinsorten, jedoch unter Verwendung von verlängertem Zementmörtel, zur Ausführung gelangt. Die Durchschnittswerte dieser Versuche sind in Tab. 92 enthalten. Die ersten Scherversuche mit Kalkmörtel wie auch mit anderen Mörteln sind von Bauschinger *) bereits im Jahre 1873 angestellt worden. Er fand für gewöhnlichen Kalkmörtel²) die Scherfestigkeit zu 0,5 kg/qcm³).

Aus den Ergebnissen vorstehend angegebener Versuchsreihen geht schon hervor, daß die Haft- und Scherfestigkeit von reinem Kalkmörtel sowohl wie von verlängertem Zementmörtel ziemlich gering ist, wenigstens erheblich niedriger als z. B. die Zugfestigkeit der Mörtel. Auch die Zunahme der Haftfestigkeit mit fortschreitendem Alter ist unbedeutend.

Um durch weitere Versuche näheren Aufschluß über die Größe der Haftfestigkeit sowohl wie der Scherfestigkeit von Kalkmörtel und von diesem im Vergleich zu Zementmörtel zu erlangen, wurden auf Anregung des Verfassers drei gesonderte Versuchsreihen angestellt, und zwar bezog sich

Reihe 1 auf Kalkmörtel aus 1 Raumteil Kalkteig-j-3 Raumteilen Berliner Mauersand; Steinmaterial: Rathenower Mauersteine; festgestellt wurde die Haftfestigkeit.

Reihe 2 auf Mörtel aus

a)    1 Raumteil Kalkteig -[- 3 Raumteilen Rheinsand,

b)    1 Raumteil Kalkteig -)- IV2 Raumteile Rheinsand -|- IV2 Raumteile

Schlackensand.

Steinmaterial: Rathenower Mauersteine; festgestellt wurde die Haftfestigkeit und Scherfestigkeit.

Reihe 3 auf Mörtel aus

a)    1 Raumteil Kalkteig -|- 3 Raumteilen Mauersand,

b)    1 Raumteil Zement -|- 3 Raumteilen Mauersand.

Steinmaterial: Birkenwerder Klinker, Rathenower Ziegelsteine, Hintermauerungssteine und Kalksandsteine; festgestellt wurde die Scherfestigkeit.

Außer der Gewinnung von Werten für die in Rede stehenden Eigenschaften bezweckte jede Reihe noch eine besondere Feststellung, und zwar sollte Reihe 1 über die Zunahme der Haftfestigkeit mit fortschreitendem Alter, Reihe 2 über die Beziehungen zwischen Haft- und Scherfestigkeit und Reihe 3 über die Scherfestigkeit von Kalkmörtel im Vergleich zu Zementmörtel, sowie über den Einfluß der Steinbeschaffenheit auf diese Festigkeitsart Aufschluß geben.

Das Kalkmaterial sämtlicher Versuchsreihen war guter Luftkalk. Sein Kalkgehalt betrug rund 96 bezw. 97°/o.

Die Herstellung der Probekörper für die Haft- und Scherversuche erfolgte bei sämtlichen Reihen handwerksmäßig in übereinstimmender Weise und möglichst den praktischen Verhältnissen entsprechend. Für die Haftversuche wurden je zwei

!) Mitteilungen aus dem mechanisch-technischen Laboratorium der Kgl. Polytechn. Hochschule München. 1873. Heft 1. S. 15.

2)    Der Kalkmörtel war zwischen zwei Ziegelsteinen vermauert.

3)    Es wurde nur ein Versuch ausgeführt. Die Probekörper für die übrigen Versuche zerbrachen bei der Vorbereitung .in der Fuge infolge der geringen Festigkeit des Mörtels.

11

Burchartz, Luftkalke.

Steine nach Fig. 67 kreuzweise übereinander gemauert¹), während für die Scherversuche je zwei Steine mit den Lagerflächen nach Maßgabe der Fig. 68 ² 3) zusammengemauert wurden. Die Dicke der Mörtelfuge betrug durchschnittlich 1 cm. Um die Wirkung der Auflast der aufliegenden Steinschichten während des Anziehens des Mörtels den praktischen Verhältnissen entsprechend nachzuahmen, wurden die Probekörper bis zum erfolgten Abbinden des Mörtels mit einem Gewichtsstück von 5 kg (d. i. 0,01 kg/qcm) beschwert. Der Mörtel war mauergerecht angemacht; die Steine waren vor der Vermauerung angenäßt. Sämtliche Probekörper lagerten an der Luft im Zimmer.

Fig. 68.

Fig. 67.

Die Prüfung erfolgte bei den in den Tabellen angegebenen Altersstufen, und zwar die der Körper aus über Kreuz gemauerten Steinen durch Abreißen der Fuge senkrecht zur Haftfläche und der Körper aus flach zusammengemauerten Steinen durch Verschieben der Steine gegeneinander in der Ebene der Haftfläche, wie durch die Pfeilrichtung in Fig. 67 und 68 angedeutet ist.

Zu den Reihen 2 und 3 wurden auch die Festigkeitseigenschaften der Fugenmörtel ermittelt (Tab. 96 und 99). Die Körper hierfür wurden aus dem mauergerecht angemachten Mörtel durch Einfüllen in auf Ziegeln stehende Formen hergestellt.

Die Ergebnisse der Haft- und Scherversuche der drei Reihen sind in den Tab. 93, 97 und 100 zusammengestellt und die der Reihe 3 außerdem durch Fig. 69 veranschaulicht.

Tab. 93. Ergebnisse der Prüfung auf Haftfestigkeit.

Versuchsreihe 1.

Probematerial: Mörtel aus 1 Raumteil Kalkteig -f- 3 Raumteile Berliner Mauersand,

Rathenower Mauersteine.

Alter des Kalkteigs

24 Stunden

7 Tage

28 Tage

Bemerkungen

Versuch

Haftfestigkeit in kg/qcm nach

Nr.

28    3 Mo-

Tagen naten

1 Jahr

28 I 3 Mo-Tagen | naten

1 Jahr

28    3 Mo-

Tagen naten

1 Jahr

©^ 05^ 05 05

TH vH Ö' o cT

oq cq (m" N h h oT

0_ cq^ oo cs 05

t-T t-T o o ©~

^ CO v-*.

00 ^ "co 'bi

-1

cq oo oo cT cT cT o cT

oq oq cq cq cq cd h 6' H

Mittel

SD

SD

<30

1)7 In allen Fällen haf-1,9 tete der Mörtel beim Bruch derFuge völlig an einem Steine. Gehalt des Mörtels an kohlensaurem Kalk bei 1 Jahr Alter: 6,6°/o.

1,7

1,5

1,7

Tab. 94. Ablöschung des Kalkes¹) zu Kalkteig.

Versuchsreihe 2.

Gewicht für 1 1 Stückkalk in Walnußgroße

Ablöschung zu Kalkpulver

Ablöschung zu Kalkteig

5 kg Stückkalk ergaben im Mittel

Wasser

anspruch

Beginn | Dauer des Ablöschens

Wasser

anspruch

kg

°/o

Min. | Min.

°/o

Beginn | Dauer des Ablöschens Min. | Min.

Kalkteig

Litergewicht des Kalkteigs nach 3 Tagen

kg

0,953

58,0

sofort

300

20,43

16,2

1,261

Zustand):

i) Chemische Zusammensetzung (bezogen auf den kohlensäure- und wasserfreien

Kieselsäure.....

Eisenoxyd und Tonerde

Kalk.......

Magnesia.....

Rest (Alkalien usw.)

5?

5»

Tab. 95. Physikalische Eigenschaften der Mörtelstoffe.

Mörtelstoff

Litergewicht Spez.

einge- eingelaufen rüttelt wicht

«f

»r

kg kg

Dich-tig-Ge- keits-grad

Undichtigkeits

grad

U = 1 - b

Rück

stand

°/o

Korngröße

Siebe mit der übergeschriebenen Maschen für 1 qcm

Zahl

20 I 60 11201 324)900[S

Kalkteig

1,282*)

Auf den Sieben

Zwischen je 2 Sieben

Rheinsand

1,440    1,721    2,626

0,655 0,345

Auf den Sieben Zwischen je 2 Sieben

— 0,0 0,1 j 0,3 I 3,0 |42,0|91,0j — 0,0 | 0,1 0,2 2,7 39,o|49,o| 9,0

Schlackensand

0,408 0,601 2,703 ²j

0,222 0,778

Auf den Sieben

Zwischen je 2 Sieben

0,0 j 0,8 | 1,0 | 3,0 Jl5,0[34,0[52,0|65,0| — 0,0 | 0,8 [ 0,2 | 2,0 |l2,o|l9,o|l8,ojl3,o| 35,0

1)    Gewicht bei 28 Tagen Alter. Der Gehalt an hygroskopischem Wasser betrug 55,24 °/o.

²)    Das spezifische Gewicht wurde an zerkleinertem Sandpulver bestimmt, das durch das 900-Maschensieb hindurchging.

Tab. 96. Festigkeitseigenschaften der Mörtel zu Tab. 97.

Mittelwerte aus je 10 Einzelversuchen.

Mörtelmischung

(Raumteile)

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in kg/qcm

28 Tagen

60 Tagen

90 Tagen

28 Tagen

60 Tagen

90 Tagen

1 Kalkteig -(-3 Rheinsand

2,4

2,6

3,2

7,5

8,6

10,7

1 Kalkteig +

IV2 Rheinsand -j-1 x/2 Schlackensand

4,7

5,2

5.5

67,0

63,6

64,8

11*

Tab. 97. Haft- und Scherfestigkeit der Mörtel.

Steinmaterial: Rathenower Mauersteine.

Art der Versuchsstücke

Über Kreuz gemauerte Ziegel (Fig. 67) Haftfläche = 144 qcm

Mit den Lagerflächen aufeinandergemauerte Ziegel (Fig. 68)

Haftfläche = 264 qcm

Versuch

Nr.

Haftfestigkeit in kg/qcm nach

28 Tagen j 60 Tagen I 90 Tagen

Bemerkungen

Scherfestigkeit in kg/qcm nach

28 Tagen j 60 Tagen I 90 Tagen

Bemerkungen

1 Raumteil Kalkteig -)- 3 Raumteile Rheinsand.

H«COi(10®NOOO)0

KS co

o o S- S- 5 S- 2 2- 2 2

W ^ CO^ °0^ CO^ O^ O]^ THtHTHiHi-HrHO-iHi-TT-T

Der Bruch erfolgte bei allen Proben in der Fuge.

JD CD CD CD CD

'co 'co "go Vi

CO H co O lH O *-H I

1.7

1,2

1,4

1,4

1,3

Der Bruch erfolgte bei allen Proben in der Fuge.

Mittel 0,5

1,1 1,2

0,8    1,1    1,4

1 Raumteil Kalkteig -(- IV2 Kaumteile Rheinsand -f- 1¹/2 Kaumteile

Schlackensand.

JO    jsO >-*•    i-K

O Ol o OD O) M CO '-<1 ^ 'cd

«o^cqc^O'O^c^co t- cs t-<

■vH -t—t tH oi CM Ol of t-T -r-T ©T

Bei den 28 und 60 Tage alten Proben haftete die ganze Mörtelfuge an einem Stein; j bei den 90 Tage | [ alten haftete j er teils an einem Stein, teils riß er in der Fuge.

3,4

3,5

5,3

4,2

2,7

3,0

3,6

5,9

5,6

3,7

4,5

4,1

4,4

6,4

5,8

Bei einigen Proben haftete der Mörtel an Stein, bei anderen riß er in der Fuge. In einigen Fällen haftete er teils am einen, teils am anderen Steine.

Mittel 1,8

2,0

1,0

3,4    4,6

5,2

Tab. 98. Analyse des Kalkes¹).

(Bezogen auf den kohlensäure- und wasserfreien Zustand.)

Versuchsreihe 3.

.    .    ~ 0,93 „

0,66 „

Kieselsäure und Unlösliches . Eisenoxyd und Tonerde .

Ätzkalk........

Magnesia........

Schwefelsäureanhydrid .... ⁴

Tab. 99. Raumgewichte und Festigkeiten der Mörtel zu Tab. 100.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Mörtelmischung

(Eaumteile)

Zugproben (Normalformat)

Druckproben (Würfel aus 7,1 cm Kantenlänge)

1 Tag

7 Tage 28 Tage 115 Tage

1 Tag

7 Tage 28 Tage 115 Tage

Raumgewicht g/ccrn

1 Zement -f-3 Mauersand')

1,886

1,857

1,857 j 1,871

1,907

1,862

1,856

1,882

1 Kalkteig + 3 Mauersand²)

1,886

1,800

1,814

1,814

1,851

1,746

1,749

1,763

Festigkeit kg/qcm

1 Zement -|-3 Mauersand

12,7

16,6

17,7

62

76

110

1 Kalkteig + 3 Mauersand

3,1

4,9

5,4

4,3

6,0

8,6

¹)    Wasserzusatz 9% für mauergerechte Steife.

²)    Wassergehalt 18,6°/o für mauergerechte Steife.

Wie aus den gewonnenen Werten ersichtlich, werden die Ergebnisse der vorangegangenen Haftversuche mit Kalkmörtel durch die der neueren Versuche vollauf bestätigt; denn auch nach diesen ist die Haftfestigkeit des reinen Kalkmörtels (Mischung 1:3) sehr gering. Sie beträgt im Mittel aus allen Versuchen bei 28 Tagen Alter 0,8 und bei 90 Tagen 1,2 kg/qcm.

Die Scherfestigkeit der gleichen Mischung ist nur um ein geringes höher, als die Haftfestigkeit; bei 28 Tagen erreicht sie im Durchschnitt 1,0 und bei 90 Tagen 1,4 kg/qcm.

Die Höhe beider Festigkeitsarten steigt bis zu Jahresfrist auf 2,0 kg/qcm; sie schreitet also mit zunehmendem Alter nicht nennenswert fort¹).

Im übrigen sind aus den einzelnen Reihen nachstehende besondere Schlüsse

zu ziehen:

Zu Reihe 1. Das Alter des Kalkteiges (Dauer des Ein-sumpfens) ist ohne Einfluß auf die Haftfestigkeit des aus dem Kalk bereiteten Mörtels.

Zu Reihe 2. Die Scherfestigkeit ist etwas höher, als die Haftfestigkeit, namentlich wird sie durch Verbesserung des Mörtels infolge Zusatzes von Schlackensand erhöht. Sie erreicht sogar bei diesem Mörtel mit Schlackensand die gleiche Höhe wie dessen Zugfestigkeit (Tab. 96).

9 Yergl. Burchartz, Die Prüfupg und Eigenschaften der Kalksandsteine. 1908. Verlag von Julius Springer, Berlin.

körpern fest.

Tab. 100. Ergebnisse der Prüfung von Zement- und

Kalkmörtel auf Scherfestigkeit. (Siehe Fig. 69.)

Stein -material

Birkenwerder Klinker

Rathenower Ziegelsteine

Hintermauerungssteine

Kalksand steine

Haftfläche

20,0.12,0 cm

240 qcm

20,5.11,7 cm

240 qcm

20,5.12,0 cm

246 qcm

20,5 . 12,0 cm

246 qcm

Alter der Versuchsstücke

7 Tage

28 Tage

115 Tage

7 Tage

28 Tage

115 Tage

7 Tage

28 Tage

115 Tage

7 Tage

28 Tage

115 Tage

Versuch

Nr.

Bruch

last

kg

Bemer

kungen

Bruch

last

kg

Bemer

kungen

Bruch

last

kg

Bemer

kungen

Bruch

last

kg

Bemer

kungen

Bruch

last

kg

Bemer

kungen

Bruch

last

kg

Bemer

kungen

Bruch-

last

kg

Bemer

kungen

Bruch

last

kg

Bemer

kungen

Bruch

last

kg

Bemer

kungen

Bruch

last

kg

Bemer

kungen

Bruch

last

Vg

Bemer

kungen

Bruch

last

Bemer

kungen

1 Raumteil Zement -j-

3 Raumteile Mauersand

1500

In der Fuge gerissen

2450

In derFuge gerissen

6800

In derFuge gerissen

1800

In der Fuge gerissen

2700

In der Fuge gerissen

7750

In der Fuge gerissen

1600

In der Fuge gerissen

2600

In der Fuge gerissen

7000

In der Fuge gerissen

2060

In der Fuge gerissen

2800

In der Fuge g900 gerissen

In der Fuge gerissen

2180

3150

11

4900

1700

11

2450

11

6600

11

1900

2450

9100

2330

99

3250

5200

Mörtel haftete zum größtenTeil an einem Stein

2190

4350

99

5150

99

2800

99

3150

99

6000

99

2100

3200

99

8350

99

1940

Mörtel haftete an einem Stein

3400

99

4800

In der Fuge gerissen

1930

In der Fuge gerissen. Mörtel haftete zum größten Teil an ein. Stein

2050

5650

11

1400

11

2850

9700

11

1925

99

2350

8000

99

1480

99

3700

99

[1500]¹)

Stein gerissen. Mörtel haftete zum größten Teil an einem Stein

aus-

2400

In derFuge gerissen

4400

5400

99

1600

11

2450

4800

11

2100

11

3250

11

5400

11

2010

In der Fuge gerissen

3600

>»

4000

Mörtel haftete zum Teil an einem Stein

Mittel

2040

3280

5580

1860

2720

6970

1925

2770

7570

1964

3350

5725

Mittlere Scherfestigkeit ffj5 in kg!qcm

8,5

13,7

23,3

7,8

11,3

29,0

7,8

11,3

30,8

8,0

13,6

28,3

1 Raumteil Kalkteig

3 Raumteile Mauersand

65

Mörtel haftete an einem Stein

270

In derFuge gerissen

485

In derFuge gerissen

35

Mörtel haftete an einem Stein)

245

In der Fuge gerissen

350

In der Fuge gerissen

j Mörtel haftete . r, j zum größten Teil an einem Stein

275

In der Fuge gerissen

410

In der Fuge gerissen

155

Mörtel haftete an einem Stein

245

Mörtel haftete an einem Stein

270

Mörtel haftete an einem Stein

60

99

250

99

330

>9

40

Mörtel haf-| tete zum größten Teil an ein. Steinl

260

99

515

--    | Mörtel haftete

⁰⁰ an einem Stein

285

99

410

230

99

240

99

175

45

99

235

99

370

99

40

Mörlel haftete an einem Stein

210

99

270

50

¹ Mörtel haftete ![ j zum größten Teil an einem I Stein I

305

405

99

205

99

175

99

150

65

99

275

260

60

99

210

Zum Teil in der Fuge gerissen

270

99

tr Zum Teil in der Fuge gerissen

225

11

415

11

200

vom andern Steine haften 2 Stücke daran

230

11

205

11

35

Mörtel haf-!

tete zum j größten Teil an ein. Stein)

290

>,

375

,,

35

99

320

In der Fuge gerissen

300

99

65

Mörtel haftete an einem Stein

335

510

99

190

Mörtel haftete an einem Stein

175

240

99

Mittel

54

264

364

42

249

341

53

285

430

196

213

208

Mittlere Scherfestigkeit ffg in kg j qcm

0,2

1,1

1,5

0,2

1,0

1,4

0,2

1,2

1.7

0,8

0,9

0,8 ;

V e r h ä 11 n i s z a h 1 e n; Festigkeit

des Zementmörtels — 100.

Mittel

| 2,4

8,0

6,5

| 2,6

8,9

4,9

©1 !

«©

Ci

| 10,0

i |    -    | 10,6

i) Vermutlich Fehler im Steinmaterial; von der Berechnung des Mittelwertes ausgeschlossen.

5,5

Zu Reihe 3. Die Scherfestigkeit des Kalkmörtels ist weit niedriger, als die des Zementmörtels. Sie nimmt von 28 Tagen Alter an kaum mehr zu, während die des Zementmörtels stetig und lebhaft fortschreitet und, nach dem Verlauf der Schaulinie in Fig. 69 zu urteilen, auch noch weiter wesentlich fortschreiten wird.

Die Beschaffenheit des Steinmaterials scheint, soweit die Versuche einen zuverlässigen Schluß nach dieser Richtung

hin zulassen, auf die Scherfestigkeit weder des Kalkmörtels noch des Zementmörtels besonderen Einfluß auszuüben. Der Bruch ging zumeist durch die Fuge selbst. Die Kalksandsteine begünstigen anscheinend etwas die Anfangsfestig-keit des Kalkmörtels. Bei höherem Alter scheint geringere Porosität der Steine auf dieScherfestigkeit des Zementmörtels ungünstig zu wirken. (Die ziemlich dichten Birken werder Klinker und Kalksandsteine ergaben bei 115 Tagen Alter geringere Werte, als die porösen Rathenow e r Steine und Hintermauerungssteine.)

Aus den Ergebnissen aller vorgeschilderten Versuche ist zu ersehen

scheiden er Grenzen sowohl die Haftfestigkeit als auch die Scher-(Schub-)Festigkeit der Luftkalkmörtel liegt und wie berechtigt daher der von Lehmann und Kußbaum¹) erhobene warnende Einspruch gegen die Verwendung solcher Mörtel für Gebäudeteile ist, die entweder stark belastet oder gar auf Zug oder Schub in Anspruch genommen sind. Gegen die Verwendung von Kalkmörtel muß also namentlich in den Fällen gewarnt werden, in denen das Mauerwerk nicht aus Ziegelsteinen in regelmäßigem Verband, sondern, wie es häufig vorkommt, aus unregelmäßig behauenen Bruchsteinen oder aus Findlingen, deren Form die Herstellung wagerechter Lagerfugen nicht gestattet, errichtet wird, da in

hff, 'ged

30

20

70

28

A/ter c/er Fuge 715 Tage

Fig. 69.

Haften von Zement- und Kalkmörtel an Steinen verschiedener Art. Mittelwerte nach Tab. 100.

Kalkmörtel. • Birkenwerder X Hinter-

- Zementmörtel.

Klinker. o Rathenower Mauerstein.

mauerungssteine. Kalksandsteine.

innerhalb welch be-

!) H. Chr. Nußbaum, Ein Beitrag zu den Trockenverhältnissen der Neubauten. Archiv f. Hygiene. Jubelband. (17.)

solchen Fällen einerseits wenig oder gar keine Gewähr für innige Verkittung zwischen Mörtel und Stein gegeben ist und andererseits die mehr oder minder schräg verlaufenden Mauerfugen nicht in senkrechter Richtung auf Druck, sondern auf Abscheren beansprucht werden. Ebensowenig sollte, wie auch Nußbaum rät, Luftkalkmörtel für Gebäudeteile verwendet werden, die dem Luftzutritt mehr oder weniger entzogen sind, also namentlich bei sehr starken Mauern und bei Mauerwerk aus wenig porösen Bruchsteinen; denn durch die Verhinderung des Luftzutrittes wird nicht nur die spätere Erhärtung des Mörtels, die lediglich auf Aufnahme von Kohlensäure aus der Luft beruht, sondern auch die anfängliche Abgabe des Mörtelwassers, die für die Anfangserhärtung (Anziehen) des Mörtels notwendig ist, erschwert oder gar völlig verhindert wird. In solchen Gebäudeteilen bleibt der Mörtel feucht und weich, ohne zu erhärten.

f) Einfluß des Alters der Fuge auf die Körperfestigkeit.

Eine Frage, die allerdings mit den Festigkeitseigenschaften des Kalkmörtels nicht in unmittelbarem Zusammenhang steht, auf die aber bei den vorgeschriebenen Druckversuchen mit Körpern aus zusammengemauerten Steinhälften die Aufmerksamkeit gelenkt wurde, war die, ob das Alter des die beiden Steinhälften verbindenden Mörtels auf die Festigkeit des Körpers von Einfluß ist. Es war nicht ausgeschlossen, daß das Alter dieser Fuge, wenigstens bei den festeren Steinen, die Festigkeit des Mörtels und damit des Körpers beeinflußt und dieser Einfluß für einzelne Prüfungsbefunde in gewisser Beziehung ausschlaggebend gewesen ist. Die Feststellung dieses Einflusses war um so wichtiger, als bekanntlich die Druckfestigkeit von Vollsteinen in Normalformat einheitlich an Körpern aus mit reinem Zement zusammengemauerten Steinhälften (siehe Fig. 37 S. 114) bestimmt wird.

Bereits frühere in der Abteilung für Baumaterialprüfung ausgeführte Druckversuche mit Ziegelkörpern aus Rathenower Ziegeln und Birken werder Klinkern¹) lieferten den Nachweis, daß das Alter der Proben (die aus zwei Steinhälften bestehen) auf die Körperfestigkeit von Einfluß ist; denn nach den Ergebnissen dieser Versuche (Tab. 101) schreitet die Festigkeit der Körper mit zunehmendem Alter der Fuge innerhalb der zur Prüfung gelangten Altersstufen fort. Diese Versuche waren jedoch wenig umfangreich und erstreckten sich auf nur zwei Altersstufen; ihr Ergebnis war daher nicht genügend beweiskräftig.

¹

Nach dem Runderlaß der Kgl. Ministerien der öffentlichen Arbeiten und für Handel und Gewerbe vom 30. April 1902 (Zentralbl. d. Bauverwaltung 1902. Nr. 49. S. 297) wird die zulässige Belastung der Baustoffe für die Berechnung der Standfestigkeit von Schornsteinen wie folgt festgesetzt:

Unter der Voraussetzung kunstgerechter und sorgfältiger Ausführung, sowie ausreichender Erhärtung des Mörtels ist als Druckbeanspruchung zu rechnen:

a)    für gewöhnliches Ziegelmauerwerk in Kalkmörtel mit dem Mischungsverhältnis von 1 Raumteil Kalk und 3 Raumteilen Sand bis zu 7 kg auf 1 qcm;

b)    für Mauerwerk aus Hartbrandsteinen in Kalk-Zementmörtel 12—15 kg für 1 qcm. Unter Hartbrandsteinen sind dabei Ziegel verstanden, die eine nachgewiesene Druckfestigkeit von mindestens 250 kg auf 1 qcm besitzen und unter Kalk-Zement-Mörtel wird eine Mischung von 1 Raumteil Zement, 2 Raumteilen Kalk und 6—8 Raumteilen Sand verstanden.

c)    Falls für Fundament Schutt- oder Stampfbeton verwendet wird, sind

für geschütteten Beton 6 bis 8 kg |

„ gestampften „

Druckbeanspruchung zulässig.

²

Böhme stellte die Haftfestigkeit an in gleicher Weise vorbereiteten Probe

³

Bauschinger benützte Probekörper von ähnlicher Form.

⁴

Ermittelt am Kalkbydratpulver; Glühverlust 24,99 °/o.

Tab. 101. Festigkeit von Ziegelkörpern aus zwei Steinarten mit zwei verschiedenen Mörteln nach 7 und 28 Tagen Alter der Körper.

Mittelwerte aus je 10 Einzelversuchen.

Abgeglichen und vermauert mit

Druckfestigkeit in kg/qcm von

Bathenower Ziegeln nach

Birkenwerder Klinkern nach

7 Tagen

28 Tagen

7 Tagen

28 Tagen

Keinem Zement...... .    .

Mörtel aus 1 Teil Zement -(- 1 Teil feinem Mauersand......

115

126

383

447

99

113

345

391

>) Mitt. Materialpr.-Amt 1899. Heft 4. S. 171.

Weitere ausgedehnte Versuche sollten daher über den Einfluß des Alters der Mörtelbänder auf die Körperfestigkeit zuverlässigen und maßgebenderen Aufschluß geben.

Von zehn Ziegelsorten *), deren Festigkeit, wie durch Vorproben festgestellt war, innerhalb ziemlich weiter Grenzen schwankte, wurden je 40 Steine in der üblichen Weise zu Druckprobekörpern verarbeitet. Gleichzeitig wurden, um die Erhärtungsfähigkeit und Festigkeit des zum Vermauern der Steinhälften verwendeten Zements in dem Zustande und in der Steife zu ermitteln, in denen Zement gewöhnlich zur Herstellung der Verbindungsschicht zwischen den Steinhälften verarbeitet wird, aus dem mauergerecht angemachten Zementbrei (Wasserzusatz 25,0 °/o) Zug- und Druckproben in Normalformat angefertigt, und zwar durch Einfüllen des Mörtels in Formen, die auf angenäßten, geebneten Dachziegeln (Biberschwänzen) standen.

Sämtliche Probekörper lagerten im Zimmer an der Luft bei annähernd gleichbleibender Luftwärme und Feuchtigkeit. Ihre Prüfung erfolgte bei 7 Tagen, 28 Tagen und 3 Monaten Alter, die der Ziegelkörper außerdem noch bei 14 Tagen Alter.

Die Ergebnisse der Zementprüfung sind in Tab. 102—104, die der Druckversuche mit Ziegelkörpern in Tab. 105 verzeichnet (nach steigender 7-Tagsfestig-keit der Ziegelkörper geordnet). Die Mittelwerte der Druckversuche sind außerdem in Fig. 70 (S. 174) zeichnerisch dargestellt.

Aus dem Prüfungsbefund geht hervor, daß tatsächlich die Druckfestigkeit der Ziegelkörper — von den unvermeidlichen Schwankungen abgesehen, die in der Ungleichmäßigkeit des Ziegelmaterials begründet sind — mit fortschreitendem Alter in geringem Grade zunimmt.

Einfluß des Alters des Mörtelbandes auf die Festigkeit von Ziegelkörpern aus zusammengeniauerten Steinhälften.

Tab. 102. Eigen schäften des Zementes (Rüdersdorfer).

a) Physikalische Eigenschaften.

Litergewicht in kg

Spezifi

sches

Ge

wicht

Glüh

verlust

Mahlfeinheit

Rückstand

Abbinde Verhältnisse

Rf

Er

°/o

|Siebe mit der übergeschriebenen Anzahl Maschen auf 1 qcm _600i900l5000 S

Was- Erhär-ser- tungs-zusatz anfang nach

°/o

Ab

bind

zeit

Raum-

beständig-

keitspvobe

3,191²)

Auf den Sieben

0,0 0,2

18,0

1,304 2,126

1,18

3,226®)

Zwischen je 2 Sieben

22,0

10

0,0    0,2 17,8 82,0

Stdn. Stdn.

bestanden

1)    Von der Ausdehnung der Versuche auf Kalksandsteine wurde Abstand genommen,, weil diese Steine selbst mit wachsendem Alter fester werden; es wäre daher bei der Verwendung solcher Steine der Einfluß der Erhärtungsdauer des Mörtelbandes auf die Körperfestigkeit nicht klar genug zum Ausdruck gekommen.

2)    Im Anlieferungszustand.

3)    Nach dem Glühen.

Tab. 103.

b) Normenfestigkeit (874 Wasser).

|    7 Tagen :

| 28 „

Tagen:

Zugfestigkeit im Mittel aus je 10 Versuchen nach

19,9 kg/qcm

26,3

Druckfestigkeit im Mittel aus je 5 Versuchen nach

GO -J

» ^ iO CO rH (M.

Tab. 104. Festigkeit des mauergerecht angemaehten reinen Zementes.

Die Probekörper wurden durch Einfüllen des mauergerecht angemachten Zementbreies in auf Steinunterlagen lagernde Formen hergestellt. (Wasserzusatz 25,0 °/o.)

Versuch

Nr.

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

7 Tagen 28Tagen) 3 Monaten

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

7 Tagen [ 28 Tagen 3 Monaten

Verhältnis Zug: Druck

für

7 Tage 28 Tage 3 Monate

Mittel

.8 8 8 “ «ä 8 jä S 2

03 Üi Oi CO O Cn LO tO 't>0

" o £ g g jg £ & g

-JCü 00 cooo'bo'co'bi'co'o

36,7

45,0

29,4

36,8

38,3

44,7

34,2

32,8

40,8

44,1

320

470

462

370

366

400

381

467

424

504

465

451

493

486

488

32,7    40,4

38,3    307

460

476

ll£

11,5

12,4

Diese Zunahme dürfte allerdings in der ersten Zeit der Erhärtung mehr auf das Austrocknen des Steinmaterials und des Mörtels als auf den Fortschritt der Zementfestigkeit zurückzuführen sein; denn die beiden Stoffe waren, wie die Beobachtung ergab, sogar nach 14 Tagen Lagerung zum Teil noch feucht.

Der Grad der Festigkeitsveränderung mit zunehmender Erhärtungsdauer ist aus den Verhältniszahlen (Tab. 105), bezogen auf die 7-Tagsfestigkeit der Zementkörper, ersichtlich.

Hiernach ist der Festigkeitsfortschritt für die verschieden festen Ziegelsorten von annähernd gleichem Grade. Die Ergebnisse dieser Versuche lassen also den Einfluß des Alters der Mörtelbänder auf die Körperfestigkeit erkennen und zeigen im besonderen,' daß dieser Einfluß in der ersten Zeit der Erhärtung am größten ist.

Die Ergebnisse lehren ferner, daß man bei der Prüfung von Mauersteinen auf Druckfestigkeit den zu diesem Zweck vorbereiteten Körpern aus Steinhälften zunächst ausreichende Zeit zum Austrocknen des Fugen- und Abgleichmörtels und der Steinhälften lassen und daß man die Prüfung der Versuchskörper möglichst bei gleichem Alter, auf jeden Fall aber im gleichen Trockenzustande vornehmen muß.

172

Kalkmörtel und Mauerwerk in Kalkmörtel.

Einfluß des Alters der Fuge auf die Körperfestigkeit.

173

Tab. 105. Ergebnisse der Prüfung von Ziegelkörpern auf

Die Proben lagerten

Druckfestigkeit bei verschiedenem Alter der Fuge. (Siehe Fig. 70.)

im Zimmer an der Luft.

Ziegelsorte

(Farbe)

Hintermauerungssteine II. Kl. (dunkelrot)

Poröse Ziegel (rötlich gelb)

Hintermauerungssteine (rot)

Hintermauerungssteine II. Kl. (rot)

Hintermauerungssteine I. Kl. (blaßrot)

Klinker (gelblich-grau)

Mittleres Gewicht der Ziegel im lufttrockenen Zustande

3,548 kg

2,150 kg

3,416 kg

3,529 kg

3,353 kg

3,412 kg

Mittlere Abmessungen der Ziegel

24,5.12,0.6,5 cm

25,0.12,0.6,5 cm

24,5.12,0.6,5 cm

25,0.12,0.6,5 cm

25,0 . 12,0.6,5 cm

24,5 . 12,0.6,5 cm

Mittlere

Abmessungen der Versuchsstücke

11,8 . 12,0.15,6 cm

12,1 . 12,0.15,1 cm

11,8 . 12,0.15,9 cm

12,1 . 12,0 . 15,4 cm

12,1 . 12,0.15,7 cm

11,9.12,0.15,3 cm

Gedrückte Fläche

142 qcm

145 qcm

142 qcm

145 qcm

145 qcm

143 qcm

Alter der Proben

14

Tage¹) Tage²)

28 Tage

³    7 Tage¹) 14Tage²)

Monate

28

28

Tage Monate Tagex) J Tage²) Tage Monate

7 Tagex) 14 Tage²) 28 Tage 3 Monate

7Tage¹) 14Tage²)) 28 Tage 3Monate

7 Tage¹) 14 Tage 28 Tage 3 Monate

v ersuch Nr.

Bruchlast in kg bei der Zerstörung *)

Bruchlast in kg bei der Zerstörung *)

Bruchlast in kg bei der Zerstörung*)

Bruchlast in kg bei der Zerstörung *)

Bruchlast in kg bei der Zerstörung *)

Bruchlast in kg bei der Zerstörung *)

9 810 15 850111 980    19 500 27 850 x) ! 18 450    17 950 13 100

17 050 11 980    24    780³)    15 000    9 900³)    7    700    23 600    17 550

11    020 15 370    11    980    14 500    30 000 x) j    12 450    19 900    17 800

10 540 17 780    12    220    20 500    16 500²)    13 500    11 250    16 900

17 780 18 990    13    920    15 000    24 300 x)    24 500x)    13 300    18 850

13 920    10 050    12    470    16 000    8 100³)    24 400x)    16 100    19 300

12    710    11 740    15    370    15 500    17 250 ²)    13 300    18000    21 550

12    950    11 020    17    300    14500    7 600³)    14200    11 650    19 100

13    430    16 330    17    780    13000    8 050³);14400    16 150    34000

13 430 10 050 11 020    14 000    7 600³) 26 400x) 16300 39 500

14    400 17 050 22 370 20 000

18    260 13 430 13 670 14 500 12 470 11 980 13 670 24 000 22 610 22 130 17 300 17 500

15    610 17 050 20 680 20 500 17 050 14 160 14 400 12 000

19    470 19 470 15 610 19 500

16    570 14 640 20 920 19 000 12 950 21 880 17 300 21 500 19 950 14 640 14 160 17 500

18 020 23 090 23 580 26 960 15 610 22 610 36 620 36 370 31 300 25 510

29 860 22 370

36    130 18 990 28 650 17 780

. 23 090 . 20 440 34 930

37    580

36 130 18 990 33 480 28 890 18 990 23 580 32 270 31 540 23 330 27 440

25 000 38 500 31 000 35 500

25    000 41 500 28 500 20 000

26    000 25 500

22 370 22 370 21 640 25 510

30    100 27 440 25 750 29 860 29 860

31    300

31 540 29 130 22 850 25 030 27 920 20 200 37 340 35 170 20 920 22 610

36 620 24 540 30 340 32 270 52 310 38 310

26    960 36 860

27    440

28    890

28 000

26    500 48 000

27    000 22 000 36 000 32 000 31 000 50 000 45 000

61 730 57 140 56 180 68 980 ²) 37 100 74 770 64 630 52 560 ²) 79 600 67 050

67 770 71 150 83 710 76 710

65    110

66    560 74 770 71 150 42 650 ³) 52 070 ³)

63    420 77 910 48 930 62 940 61 250 61 730

64    150 51 350 93 850 48 690

72    000 68 000

73    000 54 000 46 000 81 000 87 500 86 000 68 000 67 500

Mittel

13 264 13 916 14 882    15 750 15 715

16 930    16 420 21 765

16 934 16 643 17 008 18 600

25 967 I 26 982

27 464

29 650

26 620

27 271

33 454

34 600

61 974    67 165    | 63 422

70 300

Mittlere Druckfestigkeit <r_jj in kg | qcm

98    98    105

111 108

117

118

150

119

117    120    131

179

186

189

204

184    188    231

239

488

470

444

492

Y erhältni sz ahl en. Festigkeit der 7 Tage alten Proben = 100

100    105    113

119    100

108

105

139

100

98    101    110

100

104

106

114

100

102

126

130

100

108

103

114

Bemerkungen

1)    Ziegelmaterial,Mörtel der Fuge und Abgleichschichten waren sehr feucht,

2)    Ziegelmaterial und Mörtel der Fuge waren noch etwas feucht.

3) Dichteres Material.

1)    Fuge etwas feucht, dichteres Material.

2)    Abgleichschichten und Fugenmörtel noch feucht.

³)    Abgleichschichten und Fugenmörtel feucht. An der Fuge tritt bei der höchsten Belastung Feuchtigkeit heraus.

1)    Ziegelmaterial, Mörtel der Fuge und Abgleich -schichten waren feucht.

2)    Ziegelmaterial etwas feucht; der Mörtel der Fuge noch feucht.

1)    Ziegelmaterial, Mörtel der Fuge und Abgleichschichten feucht.

2)    Ziegelmaterial und Mörtel der Fuge noch feucht.

!) Ziegelmaterial, Mörtel der Fuge und Abgleichschichten noch feucht.

2) Ziegelmaterial und Mörtel der Fuge noch feucht.

1)    Ziegelmaterial, Mörtel der Fuge und Abgleichschichten feucht.

2)    Bei der höchsten Belastung tritt aus der Fuge Feuchtigkeit heraus.

3) Ziegelmaterial und Fugenmörtel noch feucht.

*) Risse und Zerstörung fielen annähernd zusammen.

Angesichts des durch die Versuche festgestellten Einflusses der Zeit auf die Körperfestigkeit und der durch die weiter oben beschriebenen vergleichenden Festigkeitsversuche mit Körpern aus Steinhälften und Materialwürfeln nachgewiesenen Tatsache, daß bei der Prüfung der Mauersteine (namentlich der gebrannten Tonsteine) auf Druckfestigkeit nachdem jetzt üblichen Verfahren die Steinsorten ge-

hg/qcm

MO

200

100

28

/Ufer der Mauerfuge

90Tage

Fig. 70.

Einfluß des Alters der Fuge auf die Festigkeit von Körpern aus zusammengemauerten Steinhälften. Mittelwerte nach Tab. 105.

• Hintermauerungssteine I. Kl. (dunkelrot). o-o Poröse Ziegel (rötlichgelb).

X-X Hintermauerungssteine II. Kl. (rot). A-A Hintermauerungssteine II. Kl. (rot).

*    * Hintermauerungssteine I. Kl. (blaßrot). A A Klinker (gelblich grau).

•-—• Mauer-(Fugen-)mörtel aus reinem Zement.

ringerer Qualität begünstigt, die besseren, festeren dagegen benachteiligt werden, wäre es zu überlegen, ob man nicht statt dieses Verfahrens die Druckprobe mit Materialwürfeln (aus den Steinen herausgeschnitten), wie sie bei anderen Baustoffen üblich ist, einführen sollte, namentlich da dieses Verfahren einfacher und weniger zeitraubend ist.

III. Abschnitt.

Ich schließe die vorliegende Arbeit mit einigen gelegentlich ausgeführten Versuchen über den Einfluß des Zusatzes von Magermilch auf die Erhärtungsfähigkeit von Luftkalk, sowie über die Erhärtung von verlängertem Zementmörtel bei Luftabschluß.

a) Einfluß des Zusatzes von Magermilch zu Lnftkalkmörtel auf dessen Erhärtung und Festigkeitseigenschaften.

Prof. Dr. Lehmann in Würzburg und Prof. Nuß bäum¹) mit seinen Schülern haben festgestellt, daß Kalkmörtel aus Luftkalk nur bei freiem Zutritt der Luft erhärten kann, daß dagegen bei mangelnder Luftzufuhr oder bei Luftabschluß innerhalb starker Mauern und hinter Werksteinverblendung der Kalk nur in den alleräußersten Schichten in kohlensauren Kalk übergeht, nach innen zu jedoch in Form von Ätzkalk vorhanden bleibt. (Diese Beobachtungen sind durch <lie Ergebnisse der Versuche des Verfassers bestätigt worden.)

Zum Versetzen von Werkstücken sollen daher nur Mörtel verwendet werden, die wasserabweisend wirken, eine rasche und hohe Erhärtung aufweisen und derart zusammengesetzt sind, daß die auf die Schauseite der Werkstücke gelangten Teilchen des Mörtels sich — wenigstens in frischem Zustande — entfernen lassen, ■ohne Flecke zu hinterlassen. Nicht selten wird gefordert, daß die an der Schauseite sichtbaren Fugen helle und gefällige Färbung aufweisen. Mörtel, der diese sämtlichen Forderungen erfüllt, ohne Mißstände anderer Art aufzuweisen, soll sich nun nach Nuß bäum durch Zusatz von Magermilch zu Kalkmörtel gewinnen lassen. Die Eiweißteile der Magermilch sollen mit dem Ätzkalk des Kalkmörtels eine innige Verbindung eingehen und diesem eine wesentlich höhere Widerstandsfähigkeit gegen Zug- und Druckbeanspruchung geben, als der reine Kalkmörtel sie besitzt. Solcher Art bereiteter Mörtel soll bei ausreichendem Milchzusatz für Wasser undurchlässig sein, während eine gewisse, aber nicht hohe Durchlässigkeit für Gase erhalten bleibt; seine Farbe soll ein fein wirkendes ins Gelbliche spielendes Weiß sein. Ruß und Staub sollen (nach dem Glätten der Fugen) nicht fest an ihm haften, sondern vom Regen leicht fortgespült werden.

5) K. B. Lehmann und H. Chr. Nußbaum, Studien über Kalkmörtel und Mauerfeuchtigkeit. Archiv für Hygiene. Bd. 9. S. 139—223; siehe auch Tonindustrie-Zeitung 1899. Nr. 109. S. 1438.

Bisher hat man, um das Eindringen des Wassers in die Fugen hinter die Werkstücke zu verhindern, die Rückseite der letzteren mit Teer, Asphalt, Gou-dron usw. bestrichen; indessen haben diese Mittel nicht den gewünschten Erfolg, weil sie von den Alkalien der Mörtel angegriffen und zerstört werden und infolgedessen nicht mehr wasserabsaugend wirken.

Um die Behauptung Nußbaums, soweit sie die Erhärtung der Kalkmörtel betraf, nachzuprüfen und den Einfluß des Zusatzes von Magermilch auf das Erhärtungsvermögen von Luftkalkmörtel zahlenmäßig festzustellen, wurden vergleichende

Versuche mit Kalkmörtel, der nur mit Wasser angemacht, und solchem, dem Magermilch in verschiedenen Mengen zugesetzt war, ausgeführt.

kg///cm 35-

30

Druckfestigkeit

Versuchsreihe 1.

Die Versuche der Reihe 1 umfaßten zwei Mörtel, einen, der im Laboratorium aus 1 Gewichtsteil Kalk-teig -{- 3 Gewichtsteilen Mauersand hergestellt war, und einen anderen, der fertig von einem Berliner Mörtelwerk bezogen war. Je einem Teil der beiden Mörtel wurden 5 und 10% Magermilch aus dem Handel zugesetzt. Aus den drei verschiedenen Anmachungen jeder Mörtelart wurden Zug- und Druckproben in der üblichen Weise hergestellt und nach 28, 90 und 180 Tagen Luftlagerung geprüft. Die im Mittel aus je fünf Einzelversuchen gewonnenen Ergebnisse der Raumgewichtsbestimmung und der Festigkeitsprüfung sind in Tab. 106 verzeichnet und letztere gleichzeitig in Fig. 71 zeichnerisch dargestellt.

Aus den Raumgewichten ist ersichtlich, daß der Zusatz von Magermilch den Dichtigkeitsgrad herabgesetzt hat, und zwar in dem Grade des Zusatzes. Ähnlich, wenn auch nicht der Veränderung der Dichtigkeitsverhältnisse mit wachsendem Milchzusatz entsprechend, ist der Unterschied in den Festigkeitsziffern.

Die Mörtel mit beiden Milchzusätzen lieferten geringere Festigkeiten, als die reinen Kalkmörtel; indessen ergaben die Mörtel mit 10% Magermilch durchschnittlich günstigere Ergebnisse, als diejenigen mit 5 % Milchzusatz. Eigentümlicherweise ist die Wirkung des Milchzusatzes bei dem fertig angerichteten Mörtel eine weniger ungünstige, als bei dem in dem Amt hergestellten Mörtel.

Nach diesem Prüfungsbefund wurde die Festigkeit des Luftkalkmörtels durch Milchzusatz nicht, wie erwartet werden sollte, gesteigert, sondern herabge-mindert; die Behauptung Nußbaums schien also durch den vorliegenden Prüfungsbefund nicht bestätigt. Es war jedoch nicht ausgeschlossen, daß das ungünstige Ergebnis darauf zurückzuführen war, daß die gewählten Zusätze von

25

20

75

70

28iage

Zugfest/gke/t

Atter der Proben

3 Monate

6 Mon.

Fig. 71.

Festigkeit von Kalkmörtel ohne und mitMager-milchzusatz. Werte nach Tah. 106.

- 1 Gewichtteil Kalkteig -j- 3 Gewichtteil

Mauersand.

Mörtelwerk. • Mörtel mit Wasser angemacht, o Mörtel mit 5°/o Magermilch, x Mörtel mit 10% Magermilch.

Kalkmörtel von einem Berliner

Magermilch zu gering bemessen waren und vielleicht bei ausgiebigeren Zusätzen zum Kalkmörtel die behauptete Verbesserung erzielt worden wäre.

Diese Auffassung wurde durch die Ergebnisse einer weiteren Versuchsreihe bis zu einem gewissen Umfange bestätigt.

Einfluß des Zusatzes von Magermilch zu Kalkmörtel auf dessen

Erhärtung.

Tab. 106. Raumgewichte und Festigkeiten. (Siehe Fig. 71.) Versuchsreihe 1.

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Mörtel

mischung

1 Gewichtteil Kalkteig (Kalk aus Schlesien) -f-Mauersand

Kalkmörtel

bezogen von einem Berliner Mörtelwerk

Art des Anmachens

Zugproben

Druckproben

Zugproben

Druckproben

■2>

Tage Tage Mon. Mon.

28

Tage Tage Mon. Mon.

28

Tage Tage Mon. Mon.

28

Tage Tage Mon. J Mon.

Mit Wasser. .

Mit 5°/o Magermilch .    .

Mit 10°/o Magermilch .    .    .

2,157

2,128

2,099

2,128

2,085

2,157

2,157

Raumgewicht g/ccm.

2,110

997

2,017

2,028

2,128

2,099

2,099

2,114

2,068

1,955

1,969

1,980

2,085

2,099

2,017

1,916

1,932

1,941

2,085

2,085

2,085

2,099

2,045

1,927

1,941

1,947

2,055 2,070

2,070

2,062

1,927

1,932

1,935

2,085

2,070

2,070

2,085

2,008

1,918

1,927

1,932

Mit Wasser.

Mit 5°/o Mager milch .    .

Mit 10°/o Mager milch .    .

7,1

3,7

6,6

10,3

9,7

Festigkeit kg/qcm

20,3

26,3

30,6

5,0

5,9

5,3

15,9

23,3

25,2

4,5

7,6

4,1

6,5

15,4

16,9

19,3

2,9

3,4

3,0

13,0

14,4

15,8

18,2

20,4

19,7

4,0

4,2

3,8

18,4

20,6

22,3

Ver suchsreihe 2.

Aus Kalkhydratpulver und Mauersand (Freienwalder Rohsand) wurden Mörtel im Verhältnis 1:3 nach Raumteilen hergestellt, und zwar unter Verwendung folgender Anmacheflüssigkeiten :

a)    Wasser,

b)    V* Teil Wasser -f */* Teil Milch,

c)    Milch,

Der Flüssigkeitsanspruch betrug zur Erzielung erdfeuchter Mörtelsteife in allen Fällen 8,5 °/o. Das Kalkpulver war auf dem 120 Maschensiebe abgesiebt; die Milch als Magermilch aus dem Handel beschafft.

Die Verwendung von Kalkhydrat in Pulver- statt in Teigform geschah auf Grund der gemachten Erfahrungen aus besonderen Gründen. Bei Benutzung von Kalkteig, der meist mehr als 50 °/o Wasser enthält, muß der daraus mit geringen oder mittleren Sandzusätzen bereitete Mörtel bekanntlich, um die für das Einschlagen erforderliche erdfeuchte Beschaffenheit zu erlangen, auf Gipsplatten abgesaugt werden. Wäre nun der Mörtel mit Kalkteig angemacht und ihm dann

Burchartz, Luftkalke.

noch Milch zugesetzt worden, so wäre er noch feuchter geworden, als er bereits ohnedem war, und man hätte ihn durch Absaugen wieder auf den richtigen Feuchtigkeitsgrad bringen müssen, wobei nicht ausgeschlossen war, daß auch Teile der Milch mit abgesaugt wurden.

Durch die Verwendung von Kalkpulver wurde also das lästige und zeitraubende Absaugen vermieden, und man hatte außerdem bei der Reihe, für die der Mörtel mit reiner Milch angemacht werden sollte, die volle Gewißheit, daß eben nur Milch im Mörtel als Anmacheflüssigkeit enthalten war.

Aus den Mörteln wurden Zug- und Druckproben für drei Altersstufen (28 Tage, 3 und 6 Monate) normengemäß hergestellt:

Aus den bei der Prüfung gewonnenen Ergebnissen (Tab. 107 u. Fig. 72) geht folgendes hervor:

Die mit Wasser angemachten Proben haben höheres r, als die mit V¹ 2 Teil Wasser -j- */² Teil Milch und die mit reiner Milch angemachten.

Tab. 107. Raumgewicht und Festigkeit des Mörtels aus 1 Raumteil Kalkpulver -f- 3 Raumteil Freienwalder Rohsand.

Versuchsreihe 2.

Analyse des Kalkes siehe Tab. 41 (Reihe 2). Eigenschaften der Mörtelstoffe siehe Tab. 42 (Reihe 2).

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Anmacheflüssigkeit (Höhe d. Zusatzes °/o)

Zugproben

Druckproben

V erhältnis Zug:Driiek

28

28

28

Tage Tage Mon. Mon.

Tage Tage Mon. Mon.

Tage

Mon.

Mon.

Raumgewicht g/ccm

Wasser (8,5 %)!) ¹/2Tl.Wasser+¹/² Tl.

Milch (8,5 °/o)²) . Milch (8,5 °/o)³) .    .

2,043 2,068

2,029

2,014

2,014

2,034

1,986

2,000

2,029

1,971

1,986

1,986

2,000

2,017

2,051

1,966

1,935

1,963

1,972

1,932

1,961

1,980

1,930

1,963

Festigkeit kg/qcm

Wasser

5,6

7,7    11,0

CD

'ot

1,9

2,0

3,0

to

tä*

fr

co oT

CD* lO~

CD

i>*~ ocT

17,5    18,9

28,3 30,9

Ol

Ol CO

2,9

^8

3,0

3,0

5,2

3,9

Verhältniszahlen; Festigkeit der mit Wasser angemachten Proben = 100.

V* Ti. Wasser -f V« TI. Milch . . Milch.....

150

335

124    134 I —

101    143 |J —

CO Ol CD OJ CO

171

136

281

189

, 14,0 °/o V² Wasser -)- ¹ii Milch v 14,0% Milch.......

J an gemacht |    "

I mauergerecht \ w06: **»»

1,912 I

Der Mörtel mit Milchzusatz hat höhere Festigkeit geliefert, als der mit Wasser angemachte; am günstigsten wirkt der Zusatz von reiner Milch.

Am größten sind die Festigkeitsunterschiede bei den frischen Proben (28 Tagen); mit zunehmendem Alter wird dieser Unterschied geringer, weil die Festigkeit der mit Milch oder mit Milch und Wasser angemachten Mörtel nur langsam fortschreitet. Der Grad der Festigkeitsveränderung ist aus den Verhältniszahlen (Tab. 107) ersichtlich.

kg/qan

35

30

Der Rückgang der mit reiner Milch bereiteten Proben in der Zugfestigkeit von 28 Tagen zu 3 Monaten ist nicht erklärlich, um so weniger, als die Zugprobekörper dieser Reihe äußerliche Veränderungen irgend welcher Art nicht zeigten und im übrigen die Druckproben in der Erhärtung normal fortschreiten.

Es ist indes nicht ausgeschlossen, daß das Kalkpulver nicht völlig abgelöscht war und die daraus hergestellten Mörtel infolgedessen nachher Neigung zum Treiben aufwiesen. Die hierdurch hervorgerufenen Spannungen wirken natürlich in den Zugproben schädlicher, als in den Druckproben und kommen in dem Ergebnis des Zugs Versuches mehr zum Ausdruck, als in dem des Druckversuches; denn erstens sind die Zugprobekörper infolge verhältnismäßig höherer Schlagarbeit (vergl. die Ergebnisse der Versuche über den Einfluß der Schlagarbeit in Tab. 43 S. 78) stärker verdichtet, als die Druckprobekörper (vergl. die Raumgewichtswerte in Tab. 106 und 107), und zweitens wirkt auch die Treibspannung im Sinne der Beanspruchung beim Zugversuch, während sie der beim Druckversuch ausgeübten entgegenwirkt.

Um festzustellen, ob bei den mit Milch angemachten Mörteln, ebenso wie bei den wie gewöhnlich mit Wasser angemachten Kohlensäureaufnahme stattfindet und in welchem Grade, und wie diese mit fortschreitendem Alter verläuft, wurden bei jeder Altersstufe Reste der Festigkeitsprobekörper auf Gehalt an Kohlensäure untersucht.

25

20

10

Kl

Xi

'Alter a> Proben

28Tage 3Mon.

Fig. 72.

Festigkeit des Mörtels 1 + 3 nach Tab. 107.

• Mit Wasser angemacht, o Mit V² Wasser + V'a Milch angemacht. X Mit Milch angemacht.

Aus den hierbei gewonnenen Ergebnissen (Tab. 108) erhellt,

daß die Kohlensäureaufnahme der Milchproben im Vergleich zu der der Wasserproben sehr gering ist. Sie scheint auch mit zunehmendem Alter kaum wesentlich mehr fortzuschreiten.

Tab. 108. Kohlensäuregehalt der Körper zu Tab. 107.

Anmacheflüssigkeit

Probe,

entnommen

Gehalt an Kohlensäure in °/o nach

28 Tagen

3 Monaten 6 Monaten

Wasser......

J/2 Wasser -|- J/² Milch Milch.......

vom

Rande

o o y-

'co V] "cd CO CO CO

Ö5 io O

T—I tH ▼—»

co oT th

H 00 o CO IO CO>

Wasser......

¹/i Wasser + ¹h Milch Milch .......

aus der

Mitte •

0,28

0,26

0,33

O OO lO ▼h -t-h 03

th o~ cT

o o + oi w o o co

to

Durch den Prüfungsbefund der Versuchsreihe 2 war nun allerdings bewiesen, daß in Übereinstimmung mit der Nuß bäum sehen Behauptung die Festigkeit von Luftkalkmörtel, der erdfeucht angemacht und durch Einschlagen stark verdichtet ist, durch Zusatz von Magermilch verbessert wird, mit der Einschränkung allerdings, daß diese Verbesserung nur bei ausreichendem Milchzusatz stattfindet.

Eine weitere Frage war nun die, ob dies Ergebnis auch auf die praktischen Verhältnisse anwendbar ist, d. h. ob auch mauergerecht angemachter Mörtel in gleichem oder ähnlichem Grade verbessert und ferner, ob und in wie weit die Mauerwerksfestigkeit durch Mörtel mit Milchzusatz beeinflußt wird. Über diese Fragen sollten folgende Versuche Aufschluß geben.

Versuchsreihe 3.

Festgestellt sollte werden:

a)    Die Festigkeit von Kalkmörtel, der unter Zusatz von

a) Wasser,

ß) Vs Teil Wasser -j- V2 Teil Milch, y) Milch

in mauergerechter Steife angemacht war.

b)    Die Druckfestigkeit von Mauersteinkörpern, die unter Verwendung von Mörtel unter a) a—y aus je zwei Steinhälften zusammengemauert waren, im Vergleich zur Druckfestigkeit von Körpern, die, wie üblich, in reinem Portlandzement vermauert waren.

c)    Die Scherfestigkeit (Haftfestigkeit) der Mörtel unter a) a—y.

Das Probematerial zu diesen Versuchen bestand aus:

1.    Portlandzement normaler Beschaffenheit,

2.    Kalkpulver aus Luftkalk,

wie zu Versuchsreihe 2 benutzt.

3.    Mauersand,

4.    Wasser und Milch,

5.    roten gebrannten Tonziegeln aus dem Handel als Rathenower Mauersteine bezogen,

6.    hellgrauen Kalksandsteinen.

Aus diesen Materialien wurden folgende Probekörper hergestellt:

a)    Mörtelwürfel normaler Abmessung aus der Mischung 1 Raumteil Kalkpulver -{- 3 Raumteile Mauersand, und zwar mit:

a) Wasser,

mauergerecht angemacht.

ß) V2 Teil Wasser -j- Vs Milch, y) Milch,

b)    Druckprobekörper aus je zwei Steinhälften

«) nach dem üblichen Verfahren mit Mörtel aus reinem Portlandzement (Fig. 37 S. 114),

ß) mit Kalkmörtel der Anmachungen unter a) a—ß zusammengemauert (Fig. 37 S. 114),

c)    Druckprobekörper als Würfel aus den Steinen geschnitten,

d)    Scherprobekörper, bestehend aus je zwei ganzen Steinen, die nach Maßgabe der Fig. 68 mit den Kalkmörteln a) Cf—ß aufeinandergemauert waren.

Zu a). Die mauergerecht angemachten Mörtel wurden in die auf geebneten Dachziegeln stehenden Formen eingefüllt und die Körper nach drei Tagen entformt.

Hierbei stellte sich heraus, daß die mit Milch bezw. mit verdünnter Milch angemachten Proben weniger glatte Flächen und weniger scharfe Kanten hatten,

als die mit Wasser angemachten, welche Erscheinung wahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, daß die Körper mit Milchzusatz ihre Anmacheflüssigkeit (infolge deren Fettgehaltes) schlechter an die absaugende Unterlage abgegeben hatten und daher auch weniger verdichtet wurden, als die Mörtel mit Wasserzusatz.

Zu b). Die Druckkörper zur Ermittelung der Körperfestigkeit wurden, aus den auf der Steinsäge geschnittenen Steinhälften wie üblich gefertigt. Die Fugendicke betrug etwa 1 cm; die Druckflächen wurden mit Zementmörtel 1:1 abgeglichen.

Zu c). Die Würfel wurden aus den Steinen herausgeschnitten und diejenigen aus den Ziegeln auf den Druckflächen abgeglichen. Das Abgleichen der Druckflächen der Kalksandsteinwürfel war nicht erforderlich.

erfolgten Abbinden des Mörtels beschwert.

zum

Zu d). Die Körper für die Scherversuche wurden bei etwa 1,5 cm Dicke der Fuge unter Verwendung der zu prüfenden Kalkmörtel aufeinandergemauert und behufs Nachahmung des in der Praxis wirkenden Druckes der aufliegenden Mauerschicht der obere Stein jedes Versuchsstückes mit einem Gewichtsstück von 5 kg Gewicht (d. i. 0,01 kg/qcm) bis

Sämtliche Proben lagerten an der Luft im Zimmer. Ihre Prüfung erfolgte bei 28 Tagen Alter. Die gewonnenen Ergebnisse sind in Tab. 109 bis 113 zusammengestellt und in diesen auch die näheren Angaben über die Höhe des Wasser- bezw. Milchzusatzes, die Abmessungen der Versuchsstücke und die bei der Versuchsausführung gemachten Beobachtungen (Verhalten des Fugenmörtels, Art der Zerstörung usw.) enthalten.

Einfluß von Magerniilchzusatz zu Kalkmörtel auf die Körperfestigkeit von Ziegel- und Kalksandsteinen.

Tab. 109. Eigenschaften der Mörtelstoffe.

Versuchsreihe 3.

Eigenschaften des Kalkes (Kalkpulvers) und Mauersandes s. Tab. 41 u. 42 (Reihe 2).

Der Zement war normaler Portland-Zement.

Rathenower Mauersteine aus dem Handel und Kalksandsteine unbekannter Herkunft.

Tab. 110. Druckfestigkeit des Kalkmörtels verschiedener Anniachung.

Würfel von 7,1 cm Kantenlänge; gedrückte Fläche = 50 qcm. Alter der Proben: 28 Tage.

Mörtelmischung

(Raumteile)

Kalkmörtel aus 1 Kalkpulver -f 3 Mauersand, angemacht mit

72 TI. Milch-fl 72 TI. Wasser |

Wasser

Milch

Bemerkungen

Zusatz an Anmacheflüssigkeit °/o

17,6

17,2    16,7

Versuch Nr.

Druckfestigkeit in kg/qcm

U,    01 OS !

^ GO GO GO LO I

IO IO tO LO JO 'üi "(Ji 'o 'co

GO —A *<1    -<]

'o 'cd 'cd Io

Mittel

5,3

2,5

■^1

Die mauergerecht angemachten Mörtel wurden in die auf geebneten Ziegeln stehenden Formen eingefüllt. Die Körper wurden nach zwei Tagen entformt*) und lagerten im Probenlager an der Luft.

i) Die mit Wasser angemachten Kalkmörtel-Probekörper hatten glattere Druckflächen und schärfere Kanten, als die mit Milch bezw. mit verdünnter Milch angemachten, wie sich schon beim Entformen herausstellte. Diese Erscheinung hatte vermutlich darin ihren Grund, daß der mit Wasser angemachte Mörtel beim Absaugen auf den Ziegeln das Wasser schneller und vollkommener abgab, als die beiden anderen Mörtel ihre Anmacheflüssigkeit.

Tab. 111. Ergebnisse der Prüfung auf Körper- und Materialfestigkeit.

Mittlere Abmessungen der

| Rathenower Steine 25,0 . 12,0.6,5 cm \ Kalksandsteine

25,0.12,0.6,5 cm

j Rathenower Steinen 12,0.12,0.16,7 cm \ Kalksandsteinen Gedrückte Fläche im Mittel 144 qcm; mittlere Fugendicke 1 cm.

Alter der zusammengemauerten Proben: 28 Tage; Lagerung: an der Luft im Zimmer. Mittlere Abmessungen der f Rathenower Steinen 6,5.6,5.6,5 cm *); gedrückte Fläche 42,3 qcm¹) geschnittenen Würfel aus I Kalksandsteinen 6,6.6,6.6,6cm²);

Mittlere Abmessungen der Versuchsstücke aus

12,0.12,0.15,7 cm

„    43,6 qcm²)

Art der Versuchsstücke

reinem

Zement

Körper aus je zwei Steinhälften, zusammengemauert mit Kalkmörtel, angemacht mit

|| Vs Wasser -f-Vg Milch

Wasser

reiner Milch

Aus den Steinen herausge-schnittene Würfel

Versuch

Nr.

Zerstörung ³)

kg

Beginn des Ausbröckelns des Mörtels aus den Fugen

Zerstörung ³)

kg

Belastung für

| Beginn des Ausbröckelns des Mörtels aus den Fugen

Zerstörung ³)

kg

Beginn des Aus-bröckelns des Mörtels aus den Fugen

Zerstö

rung³)

kg

Be-

lastung für Zerstörung ³)

kg

Bemerkungen

Rathenower Mauersteine

OCDGO^lCSü'

30 000 20 800 22 200

27    300 20 000

28    200 26 700 22 500

30    100

31    000

CO    JD CO O CO

'cji'oi

'bi

13 800 13 900 19 650 15 650

15    700

16    050

9,5

11

22 600 14 150 20 200 18 150 17 350 24 850 13 950 17 250 17 250 12 200

19

15

11

9,5

12,5

11,5

11

10

Oi Ol

30 500 21 500

23    350 20 000 19 550

19    900

24    400

20    100 19 300 15 450

10 830 10 350 10 300

Mittel

25 880

8,2 i 16 820

8,8

17 795

12,0

21 405

Mittlere Druckfestigkeit (T.g in kg | qcm

ISO

117

124

141)

Kalksandsteine

10

17 500

18    550 14 500

16    000 13 400 17 000 16 550

CO CO CO oo

00 00 GO C

Ol Ol

10

10    050 j 10 500 j 9 800

11    600 I 13 900

11    950

12    300 ! 10 600 | 13 800 ! 14 800

9 500

10 050 10 950 12 650 ; 12 200

8

9,5

12

11

13

10,5

10

8,5

12 800 14 500 12 650 10 600 17 050 11 150 11 000 9 850 10 600

ment gemauerten Körper gingen wie üblich zu Bruch. Bei den mit Kalk gemauertenKörpern be-9 600 gann bei einer gewissen Belastung, deren Höhe selbst nicht für die Körper derselben Reihe genau festgestellt werden konnte, die jedoch böi den weniger festen Kalksandsteinen näher derBruchlastlag,als bei den etwas festeren gebrannten Ziegeln, der Pugenmörtel auszubröckeln. Soweit als möglich, ist dieser Augenblick beobachtet und die Laststufe vermerkt worden. Das Ausbrök-keln oder vielmehr Herausrieseln des Mörtels dauerte fast bis zum Eintritt völliger Zerstörung der Körper.

9 650 9 430 9 030 9 690 10 360 9 840

9 908

234

8.5

9.5    j 12 500

5 550

5 500 Der Bruch erfolgte,ohne 5 200 daß V0I'her sichtbare

5 560 5 480

4    910

5    340 5 100 4 900 4 750

Mittel

16 155

8,9    11 930

9,1    : 11 315

10,5

12 270

5 229

Rißbildung eintrat, mit nur vereinzelten Ausnahmen in einer Steinhälfte, während die andere ungestört blieb. Der Bruch verlauf in der zerstörten Steinhälfte war bei den Rathenower Ziegeln etwa wie der in Fig. 73, bei den Kalksandsteinen etwa wie der in Fig. 74 veranschaulichte.

Mittlere Druckfestigkeit ff.g in kg;qcm

112

83

79

So

120

¹) Als Druckflächen wurden diejenigen Seitenflächen der Würfel benützt, die in der Ebene der Lagerflächen der ganzen Steine gelegen hatten (siehe Fig. 39 S. 114). Die Druckflächen der Würfel wurden durch Schleifen geebnet.

*) Als Druckflächen wurden die Seitenflächen benutzt, die in der Ebene der Lagerflächen der ganzen Steine gelegen hatten (siehe Fig. 39 S. 114). Da diese genügend eben waren, wurde das Abschleifen der Druckflächen nicht erforderlich.

s) Risse und Zerstörung fielen zusammen; auch bei den mit Kalkmörtel zusammengemauerten Körpern, obgleich der Zerstörung schon bei geringer Belastung Ausbröckeln des Mörtels aus der Fuge voranging. Nur in der Reihe Körper aus Rathenower Ziegeln mit Wassermörtel trat in drei Fällen etwa 200 bis 300 kg vor dem Bruch Rißbildung in einer Steinhälfte ein.

Aus den Ergebnissen geht hervor, daß:

1.    Die Druckfestigkeit der mauergerecht angemachten Kalkmörtel erheblich geringer ist, als die der erdfeucht eingeschlagenen Würfel der entsprechenden Mischung (Versuchsreihe 2, Tabelle 107); Verhältnis 5,3 : 2,5 : 7,7 = 7,7 : 17,5 : 28,3.

2.    Die Festigkeit des mit verdünnter Milch angemachten Mörtels geringer, die des mit reiner Milch angemachten höher ausgefallen ist, als die des mit Wasser angerührten.

3.    Die mit Kalkmörtel vermauerten Steinkörper geringere Festigkeiten ergeben haben, als die mit reinem Zement vermauerten, und zwar für beide Steinsorten. Diese verhalten sich jedoch im vorliegenden Falle dem Mörtel mit Milchzusatz gegenüber verschieden. Während nämlich bei den Rathenow er Steinen der mit Milch angemachte Mörtel die Festigkeit gegenüber dem mit Wasser angemachten verbessert, und zwar zunehmend mit steigendem Milchzusatz, bleibt die Festigkeit der Kalksandsteinkörper durch das Vermauern mit Milchmörtel unbeeinflußt. Dieser verschiedene Einfluß ist vermutlich auf den verschiedenen Grad der Porosität und Absaugefähigkeit der beiden Steinsorten zurück-zuführen.

Genauer sind die Unterschiede der Körperfestigkeit (Körper mit reinem Zement vermauert) gegenüber der Druckfestigkeit der mit Kalkmörtel verschiedener Anmachung vermauerten Proben aus den Verhältniszahlen in Tab. 112 ersichtlich.

4.    Die Scherfestigkeit des Mörtels mit verdünnter Milch (V* -|- V²) nicht höher ist, als die des Wassermörtels (bei den Kalksandsteinen sogar etwas niedriger), während die des mit reiner Milch angemachten Mörtels bei beiden Steinsorten erheblich größer ist, nahezu um das Doppelte (Tab. 113).

¹

   1 1 Mörtel mit 17°/o Wasser

²

   1 1

³

1 1

Tab. 112. Mittelwerte und Verhältniszalilen nach Tab. 111.

Steinsorte

reinem

Zement

Körper, zusammengemauert mit

Kalkmörtel, angemacht mit

*/2 Wasser -j-¹/i Milch

Wasser

Milch

Aus den Steinen herausgeschnittene Würfel

Mittlere Druckfestigkeit in kg/qcm.

Rathenower Ziegel . Kalksandsteine .

180

117

124

149

234

112

83

79

85

120

Yerhältniszahlen; Festigkeit der mit Zement vermauerten Körper =100.

Rathenower Ziegel . Kalksandsteine .    .

100

100

10 TP CO o-

o o

CO P»

CO CO 00 P-

130

107

Tab. 113. Ergebnisse der Prüfung der Kalkmörtel verschiedener Anmachung auf Scherfestigkeit.

Mittlere Fugendicke: 1,5 cm. Mittlere Haftfläche 22,5.12,0 cm = 270 qcm. Alter der Versuchsstücke: 28 Tage. Lagerung: An der Luft im Zimmer.

Versuch Nr.

Kalkmörtel 1 : 3, angemacht mit

¹.,2 TI. Wasser -f-V₂ TI. Milch¹)

Wasser¹)

Milch')

Bemerkungen

Bruchlast in kg

Rathenower Ziegelsteine

245

205

370

140 *)

200

310

205

205

380

170*) 195 *)

190

260

400

360

Mittel

191

212

364

Mittlere Haftfestigkeit ff_B in kg/qcm

0,7

0,8

1.3

Kalksandsteine

245*) 190 *) 125*) 180*) 150*)

140

130

160

135

165

330

410

380

270

370

Der Mörtel wurde in der Fuge ahgeschert. größere Teil des Fugenmörtels haftete an demjenigen Stein, der beim Au f einan d erm aue m Steine unten gelegen hatte. Bei den mit *) versehenen Proben wurde der Mörtel stellenweise von dem anderen Steine losgerissen. Bei den übrigen Proben zeigte der Stein, der beim Vermauern oben gelegen hatte, an den Rändern der Fuge fast gar keinen oder nur sehr wenig Mörtel (siehe Fig. 75).

Der

der

Mittel

178

146

352

Mittlere Haftfestigkeit ff_B in kg/qcm

Nach diesen Ergebnissen ist der Einfluß des Milchzusatzes auf die Festigkeit von Mörtel, der mauergerecht, also wie in der Praxis üblich, verarbeitet

ist, unwesentlich; er ist nur merklich, wenn der Mörtel nur mit Milch und ohne jeglichen Wasserzusatz angemacht wird.

In Übereinstimmung hiermit steht das Ergebnis der Druckversuche mit Stein körpern, wenigstens, soweit der gebrannte Tonziegel in Betracht kommt. Bei den Kalksandsteinen ist überhaupt kein nennenswerter Einfluß wahrzunehmen.

Die Scherfestigkeit des Mörtels wird ebenfalls nur erhöht, wenn der Mörtel mit reiner Milch gemischt wird. Verdünnte Milch hat entweder keinen Einfluß oder wirkt sogar schädlich auf diese Art Festigkeit.

i) Der Zusatz an Flüssigkeit beim Anmachen der Mörtel war derselbe, wie bei der vorhergehenden Versuchsreihe. Die Probekörper wurden bis zum Abbinden des Mörtels mit einem 5 kg-Gewicht beschwert.

Fig. 73.

Fig. 74.

0,7

0,5

1,3

Fig. 75.

Aus dem gesamten Prüfungsbefund läßt sich allgemein folgern, daß die Festigkeit und Tragfähigket von Mauerwerk durch Verwendung von Milchmörtel erhöht werden kann, vorausgesetzt, daß zum Anmachen nur reine Milch benutzt wird.

Versuchsreihe 4.

Um festzustellen, ob die Festigkeit des Milchmörtels eine nur äußerliche ist und nur auf Oberflächenerhärtung beruht, oder ob solcher Mörtel in allen Teilen gleich fest ist, war folgender Versuch in Aussicht genommen.

Aus Milchmörtel sollte ein großer Würfel (30 cm Kantenlänge) hergestellt, dieser bei 28 Tagen Alter in einzelne kleinere Würfel zerlegt und jeder einzelne Würfel auf Druck geprüft werden. Man gewann auf diese Weise Körper, von denen mehrere mit drei, einige mit zwei, einige mit einer und einige mit keiner Seite vorher mit der Luft in Berührung gekommen waren.

Ein Würfel von 30 cm Seitenlänge wurde auch für den genannten Zweck aus Kalkmörtel 1: 3, der mit verdünnter Milch angerührt war, gefertigt (erdfeucht gestampft). Indes schlug der Versuch, den Würfel, wie beabsichtigt, nach 28 Tagen in kleinere würfelförmige Körper zu schneiden, fehl; der äußerlich harte und feste Würfel war im Inneren so mürbe und locker, daß sich trotz größter Vorsicht beim Schneiden brauchbare Druckproben nicht gewinnen ließen.

Versuchsreihe 5.

Schließlich wurde der Milchmörtel im Vergleich zu Wassermörtel auch noch auf die behauptete Wasserabweisungsfähigkeit geprüft, indem:

Wasseraufnahme

Wasserabqabe

1.    die Wasseraufnahme und -abgabe der Mörtel und

0,

2.    die Wasserdichtigkeit der Mörtelaußenfläche

ermittelt wurde.

Hierzu dienten die für die letzte Altersstufe (6 Monate) der Reihe 3 bestimmten Mörtel Würfel.

Zu 1. Je drei Würfel der verschiedenen Anmachungen (Wasser, x\2 Wasser —j— ¹/2 Milch,

Milch) wurden bei drei Monaten Alter¹) gewogen und so lange unter Wasser gelegt, bis keine Gewichtszunahme mehr stattfand, und hierauf so lange an der Luft gelagert, bis ebenfalls wieder Gewichtsgleichheit der Proben eingetreten war.

Zu 2. Auf je zwei Würfel der verschiedenen Anmachungen wurden geteilte Glasröhren von 35 mm lichter Weite wasserdicht aufgekittet und bis zu einem gewissen Teilstrich (25 cm hoch) mit Wasser gefüllt.

1) Für die Wasseraufnahmeversuche wurden mit Absicht ältere Proben gewählt, um sicher zu sein, daß genügende Oberilächenerhärtung 6ingetreten und Zerfallen der Körper bei der Wasserlagerung nicht zu befürchten war.

0.710

Dauer d.

lufi/aqerun r

Dauer der Wasser/agerung 7 23156789 10 11 12 13 7 2 3 V 5 6 7Tage

Fig. 76.

Wasseraufnahme und Wasserabgabe von Luftkalkmörtel verschiedener Anmachung (Wasser und Milch).

Mittelwerte nach Tab. 114.

• Mit Wasser angemachter Mörtel, o Mit V'a Wasser -(-V2 Milch angemachter Mörtel. X Mit Milch angemachter Mörtel.

Die Ergebnisse der Prüfung auf Wasseraufnahme und -abgabe sind in Tab. 114 zusammengefaßt und in Eig. 76 zeichnerisch dargestellt.

Wie aus der Tabelle und aus dem Verlauf der Schaulinien ersichtlich ist, nehmen die mit Wasser angemachten Mörtelproben das Wasser schneller auf und erreichen schneller den wassergesättigten Zustand, als die mit Milch bereiteten.

Ihre prozentuale Wasseraufnahme ist indessen insgesamt nicht wesentlich höher, als die der Milchproben.

Die Wasserabgabe vollzieht sich bei den Wasserproben etwas langsamer, als bei den Milchproben.

Tab. 114. Ergebnisse der Prüfung der mit Wasser usw. angemachten Mörtel auf Wasseraufnahme und -abgabe. (Siehe Fig. 76.)

Versuchsreihe 6.

Drei Monate alte Probekörper. (Würfel der Reihe 3.)

Wasser aufnahme

Versuch Nr.

W asserabgabe

vor dem Einsetzen in Wasser (lufttrocken)

Gewicht der Proben in kg nach

Gewicht der Proben in kg nach

1' 1 ~2 M| ⁶ I 8 | 11 | 12 | 13

Tagen Lagerung in Wasser

Tagen Lagerung an der Luft

Bemerkungen.

Mit Wasser angemachter Mörtel

Mittel

Wg>)°/₀

Mittel

g’)°/o j

© © © © ^3 ^<1 © © © © to to

0,701

© © cT

>rH ©    ©

^ lO ^

t>- !>*

(N H H

^ io

l>-

o cT o

0,744 0,745 6,1    6,3

0,745 0,745 0,752 0,752 0,745 0,745

0,733 0,707 0,703 0,702 Auf dem Boden 0,740 0,709 0,704 0,731 0,704i0,700 0,699

0,7350,707 0,702

0,703 des Gefäßes, in dem die Körper lagerten, bildete sich eine Schicht 0,701 weißen Schlam-

6,6 6,6

1,6    5,4    6,0

Mit V² TI. Wasser -J- V² TI. Milch angemachter Mörtel

0,711'0,715:0,720 0,712 0,716j0,722 0,709|0,714|0,720

0,724

0,722

0,726

0,724

0,688

0,729 0,729

3,3    3,9    4,8    5,1

5,8

6,0

©    ©    ©    ©

£    i    g s g

__©    GO t—*• «<l

O    O    O    ©

Iso    c»    SS⁰

___©    ©

©    ©    ©    ©

'S    g    ggg

©    O*    ©    ©

©

00

Mit Milch angemachter Mörtel

©~ ©" ©~

0,70710,711 0,717 0,707 0,711 0,717 0,707 0,711 0,717

0,725 0,726 0,726 0,726 0,727[o,727 0,726 0,727 0,727

0,695 0,695 0,695 0,694 0,695 0,695

- mes, der sich bei

6,2 der Analyse als —— kohlensaurerKalk ergab. Derselbe entstand aus dem ~ während der Wasserlagerung aus den Körpern auslaugenden u. aus-scheidenden und bei der Berührung mit der (Kohlen-— säure der) Luft — in kohlensauren - Kalk übergehenden Kalkhydrat. _ Der kohlensaure Kalk setzte sich

infolge seines höheren

Mittel 0,697    0,707 0,7110,717 0,720 0,723 0,726 0,727 0,727 0,704 0,695 0,695 —

spezifischen Gewichtes am Boden des Gefäßes ab.

Wgi)%

1,4    2,0    2,9    3,3    3,7    4,2    4,3    4,3    3,3    4,4    4,4

1    I I I I I    I

x) Wg = Wasseraufnahme in Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der lufttrockenen Proben, bezw. Wasserabgabe in Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der (scheinbar) wassersatten Proben.

Daß letztere bei der Lagerung an der Luft schließlich geringeres Gewicht aufweisen, als in dem gleichen Zustande bei Beginn des Versuchs, so daß die Wasserabgabe höher ausfällt, als die Wasseraufnahme, hat darin seinen Grund, daß diese mit Milch angemachten Proben bei der Wasserlagerung Kalk ausscheiden (siehe Bemerkungen in Tab. 114).

Bei den Wasserdichtigkeitsversuchen (mit aufgekitteten Böhren) wurde festgestellt, daß innerhalb 24 Stunden durchschnittlich folgende Wassermengen in die Proben eingezogen waren:

83 ccm,

a)    in die mit Wasser angemachten

b)    in die mit ¹j2 Wasser -f- V2 Milch angemachten ....    60 ccm,

c) in die mit Milch angemachten

46 ccm.

Ferner wurde beobachtet, daß innerhalb des genannten Zeitraums bei sämtlichen Proben an den Seitenflächen und an der Unterseite das Wasser tropfenweise heraussickerte.

Nach vorstehenden Ergebnissen saugen mit Milch angemachte Kalkmörtel Wasser allerdings langsamer auf, als mit Wasser gemischte. Der Unterschied in dem Grade der Wasseraufnahme ist indes nur merklich, wenn zum Anmachen nur reine Milch verwendet wird. Nach vorliegenden Versuchen können daher Milchmörtel nicht als durchaus wasserabweisend oder wasserdicht angesehen werden.

b) Die Erhärtung von verlängertem Zementmörtel und anderen Mörteln bei Luftabschluß.

Nuß bäum verwirft, wie bereits oben erwähnt, für Grundmauerwerk und überhaupt für dicke Mauern außer dem Kalkmörtel auch den sogen, verlängerten Zementmörtel, weil solcher ebenfalls unter Luftabschluß schlecht erhärten soll, während man sonst diese Mörtel für alle Zwecke, selbst für Bauten, die zeitweise oder dauernd unter Wasser stehen, mit Erfolg verwendet.

Durch umfassende, vergleichende Prüfungen mit Mörtel bei verschiedener Art der Lagerung (an der Luft und unter Luftabschluß) sollte diese Ansicht Nußbaums übergeprüft werden. Zu diesem Zwecke wurden aus den Materialien

1.    Kalkteig aus Luftkalk mit 97,19 °/o Ätzkalkgehalt,

2.    Portlandzement normaler Beschaffenheit,

3.    Traßmehl und

4.    Mauersand (Freienwalder Bohsand)

verlängerter Zementmörtel, reiner Zementmörtel und Traßkalkmörtel in folgenden Mischungsverhältnissen

a)    1 Baumteil Zement -f- 6 Baumteil Mauersand -{- 2 Baumteil Kalkteig

-j- ⁶

Traß

Kalk teig -|- 1

wie üblich in erdfeuchter Steife bereitet und aus ihnen Zug- und Druckprobekörper

normengemäß hergestellt.

Ein Teil der Probekörper jeder Mischung lagerte im Zimmer an der Luft; die übrigen wurden in einen Blechkasten gesetzt und die Hohlräume zwischen den Körpern mit trockenem Sand ausgefüllt, so daß die Luft (Kohlensäure) aus dem Kasten möglichst verdrängt und. Kohlensäureerhärtung ausgeschlossen war. Die bis an den Band mit Sand gefüllten Kästen wurden mit einem Deckel verschlossen

und der Rand zwischen Kasten und Deckel mit Wachs abgedichtet. Sie standen in demselben Raume, in dem auch die Luftproben aufbewahrt wurden.

Die Prüfung erstreckte sich auf die Ermittelung der allgemeinen Eigenschaften der verwendeten Mörtelstoffe und die Feststellung des Gewichtes (Raumgewicht) und der Festigkeitseigenschaften der Mörtel; letztere erfolgte bei 28 Tagen, 3 Monaten, 6 Monaten und 1 Jahr Alter der Probekörper.

Die Ergebnisse sämtlicher Versuche sind in den Tab. 115—119 zusammengefaßt und die der Sieb versuche, Raumgewichts- und Festigkeitsprüfungen in Fig. 77 bis 80 veranschaulicht. In den Schaubildern beziehen sich die ausgezogenen Linien auf die an der Luft und die gestrichelten Linien auf die unter Luftabschluß gelagerten Proben.

90

Porf/andzement

TT

Tro/sme/j/

Mauersand (fre/enwa/der Po/rsandJ

80

70

60 4-

vo

20

JlU

zr

1Z3956789 10VS.

1111 lUUuk

123956789 101lS.

<*>

Fig. 77.

Darstellung der Siebrückstände zwischen je zwei Sieben. Werte nach Tab. 117. Zeichendeutung, siehe Fußbemerkung zu Fig. 1 S. 18.

Aus den Raumgewichtswerten ist ersichtlich, daß:

1.    die Zugproben sämtlicher Mischungen mit Ausnahme des Traßkalk-mörtels höheres r haben, als die Druckproben, ein Ergebnis, das auch den sonstigen Erfahrungen entspricht, da die Zugproben beim Einschlagen mehr verdichtet werden, als die Druckproben;

2.    das Raumgewicht bis zu 28 Tagen, abgesehen von den Zugproben einiger Mischungen, abnimmt, und zwar das der an der Luft gelagerten Proben mehr, als das der unter Luftabschluß aufbewahrten;

3.    das Raumgewicht der Luftproben von einem gewissen Zeitpunkt an wieder zunimmt (infolge der Kohlensäureaufnahme), während das der vor Luftzutritt geschützten nahezu gleich bleibt.

Die gewonnenen Festigkeitswerte, insbesondere die sie darstellenden Schaulinien (Fig. 80) 1 assen irgendwelchen schädlichen Einfluß der Verhinderung des Luftzutrittes auf die Erhärtung der Mörtel nicht erkennen, selbst auch nicht bei dem verlängerten Zementmörtel; im Gegenteil scheint nach

den bis jetzt vorliegenden Ergebnissen die Lagerung unter Luftabschluß günstiger auf die Erhärtung zu wirken, als die an der Luft.

In allen Fällen, mit einziger Ausnahme der Zugproben des reinen Zementmörtels, zeigen die unter Luftabschluß aufbewahrten Körper höhere Festigkeit, als die an der Luft gelagerten. Auch der Erhärtungsfortschritt ist bei ersterer Art Lagerung innerhalb der zur Prüfung gelangten Altersgrenzen (1 Jahr) günstiger,

2,300

2,200

■?=*

^=1!

kg/qcm

75

2,750

=P

4-

=■1

70

2,700

35

2,050

-O

30

7,900

■A

25

V'---

!

20

7,800

75

7,750

70

7,700

KE

7,650

A/ter der Proben

A/ter der Proben

28 Tage 3 P/o n.

6 Monate

IdaPr

28Tage 3Mon.

6 Monate

7Jaf?r

Fig. 79.

Ergebnisse der Zugfestigkeitsversuche. Mittelwerte nach Tab. 119. Zeichendeutung wie zu Fig. 78.

Fig. 78.

Ergebnisse der Raumgewichtsbestimmung nach Tab. 118.

Ausgezogene Linien: Lagerung an der Luft. Gestrichelte Linien: Lagerung unter Luftabschluß.    Zugproben. - Druckproben.

• 1 Zement -f- 6 Mauersand -\- 2 Kalkteig.

* » + 1 ▲ 3 Traß + 1

als bei der Luftlagerung. Dies zeigt sich besonders auffallend bei den Traßkalk-mörtelproben. Letzteres Ergebnis steht in vollem Einklänge mit den Ergebnissen der im ersten Abschnitte behandelten Versuche über den Einfluß der Art der Erhärtung von Mörteln mit hydraulischen Zuschlägen.

Der Grad der Festigkeitsveränderung der Mörtel durch die Lagerungsart ist aus den Verhältniszahlen in Tab. 120 ersichtlich.

Nach diesem Prüfungsbefunde kann ein nachteiliger oder gar auf die Dauer schädigender Einfluß des Lagerns

bei Luftabschluß auf das Erhärten von verlängertem Zementmörtel nicht als vorhanden angenommen werden.

kg/qcm

250

__x-

200

750

700

50

28 Taffe 3Mori 6Mon.

A/ter c/er Proben

Fig. 80.

Ergebnisse der Druckfestigkeitsversuche. Mittelwerte nach Tab. 119. Zeichendeutung wie zu Fig. 78.

Erhärtung von Kalk-Zementmörtel, Zement-Kalkmörtel, Zementmörtel und Kalk-Traß-Mörtel bei Luftabschluß.

Tab. 115. Analyse des Kalkes.

(Ermittelt am Kalkteig) Bezogen auf den geglühten Zustand

0,78 %

0,56 „

97,19 „

0,76 „

0,71 „

. 25,22%

Glühverlust ......

Kieselsäure und Unlösliches .

Eisenoxyd und Tonerde .    .

Kalk ........

Magnesia.......

Rest (Alkalien usw.) .    .    •.

Tab. 116. Äblöschung des Kalkes.

0,58 „ 0,42 „ 72,68 „ 0,57 „ 0,53 „

Gewicht für 1 1 Stiickkalk in Walnußgroße

W asseranspruch

Beginn

Äblöschung zu

Dauer

des

Löschens

nach

ffi.

5 kg

Stückkalk

ergaben

an

Kalkteig

Gehalt an steinigen j ^ Rückständen

1 1 Kalkteig wog

be-

im

rech- j Liternet gefäß aus ! ein-G gerüttelt

Wasseranspruch

Beginn

Dauer

des

Löschens

nach

Ablöschung zu Kalkpulver

t*⁴

CT?

Min. Min.

=c-

kg kg

Min. Min.

5 kg Stückkalk ergaben tre ⁵⁵ an Kalkpulver (unge-___siebt)_

Gehalt an steinigen Rückständen

1 kg Kalkpulver wog

un-

gesiebt

gesiebt

Rauminhalt des Kalkpulvers aus 5 kg Stück kalk

Rj

kg

«f Jf³

Rf

Rr

0,837

302,0

6    11 18,95 15,75 0,0 j 1,203 1,362») 45,0    »/*    4    6.⁷⁰    °>²

0,534 0,771(0,425

0,746

12,55 ²) 8,69 ²) 15,58 ³) 8,87 ³)

t) Nach der Durclischickung des Kalkteiges durch das 120-Maschensieb und Absaugung bis auf einen Wassergehalt von 50%.

2) Rauminhalt des ungesiebten KalkpuLvers.

„ gesiebten    „    ; r

M örtelstoff

Tab. 117. Eigenschaften der Mörtelstoffe.

Raum gewicht einge- einge- eingelaufen rüttelt füllt *)

Spezi-

fisches

Dich-

tig-

Ge-

Un-

dich-

Rf

kg

Rr

Ri

wicht

keits-

grad

tig-

keits-

grad

Glüh-

verlust

Korngröße bezw. Mahlfeinheit (siehe Fig. 77)

Rück

stand

Siebe mit der übergesehriebenen Anzahl Maschen für 1 qcm

kg

kg

°/o

Ob

20 60 120 324 600i900 5000! S

Kalkteig .    .

1,245

Portland -Zement

1,220

2,020

1,232 3,101²)

0,651

0,349! 3,51

Auf den Sieben

Zwischen je 2 Sieben

Auf den Sieben

0,0 0,2 0,8 1,0 16,0 —

Zwischen je 2 Sieben

— 0,0 — 0,0 0,2 0,6 0,2 15,0 84,0

Traß

0,940

1,482

1,013

2,370¹)

0,625

0,375

9,78 ⁴)

Auf den Sieben

0,3 1,2 2,0 | 4,0 6,0 14,0 16,0 41,0 —

Zwischen je 2 Sieben

0,3 0,9 | 0,8 2,0 2,0 8,0 2,0 25,0 59,0

Mauersand (Freien-walder Rohsand)

1,575

1,849

1,610

2,655

0,697

0,303

Auf den Sieben

— 0,0 27,054,5)77,0 — 89,5

Zwischen je 2 Sieben

0,0 |27,o!27,5!22,51 — jl2,5 — | 10,5

¹)    Im 10 I-Gefäß ermittelt.

²)    Spezifisches Gewicht nach dem Glühen: 3,226.

„ Trocknen bei + 98 C°: 2,387.

⁴) Gehalt des Trasses an hygroskopischem Wasser 2,89 °/o, an Hydratwasser 7,09 °/o.

Tab. 118. Rauingewicht der Körper zu Tab. 119. (Siehe Fig. 78.)

Mittelwerte aus je fünf Einzelversuchen.

Art

der

Probenlagerung

Mittleres Raumgewicht (g/ccm) der

Zugproben nach

Druckproben nach

28    3 Mo- 6 Mo-

Tagen Tagen naten naten

1 Jahr

28    3 Mo- 6 Mo-

Tagen I Tagen naten [ naten

1 Jahr

1 Rtl. Zement -f- 6 Rtl. Mauersand + 2 Rtl. Kalkteig (Wasser 7,0 °/o)

An der Luft .    .

2,186

2,186

2,214

2,214

2,243

2,245

2,132

2,135

2,144

2,161

Unter Luftabschluß .

2,208

2,271

2,271

2,271

2,257

2,257

2,245

2,237

2,231

2,220

1 Rtl. Zement 6 Rtl. Mauersand 1 Rtl. Kalkteig (Wasser 6,0 °/o)

An der Luft .    .

2,171

2,114

2,129

2,143

2,157

2,115

2,051

2,054

2,062

2,076

Unter Luftabschluß .

2,171

2,171

2,157

2,157

2,157

2,113

2,113

2,107

2,104

2 ,101

1 Rtl. Zement -)- 3 Rtl. Mauersand (Wasser 8,0 °/o)

An der Luft .    .

2,200

2,171

2,200

2,200

2,214 2,163 2,115 2,118 2,124 2,138

Unter Luftabschluß .

2,200

2,200

2,200

2,200

2,200 2,163

2,144

2,144 2,141 2,141

An der Luft .    .

1,914

1,700 1,714 1,714 1,729 1,924 1,710 1,687 1,687 1,701

Unter Luftabschluß .

1,914

1,857    1;857

1,843

1,843

1,924

1,901

1,897

1,890

1,879

Versuch

Nr.

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

28

Lagerung an der Luft.

Tagen Monaten Monaten Jahr

Tab. 119. Ergebnisse der

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

Verhältnis

Zug

Druck

28

Tagen : Monaten Monaten Jahr

für

28 j 3

Tage | Monate Monate Jahr

Festigkeitsprüfungen. (Siehe Fig. 79 u. 80.)

Lagerung unter Luftabschluß.

Versuch

Nr.

28

Zugfestigkeit in kg/qcm nach

Druckfestigkeit in kg/qcm nach

Verhältnis

Zug

Druck

28

Tagen I Monaten Monaten! Jahr

Tagen Monaten Monaten Jahr

für

28

Tage Monate Monate Jahr

Mittel

00    00    CO    00    CO    ox

C®    h    CO    ffl    w    Ol

©    1(1 ^ 05

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2 Raumteile Kalkteig 6 Raumteile Mauersand

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80

69

74

77

77

78

80

90

80

83

77

79

76

83

84

78

84

86

94

84

80

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CS2

CD

s

H-

C'i °°^ co^ cf cT co cT vh

vH vH vH v—t v—i

79

81

83

9,5

11,6

15,6

14,6

Mittel 9,0    9,7    12,1

+ I cT o oT o vh o~

vH vH    ▼—• vH

CO

Rauxnteile Kalkteig 4- 6 Raumteile Mauersand

OO OO 00 00 00 Ci t-*- Ol CD »-*•

110

113

115

111

105

117

118

139

124

125

84    111    124

130

145

134

140

131

130

9,3    11,4

1 Raumteil Zement 1 Raumteil Kalkteig -4- 6 Raumteile Mauersand

1 Raumteil Zement -)- 1 Raumteil Kalkteig 6 Raumteile Mauersand

Mittel

CS    ^ OI 00 Ol

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GO P jvl CO GC CO To 'rf*.

0_ Tf o to    ©

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h cT tp lcT o    ao

85

91

99

84

87

89

104

107

125

99

106

124

107

100

95

101

122

118

117

114

123

118

117

121

14,4

12,0

12,7

14,4

Mittel

O 00^ cd

cd' oT co cT oT    cs

10,6

12,3

11,6

9,2

10,3

10,8

10,8

13,5

12,0

10,5

10,8

11,5

11,2

12,4

11,9

13,0

12,5

12,2

100

114

121

158

92

126

143

155

106

102

97

98

124

136

125

124

104

118

128

138

133

143

159

148

10,9

10,9

11,6

12,1

vH

's

Zement 4- 3 Raumteile Mauersand

1 Raumteil Zement -4- 3 Raumteile Mauersand

22,5

26,4

28,0

28,1

25,8

27,9

27,2

28,5

217

222

208

240

247    275

261

279

21,2

28,5

214

217

249 282 243 279 235 260

Mittel

24,9 | 27,9    35,0    41,7    205

221

243    275

-Sh i i i i i

-Sh i

CD

Mittel

24,4

28,5

25,3

20,9

24,1

24,6

29,0

22,0

27,9

30,9

28,4

27,6

33,1

27,2

25,4

26,6

32,0

i®

QC

ho

250

253

270

276

264

284 285 287 274 270 283 262 254 286 282

ho

i®

®<

I®

I®

oi!

Oil

^ I« I

Ci :

3 Raumteile Traßmehl -4 1 Raumteil Mauersand -4- 2 Raumteile Kalkteig

3 Raumteile Traßmehl -)- 1 Raumteil Mauersand -f 2 Raumteile Kalkteig

15,1

18,1

t—*■

a fr co w

9,0

8,0

10,6

7,6

8,3

10,0

9,2

8,7

CD

00 CD

O CI o

Cd vH vH

CO <0    (»    & CD^

oo cs

103

124

118

111

113

Mittel 10,1    10,9    9,1    12,3    114

154

150

144

149

121

160

157

175

145

126

142    ! 153

154

148

145

161

140

150

11,3

13,1    |    15,3

12,2

11,0

14,1

10,2

12,2

8,8

24,6

30,5

30,8

CD tP (M Cd CM Cd

200

177

187

180

158

231 250 226 252 225 248 237 257 210 232

Mittel 11,3    25,0    22,6    23,5    146    180

226

248

12,9 j 7,2    10,0    10,6

¹

Rtl. Traß -|- 1 Rtl. Mäuersand -f- 2 Rtl. Kalkteig (Wasser 17,0 °/o)

Tab. 120. Verhältniszahlen zu Tab. 119.

Festigkeiten der Luftproben = 100.

Art

der

Zugfestigkeit

Druckfestigkeit

Probenlagerung

28

Tage |

3 Monate 6 Monate 1 Jahr

28

Tage

3 Monate 6 Monate 1 Jahr

1 Etl. Zement -(- 6 Rtl Mauersand -)- 2 Rtl. Kalkteig

An der Luft .

100

100

100

100

100

100

100

100

Unter Luftabschluß .

108

143

233

200

106

140

153

164

1 Rtl. Zement + 6 Rtl. Mauersand -f- 1 Rtl. Kalkteig

An der Luft .    .

100

100

100

100

100

100

100

100

Unter Luftabschluß .

134

129

128

145

110

116

117

122

1 Rtl. Zement -(- 3 Rtl. Mauersand

An der Luft .    .

100

100

100

100

100

100

100

100

Unter Luftabschluß .

99

99

83

72

110

119

114

100

3 Rtl. Traß -)- 1 Rtl. Mauersand -|- 2 Rtl. Kalkteig

An der Luft .    .

100

100

100

100

100

100

100

100

Unter Luftabschluß .

112

230

248

191

128

127

148

165

Ob sich ein solcher Einfluß unter praktischen Verhältnissen, unter denen der Mörtel mauergerecht verarbeitet wird und in mehr oder weniger dünnen Fugen zwischen den Mauersteinen lagert, vielleicht doch geltend macht, könnte nur durch planmäßige Versuche mit großen Mauerwerkskörpern nachgewiesen werden. Es ist jedoch nicht anzunehmen, daß hierbei ein anderes Ergebnis erzielt wird.

Es würde mich freuen, wenn durch die vorliegende Arbeit das angestrebte Ziel, einiges zur weiteren Erkenntnis der mörteltechnischen Eigenschaften der Luftkalke und Luftkalkmörtel beizutragen und Aufschluß über die Beziehungen zwischen Stein-, Mörtel- und Mauerwerksfestigkeit zu schaffen, in etwa erreicht worden ist. Leider gestatteten es bislang die Verhältnisse der Abteilung für Baumaterialprüfung des Kgl. Materialprüfungsamtes nicht, das Studium weiterer Fragen, deren Lösung erwünscht schien, wie z. B. die Erhärtungstheorie der Luftkalke, zu verfolgen. Dies soll Ziel fernerer Untersuchungen sein.

Immerhin dürften die Ergebnisse der Versuche mit Luftkalken und deren Mörteln bereits eine brauchbare Unterlage zur Aufstellung von Normen für die Prüfung und Lieferung solcher Kalke und Mörtel bilden.

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Biblioteka Politechniki Krakowskiej

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