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mit besonderer öerücksiebtigung der Daebscbiefer«

Von

Professor Dr. Heinrich Seipp,

Ingenieur, komm. Direktor der Königl. Baugewerkschule zu Höxter a. W.

MLL $ Tabellen (außerhalb des Textes), 2\ Abbildungen im Text und 20 Tafeln.

Ie na,

Hermann Costenoble,

Verlagsbuchhandlung.

1900.

Ü5M43

Alle diente nach betn Gesetz vom 11. Juni 1870, insbesondere das Recht der Uebersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten.

,52,0 8 V

Zugeeignet

der vom internstionslrn Verband für dir Wstrrisl« pvnfungen der Technik ?ur Wöfung dev Mufgsbe % rinsefetzlen Mommifston.

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In unserer schreibseligen Zeit, „da viele Leser auf das Büchlein ein Buch mit seltner Fertigkeit pfropfen", da oft über denselben Gegenstand eine wahre Flut von Veröffentlichungen den Markt überschwemmt, hält es der besorgte Büchervater in der Regel und mit Recht für gut, angesichts solchen fremden Kindersegens die Existenzberechtigung seines eigenen Sprößlings nachzuweisen. Freilich: wenn der Junge nicht an sich lebenskräftig und gesund ist, kann es ihm auch trotz des väterlichen Geleits und Segens draußen in der Welt schlecht genug ergehen! Einen Existenzberechtigungsnachweis der üblichen Art für meine hiermit der Öffentlichkeit übergebene Arbeit ist mir nun zwar erspart, denn an Abhandlungen über den Gegenstand derselben herrscht kein Überfluß, sondern im Gegenteil eher Mangel. Dennoch aber bleibt mir so manches zu sagen, was in dem Werk selbst keine Stelle finden konnte oder sollte und demnach eine Art Einleitung in Gestalt der Vorrede rechtfertigt. Das Gebiet, auf dem sich die vorliegende Arbeit bewegt, ist, wie gesagt, ein bis jetzt nur wenig bebautes, ungeachtet der außerordentlich praktischen Bedeutung des Gegenstandes und seines großen theoretischen Reizes, ungeachtet der mit dankenswerter Vollständigkeit und Schärfe seitens der Obmannschaft der Unterkommission Nr. 3 der IV. ständigen Kommission für die Vereinbarung einheitlicher Prüfungsmethoden von Bau- und Konstruktionsmaterialien gelegentlich des Züricher Kongresses 1895 erfolgten Fixierung der Einzelausgaben, deren Gesamtheit eben das Problem der „Wetterbeständigkeit der natürlichen Bausteine" bildet. Freilich hat es damit eine ähnliche Bewandtnis wie mit der Ouvertüre eines dramatischen Musikstückes, welche, nach Schopenhauers treffendem Ausspruch, eigentlich immer erst am Schluffe des letzteren zu Gehör

gebracht werden sollte. (Ein ähnliches Verhältnis besteht übrigens auch zwischen einem Teil dieses Vorwortes und der Arbeit selbst). Indessen war in jenem weitausschauenden Aufgaben-Entwurf doch alles enthalten, was sich als wesentlich und notwendig für das der Behandlung ja noch harrende Problem voraussehen ließ. Aber die Ausführung des Programmes ist bis jetzt nur wenig von der Stelle gerückt.

Einen Beitrag hierzu soll eben die vorliegende Arbeit liefern. Daß nach gewissen Richtungen hin seitens einzelner Forscher und besonders rühriger Versuchsanstalten (z. B. der Züricher) wertvolle Leistungen auf dem fraglichen Gebiete zu verzeichnen sind, muß rühmend anerkannt und hervorgehoben werden. Ebenso ist es auch freudig zu begrüßen, daß in der Gießler'schen Zeitschrift: „Baumaterialienkunde" seit 4 Jahren nicht nur die überhaupt einer regeren und allgemeineren Pflege sich erfreuende Festigkeitstechnik, sondern endlich auch die Wetterbeständigkeitsforschung ein geeignetes Organ gefunden und die Publikation auch auf diesem Felde, namentlich in letzterer Zeit, einen namhaften Aufschwung genommen hat. Vergl. die Aufsätze von C. Bues, Dr. Fiebelkorn, Dr. A. Leppla, Dr. O. Hermann, Professor A. Martens u. a. in den Jahrgängen II, IH, IV und V der genannten Zeitschrift, denen sich noch die andernorts erfolgten Veröffentlichungen einiger anderen Forscher an die Seite stellen. Mit Genugthuung mußte es mich erfüllen, daß sich manche in einigen dieser Arbeiten, namentlich in dem Leppla'schen Aufsatz (Baumaterialienkunde, Jahrgang IV, S. 40 bis 44), ausgesprochene Ansichten und Forderungen in betreff künftiger Wetterbeständigkeitsprüfungen, zum großen Teil wenigstens, mit den von mir bereits im Res. 1 (vergl. Abkürzungen) gegebenen und in der vorliegenden Arbeit zum Teil und nach Möglichkeit verwirklichten Anregungen decken. Es unterliegt keinem Zweifel mehr: die Erkenntnis der Wichtigkeit und Notwendigkeit der Wetterbeständigkeitsprüfungen der Steine (und demnächst auch anderer Baumaterialien) bricht sich mehr und mehr in den beteiligten Kreisen Bahn und wird mit der Zeit hoffentlich dazu führen, daß man diesen seither entschieden vernachlässigten Arbeiten staatlicherseits eine gleiche Sorgfalt und eine gleiche Bereitstellung von Mitteln zuwendet wie den Festigkeitsprüfungen. In Deutschland hat man hiermit bereits den Ansang gemacht und zwar sind auf Veranlassung der Königl. Preußischen Regierung seit einigen Jahren Arbeiten der fraglichen Art im Gange, deren Veröffentlichung bevorsteht und mit

Spannung erwartet wird. Was immer aber auch bis jetzt auf betn Gebiete der Wetterbeständigkeitsforschung der Bausteine geschehen ist, es hat sicherlich noch viel, sehr viel zu geschehen bis unser jetziges, ganz lückenhaftes Wissen auf diesem Zukunftsfelde sich zu wissenschaftlicher Exaktheit erhoben und zu einem geschlossenen System sicherer Kenntnisse und bewährter Untersuchungsmethoden ausgewachsen und verdichtet haben wird. Was zur künftigen Erreichung dieses Zieles, nach meiner Auffassung in erster Linie von nöten ist und bis jetzt noch gefehlt hat, was unerläßlich erscheint, um die Wetterbeständigkeitserforschung z. B. der Festigkeitsprüfung sowie überhaupt jedem exakten Wissenszweige ebenbürtig zu machen: es ist die Begründung exaktzahlenmäßiger Methoden, die Gewinnung eines „Maßes" im strengen Sinne des Worts für das, was wir Verwitterung nennen, die exakte Ermittelung der „Verwitterungsgröße" oder ihres Korrelats: des „Wetterbeständigkeitsmaßes". Die Feststellung der bloßen Verwitterungsthatsache, ebenso auch ihre Abschätzung nach dem bloßen Augenschein reichen zur Bewertung der Bausteine nimmermehr aus. Das Streben, jenen Grundgedanken seiner Verwirklichung näher zu bringen, hat mich nun bei der Abfassung dieser Arbeit hauptsächlich geleitet. Ich betrachte die letztere als einen ersten, hoffentlich nicht ganz nutzlos unternommenen Versuch in diesem Sinne. Eine diesem Versuch eigentümliche Schwierigkeit lag sofort darin, daß derselbe die Veränderungen der Bausteine durch die Witterungseinflüsse nicht nur dem Grad, sondern auch — und zwar sogar vor allen Dingen — der Art nach zu berücksichtigen hat, was eine, wenigstens zahlenmäßige Vergleichung zunächst auszuschließen scheint. Dies, im Verein mit verschiedenen anderen Erwägungen, führte alsbald zur Idee und zur Aufstellung der von mir vorgeschlagenen allgemeinen Qualitätsgruppen der natürlichen Bausteine hinsichtlich ihres Verhaltens gegen die Witterungseinflüsse (I. Abschn., S. 18 bis 17). Ich bin mir wohl bewußt, daß diese Klassifikation der Rektifikation und Verbesserung bedürftig sein wird, ja sein muß. Sie stellt einen ersten Entwurf dar, der aber zur Grundlage dienen kann und soll für in Angriff zu nehmende, systematisch zu betreibende Wetterbeständigkeitsproben und erst, wenn diese in hinreichender Zahl durchgeführt sind, wird an der Hand ihrer Ergebnisse die definitive Klassifikation erfolgen können. Da hier das Endziel der Forschung eigentlich ihr Ausgangspunkt sein müßte, die erstere sich also in einem unvermeidlichen Zirkel bewegt, so ist zur Erreichung eines Vollkommenen das Ausgehen von einem anticipierten Unvollkommenen unabweisbar, selbst auf die Gefahr hin, zunächst manche Ungenauigkeiten, ja vielleicht Unrichtigkeiten, mit in den Kauf nehmen zu müssen. Auf der Grundlage jener Klassifikation erst durfte und konnte dann das von mir vorgeschlagene, ein schablonenmäßiges Vorgehen verwerfende, Prüfungsverfahren in seiner Gesamtheit sich aufbauen, welches — durch die vorhergehenden Abschnitte vorbereitet — den Schluß des Werkes bildet (VIII. Abschn.). Als das eigentliche Fundament aber aller dieser Erörterungen und Betrachtungen war naturgemäß eine systematische und eingehende Untersuchung und Darlegung des allgemeinen Wetterbeständigkeitsproblems erforderlich, welche seither in der spärlichen Litteratur vermißt wurden und im I Abschn. dargeboten werden. Wesentliche Teile dieser Darlegung finden sich übrigens bereits im Res. 1, S. 10 u. f. Daß das Bedürfnis nach einer Klassifikation der natürlichen Bausteine, ähnlich der meinigen, auch von anderer Seite schon empfunden worden ist, beweist der Absch. II, 2 (S. 52 bis 69) des ersten Heftes (Methoden und Resultate der Prüfung künstlicher und natürlicher Bausteine) der Mitteilungen der Materialprüfungs-Anstalt am schweiz. Polytechnikum in Zürich, 1900, von Prof. v. Tetmayer, dessen Hauptinhalt sich bereits im Res. 1, S. 56 bis 74 findet und mit meiner Darstellung vielfache Berührungspunkte bietet. Eine Überraschung brachte mir das Schlußkapitel der obengenannten Arbeit v. Tetmayers, welche durch die Liebenswürdigkeit des Verfassers, des verehrten Präsidenten des internationalen Verbandes für die Materialprüfungen der Technik, in meine Hände gelangte als die Drucklegung dieser Blätter sich ihrem Ende näherte. Denn es enthält vollends die Verwirklichung des Gedankens der eigentlichen Qualitätsgruppen der natürlichen Bausteine, wenn auch von einem andern Standpunkte wie von dem aus meine Klassifikation erfolgte. Es handelt sich nämlich dabei um die allgemeine Bewertung der natürlichen Bausteine unter Einfluß ihrer Festigkeitsverhältnisse und sonstiger technisch wichtiger Eigenschaften (Spaltbarkeit, Bearbeitbarkeit, insbesondere Politurfähigkeit rc.), also nicht ausschließlich nach Maßgabe ihrer Wetterbeständigkeit. —

Versuche ich es, den Inhalt meines Buches in wenigen Sätzen kurz zusammenzufassen, so möchte ich sagen, daß er im wesentlichen in der Behandlung der folgenden beiden Aufgaben zu erblicken ist:

1.    Aufsuchung der Bedingungen der Wetterbeständigkeit für die natürlichen Bausteine, insbesondere Erforschung des Zusammenhangs zwischen der Wetterbeständigkeit und der petrographisch-physikalisch-chemischen Natur der Steine und

2.    Aufsuchung geeigneter Methoden zur Prüfung der Steine auf ihre Wetterbeständigkeit nebst entsprechenden Vorschlägen.

Indem das Werk die Lösung dieser beiden Aufgaben anstrebt, stellt es ferner zu gleicher Zeit den diesmaligen Beitrag seines Verfassers dar zu den Arbeiten der vom „internationalen Verband für die Materialprüfungen der Technik" eingesetzten Kommission betreffs

a)    Würdigung des Zusammenhangs zwischen der chemischen Zusammensetzung der natürlichen Bausteine und deren Wetter-beständigkeit. Prüfung des Einflusses der Rauchgase, insbesondere der schwefligen Säure.

b)    Methoden zur Untersuchung der Qualität, insbesondere der Wetterbeständigkeit der Dachschiefer.

Insbesondere enthält es meine Beantwortung der durch Zirkular vom 21. Dezember 1898 von dem Vorsitzenden der Kommission, Herrn Baurat Professor A. Hanisch in Wien, den Mitgliedern derselben vorgelegten folgenden vier Fragen:

1.    Ist es möglich, resp. zu empfehlen, ein für alle natürlichen Bausteine giltiges Verfahren zur Prüfung der Wetterbeständigkeit aufzustellen oder sind die Wetterbeständigkeitsproben der Eigenart des Materials anzupassen? Wenn, wie anzunehmen, letzterer Vorgang der richtigere sein sollte, wie sind

2.    insbesondere die dichten, Wasser nur in sehr geringem Grade aufnehmenden Bausteine auf ihre Frost- und Wetterbeständigkeit

zu prüfen?

3.    In welcher Weise kann die Wirkung der Atmosphärilien, speziell jene der Rauchgase, im kleinen, jedoch in beschleunigter Form, nachgebildet werden?

4.    Welche Prüfungen sind bei einer Wertbestimmung von Dachschiefer unbedingt einzubeziehen?

Frage 1 findet sich im VIII. Abschn., S. 171 und unter A, III, auch IV, und zwar bejahend, beantwortet.

Über Frage 2 habe ich mich an verschiedenen Stellen meines Buches, nämlich auf S. 44 und 176 bis 179 ausgesprachen. Die von mir an 10 Dachschiefersorten durchgeführten Untersuchungen liefern ein

Beispiel zur Wetterbeständigkeitsprüfung der in Frage 2 vorausgesetzten Gruppe von Bausteinen.

Frage 3 hat im VIII Abschn. (A III) ihre eingehende Erledigung gefunden, woselbst auch — unter A IV — die Forderungen der Frage 4 einer entsprechenden Prüfung unterzogen worden sind. —

Aus dem Schooße der genannten Kommission, der anzugehören ich die Ehre habe, ist meine Arbeit hervorgegangen: der Kommission ist sie auch gewidmet, gewidmet als ein Zeichen der Hochschätzung und Verehrung, die ich ihrem Obmann und dessen Stellvertreter und allen ihren Mitgliedern zolle. Möchte die Arbeit in diesem Sinne freundlich und im Hinblick auf die Schwierigkeit des — man könnte sagen — jungfräulichen Gegenstandes, nachsichtig aufgenommen werden! Auf jeden Fall soll und wird sie, wie ich hoffe, weiteres Zeugnis ablegen von dem Interesse, welches die internationale Vereinigung den hochwichtigen Aufgaben der Materialprüfung entgegenbringt und stets entgegengebracht hat. Sie soll aber auch, wie ich ferner zu hoffen wage, weiteren Kreisen sich anregend und nützlich erweisen, nicht nur dem forschenden Theoretiker, welcher allerdings auf diesem Gebiete nicht von dem Praktiker getrennt werden darf noch kann, sondern auch allen denjenigen, welche mit dem Material der natürlichen Bausteine berufsmäßig zu thun haben: den entwerfenden und ausführenden Architekten und Ingenieuren, den Spezialisten der Steinindustrie: Steinbruchbesitzern, Steinmetzen und Bildhauern; den Baupolizei-Behörden u. s. w.

Ist es gestattet, aus einige Eigentümlichkeiten meiner Arbeit noch besonders hinzuweisen, so wäre dies: die darin ausgiebig zur Anwendung gelangte graphische (diagrammatische) Darstellung, welche ich für den künftigen Gebrauch zum Zweck der Analysendeutung hiermit empfehlen möchte und ferner die Untersuchung von Steinproben auf pyknoskopischem Wege. In Bezug auf das letztere (für den Besitzer der nötigen Vorrichtungen) so überraschend bequeme und gewiß sehr beachtenswerte Verfahren sei nur noch bemerkt, daß zu einer schnellen und generellen Beobachtung und Vergleichung von Probeplatten in betreff ihres Erzgehalts schon eine einfache Besichtigung mit Hilfe des mit einer stereoskopförmigen Pappefassung versehenen Bariumplatincyanür-Schirms (Pykno-skop) genügt. Die Mikrophotogramme Taf. XIII bis XVII dürften z. T. wenigstens, auch für den reinen Petrographen von Fach, von einigem Interesse sein. Z. T. mußten dieselben unter schwierigen Beleuchtungs-

Über die Herstellungsmanieren der graphischen Beigaben des Werkes ist folgendes zu bemerken. Die Textfiguren sind sämtlich in Zinkätzung ausgeführt, mit Ausnahme von Abb. 7a, welche als Autotypie und von Abb. 8, welche als Holzschnitt hergestellt ist. Die Tafeln I und VIII sind Photolithographien, die Tafeln II, III, IV, IX bis XIX Lichtdrucke, die Diagramm-Tafeln V, VI, VII und XX Lithographien.

und sonstigen Verhältnissen hergestellt werden, worauf es zurückzuführen ist, daß die Platten zu einigen Dünnschliffbildern (Nr. 4, Taf. XIII; Nr. 2, Taf. XVI, und auch wohl Nr. 4, Taf. XVII) und infolgedessen auch die betreffenden Mikrophotogramme selbst manches zu wünschen übrig lassen. Da sie trotzdem ihren Zweck hier erfüllen, so sind sie mit aufgenommen worden.

Der mikroskopische Teil der Arbeit ist in den Räumen und mit Instrumenten der König!. Baugewerkschule und der Provinzial-Wiesen-bauschule in Königsberg i. Pr. ausgeführt. Eben daselbst hatte ich auch und zwar mit Benutzung einer der Königl. Baugewerkschule gehörigen Wimshurst'schen selbsterregenden Influenz-Elektrisiermaschine einer Suite wohlgelungener und lehrreicher Röntgen-Aufnahmen von Dachschiefern und andern Gesteinsproben hergestellt. Die Pyknogramme der Taf. XVIII und XIX sind jedoch mit Apparaten und im Atelier der Königsberger Firma F. Gscheidel ausgeführt. Wo und unter welchen Umständen alle übrigen, zu dem Werk erforderlichen Arbeiten, nämlich die analytischen und die Verwitterungsversuche stattgefunden haben, ist an den betreffenden Stellen des Buches ausführlich angegeben.

Es erübrigt mir noch ein Wort des Dankes an alle diejenigen, welche mich bei der Ausführung meiner Arbeit in der einen oder anderen Weise unterstützt und dadurch diese selbst gefördert haben. Vor allem drängt es mich, des Direktors des chemischen Universitäts-Laboratoriums in Königsberg, des Herrn Geheimrat Prof. Dr. Lossen zu gedenken, welcher mir mit der größten Bereitwilligkeit und Liberalität die Benutzung dieses Instituts zu meinen Versuchen und Analysen gestattete, sodann des Herrn Prof. Dr. Blochmann in Königsberg, welcher meinen Bestrebungen gleichfalls das wärmste Interesse entgegenbrachte und sie in der liebenswürdigsten Weise fördern half. Mein Dank gilt ferner meinen verehrten früheren Chef, dem Direktor der Königl. Baugewerkschule, der Königl. Kunst- und Gewerkschule und der Provinzial-

Wiesenbauschule zu Königsberg, Herrn v. Czihak, dessen verständnisvollem Interesse an meinen Arbeiten ich gleichfalls mehrfache Förderung verdanke. Den wärmsten Dank schulde ich weiterhin dem verehrten Vorsitzenden der Kommission, der diese Blätter gewidmet sind, Herrn Baurat Hanisch in Wien, welcher mir durch sein außerordentliches Entgegenkommen und nicht zum wenigsten auch durch sein Beispiel auf dem Gebiete der Gesteinsprüsung, eine Stütze gewesen war. Für Mitteilungen, deren im Text Erwähnung geschehen ist, fühle ich mich Herrn Professor v. Tetmaper, für die freundliche Übersendung der Steiner'schen und der Radian'schen¹) Dr.-Dissertation, Herrn Professor Dr. Brunner in Lausanne verpflichtet. Endlich kann ich nicht unterlassen, an dieser Stelle der Verlagsbuchhandlung zu danken, welche, ihren alten guten Ruf auch hier bewährend, keine Kosten für eine würdige Ausstattung des Buches gescheut hat. Desgl. der äußerst leistungfähigen Kunstanstalt C. W. Baum in Chemnitz, welche allen meinen Wünschen bereitwilligst und erfolgreich entgegengekommen ist.

Bemerken will ich schließlich noch, daß die Wägung der Platten zum Verwitterungsversuch des I. Abschnitts, am Ende des dritten Expositionsjahrs, durch meine Übersiedlung nach Höxter (mitten während des Druckes dieser Blätter) in keiner Weise beeinträchtigt worden ist. Herr Dr. Koesling, erster Assistent am Universitäts-Laboratorium zu Königsberg, hatte sich in uneigennützigster und dankenswertester Weise dieser Arbeit unterzogen. Die Wäge-Ergebnisse konnten hier jedoch eine Aufnahme und Verwertung leider nicht mehr finden. Bemerkt sei bei dieser Gelegenheit nur noch, daß eine mit den Schieferproben zusammen, jedoch nachträglich, exponierte Platte aus der zu den Unterlagen verwandten Glassorte in 8 ¹/₄ Monaten nicht die mindeste Gewichtsabnahme zeigte (sie wog getrocknet vor und nach der Exposition 46,7432 g), womit die auf S. 23 gemachte Voraussetzung bestätigt ist.

Höxter a. W., Juni 1900.

TrchattSüVevpchL.

I. Abschnitt. Die Verwitterung der natürlichen Bausteine.....

A.    Die bei normalen Ortsverhältnissen auftretenden

Einflüsse chemischer und physikalischer Natur, welche auf die natürlichen Bausteine verändernd undzerstörendwirken............

1.    Die eigentlichen Atmosphärilien..........

a.    Der Sauerstoff der Luft oder des atmospärischen Wassers

b.    Wasser und Kohlensäure............

2.    Die Temperaturschwankungen...........

3.    Die Rauchgase................

4.    Atmosphärischer Staub, organisches Leben......

B.    Verhalten der natürlichen Bausteine gegen die

unter A betrachteten Einflüsse auf Grund ihrer petrographisch-physikalischen und chemischen Beschaffenheit .................

Die vier Qualitätsgruppen der natürlichen Bausteine . . . .

II. Abschnitt. Natürliche Verwitterungsproben

I.    Die Versuche.......

II.    Die Versuchsergebnisse . .

a.    Erstes Versuchsjahr.....

b.    Zweites Versuchsjahr.....

III. Abschnitt. Künstliche Verwitterungsproben.........

1. Einwirkung der Atmosphärilien H₂0, C0₂ und 0 . I. Gemeinsame Einwirkung von H₂ 0, C 0₂ mb 0 ... . II. Einwirkung von H₂0 und 0 allein........

A.    Einwirkung von H₂0 und 0-Gas........

B.    Einwirkung von H2 0₂ - Flüssigkeit........

IV. Abschnitt. Künstliche Verwitterungsproben..........

2. Einwirkung von schwefliger Säure (Rauchgaswirkung)

Seite

V. Abschnitt

A.    Petrographische Prüfung

1. Physikalischer Teil............

I.    Porosität, spec. Gewicht............

a.    Der Porositätsversuch...........

b.    Diskussion der Diagramme über die Wasseraufnahme

der Platten...............

c.    Die Bestimmung des spec. Gewichtes......

d.    Die Bestimmung des Porositätsmaßes p in Prozenten des Körpervolums einschließlich Porenraum .... 107

e.    Vergleichung der 10 Schiefersorten auf Grund der Werte für ph? Pi mtb p . . . .

II.    Spaltfestigkeit rc......

B.    Ergänzung zum II. Abschnitt Künstliche Verwitterungsproben . .

3. Einfache Wasserwirkung

89

90

93

99

104

108

111

122

122

VI. Abschnitt. Petrographische Prüfung

2. Pyknoskopisch-mikroskopisch-chemischer Teil . . 124

I.    Pyknosko pische Untersuchung . . .

II.    Mikroskopische Untersuchung . . .

1.    Schiefer a...........

2.    Schiefer b...........

3.    Schiefer c...........

4.    Schiefer d......, . . . .

5.    Schiefer e...........

6.    Schiefer f...........

7.    Schiefer g...........

8.    Schiefer h...........

9.    Schiefer i...........

10.    Schiefer k...........

11.    Weißer Marmor (Blanc clair) 1    ...

12.    „Schwarzer Schwedischer Granit" m . .

13.    Sandstein n...........

III.    Chemische Untersuchung.....

1.    Gang der chemischen Untersuchung . . .

2.    Analysen............

A. Analysen der 10 Schiefersorten a bis k

«) Schiefer a.........

124

125

125

128

129

129

. 130

131

132

134

135

135

136

136

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138

138

141

141

141

ß)

142

y)

142

6)

143

143

S)

144

n)

144

H) Schiefer h

Seite

145

145

*)

146

B.    Analyse der Versuchsflüssigkeiten der 002-0-Einwirkung (Abschnitt III) auf c und e «) Versuchsflüssigkeit zu Schiefer c. ß) Versuchsflüssigkeit zu Schiefer e.

C.    Analyse der Versuchsflüssigkeit der Fresenius'schen

Probe von c (Abschnitt IV).........

D.    Schneewasseranalysen und sonstige Versuche.... 148

. 146

147

VII. Abschnitt. Vergleichung der verschiedenen Untersuchungsergebnisse der

Abschnitte II bis VI: Analysen- und Versuchsschanlinien.... 151

1.    Die Schaulinie II........

2.    Die Schaulinien Ii und I2 sowie IV

3.    Die Schaulinie III

05 ox 00

167

VIII. Abschnitt. Neue Prusungsvorschläge. Schlußbemerkungen ... 171

A.    Vorschläge zur Prüfung natürlicher Bausteine auf ihre Wetterbeständigkeit

I.    Allgemeine Regeln für solche Prüfungen . . 171

II.    Natürliche Wetterbe st ändigkeitsproben . . . 178

III.    Künstliche (abgekürzte) Wetterbeständigkeitsproben .........

1.    Die Frostprobe......

2.    Die obligatorische Agentienprobe

3.    Die fakultativen Prüfungen .

a.    Die Porositätsprobe . .

b.    Agentienprobe unter Ausschluß der 8 62-Wirkung . 180

c.    Die Agentienprobe am gepulverten Probematerial 180

B.    Erläuternde Bemerkungen zu III und Schluß. . 183

171

174

174

176

179

179

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Erklärung der Tafeln XIII bis XVII

190

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MMürfungen.

Ref. 1 bedeutet: „Bericht der Unterkommission Nr. 3 der IV. ständigen Kommission für die Vereinbarung einheitlicher Prüfungsmethoden von Bau-und Konstruktionsmaterialien betreffs

Würdigung des Zusammenhangs zwischen der chemischen Zusammensetzung der natürlichen Bausteine und deren Wetterbeständigkeit. Prüfung des Einflusses der Rauchgase, insbesondere der schwefligen Säure".

Internationale Konferenz zur Vereinbarung einheitlicher Prüfungsmethoden von Bau- und Konstruktionsmaterialien. Zürich 1895.

Ref. 2 bedeutet: „Bericht der Unterkommission Nr. 4 der IV. ständigen Kommission für die Vereinbarung einheitlicher Prüfungsmethoden von Bau-und Konstruktionsmaterialien betreffs

Methoden zur Untersuchung der Qualität, insbesondere der Wetterbeständigkeit der Dachschiefer".

Internationale Konferenz zur Vereinbarung einheitlicher Prüfungsmethoden von Bau- und Konstruktionsmaterialien. Zürich 1895.

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Seite 16, Zeile 4 von oben, lies: Komma vor: sonst.

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„    unten,    „    H₂0    statt: H₂0=.

„    „    „    Tab.    III statt: Taf. III.

Tafel II, Spalte 3 (zu e),    „ Platte statt: Platten.

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13

14

XX, lies: h statt: II₂.

I. Abschnitt.

Nie BevmLLLevung 8ev natürlichen Wausterne.

Unter Verwitterung eines Bausteins wird der Inbegriff aller an demselben, int rohen oder bearbeiteten Zustand, auftretenden Veränderungen infolge atmosphärischer Einflüsse verstanden. Alle natürlichen Bausteine sind der Verwitterung mehr oder weniger unterworfen. Am augenfälligsten tritt dies freilich an dem Orte ihres natürlichen Vorkommens zu Tage, weil hier die verändernden und zerstörenden Einflüsse und Kräfte häufig unter für den Stein ungünstigeren Bedingungen, stets aber weit größere Zeiträume hindurch gewirkt haben als sie bei den Bausteinen im Zustand ihrer technischen Verwendung in Frage kommen. Der letztere Fall aber ist der hier fast ausschließlich in Betracht zu ziehende.

Art und Grad der Verwitterung der Bausteine hängen naturgemäß stets von zwei Faktoren zugleich ab, nämlich:

A) von den wirksamen äußeren Einflüssen, welche im großen und ganzen wohl stets die nämlichen sind, im einzelnen jedoch nach Klima, Jahreszeit, Xictge des Bauwerks u. s. w. nicht unbeträchtlich variieren, und

B) von der Beschaffenheit und Natur der Bausteine selbst, welche fast für jede Steinsorte andere sind und welche eben das verschiedenartige Verhalten der verschiedenen Steinsorten gegen jene Einflüsse, d. h. die so ungleiche „Witterungsbeständigkeit" derselben, bedingen.

Nach diesen beiden Gesichtspunkten wird denn auch die Besprechung der Gesteinsverwitterung zu erfolgen haben:

Seipp, Wetterbeständigkeit der natürlichen Bausteine.

A. Die bei normalen Ortsverhältnissen anstretenden Einflüsse chemischer nnd physikalischer tlohtr, welche auf die natürlichen isowie auch künstlichen) Sansteine verändernd nnd zerstörend wirken.

Dieselben können in folgende Gruppen gebracht werden:

1) Die eigentlichen Atmosphärilien, d. h. die normalen Luft

bestandteile,

2)    die Temperaturschwankungen,

3)    die Rauchgase,

4)    atmosphärischer Staub, organisches Leben,

5)    ausblühende Salze, dem Mörtel, Erdboden rc. entstammend.

1. Die eigentlichen Atmosphärilien.

Die Luft enthält als wesentliche, normale Bestandteile, außer Stickstoff: Sauerstoff (20,9 Vol. % im Mittel), Wasserdampf (in sehr veränderlichen Mengen, im Mittel etwa 0,84 %), Kohlensäure (im Durchschnitt: 0,03 % — Seeluft — und 0,04 % — Landluft —) und endlich noch, jedoch in sehr geringen, wechselnden Mengen: Ammoniak. Dieses ist größtenteils an Kohlensäure, Salpetersäure und salpetrige Säure gebunden. Der Ammoniakgehalt der Luft wird zu 0,04 bis 48 Gew.teilen in 1 Mill. Teilen Luft angegeben. Außerdem finden sich in der Luft noch gleichfalls sehr geringe Mengen von Kochsalz, Wasserstoffsuperoxyd, Ozon vor. Als verändernd und zerstörend auf die Bausteine wirkend, kommen in erster Linie in Betracht die Atmosphärilien: Sauerstoff, Wasser (als Wasserdampf und in Form von Beschlag, Tau, Regen, Schnee) und Kohlensäure. Die Wirkungen des 0 und der C0₂ auf die Steine sind lediglich chemischer, die des Wassers teils physikalischer, teils chemischer Natur. Ausschließlich im ersteren Sinne wirkt es im Verein mit dem Frost bei der Eisbildung (siehe unter 2). Die chemische Wirkung des atmosphärischen Wassers, mit der sich jedoch die einzelnen physikalischen Veränderungen kombinieren, ist von der des 0 und der CO, nicht zu trennen, da diese beiden Gase (ebenso wie die übrigen gasförmigen Luststoffe) sich int Wasser gelöst finden. Regenwasser enthält in 11 etwa 25 cm³ gelöstes Gas (bei 760 mm Luftdruck und 0° C Temperatur; bei 15° C finden sich nur 18 ein³ Lustgase in 11 Regenwasser gelöst). Diese 25 cm³ Gas enthalten 1,8 Vol. % C0₂ und 33,8 Vol. % 0 (daneben 0,002 o/0 Ammoniumnitrat u. st.). Das atmosphärische Wasser ist also weit C0₂- reicher wie die Luft selbst, ivas für die Verwitterung der

Steine von Bedeutung ist. Alle natürlichen Bausteine werden von deut atmosphärischen 0- und 00.,,- haltigen Wasser mehr oder weniger angegriffen und zwar findet dabei entweder

«) eine vollständige, wenn auch sehr allmählige Lösung ihrer ganzen Substanz statt (Kalkstein, Dolomit), oder es gelangen

ß) vorzugsweise nur gewisse Gemengteile des Steins und von diesen oft wieder nur bestimmte Bestandteile zur Lösung, so daß also die ersteren sowie die ganze Steinsubstanz eine Zersetzung erleiden und schließlich ein der weiteren Zerstörung widerstehender Rest bleibt.

y) Die Verwitterung der Steine kann dadurch weitergeführt werden, daß die nach ß gebildeten Lösungen wieder wechselseitig aufeinander oder auch wohl auf den ungelösten Rest einwirken.

a.    Der Sauerstoff der Luft oder des atmosphärischen Wassers wirkt verändernd auf Bausteine ein, indem er

«) neue Oxyde bildet oder

ß) schon vorhandene Oxyde höher oxydiert.

Der erstere Fall tritt ein bei Gesteinen, die feinverteilten 0 oder organische Substanz enthalten (Dachschiefer, manche Kalksteine u. a.) Der C wird hier ganz allmählig weiter zu flüchtiger C0₂ oxydiert. Das Bleichen mancher dunklen Steinarten ist hierauf zurückzuführen. Die ziveite Art der Oxydbildung findet statt bei Gesteinen, welche Verbindungen von Metallen inderniederen Oxydationsstufe enthalten (Überführung des Eisenoxyduls oder seiner Verbindungen in schwerlösliches Eisenoxydhydrat. Ganz analog den Fe0= Verbindungen verhalten sich die mit jenen oft vergesellschafteten Mn0= Verbindungen). Die höchsten Oxydationsstufen der Metalle sind natürlich gegen Oxydation, nicht aber gegen sonstige Umwandlung, z. B. Hydratbildung, geschützt.

y) Auf Oxydation beruht auch die Zersetzung der Sulfide: Schwefelkies, Markasit und (jedoch weit seltener vorkommend) Magnetkies, die als accessorische Gemengteile mancher Gesteine auftreten. Es entsteht zunächst leicht lösliches und leicht weiter zersetzbares Eisenoxydulsulfat und schließlich Eisenoxydsulfat, daneben freie Schwefelsäure, die zu weiteren Umsetzungen Veranlassung giebt.

b.    Wasser und Kohlensäure. Die Wirkung des atmosphärischen Wassers vollzieht sich durch folgende hydro-chemische Prozesse:

«) Das Wasser als solches (H₂0) kann von einzelnen Gesteinsbestandteilen oder vom Gestein aufgenommen werden. In letzterer Hinsicht ist der freilich hier nicht weiter in Betracht kommende Anhydrit zu nennen, der durch Wasseraufuahme unter Volumvergrößermig in Gips übergeht. Von Gesteinsgemengteilen zeigen sich wohl manche Silikate (Feldspäte, Glimmer Hornblende zc) u. a. der Hydratisierung unterworfen; doch ist dieselbe hier nur von untergeordneter Bedeutung. Beachtenswert dagegen erscheint z. B. die Umwandlung des Magnetits in Limonit (u. a. bei Dachschiefern zu beobachten) durch 0- und 8₂0-Ansnahme sowie die des schon erwähnten Schwefelkieses.

ß) Auf die Kalkgesteine wirkt das atmosphärische kohlensäure-haltige Wasser in der Weise, daß es die unlöslichen sekundären Karbonate, ans denen der Stein besteht, in lösliche primäre Karbonate überführt. Bei der Einwirkung auf dolomitische Kalke geht zuerst das Kalkkarbonat in Lösung.

y) Auch die in natürlichen Steinen vorkommenden Silikate von K₂0, Na₂0, CaO, FeO, MnO vermögen sämtlich der Einwirkung des atmosphärischen Wassers auf die Dauer nicht zu widerstehen. A1₂0₃= Silikat widersteht dauernd, da C0₂ mit A1₂0₃ sich nicht zu verbinden vermag. Doch ist auch dies nur vergleichsweise richtig, da selbst von A1₂0₃ ganz geringe Mengen in Lösung gehen. MgO= Silikat als solches wird nur wenig angegriffen. Die Silikate werden durch C0₂- haltiges Wasser in der Weise zerlegt, daß sich lösliche Karbonate bezw. Bikarbonate von Kali, Natron, Kalk, Eisen- und Manganoxydul bilden. Dabei kann freiwerdende Kieselsäure als Hydrat in Lösung gehen. CaO und FeO werden in erster Linie fortgeführt. Als chemisch fast unangreifbarer Restbestand bleiben die wasserhaltigen Silikate von A1₂0₃ und MgO zurück. Beispiel: Kaolinisierung der Feldspäte.

d) Aber auch jener Verwitternngsrest kann nach erfolgter Wech-selzersetzung mit gewissen anwesenden Verbindungen in Gestalt löslicher Salze fortgeführt werden.

2. Die Temperaturschwanknngeu.

Die Wirkung der Wärme-Zn- und Abnahme auf die Bausteine besteht zunächst

a) in der Ausdehnung und Kontraktion, d. h. in einer Entfernung und Annäherung der Moleküle der Gesteinsbestandteile. Die nächste Folge sind Formänderungen und Spannungen nnt und im Gestein. Die Größe derselben hängt ab von dem Grad und der Dauer

der Erwärmung oder Abkühlung sowie von der Größe und Natur der Gesteinsbestandteile, insbesondere von ihrem Wärmeabsorptions- und Emissionsvermögen, ihrer specifischen Wärme, ihrem Ausdehnungskoeffizienten, ihrem Wärmeleitungsvermögen zc. Zu einem besonders nachteiligen gestaltet sich aber der Einfluß von Erwärmung und Abkühlung auf die Steine durch ihren beständigen Wechsel und ihre stetige Wiederholung, welche — entsprechend dem Wöhlerschen Gesetz für Eisen- und Stahlmaterial — die zerstörende Wirkung erhöhen.

ß) Eine weitere Wirkung der Erwärmung ist die Verdunstung der Gesteinsfeuchtigkeit. Abkühlung bewirkt Kondensation des atmosphärischen Wasserdampfes auf den glatten Flächen der Gesteinsbestandteile und in Spalten und Poren des Gesteins. Eine hinreichende Erniedrigung der Temperatur bedingt die Frostwirkung, durch deren häufige Wiederholung für sich allein, noch mehr aber im Verein mit den einfachen Temperaturspannungen, die Zerstörung wiederum beschleunigt wird (vgl. den Schlußsatz von a).

y) Endlich befördert die Erwärmung auch die am oder im Gestein auftretenden chemischen Vorgänge.

3. Die Rauchgase.

Die den Feuerungsstätten unserer Städte entweichenden Gase bestehen — abgesehen von der beigemengten Luft — im wesentlichen aus Wasserdampf, C0₂, CO, Ruß, schwefliger Säure, Schwefelsäure, Salzsäure und entweder flüchtigen oder dem Ruß anhaftenden Salzen dieser Säuren, sowie Produkten der trockenen Destillation. Zu unterscheiden ist die direkte Wirkung der gasförmigen Rauchgasstoffe der Luft und die übertragene Wirkung der den mit dem Stein in Berührung kommenden Rußteilchen anhaftenden Rauchgasstoffe. Die eigentlichen Luftstoffe sind jedenfalls vorwiegend saurer Natur und als die energischer wirkenden anzusprechen. Luft und Regenwasser in den Städten reagieren sauer; sie enthalten, außer dem durch die Verbrennung erhöhten C0₂ - geh alt, dem Schwefelkies der Steinkohlen entstammende, freie schwefelige Säure und Schwefelsäure. Ruß dagegen und starkberußten, die Auslaugstoffe des Steinkohlenrußes enthaltenden Schnee habe ich gewöhnlich von neutraler Reaktion gefunden. Rußreiches Schneewasser führte, in den von mir untersuchten Fällen

meist eine zur Bindung der freien Säuren hinreichende Mengs von Basen mit sich. Es reagierte sehr selten und dann kaum bemerkbar sauer. Vergleiche: Analysen und Versuche, unter III,2D, Abschn. VI. Werden hiernach durch den Ruß den Steinen auch vorwiegend indifferente Verbindungen der Rauchgassäuren zugeführt, so spricht dies doch keineswegs etwa gegen die Schädlichkeit der Rußwirkung für die Steine. Vielmehr folgt dieselbe daraus, denn jene Verbindungen: jedenfalls neutrale Sulfate und in geringer Menge Chloride, werden zu manigfachen chemischen Umsetzungen mit den Verbindungen der Steinsubstanz selbst fortgesetzt Anlaß geben, der in dem Maße sich steigert, wie die Rußansammlung wächst. Daran ändert auch der Umstand nichts, daß andrerseits die Wahrscheinlichkeit einer gewissen Schutzwirkung einer dichten Rußschicht gegen den direkten Angriff des sauren atmosphärischen Wassers (auch des etwa nur C0₂= haltigen) auf die Steine besteht. Ja, sogar die Möglichkeit einer Art konservierenden Einflusses des die Steine oberflächlich imprägnierenden Schweröls und Anthracenöls, welches etwa dem Ruß anhaftet, zugegeben: wird doch, bei der gewöhnlichen thecrölarmen, flockigen Beschaffenheit des Rußes, die nachteilige Wirkung desselben sicherlich stets überwiegen. Das Endergebnis aller Rauchgas- und Rußwirkung auf den Stein ist, da der atmosphärische 0 die S0₂ schnell oxydiert: Sulfatbildung (daneben, in geringem Maße, Chloridbildung).

Hinreichend bekannt ist wohl die Thatsache, daß die an Dachschiefern (vgl. Abschn. IV und Abschn. V), an Kalksteinen und Dolomiten, an manchen Sandsteinen, aber auch selbst an Granit (vgl. Anmerk, auf S. 14) beobachtete zerstörende Wirkung seitens der Rauchgase weit schneller und energischer ein- und auftrat wie infolge der eigentlichen Atmosphärilien. In Betreff der Karbonatgesteine braucht hier übrigens nur daran erinnert zu werden, daß 6a-Sulfat in 00₂-haltigem H₂ 0 etwa zwei- bis dreimal so leicht löslich ist wie Oa-Karbonat.

4. Atmosphärischer Staub, organisches Leben.

Der auf der Steinoberfläche, begünstigt durch Unebenheiten, Poren, Spalten sich ablagernde Staub kann nachteilig wirken als Überträger einer ganzen Reihe von ihm anhaftenden unorganischen Stoffen, sodann durch die Vermoderungsprodukte seiner organischen Substanz (vgl. 4 ß) sowie endlich als Träger von Mikroorganismen und

pflanzlichen Keimen und Sporen. Nicht gering wird auch u. a. seine abschleifende Wirkung, infolge Luftbewegung, anzuschlagen sein*).

Nach Messungen von Tissandier (Les poussiereS de l’air 1877) beträgt der normale Staubgehalt der Luft von Paris: 0,007 g in 1 m³, nach längerer Trockenheit 0,023 g.

Handelt es sich

«) um Mikroorganismen, die auch aus dem Boden, durch Abwässer k. den Steinen zugeführt werden können, so ist infolge ihrer Lebensäußerungen, bei hinreichendem Vorhandensein von Nährsubstrat (organischer Substanz), die Bildung von Stoffen zu befürchten, welche nachteilig auf den Stein einwirken (Ammoniak, salpetrige Säure und Salpetersäure, Salpeter, Kohlensäure, Huniinsubstanzen (vgl. 4 ß).

ß) Pflanzenwuchs. Nicht selten bilden sich auf Bausteinen, namentlich auf der Wetter- und Nordseite von Gebäuden, in feuchten Höfen und an sonstigen feuchten Stellen, Wucherungen von Kryptogamen: grünen, einzelligenAlgen(Palmellaceen), Flechten und Moosen. Dieselben bewirken vermöge ihrer Wasseraufsaugung und Kondensationsfähigkeit: Feuchthaltung der Steine und Verwitterungserscheinungen durch ihre Vermoderungsprodukte. Letztere bilden mit der Zeit auf dem Steinsubstrat eine Humusschicht, welche die dasselbe energisch angreifenden sog. Humussäuren: Ulminsäure, Huminsäure, Gemsäure 2C. oder Salze derselben, enthält. Neben dieser chemischen Einwirkung auf den Stein, äußern die Flechten und Moose auch noch eine mechanische: Es ist dies nämlich die sprengende Kraft ihrer in Haarrisse und Poren des Steins eindringenden Rhizinen oder Wurzelhaare sowie ihrer keimenden Sporen.

Auf 5) wird hier nicht weiter eingegangen.

B. Verhalten der natürlichen Bausteine gegen die unter A betrachteten Einflüsse auf Grund ihrer petrographisch - physikalischen und chemischen Beschaffenheit.

Auf eine eingehende systematische Betrachtung der verschiedenen wichtigeren natürlichen Bausteine hinsichtlich ihres größeren oder geringeren Widerstandes gegen die Witterungseinflüsse muß leider verzichtet werden, da es hierzu bis jetzt fast gänzlich an exakten ver-

*) Vgl. hierzu beit Auszug aus einem Vortrag des Professor Thomas Egleston, New-Uork, in der Jahresversammlung von 1885 der „Amerikan. Gesellschaft von Civil-Jngenieuren", welchen das Centralblatt der Bauverwaltung in Nr. 35, Seite 362, Jahrg. 1885 brachte.

gleichenden Beobachtungen sowie >tach einheitlichen Prinzipien angestellten Versuchen fehlt. Das Einzige fast, worüber unsere Kenntnis in jener Hinsicht verfügt, sind einzelne über gewisse Bausteine in Fällen besonders auffällig zu Tage getretener Verwitterung bekannt gewordene Berichte. Daneben liegen noch die Ergebnisse von allerdings in ziemlicher Menge angestellten Frostproben vor. In welcher Richtung sich die vorhin erwähnten noch fehlenden Versuche etwa zu bewegen Hütten, ist Res. 1, Abschn. 5, p. 36 in großen Zügen ausgeführt worden. Einige allgemeine, für die Beurteilung des Verhaltens der Bausteine leitende Gesichtspunkte finden sich bereits unter A im vorliegenden Abschnitt angegeben. Weiteres solcher Art (über Auflösbarkeit, Porosität und Hpproskopie, Kohärenz) ist Res. 1, Abschn. 4, p. 32 ausgeführt. Wir müssen uns hier, da eben die schwebende Frage noch so weit von der Spruchreife entfernt ist, darauf beschränken, eine ganz summarische Besprechung und Übersicht des fraglichen Verhaltens der Bausteine zu geben, weniger eingehend dabei auf ihre petrographische Einzel- und Eigenart als vielmehr das Hauptgewicht legend auf eine Gruppierung nach Maßgabe ihres schließlichen Verhaltens gegen die beiden wesentlichen Verwitterungsfaktoren: die chemische Einwirkung des mit 0, C0₂ und 80» bezw. Schwefelsäure rc. belasteten atmosphärischen Wassers einerseits und die physikalische Wirkung desselben bei der Eisbildung andererseits. Der Einfluß der gewöhnlichen Temperaturschwankungen kann dabei mangels hinreichender Unterlagen nicht besonders berücksichtigt werden. Die einzelnen Verwitterungsfaktoren ordnen sich in nachstehendes, ihr gegenseitiges Abhängigkeits-Verhältnis beleuchtendes Schema ein, welches wohl keiner weiteren Erklärung bedarf:

Gesamtangriffe

Agentien

Frost

(und Temperaturschwankungen)

Chemische Resistenz der Steinsubstanz.

Festigkeit des Steins

Porosität » des Steins

1)    die porösen, (ucftgen, rissigen oder sonstwie (z. B. an der Grenze der Gemengteile) mit Öffnungen behafteten und

Die Frostwirkung ist bst, wo sie sich wirklich kräftig und stuf genügende Tiefe an den Bausteinen entfalten kann, sicherlich geeignet, wohl st in schnellsten die Lockerung ihres Gefüges und damit nach und nach ihren Zerfall herbeiführen zu helfen. Die hierbei auftretenden Kräfte sind bedeutend und ihre Wirkung ist dementsprechend meist tiefeingreifender wie die der chemischen Veränderungen durch die Atmosphärilien, jedenfalls dann, wenn letztere nur auf eine einfache Stoffentführung und nicht etwa auf lokale Volumvergrößerung hinauslaufen wie z. B. bei gewissen Neubildungen (Vitriolisierung der Sulfide, Gipsbildung infolge Rauchgaseinwirkung auf Kalkkarbonat unter besonderen Umständen). Zwei Gruppen von Gesteinen nun sind infolge ihrer Textur durch die Frostwirkung tut allgemeinen besonders gefährdet:

2)    die schiefrigen, spaltigen, schuppigen, blättrigen, auch wohl flasrigen und schaligen oder die, leichtspaltende Bestandmineralieit führenden Steine.

Bei den Gesteinen der Gruppe 1 wird die Frostgefahr durch die schlechthin vorhandene Lückenhaftigkeit der Masse bedingt. Bei Gesteinen der Gruppe 2 treten außerdem noch bestimmte Kohärenzunterschiede, nämlich Kohäsionsminima normal zur Spaltrichtung in den Vordergrund, worauf eben ihre leichtere Spaltbarkeit beruht und worauf oft von Anfang an vorhandene oder doch leicht zustande kommende Lücken zurückzuführen sind. Die Gruppe 1 findet ihre Vertreter in der Klasse der Eruptiv- sowie auch Sedimentgesteine, zur Gruppe 2 gehören Gesteine aus der Klasse der Sedimente und krystallinen Schiefer.

Indessen wird es auch bei allen Gesteinen beider Gruppen nur dann zur Eisbildung oder doch Frostgefahr kommen können, wenn die Größe der Poren und Risse, bezw. die zwischen den Schichten, Schuppen oder Blättchen befindlichen Hohlräume sich, innerhalb gewisser Grenzen hält, d. h. weder zu minimal, noch zu beträchtlich ist (Gruppe I, s. S. 13). Außerdem treten noch die Unregelmäßigkeit der Verteilung der Hohlräume und die Ungleichheit ihrer Größe als weitere Bedingungen für die Sprengwirkung bei der Eisbildung hinzu. Sind jene Hohlräume und Spalten von mikroskopischer oder doch solcher Kleinheit, daß das atmosphärische Wasser nur auf feinst- kapillarem Wege in dieselben eindringen kann, so wird von einer unmittelbaren

I. Abschnitt.

Frostgefahr nicht wohl die Rede sein können. Denn die Eisbildung ist ein Krystallisationsvorgang, dessen treibende und sprengende Kraft für die Umgebung daraus entspringt, daß die Eiskryställchen in bestimmter regelmäßiger Lagerung zusammentreten und durch lückenhafte Gruppierung dieser „Krystallkeime" einen größeren Raum erfüllen wie vorher das Wasser im flüssigen Zustand. Für jedes einzelne Eiskryställchen sowie für jedes dieser elementaren Krystallgebilde giebt es nun aber eine bestimmte, vorläufig nicht näher anzugebende durchschnittliche Minimalgröße. Wird dieselbe von den Abmessungen der Hohlräume und Spalten nicht entsprechend übertroffen, so muß es einfach bei der tensionslosen Ausfüllung der letzteren mit Eismasse sein Bewenden haben. Ja, ich möchte die Vermutung aussprechen, daß in diesem Falle überhaupt jede Eisbildung infolge „Überkaltung" des Wassers unterbleiben wird, da die Adhäsion in Kapillarröhren, die doch eben hier — wenn auch in unregelmäßiger Form — vorliegen, die Bildung von „Krystallkeimen" verhindert. Auch ist es bekannt, daß Flüssigkeiten in äußerst feiner Verteilung und Kleinheit ihrer Partikeln bei Temperaturerniedrigung flüssig bleiben und jedenfalls giebt es eine durch eine bestimmte Größe der Wasserteilchen, also auch der Hohlräume bedingte Grenze, wo diese Erscheinung nicht mehr eintritt. Die chemische Aktion des atmosphärischen Wassers aber bleibt auch bei der vorausgesetzten Feinheit der Poren und Spalten, wenn auch in schwächerem Maße bestehen, wie Beobachtungen an angewitterten Gesteinen und Mineralien (z. B. Olivin, Feldspäten u. s. w. mit vielfach sogar mikroskopischen Verwitterungsgängen rc.) beweisen. Vergleiche auch die Ergebnisse der in den folgenden Abschnitten beschriebenen Versuchsreihen, in denen es sich um Steine von jedenfalls vorwiegend der gedachten Porengröße handelt. Ist nun infolge der chemischen Wasserwirkung die Vergrößerung der seinen Poren und Risse hinreichend fortgeschritten oder haben Auswaschungen zwischen den Gemengteilen, z. B. eines schiefrigen Gesteins, stattgefunden u. s. w., so kann die Wasscrsättigung und die Erweichung, welche durch Schwächung der Kohäsion der Frostwirkung vorarbeitet, das erforderliche Maß erlangen und die Eisbildung selbst allmählich in Kraft treten und die Gefahr des Zerfrierens hat auch für solche sehr feinporige und fein-spaltige Gesteine, die man gewöhnlich schlechtweg als dicht bezeichnet, begonnen (Gruppe II, S. 14). Häufig vollzieht sich dieser Vorgang in mehr lokaler, d. h. auf kleinere Steinpartien beschränkter Weise,

aber dann oft um so energischer und tiefgreifender. Es ist dies der Fall, wenn das Gestein, bei sonst gleichmäßiger, vielleicht erheblicher, ja sogar hervorragender chemischer Resistenz, einzelne chemisch leicht angreifbare Partien aufweist, wie Stiche, Adern, Nester, Mandeln kalkiger, thoniger, erdiger oder sonstwie leichter veränderlicher Art. Nach Lockerung oder teilweiser Entführung solcher natürlich vorgebildeten Spalten, Klüfte und Höhlungen kann dann die Frostwirkung in Kraft treten bezw. in gesteigertem Maße sich geltend machen. Umgekehrt sind Gleichartigkeit des Gefüges, speziell desjenigen, welches man als körnig oder als dicht bezeichnet, die durchweg gleichwertige chemische Natur und Resistenz and das Nichtauftreten erheblicher Kohärenzunterschiede Hauptbedingungen der Wetterbeständigkeit bei Gesteinen. Darum zählen auch die ganz gleichmäßigen mittelfein- oder feinkörnigen bis dichten reinen Kalke und Dolomite, ungeachtet der großen Angreifbarkeit ihrer Substanz, zu den vergleichsweise wetterbeständigeren Bausteinen, in dem Sinne nämlich, daß sich stets und stetig nur eine dünne oberflächliche Verwitterungsschicht bildet, tiefere Eingriffe aber diesen Steinsorten eine geraume Zeit fern bleiben (Gruppe lila, S. 17). Mit dem Auftreten von Stichen, Adern u. s. w. von physikalisch oder stofflich differenter Natur ist die Sachlage sofort eine andere. Vgl. hierzudes Verfassers Aufsatz in Nr. 95 it. 96 der Deutschen Bauzeitung, Jahrg. 1896 über Verwitterung von Bausteinen Italiens. Bei den krystallinischen gemengten Gesteinen istwiederumdiephysiko-chemischeNatur der Bestandmineralien in hohem Grade mitbestimmend für die Wetterbeständigkeit. Herabgedrückt wird dieselbe durch ungleiches Wärmeabsorptions-, Wärmeemissions-, Wärmeleitungs- und Ausdehnungsvermögen, durch große Sprödigkeit und Spaltbarkeit, namentlich nach mehreren Richtungen rc., alles dies offenbar in umso höherem Maße hervortretend, je beträchtlicher die Abmessungen der Gemengteile sind. Sind ferner, im Gegensatz zur letzten Annahme (Gruppe II), solche oben beschriebenen feinporigen oder feinblättrigen und-spaltigen Gesteine durchweg und gleichmäßig substanziell sehr widerstandsfähig, so bleibt die Frostwirkung aus oder wird doch auf kaum absehbare Zeit hinausgeschoben. Die Steine sind dann als relativ sehr wetterbeständig zu bezeichnen (Gruppe III). Endlich kann die Frostwirkung auch ausbleiben bei Steinen mit übergroßen Porenräumen, sofern nicht auch hier durch hydro-chemischc Vorgänge die Bedingungen dafür nachträglich doch noch geschaffen werden. Denn die Größe jener Hohlräume gewährt der Eisbildung

I. Abschnitt.

CO

hinreichenden Spielraum. Dieser Fall tritt ein bei zeitiger, kavernöser blasiger, schlackiger Struktur der Gesteine. Eine strenge Grenze ist dabei allerdings nicht zu ziehen, denn auch bei diesen Steinsorten werden immer größere Hohlräume mit solchen der mittelgroßen und kleineren Art wechseln. Auch kann es hierbei vorkommen, daß die Wände der Zellen und Kavernen, wegen ihrer geringen Dicke und sonstigen Beschaffenheit besonders leicht den chemischen Einflüssen und Temperaturspannungen zum Opfer fallen, wie dies bei Kalktuffen, z. B. bei dem Römischen Travertin zu beobachten ist (vgl. den oben citierten Aufsatz des Vers-, Deutsche Bauztg., Jahrg. 1896). Ein anderes hierher gehöriges Beispiel ist die, als Grottenstein viel verwandte, bekannte rote Nephelinbasalt-Lava von der Hannebacher Ley in der Umgebung des Laacher Sees. Betreffend die Gruppe I ist noch zu ergänzen, daß hierzu auch alle Gesteine zählen, welche mehr oder weniger thonige oder erdige Aggregate darstellen und infolge dieser Beschaffenheit sich stark wasseraufsaugend verhalten. Dabei fällt bei den dichten Varietäten unter jenen noch ins Gewicht, daß durch die hier stattfindende Kommunikation zwischen den Wasserpartikelchen tut Gestein und die leichtere Beweglichkeit der Gesteinsteilchen die Eisbildung begünstigt, ja manchmal vielleicht erst ermöglicht wird. In dieser Hinsicht ist ein Vergleich zwischen dem Verhalten des Traßtuffes (Ducksteins aus dem Brohl- und Nettethal) und des Härttuffes aus der Weiberner Gegend lehrreich, von denen der erstere — der geschilderten Beschaffenheit wegen — durch Frost leicht leidet, der letztere aber, wie z. B. alte Bauausführungen im Rheinland (bis ins 9. Jahrhundert zurück) beweisen, recht frostsicher dasteht. Endlich ist hier noch mancher Gesteine mit lückenhaft umhüllten Einschlüssen, Konkretionen, Krpstallfragmenten (z. B. Sanidinen in Trachyten, Leuciten in Basalten) zu gedenken.

In allen Fällen hat man sich gegenwärtig zu halten, daß Bausteine auch der frostsicheren und sonst widerstandsfähigeren Art infolge ihrer Bearbeitung eine Schädigung und Einbuße an Qualität erleiden können. Auf diese Thatsache ist schon längst vom K. K. Baurat Professor Hanisch in Wien und den Professoren von Tetmayer und Grubenmann nachdrücklich hingewiesen.²) Es muß aber immer

wieder aufs neue daran erinnert werden, da ihre Nichtbeachtung die gröbsten Irrtümer veranlassen kann.

Den vorstehenden Betrachtungen zufolge lassen sich die natürlichen Bausteine in Bezug auf ihr Verhalten gegen die wesentlicheren atmosphärischen Einflüsse füglich in folgende drei Gruppen bringen, wobei jedoch die Unmöglichkeit einer scharfen Abgrenzung noch einmal ausdrücklich hervorgehoben werden muß. Auch soll die Aufzählung der Bausteine zu den einzelnen Gruppen keine erschöpfende sein, sondern sich vielmehr auf die wichtigsten und charakteristischsten Sorten beschränken.

Gruppe I.

Gesteine, bei denen vermöge der Größe ihrer Poren und LtruKtnr-spalten oder wegen sonstiger Leschaffenheit die Frostwirkung mehr unabhängig von der chemischen Aktion des atmosphärischen Wassers und dieser voreilend, oder auch gemeinsam mit derselben auftritt, dann aber jedenfalls dieselbe überwiegt.

Hierher gehören vor allem, wie schon aus petrogenetischen Gründen erklärlich, die meisten undichten, erdigen, oft geradezu mürben, vulkanischen Tuffe: Basalttuff, Peperin, Grünsteintuff, Trachpttuff, Phonolith-tuff, Andesittuff, Traß. Diesen Gesteinen schließen sich sodann an die oft erdigen Thonporphyre, deren Zerstörung man z. B. am Pflaster und bei anderen Verwendungen in einzelnen Harzstädten studieren kann; ferner die Basaltwackeu, die in Basaltgegenden wohl mitunter bauliche Verwendung finden, überhaupt Gesteine, die bei ihrem natürlichen Vorkommen bereits im Zustande vorgeschrittener Zersetzung sich befanden. Ganz besonders aber kommen hier in Betracht manche Sandsteine, überhaupt Trümmergesteine mit thonigem, mergeligem, glim-merigem, erdigem, dabei namentlich überschüssigem oder auch zu spärlichem, manchmal aber lokal angehäuftem oder gleichmäßig verteiltem, aber grobporigem Bindemittel. Die Sandsteine gehören im allgemeinen zu den porösesten Gesteinen, aber auch dichtere Sorten, welche jedoch stark schiefern und leicht in Platten brechen, können infolge von Spalkungsrissen sehr der Frostgefahr unterliegen. Ich entsinne mich eines solchen, äußerst frappanten Beispiels. Es war eine Fenstersohlbank aus leichtspaltendem, roten (wahrscheinlich Spessart-) Sandstein, aus deren von durchziehendem Wasser erweichter und schlecht trocknender Unterseite während weniger Jahre rapid bis zur Bank-mitte fortschreitende Frostabsprengungen erfolgten. Augenscheinlich waren hier, allerdings durch leicht ausbröckelnde Anhäufungen von Fe₂0₃ begünstigt, vielleicht veranlaßt, und meist von Knoten zu Knoten sich erstreckend, Spalten entstanden, in denen sich die Eisbildung mit Erfolg vollziehen konnte. Weitere Verivitterungsbeispiele liefern andere Sandsteinsorten, z. B. der Gotländer und der Cottaer Sandstein, manche Molasse-Sandsteine u. s. iv. Endlich rechne ich hierher unter Umständen noch Glimmerschiefer, Phyllite, Chloritschiefer, ja möglicherweise selbst glimmerreiche, feinschichtige, undichtere Gneise und dünnflasrige Granulite. In einzelnen besonderen Fällen kann hier auch noch die Aufzählung von Trachyt und Basalt gerechtfertigt erscheinen. Endlich gehören hierher auch gewisse zwar vorwiegend äußerst großporige oder vielmehr kavernöse und zellige, dabei aber leicht bröckelnde Laven, von denen ein Beispiel oben genannt worden ist. Ebenso manche darin ihnen ähnliche Kalktuffe, sodann aber auch überhaupt poröse Kalksteine als Hauptrepräsentanten der Gruppe I. An Beispielen hierzu ist kein Mangel.

Gruppe II.

Gesteine, bet denen die Jvofttuirlimig anfangs zurücktritt nnd erst dnrch die chemische Aktion des Wassers vorbereitet wird, letztere also anfangs überwiegt.

II. 0 allein nebst H20.

A. PetvogvaMsche Prüfung.

B. Uvgänfung juxn II. MöfchnriL:

VII. Abschnitt.

IV. „Spezielle" j-riifungsmethoden,

¹

I. Radian, Eecherches sur la composition de quelques schistes ardoisiers de Suisse et de Savoie, Geneve, 1889.

²

Vgl. Hanisch, Frostversuche mit Bausteinen d. österr.-ungar. Monarchie, Wien 1895, p. 6 und Res. 1, IV, Kundgebung d. Herren Prof. Dr. Grubenmann und Prof. L. v. Tetmajer in Zürich, pag. 61, 67, 68, 69 und 74.

Gesteine, bet denen die Jvofttuirlimig anfangs zurücktritt nnd erst dnrch die chemische Aktion des Wassers vorbereitet wird, letztere also anfangs überwiegt.

Ich rechne hierher:

bisweilen schon, doch nur in vereinzelten, jedenfalls seltenen Fällen: Granite, namentlich biotitreiche, z. B. gewisse Lausitzer Granitite. Als ein hierher gehöriges Beispiel erwähne ich die Granitsäulen einer alten überwölbten kreuzgangartigen Halle des alten deutsch-reformierten Friedhofs in Königsbreg i. Pr., welche an der der Witterung ausgesetzten Seite charakteristische Schäden zeigten. Auch die von mir beobachteten Verwitterungserscheinungen am Blücherdenkmal in Breslau, nämlich am polierten Granitgesims des Denkmals unterhalb der festontragenden Adler (über den Bronzeplatten mit den Aufschriften) möchte ich hierher rechnen.*) Meistens wird es sich in solchen Fällen um Granite mit von vorne-herein matten, womöglich recht großen Feldspäten oder nicht mehr

*) Auf ein wahrscheinlich auch hierher gehöriges Beispiel von Granitver-witterung (tut Central-Park in New-Aork 1880 aufgestellter ägyptischer Obelisk) hat Prof. Th. Egleston in dem oben erwähnten Vortrag aufmerksam gemacht. (Vgl. Centralbl. d. Bauverw. 1885, Nr. 35, S. 362). - Oberingenienr Gobin

intaktem Glimmer gehandelt haben. Überhaupt sind unfrische Sorten der meisten massigen krystallinischen Silikatgesteine, namentlich der feldspat- und augitführenden, hier in Betracht zu ziehen. So können z. B. als hier u. a. in Betracht kommend, erwähnt werden, die leichter angreifbaren Sanidin (bezw. Nephelin) führenden: Trachyte, Phonolithe, Liparite, sodann unter entsprechenden Umständen: Gneis, Glimmerund Hornblendeschiefer; ferner wiederum Granulit. Bedingungslos gehört hierher wieder ein Teil der vulkanischen Tuffe und der Sandsteine, vor allem aber gilt dies von den schon oben erwähnten stichigen, aderigen, thonschicht-, kohlenschicht-, gallenführenden 2C., aber auch von den gleichartigen Sorten mit thonigem, kalkigem Bindemittel, welches allmählig entführt werden kann, so daß das „Abfanden" der Steine die Folge sein muß.

Es würde nicht schwer halten, hierhergehörige Beispiele, namentlich in betreff des Sandsteins, in Menge aufzufinden. Weniger bekannt dürften von Veränderungen gedachter Art an Sandsteinen indessen die sein, welche auf Thonschicht und Kohlenschicht zurückzuführen sind. Ich habe solche an Udelfanger bezw. Mehler Material im Rheinland bezw. im Hannöverschen des öfteren beobachtet. Bedingungslos gehören ferner zur Gruppe II manche Kalksteine, nämlich solche, die nicht von gleichmäßig-körnigem oder dichtem Gefüge, sondern ebenfalls von Schichten, Adern und Spalten, aus anfangs wohl dichtender, aber leicht entführbarer Substanz von thoniger, erdiger oder zwar dichterer, aber z. B. blätternder Beschaffenheit durchsetzt und dabei womöglich noch selbstschichtig sind. Hierher gehörige Beispiele sindjedenfalls sehr zahlreich. Ich erwähne nur drei von italienischen Kalken, weil diese (als Folge des betreffenden Klimas) die reine Agentienwirkung möglichst ungetrübt zeigen, durch welche sie in einen zweifellos frostgefährlichen Zustand versetzt wurden. Es sind der antike Cipollino (Palatin in Rom und Villa Hadriani bei Tivoli, freistehende Säule an der Strandstraße von Minori nach Atrani, nahe dem letztgenannten Ort), der konglomeratähnliche Veroneser Marmor oder Marino di San Ambrogio (Römische Arena in Verona), beide Marmore in dem oben erwähnten Aufsatz, bespricht in der Zeitschrift La Nature die Zerstörungen an einem 1670 errichteten Granitkreuz in Saint Pal de Mons (Haute Loire), welche er auf den Einfluß des Wechsels von Wärme und Kälte zurückführt. (Vgl. Centralblatt d. Bau-verw. 1888, Nr. 17, S. 192). Ob und inwieweit etwa auch dieses Beispiel hierherzustellen wäre, entzieht sich der Beurteilung.

D. Bauztg. 1896, ausführlich besprochen, und endlich der Paonazzo. Aus dem letztgenannten Marmor besteht z. B. der Rand eines Wasserbehälters auf einem baumumstandenen Platze im Giardino sti Boboli in Florenz. Die blauschwarzen Adern des weißen sonst gut erhaltenen Marmors sind stellenweise sehr tief ausgeivittert. Die gleiche Erscheinung zeigt ebendaselbst der rötliche, dunkelrot geaderte Marmor der Statuen-Postamente in einer Cypressenallee des Gartens. — Endlich stelle ich von den Sedimenten in die Gruppe II noch die Thonschiefer mit ihrer hervorragenden Spaltfähigkeit, obschon bei den meisten (kalkfreien) Sorten die chemische Aktion des Wassers sich nur sehr allmählig und langsam vollzieht. Bei ausgesprochen porösen Steinen, z. B. Sandstein, ist die chemische Wirkung des Wassers tiefer eindringend und darum intensiver, bei anderen, dichten Steinen, z. B. Granit, aber meist nur ziemlich oberflächlicher Art. Bei den, ebenfalls den dichten Gesteinen zuzuzählenden, Dachschiefern dagegen kommen als nachteilige Umstände noch in Betracht: die die vollständigere Durchweichung, Auslaugung, Durchwärmung und Durchkältung begünstigende Plattenform, geringe Dicke und wenig geneigte Lage des Steins in seiner Verwendung. Verwitterungsbeispiele für Dachschiefer finden sich im Rheinland, in Westfalen, Hessen-Nassau u. s. w. in Menge. Vgl. die drei in Abschnitt V besprochenen Beispiele. Ein anderes, von mir veröffentlichtes, frappantes Beispiel: die Dacheindeckung der Kirche St. Maria in Carignano zu Genua (besprochen in der D. Bauztg. 1896) betreffend, bezieht sich — wie ich jetzt festgestellt habe — auf einen sehr stark kalkhaltigen Schiefer (mit 49,2 % Ca C0₃) einen Mergelschiefer, wie er in Genua vielfach Verwendung findet.

Gruppe III.

Gesteine, die wegen minimaler chemischer Angreifbarkeit und gleichzeitiger hochgradiger porenfeinheit oder aber umgekehrt Grobporigkeit ein Marimnm allseitiger Resistenz jauch gegen Frost) zeigen.

Hierher rangieren, abgesehen von den unter die Gruppen I und II fallenden Ausnahmen, in der Regel alle übrigen dichten Eruptivgesteine, also die meisten Granite, Porphyre, Syenite, Diorite, Diabase, G abbros, die frischen dichtderben Basalte, auch M elaphyre, die besseren Trachyte und ihre Verwandten, sowie die dichten Basalt-und Trachytlaven; sodann die blasigen, zelligen, schlackigen, aber festen, dickporenwandigen Basalte und Basaltlaven sowie

trachytischen Laven. Hierher gehörige oder doch nahestehende Beispiele sind: die Niedermendiger Lava, zu den Leucit-Nephelin-tephriten gehörig, und die Vesuvlaven.

Ferner sind noch zu nennen: flasrige, dichte Gneise, Phpllite z. T., Quarzite und gleichmäßig-dichte Sandsteine und Konglomerate mit kieseligem Bindemittel.

Gruppe lila.

Gesteine, bei denen, trotz starker chemischer Angreifbarkeit, infolge vorzüglicher Dichtigkeit und Gleichartigkeit ihres Gefüges und ihrer Kohärenz,doch wenigstens tiefergehendeKeränderungenausgeschlossen oder weiter hinausgerückt zn sein pflegen.

Es ist dies die Reihe der gleichmäßig- fein- und mittelfein-körnig-krystallinischen, reinen Marmore, Kalke und Dolomite sowie — mit Einschränkungen — auch der Serpentin. Die Steine dieser Gruppe sind denen der Gruppe III in Bezug auf allgemeine Wetterbeständigkeit natürlich keineswegs ebenbürtig und mit ihnen gleichwertig, rechtfertigen aber doch durch ihr Verhalten die Einordnung, in eine besondere, anhangsweise gebildete Gruppe. Sie nehmen eben eine Sonderstellung ein. Übrigens muß hier zum Schluß noch daran erinnert werden, daß die Wertschätzung auch eines und desselben Bausteines, hinsichtlich Wetterbeständigkeit stets eine relative ist. Die Forderungen, die an ihn gestellt werden, sind keineswegs immer die gleichen. Verlangt man z. B. in zwei bestimmten Verwendungsfällen von zwei etwa gleichwertigen Steinen, daß der eine sich in Bezug auf sein spezielles Aussehen, z. B. seine Farbenwirkung, längere Zeit intakt erhalten soll, während bei dem andern nur seine Erhaltung überhaupt oder z. B. die Erhaltung seiner Festigkeit und Tragkraft genügt, so wird der Beurteilungsmaßstab für den ersteren leicht unwillkührlich schärfer ausfallen wie für den andern und die Bewertung eine ganz ungleiche sein können. Auch die vorzüglichsten Marmore verlieren in unserm Klima ihre Politur und gehören also z. B. vom Standpunkt dieser Bearbeitungsweise aus entschieden zu den sehr wenig wetterbeständigen Bausteinen. _

Als kurze und bequeme Sammelnamen für die Gesteine der Gruppen I, II, III und lila möchte ich die bezügl. Bezeichnungen: Rigopatholithen, Chemikopatholithen, Apatholithen und Hemipatholithen vorschlagen.

II. Abschnitt.

Natürliche WerwitterungSproöen.

Von großer praktischer Bedeutung für den Bautechniker ist es, über die Witterungsbeständigkeit der für seine Zwecke in Betracht kommenden Bausteine sich ein Urteil bilden zu können und zwar vor deren Verwendung. Nur dadurch wird er in die Lage gesetzt, die richtige Auswahl treffen und sich vor üblen Mißgriffen schützen zu können. Am nächstliegendsten, einfachsten und sichersten ist es natürlich, zu diesem Zwecke die Beobachtungen über das Verhalten der betreffenden Materialien an Bauausführungen zu benutzen, bei denen sie bereits zur Verwendung gelangt sind. Liegen jedoch solche Beobachtungen nicht vor oder sind sie nicht hinreichend bekannt, was häufig genug vorkommen wird, so bleibt man auf Versuche ad hoc angewiesen, die natürlich frühzeitig genug vor Beginn des Baues oder vielmehr — wegen des Einflusses des Materials auf Farben- und Formenwirkung 2C. — eigentlich schon vor Inangriffnahme der Projekte, anzustellen sein würden. Diese Versuche können sein:

1.    natürliche

Verwitterungsversuche.

oder

2.    künstliche ,

Als natürlichen Verwitterungsversuch bezeichne ich das Verfahren,

das einfach darin besteht, eine Steinprobe in geeigneter Weise längere Zeit den Witterungseinflüssen auszusetzen und alle eintretenden Veränderungen zu beobachten. Bei den künstlichen Verwitterungsversuchen handelt es sich dagegen um die getrennte oder auch mehr oder minder kombinierte Einwirkung eines oder mehrerer der unter 1 und 3 vorigen Abschnitts (S. 2 bis 5) erwähnten, meist künstlich hergestellten Agentien sowie auch künstlicher Wärmequellen und Kältemisch-ungen. Es unterliegt nun gar keinem Zweifel, daß die natürlichen Verwitterungsversuche, was die Richtigkeit und unmittelbare Verwendbarkeit ihrer Ergebnisse betrifft, unbedingt den Vorzug verdienen. Denn es kommen hierbei eben alle die obengenannten Faktoren zur Geltung, welche auf Bausteine verändernd einwirken können und zwar genau unter den Bedingungen, unter denen sie thatsächlich und stets in Fällen der Praxis ihre Wirkung äußern. Allerdings gehört hierzu auch die längere Einwirkungsdauer. Jeder künstliche Verwitterungsversuch dagegen ist, da er meist nur auf einzelne Agentien und überhaupt Bedingungen Rücksicht nimmt und allen zugleich wohl niemals wird gerecht werden können, stets mehr oder weniger einseitig und führt notwendig stets zu Ergebnissen, die nicht unbedingt, sondern nur unter gewissen Einschränkungen und bestimmten Voraussetzungen Geltung beanspruchen können und verwertet werden dürfen. Hierdurch wird nun zwar der Nutzen solcher künstlichen Verwitterungsversuche für die Materialbeurteilung keineswegs hinfällig; auffallend muß es aber doch immerhin erscheinen, daß der natürliche Verwitterungsversuch bis zur Stunde so gänzlich vernachlässigt worden ist. Ich kann nur eine teilweise Erklärung dieses Umstandes darin finden, daß die natürlichen Versuche weit mehr Zeit zur Ausführung beanspruchen wie die künstlichen, die ja eben gerade auf Abkürzung berechnet sind, wie beispielsweise die beliebte, speziell für Dachschiefer gebräuchliche Methode von Fresenius. Ich halte es für wünschenswert und zeitgemäß, daß dem natürlichen Prüfungsverfahren endlich einmal die verdiente Würdigung zu teil werde und bin daher bestrebt gewesen, eine brauchbare Basis für die praktische Ausführung und künftige weitere Ausbildung desselben zu schaffen. In diesem Sinne wollen die nachfolgenden Mitteilungen über meine bezüglichen Arbeiten aufgefaßt sein. Die Wahl des Versuchsmaterials erschien vom rein theoretischen Standpunkt zunächst gleichgiltig, ich wählte aber als Objekte zu meinen Versuchen vorwiegend Dachschiefersorten und zwar aus folgenden Gründen. Einmal gestattete mir eine gebrauchsfertige Schiefertafel in bequemster Weise die Herstellung geeigneter Versuchsplatten, namentlich auch für andere, später zu besprechende „künstliche Versuchsreihen".

Zweitens konnte ein Vergleich meiner Ergebnisse mit denen eines andern, bereits in die Praxis übergegangenen, speziell für Dachschiefer gebräuchlichen und empfohlenen Verfahrens stattfinden und drittens hegte ich den Wunsch, einmal eine zuverlässige Grundlage zu Vergleichen der Witterungsbeständigkeit verschiedener gängiger Sorten eines und desselben wichtigen Bausteins, nämlich des Dachschiefers, zu gewinnen.

i. Nie Versuche.

Die zu dem „natürlichen Verwitterungsversuch" verwendeten Schieferproben erhielten quadratisches Format und mit Rücksicht auf die Tragkraft der zu benutzenden feinen chemischen Wage, eine Seitenlänge von annähernd 9 cm. Auch die übrigen noch mitgeprüfteii Steinsorten erhielten das erwähnte Plattenformat. Zur Verwendung gelangten 10 Schiefersorten sowie noch drei andere Bausteine, deren Eigenschaften durch lange Erfahrung hinreichend bekannt und die am Orte leicht erhältlich waren. Es wurden folgende Steine der Prüfung unterworfen:

a.    Moselschiefer, der Grube „Mosella" in den Gemeinden Hausen und Trimbs bei Mayen an der Mosel entstammend („Vereinigte Moselschiefergruben zu Mosellaschacht b. Mayen").

b.    Thüringer Schiefer aus Lehesten, unweit Gräfenthal, im Herzogtum Sachsen-Meiningen, Bruchbesitzer: Karl Oertel.

c.    Westfälischer Schiefer der „Schieferbau-Aktien-Gesellschaft Nuttlar" in Nuttlar a. Ruhr in Westfalen, Grube „Kaiser-Wilhelm-Stollen".

d.    Rheinischer Schiefer von der Schiefer-Zeche Wilhelm Erbstollen in Caub a. Rhein, Eigentümer Gebrüder Puricelli.

e.    Lahnschiefer von Diez a. d. Lahn von A. Müller in Diez.

f.    Französischer Schiefer (grün) von Rimogne, Departem. Ardennes, Lieferanten: Gebrüder Rother in Frankfurt a. M. (bezogen durch A. Honig in Königsberg i. Pr.).

g.    Französischer Schiefer (grau) von Rimogne.

desgl.

h.    Französischer Schiefer von Angers a. d. Loire, Dep. Loire, Lieferant: I. Wilfert in Köln (bezogen durch A. Honig i. K.).

i. Englischer Schiefer von Portmadoc in Nord-Wales; Grubenbesitzer „The Oakeley slate quarries Company (limited), Portmadoc, N. Wales“.

k.    Schweizer Schiefer aus dem Kanton Wallis, Bruchbesitzer: „Joseph Arlettaz, Exploitation des Carrieres de Dalles & Ardoises, Sembrancher (Valais-Suisse)".

l.    Weißer Marmor: Blanc clair von Carrara.

in. „Schwarzer Granit" von Ahus an der Südküste von Schweden.

n. Bläulich-weißer Sandstein von der Insel Gotland in Schweden.

Sämtliche Materialien befanden sich in völlig frischem, tadellosem Zustand und waren mit der Säge zugeschnitten. Die Probestücke einer jeden Sorte für die vorliegenden sowie für die Parallelversuche (Abschn. III, IV, V und f.) waren nicht nur demselben Bruch und derselben Schicht des Bruches, sondern stets derselben frisch bezogenen Tafel entnommen. Es wurden von jeder Schiefersorte 3 Probe-

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Abb. 2.

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platten (mit a, a, a; b, b, b

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u. s. m. bezeichnet) verwendet, vom Marmor 2 Platten: die eine (J.) geschliffen, die andere (P) poliert, vom „Granit" ebenfalls 2: die eine (m) geschliffen, die andere (m) poliert, vom Sandstein ebenfalls 2, beide (n und n) geschliffen. Die zuletzt genannten sechs Probestücke

Abb. 3.

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Ijcttte Herr Hof-Steinmetzmeister A. Pelz, hier, geliefert. Es galt nun, diese 36 Probeplatten unter

genau gleichen Bedingungen und zwar getrennt voneinander— um einer Wechselwirkung von Platte zu Platte bei Regengüssen oder Schneefällen vorzubeugen diesem Zwecke wurden auf einer starken guttrockenen, ca. 2 m langen Bohle a aus Kieferholz 36 quadratische Platten b von gutgetrocknetem Eschenholz in Zwischenräumen von 3 cm aufgenagelt, wie dies die Abb. 1, 2, 3 darstellen. Abb. 3 stellt einen Schnitt nach a b, siehe Abb. 2, dar. Auf diese Holzklötze wurden quadratische Platten c von bestem, möglichst wetterfestem Fensterglas unter Verwendung von Glaserkitt aufgebracht und hierauf wiederum ein aus schmalen Streifen von dickem Schaufensterglas bestehender Rahmen d ausgekittet. An Stelle des unteren Rahmstückes waren jedoch zwei auf der gläsernen Unterlagsplatte festgekittete Glasleisten e an den betreffenden beiden Plattenecken angeordnet. Diese sollten den Abfluß des Wassers sowohl von der oberen Fläche der gläsernen Unterlagsplatte c als auch an den Probeplatten f erleichtern, welch letztere nur lose, jedoch so in die somit geschaffene quadratische Vertiefung zwischen den Glasrahmenleisten eingefügt wurden, daß ein Klappern bei Wind ausgeschlossen war. Zur weiteren Sicherung der Glasplatten und Glasrahmenstücke wurden noch an der Seitenmitte jeder der ersteren vier verzinkte Drahtstifte g in die betreffende Eschenholzplatte eingetrieben und mit Kitthülle versehen. Die Verwendung des Kittes war sehr sparsam und in vorsichtigster Weise erfolgt, so daß nirgends eine Berührung desselben mit den Probeplatten und auch nicht eine Benetzung der letzteren durch ablaufendes Wasser oder abgeschmolzenen Schnee stattfinden konnte, welche mit dem Kitt vorher in Berührung waren. Ebenso war es ausgeschlossen, daß irgend eine Platte das Abwasser einer andern bei Regen oder infolge Schneeschmelze erhielt. Durch die Zwischenräume zwischen den Holzklötzen und durch die Neigung derselben sowie der Bohlen war deni abfließenden Wasser sein Weg vorgeschrieben. Die Platten konnten jetzt als völlig isoliert, sowohl gegen einander als auch gegen die Holzteile der ganzen Anordnung gelten. Sie waren nur mit Glas in Berührung, mit einem Material also, dessen geringe Angreifbarkeit ja auch bei Laboratoriumsarbeiten vernachlässigt zu werden pflegt, und welches in dieser Hinsicht von keinem andern praktisch hier in Frage kommenden Material übertroffen wird. Daraus, daß die immerhin vorhandene Fehlerquelle für die Platten infolge ihrer Berührung mit den Glasteilen die gleiche ist, darf noch

der Einwirkung der Lust auszusetzen. Zu

nicht ohne weiteres geschlossen werden, daß nun auch sämtliche Prüfungsergebnisse dadurch im gleichen Verhältnis alteriert würden, daß sie also — um jenen Fehler zu eliminieren — etwa nur mit einem und demselben (von der Einheit wenig abweichendem) Berichtigungskoeffizienten fi zu multiplizieren wären. (Bezeichnet R irgend ein Prüfungsergebnis, d. h. den Gewichtsverlust irgend einer Platte, und r den Fehlerbetrag, so ist — den letzteren als -f- vorausgesetzt —

oder R . /i.

der berichtigte Prüfungswert R — r oder R ^1 —

Der Wert von r wird aber schwerlich stets proportional der Änderung von R variieren, sondern im Gegenteil vielleicht annähernd konstant sein. Wenigstens ist das erstere und also auch die Konstanz von fi nicht erweislich).

Aber der Fehler darf überhaupt aus mehreren sich verstärkenden Gründen als ein jedenfalls so geringer vorausgesetzt werden, daß er auch auf das kleinste der in Prozenten des Plattenanfangsgewichts ausgedrückten Prüfungsergebnisse in der zweiten Dezimale keinen merklichen Einfluß wird üben können, die Richtigkeit der Prüfungsergebnisse also nicht weiter beeinträchtigt. Erstens nämlich ist die Angreifbarkeit des Glases an sich eine geringe, zweitens macht sich die lösende Wirkung der Luftbestandstoffe auf das Glas, weil dieses unterhalb der Platten befindlich, in geringerem Maße geltend. Drittens werden die löslichen und wirklich in Lösung gegangenen Stoffe des Glases doch wohl größtenteils abgeführt werden wie die der Platten selbst. Leider ist es unterblieben, eine leere Glasplatte von vornherein in derselben Weise der Prüfung zu unterwerfen wie die Gesteinsproben. (Später ist ein solcher Versuch in Angriff genommen worden). An Stelle des Glases waren übrigens anfangs auch andere Materialien in Aussicht genommen, z. B. glasiertes Steingut (in Kassettenform) und auch die ganz freie Aufstellung der alsdann allseitig luftumgebenen Probeplatten ohne jede Unterlage, mit Unterstützung etwa nur an den Ecken. Von alledem wurde Abstand genommen wegen des Kostenpunktes oder der Schwierigkeit der Ausführung. Bei der letztgenannten Anordnung, die sonst vielleicht den Vorzug vor allen andern verdiente, ist es z. B. schwer, den Winddruck von unten her unschädlich zu machen sowie eine genügende Befestigung zu erzielen u. s. w. Die Bohle a war an den Enden und in der Mitte auf trapezförmiggeschnittenen Brettstücken (s. Abb. 4b.) aufgenagelt, die unten durch

eine zweite Bohle verbunden waren. Stand dieses Gestell mit der letzteren auf einer wagerechten Ebene auf, so waren die Bohle a sowie auch die Platten hierzu um 20" geneigt. Das Gestell erhielt seine Aufstellung auf dem flachen Dach eines der großen Gauben des Hauses Synagogenstraße 7 (ehemaliges Provisorium der Königlichen Baugewerkschule in Königsberg i. Pr.). Die First- und Trauflinien des fraglichen kleinen Daches haben fast ganz genau die Nord- Süd-Richtung, so daß bei der in Abb. 4a und 4b angedeuteten Lage des

Abb. 4b.

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Abb. 4a.

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Gestelles, welches dicht an die Firstkante AB herangebracht wurde, auch die Probeplatten nach den Himmelsrichtungen orientiert und dabei in einer solchen Lage waren, daß sie ihre Neigung der Wetter (West-) feite zukehrten. Der Winkel, den die Platten dabei mit der Horizontalen bildeten, berechnet sich nach dem Gesagten und der Abb. 4b = 20° — 13° 30’ = 6° 30'. Durch die beschriebene Art der Aufbringung des Versuchsgestells auf dem Dach des alten Baugewerkschulgebäudes wurden folgende für derartige Untersuchungen gewiß unerläßliche Bedingungen erfüllt:

1.    Die Platten waren vollständig gegen einander und gegen sonstige, fremdartige Einflüsse so viel wie möglich isoliert, so daß künftige Veränderungen derselben lediglich als der Ausdruck der atmosphärischen Einwirkungen gelten durften.

2.    Konnten die Witterungseinflüsse ungehindert auf die Probeobjekte einwirken.

3.    Die Wirkung des Regenschlags von der Wetterseite her konnte so ausgiebig und gleichmäßig wie nur möglich ans die verschiedenen Platten und jede einzelne zur Geltung kommen und

4.    war auch die Neigung der Probeplatten eine ganz angemessene. Sie war nicht zu gering, um dem Regen- und Schneewasser mit den in Lösung gegangenen Stoffen den nötigen Abfluß gewähren zu können und doch auch nicht zu groß, um diese Abführung allzusehr zu beschleunigen und dadurch die Wasserwirkung in den Versuchsergebnissen weniger deutlich hervortreten zu lassen. (Die Neigung der Platten betrug nur etwa von der der Tafeln eines flachen Schieferdaches). Durch die weit mehr der Horizontalen wie der Vertikalen sich nähernde Lage der Probeplatten wird die Wirkung der Atmosphärilien für alle zu aufgehendem Mauerwerk verwandten Steinarten bei solcher Versuchsanordnung eine quantitativ weit energischere wie im Falle der wirklichen Verwendung, was hervorgehoben zu werden verdient.

Bemerkt sei noch, daß die Lage des Daches und ganzen Gebäudes hinsichtlich der Luftbeschaffenheit eine ziemlich normale war. Nur die Rauchgase der zwei Schornsteine des Gebäudes selbst und allenfalls noch die der Nachbarhäuser konnten unmittelbar an die Platten gelangen. Die Schlöte des Retortenhauses der im gleichen Stadtteil befindlichen Gasfabrik waren zu entfernt und dabei auch zu niedrig, als daß ihren Rauchgasen noch ein direkter merklicher Einfluß hätte zugeschrieben werden können. Das Gestell wurde auf dem Dache durch Einbringen von Ziegelsteinen in die beiden kastenartigen Räume unter der Bohle a beschwert und seine Lage weiterhin noch durch die eisernen Spanndrähte CED und CFD von etwa 5 mm Durchmesser gesichert (s. Abb. 4b). Diese ganze Befestigung und die Lagerung der Probeplatten erwiesen sich als durchaus zuverlässig, denn im ersten Expositionsjahr'war auch nicht die geringste Veränderung zu Tage getreten, obschon bereits 10 Tage nach dem Aufbringen des Gestells ein organartiger Sturm über die Stadt gegangen war, der an einer andern Stelle eine schwere Glaskiste auf einem flachen Dache fortgeschoben und damit ein Seitcnlicht aus 14 mm starkem Rohglas eingedrückt hatte. Auch im zweiten Versuchsjahre hat sich das Versuchsgestell ebenso vollkommen bewährt. Änderungen zeigten nur die Unterlagsplatten von Eschenholz in Form von Verkrümmungen, Rissen und beginnender Fäulnis.

Der Exposition der Platten aus dem so vorbereiteten Gestell ging ihre Trocknung voraus, welche natürlich bei einer geeigneten Temperatur bis zur Gewichtskonstanz getrieben werden mußte. Diese Arbeit wurde in chemischem Laboratorium der Königlichen Albertus-Universität in Königsberg vorgenommen. Das Trocknen im Exsikkator wurde nach einigen Vorversuchen als allzu zeitraubend und aus andern Gründen verworfen. Das Trocknen in den üblichen, zur Verfügung stehenden transportabeln Trockenschränken (Thermostaten) aber wäre durch die Größe und Zahl der Platten sehr erschwert, in einem einzigen solchen Schrank sogar geradezu unmöglich gewesen. Rach Lage der Dinge blieb füglich nichts übrig, als das Trocknen in den feststehenden, durch Wasserdampf geheizten Trockenschränken des chemischen Instituts vorzunehmen. Die Temperatur in denselben war, wie wiederholte Messungen ergaben, befriedigend gleichmäßig, jedenfalls in denselben Abteilungen eines Schrankes. Sie betrug, nachdem die Heizung einige Stunden im Gange war, 80° bis 85° C, konnte aber auf 95° gesteigert werden. Dies geschah immer auf längere Zeit, sobald eine Gruppe von Prvbeplatten der Gewichtskonstanz nahe gekommen war.    Selbstverständlich erforderte es eine entsprechend

längere Zeit, die Feuchtigkeit bei unter 100° C aus den Platten auszutreiben und dieselben so weit zu bringen wie durch eine Erwärmung auf 100° oder 105° C, wie sie bei den andern Versuchsreihen stattgefunden hat (f. Abschn. III, IV, und V). Aber es war wenigstens stets die gewünschte Temperaturkonstanz in dem äußerst bequemen Trockenofen vorhanden. Hier ruhten die Platten auf Gestellen aus verzinktem Eisendraht, ähnlich den im Abschn. III beschriebenen, nur von etwas größeren Abmessungen und mit mehr Etagen. Auch die Exsikkatoren, in denen sich die Platten während der Abkühlung vor den Wägungen und nach denselben bis zur Fortsetzung des Trockenprozesses befanden, waren entsprechend größer wie die bei den folgenden Versuchsreihen benutzten. Das Trocknen der Platten erforderte je nach deren Stärke und physikalischer Beschaffenheit ganz ungleiche Zeiten und fand gewöhnlich gruppenweise seinen Abschluß. Es hatte im

Februar 1896 begonnen und dauerte über einen Monat. Näheres über das Verfahren, welches von dem im Abschn. III beschriebenen sonst in nichts abweicht, findet sich dort angegeben. Von den bis zur Gewichtskonstanz getrockneten Platten wurden einige wenige, nämlich die Platten b, c, k, m und n noch der Imprägnierung mit dem Steinkonservierungsmittel „Testalin" von Hartmann und Hauers in Hannover unterworfen, um bei dieser Gelegenheit womöglich über die Wirksamkeit desselben wenigstens in einigen bestimmten Fällen ein Urteil zu gewinnen.

Die Anfangstrockengewichte sämtlicher 36 Platten finden sich in der Tabelle I, desgl. die Trockengewichte. Die Platten waren am 12. Juni 1896, Mittags 12 Uhr, aufs Dach gebracht und am 14. Juni 1897 fast um dieselbe Zeit.(10 Uhr Vormittags) wieder entfernt worden. Die Exposition hatte hiernach 1 Jahr, genauer 368.24—2 oder 8830 Stunden gedauert. Von Zeit zu Zeit hatten Revisionen auf dem Dach stattgefunden und es mag erwähnt sein, daß ich bereits am 27. Juni 1896 an den Platten g einige äußerst feine Haarrißchen zu bemerken glaubte, während die Platten f einige wenige, ganz feine rostbraune, von Limonitbildung aus Magnetit herrührende Fleckchen aufwiesen. Am 7. November schien die Politur der Marmorprobe P schon sehr merklich gelitten zu haben; die Platten h zeigten einige vereinzelte bräunliche Fleckchen, ebenso, jedoch noch schwächer, die Platten k, während diejenigen von f jetzt schon etwas deutlicher hervortraten. Einige wenige winzige rostgelbe Pünktchen waren auch auf den Platten e sichtbar geworden. Fast durchgängig erschienen gegen das Ende des Versuchsjahrs hin die in den Platten cingegrabenen Bezeichnungen mehr oder weniger schwach verwaschen und in der Farbe blasser. Die Sandsteine n und n zeigten auf der Unterseite einen offenbar durch die starke Porosität und die Feuchthaltung begünstigten grasgrünen Algenanflug. Ebenso, doch weit schwächer, die Marmorplatten 1 und L Aufgewehte Rußteilchen hatten sich in ganz ungleicher Menge, mitunter eine dichte Schicht bildend, auf vielen Platten festgesetzt und mußten beim Waschen derselben mit H₂0 vor dem Trocknen erst entfernt werden. Die Entnahme der Platten vom Dach und das Waschen, wobei sie etwa 2 Stunden im Wasser lagen, welches mehrfach erneuert wurde, erfolgte mit größter Vorsicht. Einzelne kleine Teilchen, die bei der letzteren Manipulation (bei der eine zarte

Bürste zur Amvendimg kam) trotz aller Behutsamkeit vou verschiedenen Platten sich ablösten, wurden sorgfältig gesammelt, mitgetrocknet nnd mitgewogen. Sodann wurde ihr Gewicht dem Plattcngewicht zugerechnet, so daß die Zahlen in der Spalte 11 der Tabelle 1 die genau richtigen, den unversehrten Platten entsprechenden, sind. Das Gewicht der erwähnten Abgänge war minimal. Es betrug in maximo, bei _c, ⁸/io mg. Eine Ausnahme machte nur f. Hier betrug es 0,0357 g, also 0,0377 %). Die Tabelle giebt auch Auskunft über die Plattenbeschaffenheit vor und nach der Exposition (nach dem Waschen und Trocknen), soweit sie mit bloßem Auge und mit der Lupe ersichtlich war. Am 24. August 1897 wurden die gewogenen Platten behufs Fortsetzung des natürlichen Verwitterungsversuchs abermals aufs Dach gebracht. Nach Ablauf des zweiten und dritten Expositonsjahres sollte je eine abermalige Wägung stattfinden, und soll so nach Möglichkeit fortgefahren werden, um den Gang der weiteren Veränderung der Platten festzustellen und u. a. auch zu ermitteln, ob die Veränderungen etwa proportional der Expositionszeit wachsen oder nicht oder welches sonstige Gesetz dieselben befolgen, falls überhaupt ein solches erkennbar sein sollte.

ii. Mr Revfuchsevgeöniffe.

a. Erstes Versuchs) ahr.

Sämtliche Probeplatten hatten eine Gewichtsabnahme erfahren, die bei den Schiefern zwischen 1,28 und 17,19 Centigramm schwankte und bei einer der übrigen Platten bis auf 67,77 Centigramm stieg. Diese Gewichtsverluste g (Tabelle I, Spalte 12) wurden, um überhaupt einen Vergleich untereinander zu ermöglichen, zunächst sämtlich in Prozenten der Anfangstrockengewichte (Spalte 9 bezw. 10) der . Platten ausgedrückt. Spalte 13 zeigt die betreffenden Ergebnisse, aus denen dann wieder die Mittelwerte der Spalte 14 abgeleitet wurden.

Die sonst sehr zweckmäßige und beliebte Benutzung und Auswertung der so übersichtlichen prozentualen Zahlenwerte bedarf indessen im vorliegenden Falle erst noch einer Prüfung und Rechtfertigung. Sie ist hier jedenfalls nur dann zulässig, wenn die Probeplatten hinreichend dünn sind, daß die listende Wirkung des atmosphärischen Masses die ganze Platte vollständig durchdrungen und nicht nur etwa eine Oberflächenschicht von gewisser Tiefe ausgelaugt hat, während der

Plattenkern intakt geblieben ist. Auch auf thunlichste Gleichheit der Plattendicke wird dabei zu halten feilt. Diese Bedingungen dürfen nun allerdings in betreff der Schiefer a bis k wohl sicher als hinreichend erfüllt angesehen werden. Bei den erheblich dickeren Platten 1, in und n dagegen erscheint es schon fraglicher, ob die Wasserwirkung bis ins Innere durchgedrungen ist, jedenfalls aber muß hier angenommen werden — was auch vielleicht selbst bei den Platten a bis k noch nicht ganz ganz ausgeschlossen ist —, daß dies nicht gleichmäßig, sondern in nach innen hin stetig abnehmendem Maße stattgefunden habe. Immerhin werden die prozentualen Zahlen (Sp. 13) auch für die Platten 1, m und n, gleiche Dicke derselben vorausgesetzt, brauchbare, unter einander vergleichbare Größen sein. Es verschlägt dabei nichts, daß die bei der Ermittelung dieser Zahlen benutzten Anfangstrockengewichte auf eine von der Wasserwirkung zum Teil vielleicht gar nicht berührte, dazu noch ungleich schwerere Materialmenge sich beziehen und sogar eine ungleiche Einwirkungstiefe des Wassers für verschiedene Platten anzunehmen ist. Denn das Verhältnis der Gewichtszahlen der Spalte 9 bezw. 10 und der Spalte 12 ist — trotz der Ungleichheit der verschiedenen spec. Gewichte der Platten (1, m, n) — das nämliche wie das Verhältnis der Plattenvolumina zu den Substanzverlust-Volumen. Folglich sind die Gewichtsprozente der Spalte 13 zugleich Volumprozente (so ist es natürlich auch bei den Schiefern a bis k). Außerdem sind sie auf ziemlich das gleiche Plattenanfangsvolum bezogen. Ein Vergleich ist also trotz der ungleichen, vom Wasser etwa unberührten Zwischenschicht bei 1, m, n sehr wohl möglich und die Zahlen der Spalte 13 bringen eben auch den verschiedenen Grad der Wasseraufnahmefähigkeit und der chemischen Resistenz auf größere oder geringere Tiefe zum Ausdruck. Mit den entsprechenden Zahlen für die dünnplattigen Schiefer a bis k dagegen dürfen jene 6 Zahlenwerte für 1, m und n (Spalte 13 und 14), strenggenommen, nicht direkt verglichen werden. Sie stellen im Vergleich zu jenen wahrscheinlich etwas zu kleine Beträge dar. Bei dicken Platten von ganz ungleicher Stärke aber würden solche prozentualiter ermittelte Zahlenwerte geradezu sinnlos und falsch sein, denn es kommen bei ihrer Berechnung dem Volumen nach ganz verschieden- und willkürlich-große, vom Wasser nur wenig oder gar nicht berührte Materialmengen zur Geltung, die natürlich zu ganz unvergleichbaren Resultaten führen müssen.

II. Abschnitt.

DD

Bei dicken Platten ungleicher Stärke empfiehlt es sich daher ein für allemal, die Geivichtsveränderungen auf 1 m² der Gesamt-

o- 1000²

plattenfläche zu beziehen, also die Größe -—j— zu ermitteln. Diese

Art der Berechnung ist nun in Spalte 15 und 16 der Vollständigkeit halber sogar für alle Platten a bis n durchgeführt. Die betreffenden Zahlemverte sind jedoch nur für a bis k unter sich und ebenso wiederum nur für 1, m und n, und zwar hier wohl in höherem Maße, unter sich vergleichungsfähig. Die ersteren 3 mal 10 Zahlenwerte für a bis k (Spalte 15) werden, mit denjenigen für 1, m und n verglichen, jedenfalls zu klein sein, da das Bezugsmaß: die Plattenfläche f nach dem vorigen dort zu groß (vielleicht praeter propter um die Hälfte) im Vergleich zu hier angenommen war. Denn die Platten a bis k und die Platten 1 bis n nähern sich in ihrem Verhalten bei der Auslaugung zwei Extremen. Bei jenen ist es fast so, als ob wegen der geringen Plattendicke nur eine Auslaugungsschicht, jener Dicke entsprechend, vorhanden und also auch nur mit einer Fläche a . b mm² zu rechnen wäre. Die Platten 1, m, n dagegen nähern sich dem Extrem der zweiseitigen Auslaugung mit unberührter Mittelschicht. Ein direkter genauer Vergleich der Platten a bis k mit den Platten 1, m und n ist hiernach sowohl auf Grund der Zahlen der Spalten 13 und 14, als auch derjenigen der Spalten 15 und 16 wegen der ungleichen Plattendicke leider nicht wohl möglich. Doch kann man sagen, daß gewichtsprozentisch z. B. Steinsorte 1 jedenfalls mehr als den 11,9-fachen, Steinsorte n mehr als den 21,5-fachen Substanzverlust erlitten haben muß wie Schiefer b, ebenso auch, daß — pro m² Plattenfläche berechnet — der Substanzverlust, z. B. von a mit dem 2,7-sachen und von i mit dem 1,7- fachen des Substanzverlustes von b zu klein bemessen ist im Vergleich mit den entsprechenden und hier maßgebenden Werten für 1, m und n. Die eben benutzen vier Zahlen sind den Spalten 17 und 18, welche die relativen Gewichtsverluste (y und y'), gewichtsprozentisch (y) bezw. auf 1 m² Fläche (y') berechnet und bezogen auf den Gewichtsverlust von b als Einheit, enthalten, entnommen. Da die in Tabelle I niedergelegten Ergebnisse den Erfolg sämtlicher atmosphärischen Einwirkungen auf die Platten im ersten Versuchsjahr zum Ausdruck bringen, so ist man berechtigt, die Zahlen y und y' der Spalten 17 und 18 — unter den erwähnten Einschrän-kungen — als „Verw itterungsko effizienten für das erste Versuchsjahr" zu bezeichnen.

Die Zahlenrverte der Spalte 19 geben die Dicke d einer über die ganze Plattenfläche sich erstreckenden Verwitterungsschicht in mm

mmj an, welche den Gewichtsverlusten

1000

bezw. Mikron /i (t ß

der Spalte 12 entsprechen würden, unter der Voraussetzung, daß ihre Dichtigkeit durchweg gleich derjenigen des entführten Plattenmaterials, also der Platte selber wäre. Da diese Voraussetzung, nach der obigen Bemerkung (p. 29 oben) über die Wasserwirkung, nach dem Platten-innern zu, anfangs niemals und erst nach sehr langjähriger Exposition und auch dann nur annähernd erfüllt sein wird¹, so haben jene Zahlen für d zunächst nur einen mehr ideellen Wert. Immerhin stellen die Werte <5 eine weitere anschauliche Vergleichsgröße für die Plattenresistenzen dar. Ihre Berechnung erfolgt nach der Formel:

g . 1000

in mm oder d =

g . 10002

in [i.

Dabei bedeutet s das Gewicht von 1 cm³ Plattensubstanz. Die Anwendbarkeit der Formel ist an die hier natürlich bis auf weiteres erfüllte Bedingung geknüpft, daß d im Vergleich zur Plattenstärke sehr klein, damit in dem Ausdruck für den Inhalt der Verwitterungsschicht:

A = 2d.(ab + ac + bc) -4d2.(a + b + c) + 8d3 die Glieder mit d² und d⁴ fortbleiben dürfen. Bemerkt muß noch werden, daß allen mit Benutzung der nur näherungsweise angebbaren Größe f ausgeführten Rechnungen natürlich eine geringere Exaktheit zukommt wie den gewichtsprozentischen.

Es erübrigt noch eine Besprechung der Zahlenwerte der Tabellenspalten 13 bezw. 14 selbst. Es treten hier in den drei Versuchsergebnissen der einzelnen Schiefersorten solche Verschiedenheiten zu Tage, daß es auf den ersten Blick bedenklich erscheinen könnte, daraus einen

cn

LC

II. Abschnitt.

Mittelwert bilden zu wollen. Eine genauere Betrachtung der einschlägigen Verhältnisse wird jedoch dieses Bedenken entkräften. Zunächst soll das Verhalten des mit dem Hartmann & Hauersschen Konservierungsmittel imprägnierten Platten b, _c, k, m, n — soweit dies aus Grund je eines einzigen Versuchs überhaupt möglich — diskutiert werden. Zu diesem Zwecke ist, der größern Übersichtlichkeit wegen, die nachstehende Tabelle entworfen. Die Zahlen der Spalte 4 derselben sind nach Maßgabe des Substanzverlustes der nicht imprägnierten Platten der Steinsorten b, c, k, m und n ermittelt. So ist z. B.

Stein

sorte

Gewicht i d.Jmpräg-nierungs-substariz in

Gesamtgewichtsverlust g

Mutmaß-

licherSub-

stanzver-

lustvoohne

Jmprägn.

Extreme Substanzverluste v bei Imprägnierung.

Wetterschutz durchJm-prägnierung in °/o von v

0,0291

0,0690

0,0194

v₀ — 0,0690 vi =0,0399

Ausgeschlossen

0,0968

0,1719

0,0553 t

v₀ =0,1719 vi =0,0751

Desgl.

0,0492

0,0742

0,0740

ralso Erhaltung v₀ = 0,0742 0°/o< der Jmprägn.

Masse ausgeschl. 66 o,o

vi =0,0250

0,0716

0,0380

0,0630

0,53

vo =0,0380 Vo,53 — 0,0000

40 o/o 100 o/o

0,3224

0,6777

0,5897

Erhaltung der Jm-v₀ = 0,6777 prägnier. Substanz unmöglich.

40 o/o

1 Vl =0,3553

für b gefunden: v₀ = 121,5367 .

0,016

100"

= 0,0194. Der Ver-

lust v an Steinsubstanz nach Exponierung der Platten berechnet sich in jedem Falle allgemein aus:

v = g — * . i,

wobei x ein Koeffizient, welcher rein theoretisch für b, c, k, und n die

extremen Zahlenwerte 0 und 1, für m jedoch die Wertextreme 0 und 0,53 besitzen könnte. Bei m ist der Gesamtgewichtsverlust der Platten (0,0380) kleiner wie das Gewicht i (0,0716) der Jmprägnierungs-substanz und es kann hier — da v nicht negativ werden darf, höch-

stens / = - oder x =

— 0,53 sein. Der Extremwert

0,0380

0,0716

X = 0 bezieht sich auf den idealen Fall, daß die Jmprägnierungs-substanz am Schlüsse der Exposition noch unvermindert in den Probeplatten vorhanden, der Wert x = 1 bezw. 0,53 auf den idealen Fall, daß sie ganz — bezw. in einem Betrag = dem Gcsamtge-wichtsverlust

in Verlust gegangen sein würde. Bei vollständiger Erhaltung der Jmprägnierungssubstanz in den Steinporen (Fall x = 0) müßten die Zahlen g notwendig durchaus reinen Substanzverlust bedeuten (v = g). Dagegen würde letzterer nach der Rechnung um so kleiner ausfallen, je mehr von dem Jmprägnie-rungsstoff in Verlust gegangen wäre. Mindestbetrag von v: v = g — i (bei m wäre vmm sogar = 0). Denn in diesem Falle besteht der Gewichtsverlust g der Platten z. T. aus Abgang von Jm-prägnierungsstoff, z. T. von Plattensubstanz (bei m nur aus ersterem).

' In betreff von b und j; lehrt die Vergleichung der Größen v₀ und v, mit vg sofort, daß hier ein Verwitterungsschutz infolge der Imprägnierung jedenfalls ausgeschlossen war. Vermutlich ist hier die Jmprägnierungssubstanz, da sie vorwiegend nur oberflächlich auf dem dichten Stein haften mochte und da die Zahlenwerte v₀ und hier ganz unvereinbar mit einander sein würden, ohne überhaupt merklich schützend gewirkt zu haben, größtenteils schon von vornherein bei der Exposition durch mechanische Wasserwirkung rc. in Verlust geraten. Daß aber die idealen Mindestwerte Vi der möglichen Substanzverluste noch erheblich die errechneten, mutmaßlichen Werte v» übertreffen, kann vorläufig nur durch gewisse, unten noch zu besprechende Zufälligkeiten erklärt werden. Auch bei )k erscheint die Erhaltung der Jmprägnierungssubstanz ausgeschlossen, da das Ausbleiben jeder wetterschützenden Wirkung, welches die Tabellenzahlen für diesen Fall doch andeuten wollen, damit unvereinbar wäre. Ebenso unwahrscheinlich ist hier aber auch andererseits — wegen des eingetretenen Wetterschutzes (vgl. die Zahlenwerte t>₀ und vx)— ein Verlorengehen der Jmprägnierungssubstanz gleich von vornherein, gleichsam ein Abspülen derselben, wie dies bei b und c_ vorauszusetzen war. Es muß hier

Seipp, Wetterbeständigkeit der natürlichen Bausteine.

vielmehr während der ganzen Expositionszeit ein allmähliger und überhaupt wohl nur ganz teilweiser Abgang stattgefunden haben. Denn ein (jedenfalls in gleichem Maße abnehmender) entschiedener Verwitterungsschutz darf hier nach der Tabelle als nachgewiesen gelten. Es ist dies allerdings auffallend genug, da k eine nur wenig größere Wasser-aufsaUgefähigkeit (p; — 0,42) besitzt wie b und c (p, — 0,36 und — 0,33, vgl. Abschn. V). Zur Erklärung des hier somit nachgewiesenen dauernderen (teilweisen) Festhaltens des Imprägnierungsmittels seitens des Steines kann nur eine dasselbe ermöglichende, bedeutendere Porengröße von k, bei fast gleichem Porenvolum wie bei b und c, angesprochen werden, welche auch mit der mikroskopischen Beschaffenheit jener Schiefersorte wenigstens nicht in Widerspruch steht. Beim „Granit" m würden die Tabellenzahlen an und für sich, im Gegensatz zum vorigen, sogar den Schluß auf eine völlige Erhaltung der Jmprägnierungsmasse rechtfertigen und jedenfalls schließen sie einen Abgang derselben von mehr wie etwa die Hälfte aus. Und doch verhielt sich gerade hier schon bei der Ausführung der Imprägnierung die eine, geschliffene und dadurch geebnete und künstlich gedichtete Fläche der Probeplatte als geradezu abweisend gegen die Jmprägnierungsflüssigkeit. Die übrigen Plattenflächen, welche erheblich rauher wie eine Schieferoberfläche erschienen, zeigten ein solches Verhalten natürlich nicht. Auch hier erklärt sich das Festhalten der wetterschützenden Jmprägnierungssubstanz, sicherlich noch mehr wie bei k, durch die bedeutendere Porengröße bei immerhin auch hier noch geringem Porenvolum (zu etwa 1,0 anzunehmen). Auch der, abgesehen von den idealen Grenzwerten der Tabelle, zahlenmäßig, nicht näher angebbare, erhebliche Wetterschutz bei m, kam mir unerwartet, wie der bei k. Vorauszusehen war, nach der gewöhnlichen Auffassung, dagegen die schützende Wirkung des Testalins bei dem schon poröseren und vor allem grobporigeren Sandstein n. Sein Gesamtporenraum ist nicht exakt bestimmt worden, aber zu etwa 15 Vol.-o/o anzunehmen. Die Wasseraufsaugung, also annähernd wohl auch die Menge der aufzunehmenden Jmprägnierungssubstanz darf hiernach auf wohl fast das 40-fache wie bei den Schiefern taxiert werden. Trotzdem scheint nach den Tabellenzahlen der Wetterschutz bei n dem Grad nach den von k und m nicht übertreffen zu haben. Im Gegenteil. — Eine größere Gesamtporenwandfläche, wie sie bei dem Sandstein vorliegt, erfordert zu ihrem Schutz eben auch eine größere Jmprägnierungsstoffmenge, die hier nicht vorhanden war (in der That scheint die Imprägnierung zu schwach gewesen zu sein), so-daß prozentisch sehr wohl das Verhältnis ungefähr das gleiche bleiben kann wie bei porenärmeren und feinporigeren Steinen. Auch wird der reichlicheren und leichteren Aufnahme der Jmprägnierungsflüssigkeit bei den grobporigen Steinen vermutlich auch ein reichlicheres und schnelleres Jnverlustgehen des Schutzmittels entsprechen. Erforderliche Bedingung für das Eindringen desselben und sein dauernderes Festgehaltenwerden durch den Stein ist somit nach allem Vorigen sehr wahrscheinlich ein gewisses Mindest- und Marimalporengrößenmaß und es scheinen dementsprechend gerade auch sonst als dicht zu bezeichnende Steine, z. B. Dachschiefer, unter Umständen ganz wohl, ja sogar leichter „imprägnierungsfähig" sein zu können. Erforderlich wäre zur weiteren Prüfung bezw. Bestätigung des Gesagten freilich eine genügend große Reihe von Versuchen. Die nur geschliffene, aber imprägnierte „Granit"-platte m hat nach dem obigen einen Substanzverlust von höchstens

100

262,3786

die polierte, nicht imprägnierte „Granit"platte (trotz der Politur) dagegen einen solchen von 0,024% erlitten. (Spalte 13 der Tab. I). Der Substanzverlust der geschliffenen, nicht imprägnierten Sandsteinplatte n betrug 0,344% ihres Anfangsgewichts gegen nur 0,209%

j der geschliffenen und imprägnierten

0,015% ihres Anfangstrockengewichts (nämlich 0,0380 .

(nämlich 0,3553

100

' 170,4286

Platte jn. Allerdings hat die letztgenannte Zahl nur im allergünstigsten Falle Giltigkeit und ist außerdem an und für sich jedenfalls — wegen der geringeren Plattenstärke von m etwas zu groß gefunden. Von den beiden gleichdicken Platten J und J. zeigt die polierte J. die etwa um V? bis % geringere Verwitterungsgröße, wie es bei der sonst gleichen und normalen Beschaffenheit beider Platten auch sein mußte.

Bei der Bildung der Mittel (Sp. 14) aus den Zahlen der Sp. 13 sind die imprägnierten Stücke, da die Menge der in Verlust gegangenen Jmprägnierungssubstanz sich der Kenntnis entzieht, unberücksichtigt geblieben. Die übrigen stark hervortretenden Unterschiede der Versuchszahlen der verschiedenen Proben einer und derselben Schiefersorte glaube ich auf dreierlei Ursachen zurückführen zu müssen. Bei den Sorten f, g und h stimmen je zwei Zahlen, nämlich die für

f und f, g und g, h und h genau oder fast genau überein. Auch die Zahlen von J_ und l Die dritte Zahl ist — mit Ausnahme von i, was mit i und j_ nahezu gleich steht — regelmäßig sehr erheblich (um 30 bis 70%) größer. 1) Bei f und g muß die Ursache hiervon in Abgängen infolge Frostwirkung, deren Anfänge sich demnach hier ausnahmsweise schon im ersten Versuchsjahr, also jedenfalls vor Eintritt tieferer chemischer Veränderungen, zeigen, gesucht werden. Denn gerade diese beiden Schiefer sind es, die zur Schülferung und Schuppung am entschiedensten unter allen 10 Sorten neigen. Sie sind es auch, die unter allen am stärksten Wasser (in tropfbarflüssiger Form) aufsaugend sich verhalten. Die, übrigens absolut sehr geringe, und nur im Vergleich mit den anderen Schiefersorten nennenswerte Wasseraufsaugung dürfte hier z. T. als Folge beginnender, jedoch nur ganz vereinzelter, feiner Spaltungen auftreten (vgl. auch Abschn. VI, sub. II 6 und 7) und wird so wiederum durch Frostwirkung, als Ursache jener, in gesteigertem Maße sich erweisen können. 2) Bei h konnten leicht zufällig zu Tage liegende größere Erzteilchen die größere Gewichtsabnahme mitbedingen (vgl. Sp. 8 und die Bemerkungen auf S. 27). Dieser Umstand könnte möglicherweise auch die Gewichtsverlustdifferenzen der übrigen Platten gleicher Art, z. B. von a, d und k mit veranlaßt haben (vgl. Abschn. VI, sub. II 1,4 und 10). In höherem Maße aber ist es, abgesehen von f und g, bei den meisten Probeplatten jedenfalls 3) die Ungleichheit der Berußung, die freilich nicht weiter festgestellt wurde, gewesen, namentlich auch die lokale Anhäufung von Ruß, welche nach der früher dargelegten Auffassung bis zu einem gewissen Grade eine Art Schutz gegen energischere An-und Eingriffe chemischer Art durch die freien Luftsäuren geboten haben mochte (vgl. S. 6). Auf alle Fälle ist durch die Ungleichmäßigkeit der Berußung auch eine Ungleichheit in den atmosphärischen Angriffen auf die Schieferflächen bedingt gewesen. Es ist dies eine Erscheinung, mit der bei jedem natürlichen Verwitterungsversuch naturgemäß gerechnet werden muß und die bei den künstlichen Versuchen (vgl. Abschn. III und IV) ganz wegfällt. Die beträchtlichen Ungleichheiten der Versuchszahlen für die verschiedenen Platten einer und derselben Schiefersorte können bei den natürlichen Proben hiernach nicht wundernehmen; sie werden vielmehr mit Notwendigkeit stets eintreten und ihr nachteiliger Einfluß auf die Mittelbildung kann nur dadurch paralysiert werden, daß immer eine möglichst große Zahl von Versuchsplatten derselben Sorte exponiert wird. Die Mittelwerte der Sp. 14 der Tab. I sind also korrekt, soweit es auf Grund der Zahlen für nur drei Versuchsplatten immer möglich ist. Eine besondere Stellung unter den Versuchsergebnissen nehmen die Zahlen der Sp. 13 und also auch 14 für die Platten c und e ein und zwar infolge des großen Kalkgehaltes der letzteren. Es sind nämlich hier zw ei verschiedene, entgegengesetzte gleichzeitige Parallelwirkungen der Rauchgasstoffe denkbar. Wie den Ergebnissen des Abschn. IV. (S. 83 bis 86) zu entnehmen, ist die extreme Wirkung der Rauchgase, bei mangelndem sauren Lösungswasser für gebildete neutrale Sulfite, auf eine Gewichtszunahme infolge Gipsbildung, und nicht auf einen Gewichtsverlust gerichtet. Unter entgegengesetzten Umständen tritt gerade das Gegenteil ein, und es ist mithin für dieselbe Probeplatte zu verschiedenen Zeiten oder auch sogar zur selbenZeit, aber an verschiedenen Stellen der Platte, eine ganz verschiedene Endwirkung der Rauchgase denkbar. Bei der geringen Konzentration der S0₂ bezw. 80g und der zur Lösung der Neubildungen dabei meist hinreichend, ja reichlich vorhandenen Menge sauren Wassers, wie sie bei den natürlichen Versuchen in Frage kommen, wird nun aber jener auf Gewichtszunahme gerichtete Einfluß der Rauchgase entweder gar nicht erst in die Erscheinung treten können — zufolge Abschn. IV., S. 87 das Wahrscheinlichere — oder, wo dies lokal an den Platten ja der Fall sein sollte, doch von der lösenden, eine Gewichtsabnahme bedingenden Wirkung der Rauchgase auf die übrigen Steinbestandteile (neben dem Kalk) übertroffen werden müssen. Die Tabellenzahlen beweisen dies. Eine wichtige Rolle spielt aber auch gerade hier sicherlich wieder die Berußung. Da das atmosphärische Wasser als Ueber-träger der freien Säuren (S0₂ und 80z) auftritt, der Ruß aber — nach unserer Auffassung — vorzugsweise nur mehr der Träger und Ueberträger von Sulfaten ist und überdies die direkte, lösende Wasserwirkung jedenfalls abschwächt, also vermutlich auch einer eventuellen Gipsbildung und somit einer Beschränkung der Gewichtsabnahme Vorschub leistet, wo er sich an kalkhaltigen Stellen festgesetzt hat: so ist klar, daß eine ungleiche Berußung schließlich erhebliche Unterschiede in der Gesamtgewichtsänderung der verschiedenen Platten c und e zur Folge haben wird. So präponderiert z. B. bei Platte e die Gewichtsabnahme, während dieselbe bei e_ und e, vermutlich infolge von Rußanhäufung, erheblich abgeschwächt erscheint. Zn ähnlicher

Weise scheinen die Zahlen für die Platten c und c auf eine stärkere Rußwirkung hinzudeuten, während bei c durch, wenn auch nur oberflächliche Imprägnierung, wenigstens anfangs, das Haften der Rußteilchen auf der Platte erschwert worden sein mochte. Ähnliche Verhältnisse mögen, jedoch in weit geringerem Maße, auch bei andern nicht kalkfreien Platten, namentlich bei k und a, mit vorgelegen haben. Bei den Marmorplatten 1 und J. konnte die von uns angenommene Wirkung des doch mehr sporadisch auftretenden Rußansatzes im Vergleich zu der weit überwiegenden lösenden Wirkung der C0₂ sowie der wässerigen S0₂ und Schwefelsäure, welch letztere hier überall nur Kalkkarbonat vorfinden, natürlich gar nicht in Betracht kommen.

Da die Zahlen cp der Sp. 17 der Tab. I den Grad der Wetterbeständigkeit der geprüften Schiefersorten im ersten Jahr wiedergeben, so rangieren die letzteren vorläufig nach der Ordnung:

b, i, h. a, d, c, k, e, f, g.

Weiteres hierzu in den folgenden Abschnitten.

•    b. Zweites Versuchsjahr.

Ani 27. August 1898, vormittags nach 11 Uhr wurden die Platten abermals vom Dach entfernt, nachdem sie somit ein zweites Jahr, genauer 8830 Stunden, der Atmosphärilienwirkung ausgesetzt gewesen waren. Sie wurden nun wieder, ganz wie das erste Mal, gereinigt, getrocknet und gewogen. Ueber ihre Beschaffenheit am Ende des zweiten Jahrs (nach erfolgter Reinigung) giebt die Sp. 20 der Tab. I Auskunft. Trockengewicht, Gewichtsabnahme in g sowie in % des Anfangstrockengewichts enthalten die Spalten 21, 22 und 23. Auch diesmal wurden die wenigen und sehr geringfügigen, beim Reinigen der Platten sich ergebenden Abgänge gewogen und bei der Schlußwägung berücksichtigt, sodaß die Tabellenzahlen genau die richtigen Versuchsergebnisse darstellen. Nur der Abgang der Platte f war von nennenswerter, ja erheblicher Größe (a/₄ mm bei Papierdicke). Er wog trocken 0,0203 g. Leider sind im zweiten Jahr, bei Gelegenheit von Dachreparaturen, durch Unvorsichtigkeit der Klempner, vier Platten zertrümmert oder doch beschädigt worden, so daß sie ausrangiert werden mußten. Es waren dies: c, d, f und n. Glücklicherweise aber ist der bedauerliche Unfall nur von geringem Belang für die Fortsetzung der Untersuchung gewesen. Die Platten wurden am 18. März 1899,

vormittags 11 Uhr, zum drittenmal aufs Dach gebracht, nachdem vorher die durch deu Unfall mitbeschädigten und noch einige andere, durch die Wetterwirkung derangierte Glas- und Holzunterlagcn wieder gehörig in stand gesetzt worden waren. An die Zahlen der Tabellenspalten 22, 23 und 24 knüpfen sich natürlich ganz ähnliche Betrachtungen, wie sie auf Grund der Spaltenwerte 12,13 und 14 für das erste Versuchsjahr angestellt worden waren. Hervorzuheben ist jedoch, was sofort auffällt und durch die Abb. 5. noch verdeutlicht wird, daß die Substanzverluste der Platten im zweiten Jahr entschieden geringere waren wie im ersten.

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Abb. 5.

Die Abb. zeigt die Linien des Verwitterungsfortschritts an den 10 Schieferplatten für die beiden ersten Versuchsjahre, mit gemeinsamem Ursprung (Versuchsanfang). Als Ordinaten sind die prozentualen Substanzverluste am Ende des ersten und zweiten Jahres (bezogen auf das erste Anfangstrockengewicht) aufgetragen. Die Linie des Verwitterungsfortschritts ist nirgends eine Gerade: die Steigungstendenz sinkt durchweg während des zweiten Jahres, am meisten bei b, i und h (der Verlauf der b-Linie ist hier fast ein wagrechter). Stark tritt dies auch noch hervor bei k, g und f. Am meisten der Geraden nähern sich die gedachten Linien noch bei c, e, sodann d und a, und es sind also hier noch die größten Substanzverluste in der Folge zu erwarten. Die Erklärung für die allgemeine Abnahme des Steigungsbestrebens der Verwitterungslinien im zweiten Jahr ist nicht leicht. Vielleicht ist sie durch die größere und langandauernde Anhäufung von Rußstoffen während des schneereichen W.inters des ersten Versuchsjahres gegeben, welche unter solchen Umständen — im Gegensatz zu dem Falle der direkten Berußung — eine gleichmäßigere und ausgiebigere Wirkung auf die Platten üben konnten, zumal während der Zeit der Schneeschmelzen für hinreichende Abfuhr der löslichen Neubildungen gesorgt war. Dazu ist im zweiten Winter auch noch die zwar durchaus sporadische, aber im ersten doch immerhin vorhanden gewesene Frostwirkung auf f und g in Wegfall gekommen. Ob jene Annahme die richtige ist, muß sich erst noch erweisen. Die Versuchszahlen des dritten und nächstfolgenden Jahrs werden hierüber schon einigen Aufschluß geben können. Die Rangordnung der Platten bezüglich ihrer Resistenz gegen Verwitterung am Ende des zweiten Versuchsjahrs ist im wesentlichen eine ähnliche wie am Ende des ersten, und so wird es voraussichtlich auf längere Zeit hinaus bleiben bis die Frostwirkung allgemein in Kraft treten kann, welche eben an ganz andere, bislang noch nicht hervorgetretene Eigdnschasten der Schiefer appelliert. Alsdann erst möchten noch größere Divergenzen zu erwarten sein. Doch haben am zweiten Jahresschluß k und d ihre Plätze in der Verwitterungsskala vertauscht, noch weiter zurückgedrängt zu Gunsten von k und f erscheint jetzt c, e zu Gunsten von f und g. Die Rangordnung ist nämlich jetzt die folgende: b, i, k, a, k, d, f, c, g, e.

Von größtem Interesse wäre natürlich, die Feststellung der Verwitterungskoeffizienten cp und cp' für einen viel

In betreff der imprägnierten Platte b hat es den Anschein, daß ein Rest der Jmprägnierungsmasse erst während des zweiten Jahres in Verlust gegangen ist. Ähnliches gilt vielleicht auch für k. Taf. I giebt eine graphische Übersichtsdarstellung der Ergebnisse des natürlichen Verwitterungsversuchs für sämtliche Probeplatten a bis n nach Ablauf des ersten Versuchsjahrs.

späteren Zeitpunkt, nachdem bereits die Frostwirkung zur Herrschaft gelangt ist.

III. Abschnitt.

Mnstlrche MevwrtLevungspvoöen.

j. Emmivkung Ser MimofptzävMen: Wasser, RotzlenfSuve rmS HauevVaff.

Gleichzeitig mit den im vorigen Abschnitt beschriebenen natürlichen Verwitterungsproben wurden „künstliche" Versuche angestellt, welche bezweckten, bei thunlichster Beschränkung der Prüfungszeit, einzeln oder durch vergleichende Nebeneinanderhaltung und Kombinierung ihrer Ergebnisse, ein dem natürlichen Verwitterungsresultat möglichst entsprechendes Urteil über das Verhalten der betreffenden Steinproben und schließlich auch einen Anhalt für die passende Wahl eines einwandfreien Prüfungsverfahrens zu gewinnen. Die zu diesen Versuchen erforderlichen Arbeiten durften sich nicht allzusehr in die Länge ziehen, zumal es dem Verfasser dabei an jeglicher Assistenz mangelte und er alles, auch das Kleinste, in Person verrichten mußte.

Auch die gleichzeitige Benutzung einer größeren Anzahl von Versuchsflaschen, Exsikkatoren, Thermostaten u. s. w. verursachte Schwierigkeiten oder doch Unkosten. Umsomehr mußte auf eine angemessene Beschränkung der Versuche, soweit es unbeschadet ihres Nutzens geschehen konnte, Bedacht genommen werden. Zunächst sollen hier einige allgemeine, leitende Gesichtspunkte für solche „künstlichen Verwitterungsversuche" aufgestellt werden. Die Wirkung der Rauchgase und der Rußbestandteile ist auf alle Bausteine ohne Aus-nähme eine meist erhebliche, jedenfalls stets merkliche und nach meiner Ansicht dürften darauf gerichtete Prüfungen niemals oder nur in seltenen, ganz besonderen Fällen, nämlich nur dann unterbleiben, wenn günstige örtliche Verhältnisse dies rechtfertigen, wie allenfalls dann, wenn es sich z. B. um vereinzelte Lage eines Gebäudes auf dem Lande oder auf Bergen oder gar um Eindeckung von Kirchturmdächern handelt u. f. f. — Temperaturspannungen infolge starker Erwärmung und Abkühlung spielen jedenfalls, am meisten wohl bei den schiefrigen, leichtspaltigen Steinen, z. B. bei stark schuppenden, schülfernden Dachschiefern, eine nicht zu unterschätzende Rolle (Prüfungsvorschläge nach dieser Richtung s. Ref. 1 p. 50, b, a und ß)². Wird aber von Prüfungen in letzterer Hinsicht sowie von solchen auf die Rauchgaswirkung abgesehen, soll also lediglich der Einfluß einer rauchfreien Luft auf Steine erforscht werden, wie dies durch die Versuche dieses Abschnittes geschehen ist, so kann allgemein folgendes sestgestellt werden:

Gehören Bausteine der Gruppe I (f. Abschn. I, S. 13) an, so wird in den meisten Fällen die Frostprobe allein hinreichen (zumal, wenn damit intensive Wärmewirkungen verbunden würden), ein ziemlich richtiges Bild des Verhaltens der Steine in reiner Luft abzugeben. Denn, wenn die Frostwirkung überhaupt schon an dem noch frischen Material mit Erfolg sich äußern kann, so tritt hiergegen die zwar bei jedem Steine sich bethätigende, aber weit langsamer sich vollziehende und erst allmählich und spät äußerlich bemerkbare Agentienwirkung jedenfalls ganz in den Hintergrund. Sie kann in Wirklichkeit höchstens Vergrößerung der Defekte bedingen, aber die Ursache derselben war die geringe Frostbeständigkeit des Steines. Es kann dann u. a. ein strenger Winter hinreichen, den Stein ersichtlich zu schädigen, während die chemische Agentienwirkung immer längere Zeit braucht, um wirklich greifbare Schäden zu Tage zu fördern. Aus diesenl Grunde eben werden leicht zerfrierbare Steine, auch wenn sie daneben große chemische Angreifbarkeit zeigen, praktisch doch sicherlich unter die Gruppe I rangieren.

Bei Gesteinen der Gruppe II, in intaktem Zustande, hätte die Frostprobe, wenigstens für sich allein vorgenommen, keinen Sinn. Sie ist eben verfrüht und es wird hier vielmehr vor allem die Prüfung auf 00»- und O-Wirkung am Platze sein. Hierdurch läßt sich ein Urteil — versteht sich immer: vergleichsweise gegen andere mitzuprüfende Steine — über das Verhalten eines solchen Bausteins auf längere Zeit seiner Verwendung hinaus gewinnen und ermessen, bei welcher Steinsorte die Frostwirkung früher oder später in Kraft treten wird. Frostproben selbst, die über das weitere Verhalten der Steine Auskunft geben könnten, würden erst nach hinreichend langer und kräftiger Einwirkung der Agentien Zweck haben, welche hier nur durch vielleicht jahrelanges Lagern der Steinproben in mit C0₂ und 0 gesättigtem Wasser zu erreichen wäre. Und selbst dann würde es wohl oft genug an einem zuverlässigen äußeren Merkmal der „Reife der Steinprobe für den Frostversuch" fehlen.

Gesteine der Gruppe III erweisen sich gegen Prüfungen beiderlei Art gleich widerstandsfähig.

I. Memeinfome Wimvivkuny von H₂0, C0₂ und 0.

im vorliegenden Ab-

Von den 13, der natürlichen Verwitterungsprobe unterworfenen Steinsorten a, b, c . . . k und 1, m, n gehört höchstens der Sandstein n der Gruppe I an, während ich 1 und m zur Gruppe lila bezw. III stelle und die 10 Schiesersorten a bis k voraussichtlich, wenigstens zum größten Teil, der Gruppe II zuzuweisen waren (vgl. Abschn. I, S. 13 bis 17). In Übereinstimmung hiermit sollten die letzteren zunächst nur künstlichen Verwitterungsversuchen unter Ausschluß der Frostprobe unterzogen werden, nämlich der Einwirkung der eigentlichen Luftstoffe H₂0, C0₂ und 0 schnitt besprochen — und sodann noch der 80₂-Wirkung (s. Abschn. IV). Bei diesen Versuchen wurde von dem zwar nie fehlenden, aber doch minimalen Ammoniak-Gehalt der Luft (cfr. p. 2) sowie deren sonstigen, ganz geringfügigen Beimengungen abgesehen. Weitere Versuche würden jedoch wohl auch hierauf Rücksicht zu nehmen haben.

Alle bis dahin angestellten Untersuchungen, welche die Einwirkung der C0₂ auf Gesteine (oder auch Mineralien) zum Zweck hatten, litten, vom Standpunkt der in Wirklichkeit maßgebenden Verhältnisse aus betrachtet, mit — wie es scheint — nur einer einzigen Ausnahme³), an zwei Fehlern:

1.    wurde die der O0₂-Einwirkung unterworfene Substanz stets im pulverisierten Zustand verwendet und

2.    fand die 60₂-Einwirkung in der Regel unter höherem als dem gewöhnlichen Atmosphären druck oder unter sonstwie willkürlichen Bedingungen statt.

Beide Versuchsanordnungen sind insonderheit zu verwerfen, wenn es sich um Prüfung von Bausteinen handelt, denn sie entsprechen in keiner Weise den normalen Verhältnissen und liefern ein zwar vergrößertes, aber stets zugleich auch verzerrtes, also falsches Bild der Wirklichkeit wie der Hohlspiegel⁴). Die Wirkung der Agentien auf das Gestein in Pulverform ist nicht nur eine im allgemeinen viel energischere, was eben gerade beabsichtigt war, sondern offenbar auch eine ganz andersartige wie die auf das unzerkleinerte Material. Denn im ersteren Falle kommt die petrographisch-physikali-sche Natur der einzelnen Gesteine, ihr Gefüge, ihre Porosität re., die doch in Wirklichkeit eine so große Rolle spielen, gar nicht zur Geltung;

sie sind hierbei gleichsam eliminiert und folglich kann durch so angestellte Versuche lediglich über das rein-chemische Verhalten der Gesteine, welches eben doch nur eine Seite ihres gesamten wirklichen Verhaltens bildet, etwas festgestellt werden. In diesem Sinne, aber auch nur in diesem, und nie für sich allein verwertbar, empfehle ich denn auch selbst das Verfahren zur Anwendung (vgl. Abschn. VIII). Unter solcher Beschränkung ist es völlig korrekt, denn die verschiedenen Gesteinsproben befinden sich den Agentien gegenüber eben in dem thunlichst gleichen physikalischen Zustand. Auch selbst die Anwendung höheren Druckes bei dem 602-Versuche wird dabei vermutlich nur eine dem Grad nach gesteigerte, nicht aber der Art nach geänderte chemische Einwirkung bedingen. Am unzerkleinerten Material dagegen ist dies anders. Der erhöhte Gasdruck wird hier gewisse mechanische Beanspruchungen der Gesteinsprobe, Reibungs- und Sprengwirkungen an derselben, zur Folge haben, welche der gewöhnlichen Wirklichkeit völlig fremd sind. Allerdings kommt dabei das verschiedene Verhalten der Steine gegen jene Beanspruchungen infolge ihrer petrographisch-physikalischen Beschaffenheit voll zur Geltung, so daß die Prüfung unter erhöhtem Gasdruck hier wenigstens in diesem Sinne einwandfrei ist. Aber die äußeren Versuchsbedingungen entsprechen, wie gesagt, nicht der Wirklichkeit. Einfach Erwägungen solcher Art sind es gewesen, die mich zur Anwendung des geforderten Prüfungsverfahrens in der nachstehend beschriebenen Gestalt geführt haben. Drei aus dem vorigen sich ergebende Grundsätze sind dabei leitend gewesen und werden für derartige Prüfungen an Bausteinen immerdar maßgebend bleiben:

1. Die Materialproben sind genau in dem Zustand, in dem die Bausteine ihre praktische Verwendung finden, der Prüfung zu unterziehen.

2.    Die Probeagentien müssen ihrer chemischen Natur nach genau mit denen der Wirklichkeit übereinstimmen und sollen auch thunlichst unter den gleichen Bedingungen wie hier zur Einwirkung gelangen. Dabei ist es

3.    nur auf dem Wege zulässig, eine gesteigerte Wirkung derselben auf das Probematerial und somit eine entsprechende Abkürzung der Prüfung zu erzielen, daß die Probe-Agentien eine quantitative Verstärkung erfahren, also in größerer Konzentration oder gesteigerter Kontinuität oder Menge 2C. zur Anwendung gelangen wie sie der

Wirklichkeit entsprechen würden. Gänzlich auszuschließen ist der Gebrauch qualitativ stärkerer, also andersartig wirkender oder auch sonst wohl zulässiger Probestoffe, jedoch unter die Wirkung steigernden, aber willkührlichen und falschen Bedingungen, wie erhöhter Druck, abnorme Temperatur rc.

Am leichtesten war es, dem Grundsatz 1 gerecht zu werden. Die zweite Bedingung, welche sich bei künstlichen Verwitterungsproben naturgemäß überhaupt nur annähernd erfüllen läßt, führte im Verein mit der Forderung 3 alsbald dazu, bei den Versuchen die Wirkung des 0, als des zweiten aktiven Luftbestandstoffes, sowie auch die des H₂0, in wechselnd dampfförmigem und tropfbarflüssigem Zustand, wobei allerdings schließlich der dampfförmige bei weitem überwog, mit der der C0.₂ zu kombinieren. Und hierin eben ist eine weitere Abweichung der vorliegenden Prüfungsmethode von den bislang üblichen begründet.

Ein die gesamte atmosphärische Einwirkung (ausschließlich Temperaturschwankungen und Eisbildnng) möglichst getreu nachbildender Versuch hätte hierneben nur noch die wirksamen Bestandteile der Rauchgase (schwefelige Säure bezw. Schwefelsäure), zu berücksichtigen brauchen. Es war dies auch anfangs beabsichtigt, ist jedoch aus folgenden Gründen unterblieben:

1)    wurde dieser Forderung durch den nebenhergehenden natürlichen Verwitterungsversuch von selbst in der denkbar einfachsten und zutreffendsten Weise Rechnung getragen und

2)    erschien es doch wieder wünschenswert, zunächst die Wirkung der Rauchgase oder wenigstens der S0₂, deren Bestandmenge in der Luft ja bis zum gänzlichen Fehlen mannigfach wechselt und der Wirkung der reinen normalen Luftagentien getrennt nachzuforschen, um so womöglich einen klaren Einblick in den zusammengesetzten Vorgang der atmosphärischen Gesamt-Wirkung zu gewinnen.

Nachdem feststand, daß die Probeplatten in ihrer natürlichen Gestalt unter gewöhnlicher Temperatur und gewöhnlichem Druck der C0₂= und 0-Einwirkung auszusetzen waren, erhob sich die weitere Frage, ob dies 1) gleichzeitig geschehen müsse oder 2) nach einander geschehen dürfe.

Im letzteren Falle boten sich wieder zwei mögliche Wege dar:

a)    Entweder man führte den Platten erst die C0₂ ununterbrochen während eines Teils der Versuchszeit zu und hierauf der Rest der Zeit den 0 oder umgekehrt, oder:

b)    Man ließ beide Gase alternierend kurze Zeiten auf die Platten einwirken. Ich entschied mich für den Weg 2b, welcher zwischen 1 und 2a gleichsam die Mitte hält. Als das Vollkommenste, weil der Wirklichkeit eben genau Entsprechende, erschien freilich die gleichzeitige Einwirkung von C0₂ und 0, mit anderen Worten: das Arbeiten mit einem konstanten Gasgemische von C0₂ und 0. Allein die Herstellung und stete Erhaltung desselben während der ganzen Dauer der Versuche hätten nicht unerhebliche Schwierigkeiten und Umstände verursacht, sowohl was die technische Herstellung des Apparats als auch die erforderliche Zahl zeitraubender Kontrollanalysen betrifft.

Es kann nicht a priori bewiesen werden, daß die gleichzeitig und die nacheinander erfolgende Wirkung von C0₂ und 0, gleiche Gasmengen und gleiche Wirkungszeiten vorausgesetzt, den gleichen Erfolg haben müsse. Hierüber entscheiden könnten wieder nur Versuche. Vielmehr ist es eine bloße Hypothese, analog dem in der Mechanik geltenden Prinzip der Superposition von Bewegungsgrößen, Kraftwerten, rc., wenn wir hier annahmen, daß das alternierende Zuströmen von C0₂ und 0, was leicht zu bewerkstelligen ist, hinreichend lange fortgesetzt, doch schließlich im großen Ganzen dieselbe Endwirkung zustande bringe, wie das konstante Gasgemisch, das Schwierigkeiten bereiten würde. Jedenfalls war das Alternieren, da nun doch einmal auf das konstante Gasgemisch verzichtet werden sollte, dem Verfahren 2a vorzuziehen. Eine weitere, wichtige und zugleich ziemlich schwierige Frage betraf die richtige Zusammensetzung des Gasgemisches bezw. die Mengen von C0₂ und 0, die abwechselnd insgesamt zur Wirkung zu gelangen hätten. Zunächst liegt der Gedanke nahe, die Gasmengen einfach genau nach dem Verhältnis zu bemessen, in dem sie thatsächlich in der Luft vorhanden sind, weil dies allein unsern erstem Grundsatz zu entsprechen scheint. Da nun die Luft — bei wechselndem Wasserdamps- und Wassergehalt — in 10000 Raumteilen 3 bis 4 Raumteile C0₂ und 2060 Raumteile 0 enthält, so würde folgen, daß die zur Wirkung gelangenden Raummengen von C0₂= und O-Gas sich wie 1 : rd 700 bis 520 zu verhalten hätten oder mit anderen Worten: gleichen Gasdruck und gleiche Temperatur vorausgesetzt, müßte bei alternierender Einwirkung auf jede Stunde

Wirkungsdauer des E0₂-Gases beinahe 1 Monat Einwirkungszeit des O-Gases gerechnet werden. Unter dieser Voraussetzung freilich wäre, da von einer einstündigen O0₂-Einwirkung jedenfalls keine bemerkbare Veränderung der Probeplatten zu erwarten ist, das Verfahren, der erforderlichen großen Versuchsdauer wegen, praktisch nicht ausführbar. Ein anderer Ausgangspunkt für die Zusammensetzung des Gasgemisches wäre die Annahme des Verhältnisses von C0₂: 0., in dem sich diese Gase in atmosphärischen H₂0 gelöst finden. Nach der Angabe auf Seite 2 würde dann das Verhältnis der zu verwendenden Mengen von C0₂ und 0 sich wie 1,8 : 33,8 oder annähernd wie 1 : 19 stellen. Da nun aber in Wirklichkeit, wie auch bei dem zu beschreibenden Versuch, weder die Atmosphärengase in rein gasförmigem, trocknem Zustande zur Wirkung kommen noch auch die Wirkung vollkommen tropfbarflüssigen Wassers mit den darin gelösten Luftgasen vorliegt, so kann schon aus diesem Grunde, weder die eine noch die andere der beiden Annahmen zutreffend sein. Als das Richtige erschiene hiernach vielmehr ein gewisser Mittelwert für das Verhältnis von C0₂ : 0. Eine genauere Prüfung lehrt jedoch, daß das Verhältnis der beiden Gasmengen bezw. Einwirkungszeiten am passendsten überhaupt ein ganz anderes und auf ganz anderem Weg zu findendes sein muß. —

Das Ergebniß der chemischen Einwirkung der beiden Gase, welches hier allein in Frage kommt, ist gleichbedeutend mit Zahl, Art und Menge der während des Versuchs zustande kommenden neuen Verbindungen. Denken wir uns nun die Bildung derselben bis zu irgend einem bestimmten Stadium, z. B. gleich soweit vorgeschritten, daß keine weiteren chemischen Veränderungen am Probeobjekt mehr eintreten können, so- ist klar, daß hierzu auch eine ganz bestimmte Raummenge 60₂-Gas und ebenso O-Gas erforderlich gewesen und verbraucht worden ist. Es muß also in jedem Falle, insbesondere auch für das Endstadium der Einwirkung, ein ganz bestimmtes Verhältnis der wirksamen Gasmengen bestehen, welches durchaus von der chemischen Zusammensetzung und dem chemischen Verhalten des jeweiligen Probeobjekts abhängig ist. Ein Überschuß an dem einen oder andern der beiden Gase spielt dabei keine weitere chemischaktive Rolle mehr und ist deshalb unnützer Ballast. Ebenso wird der Gang des gesamten chemischen Umwandlungsprozesses bis zur Lösung und Entfernung der einzelnen chemischen Neubildungen eine ganz be-

Seipp, Wetterbeständigkeit der natürlichen Bausteine.

stimmte Mindest-Wassermenge erfordern, welche zur Verfügung stehen muß und welche ihrerseits gleichfalls von der chemischen Beschaffenheit des Probeobjekts abhängig ist. Nach dieser letzteren also wird in jedem einzelnen Falle füglich das passende Mengenverhältnis der drei Probeagentien CO₂, 0 und H₂0 festzusetzen sein, um Versuchsbedingungen zu gewinnen, welche einen der Wirklichkeit thunlichst entsprechenden Anhalt gewähren. Dies soll im folgenden speziell für die Dachschieser a bis K versucht werden, und zwar wird es angemessen sein, dabei für die angreifbaren, also vorwiegend in Betracht kommenden chemischen Komponenten:

FeO, MgO, CaO, K₂0, Na₂0, FeS₂, Fe₂0₃, A1₂03 die ungefähren Größtwerte:

12%; 2%; 8%; 6%; 5%; 1,5%; (15<y₀); 28% in Rechnung zu ziehen, welche den Analysen der 10 Schiefersorten zu entnehmen sind (vgl. Abschn. VI).

Allgemein sollen die prozentischen Mengen jener Komponenten bezüglich mit a, ß, y, ö, e, f, jtt, &, das absolute Gewicht der Probeplatten im Durchschnitt mit g bezeichnet werden.

Ungefähre Berechnung der wirksamen Mitiimm von CO», 0 und H₂0 unter der Voraussetzung, daß die ganze Menge der in den Probeplatten enthaltenen angreifbaren Stoffe oder proportionale Teile derselben in Lösung gehen oder fortgespült werden.

Die chemischen Vorgänge bei der gleichzeitigen Einwirkung von C0₂, 0 und H₂0 werden in Wirklichkeit wohl fast unübersehbar kompliziert, z. T. auch unberechenbar sein. Wir beschränken uns darum und weil die folgende Rechnung doch nur beanspruchen kann, einen ganz rohen Anhalt für den Versuch zu liefern, auf das Wesentlichste jener Vorgänge. Zunächst wird einfach angenommen, daß einmal nur C0₂ allein nebst H₂0 auf die Probeplatten einwirke, und das andermal, statt dessen nur 0 allein nebst H»0.

I. CO» allein nebst H»0.

A. Zur Bildung der primären Karbonate von FeO, MgO, CaO, K₂0, Na₂0 erforderliche Mengen von C0₂ und H₂0 — u.

1. FeO =

100

g liefert primäres Ferrokarbonat nach der

Gleichung:

FeO + 2 (C0₂) + H₂0 = FeH₂ (C0₃)₂. Zur Bildung desselben wären mithin erforderlich:

a) C0₂ =

88

100 ⁻ 72

= 0,01222 . a . g g,

b) H₂0 =

g . a 18

100 ' 72

— 0,00250 . a . g g.

2. MgO =

g. Es werde von der idealen Gleichung:

MgO + 2 (C0₂) + H₂0 = MgH₂ (C0₃)2 ausgegangen unter der allerdings hypothetischen Voraussetzung, daß dieLös-lichkeit sich etwa bildender basischer Karbonate des Magnesiums in C0₂= haltigem Wasser auf der Bildung primären Magnesiumkarbonats beruht.*) Zur Bildung des MgH., (C0₃)₂ wären erforderlich: g • ß 88 100 ‘ 40 g-ß 18 100 ’ 40

100

a) C0₂ =

b) H₂0 =

3. CaO =

100

= 0,02200 . ß . g g,

= 0,00450 . ß . g g.

g. Ausgangspunkt bildet die Gleichung:

CaO + 2 (C0₂) + H₂0 = CaH₂ (C0₃)₂.

Zur Bildung des primären Ca-Karbonats erforderlich:

a) C0₂ =

88

100 • 56

= 0,01571 . y . g g,

b) H₂0 =

g • y 18 100 • 56

= 0,00321 . y . g g.

4. K₂0 =

100

g. Nach der Gleichung:

K₂0 + 2 (C0₂) -(- H₂0 = 2KH (C0₃), sind zur Bildung des primären Karbonats erforderlich: g . 3    88

a) C0₂ =

100 • i = 0,00936 • <5 • g g,

b) h₂o =

g • 6    18

100 • 94

= 0,00191 . ö . g g.

5. Na^O —

100 g"

*) So kann man sich vorstellen, daß bei der Lösung der Magnesia alba in 002-haltigem Wasser das primäre Karbonat entstehe nach der Gleichung: Mg (H0)₂, 3 (MgC0₃) + 5C0₂ + 3H₂0 = 4 [MgH₂ (C0₃)₂].

4*

Erforderlich:

Na^O + 2 (C0₂) + H₂0 = 2NaH (C0₃).

a) C0₂ =

b) H₂0 =

g . s 88 100 ’ 62 g . £    18

100 ' 62

= 0,01419 . s . g g,

— 0,00290 . £ . g g.

B. Zur Wsnng der primären Karbonate mindestens erforderliche Wassermenge v.

Die hier benutzten Löslichkeitsangaben beziehen sich auf normalen Luftdruck und etwa 15° C Temperatur (als niedrig gegriffene Mittelwerte während des Versuchs).

1. NaHCOg. Ein Gewichtsteil bedarf ca. 11 Gewichtsteile H₂0 zur Lösung*); also erforderliches

H₂0 =

168

100 ‘ 62

. 11 = 0,29807 . £ . g cm³.

2. KHCOg. Ein Gewichtsteil bedarf ca. 3,5 Gewichtsteile H₂0 zur Lösung; also erforderliches g. ö 200 100 " 94

H,0 =

. 3,5 — 0,07447 . S . g cm³.

3. CaH₂ (C0₃)₂. Den vorhandenen Löslichkeitsangaben gemäß [— direkte für CaH₂ (C0₃)₂ fehlen —] löst ein 1 mit C0₂ gesättigtes H₂0 bei 10° C 0,88 g CaC0₃. Demnach wäre zur Lösung

einer den vorhandenen

100

g CaO entsprechenden CaCOz-Menge,

nämlich zur Lösung von forderlich von H₂0 =

100

100 ' ™56~ ^ bin Wasserquantum er-

100 1 100 • 56 • 0,88 4. MgH₂ (C0₃)₂ und FeH₂ (C0₃)₂.

Löslichkeitsangaben fehlen gänzlich.

Nimmt man, um sicher zu gehen, an: es wäre zur Lösung des gesamten MgO und FcO zusammen etwa die 4-fache B₂0-Menge nötig

dem³ = 20,29 . y . g cm⁸.

*) Bezüglich der Löslichkeitsangaben vgl. u. a.: „Phfikalisch-chemische Tabellen von Laudolt und Börnstein, Julius Springer, Berlin 1894".

wie zur Lösung des in den Probeplatten enthaltenen CaO, so würde ein Bedarf an

H,,0 — 4 . 20,29 . y . g cm³

in Rechnung zu setzen sein.

C. Gesamte erforderliche C0₂= und H₂0-Menge x bezw. y.

1. Gesamte, zur Bildung der primären Karbonate erforderliche C0₂-Menge, da 1 1 C0₂ etwa 1,98 g wiegt: x = [0,01222 . a + 0,02200 . ß + 0,01571 . y + 0,00936 . d +

0,01419 . e] . g . ™ 1.

Nach Einsetzung der Werte a = 12, ß = 2 u. s. w. hat man die erforderliche C0₂-Menge:

x — 0,224 . g 1.

2. Gesamte zur Bildung und Lösung der primären Karbonate erforderliche 8₂0-Menge y = u -)- v.

Es ist:

u = (0,00250 . a -f 0,00450 . ß + 0,00321 . y + 0,00191 . d + 0,00290 . e) . g cm⁸ und

v = (0,29807 . e + 0,07447 . d + 5 .20,29 . y) . g cm³, folglich die erforderliche H₂0-Menge:

y = (0,00250 . a + 0,00450 . ß + 101,45321 . y + 0,07638 . ö -(- 0,30097 . e) . g cm8 oder mit den obigen Zahlenwerten:

y — 813,628 . g cm³ oder y — 0,814 . g 1.

¹

Erst wenn nach jahrzehnte- bis jahrhundertelanger Lufteinwirkung auf Bausteine eine stärkere Verwitterungsschicht sich thatsächlich abgelöst hätte, würde man den weiteren Substanzverlnst der übrigen Masse gegen jene vernachlässigen dürfen.

²

Ein hierher gehöriges Beispiel ist die, bereits S. 15 erwähnte, vom Oberingenieur Gobin in Lyon mitgeteilte und auf Wärmeausdehnung, allerdings im Wechsel mit Frost, zurückgeführte Zerstörung jenes Granitkreuzes in Saint Pal de Mons. — Die Richtigkeit der betreffenden Ausführungen bleibt auch dann noch bestehen, wenn, was nicht unmöglich scheint, die letzte Zerstörungsursache auf die Materialbearbeitung oder auch auf die Anfangsbeschaffenheit des Materials zurückgeführt werden müßte.

³

Eine Ausnahme macht eine Untersuchung von A. Johnstone, worin die Einwirkung von reinem 00₂-haltigen H₂0 auf 2 Glimmer untersucht wird, s. Quat. Jour. geol. soc. XLV, 1889. — In der obenerwähnten Weise dagegen operierten: Struve; Gebr. Rogers, Americ. Jour, of Sciences a. Arts, May 1848; Dittrich, Jour. f. prakt. Chem., Bd. 74, p. 129ff.; Haushofer, Journ. f. prakt. Chem., Bd. 103, p. 131 ff.; M. Daubree, Jahresber. über die Fortschritte aus d. Gesamtgebiete d. Agrikulturchemie, 1867, p. 10; Alfons du Cossa, Recherche di Chim. miner., Udine 1868 und Journ. f. prakt. Chem., Bd. 103, p. 125 und Bd. 106, p. 381; H. Ludwig, Archiv d. Pharmacie, Bd. 91, p. 147; F. Hoppe-Seyler, Zeitschr. d. deutsch, geolog. Gesellsch., 1875, p. 515; R. Müller, Tschermak, Mineral. Mitteil., 1877, Heft I, S. 25; E. W. Hoffmann, Untersuch, über den Einst. v. gewöhnt. Wasser auf Silikate, 1882.

⁴

Ein hierher gehöriges, bekanntes Beispiel einer Gesteinsprüfung, mittels 00₂-haltigem Wasser, wobei die Pulverform und der erhöhte Gasdruck (4¹/₂ Atm.) zur Anwendung kamen, bildet die Arbeit von A. Tschirch und O. Osterle „Über Sandsteinanalysen" in d. schweizer. Wochenschr. f. Pharmacie, 1891, Nr. 40.

II. 0 allein nebst H₂0.

Als der Oxydation und Hydratisierung unterworfen, könnten in Betracht kommen: FeS₂, FeO und Fe₃0₄. Von Fe₃0₄ (Magnetit) darf, weil in nur einer der Schiefersorten (k) und in geringerer Menge vorkommend, in der folgenden Rechnung Abstand genommen werden (s. die Analysen, Abschn. VI). Das Verhalten des Fe₂0₃ mag dahin gestellt bleiben.

1. FeS₂, Pyrit (Markasit = FeS₂ ist in den 10 Schiefersorten nicht gefunden, Magnetkies ganz ausgeschlossen). Die Zersetzung des Pyrits betreffend, darf angenommen werden, daß sich zunächst Ferrosulfat und freie H₂S0₄ bildet, gemäß der Gleichung:

2 [(FeS₂) + 70 + H₂0] = 2Fe (S0₄) + 2H₂S0₄.

Von basischen, unlöslichen Sulfaten des Fe, die sich weiterhin bilden könnten, von denen aber an den Platten niemals eine Spur beobachtet wurde, soll abgesehen werden. Dagegen ist anzunehmen, daß die gebildete H₂S0₄ mit dem 0 zusammen sogleich auf das Ferrosulfat einwirke:

2 FeS0₄ -f 2 H₂S0₄ + 0 = Fe₂ (S0₄)₃ + H₂S0₄ + H₂0, sodaß schließlich Ferrisulfat und freie Schwefelsäure resultieren.

In summarischer Schreibweise:

2 FeS₂ + 15 0 + H₂0 = Fe₂ (S0₄)₃ -f H₂S0₄.

Hiernach wären zur Zersetzung des FeS₂ erforderlich:

240

a) 0 =

100 2 . 120

= 0,01000 . £ . g g,

b) H₂0 =

g.£

18

100 ‘ 2 . 120

= 0,00075 . £ g g,

und es entstehen folgende Mengen Sulfat und freie Schwefelsäure:

c) Fe₂ (S0₄)s =

400

100 ' 2.120

= 0,01667 . £ . g g

= 0,02501 . g g,

-    0,00408 . £ . g g.

d) h₂so₄ =

98

110 • 2 . 120

Die zur Entführung des schwerlöslichen Fe₂ (80₄)₃ erforderliche Wassermenge ist wegen Mangels an Angaben zunächst nicht festzustellen. Zum Schluß soll darauf zurückgekommen werden.

2. FeO. Die Bildungsgleichung für das Ferrihydroxyd lautet, wenn man mangels anderweiter sicherer Anhaltspunkte sich an das normale Hydrat hält:

2 (FeO) + 30 + 3 (H₂0) = Fe₂ (HO)«.

Erforderlich sind also, wenn die volle Menge des vorhandenen FeO in Rechnung gestellt wird, obgleich dies schon einnial unter IA1,    51, geschehen war:

e) 0 =

48

100 ’ 144

— 0,00333 . a . g g,

g . a 54 100 ’ 144

Die zur Fortspülung des unlöslichen Fe₂ (HO)« erforderliche H₂0-Menge ist natürlich eine unbestimmte. Nach dem Vorstehenden sind zur Oxydation und Hydratisierung des FeS₂ und FeO insgesamt erforderlich:

f) h₂o =

— 0,00376 . a . g g.

III. C0₂ uni» 0 zusammen nebst H₂0.

Die nach II 1, S. 54 gebildete freie H₂S0₄ wird sich, wenn die unter I und II betrachteten Vorgänge kombiniert auftreten, mit den gelösten primären Karbonaten in der Weise umsetzen, daß unter 60₂-Abscheidung die neutralen Sulfate der Metalle entstehen und zwar entsprechen 1 Mol. H₂S0₄ stets 2 Mol. freiwerdende C0₂ z. B.

CaH₂ (C0₃)₂ + H₂S0₄ = CaS0₄, 2H₂0 + 2C0₂.

Da nun nach I A3:

162

100 ’ 56

= 0,23143 g g CaH₂ (C0₈)₂

vorhanden sind, zu deren Umsetzung aber nach dem vorigen nur 0,00408 . £ . g = 0,00612 g g H₂S0₄ anstatt 0,140 g g zur Verfügung stehen, so ist ersichtlich, daß die gesamte Sulfatbildung nur eine sehr geringe sein kann. So könnte z. B., wenn es zur Gipsbildung allein käme, nicht mehr als:

172

0,00612 . g -Qg- = 0,01074 . g g Gips

entstehen und gleichzeitig nicht mehr als

00 00

1.0 = 0,01000 . £ . g + 0,00333 . a . g g = 0,05496 . g g oder,

0,05496

da 11 0 etwa 1,43 g wiegt, =

2. HoO = 0,00075 . £ . g-(- 0,00376 . a . g g = 0,04625 g g oder H₂0 = 0,000046 g 1.

1,43

gl oder 0 = 0,038 g 1.

Q

0,00612 . g § = 0,00550 . g g C0₂

oder

0,00550

g = 0,00278 glC0₂

frei werden. Die zur Lösung von 0,01074 g g Calceiumsulfat erforderliche U₂0-Menge berechnet sich:

0,01074 . g 380 = 4,08 g cm» = 0,00408 . gl, da 1 g Substanz ca. 380 g Lösungswasser erfordert. Diese H₂0= Menge ist jedenfalls sehr hoch gegriffen, da Gips das schwerlöslichste aller hier in Betracht kommenden Sulfate ist und, falls sich außer demselben noch andere Sulfate, z. B. von Kali, Natron re. bilden, die Löslichkeit dieser Neubildungen sogleich erheblich wächst. Trotzdem spielt diese Wassermenge von 0,004 . gl im Vergleich zu der oben sub. I . C gefundenen : y — 0,814 g 1 keine nennenswerte Rolle, und selbst, wenn man für den 8₂0-Bedarf noch die Krystallwassermenge der verschiedenen Sulfate mit in Rechnung ziehen wollte, so würde dies — wie eine schätzungsweise Rechnung lehrt — doch immer noch keine wesentliche Steigerung des H₂0:33ebarf§ bedingen. Auch die wahrscheinlich sich bildenden alaunartigen Doppelsalze und das Zusammenwirken der freien H₂S0₄ mit dem gebildeten Fe» (HO)₆ und vielleicht sogar mit dem Schiefermaterial selbst, erfordern keine Rücksichtsnahme, da ihr Einfluß auf die Rechnung nur ein ganz minimaler sein könnte. Die freiwerdende 00₂-Menge 0,00278 g 1 andererseits ist so gering, daß sie keine wesentliche Ermäßigung des unter 10 1 ermittelten Bedarfs an C0₂ von rd 0,22 g 1 bedeutet. Es kann also, auch int Fall des Zusammenwirkens von C0₂, und 0 bei obigen Zahlen, ohne Zuschlag oder Abzug, füglich sein Bewenden haben. Rur wäre der H₂0-Bedarf noch um den Betrag für die Lösung des Fe₂(S0₄)₃ zu erhöhen. Nimmt man, um sicher zu gehen, an, daß 1 g Substanz 1000 cm¹ 2 3 H₂0 zur Lösung erfordern, so macht dies für 0,02501 g doch erst ca. 0,025 g l H₂0, und kommt also erst in der zweiten Dezimale der Gesamtsumme zum Ausdruck. Man findet insgesamt erforderliches H₂0 — 0,84 g . I. Alles in allem genommen, würde sich nun zur völligen Entführung der angreifbaren Plattenbestandteile eine erforderliche Gesamtmenge berechnen:

an C0₂ = 0,22 . g 1,

„ 0=0,04. gl,

„ H₂0 = 0,84 . g 1.

Die erforderlichen Mengen der drei Stoffe verhalten sich demnach annähernd wie:

betn Gehalt des atmosphärischen Wassers an C0₂ unb 0 entsprechendes Verhältnis der drei Agentien. Wie man sieht, ist die erforderliche Wassermenge wesentlich dnrch die Bildnng unb Lösung der Bikarbonate bedingt, denen gegenüber die Vorgänge sub. II in dieser Hinsicht keine Rolle spielen.

Abb. 6.

—-1

Nach Erledigung der bis dahin aufgeworfenen Vorfragen war nun zunächst über die Art und Weise zu beschließen, wie die Einwirkung des 60₂- und O-Gases, sowie die des H₂0 auf die Probeplatten am besten ins Werk zu setzen wäre. Die Gase standen im chem. Univ. Laboratorium in hinreichendem Vorrat im komprimierten Zustande zur Verfügung. Die verdichtete C0₂ war von der Firma Singen & Baumgart, Mitinhaber der Ostpreußischen Kohlensäure-Industrie Retzlaff & Co. in Königsberg i. Pr. geliefert, der verdichtete 0 von Dr. Th. Elkan in Berlin bezogen. Über die Art des Zutritts der beiden Gase und des Wassers zu den Platten wurde eine Anzahl möglicher verschiedenartiger Versuchsanordnungen in Erwägung gezogen und es dürfte vielleicht interessieren, den Werdegang der end-giltigen Anordnung hier kurz zu skizzieren. Die erste Möglichkeit bestand wohl darin, daß die Platten gemeinsam in einen kastenartigen Behälter mit H.,0 am Deckel desselben aufgehängt und in das H₂0 eingesenkt werden sollten. Durch eine Öffnung im Kastendeckel sollte das gläserne Gaszuleitungsrohr in das Wasser tauchen, durch eine zweite Öffnung im Kastendeckel sollten dann die Gase wieder austreten. Der Behälter war als aus zwei Holz-kästenbestehend gedacht, deren einer

in den andern mit oben bündigen Rändern hineingesetzt und deren Zwischenraum behufs Wasserdichtung mit Pech-Terpentinkitt bis fast an den Rand ausgegossen werden sollte. Die oben somit verbleibende Nut war für die Einpaßung des Deckels bestimmt. An Stelle des hölzernen Doppelkastens, dessen Material schon nicht einwandsfrei erschien, trat alsbald — jedoch nur in der Idee — ein glasierter Trog

aus Steingut, etwa wie ihn Abb. 6 darstellt. Derselbe sollte mit gasdichtem Wasserverschluß für den Deckel versehen sein und der letztere sollte Löcher zur Aufnahme durchbohrter, luftdicht passender Kautschuk-Stöpsel erhalten, durch deren Öffnungen Glasstäbe für die daran aufzuhängenden Probestücke gleichfalls luftdicht einzupassen gewesen wären. Um nämlich die Art der Wasserwirkung möglichst der in Wirklichkeit mit ihren wechselnden Durchfeuchtungsgraden stattfindenden konform zu machen, sollten die Platten abwechselnd nur dem Wasserdampf und dem flüssigen H₂0 ausgesetzt werden, was durch die erwähnte Tauch-Anordnung leicht erreichbar. Aber auch der Versuchstrog wurde bald verworfen, teils des Kostenpunkts wegen, teils weil eine gesonderte Aufhängung der Platten in einzelnen Behältern doch wünschenswert, ja eigentlich unerläßlich schien. Denn beim Tauchen der Platten war eine wechselsweise Einwirkung der in Lösung gegangenen Stoffe von Platte zu Platte, also eine Trübung der Versuchsergebnisse zu befürchten. Verworfen wurde dementsprechend ^    , auch der vorübergehend aufgetauchte Gedanke,

Abb. 7.

r* einzelne Versuchsflaschen mit abgesprengten LL1_ Böden zu verwenden, welche durch Glasröhren zur Durchleitung der Gase untereinander verbunden waren und je eine Probeplatte aufzunehmen hatten, die also in einen gemeinsamen Wasserbehälter tauchten. Die endgiltige Anordnung nun ist aus dem Lichtdruckblatt Tafel II, sowie aus Abb.7u ersichtlich und bestand in folgendem: Die zehn Versuchsflaschen, aus derselben Glassorte und von genau gleicher Gestalt und Größe, waren, mit der genau gleichen H₂0-Füllung = 295 cm³ versehen, auf einem Fenstertisch des Arbeitskellers im Universitäts-Laboratorium in einer Reihe aufgestellt. Jede derselben erhielt einen dreifachdurchbohrten Kautschukstöpsel. Durch die mittlere Öffnung desselben wurde der am oberen Ende mit Handhabe versehene Glasstab eingebracht, dessen unteres Ende mittelst einer durch Ausziehen und Umbiegen - - l'OWVgebildeten Öse die Probeplatte an einem ausgeglühten dünnen Platindraht trug. Durch die

beiden seitlichen Öffnungen eines jeden Flaschenstöpsels wurden 5 mm Dicke, weiter oberhalb rechtwinklig umgebogene Glasröhren eingeführt, welche unterhalb des Stöpsels, um der Platte hinreichend Raum zu lassen, etwas nach außen aufgebogen waren, dann aber wieder lotrecht nach unten verliefen. Die eine dieser Röhren: die Gas zu leitungsröhre z (f. Abb. 7 und 7a), reichte bis dicht über das Flüssigkeitsniveau

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Abb. 7a.

hinab, die andere: die Gas ab leitungsröhre a, endigte einige cm unterhalb des Stöpselendes. Die Zuleitungsröhre einer jeden Flasche war dem Ansang der ganzen Flaschenbatterie, wo die OO^-Bombe lagerte, zugewendet. Von hier bis zum Ende der Flaschenreihe folgten die Platten in den Flaschen nach der Ordnung: a, b, c, d, e, f, g, h, i, k. Das Gaszuleitungsrohr z einer jeden Flasche war mit dem Ableitungs-rohre a der vorhergehenden durch ein Stück Kautschukschlauch gasdicht verbunden. Ebenso das Zuleitungsrohr der ersten Flasche a mit einer rechtwinklig umgebogenen Glasröhre, die — durch die Öffnung des Kautschukstöpsels eingeführt — in eine vorgelegte, dreifach tubulierte Woulff'sche Flasche einige cm unterhalb des Tubus endigte. Der Stöpsel des mittleren Tubus trug eine ca. 1 m lange Sicherheitsröhre und der Stöpsel der dritten Flaschenöffnung nahm eine rechtwinklig umgebogene Glasröhre auf, welche mittelst Kautschukschlauches mit dem Ausflußmundstück der 60₂-Bombe in Verbindung gesetzt war. Jene Glasröhre tauchte ebenso wie die Sicherheitsröhre etwa 1 cm in das H₂0 ein, welches die Woulff'sche Flasche ungefähr zu einem Drittel füllte. Eine ebensolche Flasche mit Sicherheitsrohr befand sich am Batterieende; ihre tiefergeführte Glasröhre, durch welche der Gasstrom beim Verlassen der Batterie in die Flasche eintrat, war mit dem Gasaustrittsrohr a der Flasche k durch Gummischlauch verbunden. Beim Öffnen der 00₂-Bombe durch Umdrehen des Ventil-Rädchens, nahm das Gas, nachdem es in der Woulff'schen Flasche gewaschen (von Fettspuren 2C. befreit) worden, seinen Weg durch sämtliche Flaschen, jede Platte in gleicher Weise umströmend und das Lösungswasser in jeder in gleichem Maße sättigend. Beim Schließen der Ausströmungsröhre der Woulff'schen Flasche am Battrieende mit dem Daumen stieg deren Flüssigkeit im Sicherheitsrohr sofort hoch empor, zum Zeichen eines guten Schlusses der Stöpsel und Schlauchverbindungen der Batterie. Durch die beschriebene, durchweg gleiche Einrichtung der 10 Versuchsflaschen wurde folgendes erreicht:

1.    wurde das Prüfungsversahren vollständig unabhängig gemacht vom Gasdruck, (Nichteintauchen der Röhren in das Lösungswasser). Derselbe war in allen Flaschen der gleiche, dem gerade herrschenden Luftdruck entsprechend, abgesehen von einer geringen Erhöhung infolge des Eintauchens des Zuleitungsrohrs der beiden Woulff'schen Flaschen (gemessen also durch eine etwa 2 cm hohe Wassersäule).

2.    wurde ein vollständiges und gleichmäßiges Umspülen der ganzen Platten durch den Gasstrom in mehr lotrechtem Sinne bewirkt. Bei gleicher Länge der beiden Flaschenröhren wäre nur mehr eine wagrechte Strömung gegen einen beschränkten Plattenteil zu erwarten gewesen.

3. Die Tauchvorrichtung ermöglicht (wie schon erwähnt) einen Wechsel im Grad der Durchfeuchtung der Platten innerhalb der beiden

4. Durch die Separierung der einzelnen Platten und ihrer Lösungsflüssigkeit ist jede fremdartige Beeinflussung des Versuches ausgeschlossen, ausgenommen höchstens die, welche auf Rechnung der Angreifbarkeit der Flaschenwand selbst und der übrigen Glasteile zu setzen wäre. (Im vorliegenden Falle gab das Wasser der Woulff'schen Flaschen, nach Beendigung der Versuche, beim Eindampfen einen kaum sichtbaren und völlig unwägbaren Rückstand, so daß also eine Einwirkung des 00₂- und O-Haltigen H₂0 auf das Glas gar nicht in Betracht kam. Ebensowenig war sicherlich ein nachteiliger Einfluß auf die Probeplatten aus einer etwaigen Wechselwirkung zwischen der gelösten Plattensubstanz und den Glasbestandstosfen zu befürchten).

Grenzen: Sättigung mit Wasserdampf bei gehobenen Platten und Sättigung mit tropfbar flüssigem Wasser nach längerem Eintauchen der Platten.

5.    Das Lösungswasser für jede einzelne Flasche kann nach beendigtem Versuch in der betreffenden Flasche selbst zur etwaigen Analysierung bequem aufbewahrt werden.

6.    Die ganze Vorrichtung ist beliebig erweiterungsfähig, nimmt, auseinandergenommen, wenig Platz ein und verursacht verhältnismäßig geringe Kosten.

Nachdem somit ein allen nicht übertriebenen Forderungen gerecht werdender Apparat für den künstlichen Verwitterungsversuch dieses Abschnitts hergestellt war, erfolgte die Trocknung und Wägung und dann die Exposition der Platten. Es wurde das s. Z. von Fresenius⁴) gewählte Plattenformat ⁷/s cm benutzt, welches sich auch für die weiteren Versuche als ganz zweckmäßig erwies. Die Probestücke waren aus der Schieferplatte vorsichtig herausgesägt. Die Öffnung für den Platindraht war mit einem Drillbohrer gebohrt und mit Hilfe eines Buchsbaumstäbchens glatt ausgerieben, um nachträgliches Loslösen feiner Schieferteilchen durch den Draht zu vermeiden. Hierauf wurden die Platten behutsam mit trocknen: Hirschleder abgerieben und nach vorhergegangener kurzer Erwärmung in einem der großen Dampftrockenschränke des chemischen Instituts, in einen passenden, außen mit Asbestpappe bekleideten Thermostaten der größeren Art gebracht. Hierin erfolgte das Trocknen bis zur Gewichtskonstanz bei 105° C. Die Anwendung höherer Temperatur, wodurch allerdings die Trockenarbeit

sehr beschleunigt hätte werden können, erschien wegen möglicherweise auftretender Sprengrisse und Beschädigungen der Platten infolge allzuheftiger Verdampfung der Feuchtigkeit im Platteninnern bedenklich und unterblieb deshalb. Die Regulierung der Temperatur im Thermostaten geschah anfangs mittelst besonderen Regulators, später ebenso sicher als einfach mittelst eines gewöhnlichen Quetschhahns am Gummischlauch für die Gaszuführung zum Brenner. Die Platten ruhten im Thermostaten auf und zwischen den sehr dünnen verzinnten Eisendrähten eines eigens hierzu angefertigen Gestelles, welches Abb. 8 wiedergiebt. Hierdurch wurde erreicht 1. daß sämtliche Platten allseitig von demselben erwärmten Luftstrom umspült waren, 2. daß keine die andern berührte und

Abb. 8.

-J —

in

3. daß das Herausnehmen derselben aus dem Thermostaten und das Wieder-zurückbringen in denselben so schnell wie nur irgend möglich erfolgen konnte. Nach einer mindestens 5-stündigen, in der Regel aber 8- und manchmal 10-stündigen, ununterbrochenen Erwärmung wurden die Platten in ihrem Gestell aus dem Thermostaten in einen geräumigen Exsikkator mit konzentrierter H9SO4 gebracht und nach erfolgter vollkommener Abkühlung (nach ca. V2 bis SU St.) gewogen. Die Wägungen gingen, nachdem das ungefähre Gewicht (durch die erste Wägung) einmal bekannt war, sehr schnell von statten und erforderten 3 bis 4 Minuten Zeit für jede Platte. Anfangs erfolgten sie auf der offenen Wagschale, gegen das Ende hin, als die Gewichtsabnahme nicht mehr bedeutend war, in besonderen luftdicht verschließbaren Wägegefäßen aus Glas. Diese Vorsicht hätte übrigens, wie vergleichende Wägungen zeigten, für die • Mehrzahl der Platten ebensogut unterbleiben können, da die Gewichtszunahme während der offen vorgenommenen Wägung bei der kurzen Dauer derselben nur eine ganz minimale, zumeist nicht meßbare war. Die Gewichtskonstanz trat bei den einzelnen Platten, wie durch ihre verschiedene Stärke und phpsikalische Natur erklärlich, im allgemeinen zu verschiedenen Zeitpunkten und dann gruppenweise ein. Die Trocken-

bauet war demnach eine ungleiche; im Durchschnitt betrug sie etwa 50 Stunden. Die Platten wurden stets nur mittelst einer mit Wildleder bewickelten Zange angefaßt. Das luftdichte Aufsitzen der Exsikkator-Glocken auf deren gläserner Fußplatte wurde durch sorgfältige Talgung gesichert. Talgflecken, die auf einer Platte entstanden waren, wurden augenblicklich mittelst Äther entfernt; ein von einer Platte abgegangenes Splitterchen wurde sorgfältigst bis ans Ende immer mitgewogen.

Auf einige mögliche Fehlerquellen bei der beschriebenen Arbeit muß hingewiesen werden:

1.    scheint    die    Möglichkeit    eines gegenseitigen Austausches der    noch    vorhandenen    Feuchtigkeit    der Platten im

Exsikkator, während sie also, in demselben Raum befindlich, dem gleichmäßig trocknenden Lufstrom nun entzogen waren, nicht ausgeschlossen. Vielmehr wurde dies durch manchmal beobachtete, unerwartete, jedoch verhältnismäßig geringe Gewichtszunahmen einzelner Platten, vermutlich auf Kosten anderer, wahrscheinlich gemacht. Gegen das Ende der Trocknung der Plattenmehrzahl trat diese Erscheinung jedoch niemals    mehr    ein und es    ist ja auch    an sich klar, daß,

sobald einmal die Feuchtigkeitsabgabe    bei 105° C.    nahezu beendet ist,

bei der niedrigeren Temperatur im Exsikkator eine solche nicht mehr von Platte zu Platte erfolgen kann. Diese Fehlerquelle eliminiert sich also am Ende von selbst.

2.    ist es unvermeidlich, daß bei der sueeessiven Entnahme der Platten aus dem Exsikkator immer etwas Luft und damit auch Feuchtigkeit in den letzteren eindringt und die Wägungszahlen etwas zu groß ausfallen macht. Merklich war dieser Fehler, wie leicht festgestellt werden konnte, infolge der Schnelligkeit der Manipulationen, erst, nachdem etwa die Hälfte der (10 oder 14) Platten bereits gewogen war und nennenswert überhaupt erst bei den letzten Platten. Diese unvermeidliche Fehlerquelle wurde, so weit wie möglich, einfach dadurch paralysiert, daß diejenigen Platten, welche sich ersichtlich bereits der Gewichtskoustanz näherten, stets zuerst gewogen wurden bis die Zahl der noch zu wägenden Platten so gering geworden war, daß der Fehler von selbst als unmerklich fortfiel.

3.    Ein dritter, ebenfalls ganz unvermeidlicher, übrigens zu vernachlässigender Fehler ist schon durch den Transport der Platten vom Exsikkator zur Wage re. bedingt.

Nach Beendigung der Wägung wurden die Platten in der beschriebenen Weise an den Tauchstäben befestigt und alle zehn zunächst auf 40 Stunden völlig unter das Wasser getaucht. Am 20. Juli 1896, um 9 Uhr vormittags, begann, nachdem vorher sämtliche Platten wieder gehoben waren, die Einleitung, zunächst des 60»-Gases. Beim Heben der Platten stieg das Wasser in dem Sicherheitsrohr der Woulff'schen Flasche (hinter k) plötzlich um 2—3 cm, zum abermaligen Zeichen eines guten Schlusses aller Verbindungen. Nun wurde in thunlichst regelmäßigem Wechsel 0- und 60»-Gas durch den Apparat streichen gelassen. Jedesmal, sobald eine solche Durchleitung beendet war, aber auch in der Zwischenzeit, in Intervallen von anfangs 5 bis 7, später 3 Tagen, wurden die Platten sämtlich getaucht, um die unter dem Einfluß der Gase entstandenen Neubildungen aufzulösen bezw. fortzuspülen und die Wassertränkung zu bewirken. Die Konstanz des Gasstromes wurde schätzungsweise durch Zählen der Gasblasen kontrolliert, die pro Minute aus einer Schale mit Wasser austraten, in welches eine an die Woulff'sche Flasche bei k angesetzte Glasröhre eintauchte. Genauer erfolgte diese Kontrolle ab und zu dadurch, daß das Gas aus dieser Röhre in einen graduierten, in einer Schale mit Wasser umgestülpten, mit Wasser gefüllten Glascylinder eintrat. Am 21. November 1896, früh 8 Uhr, war die letzte O-Einleitung, welche den Schluß des ganzen Versuchs bildete, beendet. Die Gesamteinleitungsdauer hatte 2941 Stunden — 4 Monate 2y₂ Tage betragen. Die leere O-Bombe wurde entfernt, und die Flaschen wurden, nachdem vorher die Platten vorsichtig herausgenommen waren, zu weiteren Prüfungen aufbewahrt, zu welchem Ende ihre Gummischlauchstücke Glasstöpselverschlüsse erhielten. Die zehn Probeplatten wurden jede in eine besondere Krystallisationsschale mit H₂0 gebracht, wo sie einige Stunden unter mehrmaligem Wasserwechsel verblieben, um schließlich noch vorsichtig abgewaschen zu werden. Das Waschwasser einer jeden Platte kam in die betreffende Versuchsflasche zurück. Dann wurden die Platten zwischen Filtrierpapier vorsichtig abgetrocknet und zuerst einige Stunden in den Dampftrockenofen gebracht, worauf erst das eigentliche Trocknen in demselben Thermostaten bei 105° C. erfolgte, in dem die Platten vor dem Versuch gewesen waren. Tabelle II enthält die Anfangs- und Endtrockengewichte (Sp. 8 ,unb 9), sowie die Gewichtsverluste, absolut und prozentisch (Sp. 10 und 11), und giebt auch über die äußerlich sichtbaren, naturgemäß sehr geringfügigen Veränderungen (Farbenwechsel) der Platten Auskunft (Sp. 3). Während der ganzen Versuchszeit waren, bei nahezu gleicher Stärke des Gasstromes, durch den Apparat hindurchgegangen: 6810 1 C02 (teilweise Inhalt zweier Flaschen) und 500 1 0 (Inhalt einer Flasche). Das Verhältnis der zur Verwendung gelangten 60₂-Menge zu der verwandten O-Menge oder auch — was dasselbe — das Verhältnis der gesamten Durchleitungszeiten beider Gase stellt sich hiernach wie 13,6:1.

Es ist also, im Verhältnis zum 0, mehr als doppelt so viel C0₂ durch die Flaschen gegangen, wie es die Rechnung verlangte. Berücksichtigt man jedoch, daß der letzteren die Maximalwerte für a und £ (FeO und FeS₂) zu Grunde gelegt waren, während die Durchschnittswerte für die 10 Schiefersorten nur etwa ¹/₂ bis Vs hiervon betragen, so erscheint das thatsächliche Gasmengenverhältnis 13,6 :1 entschieden noch angemessener als das errechnete 6 :1. Nach Tab. II sind von jeder Probeplatte statt des in Rechnung gesetzten Durchschnittsgewichts von 24 g nur 0,01 g durchschnittlich in

Es hat somit ein

Lösung gegangen, also ungefähr nur

nur ganz minimaler thatsächlicher Verbrauch an durchgeleiteten Gasen stattgefunden, nämlich von nur vielleicht etwa 24 cm⁸ C02 und von jedenfalls unter 4 cm⁸ 0 insgesamt oder etwa für jede Flasche. Zugleich ist dargethan, daß die in jeder Flasche befindliche Wassermenge von 295 cm⁸ auf alle Fälle auch zur Lösung und Entführung einer weit größeren Menge chemischer Neubildungen ausreichend war, wie sie thatsächlich stattgefunden haben werden.

20200

1/

/io

hiervon

— 8 bis 9 cm³

Denn nach obiger Rechnung wären nur

Lösungswasser pro Flasche erforderlich gewesen.

Spalte 12 der Tab. II enthält die Gewichtsabnahme der Platten auf lm² Gesamtfläche berechnet, wobei jedoch wiederum die Bemerkungen auf S. 30 zu beachten sind. Die Zahlen der Spalten 13 und 14 sowie 15 entsprechen denen der Spalten 17 und 18 bezw. 28 und 29 sowie 19 und 30 der Tab. I. Die Werte cp haben hier jedoch selbstverständlich eine beschränktere Bedeutung und Verwertbarkeit, nämlich die von „Verwitterungskoeffizienten bei längerer (jedenfalls mehr als 1 Jahr dauernder) Einwirkung reiner, d. h.

2400

rauchgasfreier Luft, mit Ausschluß von Temparaturschwankungen und Eisbildung, bei minimaler Wasserwirkung". — Daß diese Zahlen (sowie die der Sp. 11) als maßgebend für eine längere, jedenfalls mehr als einjährige, atmosphärische Einwirkung anzusehen sind, darf daraus gefolgert werden, daß die Zahlen der Spalte 11 denen der Spalte 14 in Tab. 1 trotz des Fortfalls der Rauchgas- und Frostwirkung rc. ungefähr gleichwertig sind, die letzteren aber einer dreimal so langen Einwirkungsdauer entsprechen, wobei noch außerdem ins Gewicht fällt, daß der vorliegende Versuch wegen der vorherrschenden Dampfform des Wassers nur eine Minimal-Wirkung der Luftgase nachzubilden geeignet ist. Zugleich ergiebt sich hieraus annähernd, in welchem Maße der hier beschriebene „künstliche" Verwitterungsversuch die zur entsprechenden natürlichen Einwirkung erforderliche Versuchszeit abzukürzen geeignet ist. Man hat hiernach also zur Erzielung wägbarer und vergleichbarer Versuchsgrößen nicht nötig, zu der seither üblichen, aber verwerflichen Pulverisierung des Probematerials seine Zuflucht zu nehmen oder von Versuchen, wie der hier geschilderte, ganz abzusehen, etwa in der irrigen Voraussetzung, daß sie nicht zu wahrnehmbaren Ergebnissen führen möchten.

Nach ihrer Resistenz in rauchgasfreier Luft — unter Ausschluß von Frost- und Temperaturschwankungen — rangieren die 10 Schiesersorten nach Spalte 13 der Tab. II (cp) in der Ordnung:

b, i, h, a, g, k, f, d, e, c.

Weiteres hierzu bei den vergleichenden Betrachtungen im Abschn. VII.

II. VinwivKung von h₂0 und 0 allein.

Die Einwirkung von H₂0 und 0 allein auf alle zehn Schiefersorten hätte Ergebnisse erwarten lassen, welche mit denen der Tab. II zusammengehalten, wertvolle Aufschlüsse, namentlich über das richtige Mengenverhältnis der Versuchsgase C0₂ und 0, gewähren konnten. Leider aber mußte die entsprechende Versuchsreihe der zeitraubenden Wägungen halber und noch aus anderen Gründen unterbleiben. Indessen wurde doch wenigstens in einigen wenigen extremen Fällen eine Prüfung auf 0- und H₂0-Einwirkung allein vorgenommen.

A. Einwirkung von K₂0- und 0-Gas.

Drei Schiefersorten wurden derselben unterworfen und zwar waren dazu erwählt:

1.    Eine auffallend knotige erzreiche Probe des sonst sehr geschätzten Hörre-Raumländer Dachschiefers (mit I bezeichnet),

2.    eine stark knotige Probe von Angers-Schiefer (mit II bezeichnet), im übrigen genau von der Sorte h,

3.    eine Probe des vollständig Fe8₂-freien, jedoch Magnetit führenden Rirnogne-Schiefers f (mit III bezeichnet).

Das Format der Probeplatten mar auch hier % cm. Dieselben wurden in Flaschen von ganz ähnlicher Einrichtung rote die der EOz-O-Versuchsreihe an Tauchstäben arifgehängt. Doch erfolgte. hier die Einführung des Gases nicht durch das längere Knierohr z, sondern durch das kürzere a (s. Abb. 7), mit Rücksicht auf das geringe spec. Geroicht des 0 (im Gegensatz zu C0₂). Die drei Flaschen (s. Taf. III), unter sich durch Gummischlauchstücke verbunden, konnten an eine 10-Flaschen-Batterie angeschlossen werden, wie dies Taf. II zeigt. Es geschah dies jedesmal, so oft durch die letztere 0 hindurchgeleitet wurde, jedoch erst dann, nachdem hier die letzte Spur von C0₂ durch den 0 ausgetrieben war. Auch hier wurden die Platten von Zeit zu Zeit unter das in der Flasche befindliche H₂0 getaucht. Nach Beendigung jeder O-Einleitung wurden die Röhren der Flaschen mittelst Gummischlauchstücken und Glasstöpseln gasdicht abgeschlossen bis zur nächsten O-Einleitung. Rach Abschluß der ganzen Prozedur, welche also stets ebenso lang wie die O-Einleitung bei der 0O₂-O-Versuchsreihe währte, wurden die Platten in der früher beschriebenen Weise sorgfältig gewaschen und bei 105° C. getrocknet; die entsprechenden Gewichtszahlen sowie die Anfangstrockengewichte, desgl. die Gewichtsabnahmen u. a. finden sich in Tab. III. Den Versuchsflaschen aber wurde je eine Probe der Tauchflüssigkeit nebst dem zurückgegebenen Waschwasser von 150 cm³ entnommen und betritt die aus dem FeS₂ der Platten gebildete und in Lösung gegangene 80g als Bariumsulfat bestimmt. Es ergaben sich für I, II III bezögt, die 80g-Mengen: 0,0020, 0,0018 und 0,0000 g; mithin waren in der ganzen Flaschenfüllung nebst dem zugehörigen Waschwasser, welche zusammen 310,275 und 310 ein³ betrugen, die in der Spalte 6 der Taf. III angegebenen 80g-Mengen vorhanden. Daraus wurden weiter die entsprechenden zersetzten Fs8₂-Mengen der Platten

120

2.80

0,009%, und endlich auch noch die zur Oxydation des gelösten 8

(Sp. 8 der Tab. III) ermittelt, z. B. für I: = 0,012 .

verbrauchten O-Mengen in cm⁸ (Sp. 9), z. B. für I: — 0,0041 . 48 1000 80 ' 1,43

— 1,72 cm³. Im ganzen waren (wegen des Verbrauchs

in der Zehnflaschen-Batterie) etwas weniger wie 500 1 O-Gas durch den Apparat gegangen. Hiervon waren noch Spalte 9 zur Zersetzung des FeS₂, dessen 8 als S0₈ in Lösung ging, für die Platten I und II zusammen nur 3,11 cm³ verbraucht. Dazu kommt aber noch die gleichzeitig, zur Oxydation des Fe, erforderlich gewesene 0-Menge und möglicherweise ebenso diejenige zur Zersetzung etwaiger weiterer Fe8₂-Mengen, welche in ungelöste basische Sulfate übergeführt worden sein könnten. Doch ist von solchen Bildungen hier nichts bemerkt worden. Außerdem ist natürlich ein weiteres 0-Quantum für die Platte III, entsprechend deren Gewichtsverluste 0,016, verbraucht worden. Immerhin handelt es sich nur um einen Gesamtverbrauch an 0 von jedenfalls unter 10 cm³. — Das äußere Ansehen der Platten I und II hatte sich während des Versuchs so gut wie garnicht geändert, das der Platte III in kaum bemerkbarer Weise; doch fiel hier die ganz schwache Rötung der zu Tage liegenden Magnetite auf.

B. Einwirkung von B₂0₂-Flüssigkeit.

Ich war auf den Gedanken gekommen, anstatt des 0-Gases im gewöhnlichen bezw. wassergelösten Zustande, wie unter A, einmal nascierenden 0 zu verwenden, indem ich die Schieferproben I, II und III der Einwirkung von Wasserstoffhyperoxyd aussetzte. Es wurde demgemäß je eine Platte (⁷/s cm) der vorgeprttsten drei Sorten nach vorheriger Trocknung und Wägung mittelst Platindrähten an den Verschluß-Korken kurzer Standcylinder (vgl. Taf. III) aufgehängt, in welchen sich je 200 cm³ schwefelsäurefreie und auch sonst reine drei(vol-)prozentische B₂0₂-Flüssigkeit (von E. Merck in Darmstadt) befand. Bei diesem Parallelversuch zu A erscheint — unter Ausschluß jeglicher fremdartiger Reaktionen — es kommen schließlich nur 0 und H₂0 in Betracht — lediglich die 0-Wirkung auf die Platten potenziert, nicht qualitativ geändert, so daß also hier die eingangs dieses Abschnitts aufgestellten allgemeinen Versuchsbedingungen erfüllt sind (und zwar liegt der extreme Fall gänzlicher Materialdurchfeuchtung vor). Der Versuch begann am 12. April 1897. Am 6. November 1897, also nach ca. 7-monatlicher, genauer 208-tägiger oder 4992-stündiger Versuchsdauer, wurden die Platten aus den

Cylindern entfernt, sorgfältig von den anhaftenden ungelösten Neubildungen befreit, gewaschen, getrocknet und gewogen. Die Persuchsflüssigkeiten nebst den Waschwassern (zusammen 605, 600 und 600 cm³) wurden in wohlverschlossenen Kochflaschen zu weiterer Prüfung aufbewahrt. Uber die während des Versuchs sichtbar gewordenen Veränderungen der Platten giebt die Tab. V, über Anfangs- und Endtrockengewichte und Gewichtsabnahme der Platten re. die Tab. IV Auskunft. Auch finden sich hier, ähnlich wie in Tab. III der Gehalt der Versuchsflüssigkeiten an 80g, die entsprechenden FeS₂=9)tengen und endlich die zu deren Zersetzung erforderlichen Quanta von Versuchsflüssigkeit. Jede der Versuchsflaschen enthielt — hinreichend

genau — 200.0,03 = 6 g H₂0₂, mithin 6 . — = 2,82 g zur

Oxydation verfügbaren 0. Hiervon und also auch von dem H₂02 wurde, wie die Zahlen der Spalten 5 und 9 der Tab. IV beweisen, nur ein kleiner Teil zur Oxydation verbraucht, ein anderer Teil fand sich unverändert im Flascheninhalt vor, wie durch Prüfung mit Kaliumpermanganat dargethan wurde (eine Prüfung, die — weil das H₂0₂ die Anwesenheit von FeO ausschließt — zulässig). Keineswegs ist dies aber der ganze Rest des H₂0₂. Vielmehr ist der größte Teil desselben der Zersetzung, unter der Wirkung der Zimmerwärme und des Lichtes, denen die Flaschen etwa 7 Monate ausgesetzt waren, anheimgefallen, wobei der 0 durch die nicht ganz dichtschließenden, einigemal auch emporgetriebenen Korken entwichen. Der weiße Beschlag der Platten I und II und der Bodenschlamm ist jedenfalls auf unlösliche basische Sulfate, der rostbraune Beschlag und die gleichfarbigen Protuberanzen sind auf Eisenoxydhydratbildung zurückzuführen. Die Platten I, II und III sind — im gewaschenen und getrockneten Zustande nach dem Versuch — durch die Abb. 1, 2, 3 auf Taf. IV (etwas vergrößert) dargestellt. Die mächtigen Erzknoten der Platten I und II zeigen aufs deutlichste die Röntgen-Bilder, Abb. 3 und 4, Taf. XIX (in umgekehrter Lage wie auf Taf. IV). Der Magnetitgehalt von III ist sogar bis zur Erkennung der Krystall-form aus dem Pyknogramm, Abb. 5, Taf. XIX, deutlichst ersichtlich.

Den Zahlen der Spalten 5 und 7 der Tab. IV zufolge, kommt weitaus der größte Teil des Gesamtgewichtsverlustes der

Platten I und II nicht auf Kosten des zersetzten FeS2/ sondern der Oxydation anderer Schieferbestandteile, in erster Linie wohl des Kohlenstoffs. Darauf deutet auch schon die starke Gasentwickelung (s. Tab. V), welche zum großen Teil jedenfalls auf gebildete und entweichende C0₂, wie auch der am Schluß dieses Abschnitt besprochene Versuch direkt beweist, zum anderen Teil allerdings wohl auf den entweichenden 0 des zersetzten H₂0.₂ zurückzuführen ist. Die Flasche mit der 0-freien Schiefersorte III (oder f) zeigte nur eine sehr schwache Gasentwickelung. Die Oxydation des C der Schiefer I und II konnte durch den gewöhnlichen 0 in der kurzen Versuchszeit nicht bemerkbar werden, wohl aber infolge der längeren und energischeren Wirkung des 0 der B₂0₂-Flttssigkeit. Viel leichter schon konnte durch das zugeleitete 0-Gas die Oxydation des Magnetits (Fe₃0₄), durch den Farbenwechsel der betreffenden Stellen der Probeplatte angezeigt, und vielleicht einer gewissen Menge FeO der Schiesersorte III zustande kommen. Es dürfte dies aus dem verhältnismäßig hohen, auf Rechnung jener Vorgänge zu setzenden Gewichtsverlust von 0,016 für Sorte III (s. Tab. III) hervorgehen, während derselbe für Sorte III bei der 8₂0₂-Versuchsreihe im Vergleich zu den Gewichtsverlusten von I und II (auch nach Abrechnung der zersetzten FeS₂= Menge) verhältnismäßig gering (0,13) ist.

Das Hauptvergleichsergebnis der beiden Versuchsreihen A und B ist folgendes:

1. Die oxydierende Wirkung des 0 des H₂0₂ auf die Schiefer (und natürlich auch auf andere Gesteine) ist eine ungleich energischere wie die des gewöhnlichen 0-Gases. Es stand dies allerdings zu erwarten, soll aber sogleich noch näher begründet werden. Die angewandte, stark verdünnte 8₂0₂-Flüssigkeit hat während der Versuchszeit auf die FeS₂; und 0-haltigen Schiefersorten (I und II) eine etwa 25-mal, auf die FeS₂= und 0-freie Sorte (III) eine nur etwa 8-mal so starke Wirkung geäußert wie das gewöhnliche 0-Gas. Da nun aber die Einwirkungsdauer der Flüssigkeit eine etwa 25-mal so lange war wie die des 0-Gases (nämlich 4992 Stunden gegen

500

7310

zu können, jene Zahlen zunächst durch 25 geteilt werden. Da ferner

ß

die Versuchsflüssigkeit nur cm³ H₂0₂ in jedem cm³ enthielt, so

. 2941 oder 201 Stunden), so müssen, um Vergleiche ziehen

lief) auch die des sonst für resistenter geltenden Magnetits vorherrschen, später aber sonstige, z. T. vielleicht erst durch die Sulfatbildung eingeleitete Vorgänge entschieden die Oberhand gewinnen werden.

3. Im ganzen dürften die Ergebnisse der beiden Versuchsreihen A und B, so gering ihre Kompetenz auch sein mag, doch wenigstens zu dem Schluß berechtigen, daß H₂0₂ als Versuchsflüssigkeit für FeS₂= und sonstige, oxydable Bestandteile führende Schiefer, überhaupt Gesteine, sich ganz wohl eignet, namentlich, wenn die B₂02-Flüssig-keit konzentrierter genommen wird, wie hier geschehen. Der Versuch erfordert allerdings längere Zeit wie eine einfache gewöhnliche FeS₂= Bestimmung und giebt auch natürlich niemals den Gesamt-Ftz8₂-Gehalt des Gesteins, dagegen liefert er ein, nicht nur auf die Zersetzung des FeS₂ beschränktes, sondern ein Bild des Erfolges der gesamten 0-Einwirkung.

Die Versuchsflaschen sollten an einem dunkeln und kühlen Orte aufbewahrt werden. Der Vergleich der Gewichtsabnahme (0,016) von III nach Tab. III mit der von f (0,059) nach Tab. II endlich lehrt, daß die 0-Einwirkung bei der Rimogner Schiefersorte f eine wichtige Rolle spielt; ihr Effekt ist etwa halb so groß wie der der 00₂-Wirkung (= 0,059 — 0,016 oder 0,039).

Der oben (S. 70) erwähnte Versuch bestand in folgendem

(s. Abb. 9).

Eine Probe des 0-haltigen Schiefers wurde in einem Stand-cplinder a, ganz wie heim Versuche B, in der B₂0₂-Flüsstgkeit aufgehängt und das entweichende Gas durch eine leere tubulierte Erlen-meyer'sche Flasche b und hierauf in ein Kölbchen c mit Ba(HO)₂=

La

II

vj

/C

x>

Abb. 9.

Füllung geleitet. Das etwa in der Flasche c nicht absorbierte überschüssige Gas konnte durch einen zur Abhaltung der äußeren Luft vorgelegten Kaliapparat d austreten. Nach einigen Tagen schon hatte sich in der Flasche b so viel C0₂ angesammelt, daß beim Eingießen von Ba(HO)₂ ein starker, in HCl unter starkem Aufbrausen löslicher Niederschlag entstand. Auch in c hat die Flüssigkeit sich deutlich zu trüben begonnen. Der Beweis, daß die Gasentwickelung im Standcylinder, welche von der Schieferplatte ausging, wenigstens zum großen Teil von C0₂ herrühre, war hiermit erbracht.

entwickelung bei I und II bald nach Beginn des Versuchs fast mit voller Stärke einsetzte und nur während eines kurzen Teils seiner Dauer anhielt, so ist die Zeit der eigentlichen Wirkung der H₂0₂= Flüssigkeit wahrscheinlich viel kürzer, also die oxydierende Kraft des wasserstoffhyperoxydischen 0 noch viel bedeutender zu bemessen wie vorher geschehen.

ist die Wirkung des 0 des unverdünnten H₂0₂ demnach auf das

g- oder 83 ^/z fache bezw. auf das

der des gewöhnlichen O-Gases zu veranschlagen. Durch Wahl einer entsprechenden Konzentration der H₂0₂gtüffigfeit kann die Versuchsdauer beliebig abgekürzt werden. Die Zahlen der Spalte 9 der Tab. IV betreffend, berechnet sich beispielsweise diejenige für I (0,30), von dem 80z-Gehalt 0,007 der Versuchsflüssigkeit ausgehend, wie folgt: Zur Oxydation des FeS₂

25 100

25 •

8 100

oder 10fache von

18

erforderliches 0 = 0,007 . ^ g, die demselben entsprechende Menge von

48 34

= 0,0089 g.

Von der Versuchsflüssigkeit (3%) sind daher annähernd 0,0089 .

unverdünntem H₂0₂ — 0,007 • gQ • jg

100

g— oder 0,30 cm⁵ 6 erforderlich gewesen. Da übrigens die Gas

IV. Abschnitt.

MnsMche WevwrLtevungsproöen.

2. Einwirkung von schwefliger Säure Mnuchgasmirkungs

Die Fresenius'sche Schieferprobe in ihrer seitherigen Verwendungsform sollte einer schärferen Prüfung auf ihre Kompetenz unterzogen werden, die sich außerdem vielleicht noch durch das Ergebnis der natürlichen Verwitterungsproben kontrollieren ließ. Gleichzeitig aber sollte sie, falls sich erweisen würde, daß sie ein zutreffendes Prüfungsversahren auf Resistenz bei direktem Angriff von S02 allein darstellt, als ein Teil des gesamten, von mir zur Anwendung gebrachten künstlichen Prüfungsversahrens gelten. Aus diesen Gründen und weil mir von jeher die Fresenius'sche Probe eines exakteren Vergleichsmaßstabs für ihre Prüfungsergebnisse unter sich sowohl als auch gegenüber anderen Proben zu ermangeln schien, wurden die 10 Probeplatten a, b, c . . . k ber früheren Versuchsreihen hier nicht — wie bisher üblich — sofort in die Versuchsgläser gebracht, sondern vorher bis zur Gewichtskonstanz bei 105° C. im Thermostaten getrocknet und hierauf genau gewogen, ganz wie bei den früheren Versuchsreihen. Die zehn Versuchsgläser (vgl. Taf. III) waren gleichgroße, glatte, 278 cm³ fassende, gläserne Standcylinder von 25,5 cm Höhe und 5 cm Durchmesser. Sie wurden mit je 100 cm³, mit S0₂ gesättigtem H₂0 gefüllt und hierauf mit gutdichtenden Korken verschlossen, in deren Mitte an einem ausgeglühten Platindraht die Probeplatten, genau in der im Abschn. III beschriebenen Weise, hingen. Dieselben befanden sich etwa in der Mitte zwischen Kork und Wasserniveau, waren also ringsum gleichmäßig von einem Gemische von S0₂=@a§ und Wasserdampf umgeben. Die Korke wurden durch Einlegen in Paraffin gedichtet. Zur Gewinnung des zu dem Versuche verwandten, mit S0₂ gesättigten H₂0 wurde der Inhalt zweier zugeschmolzener Glasröhren mit flüssiger 80₂ benutzt (zusammen reichlich über 110 g). Die Röhre wurde an einem Ende geöffnet, in eine Kältemischung (Viehsalz und Schnee) gebracht und das langsam entweichende 80₂-Gas mittelst Gummischlauch und Glasröhre in eine tiefe Flasche mit 1000 cm³ H₂0 eintreten lassen. Das Einleitungsrohr reichte bis fast auf den Boden der Flasche. Die überschüssige S0₂ konnte durch eine zweite Durchbohrung des Flaschenkorks entweichen. Es wären zur vollkommenen Sättigung des H₂0 (11) gerade etwa 113 g S0₂ nötig gewesen, nämlich 2,862.39,374, da 1 1 80₂-Gas 2,862 g wiegt und 1 1 H₂0 (bei 20o C.) 39,374 1 S0₂ absorbiert. Die Füllung der Flaschen fand am 24. Juli 1896 statt und war um 9 Uhr vormittags beendet. Nach Verlauf einer Stunde zeigten sich die Platten mehr oder weniger stark mit Feuchtigkeit beschlagen. Die Versuchscylinder waren neben der Flaschenbatterie der 60₂-0-H₂0-Versuchsreihe im Laboratoriums-Keller aufgestellt und wurden sehr häufig einer genauen Besichtigung unterzogen. Die Cylinder blieben jedoch fest verschlossen bis zum Abbrechen der ganzen Versuchsreihe. Die Ergebnisse der Besichtigung sind in der Tabelle VI zusammengestellt, wobei — ebenso wie bei Tabelle V zur U₂0₂-Versuchsreihe — das Bestreben maßgebend gewesen ist, ein möglichst getreues und vollständiges Bild des Beobachteten zu bieten, soweit es in solcher Form und durch das bloße beschreibende Wort überhaupt möglich ist. Die Schwierigkeit, auf diesem Wege die Resultate der Beobachtung zu fixieren und für die Mitteilung an andere hinreichend klar und überhaupt Vergleiche ermöglichend darzustellen, zeigte sich hier in ihrem vollen Umfange. Und schließlich ist es doch nur der Beobachter selbst, der — nicht ohne unwillkürliche Benutzung seines allmählich mehr und mehr erblassenden Erinnerungsbildes — wirklich Vergleiche anzustellen wagen darf. Denn nicht alles läßt sich sagen, was er gesehen hat und selbst, wenn er alles dies sagen könnte, so vermöchte es doch nicht den vollen Eindruck des wirklich Gesehenen zu ersetzen. Als willkommener Nothelfer tritt hier die bildliche Darstellung ein (vgl. Taf. IV). Die vollkommenste Beschreibung reicht in dieser Hinsicht nicht im entferntesten an die Klarheit, Schlagkraft und Brauchbarkeit heran, welche einfache nackte Zahlen bieten, die mit der Wage ermittelt werden konnten. Andererseits ist jedoch hervorzuheben, daß die letzteren eben nur für einen einzigen, nämlich den letzten Beobachtungsmoment gelten, während die Rubriken der einfachen Beobachtungstabellen die Fortschritte der Veränderungen an den Steinproben zu verfolgen und überhaupt die sichtbaren Unterschiede und den äußeren Charakter dieser Veränderungen, namentlich auch die verschiedenen Zeiten ihres Eintritts, zu erkennen gestatten. Freilich scheint dabei erforderlich, daß diese Veränderungen während des Versuchs auch denen in der Wirklichkeit völlig entsprechen. Am 27. November 1896, also nach ca. 4 Monaten, genauer 126 Tagen oder 8024 Stunden, wurden die Korke mit den daran aufgehängten Platten vorsichtig aus den Cylindern gelöst und entfernt. Die Platten wurden, jede in einer besonderen Krystallisationsschale, äußerlich sorgfältig mit H₂0 ab gewaschen (ganz so wie bei den früheren Versuchsreihen geschehen) und hierauf wieder an den Korken in die, inzwischen der Versuchsflüssigkeit und des Schwefligsäuregases entledigten Cylinder zurückgebracht. Letztere wurden wieder sorgfältig verschlossen. Der Inhalt der Cylinder nebst dem Waschwasser der zugehörigen Platte sowie den bei der Entnahme und dem Waschen der Platten abgegangenen Teilchen derselben wurden in 10 Stehkölbchen von 350 cm³ Inhalt untergebracht und die letzteren hierauf mit gutpassenden Korken sorgfältig verschlossen. Beim Umfüllen der Versuchsflüssigkeit in die Kolben fiel die ungleiche Intensität des Geruches nach S0₂ bei den einzelnen Flaschen auf, was mit dem ungleichen Verbrauch des Gases seitens der verschiedenen Platten zusammenzuhängen scheint, wenigstens stimmt es mit den übrigen Versuchs-Ergebnissen ziemlich überein. Sehr stark trat der 80₂-Geruch z. B. auf bei b, i, h u. s. w., am stärksten wohl bei f, schwach bei e, etwas stärker bei k. Außerdem war beim Öffnen einiger der Probeflaschen mit sehr schwachem 80₂-Geruch beim Umfüllen ganz deutlich ein Überdruck der äußeren Lust auf die Korke wahrzunehmen.

Auf Grund des Beobachtungsbefundes (s. Tab. VI sowie Taf. IV) lassen sich die geprüften Schiefersorten hinsichtlich ihrer

Angreifbarkeit oder Widerstandsfähigkeit gegen S0₂ in drei Gruppen ordnen:

1. Zur Gruppe I, der am wenigsten resistenten, gehören die drei Sorten:

e, c und k;

2.    zur Gruppe II die vier Sorten:

a, d, f und g;

3.    zur Gruppe III die drei Sorten:

h, i und b.

Dabei entspricht auch innerhalb der einzelnen Gruppen die Aufzählung dem zunehmenden Grade der Resistenz oder dem abnehmenden der Zerstörbarkeit. Außerdem ist noch folgendes zu bemerken: Gruppe I ist vor den übrigen Gruppen scharf charakterisiert und ausgezeichnet durch die wirkliche und weitgehende Zerstörung des Zusammenhalts und der Form der Platten, die sich in völliger Spaltung, Verkrümmung und in entschiedenem Mürbewerden äußert, Erscheinungen, die bei Platte k nur später eintraten wie bei e und c. Bei der Gruppe II tragen die Veränderungen weit weniger den Charakter einer eigentlichen Zerstörung, mit Ausnahme allenfalls von Platte a, wo sich wenigstens der Beginn einer schwachen Spaltung zeigte/während die Ausblühungen hier am intensivsten und gleichmäßigsten über die Platte verbreitet, auch am lebhaftesten in der Färbung, auftraten. In zweiter Linie kommt in dieser letzteren Hinsicht Platte d und es könnten hiernach, wenn man in der Klassifizierung nach dem Augenschein noch weiter gehen wollte, a und d als Untergruppe allenfalls noch von f und g getrennt werden. Bei f beschränkten sich die Ausblühungen auf einige vereinzelte, kleine Stellen, während jedoch außerdem die Materialfarbe noch eine Bleichung erlitten hatte. Bei g war auch von solchen schon ziemlich unbeträchtlichen Veränderungen nichts zu bemerken, dafür zeigte sich hier ein kleiner, jedoch die Neigung dieser Schiefersorte zum Ab-schülfern deutlich kennzeichnender Defekt, verursacht durch ein in Ablösung begriffenes, aber vorsichtig davor bewahrtes Schüppchen von etwa 5/2 mm Abmessungen. Dieses schon erwähnte Verhalten der betr. AngerS-Schiefersorte ist auch den Schieferdeckern wohl bekannt. Abgesehen hiervon, also lediglich nach seiner chemischen Resistenz gegen S0₂, würde Sorte g augenscheinlich in die Gruppe III eingereiht und neben die Sorten h und i gestellt werden dürfen, welch letztere nur noch von der Sorte b an Frische des Aussehens und allseitiger Intaktheit übertreffen werden. Aber auch die Platte b, welche hiernach fast noch eine Trennung von h und i beanspruchen könnte, zeigte, wie sämtliche Platten, wenn auch in minderem Maße, in der Umgebung der unteren Schmalseite, als dem dauernden Sitz des sauren Tropfwassers, eine merkliche Rauhigkeit und Mattheit des Ansehens. Während der Aufhängung in den Probecylindern hatten die zehn Platten keinerlei oder doch nur solche feste Substanzverluste erlitten, die sich später als unwägbar erwiesen. Eine Ausnahme machte nur die Platte c, welche bei ihrer Neigung, im verwitterten, mürben Zustande zu pulvern, durch unvorsichtiges Anpendeln an die Cplinderwand sich unten etwas umgestülpt und ein wenig Substanz verloren hatte. Der Inhalt der oben erwähnten Stehkölbchen, bestehend aus Versuchsflüssigkeit, Waschwasser der Platten und den Abgängen derselben, wurde filtriert und der jeweilige Rückstand aus einem, vorher bei 105° C. getrockneten und gewogenen Filter ebenfalls bis zur Gewichtskonstanz bei 105° C. im Thermostaten getrocknet. Die Trockengewichte der Rückstände zu c, e und k finden sich in Spalte Nr. 3 der Tab. VII, die übrigen erwiesen sich als unwägbar. Die Filtrate wurden in neue Kölbchen, ganz den früheren gleich, übergefüllt und darin vorläufig, mit guten Korken sorgfältig abgeschlossen, aufbewahrt. Sie waren vollkommen klar und rochen nur noch schwach nach S0₂. Inzwischen waren die nach dem Waschen zunächst in den Versuchscylindern wiederaufgehängten Probeplatten zuerst langsam im Dampftrockenschrank (um Sprengungen u. s. w. vorzubeugen) und hierauf im Thermostaten bei 105° C. bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und dann gewogen worden. Die ursprünglichen und die neuen Trockengewichte der Platten sowie die Gewichtsverluste bezw. -zunahmen, absolut und in Prozenten der Anfangstrockengewichte, sind unter Berücksichtigung der erwähnten Plattenabgänge (bei c, e und k) in den Spalten 1, 2, 4 und 5 der Tab. VII angegeben. Vergleicht man nun die Ergebnisse der Wägung und Wiederwägung der Platten nach der etwas über ^jährigen Einwirkung der S0₂, Spalte 5, mit dem Inhalt der Tab. VI, so ist zunächst ersichtlich, daß beide — wie natürlich — im großen und ganzen übereinstimmen. Im einzelnen zeigen sich einige, zwar nicht sehr erhebliche, aber nichtsdestoweniger bemerkenswerte Abweichungen und Unterschiede. Nach dem Grade ihrer Gewichtsveränderungen ordnen

sich die Probeplatten auf Grund der Tab. VII rote die nachstehende Übersicht zeigt:

+ 4,554 + 2,002 — 4,796

3,453- 2,858

—1,946

1,173 - 1,076

— 0,762 - 0,669

tast 5°/₀

und +

0 bis l°|o -

2 bis 5% -

1 bis 2°/o

Ein besonderes Interesse nimmt dabei die Thatsache in Anspruch, daß die Platten c und e nicht wie alle übrigen Platten, eine Abnahme, sondern eine Zunahme ihres Gewichtes erlitten hatten. Es soll hierauf später zurückgekommen werden, c und e sind an die Spitze der Aufzählung, also auch über k, gestellt, weil die Gewichtszunahme, wenigstens bei dem vorliegenden Betrag, mit einer viel weitgehenderen Zerstörung verbunden war wie der Gewichtsverlust bei den betreffenden Platten. Dies trifft auch noch im Vergleich mit k zu, obgleich hier die Gewichtsabnahme numerisch die Gewichtszunahme von c und e um ein Erhebliches übertrifft. Denn der Defekt der Platte k ist entschieden geringer und die Spaltung trat, was hervorgehoben zu werden verdient, erst in der fünften Expositionswoche ein, während sie bei den beiden andern Platten bereits mit Beginn der zweiten Woche beobachtet wurde. Dies ist zwar auch in betreff der Platte a der Fall, doch kam die Spaltung hier bis zum Schluß überhaupt nicht erheblich über die ersten Anfänge hinaus und ist eigentlich kauni als eine solche zu bezeichnen. Im übrigen können auch hier mehrere Gruppen, mit allerdings mehr oder minder willkührlichen Grenzen, gebildet werden, etwa wie die oben angedeutete Zusammenstellung zeigt, Gruppe I umfaßt c, e, k und stimmt mit der früheren Gruppe I überein. Gruppe II umfaßt a und d und deckt sich vollständig mit der ersten Unterabteilung der früheren Gruppe II.

Die beiden andern Glieder der letzteren, nämlich f und g, erscheinen dagegen jetzt von a und d (durch i und h) getrennt und verteilen sich auf die beiden neuen Gruppen. Gruppe III umfaßt nämlich: i, k und f und Gruppe IV umfaßt: g und b. Außerdem haben h und i jetzt die Plätze vertauscht. Auch nach der letzten Zusammenstellung von oben behauptet der Thüringer Schiefer: Platte b, in Bezug auf Resistenz gegen die S0₂ unter den vorliegenden Versuchsbedingungen den ersten Rang unter allen Platten. Demnächst reihen sich die französischen Sorten (Rimogne und Angers! an; dann folgen: der

englische Schiefer i, der rheinische Schiefer d und der Moselschiefer a u. s- f-

Die im ganzen allerdings nicht großen Abweichungen zwischen den Ergebnissen des Augenscheins und der Prüfung mittelst der Wage lassen immerhin erkennen, daß eine zutreffende und präzise Wertbestimmung der Steinproben in der hier in Betracht stehenden Hinsicht eben doch nur durch das letztere Hilfsmittel möglich ist. Handelt es sich nicht gerade um weitgehende Zerstörungen wie bei den Platten c, e und k und allenfalls auch noch a, so sind bei der Beurteilung der Proben nach dem bloßen Augenschein Täuschungen möglich. So haben die Platten f und g, obwohl sie nach der Exponierung weniger frisch aussahen wie i und h, dennoch etwas geringere Gewichtsverluste aufzuweisen wie jene, ja derjenige der Platte i z. B. beträgt mehr als das 2l/2-fache von dem der Platte g. Ferner geht mit der Farbenveränderung von g, welche die der übrigen Platten, natürlich mit Ausnahme von c, e, k, a und d, merklich übertrifft, keineswegs eine entsprechend große Gewichtsabnahme Hand in Hand. Das maßgebende, weil entscheidende Prüfungsverfahren für Steinsorten von nicht gerade extremem Verhalten ist also, sobald genauere vergleichsweise Wertbestimmung gewünscht wird, nach dem Vorstehenden jedenfalls die Gewichtsprobe. Zum Vergleich ganz guter mit ganz leicht angreifbaren und zerstörbaren Sorten wird dagegen die Prüfung nach dem Augenschein meist hinreichenden Anhalt gewähren. Doch wird sich oft genug eben nicht im voraus bestimmen lassen, ob dieser Fall vorliegt oder nicht, und um sicher zu gehen, die Gewichtsprobe empfehlen. Dieselbe erfordert allerdings einen größeren Aufwand an Arbeit und Zeit für Trocknen und Wägen wie die andere Prüfung. Die Expositionszeit wäre dagegen dieselbe, ja sie könnte und müßte vielleicht sogar hier noch etwas kürzer angenommen werden, um Prüfungsergebnisse von gleichwertiger Deutlichkeit und Brauchbarkeit zu liefern. Die Gewichtsprobe liefert aber vor allen einen zuverlässigen Vergleichsmaßstab für die Prüfung, ohne dessen Anwendung die Angaben über das Verhalten der Steine doch immer mehr oder weniger in der Luft schweben und eine wirkliche exaktere, zahlenmäßige Vergleichung verschiedener Sorten doch niemals gestatten werden. Selbstverständlich müßten die von den verschiedenen Beobachtern inne zu haltenden Versuchsbedingungen jederzeit genau die gleichen sein, wie dies bei anderen Prüfungsmethoden, z. B. bei Cementprüfungen längst der Fall ist.

Es wäre also erforderlich, die Konzentration der S0₂, die Expositionszeit der Platten, die Trockentemperatur u. s. w. überall und jederzeit genau übereinstimmend zu wählen. Auch über Format der Platten, Größe der Versuchsflaschen und Füllung derselben rc. müßten einheitliche Bestimmungen getroffen werden. Endlich würde bei derartigen Prüfungen von Schiefern, um zunächst speziell von diesen Bausteinen zu reden, stets eine und dieselbe anerkannt widerstandsfähige Sorte, d. h. hier, eine Sorte von minimaler Gewichtsabnahme bei der Einwirkung der S0₂, behufs Gewinnung einer Vergleichseinheit, zu Grunde zu legen und in einem Probestück stets wieder mit zu exponieren sein. Nehmen wir, in unserm Falle, als Vergleichsmaßeinheit den prozentischen Gewichtsverlust der Schieferprobe b, so ist die Resistenz der übrigen Sorten (mit Ausnahme von c und e) gegen S0₂ durch folgende Zahlen ausgedrückt:

Schiefersorte

Angreifbarkeits-Koeffizient y

1,0

1,1

1,6

1,8

2,9

4,8

5,2

7,2

Resistenz-Koeffizient Q

1,0

0,91

0,63

0,56

0,34

0,23

0,19

0,14

S. auch Spalte 6 der Tab. VII. Somit wäre denn gezeigt, daß das Fresenius'sche Verfahren, in der hier geübten Weise, vergleichszahlenmäßiger Exaktheit fähig ist. Vorausgesetzt war dabei bis jetzt stillschweigend, daß es an sich einwandsfrei sei. Zum Abschluß und als eine mir wichtig genug erscheinende Ergänzung dieser Betrachtungen kann ich hier jedoch nicht unterlassen, eine Ansicht auszusprechen, die sich mir bei der Anstellung der Fresenius'schen Schieferprobe, ungeachtet des Rufes, den sie genießt und der Bequemlichkeit, die sie gewährt, stets aufgedrängt hat. Es wohnt derselben nach meiner Meinung etwas Fremdartiges inne, was der Wirklichkeit nicht ganz entspricht. Nicht nur, daß dem Grad nach die Veränderung der Schiefer beim Versuch die in der Wirklichkeit ungemein übertrifft — dies wäre unbedenklich und würde nur auf die erwünschte kürzere Versuchsdauer und erhöhte Deutlichkeit hinausführen — auch die Art der Veränderung ist, wie ich nicht zu behaupten anstehe, eine andere. Und dies ist eigentlich auch ganz natürlich. In der freien Lust kann sich das, überdies sehr verdünnte, 80₂-Gas nach allen Seiten hin beliebig ausdehnen und ausbreiten, im luftdicht abgeschlossenen Versuchscylinder wirkt das konzentriertere Gas auf die

Seivp, Wetterbeständigkeit der natürlichen Bausteine.

Platten unter einem, durch seine Absperrung bedingten, bedeutend erhöhten Druck ein, der mit zunehmender Temperatur sich steigert. Es tritt demnach hier zu der chemischen noch eine Sprengwirkung für die Platten hinzu und der Vorwurf, welcher gegen die 60₂-Ein-wirkung unter erhöhtem Druck mit Recht erhoben wurde, bleibt auch der Fresenius'schen Probe nicht erspart. Jene Sprengwirkung, mit welcher sich allerdings die chemischen Veränderungen (f. unten) und wohl auch die sprengende Kraft der durch die S0₂ (bei den karbonatreichen Schiefern c und e) verdrängten C0₂ vereinigen, bekundet sich deutlich durch die energische Zerspaltung der Platten c, e, k (in geringem Grade auch von a) sowie überhaupt durch die ganze weitgehende Zerstörung und den Gewichtsverlust bezw. -zuwuchs der Platten, die wiederum ohne die Spaltungen jedenfalls doch viel geringfügiger gewesen wären. Andererseits bringen die Spaltungserscheinungen am erweichten und durch die S0₂ mürbe gewordenen Schiefer natürlich auch den verschiedenen Grad der Spaltbarkeit der einzelnen Platten, natürlich nur der davon betroffenen, zum vergleichbaren Ausdruck (allerdings nicht der Spaltbarkeit des frischen, sondern des bereits korrumpierten Materials). Aber in Wirklichkeit wird eben bei dem fehlenden Gasdruck diese Spaltbarkeit niemals herausgefordert und die Fresenius'sche Probe zeigt etwas, was an dem, rauchgashaltiger Luft ausgesetzten Schiefer niemals — durch diese allein — zustande kommt, und dementsprechend können auch die obigen, auf solchem Wege gewonnenen Vergleichszahlen, obwohl relativ richtig und zutreffend, nicht als ungetrübter Ausdruck der reinen 80₂-Wirkung gelten. Überdies ist es doch auch noch zweifelhaft, ob das Zustandekommen chemischer Neubildungen bei dem Fresenius'schen Versuch demjenigen in der Wirklichkeit durchaus entspricht (vgl. weiter unten).

Eine andere Frage ist aber die, ob man die Fresenius'sche Probe vielleicht als eine hinreichend zutreffende Nachbildung der S0₂= Wirkung, kombiniert mit der Frostwirkung, gelten lassen dürfte, welch letztere allerdings in ähnlicher Weise auf Sprengungen und Spaltungen des Materials hinarbeitet wie der erhöhte Gasdruck. Sichere Anhalte zur bestimmten Bejahung oder Verneinung dieser Frage stehen mir allerdings nicht zu Gebote, obwohl ich sagen muß, daß man auf Frostwirkung am sichersten und richtigsten immer mittelst wirklicher Eisbildung prüft. Auch scheint das Aussehen mancher, auch kalkhaltigen,

Schiefer mit ihrer feinlöcherigen oder pulvernden Oberflächenbeschaffenheit und den kurzen dünnen Abblätterungen doch auf einen etwas andersartigen, vielleicht mehr von einzelnen Centren aus erfolgenden Eingriff hinzudeuten wie beim Gasdruck, der, gleichmäßiger, stärker und stetiger wirkend, wohl mehr durchgehende Spaltflächen schaffen kann. Indessen bin ich geneigt, dem Fresenius'schen Versuch in der gedachten doppelten Hinsicht in seiner urspünglichen Gestalt — also ohne Wägung — seinen Wert als Faustprobe zuzuerkennen. Zur genaueren Prüfung halte ich jedoch nach dem Vorstehenden eine völlige Abänderung des Versuchs für unbedingt erforderlich, derart, daß das 80₂-Gas durch eine Batterie von mit der Außenluft kommunizierenden Flaschen, mit Tauchvorrichtung für die Platten, ganz wie sie bei der C0₂-Versuchsreihe (s. Abschn. III) zur Verwendung gelangte, hindurchstreicht und daß auch sonst genau so wie dort das Trocknen und Wägen der Platten vorgenommen wird. Oder aber: die gewogenen Probeplatten werden in getrennten offenen Flaschen der Einwirkung einer nicht allzu starken Lösung von S0₂ in H₂0 längere Zeit ausgesetzt, getrocknet und wieder gewogen. Die Wirkung wird im letzteren Falle eine entschieden kräftigere sein, so daß die Versuchsdauer entsprechend abgekürzt werden kann. Unter Umständen, wenn nämlich die Veränderungen an den nur mehr mit der reinen S0₂= Wirkung behafteten Platten nicht zu geringfügig erscheinen, kann dem Versuch — versteht sich immer nur nach längerer Wasserlagerung — der ordnungsmäßige Frostversuch auf dem Fuße folgen, um die Zugehörigkeit der Steine zur Gruppe II zu erhärten oder dieselben innerhalb dieser Gruppe genauer zu bewerten. Dieses Vorgehen wird jedoch nur dann als korrekt gelten können, wenn die Rauchgaswirkung auf die zur Prüfung stehenden Steine bei deren künftiger Verwendung (z. B. bei Feuerungsanlagen) die Wirkung der reinen Luftgase entschieden überwiegt. Es wird angezeigt sein, bei der vorbeschriebenen ersten Versuchsanordnung ab und zu einen schwachen 0-Strom durch den Flaschen - Apparat streichen zu lassen und — behufs größerer Anpassung an die Rauchgaswirkung — bei beiden Anordnungen eine ganz geringe Menge HCl, dort in gasförmigem, hier in wässerigem Zustande, der S02 zuzusetzen.

Es erübrigt noch, auf die frühzeitige und ausgiebige Spaltung sowie auf die erwähnte bedeutende Gewichtszunahme der Platten

c und e näher einzugehen. Diese Erscheinungen möchten wie folgt zu erklären sein. Die beiden Schiefersorten c und e zeichnen sich, wie die Analysen, s. Abschn. VI, III 2 A, lehren, vor den übrigen acht durch ihren bedeutenden Kalkgehalt aus. Bei der Einwirkung der S0₂ auf die Platten bildet sich daher neben den andern Sulfiten zunächst auch Calcium-Sulfit in nicht unbeträchtlicher Menge. Am Anfang der Einwirkung nnd auch später überall da, wo die S0₂ noch auf unberührte kalkhaltige Partien trifft, also das CaO noch vorherrscht, namentlich im Platteninnern, wird zunächst das neutrale oder sekundäre Salz oder CaS0₃ zu stände kommen, welches in H₂0 schwerlöslich (1 T. Salz in 800 T. H₂0), in wässriger S0₂ aber leicht löslich ist. Bei fortgesetzter Einwirkung der S0₂ auf das neutrale Sulfit bildet sich nämlich das in H₂0 leicht lösliche primäre Salz CaH₂(S0₃)₂. Da die Platten von der zur Lösung des gebildeten neutralen Salzes erforderlichen wässrigen S0₂ nicht direkt bespült wurden, sondern im wesentlichen nur den 80₂- und 8₂0-Dämpfen ausgesetzt waren, zeitweise auch sogar während des Versuchs ziemlich trocken erschienen, so hat sich jedenfalls vorwiegend das schwerlösliche sekundäre Kalksalz gebildet und nur eben das Tropfwasser konnte primäres, leicht lösliches Calciumsulfit abführen. Später beim Trocknen der Platten trat außerdem Zerfall des noch nicht entführten primären Sulfits zu neutralem und S0₂ ein. Mit der Bildung des sekundären Sulfits aber war notwendig eine Gewichtszunahme der betreffenden kalkkarbonathaltigen Platten verbunden, welche sich mit der Entnahme der Platten aus den Flaschen und während des nun folgenden . Trockenprozesses infolge O-Aufnahme durch Umwandlung des Oa-Sulfits in Oa-Sulfat oder Gips noch erheblich steigerte. Denn die Molekulargewichte von CaC0₃, CaS0₃ und CaS0₄ verhalten sich wie 100:120 :136. Da jedoch zweifellos eine normale Gipsbildung, also die chemische Bindung von 2 Wassermolekülen stattgefunden hat — für die Platte c ist dies direkt erweisbar — so ist sogar mit 172 statt 136 zu rechnen. Von den (bezüglich der Eisenoxyde inkorrekten) Zahlenwerten der im Abschn. VI unter III 2 C gegebenen Analyse der Versuchsflüssigkeit zu c ausgehend, läßt sich folgende, die Gipsbildung bei c immerhin noch näher beleuchtende Berechnung anstellen. Die schließliche Gewichtszunahme ist eine Folge der Aufnahme von S0₃ und H₂0 bei der Gipsbildung gewesen. Bezeichnet man die noch unbekannte OaO-Menge des Schiefers,

Durch diese ist nun zunächst der Gewichtsverlust der Platten seitens der in Lösung gegangenen Basen = 0,3468, sowie auch der von dem Entweichen der C0₂ bei der Bildung des gelösten wie des ungelösten CaO-Sulfats herrührende Gewichtsverlust ausgeglichen nnd endlich noch die schließliche Netto-Gewichtszunahme 1,1813 der Platte bewirkt worden. Die dnrch die 80z verdrängte gesamte C0₂-Menge berechnet sich:

qji

(x + 0,0804).

und es besteht also die Gleichung:

^ (80 % 36) = 1,1813 + 0,3468 + (x -f 0,0804)

56

welche in ungelösten Gips übergeführt wnrde, mit x, so berechnet sich die aufgenommene 80z- sowie 8₂0-Menge:

80

x.„ + x.

36

56'

woraus x = j— . 1,5913 = 1,2377 folgt.

Nach Vorstehendem betrug die Menge 1. des in Lösung ge-

gangenen 2. des zur Gipsbildung

. . CaO = 0,0804 = 4,0%

verwandten .    .

„ =1,2377 = 62,0,,

mithin 3. des überhaupt in chemische Aktion getretenen CaO = 1,3181 = 66,0% Endlich berechnet sich:

4. die Menge des chemisch unberührt gebliebenen CaO = 1,9972 — 1,3181 = 0,6791 = 34,0%

der Gesamt-OnO

Menge der Platte

desgl.

Hiernach ist das 8,5-fache der Gewichtsmenge des gelösten CaO noch unberührt geblieben, mehr als das 15-fache davon aber zur Gipsbildung verwandt worden. Die Platte hat

1,2377 . H = 1,7681 g S0₃

100

36

und 1,2377 . g = 0,7957 „ chemisch gebundenes H₂0

aufgenommen. Die Menge des gebildeten Gipses betrug 1,2377 -f" 1,7681 4- 0,7957 = 3,8015 g. Zu vollständiger Lösung derselben wären etwa IV2 Liter H₂0 erforderlich gewesen. Alle diese Zahlen, welche deutlich genug sprechen, hat man bei der Erklärung der Sprengwirkung auf die Platte in Betracht zu ziehen.

Ganz ähnlich liegen die Verhältnisse in betreff der Platte e.

Der Anteil der Neubildungen an der Sprengwirkung auf die Platten c und e und an deren Spaltung ist für den Anfang jedenfalls schon auf eine Volumvermehrung der Kalkpartien infolge der Umwandlung in Calciumsulfit zurückzuführen. Denn bei dem Mehrgewicht des letzteren würde, selbst bei gleichem spec. Gewicht desselben mit dem ursprünglichen Kalkkarbonat, eine Volumvergrößerung eingetreten sein. Das spec. Gewicht der Neubildung ist aber sicherlich ein weit geringeres gewesen wie das des Kalkkarbonats, welches, der mikroskopischen Untersuchung (Abschn. VI) zufolge, im krystallinischen Zustand in den Platten anwesend war. Später kam hierzu vollends noch die Gipsbildung. So trat denn eine durch das plötzliche Entweichen der C0₂ vielleicht schon vorbereitete Lockerung des Gefüges, und, bei der nicht großen Spaltfestigkeit (s. Abschn. V, A 1 II) der Platten c und e und dem erhöhten Gasdruck die schließliche Spaltung und völlige Zerstörung der letzteren ein (Abb. 7 u. 6, Taf. IV). Die eigentümlich kohlige Beschaffenheit der Platte k kam dadurch zustande, daß zwischen den äußerst reichlichen Kohlepartikelchen derselben die löslichen Sulfate, deren Gewicht das des unlöslichen Sulfits hier weit übertraf, ausgewaschen wurden. Bei c und e war jenes Verhältnis gerade das umgekehrte, aber bei k mochte, angesichts der noch geringeren Spaltfestigkeit (vgl. Abschn. V, Al II) dieser Schiefer-sorte, nachdem einmal erst größere Substanzverluste stattgefunden hatten, der Gasdruck zur Spaltung fast allein ausreichen. Hinsichtlich der bei dem Fresenius'schen Versuch sehr stark zu Tage getretenen Efflorescenzen und lebhaften Verfärbungen, namentlich auf Verbindungen des Fe zurückzuführen, sei auf die Tab. VI verwiesen (Bei a herrschte die Orangefarbe vor, bei d dieselbe, wechselnd mit zeisiggrün, k färbte sich dunkelrostbraun, ähnlich so, doch heller, e). Die Platte c zeigte sich nach dem Trocknen über und über mit sehr kleinen, weißlichen Pünktchen übersäet, die sich unter dem Mikroskop und zwischen Nikols ganz deutlich als monokline Gipskryställchen zu erkennen gaben und auch die entsprechenden Reaktionen zeigten. Die Abb. 7, Taf. IV bringt diese Kryställchen, soweit sie der größeren Sorte angehören, deutlich zur Anschauung. Die kleineren und kleinsten sind nur mit Lupe oder Mikroskop erkennbar. Bei e war von Krystallisation des Gipses mit bloßem Auge keine Spur zu entdecken, unter dem Mikroskop dagegen erwies sich die Schiefermasse als durch und durch mit Gips imprägniert, dessen Kryställchen jedoch nur sehr unvollkommen entwickelt und nur bei starker Vergrößerung überhaupt zu erkennen waren. Kleine Gipskryställchen in sehr geringer Menge sind übrigens auch bei k vorübergehend konstatiert worden.

Es ist im Abschn. II bereits vorgreifend darauf hingewiesen, daß die festgestellten Gewichtsverluste der kalkhaltigen Schieferplatten sowie auch des Marmors bei der natürlichen Verwitterung auf eine vorwiegende bis ausschließliche Bildung primärer Sulfite und geringer, aber stetig entstehender und alsbald bei der Bildung sofort in Lösung gehender Sulfatmengen zurückzuführen sind. Als Bedingung hierfür, welche in Wirklichkeit aber eben meist erfüllt sein wird, war das Vorhandensein von genügenden Mengen tropfbarflüssigen Wassers — im Vergleich zur wirksamen Säuremenge — angegeben, wodurch das Zustandekommen oder doch Vorherrschen ungelöst bleibenden Gipses verhindert wird. Die hinreichende Begründung für alles dieses dürfte nun im vorliegenden Abschnitt erbracht sein. Zu erwarten wäre eine solche Gipsbildung nur bei Steinen mit größerer Anhäufung von Karbonaten und nur bei hinreichend trockener, konzentrierter Rauchgaswirkung, vielleicht auch bei mächtiger Berußung. Natürliche Beispiele dieser Art bieten die Solfataren dar (z. B. die Solfatara von Pozzuoli bei Neapel). In solchen Fällen kann es denn auch leicht zu Sprengwirkungen am Gestein kommen, ganz ähnlich den bei dem Fresenius'schen Versuch an den Sorten c und e beobachteten. In den Fällen der gewöhnlichen baulichen Verwendung kalkhaltiger Steinsorten, namentlich kalkhaltiger Schiefer, wird jedoch, nach allem Vorhergehenden, die Gipsbildung als zwar unter Umständen (größere Konzentration der Rauchgase bei verhältnismäßig geringer Wasserwirkung, starke Wasseraufsaugung seitens der Steine, namentlich im Stadium vorgeschrittener Verwitterung!) möglich, aber doch kaum der Regel gemäß anzusehen sein. Demnach erscheint es, wie bereits oben bemerkt, auch von diesem Standpunkt aus, einigermaßen fraglich, ob der Fresenius'sche Versuch in seiner üblichen Form als eine getreue Nachbildung der wirklichen Verhältnisse allgemein betrachtet werden darf.

Die Bestätigung der hier dargelegten Auffassung glaube ich

aus Beobachtungen an verwittertem, kalkhaltigen Schiefermaterial herleiten zu können. Hier nur ein Beispiel! Es Betrifft das Verhalten eines Schiefers, welcher aus dem Dach eines Gebäudes in Marburg a. L. lange Jahre einer den Umständen zufolge jedenfalls stärkeren Rauchgaswirkung ausgesetzt gewesen war, wie sie für Wohnhausdächer gewöhnlich in Betracht kommt. Wer im vorliegenden Falle an dem Vorhandensein der Rauchgaswirkung zweifeln wollte, müßte sie wohl überhaupt bestreiten. Der Schiefer zeigt sich stark zerblättert und mächtig aufgespalten und zersprengt (f. Tafeln IX und X) und es könnte als Ursache hiervon Gipsbildung vermutet werden, da der Schiefer im frischen Zustande 7% CaC0₃ enthält. Allein es zeigte sich, weder auf der Oberfläche der Platten noch unter und zwischen den Spaltflächen, wo doch der Herd der sprengenden Gipsbildung zu suchen gewesen wäre, die geringste Spur von Gips, weder unter dem Mikroskop noch bei der chemischen Untersuchung. Und doch hatte der Schiefer im Lause der Zeit Vs bis ¹/i seines OOz-Gehalts eingebüßt, denn er enthält jetzt nur noch 2,4 °/₀ gegen 3,1 % früher, entsprechend nur noch 5,5 % CaC0₃ jetzt, so daß also 1,5 % CaC0₃, oder 21 %, teils als Bikarbonat, teils als im kleinen gebildetes und darum vollständig gelöstes Sulfat in Lösung gegangen und vollständig entführt worden fein müssen. Die starke Aufspaltung des Schiefers ist also trotz der reichlicheren Rauchgasmengen nicht durch Bildung ungelösten Gipses, sondern auf andere Weise zu erklären (f. Ab sch n. V, S. 119).

Übrigens hat man sich gegenwärtig zu halten, daß die S0₂= Probe, in jeder Gestalt, niemals der gesamten Rauchgaswirkung, sondern nur einem Teil derselben, allerdings dem wesentlicheren und schwerwiegenderen, gerecht zu werden vermag. Die Rußwirkung bleibt unberücksichtigt und nur die direkte Rauchgasprobe oder der natürliche Verwitterungsversuch kann diesem Mangel ab-. Helsen.

V. Abschnitt.

¹

: 1 : 21 (C0₂ : 0 : H₂0).

Die Gewichte der 10 Probeplatten betragen zusammen: ca. 236 g, also ist das Durchschnittsgewicht einer Platte ca. 24 g. Damit berechnet sich schließlich die pro Platte im Durchschnitt erforderliche Menge: an C0₂ = 0,22.24 = oo 5,31,

²

„ 0 = 0,04.24 = o» 11,

³

„ H₂0 = 0,84.24 = oo 20,21.

Die obigen Verhältniszahlen werden, mag ihre Ableitung auch auf teilweise etwas unsicheren Grundlagen beruhen, immerhin weit mehr der Wirklichkeit entsprechen nnd daher rationeller sein wie irgend ein beliebig gewähltes oder auch ein der Luftzusammensetzung bezw.

⁴

Zeitschrift für analyt. Chemie, 1868, p. 75.

⁵

Die oxydierende Wirkung der U₂0₂-Flüssigkeit auf den

⁶

FeS₂ ist bei I nur etwa 1,5-mal so stark gewesen wie die oxydierende Wirkung des 0-Gases. Die durch 0-Gas oxydierten Fe8₂-Mengen von I und II sind ungefähr gleich groß; die durch H₂0₂ oxydierten F68₂-Mengen von I und II verhalten sich dagegen wie 1:4. Der Widerspruch dieser Zahlen erklärt sich einfach durch die abnorme Heterogenität des Materials gleicher Sorte I und II in Bezug auf den Fe8₂-Gehalt, für beide Versuchsreihen. Es war unmöglich, in dieser Hinsicht auch nur annähernd gleichwertige Platten aus derselben großen Schiefertafel zu schneiden. Immerhin lehrt der Vergleich der Zahlenwerte 0,009 und 0,015 oder auch 0,011 und 0,060, daß die Zersetzung des FeS₂ nur langsam erfolgt. Die Vergleichung der Spalten 5 und 8 der Tabellen III und IV scheint weiter die Vermutung zu rechtfertigen, daß bei der natürlichen 0-Einwirkung anfangs die Veränderung des FeS» und wahrschein-

A. PetvogvaMsche Prüfung.

h PhyMEfchev Mut

Zur Erforschung des Zusammenhanges zwischen Wetterbeständigkeit und chemischer Zusammensetzung der Bausteine ist die gewichtsmäßige Feststellung ihrer Angreifbarkeit durch die Atmosphärilien und der Vergleich dieser Zahlen mit der Steinsanalyse und dem petrographischen Befund unerläßlich. Soll daneben auch noch der (von den chemischen Veränderungen in Wirklichkeit untrennbare) Einfluß festgestellt werden, den die physikalische Beschaffenheit der Steine auf ihre Wetterfestigkeit ausübt, so bedarf es ebenso noch der Kenntnis der physikalischen Eigenschaften der Steine, z. B. der Porosität, der Kohäsionsverhältnisse u. s. w. Gleichzeitig mit den in den vorigen Abschnitten geschilderten Prüfungen wurden daher noch die nachstehend beschriebenen Untersuchungen mit den 10 Schiefersorten a bis k vorgenommen. Dieselben sollten z. T. außerdem bezwecken, das in meinem Kongreß-Referat (Res. 1) auf S. 49 unter 2 a Ins y vorgeschlagene Prüfungsverfahren in einem bestimmten praktischwichtigen Falle einmal anzuwenden und festzustellen, ob dasselbe nicht vielleicht dazu dienen könne, charakteristische Unterschiede von Gesteinen, die bei der üblichen Porositätsprüsung verborgen bleiben, aufzudecken.

I. Parasitär, sper. Mewicht.

Die Wasseraufnahme seitens der Bausteine vollzieht sich in dreifacher Weise:

1. Das tropfbar-flüssige Wasser wird durch die größeren Poren des Gesteins aufgenommen. Unter Poren werden Hohlräume, Spalten, kurz Unstetigkeiten der Gesteinsmasse irgend welcher Art infolge ihres Gefüges oder der Beschaffenheit ihrer Gemengteile verstanden.

2.    Der Wasserdampf der Luft tritt durch die feineren Porenwege des Gesteins, welche den winzigen Dampfbläschen wegen ihrer Kleinheit und größeren Beweglichkeit noch den Durchgang gestatten, in das erstere ein und verdichtet sich hier vollends. Der Wasserdampf erfüllt aber auch die größeren Poren der Gesteine und kondensiert sich an deren Wandungen infolge molekularer Anziehung und nach Maßgabe der mehr oder weniger geringen spec. Wärme und des mehr oder weniger erheblichen Wärmeleitungsvermögens des Materials, ebenso auch an den dichten und glatten Stellen der Gesteinsoberfläche. Bei weitgehender Feinheit oder auch Spärlichkeit der engen Porengänge kann dann häufig die Aufsaugung des oberflächlich kondensierten Wassers nicht sogleich erfolgen. Am Gestein erscheint in diesem Falle der bekannte äußere Beschlag. — Von der physikalischen Hygroskopie zu unterscheiden ist die chemische, hier jedoch schwerlich in Betracht kommende.

3.    In das Innere der Gesteinsmasse zwischen den größeren und feineren Poren dringt das auf die eine oder andere Weise aufgenommene Wasser weiter vor durch die Kapillarität der feinsten Öffnungen und Spältchen, deren Feinheit also dieses Vordringen begünstigt, sowie höchst wahrscheinlich auch auf rein intermolekularem Wege¹).

Der unter 1 erwähnte Vorgang soll als Imbibition, die unter 2 vorausgesetzte Eigenschaft eines Gesteins als Hygroskopie bezeichnet werden, während die Gesamtwasseraufnahme (1 und 2) ein Maß für dasjenige abgiebt, was als Wasserkapazität oder

Porosität im weitesten Sinne zu gelten hat. Hiernach wäre also zunächst 1. hygroskopisch- und 2. imbibitorisch-aufgenommenes Wasser zu unterscheiden und dieser Unterschied auch bei der Erforschung der Wasseraufnahmefähigkeit von Gesteinen zu berücksichtigen. Dem wird nun durch das von mir vorgeschlagene Verfahren Rechnung getragen, welches zur üblichen Bestimmung ad 2 noch die Bestimmung ad 1 hinzufügt und welches im folgenden beschrieben werden soll. Darnach wird zunächst

1.    die Hygroskopie einer getrockneten Probe des Gesteins, also seine Aufnahmefähigkeit für Wasserdampf aus der Luft bestimmt, wobei es mit ursprünglich tropfbar-flüssigem Wasser nicht in Berührung kommen darf. Erst nach eingetretener Wasserdampfsättigung beginnt

entsprechend

2.    die Wasserlagerung und Imbibition, durch welche — abweichend von der üblichen Porositätsbestimmung — die Menge des tropfbar-flüssigen Wassers ermittelt wird, das außer dem hygroskopischen Wasser noch in das Gestein einzudringen und neben ihm im Gestein noch Platz zu finden vermag. Diese Wassermenge deckt sich keineswegs ganz mit der durch direkte Wasserlagerung des getrockneten Gesteins (also ohne vorherige Wasserdampfsättigung) festgestellten. Denn bei grobporigen Gesteinen werden die nach 2 zu ermittelnden Jmbibitionszahlen — wegen des bereits vor der Wasserlagerung an den Porenwänden kondensierten Luftwasserdampfes

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Abb. 10.

daß sie, von einer bestimmten Weite an abwärts, für das in den Stein aufzunehmende Jm-bibitionswasser bei beiden Modi- ES

Vgl. hierzu die schematische Abb. 10. Ich

fikationen des Versuchs überhaupt gar nicht in Betracht kommen.

erachte die hier durchgeführte Bestimmung der Wasseraufsaugung für eine der Wirklichkeit entsprechendere. Denn bei Bausteinen im Zustand der Verwendung kommt ein Aufsaugen von tropfbar-flüssigem Wasser (bei Regen oder bei Schneeschmelze) nach vorhergegangener völliger Trocknung wohl niemals vor. Nach der intensivsten, lang-andauernsten Besonnung von Steinen wird, bevor der Regen eintritt, doch immer eine gewisse Durchfeuchtung der Luft stattfinden, die sich hygroskopischen Steinen leicht mitteilt. Immer besitzen die Steine also vor der natürlichen Imbibition ein gewisses, meist sogar sehr erhebliches Maß von Wasserdampfsättigung, wenn dasselbe auch selten gerade dem hier ermittelten Maximalbetrag entsprechen wird. Letzterer ist als Versuchsziel aber unvermeidlich, wenn der Versuch nicht willkürlich enden soll. Die durch 2 definierte Imbibition werde schärfer als (durch die Maximal-Wasserdampsausnahme) „bedingte Imbibition", die entsprechende Hygroskopie als „unbedingte" bezeichnet. Das Gegenstück hierzu wäre: „unbedingte Imbibition" (des getrockneten Probestücks) und durch sie „bedingte Hygroskopie". Ein praktisches Beispiel hierzu würden jedoch höchstens einige ausnehmend bergnasse Steine unmittelbar nach der Lösung liefern können. Die Summe der gemäß 1 und 2 gewonnenen Zahlen für Hygroskopie und Jmbibitionsfähig-keit, giebt das Maß der Ge samt wasseraufnahme, also auch der Porosität im umfassendsten Sinne, wiederum thunlichst entsprechend den Verhältnissen der Wirklichkeit: bei unbedingter (freilich maximaler) Wasserdampfsättigung. Da, wie schon bemerkt, in praxi die vollständige Wasserdampssättigung von Steinen selten, richtiger gesagt: vielleicht niemals zu erwarten ist, so werden — wennschon andererseits auch die Imbibition niemals das im Versuch (unter der Luftpumpe) erzielte Maximum erreicht — die nach 1 gewonnenen Zahlen stets etwas zu groß, also die nach 2 erhaltenen etwas zu klein ausfallen. Wieviel im Durchschnitt oder in der Regel, das entzieht sich der Kenntnis und dürfte auch kaum durch Versuche eruierbar sein, könnte aber der Beurteilung doch vielleicht dadurch näher gebracht werden, daß man außer den Bestimmungen 1 und 2 noch die unbedingte maximale Jmbibitionsgröße (am getrockneten Gestein) und die entsprechende bedingte Hygroskopie bestimmte und eine Art von Mittelwert aus beiden Grenzwerten bildete. Dieser zweite extreme Versuch, dessen Ausführung übrigens möglicherweise auf Schwierigkeiten stoßen könnte, ist im vorliegenden Falle unterblieben. Indessen sind

die nach 1 und 2 gewonnenen Versuchsgrößen und ihre Verhältniszahlen zur vergleichsweisen Beurteilung verschiedener, durch sie gekennzeichneter Gesteine fast genau ebenso brauchbar, wie sie es wären bei einer beliebig geringeren, von der maximalen nur nicht allzuweit entfernten Wasserdampfsättigung der Platten. Es lehrt dies nämlich ein Blick auf die später zu besprechenden Schaulinien, Tafeln V, VI, VII. Hiernach nehmen die Platten, nachdem einmal ein gewisser Grad von Wasserdampfsättigung erreicht ist, nur noch verhältnismäßig wenig und ganz allmählich weiter U₂0-Dampf ans. Ein mittlerer Durchfeuchtungsgrad steht also der Maximaldurchfeuchtung viel näher wie der Trocknung oder erst beginnenden Durchfeuchtung. — Der oben unter 3 erwähnten weiteren Fortbewegung des vom Gesteine einmal aufgenommenen Wassers brauchte im Versuch nicht besonders Rechnung getragen zu werden (was jedenfalls auch seine großen Schwierigkeiten haben würde), denn dieselbe kommt in den Zahlen für Hygroskopie sowohl wie für Imbibition in gleicher Weise, wenn auch allerdings implicite und nicht weiter ersichtlich, notwendig mit zum Ausdruck.

a. Der Porosttiitsversuch.

Die Einzelheiten der Versuche 1 und 2 waren die folgenden:

1. Es wurden wiederum 10 Platten der zu den Versuchsreihen der Abschn. II, III und IV verwendeten Schiefersorten a, b . . . bis k vom Format ⁷/s cm bei 105° C. bis zur Gewichtskonstanz im Thermostaten getrocknet und zur Bestimmung der Hygroskopie unter eine geräumige Exsikkator-Glocke (Abb. 11) von 20 cm Durchmesser und 30 cm Höhe gebracht, auf deren Boden eine flache Porzellanschale mit H₂0 aufgestellt war. Die Platten ruhten auf einem eigens zu diesem Versuche angefertigten zweietagischen Gestell (Abb. 12), von den Abmessungen 20/14/14 cm, welches selbst aus möglichst wenig hygroskopischem Stoffe hergestellt war. Es bestand aus verzinkten und außerdem noch mit schwarzem Glaslack angestrichenen, hinreichend starken Eisendrähten. Auf die wagerechten Etagendrähte des Gestells waren je vier Glasstäbe g mittelst sehr feiner Bindfäden zur queren Auslagerung der Probeplatten p befestigt. (Ein Gestell ganz und gar aus dünnen Glasstäben wäre vorzuziehen gewesen.) Der Rand der Glocke saß — ganz wie bei den früher verwandten Exsikkatoren — auf einer mattgeschliffenen Glasplatte luftdicht auf. Die Fuge wurde

sorgfältigst vertalgt. An den Seiten des Gestells waren Stücke Filtrierpapier aufgehängt, welche in stets wassergetränktem Zustande erhalten wurden.

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Abb. 12.

Abb. 11.

Am 4. August 1896, 10 Uhr vormittags, wurden die 10 Probeplatten auf das Gestell unter die Versuchsglocke gebracht. 1V2 Stunden später verriet die dunkler gewordene Färbung der Platten b und d bereits ihre beginnende Durchfeuchtung — warum bei b und d zuerst, vermochte ich nicht aus ihrem sonstigeu Verhalten zu erklären —, auch bei den übrigen Platten war ein gleiches um 4 Uhr nachmittags zu bemerken. Interessant war das weitere verschiedene Verhalten der Platten während der Exposition unter der Glocke. Es zeigte sich nämlich schon vom 7. August 1896 an bei Platte i und kurze Zeit darauf auch bei den Platten f und h, sehr häufig, seltener bei g ein dichter Beschlag von feinen Wassertröpfchen, sodaß diese Platten in solchem Falle vor dem Wägen stets erst mit Filtrierpapier vorsichtig abgetrocknet werden mußten. Auf diese Erscheinung wird später zurückzukommen sein. Die Wägungen wurden möglichst jeden Tag vorgenommen, wobei die Platten in einem flachen, luftdichtverschlossenen, vorher leer tarierten Wägegefäß auf die Wagschale gebracht wurden. Es hatte sich dies sehr bald als notwendig erwiesen, da die Wasserabdunstung von den Platten ziemlich schnell und kräftig erfolgte. Die Gewichtsabnahmen bei offener Wägung betrugen zwar manchmal nur wenige Zehntel-Milligramm, stiegen aber doch häufig bis auf zwei und mehr Milligramm, bis zum Höchstbetrage von 0,0042 g, der bei Platte a beobachtet wurde. Im übrigen war ein bestimmtes Gesetz der Gewichtsabnahme nicht erkennbar, entgegen der Vermutung, daß der später ermittelten größeren Wasseraufnahmefähigkeit hier auch die stärkere proportionale Verdunstung entsprechen werde. Über die Größe und die Art des Fortschreitens der Gewichtszunahme bei den einzelnen Platten gewährt die graphische Auftragung derselben, an Stelle der weit weniger übersichtlichen Wägetabelle, Auskunft (f. Taf. V, VI, VII). Die Besprechung derselben erfolgt später. Vorweg sei nur bemerkt, daß die Gewichtszunahme der Platten eine sehr verschiedene war, daß sie zuweilen stillstand, ja, daß sogar häufig Gewichtsabnahmen festgestellt wurden (s. später). Das Verbleiben der Platten in der mit Wasserdampf erfüllten Glocke und die Wägungen wurden so lange fortgesetzt, bis eine Gewichtszunahme über das einmal erreichte Maximalgewicht hinaus bei sämtlichen Platten nicht mehr beobachtet wurde. Der Versuch wurde demnach am 15. September 1896, also nach 39-tägiger Dauer, abgebrochen. Allerdings ergab die Wägung einer einzigen Platte, nämlich von d, zuletzt noch eine Gewichtszunahme gegen früher. Da dieselbe jedoch an sich gering war und auch nach dem ganzen seitherigen Verhalten der Platte bei Fortsetzung des Versuchs höchstens noch eine nur ganz geringfügige Zunahme eintreten konnte, so unterblieb jene.

2. Die Platten wurden jetzt, unmittelbar aus der Glocke, vorsichtig, aber schnell in eine geräumige Krpstallisationsschale mit H₂0 gebracht und in der Folge von Zeit zu Zeit wiederum gewogen, um die Aufnahme von tropfbar-flüssigem Wasser festzustellen, deren die Platten nach vollendeter Wasserdampfsättigung noch fähig waren. Das Wasser in der Versuchsschale wurde öfters erneuert, ohne jedoch die Platten zu entnehmen. Vor der Wägung im verschlossenen Wägegefäß wurden die Platten mit Filtrierpapier jedesmal vorsichtig abgetrocknet, um das oberflächlich anhaftende Wasser zu entfernen. Die Wasserlagerung wurde so lange fortgesetzt, bis auch hierbei keine Gewichtszunahme der Platten mehr beobachtet werden konnte, was verhältnismäßig sehr bald eintrat. Der Versuch 2 wurde am 25. September 1896, also nach 10-tägiger Dauer, abgebrochen und es begann nun

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Abb. 13.

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2 a. der letzte Teil der ganzen Arbeit: die Wasserlagerung der Platten in derselben Schale, jetzt aber unter einer evakuierten Glasglocke (s. Abb. 13). Die Entlüftung erfolgte mittelst einer gut funktionierenden Wasserstrahlluftpumpe a und zwar anfangs in der in Abb. 13 dargestellten Versuchsanordnung. Zwischen Pumpe a und Versuchsglocke i war ein Gefäß e mit etwas Quecksilber eingeschaltet, in welches das zur Glocke führende Glasrohr d eintauchte, während das zur Pumpe führende Saugrohr b oberhalb des Quecksilbers mündete. Das Gefäß c bezweckte, beim Abstellen der Pumpe etwa in den luftverdünnten Raum einstürzendes Wasser von der Glocke fernzuhalten. Vom 25. September bis zum 28. September 1896 waren die Platten unberührt in der Schale mit H₂0 geblieben. Am 28. September begann das Evakuieren und nachdem die Wasserstrahlluftpumpe mehrere Stunden im Gange gewesen und der Hahn h geschlossen worden war, erfolgte die erste Wägung der Platten nach vorheriger Luftzulassung durch den Hahn h behufs Lösen der Glocke. Eine volle Stunde später, während welcher jene einfach, ohne Wiederholung der Evakuierung, im Wasser verblieben, fand eine Neuwägung statt. Dieselbe ergab genau dieselben Gewichtszahlen wie vorher, was selbstverständlich erscheinen könnte, wenn man es nicht für fraglich hält, ob nicht ein Teil des während der Evakuierung in die Porenräume der Platten noch eingetretenen Wassers infolge des das Wasser treffenden und bewegenden kräftigen Luftstroms beim unvermeidlichen Öffnen des Hahns h, vor Entnahme der Platten, wieder entwichen sein möchte. Indessen erscheint dies bei der nur momentanen Wirkung jenes Luftstroms, dessen Kraft noch überdies durch das Wasser gebrochen wird, sehr unwahrscheinlich und es könnte doch wohl nur für die Außenporen ein Losreißen von Wasserteilchen in Frage kommen, die aber sogleich durch neue ersetzt werden dürften. Jedenfalls bedingt die Dauer der Wägung für die bei lufterfüllter Glocke im Wasser lagernden Platten keine Fehlerquelle. Das Öffnen des Hahns behufs Entnahme der Platten aber ist nun einmal unvermeidlich. Das angeschlossene Quecksilbermanometer f zeigte bei längerer Thätigkeit der Wasserstrahlluftpumpe ziemlich genau den jeweiligen Barometerstand, vermindert um die Millimeterzahl, welche der Spannkraft des Wasserdampfes bei der in i und c herrschenden Temperatur entsprach. So zeigte z. B. am 28. September 1896 das Manometer 742 mm, das Barometer

Seipp, Wetterbeständigkeit der natürlichen Bausteine.

759 mm, das Thermometer in i: 15,5° C. Die entsprechende Wasserdampfspannung betrug 13,1 mm. Also fehlten noch 759 — (742 -f-13,1) — 3,9 mm am Vakuum. Nach jeder Wägung wurde sofort wieder neu evakuiert und dann, nach Schließen des Hahns h, die Pumpe bis zur nächsten Wägung, vor der gleichfalls stets wieder evakuiert wurde, abgestellt. Im Verlaufe der Arbeit fand ein Ersatz

Abb. 14.

des Quecksilbermanometers durch ein handlicheres Blattfeder-Metallvakuumeter (von Schäffer & Budenberg in Magdeburg-Buckau) statt. Die Versuchs-to anordnung war jetzt einfach die ^ durch Abb. 14 dargestellte, der o Erfolg natürlich genau derselbe, |p nur daß infolge des Fortfalls H von Undichtigkeiten nun die S Evakuierung weit schneller und auch noch etwas vollkommener erfolgte. Am 5. Oktober 1896, also nach 7-tägiger Dauer, wurde der Versuch abgebrochen, da eine Steigerung des Wassergewichts nicht weiter zu erzielen war. Der Gesamtversuch hatte 58 Tage gedauert. Ich kann nicht unterlassen, einer Fehlerquelle zu gedenken, welche den Wägungen zu 2 und 2a eigentümlich ist. Ich meine das oberflächliche Abtrocknen der Platten mit Löschpapier nach der Entnahme aus dem Wasser vor der jedesmaligen Wägung. Aller Sorgfalt und Bemühungen ungeachtet, ergeben sich dabei notwendig Ungleichmäßigkeiten für die Wägeresultate. Indessen sind dieselben, bei flotter Ausführung der Manipulation, doch weit geringer, wie es den Anschein haben könnte und für die verschiedenen Platten von ziemlich gleichem Betrage. Ganz vermeiden werden sich diese kleinen Ungleichmäßigkeiten bei der fraglichen Methode niemals lassen, wohl aber können sie bei richtigem, schnellem Arbeiten auf ein vom praktischen Standpunkte zulässiges Minimum beschränkt werden. Ganz unabhängig davon ist man jedoch bei der Anwendung des, namentlich auch von Prof. Dr. Brunner in Lausanne zur Bestimmung des

Jmbibitionsvermögens kultivierten Verfahrens. Durch dasselbe wird das Jmbibitionsmaß jedoch bekanntlich nicht gewichtsmäßig, sondern durch die Höhe des Aufsteigens der Flüssigkeit in den mit den unteren Enden in Wasser tauchenden Schieferplatten festgestellt. Die Hygroskops wird dabei natürlich nicht gemessen, obgleich sie auch hier eine gewisse Rolle spielt, da die Platten während der Imbibition immer etwas Wasserdampf aufnehmen werden. Das gedachte Verfahren ist höchst bequem und praktisch da, wo Prüfungen kurzer Hand in Frage stehen. Sogar gewisse Schlüsse auf das Gefüge der Schiefer läßt es bei Beachtung der Jmbibitionskurven (Grenzlinien der Durchfeuchtungszone), aus welche Dr. E. Steiner, ein Schüler Brunners, hingewiesen hat, zu²).

b. Diskussion der Diagramme über die Nasseraufnahme

der platten.

lmg) aufgetragen, während die Abscissen

Auf der Taf. V sind die Gewichtszunahmen der Platten, gegen das Anfangsgewicht am 5. August 1896, durch hygroskopisches und imbibitorisches Wasser, absolut dargestellt und zwar als Ordinaten (Maßstab: 3 mm die bis zum jeweiligen Beobachtungstermin verflossene Zeit, vom 5. August an gerechnet, bedeuten (Maßstab: 3 mm = 24 St., also 1 mm = 8 St.). Dabei sind die Schaulinien für sämtliche Probeplatten so zusammengerückt, daß sie gemeinsamen Koordinatenanfangspunkt haben (5. August). Diese Darstellung gestattet z. B. ein Urteil über die verschieden große Gewichtszunahme eines Daches bei feuchter Luft und Regen, je nachdem mit der einen oder mit der anderen der zehn verschiedenen Sorten eingedeckt wurde (die hier vorliegende Plattenstärke dabei vorausgesetzt). Nach dem Schaulinienbilde Taf. V ordnen sich die 10 Schiefer in der genannten Hinsicht im wesentlichen in zwei Gruppen, deren erste die absolut mehr Wasser aufnehmenden Sorten a, e b und k umfaßt, während zur zweiten Gruppe die absolut weniger Wasser aufnehmenden Sorten d, k, g, f, c und i gehören. Auf Taf. VI stellen die Ordinaten der Schaulinien die Gewichtszunahmen der Platten gegen ihr Anfangsgewicht am 5. August 1896 oder auch, hier genau genug, die betreffende Wasseraufnahme

7²

der Platten in cm³ dar und zwar in Prozenten des Plattenvolums³) und der Ordinatenmaßstab ist hier: 1 mm oder 1 cm wiederum: 1 mm sämtliche Platten so zusammengerückt, daß sie gemeinsamen Koordinatenanfangspunkt, entsprechend der Wasseraufnahme am 5. August, haben oder „conoriginal" sind. Taf. VII endlich zeigt die Schaulinien der vorigen Tafel, jedoch in unverrückter Lage, d. h. die Ordinaten geben, im Maßstab 14 mm Gewichtszunahmen der Platten gegen das Anfangstrockengewicht oder auch, hier genau genug, die gesamte Wasseraufnahme der Platten, wiederum in Volumprozenten, an³). Abscissenmaßstab wie auf Taf. V und VI.

0,004 o/g

0,04 % oder 1 dem = 0,4 %, der Abscissenmaßstab 8 St. Die Schaulinien sind hiernach für

0,1 % oder 14 cm

1 %, die

Die Gestalt der Schaulinien betreffend, fällt sofort zweierlei in die Augen. Zunächst zeigt jede einzelne derselben

1. im großen und ganzen einen ihr eigentümlichen und — im Vergleich mit den anderen — die betreffende Schiefersorte charakterisierenden Verlauf. Nur das Ansteigen mit wachsenden Abscissen — bis zu einer gewissen Grenze — ist allen zehn Schaulinien dabei gemeinsam; Art und Grad des Ansteigens aber zu Anfang und auch fernerhin sind ungemein verschieden, worin eben die Eigenart der einzelnen Linien sich ausspricht. In letzterer Hinsicht gestattet Taf. VI am leichtesten Vergleiche anzustellen. Voraussetzung dabei ist allerdings ein ganz bestimmter Anfangs-Durchseuchtungszustand der Platten, nämlich der vom 5. August. Die Linien a, e, b und k beispielsweise zeigen anfangs die gleiche, von den anderen Linien nicht erreichte, Tendenz des Ansteigens, scheiden sich aber bald (etwa am 11. August) paarweise in zwei Gruppen: a, e und b, k. Beide Linienpaare verlaufen — jedes für sich — ziemlich konform (abgesehen von einzelnen stärkeren Erhebungen von a), bis etwa am 15. September abermalige Gabelung infolge ungleicher Elevation eintritt. Diejenige von a übertrifft schließlich die aller anderen Linien weit; 4 nimmt eine Mittelstellung unter den Schaulinien ein. Unter sich ähnliches, aber minderes Steigungsbestreben wie 4 zeigen die Linien f, h und g und endlich das geringste, unter sich ziemlich übereinstimmend, die Linien i und c.

2. Neben jener allgemeinen und gemeinsamen Tendenz des Steigens treten bei allen Schaulinien gewisse Abweichungen von derselben, unregelmäßige Senkungen und Hebungen des Linienzuges auf, welche im Vergleich zu den unter 1. genannten Merkmalen als sekundär und nicht wesentlich sich darstellen. Dieselben zeigen nämlich bei aller Unregelmäßigkeit eine augenfällige Übereinstimmung. Die so ungleichen Hebungen oder Berge ebensowohl wie die Senkungen oder Thäler gehören bei allen Schaulinien, vom 5. August bis 15. September, doch fast durchweg denselben Ordinalen, also denselben Beobachtungszeiten an und sind folglich auf die gleichen äußeren, von der Beschaffenheit der Schieferarten unabhängigen Ursachen zurückzuführen. Fragt man weiter, welches diese Ursachen sein mögen, so sieht man sich in erster Linie jedenfalls auf die Temperaturschwankungen hingewiesen, welche eine wechselnde Größe der Verdunstung des Wassers unter der Versuchsglocke, insbesondere auch von seiten des benetzten Papieres bedingen mußten, vor allem aber, wie es scheint, auf folgendem Umstand. Bei jedem erheblicheren Niedergang der Zimmerlufttemperatur wird eine entsprechend stärkere Abkühlung der Wandung der Glasglocke und an derselben eine Verdichtung des in derselben eingeschlossenen Wasserdampfes stattgefunden haben. Die Folge davon wird eine Wasserabgabe der Platten nach der abgekühlten Glockenwand hin gewesen sein, der im Schaulinien-Bild wiederum ein Thal entsprochen haben mußte. Das innerliche Beschlagen der Glocke wurde denn auch öfters beobachtet, leider aber ist es unterblieben, hierüber, sowie über den Temperaturgang im Versuchszimmer (Wägeraum des chem. Instituts) Aufzeichnungen zu machen. Doch wird in letzterer Hinsicht auch schon die Kenntnis des Außenluft-Temperaturganges einigen Anhalt bieten. Auf der Taf. VI sind deshalb die Linien V und N der Tagesminima sowie -maxinia (am oberen Ende) aufgetragen. Ist die obige Erklärung richtig, so muß der Verlauf jener Linien mit den sekundären Hebungen und Senkungen unserer Schaulinien übereinstimmen. Und in der That ist eine Konformität beider ganz unverkennbar, zumal wenn man berücksichtigt, daß für die Beobachtungen am Vormittag (meistens 9—10 Uhr) die Minima-, für die am Nachmittag (meistens 4—5 Uhr) die Maximalinie maßgebend sein muß. Am 5, 8, 11, 15 und 28 August und am 10, 12. und 14. September hatten die Beobachtungen des Nachmittags, im übrigen des Vormittags stattgefunden. Ein unaufgeklärter Widerspruch zeigt sich eigentlich nur am 7. September, wo nach dem niederen Stand der Minima- und mehr noch nach der tiefen Senkung der Maximakurve ein Schaulinienthal zu erwarten gewesen wäre. Nach dem Gesagten sind also die sekundären Teile der Figuration der Schaulinien eine Folge der Unvollkommenheit unserer Bersuchsanordnuug, und es müßte das Gesetz der Wasserdampfaufnahme durch die Platten jedenfalls ungetrübter und vollkommener zum Ausdruck kommen, wenn die Erhaltung einer vollkommenen Temperaturkonstanz während der Versuchsdauer gelingen würde. Dies ließe sich durch eine geeignete Umhüllung (Filz, Asbestpappe, Jnfusorit, Korkplatten, Luftschicht 2C.) wohl erreichen. Auch Unregelmäßigkeiten in der Benetzung des befeuchteten Papieres am Plattengestell u. a. mögen einen Einfluß in dem fraglichen Sinne geäußert haben.

Was nun den wesentlichen Verlauf der Schaulinien betrifft, so würde derselbe in Bezug auf Wasseraufnahmefähigkeit vorläufig folgende Rangordnung der 10 Schiefersorten ergeben. Es wird sich aber alsbald herausstellen, daß dieselbe einer wesentlichen Berichtigung bedarf. Obenan steht, alle anderen Sorten weit überragend, a. Dann würden, ungefähr gleichlaufend, b und e folgen. Hieran schlössen sich, durch etwa gleiche Abstände getrennt, k, d, c und h an. Zuletzt würden, einander wieder näher stehend, f, g und i folgen. Nach dem (unkorrigierten) Schaulinienbild sind a und i als Extreme gekennzeichnet, während d eine Mittelstellung einnimmt. Es werde nun noch die Beschaffenheit der Schaulinienteile vom 5. August bis 15. September und vom 15. September bis 5. Oktober mit einander verglichen. Da sich nach Beendigung der Exposition unter der Versuchsglocke, also infolge der eingeleiteten Wasserlagerung, die Schaulinien für die meisten Platten auch noch fernerhin erheben, so müssen die betreffenden Schiefersorten außer den feinen Porenräumen, durch die der Wasserdampf Eingang gefunden hatte, auch

Die Schaulinien geben also ein anschauliches Bild von dem Grad der (unbedingten) Hygroskopie und der (bedingten Jmbibitionsfähigkeit des Gesteins und es ivird also auch thatsächlich möglich sein, die relative Größe beider zahlenmäßig anzugeben. Nach Taf. VII müßten die Schiefersorten i und g als rein hygroskopische bezeichnet werden, da das Ordinatenmaximum der betreffenden Schaulienen durch die Wasserlagerung keine Steigerung erfahren hat, ja die Schaulinien nach dem 15. September sogar einen erheblichen Niedergang zeigen. Dies ist aber nur scheinbar; denn während der Wasserlagerung haben die Platten sehr erhebliche Substanzverluste erlitten, deren Zahlenwerte aus der Tabelle VIII, Spalte 12 und 13 zu entnehmen und den während der Wasserlagerungsperiode erhaltenen Wägezahlen als Korrektive zuzulegen sind. Wie aber der Gesamtgewichtsverlust, z. B. für a = 0,0137, auf die einzelnen Wägungen zwischen dem 15. September und den 5. Oktober 96 zu verteilen wäre, entzieht sich freilich unserer Kenntnis. Aus diesem Grunde ist die Anbringung der Korrektive an den Schaulinien selbst auch unterblieben. Taf. VII zeigt dieselbe in der unverbesserten oder scheinbaren, also nur etwa bis zum 15. September richtigen Gestalt. Es ist aber klar, daß sämtliche Schaulinien vom 15. September an in Wirklichkeit ein stärkeres Aufsteigen zeigen müssen wie in der Darstellung auf Taf. VII. Auch die Linien für g und i erreichen nach dem 15. September einen höheren Stand wie der maximale in der Zeit vom 5. August bis 15. September. Die erwähnten Substanzverluste der Platten wurden durch Trocknen derselben bei 105° C nach beendigter Wasserlagerung, Wägung und Berechnung

noch Poren besitzen, deren Größe zur Aufnahme des gewöhnlichen tropfbarflüssigen Wassers hinreicht. Bei gänzlichem Fehlen solcher Poren, müßte die Schaulinie während der Wasserlagerung einen stationären (wagerechten)

Verlauf zeigen: s. beistehendes Schema.

Bei gänzlichem Fehlen der Hygroskopie-Poren dagegen, müßte der anfangs matten Erhebung der Schaulinie, am 15.

September ein schroffer Ausstieg folgen: s. Schema.

der Gewichtsdifferenz gegen das Anfangs-Trockengewicht ermittelt. Es bezeichnen nun ph und pj das Maß der unbedingten (maximalen) Hygroskopie bezw. der bedingten Jmbibitionsfähigkeit eines Gesteins, nämlich seine Wasserdampf- bezw. Wasseraufnahme in Volumprozenten, ebenso p das Porositätsmaß, d. h. die Wasseraufnahme insgesamt (U₂0-Dampf -ff tropfbarflüssiges H₂0), also

Ph

p = ph -j- Pj Das Verhältnis — = (i oder der reciproke Wert

Pi

hiervon läßt sich für unsere Schiefersorten auf Grund der Ph

Spaltenwerte 5 Und 9 leicht unmittelbar feststellen. Die Werte

fi UNd

rechnung der absoluten Zahlenwerte von ph und pj erfolgt selbständig ganz ebenso wie die von p (f. weiter unten) oder aus p und xr, nämlich:

Ph =

1 Pi

fi

— sind in die Spalten 19 und 20 eingetragen. Die Be-

fi

p und

Pi

• P-

Dieselben finden sich in den Spalten 17 und 18, die Werte von p in Spalte 16 der Tabelle VIII. Der Berechnung von p vorauszugehen hat:

c. Die Bestimmung des sper. Gewichtes

der Platten, weil dasselbe zu einer Korrektion bei jener Berechnung erforderlich ist, weniger um seiner selbst willen. Seine Bedeutung für die Untersuchung und Wertschätzung von Dachschiefern und andern Gesteinen scheint mir überschätzt worden zu sein, ebenso wie, beiläufig bemerkt, die der Härte. Auch die Härte dürfte, ganz abgesehen von der geringen Zuverlässigkeit ihrer Bestimmung, an und für sich von nicht allzugroßer Wichtigkeit für die Schiefer sein. Vielleicht gestattet sie übrigens noch eine indirekte Verwertung als Indikator bei Bestimmung des Erweichungsgrades von Dachschiefern. Kennzeichen, die innerhalb so enger Grenzen variabel sind, wie die Härte- und spec. Gewichts-Zahlen für Schiefer, können schon ihrer Natur nach nicht besonders charakteristisch und entscheidend für die Qualität der verschiedenen Sorten sein. Zudem giebt es gute und schlechte Schiefer von gleichhohem und ebensowohl gute und schlechte von gleichniedrigem spec. Gewicht. Endlich wird die Härte gerade beim

Schiefer in der Regel weniger in Anspruch genommen wie bei andern Steinen, in (unverputztem) aufgehendem Mauerwerk, nämlich wegen des hier energischeren Staubanschlags und sonstiger Angriffe z. B. bei Sockelsteinen, Gesims- und Gewändestücken, Säulen oder gar Treppenstufen u. s. w. Jedenfalls ist die Angabe des spec. Gewichts auf vier Dezimalen, die man oft findet, hier als praktisch ganz zwecklos zu entbehren und als theoretisch in vielen Fällen unsicher, auch nicht einmal erwünscht. Wir beschränken uns auf zwei, allerdings verbürgte Dezimalen. Die Bestimmung erfolgte aus hydrostatischem Wege an den vom Porositätsversuch her wassergesättigten Platten im unmittelbaren Anschluß an jenen. Der scheinbare Gewichtsverlust w der Schieferplatten im Wasser mußte, um die genaue chemische Wage benutzen zu können, in folgender Weise ermittelt werden. Die Platten hingen an feinem, ausgeglühtem Platindraht an einem hinter der Wagschale befindlichen Gestell mit verstellbarem Arm und wurden so in ein auf der Wagschale stehendes Gefäß mit Wasser eingesenkt. Die Gewichtszunahme beim Untertauchen wurde bestimmt und ergab nach Anbringung der Korrektion wegen des Auftriebs des mit-eingetauchten Drahtteiles, die gesuchte.Größe w. (Die Wasserverdunstung int offenen Gefäße konnte bei der Schnelligkeit der Wägung unberücksichtigt bleiben). Die Temperaturen der Luft während der Wägung der trocknen Platte und die des Wassers, in das die Platte während der Wasserwägung eintauchte, konnten als konstant und unter einander gleich (nämlich t = 15°) angenommen werden. Ebenso war der Barometerstand b konstant = 767 mm anzunehmen. Zur Berechnung des spec. Gewichts A für 0° C wurde dementsprechend die in diesem Fall genaue Kohlrausch'sche Formel⁴):

j^w (Q — ä)    AJ • (1 -f 3 a . t)

benutzt, worin

bei t° C

m das scheinbare Plattentrockengewicht, w den Auftrieb der Platte (abzügl. Porenraum), Q die Dichtigkeit des benutzten H₂0, l die Dichtigkeit der Luft während der Wägung

und a den linearen Ausdehnungskoeffizienten des Schiefers bedeuten. Genaue Werte von a für die 10 Schiefersorten waren nicht bekannt. Nach Einführung eines ungefähren Durchschnittswertes a — 0,0000104 (s. Rankine, Handbuch der Bauingenieurkunst) ergab sich, daß der Faktor (1 -st 3 a t) auf das Endergebnis bei nur zwei Dezimalen einen nur unmerklichen Einfluß übt und folglich vernachlässigt werden kann. Wir rechnen daher mit der Formel:

eO

Die um den jeweiligen Austrieb des eingetauchten Platindrahtteils bereits verminderten und wegen der Substanzverluste bereits rektifizierten Auftriebe, also die Volumina der Platten (jedoch einschl. Porenraum) sind in der Tab. VIII, Sp. 14 enthalten. Beispielsweise berechnete sich für Platte a die Größe:

13.0,57 218.21,5

Glied 1 dieses Ausdrucks ist das noch nicht rektifizierte Volum der Platte; Glied 2 giebt den Auftrieb oder das Volum des eingetauchten Drahtstückes an (13 mm Tauchtiefe, 0,57 g Gewicht des ganzen Drahtes von 218mm Länge, und 21,5 spec. Gewicht des Pt); Glied 3 stellt die infolge des Substanzverlustes der Platte (— 0,0137) erforderliche Korrektur dar. 2,79 ist das vorher provisorisch berechnete spec. Gewicht des Schiefers a. Das Schlußglied endlich ist der wirkliche Porenraum (aus Tab. VIII, Sp. 10), welcher bei der Angabe des Austriebs der wassergesättigten Platten zuviel gerechnet war. Man hat also: w — 8,398 — 0,2649 oder w — 8,1331

Da nun für t = 15° C und b = 767 mm: Q = 0,99915 und X = 0,001237, also Q — X = 0,997913, ferner m = 22,7125, so folgt:

. 0,997913 + 0,001237 oder A = 2,79.

w — 8,3943 —

22,7125

0,0137

2,79

— 0,2649.

8,1331

Die so ermittelten spec. Gewichte der 10 Schiesersorten sind gleichfalls in die Tab. VIII, Sp. 15, eingetragen. Dieselben waren übrigens größtenteils auch auf pyknometrischem Wege bestimmt worden und zwar mit im ganzen befriedigender Übereinstimmung. Nach meinem Dafürhalten ist die hydrostatische Methode, zwar weit zeitraubender und mühsamer wie die andere, aber aus verschiedenen Gründen doch auch zuverlässiger.

d. Die Sestimmnng des Porositätsmaßes p in Prozenten des Lörpervotnms einschtießtich porenranm.

Es bezeichne gt den Auftrieb des porösen Körpers oder das Gewicht eines gleichgroßen Wasservolums (abzüglich des Porenwasservolums) bei der beliebigen Beobachtungstemperatur t° C, g't das Gewicht des gesamten Porenwassers des Körpers bei t°C. Dann hat man

p = 100 .

g't

gt + g't

Beweis. Es bezeichne zunächst p₀ die Porositätszahl wie oben, vorerst jedoch nur auf die Temperatur t° C bezogen gedacht, ferner 1 das Gewicht einer dem Körpervolumen bei t° C und 1' das der dem Porenraum bei t°C gleichen Luftmenge, endlich Q die Dichtigkeit des Wassers bei t° C. Dann wäre das wirkliche, d. h. im leeren Raum ermittelte Gewicht der dem Körper gleichen Wassermenge nicht gt, sondern gt +1 und das des Porenwassers nicht g'^, sondern g'^ fi-1', beides noch bei t° C gedacht. Für Wasser bei 4° C stellen diese Gewichtszahlen zugleich die Raumzahlen dar. Für Wasser von t° C sind die jenen Gewichten entsprechen-

g't + 1'

den Volumina:

UNd

• Bei 0° statt t° Wasser- und Körper-

temperatur würden diese Volumina ferner auch nur

gt +1

wo =

(1 — 3 a t) und

gt + r

(1 — 3« t)

w'o =

betragen, wobei a wieder den linaren Ausdehnungskoeffizienten des Körpers bezeichnet. Ein poröser Körper verändert nämlich bei der Abkühlung sein Volum derart, daß seine Porenwände dünner und zugleich seine Poren kleiner werden und folglich der gesamte Rauminhalt des Körpers abnimmt. Denn bezüglich der Poren wird der bekannte Satz von der Formänderung eines Hohlraums bei Temperaturwechsel zur Anwendung kommen: derselbe verhält sich dabei so, als wenn er mit dem Stoffe der ihn umschließenden Wandung erfüllt wäre. Bei der Berechnung einer Volumänderung des Gesamtporenraums des Körpers würde also mit « (hier für Schiefer) zu rechnen sein. Run ist die fragliche Porositätsgröße, auf 0° bezogen:

Po = ¹⁰⁰ • -

w'o

und es ergibt sich also, da 1

wo + w'₀

Bat aus der Rechnung herausfällt, zunächst: g't + 1'

Po = 100 .

g't +1"

Es stellen aber die Ausdrücke

gt + 1

- Und

g't + l'

auch zugleich die betreffenden

verdrängten Lnftvolumina dar, also ist

bei t° C und dem herrschenden Barometerstand bezeichnet — , =

wenn noch A die Dichtigkeit der Luft gt ±¹. *=

s\

St

Nach Substitution dieser Werte für 1 und 1' in die obige Formel für p₀ vereinfacht sich dieselbe zu:

Und

T, also auch 1 —

A mb Y = A

p₀ oder ganz allgemein p — 100 .

St + g't"

Denn diese Ableitung zeigt, daß es sich gleich bleibt, bei welcher Temperatur und welchem Barometerstand die Porositätsbestimmung vorgenommen wird, im Gegensatz zur Bestimmung des fpec. Gewichtes.

Aus unser Versuchsmaterial angewandt, stellt sich beispielsweise für die Schiefersorte a die Rechnung wie folgt:

p = 100 .

oder

0,2649 8,398 ■

p = 8,15 %.

Die so für sämtliche 10 Schiefersorten ermittelten Porositätsgrößen sind, wie schon bemerkt, in Sp. 16 der Tab. VIII zusammengestellt.

Die Ermittelung der Größen ph und p; ist bereits unter b besprochen. Als Beispiel soll dieselbe für Schiesersorte a hier Platz finden:

Es ist hier p = 3,15 °/₀,    = 3,5 (Sp. 19), also fi -f 1

— 4,5 und

Pi =

OT Q7

. 3,15 = 2,45 o/o K - 3,15 = 0,70 o/o

(Sp. 17),

4,5

(Sp. 18).

e.    Vergleichung der 18 Zchiefersorte» auf Grund der Werte

für pi,, pj und p.

Zuvörderst soll hier noch eine auf die Schauliuie der Taf. VII bezugnehmende Bemerkung Platz finden. Vor den übrigen Schaulinien zeichnen sich die von c und d durch die Flachheit ihrer Berge und Thäler aus; namentlich zeigt die Linie c (vom 5. August bis 15. September) einen auffallend ebenmäßigen Verlauf, viel weniger regelmäßiger ist derselbe schon bei b, k und k, am ansgesprochendsten aber erscheint die Berg- und Thalbildung bei a, sodann auch bei

f,    g, i. Die Erklärung für dieses ungleiche Verhalten der betreffen-den Platten ist nicht leicht. Durch die Beschaffenheit der Größen p₁₍, pj und p kann es nicht bedingt sein, wie z. B. ein Vergleich dieser Zahlen für a und i zeigt. Es ist also unabhängig von der Größe des gesamten Porenraums (der feineren sowie auch der gröberen Poren). Folglich dürfte, da das fragliche verschiedene Verhalten der einzelnen Steinsorten doch natürlich in ihrem Gefüge und in der Art ihres materiellen Aufbaues begründet ist, nur noch die Annahme übrig bleiben, daß seine Ursache in dem ungleichen gegenseitigen Verhältnis von Zahl und Größe der Poren selbst für die einzelne Platte, sowie auch vielleicht in deren Gestaltunterschieden zu suchen sei. Die Schiefer c und 4 nehmen augenscheinlich den Wasserdampf schwerer und langsamer (obwohl in teils größerer, teils geringerer Gesamtmenge) auf wie die anderen Sorten und geben ihn entsprechend auch wieder schwerer und langsamer ab, halten ihn zäher fest. Ihre hygroskopischen Porengänge sind vermutlich weit feiner und enger, aber dafür auch weit zahlreicher, so daß schließlich doch der vorhandene, recht erhebliche Gesamtporenraum zustande kommt, wie bei den andern Platten. Bei a sind im Gegenteil vermutlich auch die feineren Porengänge geräumiger und daher wasserdampfaufnahmefähiger, dafür aber entsprechend weniger zahlreich.

Nach den Zahlenwerten der Größen ph und Pj und p sowie

von fi oder — ergiebt sich zunächst, daß sämtliche 10 Schiefersorten

fl

vorwaltend hygroskopischen Charakter besitzen. Am entschiedensten tritt dies bei h, t> und d zu Tage, auch bei k und a erheblich. Bei f ist das Überwiegen des hygroskopischen Charakters nur noch ein minimales, hier halten sich Hygroskopie und Jmibibitionsfähigkeit fast das Gleichgewicht. Das Hervortreten des imbibitorischen Elementes sogar bei g ist hier wahrscheinlich, bei f sicher, auf die schülfrige, schuppende Natur dieser zwei Schiefer zurückzuführen. Vermutlich sind hierfür ausschlaggebend die flachen Öffnungen unter und zwischen einzelnen mehr oder weniger vorgebildeten Schuppen, bereits weit genug, um Teilchen des tropfbar-flüssigen Wassers aufzunehmen. Übrigens sind die beiden Sorten f und g neben i auch absolut die am wenigsten hygroskopischen und nach i überhaupt die dichtesten von allen. Denn, absolut genommen, ist die Jmbibitionsfähigkeit von f doch nur eine kaum mittlere (0,35 % gegen 0,70 in maximo bei a und 0,08 in minimo bei h) und die von g noch geringer. Die

absolut geringste Jmbibitionskraft besitzen h und i, dann folgen der Reihe nach g, d, c, f, b, k, e, a. Die Imbibition von a (0,70 %) übertrifft die der meisten Sorten weitaus, nur die von e kommt ihr einigermaßen nahe, die von k stellt den Mittelwert dar. Die absolut stärkste Hygroskopie weist auf a, alle anderen Sorten weit überragend (es ist ph für a z. B. gleich dem 5—6-fachen des Wertes für f), dann folgen e und b mit ungefähr gleichem Betrage, daran reihen sich k, d, c, h, g, f, i. Die absolut geringe Hygroskopie von f, g, h und i gab sich am Anfang der Versuchszeit vom 5. August bis 15. September deutlich durch das schon erwähnte starke Beschlagen und Schwitzen der Platten zu erkennen (vgl. S. 94). Die feinen Porenräume und -gänge konnten den aufzunehmenden Wasserdampf nicht mehr bewältigen, was die Kondensation desselben schon auf den Steinoberflächen zur Folge hatte. Nach der Gesamtporosität endlich rangieren die Schiefer in der Ordnung:

a, e, b, k, d, c, h, f, g, i.

Aus dem Vorstehenden wird zu entnehmen sein und in Abschn. VII wird es sich bestätigen, daß das geschilderte Prüfungsverfahren doch noch zu gewissen etwas weitergehenderen Schlüssen über die physikalische Natur und Eigenart von Bausteinen zu führen geeignet ist wie sie die übliche einfache Porositätsbestimmung und auch die Untersuchung mittelst Lupe und Mikroskop gestatten. Die Aufschlüsse über das Steingefüge an sich, welche die Methode gewährt, mögen allerdings an sich vorerst noch ziemlich gering erscheinen; sie werden sich aber — zumal bei entsprechender Verbesserung der Methode — im Verein mit anderweitigen Forschungsergebnissen sicherlich als von nicht zu unterschätzendem Nutzen und Wert erweisen (vgl. die Verwertung der Größe ph, p; und p im Abschn. VII). Für die Erweichungsfähigkeit und die Frostgefährlichkeit der Steine, insbesondere der Schiefer, erscheint allerdings zunächst nur das eigentliche Jmbibitionsvermögen derselben maßgebend und darum dessen einfache übliche Bestimmung hinreichend zu sein. Indessen werden die Hygroskopie-Poren durch Erweiterung infolge Auslaugung und Verwitterung mit der Zeit zu Jmbibitionsporen. Zum Zweck einer richtigen Beurteilung des Zusammenhangs zwischen Frostgefahr und den Porositätsverhältnissen von Gesteinen müßte vor allem über zwei Punkte Klarheit herrschen:

1. müßte die Minimalporengröße bekannt sein, bei der im Gesteine noch Eisbildung erfolgen kann,

2. müßte man über ein Verfahren verfügen, die Porengröße bei Gesteinen zu bestimmen.

Es sind somit der Forschung zwei sich ergänzende Aufgaben zur künftigen Inangriffnahme gestellt, welche sicher zu den wichtigsten und dringlichsten gehören, die es für die Kenntnis und Beurteilung der Bausteine und ihrer Güte geben mag. Vielleicht enthalten die Unterscheidung von Hpgroskopie- und Jmbibitionsporen und der entsprechende Doppelversuch bereits die Keime zu einer näherungsweisen Lösung des Problems Nr. 1, indem sie gleichzeitig genaueres Eingehen auf Nr. 2 entbehrlich machen. Denn es ist mehr wie wahrscheinlich, daß in dem Maße als die Hpgroskopie über die Jmbibitions-fähigkeit vorherrscht, auch die Eisbildung zurücktritt, bis sie zuletzt ganz ausgeschlossen erscheint. Die Größe ia, kann also zu negativen Aufschlüssen verhelfen. Aber nicht Jmbibitionsporen jeder Weite werden die Eisbildung zulassen. Wo ist hier die Grenze?! Nach dieser Richtung hin sind weitere Forschungen von nöten.

II. Spattfefligkeii eir.

Eine Art von Festigkeitsprüfung scheint mir bei dem Dachschiefer bis jetzt ganz vernachlässigt zu sein; wenigstens habe ich keine dahingehörigen Angaben gefunden. Es ist dies die Prüfung auf „Spaltfestigkeit". Ich verstehe darunter den größten Widerstand in kg/cm², welcher auf der Trennungsfläche einer (nicht zu dünnen) Schieferplattenprobe bei der Spaltung mit Hilfe eines Keiles überwunden wurde. Selbstverständlich ist, aus Gründen der Gleichmäßigkeit und Einfachheit, bei allen vergleichenden Spaltfestigkeitsprüfungen derselben Versuchsreihe derselbe Keil, d. h. ein Keil von gleichem Anlauf oder Winkel zu benutzen und ebenso sollen dabei die Probeplatten genau gleiche Höhe, Breite und Dicke besitzen. Bei den von mir an Schiefern angestellten Spaltversuchen wurde das Format ⁷/s cm beibehalten. Die Platten erhielten die Stärke 3,7 mm (im Durchschnitt). Eine absolute Übereinstimmung in dieser Hinsicht zu erzielen war unmöglich, da die Bearbeitung der sehr ungleich starken Handelssorten der Schiefer von Hand (durch Feilen und auch Schleifen) erfolgen mußte. Eine Schleifmaschine stand leider nicht zur Verfügung. Die Plattendicken schwankten zwischen den Extremen 3,4 und 4,0 mm, also um 0,3 mm, ein Unterschied, der, wie zahlreiche

Versuche bewiesen, noch keinen bemerkbaren Einfluß aus das Ergebnis der Spaltversuche zu üben vermag. Die Versuche wurden mit Hilfe eines Hebelwerks einfachster Art, das in den Abbildungen 1 bis 5 der Taf. VIII, im Maßstab von etwa 1:2 V₂, wiedergegeben ist, angestellt. Als Hebel diente ein Eisenstab von "J"-förmigem Querschnitt. Bei d war auf dessen Flantsch eine nach oben gerichtete Stahlschneide befestigt, die, in einem Stahllager gehend, eine Drehung des Hebels mit einem Minimum von Reibung gestattete. Im Abstand 6,5 cm von der Drehachse d, bei k, war in einer Ausklinkung des Hebels das Spaltmesser festgekeilt. Als solches diente eine Stahlschneide von 1,8 cm Höhe und 7,5 cm Länge, deren Winkel a = 12° 55'26" bestimmt wurde. Die Keilschneide war mit einer Facette versehen, um einem Ausspringen des Stahls vorzubeugen. Die Länge derselben war, der geringen Eindringtiefe des Keils in die Schieferplatte von ca. 1 mm entsprechend, so gering gemessen, daß für die Spaltung der Keilwinkel selbst und nicht der Facettenwinkel in Betracht kam. Die zu spaltende Probeplatte i wurde nun — so genau wie möglich

—    mit der Mitte ihrer längeren Schmalseite unter die Keilschneide und unmittelbar auf die Preßkolbenplatte h einer kleinen hydraulischen Presse lotrecht aufgesetzt. Die Widerlagsplatte derselben war abgenommen und zwischen deren zwei Stützenpaaren g, die auch der Kolbenplatte zur Führung dienten, bewegte sich nun der Hebel. Derselbe wurde in wagerechter Stellung und in Koincidenz mit einer seinem Ende n gegenüber befindlichen Marke m -gebracht. Die Spaltung der Schieserplatten wurde durch das mittelst Öse am Hebel leicht verschiebliche Laufgewicht Gr bewirkt. Um ein übermäßiges Herabschlagen des Hebels zu verhindern, wurde derselbe durch eine bei 8 angebrachte (nicht mit dargestellte), hinreichend weite Schlinge abgefangen. Nach Eintritt der Spaltung wurde der Hebelarm dp = x des Laufgewichts durch Messung des Abstandes pn == y und Abzug desselben von der Länge dn — 40,5 cm festgestellt. (Zur direkten Ablesung hätte auch eine von d aus zählende Teilung mit Hebel

—    aus ausgeklebtem Millimeter-Papier hergestellt — dienen können.) Um den Schwerpunkt des Hebels mit dem daran befindlichen Keil zu ermitteln, war dieser vor dem Versuch aus einer Schneide im indifferenten Gleichgewicht genau ausbalanciert worden. Der Schwerpunktsabstand von d ergab sich zu 12,8 cm. Der Hebel wog mit dem Keil zusammen 0,9 kg. Das statische Moment seines Eigen-

gewichts in Bezug auf d ist also 0,9 . 12,8 — 11,52 cmkg und die zur Spaltung der Schieferplatten erforderliche Kraft P berechnet sich nunmehr:

p G • x -f 11,52

6,5

oder

Gr . X

"6,5

-f 1,8 kg.

Beispielsweise trat die vollkommene Spaltung bei einer der Probeplatten g von genau überall gleicher Dicke 3,7 mm durch die Last Gl — 7,5 kg am Hebelarm x — 33,3 cm ein. Es war also die spaltende Kraft:

7,5 . 33,3

4- 1,8 = 38,4 kg.

Aus den so bestimmten Versuchswerten wurden die in der Tab. IX, Sp. 2, enthaltenen Mittelwerte gebildet. Die Zahl der

6,5

Tabelle IX. Spaltfestigkeit.

Bezeichnung

der

Schiefer

Spaltbelastung P in kg

Spaltfestigkeit ff kgl cm²

Relative Spaltfestigkeit, bez. auf ff — 1 für d

desgl. bezogen auf ff = 1 für Marien-glas

39

25

1,4

3,1

52

33

1,8

4,1

40

25

1,4

3,1

29

18

1,0

2,3

39

25

1,4

3,1

58

37

2,0

4,6

39

25

1,4

3,1

41

29

1,5

3,6

54

34

1,9

4,3

35

22

1,2

2,8

Marienglas

13

0,4

Kiefernholz ||

75

47

2,6

5,9

angestellten Versuche betrug für jede Sorte mindestens fünf, meist aber viel mehr, unter Ausscheidung derjenigen, wobei nur teilweise Spaltung erfolgte, wie sehr oft bei f, nicht selten auch bei i

Seipp, Wetterbeständigkeit der natürlichen Bausteine.

und wohl auch bei e. Bei normaler Beschaffenheit der Probe trat die Spaltung im allgemeinen stets durch die ganze Platte hindurch und äußerst prompt ein. Zum Vergleich mit den Versuchszahlen für die Schiefer sind in die Tabelle noch die Ergebnisse von Versuchen ausgenommen, welche — in Ermangelung von 3,7 mm dicken Glimmerplatten — an Marienglas von Weezen in der Provinz Hannover und an ostpreußischem Kiefernholz angestellt worden waren. Letzteres war parallel der Faserrichtung und zwar längs einem Radialschnitt gearbeitet und in derselben Weise erfolgte beim Versuche auch die Spaltung. Dieselbe war jedoch keineswegs eine vollkommene wie bei den Schiefern und dem Marienglas, sondern der Keil erzeugte lediglich einen klaffenden Spalt in der Holzplatte. Zur nährrungsweisell Berechnung der oben definierten Spaltfestigkeit

Abb. 15.

I3jvun

JTT.

selbst übergehend, ergiebt sich zunächst mit Rücksicht auf die Abb. 15 und 15a, die beiderseitige, sprengende Keilwirkung, angreifend etwa in der Mitte zwischen Keilschneide und dem Plattenende und normal zur jeweiligen Keilfläche wirkend, P

—--. Die zur Richtung

Cf 2 sin

t\ i

Abb. 15a.

der Kraft P normalen, also wagerechten Komponenten H

P    a

berechnen sich — g- cotang g>

vgl. Abb. 15a. Die andere, lotrechte Komponente führt während der Spaltung den Keil nur weiter nach unten vor, von Reibungs- und sonstigen Widerständen hier abgesehen. Denkt man sich die Spaltung bereits erfolgt und vollständig, so würde jede der beiden Kräfte H — im Verein

mit der die Plattenhälften auf die Unterlage pressenden lotrechten Seitenkraft — jedenfalls eine Drehung der ersteren um die Kante d als Drehachse im Sinne der Abbildung anstreben und herbeiführen, mit einem Momente

1 4- r

—2 - cmkg. Bei der ungespaltenen Platte

DOl Ö

— g cotang

als von der Keilschneide an bis zur

widersetzten sich dem, längs der ganzen Spaltfläche £ b cm², die Spaltwiderstände des Materials, deren Verteilungsgesetz zunächst unbekannt ist, welche jedoch — etwa in Analogie mit den Spannungen beim excentrischen Druck Drehkante d nach linearem Gesetz abnehmend vorausgesetzt werden mögen, annähernd auch wohl dürfen. Der größeren Entfernung der Plattenpartikelchen von einander während des Spaltungsprozesses bei größerem Abstand derselben von der Drehkante d entspricht auch eine, irgend einem unbekannten Gesetz gehorchende, aber doch wohl jedenfalls stärkere Herausforderung der Kohäsionskräfte. Das Weitere ist allerdings Hypothese. Bezeichnet a den größten dieser Spaltwiderstände pro cm², so berechnet sich das Moment derselben

nach jener Näherungshypothese =    • ~S und es besteht demnach

die Gleichung:

ab£²

Ph

oq

CO| 8

woraus

| • P • cotang g

i-R

kg/cm²

‘ b £²

folgt. Wegen der grob-näherungsweisen Art einer solchen Berechnung, ist es erlaubt, bei der sehr geringen, für die einzelnen Platten übrigens ungleichen Eintreibtiefe 1 — £ — 0,5 bis 1,0 mm des Keils (im Augenblick der Spaltung) zu setzen: £ = 1. Dann hat man, wenn noch f für b 1 eingeführt wird, einfacher:

Y cotang g kg/cm²

o = 1,5 .

oder

a — 0,6307 . P kg/cm².

Auf Grund dieser Formel sind die Zahlenwerte der Spalte 3 in der Tab. IX berechnet. Dieselben stellen also näherungsweise die „Spaltfestigkeit" der Platten bei einer Durchschnittsdicke von 3,7 mm und einer Plattenhöhe von 3 ern dar. Ist der Keilwinkel« größer, so

8*

wird zwar auch die eigentliche Spaltkomponente von P in der Formel

(im Verhältnis der cotang ||) kleiner, es ergiebt alsdann aber auch

P für die Spaltung sich entsprechend größer, so daß der Wert von a dadurch nicht beeinflußt wird. Die Plattenhöhe 1 (hier = 3 cm) darf ein gewisses Maß, bei der gewählten Plattendicke, nicht überschreiten, weil andernfalls die Knickfestigkeit der Platten mit in Frage kommen würde. Im übrigen ist natürlich die Größe von 1 und auch b, ebenso wie von a, gleichgiltig für das Versuchsergebnis. Hat 1 und b, also auch f, einen anderen z. B. größeren Wert, so ist auch ein größeres P zur Spaltung erforderlich und der Wert a bleibt derselbe. Überhaupt ist die obige Formel für a genau so gebaut wie die Formeln für die Normal- oder Schubfestigkeit, bis auf die Faktoren 1,5 und

K)| 8

cotang

Im Vorigen sind die Biegungswiderstände nicht berücksichtigt, welche bei einer während des Eindringens des Keils etwa erfolgenden Krümmung der Plattenhälften auftreten könnten. Dieselben würden allerdings bei einer wesentlich geringeren Plattendicke wie die gewählte, nicht vernachlässigt werden dürfen. Bei der hier angenommenen kommen sie aller Wahrscheinlichkeit nach überhaupt gar nicht erst in Betracht. Es ergiebt sich dies auf Grund der Berechnung jener Einzelkraft X, welche am Ende einer Platten-” Hälfte wirkend, hier eine einseitige Ausbiegung ö derselben gleich der ungefähr der größten Eindringtiese des Keils von 1 mm entsprechenden halben Keildicke —

1 . tang ^ = 0,11 mm hervorbringen würde (s.

Abb. 16.

Abb. 16). Dabei muß angenommen werden, daß die Krümmung und also auch die freie Länget vom Beginn der Spaltung an zu rechnen ist, von da ab aber bis zum Fußende der Platte eine Art von Einspannung durch die Spaltfestigkeit des Materials bewirkt werde. Nun würde am Anfange des Versuchs die freie Plattenlänge X jedenfalls sehr klein ausfallen und infolgedessen die Kraft X so un-gemein groß fein müssen, daß eine Krümmung der Plattenspalthälften überhaupt gar nicht wird erfolgen können. Es berechnet

sich nämlich nach der obigen Bedingung: 0,11 — 3.0,11 . E . J

X . A$

, jene un-

bekannte Kraft X —

kg, wobei man die Reciproke E

des Dehnungskoeffizienten — in Ermangelung von Einzelangaben für die 10 Schiefersorten — nach Rankine (1. c.) etwa — 9139

⁼ 20?,6 mm⁴ zu setzen hat. Nimmt

man z. B. A — 10 mm, also absichtlich jedenfalls viel zu groß für den Anfang des Versuchs, so würde sich doch immer noch X — 898 bis 1105 kg als erforderlich für die fragliche Ausbiegung und Krümmung ergeben*). Zur Verfügung stehen aber gemäß Sp. 2

bis 11248 und J =

A3

58

der Tab. IX höchstens nur ^ . cotang 12° 55'26" oder 256 kg,

wovon noch außerdem die Überwindung der Spaltwiderstände bestritten werden müßte. Hieraus würde also ein seitlicher elastischer Gegendruck gegen den Keil resultieren, .gleich zu Anfang so groß, daß eine Sprengung überhaupt ausgeschlossen wäre, wenn nicht die Keilschneide vorerst einfach, ohne Biegung zu bewirken, in die immerhin doch etwas nachgiebige Schiefermasse sich ein weniges hineinpreßte. Inzwischen wächst aber auch, infolge der Verschiebung des Laufgewichts G, die Last P, bis ihre Komponente H eben groß genug ist, um die Spaltwiderstände zu überwinden und es erfolgt in diesem Augenblicke die Spaltung der Platte auf deren ganze Länge, ohne Krümmung und dementsprechend plötzlich, wie der Versuch meistens deutlich erkennen ließ.

Die Tabellenspalte Nr. 4 zeigt die relative Spaltfestigkeit der 10 Schiefersorten, bezogen auf die der Sorte d, Spalte 5, die relative Spaltfestigkeit, bezogen auf die des Marienglases — 1. Beide ergeben sich direkt aus den Werten für die Spaltbelastung P, Spalte 2, auch dann noch, wenn statt 1,5 in obiger Formel für a etwa irgend ein anderer Koeffizient n zu setzen sein würde (a und f sind konstante Größen).

*) Daran ändert sich auch dann nichts wesentlich, wenn die Eintreibtiefe vorerst noch -C 1 mm, also <5 <C 0,11 mm angenommen wird. Denn alsdann ist auch A entsprechend kleiner.

Nach ihrer Spaltsestigkeit ordnen sich die 10 Schiefer in aufsteigender Folge:

Marienglas: — d, k, a, e, g, c, h, b, i, f — Kiefernholz || Faserrichtung.

Erwähnt ist schon im Abschn. IV, S. 86, die Rolle, welche die Spaltfestigkeit beim Fresenius'schen Versuch spielt. Vergleiche die Werte der Tabellenspalten für c, e, a, k. Übrigens könnte die Abspaltung von Plattenschichten am Versuchsprobestück und auch bei der natürlichen Verwitterung von Dachschiefern (infolge Frostwirkung) auch in anderer, doch ganz ähnlicher Weise erfolgen. Es kann die sprengende Kraft an verschiedenen Stellen der Platten (nicht nur an einem Ende) ansetzen und — im Gegensatz zur Keilwirkung — eine mehr gleichmäßige Abhebung längs der ganzen Spaltfläche anstreben und herbeiführen. Für Versuche dieser Art würde ein Zugfestigkeitsapparat zu benutzen sein.

Man kann die Frage auswerfen, ob die „Leichtspaltigkeit" eines Schiefers, d. h. seine geringe Spaltfestigkeit einem anderen gegenüber, zusammentreffe mit der Fähigkeit, in dünnere Schichten (von gleicher Größe) zu spalten wie ein anderer Schiefer, also mit seiner größeren „Dünnspaltigkeit", wie dies kurz heißen mag. Auf den ersten Blick scheint die Bejahung dieser Frage fast selbstverständlich; weniger dürfte dies jedoch bei genauerer Betrachtung der Fall sein. Ein geringerer Grad von Dünnspaltigkeit eines Schiefers hängt ab von der größeren Menge und Dicke der Lagen und linsenförmigen Anhäufungen seiner Bestandmineralien: Glimmer und Quarz, die bei immer weitergetriebener Spaltung schließlich ihren Zusammenhang behalten und es erscheint fraglich, ob die Trennung der so vorgebildeten gröberen Spaltschichten auch notwendig stets eine entsprechend größere Kraft erfordere. Bei den meisten unserer 10 Schiefersorten konnte die Spaltung in gleicher Weise, trotz ihrer ganz ungleichen Spaltfestigkeit, von der gewöhnlichen Stärke der Handelsplatten ausgehend, bis zu Teilplatten von V2 mm Dicke getrieben werden, vorausgesetzt, daß keine Wuchsunregelmäßigkeiten in den ⁷/s cm großen Probestücken auftraten, was freilich manchmal bei e, a, c, auch zuweilen selbst bei i u. a., sich ereignete. Eine weitere Fortsetzung der Spaltung ist allerdings nicht versucht worden. Bei f mißglückte oft schon die erstmalige, durchgehende Spaltung der ursprünglichen 3,7 mm dicken Probeplatte und es spaltete nur ein Teil derselben ab, obgleich der zur vollkommenen Spaltnng erforderliche Kraftaufwand P (laut Tab. IX, Sp. Nr. 2) sich als nicht viel höher erwies wie im Falle der Sorten i und b. Ob nun Leichtspaltigkeit und Dünnspaltigkeit sich immer und unbedingt entsprechen oder nicht: jedenfalls spielen diese beiden, die Dachschiefer vor anderen Steinen charakterisierenden Eigenschaften bei der Verwitterung der Schiefer zu deren Ungunsten, im Vergleich zu anderen Steinen, eine wichtige Rolle, indem sie den Zerfall des Materials ungemein begünstigen und beschleunigen. Ein eklatantes (schon im Abschn. IV, S. 88, erwähntes) Beispiel hierzu bieten, in meinem Besitz befindliche, Schiefertafeln vom Dache eines niedrigen Nebengebäudes der Bahnstation Marburg a. L., woselbst sie 34 Jahre lang gelegen hatten und einer tiefgreifenden Verwitterung anheim gefallen waren. Dieselbe ist, abgesehen von der Frostwirkung rc., zum großen Teil auf den Einfluß der Rauchgase zurückzuführen, an welchen die dortige Luft bei der Nähe der Schornsteine der Station, der zahlreichen passierenden Lokomotiven und der Maschinenwerkstätte, besonders reich sein muß. Das Material ist Schiefer von Gladenbach, Provinz Hessen-Nassau, von grauer Farbe, mit 7,0 % 6a60z im frischen Zustande. An den Verwitterungsproben fallen, außer der Bleichung, die der Schiefer erlitten hat,

1.    zunächst grobe, fast durch die ganze Schiefertafel hindurchgehende Spaltungen ins Auge, welche die Taf. IX (Abb. 2) und X, von der Seite und von vorn gesehen, wiedergeben und an deren Zustandekommen: Temperaturspannungen, ungleiches Maß und Wechsel von Nässe und Trockenheit mit ihrer krümmenden und zuletzt sprengenden Wirkung und endlich die Frostwirkung den hervorragendsten Anteil hatten. Solche Spaltungen zeigen sich auch auf der Oberfläche der Platten, nur in ganz kleinem Maßstabe, als Abblätterungen auftretend, wie aus Abb. 1, Taf. XI, im verkleinerten Maßstabe und aus Taf. X ersichtlich (Taf. XI stellt die vordere, Taf. X die hintere Plattenseite dar).

2.    Unter jenen Abblätterungen, vor allem aber in dem großen Spalt, hat eine Loslösung und Abtrennung papierdünner, ziemlich ausgedehnter Schichten stattgefunden, derart, daß man dieselben bei der nötigen Vorsicht mit Leichtigkeit herausziehen kann. Ihre natürlich nur sehr allmählich sich vorbereitende Lostrennung war eine einfache Folge des Kohärenzverlustes an den Grenzen jener dünnen, bei den Schiefern vorgebildeten Spaltschichten infolge der Auslaugung

durch    das C0₂=, S0₂=    und    80z-haltige atmosphärische    Wasser und

die steten, beträchtlichen Substanzverluste, int Verein mit den aus Spaltung wirkenden Kräften. Die, dank der „Leicht- und Dünn-spaltigkeit" des Schiefers, überhaupt und in solcher Dünne zustande gekommenen Spaltblättchen und -schichten sind infolge der steten Auslaugung vollständig durchlöchert und zerfressen nnd so mürbe, daß sie, ohne zu zerbrechen, nur mit großer Vorsicht angefaßt werden können. Außerdem sind jene Spaltschichten mit einer dichten, matten, leicht entfernbaren Staubschicht bedeckt. Abb. 2 auf Taf. XI stellt eine solche    Spaltschicht dar.    Die    Auslaugung läßt sich auch am Dünnschliff    genau verfolgen.    Die    Mikrophotogramme 2, 3,    4 sowie 5

der Taf. XVII rühren von einem Dünnschliff des frischen und von einem    des verwitterten    Gladenbacher Schiefers her.    Der erstere

zeigt in ziemlicher Menge die kleinen noch scharfumrissenen Calcit-partieen, während sie bei dem anderen Dünnschliff ganz zurücktreten, weit kleiner sind und abgerundete, zerfressene, verwaschene Konturen zeigen. Dafür treten aber hier die Glimmerblättchen und vor allem die lebhaft farbigpolarisierenden Quarzteilchen in den Vordergrund. Es macht den Eindruck, als ob die letzteren jetzt von der umgrenzenden und überdeckenden sonstigen Schiesermasse wie durch ein Lösungsmittel befreit und gereinigt wären, wodurch das Gesamtbild des Dünnschliffs vom verwitterten Material einen eigentümlich trümmer-haften Charakter erhält (5). Endlich sind

3. noch kleinere, aus Taf. X ersichtliche, die ganze Plattenoberfläche bedeckende Korrosionen zu erwähnen.

Eine andere vorliegende Verwitterungsprobe desselben Schiefers, aber von einem anderen Orte, nämlich vom Dach der Frauenklinik in Marburg a. L., zeigt ähnliche, jedoch weit geringere Veränderungen wie die zuvor besprochene Probe, obschon die Platten in diesem Falle 33 Jahre gelegen hatten (vgl. die Taf. XII). Der Grund ist jedenfalls in der durch die Lage des Gebäudes bedingten geringeren Rauchgaswirkung zu suchen. Indessen ist die Verwitterung doch soweit vorgeschritten, daß sich Spaltblättchen von 1 bis 1,5 cm Quermaß leicht ablösen.

Bei dieser Gelegenheit möge eine dritte Verwitterungsprobe, nämlich die eines englischen Schiefers (Port-Madoc), Erwähnung finden, entstammt dem Dache der ehemaligen Reekent'schen Badeanstalt in Hinter-Tragheim in Königsberg i. Pr., wo derselbe 28 Jahre gelegen hatte. Auch hier hat, neben der Wirkung der gewöhnlichen

Luftagentien, jedenfalls die der Rauchgase eine Rolle gespielt, wenn auch der Erfolg ein weit schwächerer war wie bei den beiden Marburger Proben. Die Höhe des großen Schornsteins der Badeanstalt betrug, beiläufig bemerkt, etwa 5 m über Dach. Die Verwitterungserscheinungen traten hier in jener Gestalt auf, die häufig an kalkfreien Schiefern beobachtet werden kann. Es hat sich eine rauhere, . weichere, hie und da etwas löcherige und zu unbedeutender, ganz kurzer Blätterung neigende Oberflächenschicht gebildet, welche sich als mit dem Fingernagel leicht ritzbar und abkratzbar erweist. (In anderen Fällen zeigt die Oberfläche der Schiefer eine feinpulverige Beschaffenheit.) Offenbar haben sich infolge der Auslaugung nicht bedeutende, flache Hohlräume gebildet, welche indessen ausreichen, um beim Druck des Fingernagels den Zusammenbruch der Oberflächenschicht nach sich zu ziehen. Das Verwitterungsbild zeigt, so weit es auf diesem Wege möglich, die Abb. 1, Taf. IX (oberhalb des Querstriches!). Dünnschliffe, dem Platteninnern und der Oberflächenpartie (Mikrophotogramm 6, Taf. XVII) entnommen, lassen keine wesentlichen Unterschiede erkennen. Hie und da zeigt die Plattenoberfläche geringfügige Limonitbildung.

Eine schon früher erwähnte, mit der „Dünnspaltigkeit" irgendwie zusammenhängende, wohl allen Dachschiefern in höherem oder geringerem Grade zukommende Eigenschaft ist die „Schülfrigkeit". Ich bezeichne damit die Neigung zur Ablösung kleiner, dünner Blättchen, welche namentlich auf frischen Spaltflächen deutlich hervortritt. Dieselben zeigen sich nämlich stets mit äußerst dünnen, leicht abwischbaren Schüppchen bedeckt, die auch bei der praktischen Verwendung der Schiefer bald verschwinden, ohne daß dieselben dadurch irgendwelchen Schaden litten. Die Schieferdecker pflegen ihnen denn auch keinerlei Beachtung zu schenken. Der Schiefer f von Rimogne zeigt die eigentliche feine Schülferung im obigen Sinne nicht; dafür neigt er aber zur unerwünschten Ablösung gröberer und größerer Spaltblättchen. Der Schiefer g schülfert im obigen Sinne, doch sind die Schüppchen hier nicht selten von bedenklicherer Größe. Durch dieses Verhalten der Schiefersorten f und g können, wenn für dieselben auch eine eigentliche Frostgefahr kaum vorliegen dürfte, u. 11. doch nicht unerhebliche Substanzverluste bedingt sein.

¹

Vgl. hierzu die interessanten Untersuchungen von Hoffmann „Über Wasseraufnahme von Gesteinen" im Programm d. Gymnas. zu Wurzen. 1890

²

Ernst Steiner, Über die Analyse und Wertbestimmung der Dachschiefer re-, Jnaug.-Dissertation 1896.

³

Die Gleichsetzmig von Gewichts- und Volumzahlen der Wasseraufnahmen der Platten ist natürlich nur annähernd richtig, weil die Temperatur der hygroskopisch- und der imbibitorisch-aufgenommenen Wasserteilchen bei dem Versuche mehr als + 4° C. betrug und beständig wechselte, während das Plattenvolum (s. Spalte 14, Tab. VIII) wiederum für eine andere bestimmte Temperatur, am Schluß der Wasserlagerung, ein für allemal bestimmt wurde. Vgl. die Ableitung des Porositätsmaßes unter d (S. 107). Die einzelnen Ordinaten der Schaulinien auf Taf. VII sind die entsprechenden Maßgrößen für die betreffenden Versuchsmomente.

⁴

R. Kohlrausch, „Praktische Regeln zur genauen Bestimmung des spec. Gewichtes" in „Schriften der Gesellschaft zur Beförderung der gesamten Naturwissenschaften zu Marburg" Bd. 8, 1857.

B. Uvgänfung juxn II. MöfchnriL:

Künstliche WevmliievungSMoöen.

Z. Umfache Wastevmivkung.

Nach Beendigung des unter Alla beschriebenen Porositätsversuchs (Bestimmung von Hygroskopie und Jmbibitionsvermögen) am 5. Oktober 1896 und der int Anschluß hieran ausgeführten Bestimmung des spec. Gewichtes (Ic) und des Porositätsmaßes (Id) der 10 Schiefersorten wurden die Platten wieder bis zur Gewichtskonstanz bei 105° C. getrocknet und abermals gewogen. Es ergaben sich, wie schon auf S. 108 erwähnt, sehr erhebliche Gewichtsabnahmen (s. Tab. VIII Sp. Nr. 12), welche die Wirkung des mit 0 und C0₂ aus der Luft beladenen H₂0 darstellen. Diese Gewichtsverluste sind, als Prozente des Anfangstrockengewichts berechnet, in Sp. Nr. 13 der Tab. VIII angegeben. Eine Vergleichung derselben mit den Zahlen der Sp. Nr. 11 der Tab. II zu Abschn. III zeigt, wie sehr viel energischer die Wirkung der Luftagentien auf Steine ist, wenn diese im Zustande der Wassersättigung, in beständiger Berührung mit dem tropfbarflüssigen Wasser, welches jene Agentien in Lösung enthält, sich befinden. Denn die Zahlenwerte der einfachen Wasserwirkung sind etwa doppelt so groß wie die der 60₂-0-Versuchsreihe, obgleich hier die Versuchsdauer mehr wie doppelt so groß war wie dort. Es hat dies seinen Grund zum großen Teil schon darin, daß das H₂0 die wirksamen Luftgase C0₂ und 0 in weit größerer Menge enthält wie die Luft selbst (vgl. S. 2). Aus alledem ergiebt sich, daß zur Prüfung von Bausteinen auf ihre Resistenz gegen die Wirkung der reinen Luftagentien C0₂, 0 und H₂0 die einfache Wasserlagerung ohne besondere Anwendung gasförmiger C0₂ und gasförmigen 0's nicht nur genügt, sondern, als schneller zum Ziele führend, sogar den Vorzug verdient vor dem Versuch in der im Abschn. III beschriebenen Anordnung. Auch entspricht sie doch weit mehr der Wirklichkeit wie jener mit seiner allzu einseitigen Gaswirkung, woraus im Abschn. VII noch zurückgekommen werden soll. Es erübrigt noch eine Bemerkung in betreff der von mir gewonnenen Versuchsresultate, Tab. VIII, Sp. 12 und 18, die ja doch nur mehr nebenbei ermittelt wurden, während das eigentliche Ziel des Versuchs ursprünglich allein die

Porositätsbestimmung bildete. Die gewonnenen Zahlen sind nicht ganz einwandfrei; sie bringen nämlich die Agentienwirkung auf die 10 Schiefersorten nicht zum ungetrübten genauen Ausdruck, da die Platten während des ganzen Versuchs in demselben Gefäße sich befanden, also eine Wechselwirkung der Auslaugestoffe der verschiedenen Platten mit diesen nicht ausgeschlossen war. Immerhin werden diese Zahlen bei ihrer charakteristischen Verschiedenheit und ihrer auffälligen Übereinstimmung mit den Zahlen des natürlichen Verwitterungsversuches einen ungefähren Anhalt in der fraglichen Richtung wohl gewähren und sie sind auch in diesem Sinne im Abschn. VII verwertet worden. Bei einer regelrechten, einwandfreien Prüfung von Steinen auf die Wirkung der reinen Luftagentien C02 und 0 müßte für jede Probeplatte ein besonderes Gefäß zur Verwendung kommen. Nach den Zahlen der Tab. VIII rangieren die 10 Schiefer in Bezug auf Resistenz gegen C0₂, 0 und H₂0 in der Ordnung:

b, h, a, d, i, g und k, f, c, e.

VI. Abschnitt.

PelrogL-apßjsHe Prüfung.

2. PyKnoskapifch^mikrofkoZifch^chemifchev Seit

Die allgemeinen texturellen und strukturellen Verhältnisse der Dachschiefersowie deren mineralogische Beschaffenheit im großen und ganzen als bekannt voraussetzend, soll im vorliegenden Abschnitt (unter II) lediglich das Unterscheidende und Eigentümliche der einzelnen in Betracht kommenden Sorten der Hauptsache nach festgestellt werden. Es ist dabei die Absicht leitend, womöglich über den Zusammenhang zwischen Menge, Größe, Form und Anordnung der mineralogischen Gesteinskomponenten und der Wetterbeständigkeit Aufschlüsse zu erlangen. Um die Abhängigkeit der letzteren von der chemischen Zusammensetzung der Schiefer studieren zu können, sind Analysen derselben nötig, mit denen sich der vorliegende Abschnitt (unter III) gleichfalls beschäftigen wird.

Von Nutzen wird manchmal auch — mit der mikroskopischen und chemischen Prüfung der Steine Hand in Hand gehend — sein:

I. Die Untersuchung devsewen mit Mönigenflrmtzlen" Mudiaskopie, Pgknoska.pie¹)).

Dieses Verfahren ist meines Wissens bis jetzt noch nicht auf Bausteine, insbesondere Dachschiefer, angewandt worden. Es liefert ohne zeitraubende Vorbereitung (Herstellung von Dünnschliffen zur mikroskopischen Prüfung) oder langwierige Operationen (chemische Analyse) in bequemer Weise ein auf der photographischen Platte leicht fixierbares Bild von dem Erzgehalt eines Steines, speziell des Dachschiefers. Es ist nur für eine nicht zu große und möglichst gleiche Dicke der zu untersuchenden und zu vergleichenden Probeplatten zu sorgen. Dieses Bild (Pyknogramm) wird allerdings häufig kein Urteil über die Art des Erzes, dafür aber meist ein um so besseres und greifbareres über dessen Menge und Verteilungsweise im Stein gestatten. Man ist hier nicht, wie bei der Dünnschliffbetrachtung und der Analyse, auf eine nur kleine Partie und Menge des Probematerials beschränkt; denn die „Röntgen-Aufnahme" liefert ein mit einem Blicke überschaubares Bild des ganzen Objekts. Bei der Herstellung der „Röntgen-Bilder", welche die Taf. XVIII und XIX zeigen, sind ein Rühmkorff'sches Jnduktorium von 40 cm Funkenlänge mit einem Quecksilber-Turbinen-Unterbrecher und eine A.E.G.-Vakuumröhre zur Anwendung gekommen. Den Primärstrom lieferte die Königsberger elektrische Centrale. Da die Durchlässigkeit der Körper für die X-Strahlen sowohl von der Dichte (A) der ersteren als auch von ihrer Dicke (<5) abhängt (sie nimmt bekanntlich in stärkerem Maße zu wie das Produkt A • ö), die 10 Schieferplatten a, b . . . k aber nur geringe Dichteunterschiede aufweisen, so bringen die Plattenbilder der beiden Tafeln vorwiegend die erheblicheren Unterschiede in der Plattenstärke 6 zum Ausdruck, wie dies namentlich deutlich z. B. die Pyknogramme für die dickeren Platten b, e, h und k und die für die dünneren d, f, g und i zeigen. Die Erzpartien der verschiedenen Schiefersorten geben wegen ihrer größeren Dichte und darum stärkeren Absorption wie die übrige Schiefersubstanz ein dunkleres, vom helleren Grunde sich abhebendes Schattenbild. Einzelangaben für die verschiedenen Schiefersorten finden sich, des besseren Zusammenhangs wegen, bei deren Besprechung unter II.

IL Mikroskopische Untersuchung.

1. Schiefer a,

der Grube Mosella bei Mayen a. d. Mosel entstammend. Er gehört, wie die meisten rheinischen Schiefer und Moselschiefer, dem Unterdevon an, ist Hellschwarzgran, fettglänzend und unregelmäßig-schwach-gewellt.

Ergebnis der mikroskopischen Prüfung (vgl. das Mikrophotogramm Nr. 1, Taf. XIII).

«) Glimmer (Muskovit) tritt, wie in allen Thonschiefern, in Bruchstückform, in dünnen, fast farblosen, deformierten Blättchen von gewöhnlich lamellarer Zusammensetzung mit zerlappten Umrissen auf, zwischen gekreuzten Nikols in schwachen Farben polarisierend. Die Blättchen liegen mit ihrer Basis meist in der Spaltungsebene des Gesteins. Zuweilen zeigt der Dünnschliff parallel zur letzteren, auch schmale, leistenförmige Glimmerschnitte. Im Querbruch sind sie besonders deutlich. Dichroismus, selbst bei der großen Dünne der Glimmerblättchen, häufig deutlich bemerkbar. Größte beobachtete Abmessungen 140 /t/50 fi.

ß) Chlorit, wie bei den Thonschiefern überhaupt, in nicht erheblicher Menge auftretend und hellgrüne, mehr oder weniger deutlich hexagonale Blättchen bildend, die mit der Basis dem Hauptbruch angehören. Größtes beobachtetes Quermaß hier ca. 16 fi.

y) Quarz, wie bei allen Thonschiefern, in unregelmäßig begrenzten, oft länglichen Körnern und keilartigen Splittern, lebhaft chromatisch polarisierend. Größte Abmessungen ca. 50 fi. — Häufig ist in den Thonschiefern eine amorphe (einfach lichtbrechende), als Cement fungierende, jedenfalls quarzige Masse (nach einigen: Opal oder Calcedon) deutlich daran erkennbar, daß dieselbe zwischen gekreuzten Nikols bei einer vollen Drehung, im parallelen und konvergenten Licht, unverändert dunkel bleibt.

ö) Rutilnädelchen²), wie in allen Thonschiefern, in charakteristischem Gewirrs auftretend, parallel der Schieferungsebene (sonst aber fast immer regellos, im Gegensatze zu Quarz und Glimmer) gelagert, farblos, nur die größeren zwischen gekreuzten Nikols hellaufleuchtend, zuweilen deutlich chromatische Polarisation zeigend. Bei 625-facher Vergrößerung erscheinen sie als feine Strichelchen (Haarabfällen ver-

Abb. 17.

gleichbar, nach Zirkels Ausdruck) oder als deutlich erkennbare Kryställchen (vgl. Abb. 17). Beobachtete Minimalabmessungen: 18 bis 18 fi lang und 1 bis 2,5 fi breit.

Abb. 18.

e) Kohlenstoff, wie bei allen hier betrachteten Schiefern, amorph und glanzlos, bei a in lichtflockigen Massen ziemlich gleichmäßig über das Gesichtsfeld verbreitet, außerdem aber noch vereinzelt in größeren kompakten, eckigen Partien von verschiedenster Größe, welche öfters ursprünglich ein bandartiges (wohl von Pflanzenresten herstammendes), später zertrümmertes und zerstückeltes Ganze gebildet hatten. Größte beobachtete Länge eines solchen Bandes aus verkohlter Substanz 375 /i, bei 30 fi Breite (s. auch Abb. 18).

£) Jmpellucides Erz, in den Thonschiefern fast nie fehlend, bei a gewöhnlich mit der Kohle vergesellschaftet (was hier auf seine Entstehung durch Reduktion aus Eisensulfat zu deuten scheint), Gruppen oder kugelige Aggregate bildend, die sich im reflektierten Licht deutlich als Pyrit durch den regulären Krystallhabitus zu erkennen geben (einzelne o= O - Flächen bemerkbar). Die größte Gruppe maß 830 fi/45 fi. Durchmesser der einzelnen Kugeln etwa 1¹/₂ fi bis 21 fi; derjenige der — wie es scheint — sie zusammensetzenden Würfelchen dürfte auf etwa 1 fi bis IV2 !l P schätzen sein. Vgl. die Erzpartie im Röntgen-Bild, Abb. 1 (Mitte, rechts), Taf. XVIII.

rs) Calcit tritt bei Sorte a in recht erheblicher Menge (1,3 % CaO, vgl. Analyse) auf. Er fällt zwischen gekreuzten Nikols sofort durch seine hellleuchtenden, oft in brillanten Perlmutterfarben schillernden,

rissigen, rhombischen oder aus Rauten aggregierten Schnittflächen auf. Seitenlange dieser Rauten etwa 18 f,i (s. Abb. 19).

's

■&) Von sonstigen Bestandteilen wurden einzelne Plagioklasfragmente bemerkt, deren eines mit weitsperriger, breiter Zwillingsstreifung 50 ul30 [a, maß. — Schiefer a zeigt keine Spur einer Parallelordnnng seiner Elemente in der Spaltungsebene.

Abb. 19.

2. Schiefer 1).

Ziemlich dunkelschwarzgrauer, schwachfettglänzender, unregelmäßiggewellter Kulmschiefer von Lehesten in Thüringen, s. Mikrophotogr. Nr. 2, 3 und 4, Taf. XIII.

tt) Glimmer, ß) Chlorit und y) Quarz. Die Blättchen und Splitterchen sind hier weit kleiner, auch spärlicher und auffallend gleichmäßig über das Gesichtsfeld verteilt. In Übereinstimmung damit dominiert die amorphe, jedenfalls sehr LiOz-reiche Substanz (s. Analyse). Ausnahmsweise beobachtete größte Abmessungen für a : 50 [a, einmal sogar 109 fi/52 /a, für y : 40 /a.

ö) Rutilnädelchen zahllos, aber winzigfein (bei 625 Vergr. meist nur als dunkle Strichelchen erscheinend). Abmessungen gewöhnlich: 5 fi f>i§ 8 fA auf 0,3 ia bis 0,5 [a, ausnahmsweise bis 27 fi/b ia.

CO

QC

VI. Abschnitt.

x) Kohlenstoff. Das Haufwerk der feinen Kohlenstoffteilchen (0,1 ^ bis 0,3 ia lang) weit dichter wie bei a; zusammenhängende Schwärme größerer Massen kommen nur ganz vereinzelt vor. Maximalausdehnung eines solchen 13 /t/50 fi, mittlere Ausdehnung: 2 ^ bis 5 /a.

£) Erz wurde nicht beobachtet, im Widerspruch mit der Analyse. Es erklärt sich dies dadurch, daß zur letzteren zufällig ein Schieferstückchen mit einer ausnahmsweisen VeKz-Anhäufung Verwendung gefunden haben muß, denn der Schiefer ist thatsächlich gerade FeS₂= arm. Wiederholte Pyritbestimmungen sind zwar unterblieben, doch wurden von den verschiedensten Stellen eine große Schieferplatte weitere Dünnschliffe angefertigt und untersucht, die sich als vollkommen pyritfrei erwiesen. Diejenige Probeplatte, von der das Röntgenbild, Abb. 2, Taf. XVIII genommen ist, läßt dagegen wieder vereinzelte feinere Erzpartien erkennen.

rj) Calcit konnte (im Gegensatze zur Analyse) nicht festgestellt

werden.

A) Vereinzelt:Plagioklasfragmente(inmaximo: 104fi\95fi).

3. Sch icfer c.

Hellschwarzgrauer, schwachfettglänzender, unregelmäßig-gewellter Ober-Devon-Schiefer von Nuttlar a. Ruhr (bei Brilon) in Westfalen (etwas dunkler wie a). S. Mikrophotogr. Nr. 5. und 6, Taf. XIII sowie Nr. 1, Taf. XIV.

«) Glimmer, ß) Chlorit und y) Quarz von ähnlicher Durchschnittsgröße wie bei a.

d)    Rutilnädelchen ähnlich wie bei b, doch eher etwas weniger fein.

e)    Kohlenstoff etwas reichlicher wie bei a und gleichmäßig dichte Schwärme größerer Masse seltener.

£) Erz. Hie und da in Schwärmen, aus losen Körnern bestehend, die im auffallenden Lichte durch die Krystallform als Pyrit

sich erwiesen: 0 herrscht vor, u. a. auch die Kombination: 0 .    —

erkennbar. Abmessungen der Krystallschwärme 21 fi/29 fi, 570 /t/75 fi u. s. w., der Einzelkrystalle 5 fi. Das Röntgen-Bild, Abb. 3, Taf. XVIII zeigt nur minimale Erzteilchen.

77

Abb. 20.

rj) Calcit tritt hier, neben der Sorte e, am reichlichsten unter allen 10 Sorten auf, so daß er bei gekreuzten Nikols das Dünnschliffbild ebenso wie dort vollständig beherrscht. Vgl. das Mikrophotogramm Nr. 1, Taf. XIV. Größte Abmessung s. Abb. 20. Der Schiefer zeigt ebenso wenig wie a und b Parallellagerung seiner Komponenten.

4. Schiefer d.

Schwach bläulich grauer, nur sehr schwach fettglänzender Unter-Devon-Schiefer, „Hundsrückschiefer", von Caub a. Rhein (b. Bingen), von etwas regelmäßigerer, undeutlicher Parallelfältelung oder- streifung wie bei a, b und c; heller wie a und c. S. Miktrophotogr. Nr. 2, Taf. XIV.

Seipp, Wetterbeständigkeit der natürlichen Bausteine.

a) Glimmer-, ß) Chlorit- und y) Quarzteilchen wohl zahlreicher, aber auch weit kleiner wie bei den anderen Sorten und dabei weit weniger länglich und ein weit gleichmäßigeres Gemenge von kurzen, fast rundlichen ziemlich gleichgroßen Teilchen darstellend. Durchschnittsmaß der Quarz- und Glimmerteilchen 2 /t bis 10 //, Maximalquermaß 15 /t. Die amorphe kieselige Substanz scheint hier wohl unter allen Sorten nächst k am spärlichsten vertreten.

ö) Rutilnädeichen, hier wohl am kleinsten von allen 10 Schiefersorten, vor allem aber, wie die übrigen Bestandmineralien der Sorte d, durch geringe Längenausdehnung ausgezeichnet. Die größten Rutilmikrolithen dürsten 5/t, höchstens 8 /t lang und V₄ fi bis 1 fi breit sein, meistens aber sind sie weit feiner.

c) Kohlensto sf, lichtflockige, ziemlich gleichmäßig verteilte Massen, der Menge nach ähnlich wie bei a. In annähernd paralleler Richtung und zwar findet in Abständen von etwa 150 fi bis 300 /t eine etwas größere Anhäufung der O-teilchen statt, übereinstimmend mit der undeutlichen Parallelfältelung.

£) Erz in ganz kleinen Gruppen auftretend, verrät sich durch die Krystallform als Pyrit (0 in Einzelkrystallen und Gruppen). Das Röntgen-Bild, Abb. 4, Taf. XVIII zeigt kaum Spuren von Erz. rj) Calcit in sehr kleinen Partikeln vorhanden.

A) Auch Plagioklasfragmente wurden beobachtet (ausnahmsweise einmal 50 /t/40 /t).

5. Schiefer e

ist kein Thonschiefer, sondern ein Schalstein, d. h. ein schiefriger, mit kohlensaurem Kalk und Chlorit imprägnierter, devonischer Diabastuff aus Diez a. d. Lahn, von hellolivgrauer Farbe und etwas unebener, aber kräftig fettglänzender Oberfläche. S. Mikrophotogr. Nr. 3, 4 und 5, Taf. XIV.

«) Glimmer etwas größer wie bei d. Durchschnittsmaß der kleinen und kurzen Blättchen etwa 5 /t bis 15 /t, beobachtete Maximalabmessung der ziemlich häufigen, größeren lamellaren Aggregate 120 /t/65 /t. ß) Zahlreiche blaßgrüne Chloritblättchen von der Durchschnittsgröße des kleinen Glimmers, in maximo 10 /t/30 /t, vielfach übereinandergelagert, mitunter scharf hexagonal, die Schieferfarbe wesentlich mitbedingend.

y) Quarz von der Durchschnittsgröße der kleinen Glimmerblättchen.

£) Erz wurde nur ganz vereinzelt, bei einem vorliegenden Dünnschliff in zwei kleinen Partien, beobachtet, deren Kleinheit nicht zu entscheiden gestattete, ob Pyrit oder Markasit vorlag. '

Beobachtete Maximalabmessung 30 fi/30 /i. In Bezug auf Gleichmäßigkeit der Verteilung von a und y gewährt e ein ähnliches Bild wie d.

d)    Rutilnädelchen fehlen auch hier nicht, sind jedoch von äußerster Kleinheit, fast wie bei d und etwa ebenso reichlich vorhanden wie dort.

e)    Kohlenstoff tritt nur höchst vereinzelt in ganz verschwindenden Partien auf.

rj) Calcit in ähnlicher Größe und Menge wie bei c, jedoch gleichmäßiger über die Masse verteilt. S. die Mikrophotogr. Nr. 4 und 5, Taf. XIV, bei parallelen und gekreuzten Nikols. Größe der Einzelpartien — 4,5 (i bis 40 fi, beobachtete Maximalgröße eines Aggregats = 65 fi.

&) Von sonstigen Beimengungen seien erwähnt: Plagioklase und ganz vereinzelte Überreste von stark korrodierten, meist in Chlorit umgewandelten Augiten. Der Schiefer e zeigt keine Spur von Parallelordnung seiner Elemente in der Spaltungsebene.

6. Schiefer f

ist kein Thonschiefer, sondern ein olivengrauer, ausgesprochen seidenglänzender, feingefältelter, mit parllelen kleinen Furchen und Erhöhungen versehener Phyllit von Rimogne in den Ardennen, französ. dep. Ardenne. S. Mikrophotogr. Nr. 6, Taf. XIV und Nr. 1, Taf. XV.

a) Glimmer, ß) Chlorit und y) Quarz. Die Hauptmasse des grünlichen Glimmers, welcher jedenfalls als Sericit zu deuten ist und den Seidenglanz des Schiefers mit bedingt, zeigt sich in ziemlich gleichmäßiger Mengung mit dem Quarz über den Dünnschliff verteilt, doch herrscht der Glimmer bei weitem vor. Die meist sehr langgestreckten Sericitteilchen sind etwa 10 fi bis 50 fi lang und etwa halb so breit. Die Quarzkörner- und splitter zeigen ähnliche Größe. Bemerkenswert ist die aus den Mikrophotogrammen deutlich ersichtliche scharfe Parallellagerung der Sericit- und vielfach auch der Quarzteilchen (Richtung des Longgrain). Der Abstand der parallelen Sercitblättchen beträgt 25 /.i bis 50 fi. Ganz besonders charakteristisch aber wird das Bild erst durch das Auftreten von Knoten oder Linsen, die genau die Lagerungsrichtung des Sericits (also die Richtung des Longgrain) besitzen, mithin unter sich parallel sind und eben die ein-gangs erwähnte, eigenartige Parallelfältelung und Riefelung des Rimogne Phyllits zur Folge haben (vgl. Mikrophotogr. Nr. 6, Taf. XIV.) Diese Knoten besitzen eine Gesamtlänge von etwa 0,5 mm (500 fi) bis fast 2 mm (2000 fi) und eine Breite von 0,075 mm (75 fi) bis 0,3 mm (300 fi). Sie bestehen aus zwei etwa gleichlangen, durch £) ein Magnetitoktaeder getrennte, nach den Enden hin sich etwas verjüngende Glimmerblättchen, jedenfalls Chlorit*). Zwischen den Magnetit und die beiderseitigen Chloritblättchen ist häufig etwas Quarz interponiert. Die Seitenlänge der Magnetitoktaeder-Schnitte beträgt etwa 0,045 mm (45 fi) bis 0,3 mm (300 fi). Die Abstände der parallelen Knötchen sind 0,15 mm (150 fi) und weniger (zuweilen berühren sie sich geradezu) bis etwa 2,5 mm (2500 /i), durchschnittlich 0,3 mm (300 fi) bis 0,8 mm (800 /i). Jene Erzknötchen sind auch, ebenso wie die, bei aller Festigkeit, gelegentlich hervortretende Neigung des Phyllits, zu schülfern, Mitursache seines säst ebenso sehr imbibitorischen wie hygroskopischen Charakters — unbeschadet seiner geringen Gesamtporosität — oder Ursache der Kleinheit des Quotienten

Pi

(= 1,29); denn während die Magnetits für sich wegen ihrer großen

Oberflächendichtigkeit die Hygroskopie nicht erhöhen, werden sie durch die Lückenhaftigkeit des Anschlusses der Umgebung die Jmbibitions-fähigkeit des Schiefers steigern. Das Röntgen-Bild, Abb. 6, Taf. XVIII zeigt die gleichmäßig durch die Platten verteilten Magnetits in vorzüglicher Weise. Etwas unter der Mitte eine etwas größere Erz-Anhäufung.

ö) DieRutilnädelchen sind hier unter allen 10 Sorten entschieden am größten. Durchschnittsabmessungen etwa 5 fi bis 25 fi auf 1 fi bis 4 fi. Häufig sind Nadeln von 6 fi bis 30 fi und ausnahmsweise kommen solche von 50 fi/8 fi vor.

e) Kohlenstoff und rj) Calcit wurden nicht vorgefunden, 0 Erz außer dem Magnetit nicht beobachtet.

7. Schiefer g

ist ebenfalls kein Thonschiefer, sondern ein rein-lichtgrauer, seiden-bis schwach metallisch-glänzender, parallel- und zartgefältelter

H E. Geinitz in Mineral. Mitteil. v. Tschermak, 1880, III, p. 533-540, erklärt dieses Mineral für grünen Biotit, E. Cohen im 9t. Jahrb. f. Miner. :c. 1882, Bd. 2, p. 67, für Chlorit.

Phyllit von Rimogne in den Ardennen. S. Mikrophotogr. Nr. 2, Taf. XV.

«) Grüner langgestreckter Glimmer (vermutlich Sericit) und ß) grüner Chlorit, namentlich ersterer in gleichmäßiger Mengung und Verteilung mit y) dem etwa gleichgroßen, etwas spärlicheren Quarz. Abmessungen des Glimmers im Durchschnitt : 15 /t bis 70 fi lang und 2 /i bis 15 \i breit. Beobachtetes Größtmaß 470 /t/70 fi.

6) Die Rutilmikrolithen sind größer wie bei den Thonschiefern, aber im ganzen etwas kleiner und weit spärlicher wie bei f. Durchschnittsabmessungen etwa 5 fi bis 25 fi auf 1,5 fi bis 5 /t. Einmal wurde jedoch eine Länge von 75 [i beobachtet.

e) Kohlenstoff wurde nicht wahrgenommen.

£) Erz spielt hier ebenso wie bei f, jedoch wieder in anderer Weise, eine führende Rolle unter den Gesteinselementen und zwar ist es hier Titaneisen (Jlmenit). Dasselbe ist im auffallenden Licht eisenschwarz bis stahlfarben und metallglänzend; es bildet unregelmäßige, kantige, hie und da Krystallflächen (E, OE u. s. w.) zeigende Körner, Leisten und kolbige Splitter, welche öfters mit Rutilnadeln verwachsen erscheinen, an ganz dünnen Stellen mit nelkenbrauner Farbe durchscheinend werden, ohne bemerkbare Doppelbrechung und Pleochroismus. Diese Titaneisenleistchen sind unter sich sowie mit dem Glimmer aufs strengste genau parallel orientiert, wie aus der Abb. 2, Taf. XV deutlich erkennbar. Größe der parallelen Leistchen, Kolben und Körner von 2 fi an bis zu den Abmessungen 90 /t/18 /t, int Durchschnitt wohl meist 40 /t bis 75 fi lang und 10 /t bis 20 fi breit. Die Dicke entspricht der Breite. Ihr Abstand beträgt etwa 10 fi bis 25 fi. Gleiche Abstände zeigen die gleichgelagerten und nahezu gleichgroßen Glimmerblättchen. Die erwähnte strenge Parallellagerung der Gemengteile (— sogar die Rutilnädeichen scheinen sich mitunter daran zu beteiligen —) entspricht genau der Fältelung des Schiefers. Das Titaneisen bedingt den schwachen metallischen Schiller der Spaltflächen des Phyllits. Dagegen können die Erzkörperchen hier, wegen ihrer Kleinheit (vgl. Mikrophotogr. Nr. 2, Taf. XV) wohl nicht ganz in dem Sinne wie die Magnetite des Phyllits f, zur Erklärung der verhältnismäßig erheblichen Jmbibitionsfähigheit des Phyllits g — 2,72) herangezogen werden. Indessen steht doch zu vermuten, daß jene gewisse Neigung dieses Schiefers zur Schülferung, auf welche die vergleichsweise Größe seiner Jmbibitionsfähigkeit größtenteils zurückzuführen sein wird, durch eine geringere Haftung zwischen Erz und sonstigen Schiefermaterial veranlaßt ist. Daß in dem Röntgen-Bild, Abb. 7, Taf. XVIII die Titaneisen-Körperchen, trotz ihrer Menge nicht bemerkbar sind, erklärt sich, bei ihrer gleichmäßigen Verteilung, jedenfalls durch ihre Kleinheit und geringe Dicke. rj) Calcit nicht beobachtet.

8. Schiefer h.

Französischer, schwarzgrauer Schiefer (Silur) von Angers an der Loire, fettglänzend (etwa wie a und d, in der Färbung am meisten mit a übereinstimmend), von deutlicher, aber unvollkommenerer Parallelfältelung wie bei f, g und i. S. Mikrophotogr. Nr. 3 und 4, Taf. XV.

a) Glimmer fast so lang wie bei k, durchschnittlich etwa 10 /i bis 50 fi auf 5 fi bis 15 fi, sehr oft auch kleiner und weniger gleichmäßig langgestreckt wie dort. ß) Chlorit hier sehr deutlich erkennbar. Das größte Blättchen, einer größeren Gruppe von Chloritkrystallen angehörig, maß. 39 fi/13 fi.

y) Quarz von etwas kleineren Abmessungen wie a und ß. Glimmer und Quarz, ebenso einigermaßen auch die Kohlenstoffhaufwerke, sind parallel gerichtet, jedoch bei weitem nicht mit der Konsequenz wie bei f und g (und auch i). Doch selbst d) die Rutile scheinen sich zuweilen dem Gesetz der Parallellagerung unterzuordnen. Dieselben sind zahlreich und ziemlich groß, größer wie bei a und c, kleiner wie bei f und g. Durchschnittsmaß 8 fi bis 13 fi auf 0,5 fi bis 1,5 fi. e) Kohlenstoff reichlich und dichtflockig.

£) Erz und zwar Pyrit. Beobachtet wurde namentlich eine große Gruppe zusammenhängender Pyrite von den Abmessungen 600 fi/ibO fi (s. Mikrophotogr. Nr. 4), welche im auffallenden Licht äußerst lebhaft speisgelb metallglänzend erschien und deren Kontur deutlich die oo o ^-Form erkennen ließ. Desgl. genau kugelförmige Pyritaggregate — Durchmesser ca. 45 fi. Im Röntgen-Bild, Abb. 8, Taf. XVIII, macht sich in der Mitte links eine größere Erzpartie bemerklich.

rf) Calcit wurde nicht gesunden.

9. Schiefer i.

Licht-bläulich-grauer, matter, sehr schön fein-parallelgefältelter englischer Schiefer von Port-Madoc in Nord-Wales, dem Silur angehörend, in der Färbung am meisten mit d übereinstimmend. S. Mikrophotogr. Nr. 5 und 6, Taf. XV.

a) Die Glimmerblättchen treten in ziemlich gleichmäßiger Verteilung und Größe, etwa 25 fi/5 fi, also langgestreckt wie bei f, g und h, aber doch kürzer, in geringen Abständen genau parallel orientiert auf. Daneben sind jedoch auch Aggregate und Anhäufungen von 75 /(t/50 (i nicht selten. Maximal-Abmessungen derselben 675 a/90 ß. Auffallend viel Glimmer tritt mit der Basis nicht in der Spnltebene liegend auf, sondern wird als schmale Leistchen sichtbar.

ß) Chlorit. Scharfumrissene Chlorithexagone selten. Ein größeres Chloritblättchen maß 20,5 fi/IS [i.

y) Quarz und d) Rutilnädelchen. Letztere etwa von der Länge wie bei h, doch durchweg feiner und viel zahlreicher, ein ganz dichtes Gewirre bildend, wohl am zahlreichsten unter den 10 Sorten.

e) Kohlenstoff in lichten, ganz gleichmäßig verteilten Flöckchen, wodurch die mit dem großen k^Oz-gehalt scheinbar im Gegensatz stehende Färbung des Schiefers erklärlich.

£) Erz. Der Dünnschliff ist mit ganz kleinen Magnetiten: in Körnerform und Kryställchen (zuweilen mit Quarz verwachsen) in großen Abständen, jedoch ziemlich gleichmäßig übersät. Beobachtet wurde ein Oktaeder von etwa 6 fi Kantenlänge. Die Körnerform herrscht vor. Das Pyknogr., Abb. 1, Taf. XIX zeigt mehrfach sehr bedeutende Erzanhäufungen (wahrscheinlich auch noch anderer Art). rj) Calcit nicht beobachtet (die Analyse weist dagegen 1,0 %

CaO auf).

10. Schiefer k.

Dunkelschwarzgrauer, etwas fettglänzender, glimmeriger, ganz unregelmäßig-schwach-gewellter Schiefer von Sembrancher im Kanton Wallis, Schweiz. Dieser Schiefer ist den 10 andern gegenüber, wie ein Blick auf das Mikrophotogr. Nr. 1, Taf. XVI zeigt, durch die Größe seiner Gemengteile ausgezeichnet.

a) Glimmer- und y) Quarzpartien von 25 p bis 100 fi bis 150 ^ Quermaß sind häufig. Die Teilchen erscheinen ohne jede Parallelordnung gelagert, ähnlich wie bei a und c. Der Glimmer ist

ohne jedes Vorherrschen nach irgend einer Ausdehnungsrichtung, ganz wie bei a und c. Ganz regellos sind auch ö) die zahlreichen feinen Rutilnädeichen verteilt. Der Schiefer k ist am reichsten an e) Kohlenstoff von den 10 Sorten. Derselbe ist ziemlich gleichmäßig- dicht- und dickflockig, außerdem aber noch in einzelnen kompakten Stücken verbreitet.

£) Erz, jedenfalls Pyrit, sehr reichlich, gewöhnlich in der Nähe von Kohlenstoffmassen, manchmal als Überzug derselben, außerdem in Gruppen von kugeligen oder traubigen Aggregaten, in maximo etwa 150 (i messend. Mitunter erstreckten sich die Körner einer solchen Gruppe übers ganze Gesichtsfeld. Einige größere Erzpartien sind im • Röntgen-Bild, Abb. 2, Taf. XIX bemerkbar.

rf) Calcit in ziemlich großen Mengen und von dem dunkeln, kohlenstoffreichen Grund doppelt wirkungsvoll sich abhebend.

11. Weißer Marmor (Blanc clair) 1,

aus Carrara stammend, also triassisch, anscheinend ganz reines OaOOz bis auf einen sehr geringen O-gehalt, der sich am Stück durch höchst vereinzelte schwärzliche Flocken und Streifen kund giebt, sonst reinweiß. Unter dem Mikroskop (f. Abb. 3 und 4, Taf. XVI), zeigt der Marmor sehr schön die bekannte polysynthetische Zwillingsstreifung der Calcitindividuen. Quermaß der letzteren 75 /t bis 300 [i, doch wurden auch solche von 900 fi beobachtet. Von Beimengungen sind nur ganz vereinzelte Quarzkörner und eben das schwarz-graue 6-pigment mancher Calcitkörner zu bemerken.

12. „Schwarzer Schwedischer Granit" m,

aus Ahus in Schweden (Bruchbesitzer: Hugo Gerlach in Warberg in Schweden) ist, nur in der Stein-Industrie diesen Namen führend, gar kein Granit, sondern als ein, dem Augitdiorit (von Snarum) nahestehender Gabbro zu bezeichnen. Makroskopisch — auf der Bruch-bezw. Politurfläche — sind deutlich der dunkle Feldspat und der schwärzliche Diallag sowie reichliche Erzmengen (Magnet- und Titaneisen) zu erkennen. Der Dünnschliff zeigt den durch seine Zwillingsstreifung auf den Spaltflächen ausgezeichneten Plagioklas, der durch winzige staubartige Einschüsse braungesärbt ist (bis 450 fi/1600 fi), den ziemlich stark pleochroitischen Diallag von ähnlicher Größe und die üblichen accessorischen Gabbrogemengteile. Die

unregelmäßig-zackig begrenzten opaken Erzpartien erreichen eine Größe von 1000 /t/1500 ii. Abb. 5 und 6, Taf. XVI.

13. Sandstein u,

von der schwedischen Insel Gotland, dem Silur angehörig, ein feinkörniges, in früherer Zeit in den Ostseestädten vielverwandtes Material von weißer Farbe (mit schwachem Stich ins Bläuliche). Die Quarzkörnchen haben sehr annähernd gleiche Größe und besitzen, wie der Dünnschliff zeigt (f. Mikrophotogr. Nr. 1, Taf. XVII), das Durchschnittsquermaß von 75 [i. Der Abstand derselben ist ziemlich bedeutend und im Mikrophotogramm nach dem Durchschnittsquermaß der Quarzkörner leicht abzuschätzen. Das jedenfalls ziemlich lückenhafte und poröse Bindemittel ist z. T. thoniger Natur, wie schon der deutliche Thongeruch beim Anhauchen des Steins verrät, z. T. von amorph-kieseliger Beschaffenheit. Sein CaC0₃= Gehalt ist verschwindend (0,44 °/₀ C0₂). Ebensogroß wie die Sandkörner sind die sehr selten vorkommenden Glimmerblättchen. Gleichvereinzelt treten auch, z. T. in Chlorit übergegangene, Hornblendetrümmer auf.

Außer den unter 1 bis 10 bei den einzelnen Schiefersorten bereits gemachten speziellen Andeutungen über Zusammenhang zwischen Art, Menge und Anordnung ihrer mineralischen Bestandteile einerseits und gewissen physikalischen Eigenschaften der Schiefer, wie Farbe, Glanz, Porosität andererseits dürfte sich aus dem Vorstehenden noch folgende allgemeinere, interessante und nicht unwichtige Bemerkung ergeben. Es scheint, daß die Parallellagerung und gleichzeitige langgestreckte Form der Bestandmineralien bei den Schiefern den geringeren Grad ihrer Gesamtporosität bedingt (i, g, f, h), während umgekehrt die regellose Form und Lagerung jener im allgemeinen den gegenteiligen Einstuß ausübt (a, e, b, k, d, c). Besonders deutlich tritt dies im Vergleich mit den anderen Schiefern bei der Sorte i hervor, deren Bestandteile gleichsam ein langfaseriges, inniges Geflechte bilden. Vermutlich ist es die bei den Sorten der erstgenannten Art (i, g, f, li) stattfindende gleichmäßigere und innige Aneinanderlagerung der langgestreckten Bestandteile, vielleicht aber noch mehr ihre schuppenartige, mehrfache Übereinanderlagerung (ähnlich den Ziegeln oder Schieferplatten

einer Dacheindeckung), welche die größere Dichtigkeit veranlaßt. Bei d hingegen ist zwar eine auffallende Gleichmäßigkeit in Bezug auf Größe und Mengung der Bestandmineralien vorhanden, trotzdem kommt dieser Schiefersorte, da jene nur nebeneinander gelagert sind und des innigeren Anschlusses und des Übergreisens ermangeln, nur eine geringe Dichtigkeit zu. Bei dem „Schwedischen Granit" m handelt es sich gleichfalls nur mehr um eine Nebeneinanderlagerung der Bestandmineralien, wenn auch unter innigem Anschluß derselben (vgl. S. 34). Beim Sandstein n endlich sind die Bedingungen für seine größere Porosität bereits genügend angedeutet. Erörterungen über Beziehungen zwischen Porosität und Wetterbeständigkeit im Abschn. VII.

m. Vhemische Unterstützung.

Soweit nicht Analysen der Schiefer vorlagen, wurden dieselben von mir selbst vorgenommen nach folgendem

1. Gang der chemischen llnterlnchnug.

a) 1. Portion. Bestimmung des Gehalts an hygroskopischem

Wasser.

Trocknen der feingepulverten Substanz bei 105° C. bis zur Gewichtskonstanz.

b) 2. Portion. Bestimmung des Glühverlustes.

(Gesamtmenge an H₂0, C bezw. organischer Substanz C0₂, S0₂). Glühen der feingepulverten Substanz im Platintiegel (zuletzt über dem Gasgebläse) bis zur Gewichtskonstanz. Das Ergebnis bedarf einer Korrektion wegen des HeO-Gehaltes der Schiefer und liefert nach Abzug des H₂0 aus a, der unter m bestimmten C02 und der auf Grund der ^68₂-Bestimmung (vgl. k) berechneten S02 den Gehalt des Gesteins an chemisch-gebundenem H₂0 und an C bezw. organischer Substanz.

c) 3. Portion. Bestimmung der Si0₂ und aller Basen außer den Alkalien.

Ausschließung einer Menge der seingepulverten und gebeutelten Substanz mittelst Soda im Platintiegel über dem Gasgebläse, Lösen der Schmelze in H₂0 und HCl, Abdampfen in einer Platinschale und Erhitzen auf 120° C. zur Abscheidung und Unlöslichmachung der

Si0₂. Dieselbe ist außer auf etwa beigemengte Basen noch auf Ti0₂ zu untersuchen.

NB. In einem Falle wurde auch mit konzentrierter Schwefelsäure aufgeschlossen.

d) 1. Ein bestimmtes Quantum, des Filtrats der 810₂-Be-stimmung wird durch Abdampfen von der HCl befreit, worauf mit H₂S0₄ und Zn im Kolben mit Bunsen-Ventil die Reduktion des Fe₂0₃ erfolgt. Bestimmung des FeO durch Titration mit Chamäleon-lösnng und Berechnung der entsprechenden Fe₂0₃-Menge.

2. Der übrige (größere) Teil des Filtrats von c wird im Becherglas mit einigen Tropfen konzentrierter HN0₃ oxydiert und — bei Abwesenheit von Mn — mit NH₃ gefüllt. Mn-Gehalt giebt sich schon durch Grünfärbung der Sodaschmelze zu erkennen (wie z. B. bei Schiefer e) und ist durch weitere Prüfung (Zusatz von konzentrierter HN0₃ und Bleisuperoxyd) zu bestätigen. Der NH₃-Niederschlag giebt die Gesamtmenge der 3. Portion an A1₂0₃ und Fe₂0₃. Nach Abzug des sub. 1 gefundenen Fe₂0₃ erhält man den Gehalt an A1₂0₃ allein. In betreff des ursprünglichen Fe₂0₃= Gehalts der Substanz siehe g und k. Bei Gegenwart erheblicherer Mn-Mengen wird das Filtrat von c anstatt mit NH3/ nach vorherigem Abdampfen der HCl und Neutralisation mittelst Natriumkarbonat, mit Natriumacetat kochend gefällt und im Filtrat des Niederschlags mit Bromwasser das Mn als Hyperoxydhydrat abgeschieden.

e)    Der Kalk wird aus dem Filtrat des A1₂0₃- und Fe₂0₃= Niederschlags als oxalsaurer Kalk gefällt und als CaO gewogen.

f)    Abscheidung des MgO aus dem Filtrat von e mittelst Natriumphosphat (bei Gegenwart von NH₄C1 und NH₃) als krystallinische phosphorsaure Ammon-Magnesia, Glühen des Niederschlags und Wägen als Magnesiumpyrophosphat.

g)    4. Portion. Eine Menge des Substanzpulvers wird nach dem Verfahren von Petersen³) durch Erwärmen mit konzentrierter HF1 und H₂S0₄ in einem Kolben von eisenfreiem Glas zersetzt, nachdem durch etwas CaC0₃ und H₂S0₄ eine C0₂-Atmosphäre im Kolben hergestellt worden war. Dann wird mit H₂0 verdünnt und

das in der Substanzmenge enthaltene FeO maßanalytisch bestimmt. Hierauf Berechnung der dem erhaltenen FeO entsprechenden Fe₂0₃= Menge, die von dem unter d, 1 gefundenen Fe₂0₃-Ouantum abzuziehen ist, um das neben dem FeO in Oxydsorm im Schiefer enthaltene Fe zu erhalten (vgl. aber hierzu noch k).

k) 5. Portion. Alkalienbestimmung.

Ausschließen mit HF1 und H₂S0₄ in einer Platinschale, Oxydation mit etwas HN0₃, Abdampfen der Flußsäure und Lösen in HCl. In der Lösung werden durch Zufügen von Barytwasser die Schwefelsäure und die in H₂0 unlöslichen Oxyde : Fe₂0₃, A1₂0₃ und MgO gefällt. In Lösung bleiben außer den Alkalien: BaO und z. T. CaO. Nachdem die letzteren beiden Oxyde durch Einleiten von C0₂ und Erwärmen abgeschieden sind, werden die Alkalien in Chloralkalien übergeführt und als Chlorplatinate bestimmt. Oder: man fällt aus der ursprünglichen Lösung mittelst Ammoniak, kohlensaurem Ammon und oxalsaurem Ammon mit einem Male Eisen, Aluminium und Calcium, dampft das Filtrat ein, entfernt die Ammonsalze durch vorsichtiges Glühen, löst in H₂0, fällt mittelst Barytwasser die Magnesia als Hydrat, hierauf den Baryt durch verdünnte H₂S0₄ aus und bestimmt nun weiter die Alkalien als Sulfate.

i) 6. Portion. Schwefelsäurebe st immun g.

Auslaugen einer Menge Substanzpulver mit verdünnter HCl und Bestimmung der S0₃ als BaS0₄.

k)    7. Portion. Pyrit- bezw. Markasitbestimmung.

Nachdem das Schieferpulver mit rauchender HCl und rauchender

HNO$ oder mit konzentrierter HCl und unter Zusatz von chlorsaurem Kali digeriert worden ist, wird abgedampft, mit H₂0 verdünnt, BaCl₂ zugefügt und die durch die Oxydation des 8 gebildete S03 als BaS0₄ bestimmt. Hiernach berechnet man die entsprechende Menge von FeS₂ sowie auch von Fe₂0₃; letztere ist von dem unter g gefundenen Fe₂0₃ noch abzuziehen. Der Rest stellt den wahren Gehalt des Schiefers.an Fe₂0₃ dar.

l)    Etwa vorhandene Phosphorsäure (die jedoch seltener und dann nur in geringen Mengen auftritt) ist aus dem Filtrat von k — nach vorheriger Abscheidung des Baryts und Beseitigung der HCl — mit molybdänsaurem Ammon (Molybdänflüssigkeit) zu fällen.

Das phoSphormolybdänsaurc Ammon wird hierauf in NH₃ gelöst und schließlich die Phosphorsäure als Magnesiumpyrophosphat bestimmt.

m)    8. Portion. Der Gehalt an etwa vorhandener C0₂ wird in einem verbesserten Bunsen'schen Apparat aus dem Gewichtsverlust nach dem Austreiben mittelst HCl bestimmt. Der Fehler, der aus dem meist geringen Gehalt an FeS₂ hierbei erwächst (Bildung von H₂S), ist bei allen 10 Schiefersorten, mit Ausnahme etwa von b, belanglos. Hier aber (F68₂-Gehalt = 1 % oder mehr) muß Rücksicht darauf genommen werden.

n)    9. Portion. Der Gehalt an C bezw. organischer Substanz und gleichzeitig an H₂0 wird durch Glühen einer Substanzmenge im O-Strom in einer Verbrennungsröhre mit vorgelegtem Chlorcalcium- und Kaliapparat gesunden. Von der sich ergebenden CO₂-Menge ist natürlich die unter m erhaltene abzuziehen.

Bemerkung. Die Substanz (Durchschnittsprobe) ist stets, auch wo es nicht ausdrücklich angegeben, in feingepulvertem und sorgfältig gebeuteltem Zustande zur Verwendung gelangt.

2. Analysen.

A. Analysen der 10 Schiefersorten a bis k.

Die erste Zahlenspalte der Tabellen enthält den Prozentgehalt des Schiefers an seinen einzelnen Bestandstoffen, die zweite Zahlenspalte den O-Gehalt der letzteren, welcher im Abschn. VII verwertet wird.

a) Schiefer a.

Si0₂ (+ Ti0₂) A1₂Ü3 Fe₂Oß FeO

MnO

CaO

MgO

K₂0

Na₂0

FeS₂

HoO

co₂

ö    n

cooq^tfcD^JSaq^cq^cq U i> oo co" -h" cd" th" r-T t-T g<T cm" E! cm" o" -h" IS)    IS)

30,19

11,33

1,92

0,36

IS)    O O O

ÜT V ÜX O    -1 8^ Od

rH

cm

VI. Abschnitt.

ß) Schiefer b.

Si0₂ (+ Ti0₂) A1₂03 Fe₂03 FeO

62,4

33,28

16,4

7,72

2,5

0,75

3,3

0,73

CaO

0,9

MgO

1,4

0,56

K₂0

3,4

0,31

Na₂0

1,8

0,88

FeS₂

1,5

Glühverlust I C0₂

[ (h₂o + C)

4,3

0,8

2,67

in 3 o/o an-gen. H₂0

Zus. 98,7

r) Schiefer c.

Si0₂ (+ Ti0₂) A1₂03 Fe₂0₃

48,2

25,71

9,0

2,5

4,23

0,75

FeO

11,6

2,58

CaO

7,7

MgO

0,6

0,24

(entspr. 13,8% CaC0₃).

K₂0

3,5

0,59

Na₂0

4,7

1,21

FeS₂

0,4

so₃

0,1

Glüh

verlust

Hygrosk. H₂0 chem. geb. H₂0 + C

0,3

5,8

lco₂

5,8

3,56

in 4 °/o äugen. H₂0

S) Schiefer d.

Si0₂ (+ Ti02 A1₂03 Fe₂0₃

51,6

27,9

27,52

13,13

2,1

0,63

FeO

5,0

1,11

CaO

0,4

MgO

0,4

K₂0

Na₂0

6,0

1,1

CO CO 05 H O (M cT ©

FeS₂

0,2

P2O5

0,1

Glüh

verlust

(H₂o + C)

C0₂

Si0₂ (+ Ti0₂) A1₂03 Fe₂03 FeO

HnO

CaO

MgO

k₂q

Na₂0

FeS₂

4,6

0,6

Zus. 100,0

e) Schiefer e.

53,2

18,2

1,2

4,3

0,1

7,6

2,0

2,2

1,7

0,2

2,67

in 3°/o an-gen. H₂0

28,87

8,56

0,36

0,96

0,02

(entspr. 13,6 % CäCOs).

Glüh

verlust

Hygrosk. H₂0 chem. geb. H₂0 + C

0,3

2,5

C0₂

7,3

2,23

in 2,5 o/o an-gen. H₂0

f) Schiefer f.

Si0₂ (+ Ti0₂) A1₂03 Fe₂0₃

57,4

30,61

17,7

8,25

4,3

1,29

FeO

12,0

2,67

CaO

0,2

MgO

1,5

0,60

K₂0

2,3

0,39

Na₂0

1,5

0,39

FeS₂

Glüh

verlust

Hygroskop. H₂0 + chem. geb. H₂0

5,0

3,56

in 4°/o an-gen. H₂0

Zus. 101,9

Schiefer g.

Si0₂ (+ Ti0₂) A1₂03 Fe₂0₃

57,5

20,7

6,6

30,67

9,70

1,98

FeO

1,5

0,33

CaO

0,3

MgO

1,8

0,72

K₂0

5,9

1,00

Na₂0

0,9

0,23

CaO

Spuren

P2O5

0,1

Glühverlust co₂

h₂o + c

4,6

0,1

2,67

in 30/0 an-gen. H₂0

&) Schiefer h.

Si0₂ (+ Ti0₂) A1₂0₃

Fe₂0₃

FeO

MgO

COv    O    <D    CD

tH    CO    lO    rH    tH

m    cm    i-i

27,36

11,06

4,50

0,22

0,64

Alkalien

Im Durchschn. etwa 0,80

(wegen des größeren K₂Os Gehalts)

1,78

in 2°/o an-gen. H₂0

i) Schiefer i.

Si0₂ (+ Ti0₂) A1₂0₃

55,3

24,6

29,49 11,58 .

Fe₂0₃

10,4

3,12

CaO

1,0

MgO

2,1

0,84

Alkalien

2,0

Im Durchschn.

0,35

1,78

Glühverlust

4,6

in fingen. 2°/0 H₂0

Zus. 100,0

x) Schiefer k.

Si0₂ (+ Ti0₂) AI9O3 Fe₂0s

58,9

21,5

31,41

10,13

3,6

1,09

FeO

4,6

1,02

CaO

1,0

MgO

0,9

0,38

K₂0

3,1

0,52

Na₂0

1,5

0,39

FeS₂

0,5

Glüh- f H₂0 + C + Verlust | C0₂

4,8

2,40

(C = 1,3)

in 2,7 0/0 angen. H₂0

Zus. 100,4

B. Analysen der Versuchsflüssigkeiten der OO^O-Einwirkung (Abschn. III) auf c und e.

a) Bersuchsflüssigkeit zu Schiefer c.

Das Trockengewicht der Probeplatte betrug 24,7038 g, ihr Gewichtsverlust in der Versuchsflasche 0,0216 g.

Platten

stoffe

Die Probeplatte enthielt

«    -5 du

gegangen

Es wurden in °/o des Glüh- gelöst in °/o rückstandes der Lösung

der Platten-Stoffmengen

Si0₂

11,9072

0,0005

3,15

0,004

FeO

2,9256

0,0053

33,33

0,18

CaO

1,9022

0,0075

47,09

0,39

MgO

+ Alkalien

2,1739

> 0,0026 (als Differ. berechn.)

16,35

0,12

0,0159 = Glührückstand der Versuchsflüssigkeit

Beim Abdampfen der Versuchsflüssigkeit entwich sichtlich ein Teil der C0₂ der gelösten primären Karbonate, der Rest beim Glühen des Rückstandes. Das Gewicht des Glührückstandes 0,0159 stimmt überein mit dem Plattengewichtsverlust 0,0216, vermindert um die dem gelösten CaO entsprechende C0₂-Menge.

ß) Versuchsflüssigkeit zu Schiefer e.

Das Trockengewicht der Probeplatte betrug 31,4410 g, ihr Gewichtsverlust 0,0261 g.

Platten

stoffe

Die Probe-Platte enthielt

In Lösung gegangen in g

Es wurden gelöst in °lo derPlatten-Stoffmengen

Si0₂

17,6266

Spur

Spur

FeO

1,3520

0,0041

0,30

CaO

2,3895

0,0085

0,36

MgO

-s- Alkalien

1,8550

Rest

Rest

Der Trockenrückstand der Versuchsflüssigkeit ist hier nicht bestimmt worden. Auch hier war die entweichende C0₂ deutlich wahrnehmbar. Der Fe-Gehalt gab sich bei ß und a schon während der 810₂-Bestimmung bei dem Eindampfen mit HCl (nach vorheriger Oxydation) durch die dunkelgelbe Farbe des Schaleninhalts zu erkennen. Die vorstehenden Analysenzahlen sollen bei der Kleinheit der gelösten Substanzmengen nicht verbürgt werden. Auffallend ist die im Vergleich zum CaO geringe gelöste FeO-Menge gerade bei dem FeO; reicheren der beiden Schiefer: bei c.

C. Analyse der Versuchsflüssigkeit der Fresenius'schen Probe von c (Abschn. IV).

Trockengewicht der Probeplatte = 25,9382 g. Gewichts-1,0348    -f-    0,1465

zunähme derselben

1,1813 g

Gewichtszunahme der Platte selbst

Gewicht des Abgangs

(4,554 %). Also Endgewicht der (unbeschädigt gedachten) Platte 27,1195 g.

Platten

stoffe

Die Probeplatte enthielt

In Lösung gegangen

Es wurden gelöst in °/o der Platten-Stoffmengen

Si0₂

12,5022

0,0175

0,14

AI2O3

2,3344

0,0674

2,89

Fe₂0₃

0,6485

0,0370(1)

5,71 (?)    1

FeO

3,0088

0,0624 (?)

2,09 (?)

8,03

CaO

1,9972

0,0804

4,03

MgO

0,1556

0,0034

2,19

K₂0

0,9078

Na₂0

1,2191

0,0787

3,70

0,3468

Zus. 22,7736

Die Basen befanden sich in der Versuchsflüssigkeit sämtlich als Sulfate in Lösung. Von S0₂ war keine Spur mehr vorhanden. Unrichtig wird das gegenseitige Verhältnis der gelösten Eisenoxyde, nämlich des FeO und des Fe₂0₃ (letzteres als Differenz des dem gelösten Fe entsprechenden Fe₂0₃ und des dem gefundenen FeO entsprechenden Fe₂0₃ bestimmt) ausgefallen sein. Denn jedenfalls hat während den Manipulationen mit der Versuchsflüssigkeit und bei dem langen Stehen derselben (wenn auch im verschlossenen Kölbchen) bis zum Beginn der Analyse, eine teilweise Oxydation des FeO stattgefunden. Dem entspricht auch die unwahrscheinliche Kleinheit der gefundenen Fe0-Menge (2,09 %). Auch kommt ein kleiner Teil der gelösten Eisenoxyde auf Rechnung der im Schiefer enthaltenen 0,4 % FeS₂.

D. Schneewasseranalysen und sonstige Versuche.

Vollständige Schneewasseranalysen sind nicht durchgeführt worden. Es wurden nur mehrfach Schneeproben von dem Dach, aus dem die 36 Platten der Versuchsreihe I (s. Abschn. II) sich befanden, im Dezember 1896 sowie Januar und Februar 1897 entnommen, eingeschmolzen und auf den Gehalt an Ruß, S0₃ und HCl geprüft.

Der Befund nur einiger weniger dieser Prüfungen sei in folgender Tabelle mitgeteilt:

Probe

1000 cm³ Schneewasser enthielten:

Nr.

Ruß

S0₃

HCl

0,028

0,036

0,004

0,040

0,059

0,005

0,174

0,052

0,010

0,312

0,146

0,075

S0₂ fand sich in dem Schneewasser niemals vor, was durch die leichte Oxydabilität der S0₂ leicht erklärlich. Bemerkt sei, daß es sich meist nicht um frischgefallenen Schnee, sondern um solchen handelte, der schon etwas gelegen hatte und darum eine größere Rußansammlung zeigte. Um etwaigen Säureverlusten beim Arbeiten vorzubeugen, wurde das Schneewasser mit chemisch reinem Na(HO)₂ eingedampft; der Ruß wurde auf einem Papierfilter von bekanntem Gewicht gesammelt, getrocknet, gewogen und das Filtrat weiter untersucht. Das Schneewasser hatte fast stets neutral reagiert, auch wurde mehrfach festgestellt, daß dasselbe die zur Bindung der vorhandenen Säuremengen hinreichende Mengen an Basen enthielt. Aus der Tabelle und überhaupt allen vorgenommenen Prüfungen ist zu entnehmen, daß mit dem Rußgehalt des Schneewassers auch die Menge an S03 und HCl wächst, und daß die letztere Verbindung oder vielmehr deren Salze in weit geringerer Menge auftreten wie die erstere oder deren Salze, jedoch keineswegs in zu vernachlässigender Weise. Daß der Cl-Gehalt möglicherweise, jedoch sicherlich zum allergeringsten Teile der ein wenig Kochsalz führenden Luft entstamme, soll nicht verneint werden; der größte Teil ist natürlich, ebenso wie der 80₃-Gehalt des Schnees, durch den Ruß übertragen. Luftanalysen sind nicht vorgenommen worden; es mußte die häufige Konstatierung von freier S0₂ und S0₃ in der Luft und im Regenwasser (in welcher Hinsicht auf die betreffende Litteratur zu verweisen ist) genügen. Zum Nachweis dieser Stoffe sind natürlich vollständige und genaue quantitative Analysen erforderlich. Das Rotwerden befeuchteten blauen Lackmuspapieres an der Luft beweist z. B. nichts und kann natürlich auch

T—I

i-O

VI. Abschnitt.

von deren OO^-Gehalt allein herrühren. Es erfolgt überall, auf dem freien Land, wie in der Stadtluft; es tritt schneller ein, wenn das befeuchtete Lackmuspapier auf feste Gegenstände, wie Ziegelsteine, Fensterrahmen rc., aufgepreßt worden war⁴), am schnellsten, nämlich augenblicklich, wenn es in die ausströmenden Rauchgase — von Steinkohlen- oder auch Holzfeuerungen — gehalten wird. Der Gehalt der Rauchgase an freier S0₂ ist leicht durch Hindurchleiten oder Hindurchsaugen der ersteren durch Jodlösung, welche hierbei entfärbt wird, nachzuweisen und festzustellen. Ich habe bei solchen Versuchen (qualitativer Art) die Versuchsflasche, durch welche die Gase hindurchgehen sollten und mit ihr zusammen eine zweite, die gleiche Menge derselben Jodlösung enthaltende Vergleichsflasche in unmittelbarer Nähe des Schornsteins auf dem Dache aufgestellt und beide Flaschen mit einer dicken Sandumhüllung versehen. Dadurch wurde der bei längerer Exposition der Jodlösung an der Luft eintretenden Bleichung derselben und damit Täuschungen vorgebeugt. Einfacher gestaltet sich das Verfahren allerdings bei Zusatz von Stärkekleister zur Jodlösung.

¹

Vgl. O. Büttner und K. Müller, Technik und Verwertung der Röntgen'schen Strahlen rc. in der „Encyklopädie der Photographie, Heft 28".

²

In betreff der Rutilnädelchen siehe namentlich:

Zirkel, Über die Mikroskop. Zusammensetzung von Thonschiefern und Dachschiefern, Neues Jahrb. f. Mineralogie, Geol. u. Palaentol., 1872, p. 321 bis 322. Kalkowsky, Über die Thonschiefernädelchen, Neues Jahrb. 1879, p. 383—387. E. Geinitz, Der Phyllit von Rimogne in den Ardennen, Neues Jahrb., p. 67, Bd. II, 1882. A. Renard, Eecherches sur la composition et la structure des phyllades ardennais (Bulletin du Musee royal d’histoire naturelle de Belgique 1882, 1, 1—54; 1883 II, 127—149 pl. VI und R. Jahrb., Bd. II 1884, p. 219-221. A. Cathrein, Ein Beitrag zur Kenntnis der Wildschönauer Schiefer und der Thonschiefernädelchen, Neues Jahrb., 1881, p. 170, Bd. I.

³

S. Neues Jahrb. f. Mineral. 1869, p. 32 und 1872, p. 596 sowie Journ. f. prust. Chem. 1872, p. 222.

⁴

Es ist dies zweifellos eine Folge der größeren Konzentration der C02 auf den dichten, mit einer feinen Kondensationsschicht von Wasserdampf stets mehr oder weniger bedeckten Oberflächen solcher Körper (vergl. die Bunsen'schen Untersuchungen über das entsprechende Verhalten des Glases).

VII. Abschnitt.

Vergleichung §er verschiMenen UniersuchullgsergeLniffe Ler MöschnrLie

II ßie VI:

Wrialhfen-- unü Neufuchsschaulinirn.

Das Ziel einer Analysendeutung vom Standpunkt der Wetterbeständigkeit besteht darin, nachzuweisen, in welcher Weise und in welchem Maße das Verhalten des Gesteins gegen die Luftagentien durch seine chemischen Bestandstoffe bedingt ist, während es im übrigen von seiner physikalischen Beschaffenheit abhängt. Die ideale Lösung dieser Ausgabe, wenn sie je vollkommen gelingen könnte, was zu bezweifeln steht, würde demnach zugleich die „Wetterbeständigkeits-prognose", d. h. die Voraussage des Verhaltens der Steine gegen die Witterungseinflüsse, lediglich auf Grund der Analyse sein, versteht sich, auch unter Berücksichtigung der petrographisch-physikalischen Gesteinsbeschaffenheit. Die Unentbehrlichkeit der letztgenannten Unterlage für die Prognose und auch schon für die bloße Beurteilung a posteriori wird aus dem folgenden an konkreten Beispielen recht greifbar sich ergeben. Um Vergleiche zwischen den Analysenresultaten und den Ergebnissen der verschiedenen, auf die Erforschung der Wetterbeständigkeit gerichteten Versuchsreihen thunlichst zu erleichtern, sind auf Taf. XX die Zahlenwerte der letzteren nach den Tabellen I, II, VII und VIII schaulinienmäßig aufgetragen und denselben die

Analysendiagramme gegenübergestellt. Die Ordinalen dieser Linienzüge sind die gewichts-prozentualen Substanzverluste bezm. Bestandstoffmengen der 10 Schiesersorten. Es bezieht sich: Ii auf den natürlichen Verwitterungsversuch, 1. Jahr, I₂ desgl., 2. Jahr¹); II auf die C0₂=, 0- und H₂0-Einwirkung; III auf den Fresenius'schen Versuch; IV auf die einfache H₂0-Einwirkung (Abschn. V). Maßstäbe aus der Zeichnung ersichtlich. Das Maß der Wetterbeständigkeit eines Gesteins ist eine so ungemein verwickelte Funktion seiner chemischen Zusammensetzung und seiner petrographisch-physikalischen Beschaffenheit, und alle die verschiedenen Versuchsergebnisse sowie namentlich auch sämtliche Einzelresultate einer und derselben Analyse sind in so hohem Grade sich gegenseitig bedingende Faktoren, daß es oft sehr schwierig und immer wohl nur innerhalb gewisser Grenzen möglich ist, allgemein-giltige Gesetzmäßigkeiten herauszufinden und zu formulieren. Erleichtert, ja zum großen Teil eigentlich erst ermöglicht, wird dies durch die Vergleichung der Schaulinien der Analysen und der Versuchsergebnisse. Da wo bei den beiden Arten von Linienzügen der Hebung eine Hebung und eine Senkung der Senkung entspricht, werden — so weit nicht eine anderweitige Paralysierung des Ergebnisses eintritt — sich Schlüsse auf den Einfluß der verschiedenen Steinbestandstoffe auf die größere oder geringere Resistenz des betreffenden Materials ziehen lassen. Konformitäten oder Diskonformitäten im Verlauf der Versuchsschaulinien unter sich deuten ebenso auf gewisse Übereinstimmungen oder Gegensätze in den bei den verschiedenen Versuchsreihen obwaltenden Einflüssen. Auf unserer Tafel nun ist vor allem der übereinstimmende Verlauf der beiden Jahresschaulinien der Versuchsreihe I (natürlicher Verwitterungsversuch), d. h. der Schaulinien It und I₂ zu konstatieren. Jeder Hebung der einen dieser Linien entspricht eine Hebung der anderen, jeder Senkung eine Senkung. Eine Abweichung beider Linien von einander besteht nur in dem nicht ganz gleichen Maß der Ordinatenzuwächse bezw. -abnahmen, entsprechend den ungleichen Gewichtsabnahmen der Probeplatten im zweiten und ersten Versuchsjahr, sowie schon überhaupt darin, daß diese Gewichtsabnahmen für das zweite Jahr fast durchweg kleiner wie für das erste ausfielen; am kleinsten für b, denn es ergab sich hierfür fast genau das gleiche Plattengewicht wie am Schluß des

ersten Jahres. Das Nötige hierüber ist am Schluß des II. Abschnitts bereits gesagt. Weiter springt auf der Tafel die auffallende Konformität der Schaulinien I1# I₂ und IV in die Augen, während die Schaulinie II einen anderen, mehr stetischen Charakter zeigt und nur darin mit I und IV übereinstimmt, daß alle Schaulinien eine ausgesprochene Aufsteigetendenz von b bis c oder wenigstens bis e hin besitzen, bei Ii und I₂, sowie IV jedoch stellenweise mit stark retrograder Neigung.

Die Schaulinie III zeigt, abgesehen von dem allgemeinen Ansteigen von b nach d hin, im einzelnen durchweg große Abweichungen von I und IV, ja sie stellt sich in dieser Hinsicht fast als das vollendete Gegenstück hierzu dar. Denn, wo dort eine Hebung, zeigt sich hier eine Senkung und v. v.; eine Ausnahme findet nur bei b, i und h statt. Auf alles dies wird demnächst zurückgekommen werden. Zum genaueren vergleichenden Studium der verschiedenen Versuchsschaulinien: I, II, III und IV und der Analysendiagramme übergehend, werden wir uns zunächst an

l die Schaulinie n

zu halten haben, deren Ordinaten die gewichtsprozentischen Verwitterungsgrößen bei der ausschließlichen Einwirkung von C0₂, 0 und H₂0, in vorwiegend dampfförmiger Gestalt, und zwar in aufsteigender Ordnung nach der Größe dieser Beträge darstellen. Die fragliche Schaulinie giebt demnach ein Bild der vergleichsweisen Resistenz der 10 Schiefersorten in dem der Wirklichkeit zwar entsprechenden, aber extremen Fall einer minimalen eigentlichen Wassereinwirkung, und wird daher vorwiegend mehr das chemische Verhalten der 10 Schiefersorten angesichts besonderer, beschränkender physikalischer Bedingungen (überwiegender Einfluß der Hygroskopie) zum Ausdruck bringen. Von Wichtigkeit wird hierneben natürlich die Beurteilung des rein-chemischen Verhaltens, also unter thunlichst gleichen physikalischen Bedingungen, sein. Vergleiche in dieser Hinsicht die Prüfungsvorschläge in Abschn. VIII. Die Vergleichung der Schaulinien IV und II sowie auch I und II mit ihren Kon- und Diskordanzen wird, da bei den Versuchsreihen IV und I die — wie bereits am Schluß des Abschn. V erkannt — sehr schwerwiegende, eigentliche Wasserwirkung allein eine Rolle bezw. jedenfalls eine sehr wichtige Rolle spielt, voraussichtlich weiterhin über den Ein-

fluß der physikalischen Gesteinsbeschaffenheit nähere Aufschlüsse geben. Die Lösung der Frage nach dem Zusammenhang zwischen der Wetterbeständigkeit der Steine und der chemischen Zusammensetzung würde jedenfalls vereinfacht durch die Kenntnis der Gewichtsmengen der Mineralien, welche zu dem Stein zusammengetreten sind, namentlich dann, wenn das Verhalten jener Gesteinskomponenten gegen die Witterungseinflüsse selbst hinreichend bekannt wäre. Dies ist jedoch keineswegs der Fall und die Erforschung desselben muß vielmehr — in Bezug auf die wichtigsten gesteinsbildenden Mineralien — als eine der nächsten hierher gehörigen Aufgaben und Vorarbeiten betrachtet werden. Selbstverständlich sind aber für das Verhalten der Gesteine nicht nur die Gewichtsmengen ihrer Bestandmineralien, sondern auch noch die besondere, vielfach wechselnde physikalische und chemische Beschaffenheit derselben und die jeweilige Art ihrer Vereinigung zum Gestein maßgebend. Angesichts aller dieser komplizierenden Unistände ist hier von der gewichtsmäßigen Berechnung der Gesteinskomponenten auf Grund der Analyse und des mikroskopischen Befundes ganz abgesehen, eine Berechnung, die überdies umständlich und bei der klastischen Natur der Schiefer in manchen Fällen schwierig ausfallen würde. Vielmehr ist hier der Gehalt des Steins an seinen einzelnen chemischen Komponenten statt der mineralogischen, also die Analyse selbst oder ihr Diagramm, neben den Versuchsschaulinien (zunächst von II), zur Grundlage der Untersuchung gemacht. Als Hauptregel muß dann freilich gelten, niemals einen der chemischen Bestandstoffe für sich allein ins Auge zu fassen, eben weil dieselben zu Verbindungen (den Bestandmineralien oder deren Molekülgruppen) zusammengetreten sind und ihr Einfluß auf das chemische Gesamtverhalten des Steins sich gegenseitig auf das mannigfaltigste beeinflußt. So kann z. B. der Gehalt an Si0₂ schlechthin und für sich allein in den 10 Schiefersorten keineswegs für den Grad ihrer Witterungsbeständigkeit maßgebend sein. Eine schon entscheidendere Bedeutung für den Stein wäre vielleicht von seinem Gehalt an Quarz zu erwarten. Demnächst käme jedenfalls der Gehalt an schwer angreifbaren Verbindungen der Si0₂ in Betracht. Ein ganz ungefähres, rohes Bild des Quarzgehalts gewährt der Vergleich der 8i0₂- und der ^1₂0z-Schaulinie, da letztere im großen und ganzen der Hauptmenge der Silikate in den Schiefern proportional sein wird. Sie Al₂0₃=£mte zeigt von i bis f ein fast ungestörtes

Abfallen und geht bei d plötzlich wieder mächtig empor. Um sich jedoch ein besseres Urteil über den Quarzgehalt der Schiefer bilden zu können, ist der O-Gehalt ihrer sämtlichen Basen, mit Ausnahme des größtenteils als CaC0₃ und nur zum minimalen Teile in Silikatform vorausgesetzten CaO, berechnet (s. Sp. 3 der Analysentabellen A) und hierauf für alle Sorten der O-Quotient xp, d. h. das Verhältnis der Gesamt-O-Menge aller basischen Oxyde sowie des chemisch gebundenen Wassers zu dem 0-Gehalt der jeweils vorhandenen Si0₂ festgestellt worden. Es ergiebt sich z. B. für a:

= 0,58.

xp =

17,58 80,19

MgO, das möglicherweise hier oder dort zum kleineren Teile mit C0₂ verbunden auftreten wird, ist durchweg ganz zu den Silikaten gerechnet. Leider ist bei den meisten vorliegenden Analysen die Menge des chemisch gebundenen H₂0 nicht gesondert angegeben. Es blieb daher nichts anderes übrig, als hierfür auf Grund des bekannten Glühverlustes und meist bekannten hygroskopischem H₂0, der etwa vorhandenen C0₂ und des mitunter bekannten C einen Schätzungswert anzunehmen, der indessen in jedem Fall nur wenig von dem wirklichen Wert verschieden sein konnte. Jeder zu viel oder zu wenig geschätzten Prozenteinheit des H₂0 entsprechen 0,89 % 0, was für

— 0,035 und

den Quotienten xp einen Fehler von höchstens

bei einem Fehler von z. B. ± 2 % H₂0 für xp einen Fehlerbetrag von ± 0,07 in maximo bedingt. Die 0-Quotienten für die 10 Schiefer (Ordnung der Schaulinientafel) giebt das folgende Täfelchen wieder:

0,89

25,71

Schiefersorte b

0-Quotient xp 0,41 0,60 0,69 0,58 0,54 0,50 0,56 0,69 0,49 0,51

00

CA

OT

00

CO

40

o<

cq

DO

CD

CD

Der erhebliche Quarzgehalt der 10 Schiefer findet in diesen Zahlen für xp dadurch seinen Ausdruck, daß ihr Wert weit hinter dem der O-Quotienten der Bestandmineralien dieser Gesteine wie Muskovit (Sericit), Chlorit, ev. Parragonit, in kleinen Mengen auch Plagioklas u. s. w. zurückbleibt. Der O-Quotient des Muskovits (H₂0)₂, K₂0, (A1₂0₃)₃ (Si0₂)₆ ist nämlich: if> = 1, der

des Chlorits (H₂0)₄ [Mg(Fe)0]₃, Al₂(Fe₂)0₃, (Si0₂)₃ ist y = 2, der des Quarzes Si0₂ aber ist ip — 0. Ferner wird mit abnehmenden Werte von ip der Gehalt an freier Si0₂ oder Quarz wachsen, oder der Gehalt an Muskovit, Chlorit rc. entsprechend abnehmen müssen. Der Vergleich der Werte von rp mit dem Verlauf der Schaulinie II zeigt nun, daß ein ausnehmend hoher oder niedrger Quarzgehalt auf die Resistenz der Schiefer jedenfalls vom entschiedendsten Einfluß im günstigen oder ungünstigen Sinne sein kann. Denn den Schiefern b und d ist doch wohl in erster Linie durch die Größe bezw. Kleinheit des Quotienten ip ihre extreme Stellung an der Spitze und am Ende der Schaulinie II zugewiesen; bei b ist dies ganz außer Zweifel. Ganz abgesehen ist bei diesen Vergleichen zunächst noch von e und c. Denn bei diesen beiden, hinter d rangierenden Sorten kann selbst der recht hohe Quarzgehalt von vorn herein nur wenig in Betracht kommen gegenüber dem hier verhältnismäßig sehr hohen Gehalt an CaC0₈ (13,6 und 13,8 %), dessen ungünstiger Einfluß hinreichend bekannt und bereits besprochen ist. Weiterhin ist ersichtlich, daß außer für b und d und allenfalls noch g, im übrigen die Größe des Quarzgchalts und die Rangordnung der Schiefer nach der Versuchsreihe II sich keineswegs entsprechen. (Bei Steinen mit makroskopischem Quarz dürfte ein derartig negatives Ergebnis allerdings schwerlich zu erwarten stehen.) Es fragt sich nun, wie es kommt, daß Schiefer mit vergleichsweise so geringem Quarzgehalt wie k und i, wonach allein zu urteilen, sie unmittelbar vor d sich einordnen müßten, eine so bevorzugte Stellung, nämlich dicht hinter b, einnehmen, während wiederum die Sorte k, obwohl quarzreicher wie a, erst hinter a, sogar noch durch g getrennt, Platz findet. Der Grund könnte, wenn vorerst noch ganz von physikalischen Differenzen abgesehen wird, nur im Mengenverhältnis der mit der nicht freien Si0₂ verbundenen Basen liegen und die Diagramme werden die ausführlichere Antwort auf solche Fragen nicht schuldig bleiben, wenn es sie richtig zu deuten gelingt. Vor allem springt das bedeutende und von i nach d und e hin, abgesehen von f, ganz allmählich abnehmende Vorherrschen der Sesquioxyde (B₂0₃) über die Monoxyde (E0 und E₂0) in die Augen oder umgekehrt die wachsende Zunahme der Herrschaft der Monoxyde, die in f ihren Höhepunkt erreicht hat (vgl. Täfelchen, S. 155). Um genauere Vergleiche anstellen zu können, sind nämlich die Quotienten £ der Summen -2R₂0₃ und .2R₂0 + -2R0 (unter Ausschluß von CaO und H₂0) gebildet und in das obige Täfelchen eingetragen. Die Beschaffenheit derselben berechtigt zu dem Schluß, daß die Größe des Quotienten £ bis zu einem gewissen Grade ein gewisses Gegengewicht bildet zu dem Mangel an freier Si0₂. Für i ergiebt sich bei weitem der Größtwert von f (8,5). Für h aber wäre dann allerdings im Hinblick auf die Größe des Quotienten rf> — 0,69 wohl ein noch etwas größerer Wert von £ zu erwarten gewesen. Es findet jedoch, wie sich gleich zeigen wird, in anderer Weise ein Ausgleich statt, so daß die Stellung von h dicht hinter i und mit diesem vor a, g u. s. w. sehr erklärlich erscheint. Wirkt nämlich nach dem Vorigen ein größeres Vorherrschen der Sesquioxyde über die Monoxyde auch im allgemeinen schon günstig auf die Wetterbeständigkeit der Schiefer (und jedenfalls der Bausteine überhaupt), so erscheint doch von noch einschneidenderer Bedeutung hierfür die Art der Oxyde vom Typus R₂0z und ebenso wohl auch die Art derjenigen vom Typus RO und R₂0, welche in diesen beiden Sondergruppen von Basen wiederum vorherrschend sind, sowie auch die Gewichtsmenge, durch die sie dominieren. Ein Blick auf die Schaulinientafel zeigt da vor allem ein ziemlich regelmäßiges Abfallen der Fe₂ 0 z-Linie von i bis d und e (abgesehen von dem mächtigen Aufstieg bei h), dem ein ähnliches Ansteigen der Fe 0-Linie bis f, offenbar unterstützend, zur Seite steht. Die beiden Oxyde des Fe haben also in betreff der Resistenz der Steine einen, wie es scheint, in hohenl Maße prä-ponderierenden und zwar den entgegengesetzten Einfluß, Fe₂03 einen günstigen, konservativen, FeO einen ungünstigen, destruktiven. Dem ersteren zufolge hält z. B. der gewaltige Schaulinienberg bei h der Größe des Quotienten ip (also der Kleinheit des Quarzgehalts) offenbar reichlich die Wage und läßt trotz derselben die Sorte h ihren Platz vor a, g u. s. w. behaupten. Ebenso ist der sehr hohe Stand der Fe₂0z-Linie im Verein mit dem Tiefstand der Fe0-Linie entscheidend für die bevorzugte Rangstelle von i. Der ungünstige Einfluß von FeO spricht sich namentlich auch in dem fast plötzlichen Ansteigen der Fe0-Linie von g über k bis f aus, dem das bei g plötzlich gewechselte, und von da an vergrößerte Steigungsverhältnis der Versuchsschaulinie II genau entspricht. Auch bei d zeigt die Fe0-Linie noch eine respektable Höhe, was im Verein mit dem Abfall der Fe₂0z-Linie und dem auch nur mäßigen

Wert von £ den ungünstigen Einfluß des geringen Quarzgehalts (xp = 0,69) nur noch zu verstärken geeignet ist. Daher die Stellung von d am äußersten rechten Flügel unmittelbar vor e und c. Es darf aber hier vorweg bemerkt werden, daß der Cauber Schiefer d, dank seiner physikalisch-petrographischen Eigenart in praxi sich doch entschieden günstiger stellt wie nach dem Gesagten und dem Versuch II zu erwarten ist. Und in der That nimmt er auch den Schaulinien I und IV zufolge eine höhere Rangstellung ein wie die Sorten g und f. Der FeO=@ef>alt von b ist ebenfalls ziemlich hoch, jedoch niedriger wie der    von    d und    k    (höher wie bei    i, h, a,    g);

der FsgOz-Gehalt von b    stellt    sich nicht    wesentlich höher    wie der    von

d und bleibt hinter dem    von    a und    g    sogar bedeutend, hinter    dem

von k und f aber nur wenig    zurück,    während h und i    dagegen    den

6- bezw. 4-fachen Ferrioxyd-Gehalt aufweisen. Wenn nun trotz alledem der Schiefer b nach der Versuchsreihe II (sowie auch nach allen übrigen Versuchen) entschieden den ersten Rang unter allen 10 Sorten behauptet, so ist dies jedenfalls in allererster Linie auf den ihm eigenen größten Gehalt an freier Si0₂ bezw. Quarz (xp — 0,41) und die günstige Art ihrer Verteilung zurückzuführen. Die mikroskopische Untersuchung hatte gezeigt, daß die freie Si0₂ als Quarz in nicht gar sehr großer Menge und meist ganz kleinen Partikeln, in ungemein gleichmäßiger Verteilung zwischen den übrigen Bestandmineralien, andererseits aber auch, als hier besonders reichlich vorhanden, die homogene, alles erfüllende Zwischenmasse auftritt, wie dies eben dem großen Überschuß an freier Si0₂ entspricht. In ähnlichem Sinne von günstigem Einfluß sind wohl auch die als sehr widerstandsfähig geltenden Rutilnädelchen, welche hier in minimalsten Abmessungen, wie winzige Haarabfälle, in gleichmäßigster Weise die ganze Schiefermasse durchdringen. Bestimmtes kann über den Einfluß des H0₂-Gehalts, der ja in den Schiefern höchstens 1 bis 1,5 % beträgt, nicht ausgesagt werden, da eine Bestimmung desselben bei keiner der 10 Sorten erfolgt ist. (Die Ti02 ist in den Prozentzahlen für Si0₂ mit inbegriffen.) Endlich mag hier noch die Vermutung eine Stelle sinden, daß der O-Gehalt, wenn er nur nicht allzuhoch ist und die O-Teilchen in entsprechender Feinheit und gleichmäßiger Verteilung auftreten, wie eben gerade in hervorragendem Maße bei b, einen konservierenden Einfluß auf die davon umhüllten Detritus-Teilchen des Schiefers ausüben dürfte.

Was die Alkalien betrifft, so ist hier, — in noch weit höherem Grade aber gilt dies in Betreff der MgO — ein gesetzmäßiger Einstutz auf die Wetterbeständigkeit, soweit überhaupt vorhanden, aus den Diagrammen viel schwieriger zu erkennen wie bei den I'e-Oxyden, weil K₂0 und Na^O, ebenso wie MgO, an sich schon nur in geringeren Mengen in den Schiefern auftreten und ihre Schaulinien weniger scharfe Gegensätze aufweifen wie sie dort vorkommen. Abweichend von dem seitherigen Vorgehen, find die beiden Alkalien-Schau-linien nicht gesondert, beide von der Abscissenachse ausgehend, verzeichnet, sondern es find als Ordinalen zuerst die K₂0= und hierauf additiv anschließend, die kia₂0-Mengen aufgetragen. Zunächst ist ersichtlich, daß die Schaulinie der vereinigten Alkalien von i bis d und e im großen und ganzen schwach ansteigt. Sie harmoniert also einigermaßen mit der Schaulinie II, was wiederum in Einklang stände mit der durch das Verhalten sonstiger alkalireicher (namentlich verschiedene Basen führender) Silikate bestätigten Annahme, daß ein größerer Gehalt an Alkalien ungünstig auf die Wetterbeständigkeit wirkt. Indessen erleidet das Ansteigen der Alkali-Linie drei entschiedene Unterbrechungen: einmal ganz schwach bei a, sodann bei k und f sowie bei e. Doch wird dem Schaulinienthal bei a schon darum kein sonderlich günstiger Einfluß für diese Schiefersorte beizumessen sein, weil hier, abgesehen von b, c, i und h, die Na₂0=£inie kulminiert und dem kia₂0-Silikat nach mancherlei Beobachtungen über natürliche Gesteinsverwitterung eine viel geringere Resistenz zuzuerkennen ist wie dem L₂0-Silikat. Immerhin aber bleibt, unter sonst ziemlich gleichwertigen Umständen, auch von Seiten der Alkali-Linie der Sorte g doch noch ihr Platz hinter a gewahrt. Die Analyse von i und k läßt das Mengenverhältnis zwischen K₂0 und Na₂0 nicht erkennen. In der Regel überwiegt bei den Thonschiefern der X₂0-gehalt (c macht eine Ausnahme). Der Niedergang der Alkalien-Linie bei k und f vermochte angesichts des energischen Aufstiegs der doch den Ausschlag gebenden Fe04dme, das Emporstreben der Schaulinien II, dem er allerdings entgegenwirkt, nicht merklich zu beeinflussen, zumal hier ähnlich wie bei a, der Ha₂0-gehalt nicht unerheblich hervortritt. Die MgO-Linie fällt von i bis d schwach — abgesehen nämlich von den beiden mäßigen Bergen bei g und £ — und im großen und ganzen ziemlich gleichmäßig ab und läßt demnach eine gewisse entfernte Gleichartigkeit mit derF6₂0z-Linie und ber Al₂0₃=£tme (von i bis f) nicht verkennen. Da es im Hinblick auf die erhebliche Widerstandsfähigkeit des reinen Magnesiasilikats als solchen bei der natürlichen Verwitterung gerechtfertigt erscheint, dem MgO einen der Resistenz der Schiefer eher förderlichen Einfluß zuzuschreiben, so würde daraus augenscheinlich ein annäherndes Zusammenstimmen der MgO-Linie mit der Versuchs-Schaulinie II von i bis d folgen, wozu noch einmal bemerkt wird, daß hier die MgO zum größten Teil an Si0₂ gebunden vorausgesetzt wurde. Indessen ist der Verlauf der MgO-Linie ein so wenig charakteristischer und der MgO-Gehalt der Schiefer durchweg ein so unbeträchtlicher, daß jene zu sicheren Schlüssen im einzelnen oder doch zu solchen, die für die Resistenz der einzelnen Schiefersorten von größerem Belang wären, schwerlich berechtigen. Die gleiche Bemerkung gilt keineswegs auch für die Linie der Alkalien. Die hier in betreff des Alkali- und des MgO-Silikats gemachte Voraussetzung stützt sich auf die natürlichen Verwitterungsvorgänge an den entsprechenden Mineralien, mit ihren Zwischen- und Endprodukten, wonach in erster Linie (abgesehen von CaO und FeO) die Alkalien als Karbonate in Lösung gehen, die MgO aber zunächst in Gestalt schwerangreifbarer wasserhaltiger Silikate zurückbleibt, die erst späterhin der Karbonatbildung anheimfallen können, wenn jenes auch bei weitem nicht in dem Umfange der Fall ist wie bei der A1₂0₃, der die größte Konstanz unter den Basen zukommt. Es steht das alles keineswegs int Widerspruch damit, daß z. B. ein Kalisilikat: der Muskovit (unserer Schiefer) als fast unangreifbares Mineral gilt, noch damit, daß es andererseits leichter angreifbare Magnesiasilikate gibt, z. B. Biotit und (in den Schiefern) Chlorit. Denn es sind nicht das K₂0 oder die MgO an sich, welche dort die geringe, hier die größere Angreifbarkeit bedingen, sondern ihr Mengen-Verhältnis zu den übrigen Bestandstoffen des Minerals und die Natur derselben, dort: A1₂0₃ und Si0₂, hier vor allem: FeO rc., in andern Fällen (z. B. bei gewissen Feldspäten und Pyroxenen) auch namentlich CaO. Diese Bestandstoffe sind aber nach Art und Menge beim bisherigen Gang der Analysendeutung bereits berücksichtigt und wenn die letztere, wie hier, nicht nach Bestandmineralien, sondern nach chemischen Komponenten erfolgt, so erscheint demnach auch das vorliegende Verfahren in betreff der Alkalien und MgO gerechtfertigt. Wiedersprüche im einzelnen, die sich dabei allenfalls ergeben würden, könnten nur auf Mängel der Analyse zurückzuführen sein. Und allerdings müßten sie im vorliegenden Falle bei den an sich geringen Differenzen des Alkali- und mehr noch des MgO= Gehalts besonders störend hervortreten, wie es in der That an einigen Stellen sich zu verhalten scheint. Die Sorte b fügt sich dem allgemeinen Verlaus auch der Alkalien- und der MgOSmie nicht recht ein, ebensowenig wie dem der Fe₂0₃= und der FöO-Linie. Der Stand dieser Linien ist durchweg nicht zu Gunsten von b, wenn auch z. B. der der Alkalien-Linie durch das Überwiegen des K₂0 über das Na₂0 gemildert erscheint. Alles dies aber überwindet siegreich offenbar der hohe Gehalt an freier Si0₂ und es scheint fast, daß schon ein verhältnismäßig geringer Überschuß derselben über ein gewisses Grenzmaß hinaus, zumal bei der günstigen Erscheinungsform der Si0₂ in b, von be-teutendem Einfluß auf die chemische Stabilität eines Schiefers sein kann. Die beiden Sorten e und c, welche vermöge ihres großen Gehalts an Karbonaten schon von vorn herein einen besonders schweren, geradezu ausnahmsweisen Stand unter den 10 Schiefern einnehmen, sind auch sonst z. T. ungünstig gestellt, wennschon ihr Gehalt an freier Si0₂ beträchtlich ist. Besonders gilt dies von c (mächtiger Aufstieg der FeO= und Alkalien-Linie, Mindestgröße des Quotienten £!) Bei e würde das indessen — ohne den hohen OaO-Gehalt — nicht ausreichend sein, die extreme Stellung am rechten Flügel der Diagramme zu erklären. Abgesehen von diesem mächtigen Anstieg der CaO=Sinie (.

.) bei e und c ist der sonstige, ziemlich

regellose Verlauf derselben anscheinend ohne Einfluß auf die Figuration der Versuchsschaulinie II. Höchstens könnte man annehmen, daß durch den Berg bei a dieser Sorte nur noch um so entschiedener ihr Platz hinter h zugewiesen wurde. Diese Indifferenz der OaO-Linie, ungeachtet der hervorragenden Angreifbarkeit des OaO- Silikats und natürlich noch weit mehr des 6aO-Karbonats, hat eben ihren Grund in ihrem äußerst flachen Verlauf oder in der Kleinheit des OaO-Ge-halts aller Schiefer mit Ausnahme von e und c. Anders liegt die Sache, wenn es sich um die Diskussion der Versuchs-Schaulinie III und auch I handelt (siehe unten). Jedenfalls darf man mit Sicherheit annehmen, daß ein Karbonatgehalt von bis 2,0%, entsprechend einem 6aO-Gehalt oder auch AgO-Gehalt oderauch Gehalt an beiden zusammen, von etwa bis 1 %, in der Regel keinen nachteiligen Einfluß auf Schiefer auszuüben vermag. Ein Karbonatgehalt von über 3 % ist schon etwas bedenklich, doch kann auch hier noch vieles von der sonstigen Beschaffenheit des Schiefers abhängen. Je höher der Karbonatgehalt

11

Seipp, Wetterbeständigkeit der natürlichen Bausteine.

steigt, desto mehr tritt die sonstige Zusammensetzung und Natur des Schiefers gegen ihn in den Hintergrund, bis, bei hoch-karbonatreichen Schiefern (etwa 20 und mehr prozentisch) die Kenntnis des Karbonatgehalts zu ihrer Bewertung füglich meistens allein ausreichen wird. Ganz ohne sichtlichen Einfluß auf das Verhalten unserer 10 Schiefersorten ist der — hier geringe — I'eLz-Gehalt, der bekanntlich u. U. arge Verwüstungen anrichten kann. Die Pyrit-Linie (nicht verzeichnet) fällt ganz mit der Abscissenachse zusammen.

Eine wesentlich andere Gestalt würde die Schaulinie II gezeigt haben, wenn der Versuch nicht am unveränderten, sondern am zerkleinerten Schiefermaterial angestellt worden wäre und es läßt sich sogar unter Hinzuziehung des am oberen Tafelende aufgetragenen Diagrammes der Gesamtporosität p (dessen Ordinalen also die Werte p wiedergeben) feststellen, nach welcher Richtung hin Abweichungen von der jetzigen Form stattgefunden haben müßten. Die Schaulinie II trägt nämlich nicht nur der chemischen Natur der Schiefer Rechnung, sondern sie spiegelt auch den Einfluß ihrer verschiedenen Gesamtwasseraufnahmefähigkeit, jedoch unter Vorwalten der Hygroskopie, beim Versuche wieder. Überall da, wo nun die p-Linie (richtiger wohl die p^-Linie, die aber zum gleichen Ergebnis führen würde) einen Berg zeigt (bei b, a, k, d und e), wird wegen der größeren Gesamtporenwandfläche und wirksamen Wasserdampf- bezw. Wassermenge auch eine intensivere chemische Wirkung stattgefunden haben wie bei den Schiefern (i, h, g, f), welchen ein Thal der p-Linie entspricht. Folglich muß in jedem der zuerstgedachten Fälle: bei b, a, k, d und e, die Versuchsschaulinie II ein stärkeres Emporgehen im Vergleich zu den übrigen Schiefersorten zeigen, wie es sich durch den Versuch am gepulverten Material ergeben haben würde, für den die physikalischen Bedingungen bei allen 10 Sorten genau die gleichen gewesen wären. Für diesen zuletzt gedachten Fall also hätte man sich die Lage der Versuchsschaulinienpunkte für b, a, k, d, e und c sämtlich entsprechend tiefer zu denken (bei ziemlich unveränderter Lage der übrigen Punkte). Man sieht somit, daß k, b, e und — am meisten — a — rein-chemisch, günstiger, i, h, g und f ungünstiger zu taxieren sind, wie im Vorigen geschehen, a tritt hier in noch weit schärfere Konkurrenz mit h wie seither und wird möglicherweise mit ihm den Platz tauschen. Kurz es ist klar, daß der Versuch mit dem Materialpulver einen doch noch etwas anderen Schaulininenverlauf wie der Versuch im Abschn. III geliefert haben würde. Das jenem entsprechende ideale Schaulinienbild ist es aber gerade, das an Stelle von II als das Ergebnis der vorstehenden Analysendiskussion eigentlich 'hätte erkannt werden müssen, daher auch einzelne kleinere Abweichungen zwischen den Analysen-diagrammen und der Schaulinie II durch alles Frühere immerhin noch nicht vollständig ausgeglichen erscheinen mochten. Sie kommen auf Rechnung der physikalischen Natur der Steine.

Die an die Si0₂ gebundenen Basen der Schiefer bewerten wir hinsichtlich ihres Resistenzwertes, zunächst für das Verhalten in rauchfreier Luft, in fallender, durch die bisherigen Untersuchungen dieses Abschnitts teils geforderter, teils bestätigter Ordnung, zum Schluß wie folgt:

K₂0, Na₂0, FeO.

AI2O3, Fe₂0₃ — MgO

Ganz hintenan, in Sonderstellung, reiht sich dann noch das an C02 gebundene CaO. Die Eisenoxyde nehmen hiernach eine nahezu polare Stellung ein.

Ich kann nicht Untertassen, an dieser Stelle die schon erwähnte interessante Steiner'sche Arbeit noch einmal zu citieren, weil dieselbe auf manches hier Behandelte eingeht. Dr. Steiner vermochte einen gesetzmäßigen Zusammenhang zwischen dem Gehalt der von ihm untersuchten Schiefer an Si0₂ und den verschiedenen Basen und der Wetterbeständigkeit der Steine nicht zu erkennen. Der Grund ist ein sehr einfacher. Steiner war gar nicht in der Lage, die Wetterbeständigkeit seiner Schiefer unter sich und mit den Analysenresultaten genau zu vergleichen, da er keine exakten Wetterbeständigkeitsprüfungen im Sinne der vorliegenden Arbeit angestellt, sondern sich lediglich an die gewöhnlichen, viel zu allgemeinen Wetterbeständigkeitsregeln (z. B. nach 8 Wochen unverändert, nach 12 Tagen verwittert, bei der Fresenius'schen Probe) gehalten hat. Bemerkt sei auch noch, daß bezüglich der Eisenoxyde, da sich ihre große Tragweite für die Resistenz der Schiefer herausstellte, für die besonders in Betracht kommenden Sorten Kontrollanalysen angestellt worden sind, was übrigens auch in betreff einzelner anderer Basen gilt.

11*

2. Nie Schaulinien ii und l₂ sowie IV

zeigen, wie schon bemerkt, unter sich, weiterhin aber auch mit der auf dem oberen Teil der Tafel aufgetragenen Linie der Quotienten

^ i (deren Ordinaten eben jene Bruchgrößen dar-

oder

Pi

Ph + Pi

stellen) die auffallendste Konformität. Da bei den entsprechenden Versuchen die Wirkung des tropfbar-flüssigen, mit den wirksamen Luftagentien beladenen Wassers eine teils zweifellos vorherrschende Rolle (bei andauernden Regen und zur Zeit der Schneeschmelze), teils eine ausschließliche Rolle (bei IV) gespielt hat, so werden sich hier ganz erhebliche, durch das Gefüge der Schiefer, nach Maßgabe des Vor-herrschens der Jmbibitionsfähigkeit innerhalb des Gesamtporenraums, bedingte Abweichungen von der Schaulinie II bemerkbar machen müssen. Denn dieser war es ja, der wie schon ausgeführt, beim Versuch II unter vorwiegender Wasser dam p f Wirkung zur Geltung kam, wobei freilich wohl die chemische Natur der Steine einen überwiegenden Ausdruck gefunden haben wird. Die chemische Aktion erfolgte hier längs der Wandungen der gesamten (hygroskopischen und imbibitorischen) Porenräume, aber die Wirkung war eine relativ schwache. Ungleich intensiver ist sie, wenn an Stelle der vorwiegenden Dampfform des an die Steine herantretenden H₂0 in erster Linie — wie bei den natürlichen Versuchen Ix und I₂ — oder ausschließlich — wie bei der reinen Wasserlagerung — die tropfbar-flüssige Form des Wassers tritt. Dahingegen findet die chemische Aktion jetzt, wegen des größeren Zusammenhangs und der beträchtlicheren Größe der nun minder frei beweglichen Wasserteilchen, vorzugsweise nur längs der Wandungen der größeren Jmbibitionsporenräume statt. Die hygroskopischen Poren liegen also bei dieser Versuchsanordnung (Ii und I₂ sowie IV) für die Angreifbarkeitsprobe mehr oder weniger brach. Trotz der somit verringerten Angriffsfläche für das mit C02 und 0 beladenene H₂0 ist die Wirkung jetzt durchweg eine intensivere wie früher bei II, denn es findet jetzt eine Zirkulation des H₂0 im Stein, d. h. eine stets erneute Zufuhr seiner C0₂= und H₂0- rc. schwangeren Teilchen nach den Porenwänden und eine vollkommenere Abfuhr der Neubildungen statt. Folglich werden die hygroskopischeren unter den Schiefern gegenüber denjenigen mit mehr imbibitorischem Charakter in Bezug auf Gewichtsverlust beim Versuch im Vorteil, die letzteren im Nachtheil sein. Folglich wird für die Schaulinie IV und in ähnlicher Weise auch für die Schaulinien Ij

irgend einer Schiefersorte, z. B. von

und I₂ der größere Wert —] .

f¹ ~T 1

einer anderen Sorte,

Linie

f, ein Emporgehen, der kleinere Wert —y t z. B. von k und d, eine Senkung gegenüber dem Verlauf von II nach sich ziehen müssen, d. h. es wird jedem Berg der —j~j-

!l i

ein Berg und jedem Thal derselben ein Thal der Versuchsschaulinien IV sowie auch Ix und I₂ entsprechen müssen, womit die eingangs erwähnte Konformität jener Linien genügend erklärt ist. Infolge davon erhalten jetzt die Versuchsschaulinien, während die Linie II ziemlich stetig verlief, Berge für i, g, f, Thäler für h, k und d. Die nun allerdings der normalen Wirklichkeit mehr entsprechende Rangordnung der Schiefersorten erscheint, ohne daß dadurch die ansteigende Tendenz gänzlich verwischt wäre, nicht unwesentlich geändert, namentlich sehr zu Gunsten von d, dessen Schaulinien-Ordinate die von a jetzt nur noch um sehr wenig übertrifft, von den Ordinaten der französischen Sorten f und g aber um so entschiedener übertroffen wird, bei IV zum Nachtheil von i. Am Ende des zweiten Expositionsjahrs erscheint die Ordinate von d allerdings wieder etwas gewachsen. Auch von d bis c wird der Schaulinienverlauf ganz konkordant dem Diagramm

der —y-Werte. Die Schaulinien It und I₂ zeigen die von IV fl ~r

rein zum Ausdruck gebrachte Wasserwirkung natürlich in minder ungetrübter und in mehrfach modificierter Weise, da hier ja noch andere Umstände mitspielen, z. B. die allerdings in den beiden ersten Versuchsjahren und überhaupt auf sehr lange Jahre hinaus noch nicht allgemein hervortretende Frostwirkung (die nur bei f und g schon bemerkbar ist) und vor allem die Wirkung der Rauchgase. Die kleinen Frostschäden von g und f im ersten Winter erklären mit dem starken

Emporgehen der

—"Tr^inte bei g und f zusammen hinreichend, daß

die Schaulinie Ilz trotz des hohen Kalkgehalts von e und c, doch hier einen niedereren Stand zeigt wie dort. Im zweiten Versuchsjahr ist dieser Einfluß des Frostes durch die immer mehr hervortretende Wirkung des Kalkgehalts von e und c bereits siegreich überwunden

und für die folgenden Jahre wird — wie schon einmal angedeutet — sicherlich ein noch bedeutenderes Ansteigen der Linie I bei e und c zu erwarten sein. Im Schaulinienbild IV der einfachen Wasserlagerung konnte — im Gegensatz eben zu Ix und I₂ — der Einfluß des großen Kalkgehalts von e und c, durch nichts gestört, zum ungetrübtem Ausdruck gelangen, was das mächtige Emporschnellen der Schaulinie IV bei e und den gleichfalls uoch sehr bedeutenden Hochstand bei c veranlaßt hat. Bei der einfachen Wasserlagerung dominiert jener Einfluß eben thatsächlich, während bei dem natürlichen Versuch mit seiner Rauchgaswirkung noch weitere Einflüsse erfolgreicher damit konkurrieren. Denn hier sind auch die Angriffe auf die übrigen Steinstoffe (neben CaO) infolge Sulfatbildung energischer. Aus der verschiedenen Stärke

dieser Angriffe im Verein mit der —-^-^-Linie erklärt sich die von

QA/ j I

II so gänzlich abweichende Figuration der Linien II und I₂. Auf die Rauchgaswirkung oder vielmehr auf ihr ungleiches Maß im ersten und zweiten Veyuchsjahr ist auch das kräftige Emporgehen der Linie I für e und c im zweiten gegen das erste Jahr zurückzuführen. Denn der Winter des letzteren war schnee- und frostreich, sodaß hier, infolge der sehr lange vorhaltenden starken Schneedecke, mehr die Rußwirkung und weniger die der freien Säuren zur Geltung gekommen sein wird. Im zweiten schneearmen, regenreichen Winter muß es gerade umgekehrt gewesen sein, sodaß hier die Wirkung der freien Rauchgas-Säuren und auch namentlich der C0₂ auf die Karbonate deutlich hervortreten konnte. Überhaupt war die Wasserwirkung im zweiten Jahr eine entschieden stetigere, denn sein Sommer übertraf an Regenmenge den des Vorjahrs, sodaß die Verhältnisse eher denen des Versuchs der reinen Wasserwirkung, Abschn. V entsprachen (vgl. hierzu die . Betrachtungen auf S. 40 im Absch. I).

Da der chemische Anteil der von den Schaulinien IV sowie Ix und I₂ wiedergespiegelten intensiveren Wasserwirkung dort von der C0₂ und dem 0 der Luft allein, hier von der S0₂ der Rauchgase neben C0₂ und 0 herrührt, so müßten die Schaulinien Ix und I2 folgerecht eine gewisse Übereinstimmung gleichzeitig sowohl mit der Schaulinie IV als auch mit der Schaulinie III zeigen, vorausgesetzt, daß letztere der Wirklichkeit vollkommen entsprechend wäre und gleichsam nur ein vergrößertes Bild derselben darböte. Dies trifft aber nicht zu, denn es besteht zwischen den Schaulinien Ix und I₂ sowie III

keinerlei Übereinstimmung, sondern — wie schon bemerkt — vielmehr geradezu eine ausgesprochene Gegensätzlichkeit, die sich auch bei noch so langer Dauer des natürlichen Verwitterungsversuches niemals würde ausgleichen können. Die im Abschn. IV bereits in betreff des Fresenius'schen Versuches ausgesprochene Behauptung bestätigt sich also hier — und zwar sogar versuchsmäßig — aufs neue.

Z. Vir Schaulinie in.

Die Diskordanz der Schaulinie III mit den Diagrammen Ii I2 und IV einerseits und die Übereinstimmung der ersteren (III) mit der am oberen Tafelende aufgetragenen p-Linie, ist eine so auffällig-gesetzmäßige, daß jede bloß zufällige Gegensätzlichkeit oder Übereinstimmung ausgeschlossen erscheint. Jedes Thal bei I, I₂ und IV entspricht einem Berg bei III und bei dem Porositätsdiagramm. Eine allerdings scheinbar schon schwerer zu erklärende Ausnahme findet nur bei b i h statt. Zunächst ist aus dem Gesagten ersichtlich, daß die Gestalt der Schaulinie für den Fresenius'schen Versuch im allgemeinen auf das wesentlichste durch das Gesamtporenvolum der Platten mitbestimmt wurde und zwar bis zu ihrer Anpassung an die Form der p oder auch p^-Linie. Es erklärt sich dies dadurch, daß unter dem erhöhten Gasdruck in den Versuchsflaschen das 80₂-Gas weit vollkommener und inniger die Probeplatten durchdringt und hier unter größtmöglicher Ausnutzung gerade auch der doch bei den meisten Sorten vorherrschenden hygroskopischen Unstetigkeiten seine chemische Wirksamkeit entfalten kann. Bei der Versuchsreihe II kam zwar auch der gesamte, vorherrschend hygroskopische, Porenraum der Schiefer in Betracht, doch konnten bei dem gewöhnlichen Gasdruck die Unterschiede und Gegensätze der einzelnen Sorten in dieser Hinsicht nicht so scharf zur Geltung gelangen, vielmehr werden hier noch wohl vorwiegend die chemischen Differenzen ihren Ausdruck gefunden haben. Ausschließlich würde dies letztere eben nur beim Versuche am Gesteinspulver der Fall gewesen sein. Die oben erwähnte Ausnahme für b i h kann nur auf vorwiegend rein-chemische Unterschiede der betreffenden Schiefer zurückgeführt werden. Es läßt sich nämlich nicht verkennen, daß die Schaulinie III auch mit dem VI>Oz-Diagramm in einem Maße harmoniert, daß ein kausaler Zusammenhang vorliegen muß. Dies erscheint auch erklärlich, wenn man bedenkt, daß auch die widerstandsfähigeren Sesquioxyde von der S0₂ und 80z weit energischer angegriffen werden wie von der C0₂ und daß dieselben den weit überwiegenden Teil der Basen bilden. Es ist somit auch klar, daß bei Sorten, deren Al₂0₃-Gehalt ein geringerer ist, wie bei g (mit 20,7 %) und bei f (mit 17,7 %), angesichts der gleichzeitigen Niedergänge der x-Linie, auch die Linie III selbst solche zeigen muß. Ebenso erklärlich ist der Schaulinienberg bei a und d mit 24,8% bezw. 27,9 % A1₂0₃ bei gleichzeitig hohem Stand der x-Linie. d besitzt den weitaus größten überhaupt vorkommenden Thonerde-Gehalt, aber zu a gehört die höchste Erhebung der x-Linie. Bei b behält die Schaulinie III trotz des Hochgangs der x-Linie den tiefsten Stand, was hier durch den vergleichsweise minimalen Gehalt an A1₂03 (16,4 %) und Basen überhaupt (29,7%) leicht erklärlich. Daß der Al₂0₃-Gehalt bei c sogar noch wesentlich geringer — er erreicht hier sein Minimum 9,0 % — verschlägt nichts, da hier der leichtangreifbarste aller Bestandstoffe CaC0₃ in solcher Menge (13,8 %) vorhanden. Was nun den mit der entsprechenden Senkung der x-Linie in Widerspruch stehenden Umstand betrifft, daß die Schaulinie III, von b über k nach a ansteigend, bei i sich zu einer mäßigen Erhebung aufschwingt, so wird derselbe größtenteils durch die Größe des Verhältnisses der Mengen leichter angreifbarer Stoffe beim Versuch III zu der beim

Versuch II verständlich. Dieser Quotient

2 Basen

FeO -f CaO -f Alkal. stellt sich nämlich für i ganz erheblich größer wie für h. Er ergiebt

40,1

45,8

sich für i zu

die früher zu den konservativen Bestandstoffen gezählten Basen A1₂0₃, Fe₂0₃ und wohl auch MgO sind jetzt mit in die Reihe der angreifbareren eingerückt. Die sonstigen Angreifbarkeits-Chancen der beiden Schiefer haben sich dabei nicht geändert. Es kommt noch hinzu, daß i einen Kalkgehalt von 1% besitzt, wenn derselbe auch — im Hinblick auf die mikroskopische Untersuchung (siehe diese) — als Silikat gedacht werden muß; h dagegen ist nach der Analyse kalkfrei. Der Kalkgehalt spielt bei dem Fresenius'schen Versuch jedenfalls eine noch weit einschneidendere Rolle wie bei den andern Versuchen, so daß hier 1 °/o schon eine achtunggebietende Menge darstellt. In der That scheint die OaO-Linie, so absolut gering ihre Hebungen und Senkungen immer sind, hier ebenfalls wie die A1₂0₃= und die p-Linie, auf die Form der Schaulinie III entschieden mitbestimmend zu wirken. Die

oder 13,4, für h zu

3,0

5,7

oder nur 8,0. Denn

Quotient ergiebt sich zu

CaO=8inie besitzt nämlich Berge bei i, a und k (der Aufstieg von f nach d ist geringer), sie kulminiert bei a, sie hat Thäler bet h, g und f. Die Ordinate für g ist die drittkleinste von allen. Das Zusammentreffen derselben mit dem Tiefstand der p-Linie bei g und mit dem weit geringeren Gehalt an Sesquioxyden und MgO (29,1 %) gegen h (40,1 °/o) bewirkte das Tieferhinabsinken der Schaulinie III bei g gegen h, während bei f eine geringere Senke wie bei g eintrat, trotzdem, daß der Zuwachs an angreifbaren Stoffen für den Versuch III dort geringer zu veranschlagen ist wie hier. Der oben benutzte

oder 2,5 und

39,5

37,7

oder 4,4.) Allein

8,6

16,0

der Verlauf der FeOs und allenfalls auch der p-Linie (p — 0,80 und 0,69) mochten wohl die Schaulinie III in ihrer an dieser Stelle (in Übereinstimmung mit II) aufs Steigen gerichteteten Tendenz bestärkt haben. Daß die Entführung des FeO bei der 80₂-Einwirkung auf die Platte f eine erhebliche Rolle gespielt hat, beweist die starke Bleichung derselben (dunkeloliv ist fast dem Weiß gewichen). Das mächtige Ansteigen der Schaulinie III bei k endlich ist durch das Zusammentreffen des Berges der p- und der OaO-Linie leicht zu begründen. Wie aber erklärt es sich, daß für k die Schaulinie III in so überwältigender Weise kulminiert, während sowohl OaO-Gehalt wie Gesamtporenvolum dieses wohl eher für a hätten erwarten lassen? Die Ursachen hierfür müssen notwendig ganz außerhalb des Kreises unserer seitherigen Betrachtungen liegen. Es sind als solche anzusehen die ziemlich geringe Spaltfestigkeit der Schiefersorte k (er = 22 gegen <r= 25 kg/cm² bei a) und wahrscheinlich ihr, alle übrigen 9 Sorten, also auch a, an Größe der Gemengteile, namentlich der 0-, OaO- und Glimmerpartien, übertreffendes Gefüge. Die Glimmerteilchen verraten sich schon dem unbewaffneten Auge. Nachdem die Spaltung der Probeplatte, infolge des aus ungleicher Befeuchtung resultierenden Krümmungsbestrebens sowie des höheren Gasdrucks, im Verein mit der wohl nicht bedeutenden, aber immerhin konstatierten Gipsbildung einmal eingetreten, mußte sich die Wirkung der S0₂ sofort noch erheblich steigern. Die Spaltung wuchs und begünstigte aufs neue die Gaswirkung u. s. w. Vereinbar mit dem Verlauf der Schaulinie III ist der, wenn auch ziemlich hohe, OaO-Gehalt von b. Seine Wirkung zeigt sich darin, daß er im Verein mit dem Berg der p-Linie jene auf eine gewisse, ihrem Stand bei g sich fast nähernde Höhe gehoben hat. Bei

der ganzen vorstehenden, um den OaO-Gehalt sich drehenden Betrachtung ist stillschweigend vorausgesetzt, daß er bei den Sorten a, b, d, f, g, h, i und auch k während des Fresenius'schen Versuchs schließlich einen Gewichtsverlust zur Folge hatte, was auch mit den Ergebnissen dieses Versuchs übereinstimmt, obgleich die Platten e und c Gewichtszunahmen erlitten haben. Hiernach muß angenommen werden, daß bei den zuerst genannten Sorten mit dem geringen Kalkgehalt (bis zu 1,3, bei a) die Wasserwirkung noch hinreichte, um die Bildung unlöslichen Gipses zu verhindern oder daß wenigstens — wenn sie stattgefunden haben sollte — die Abfuhr des löslichen Sulfites überwog. Die durch den hohen Kalkgehalt veranlaßte und durch das Emporgehen der x-Linie sowie die einmal eingetretene Spaltung wachsend begünstigte Gewichtszunahme der Platten e und c konnte in dem Schauliuienbild III nicht eigentlich dargestellt, sondern nur eben angedeutet werden.

VHL Abschnitt.

Weue PrüfungsvovschkLgr. Schlußöemerkungen.

Die Untersuchungen vorliegender Arbeit, betreffend Wetterbeständigkeit der natürlichen Bausteine, sind fast nur an Repräsentanten einer besonderen Gruppe durchgeführt worden. Es steht jedoch nichts im Wege, diese Methoden auf andere Bausteine jeder Art auszudehnen. Nur sollte dabei der besonderen Natur der Steine gebührend Rechnung getragen werden, also eine Anpaffung des Prüfungsverfahrens an jene Platz greifen. Diese Anpassung kann jedoch naturgemäß nur mehr in der Wahl, Reihenfolge und etwa in der Kombinationsweise der nötigen Einzelprüfungen, eben nach Maßgabe des Gesteinscharakters, sich äußern. Die Idee und die Ausführung der Einzelprüfungen bleiben für alle Bausteine doch wohl ziemlich dieselben. Dies im Auge behaltend, ergeben sich auf Grund der im Abschn. I gewonnenen Gruppierung der natürlichen Bausteine nach ihrem Verhalten gegen die atmosphärischen Einflüsse sowie der in den Abschn. II bis V niedergelegten Versuchsergebnisse und Betrachtungen die folgenden zumeist als Verbesserungen der von mir bereits angewandten Methoden sich darstellenden:

A. Vorschläge ?uv Prüfung natürlicher Bausteine auf ihre Metleröestäudigkeit.

I. Allgemeine Kegeln für solche Prüfungen.

1. Es sollten alle Prüfungen, wenn nur irgend thunlich, nur an wirklich bis zur Gewichtskonstanz getrockneten, gewogenen und später wieder zu wägenden Probestücken vorgenommen werden. Der (namentlich bei Agentienproben) oft trügerische Befund der bloß äußerlichen Besichtigung allein sollte nicht zur Grundlage der Beurteilung von Steinen dienen. Zum Trocknen der Platten werden große, eigens hierzu gebaute Thermostaten aus Kupferblech mit Doppelwandungen zur Aufnahme von Wasser, besser Kochsalzlösung, empfohlen. Dieselben sind in der oberen Bodenwand, außer der Öffnung für das Abströmen der erhitzten Luft und für das Thermometer, mit einer langen Rückfluß-Glasröhre versehen, durch welche die Dämpfe der erhitzten Flüssigkeit entweichen und in der sie sich kondensieren können. Diese Thermostaten sind auf die Aufnahme von Gruppengestellen für die Probestücke berechnet, damit eine beliebige Anzahl derselben bequem und schnell entnommen und mit einemmal in die Exsikkatoren übergeführt werden kann. Der mit Temperatur-Regulator versehene Thermostat kann die Nacht hindurch im Gange bleiben, wodurch die Trockenzeit bedeutend abgekürzt wird.

2.    Einer jeden auszuführenden Prüfung sollten wenigstens zwei Probekörper von bekanntem Material und extremem Verhalten mitunterworfen werden, um einen zuverlässigen und einheitlichen Vergleichungsmaßstab für derlei Arbeiten zu besitzen. Als Vergleichsmaterial wird empfohlen für F rost versuche: ein vollkommen frostsicherer Granit und ein leichtzerfrierbarer Sandstein oder poröser Kalkstein rc., für Agentienprüfungen: Quarzit und reinster Carrrara-Marmor. Bei den Versuchen zu Abschn. II waren als Vergleichsmaterialien der „Schwedische schwarze Granit" und Carrara-Marmor benutzt worden. Ist das Verhalten der Vergleichsmaterialien ein für allemal sicher festgestellt, so genügt, wenn stets unter genau gleichen Versuchsbedingungen gearbeitet wird, die bloße Mitexponierung ohne Mittrocknen und Mitwägung. Erforderlich wäre eine internationale Einigung in betreff der Wahl dieser Vergleichs-Probematerialien. Ebenso

3.    in betreff des Formats der Probekörper. Die, für den Frostversuch und die zugehörigen Druckversuche bestimmten anlangend, ist diese Frage und alles Weitere durch die Beschlüsse der ständigen internationalen Kommission zur Vereinbarung einheitlicher Prüfungsmethoden geregelt²). In betreff der Probekörper für Agentien-proben (in Flaschen) schlage ich als „Normalformat" 7 cm/3 cm bei 0,5 cm Dicke vor. Für natürliche Verwitterungsproben empfehle ich das Format 9 cm/9 cm bei 0,5 cm Dicke. Proben an Dachschiefern, die in der Regel nur unter sich verglichen werden, können aus den gewöhnlichen Handelsplatten geschnitten werden. (Die dabei auftretenden Dicken-Abweichungen spielen keine Rolle).

4.    Die Dauer für alle in Vergleich zu stellenden Versuche sei die gleiche, ebenso wie alle sonstigen Versuchsbedingungen die nämlichen sein müßten.

5.    Alle Probekörper sollten aus dem Blocke thunlichst unter Anwendung der Säge gewonnen werden. Durch Transport und Bearbeitung schadhaft gewordene Stücke sind streng auszuscheiden.

II. Natürliche WetterbeständigKeitsproben.

Wo nur irgend angängig, zumal wenn es sich um die Ausführung großer öffentlicher, auf lange Dauer berechneter Bauten handelt, sollten die natürlichen Wetterbeständigkeitsproben zur Anwendung kommen. Dieselben sind auf alle Bausteine und ohne Modifikation des Verfahrens anwendbar. Da jedoch die Dauer solcher Versuche stets Jahre in Anspruch nimmt, diese Zeit aber in seltenen Fällen zur Verfügung steht, so wird wenigstens vorgeschlagen, seitens der staatlichen Materialprüfungs-Anstalten in systematischer uud umfassender Weise nach und nach solche Prüfungen an allen gängigen und zu den gedachten Zwecken sich eignenden Materialien ein für allemal vorzunehmen. (Vgl. hierzu Prof. H. Höfer's Aufsatz, „Zur Beurteilung der Wetterbeständigkeit der Bausteine" im D. Baugewerks-Blatt 1898, Nr. 9, p. 137.) Hierdurch würde, wennschon bekanntermaßen jeder Baustein eines bestimmten Fundorts örtlich (auch in demselben Bruch) und zeitlich gewissen Qualitätsänderungen unterliegt, doch eine weit bessere Wertschätzung der natürlichen Bausteine herbeigeführt wie sie jetzt vorhanden ist und sicherlich manchem groben Mißgriff in der Wahl des Materials vorgebeugt werden. Von besonderem Wert wären solche Prüfungsarbeiten jedenfalls auch für die Einordnung der wichtigsten Bausteine in die von mir vorgeschlagenen Qualitäts-Gruppen. Die natürliche Prüfung könnte, bis auf weiteres, in der im Abschn. II geschilderten, natürlich noch verbefferungsfähigen

Weise erfolgen. Zu den auf jeden Fall allgemein innezuhaltenden genau gleichen Versuchsbedingungen gehört u. a. auch die Neigung der Probeplatten und ihre Verlegung nach der gleichen Himmelsrichtung (Wetterseite). Für den Neigungswinkel empfehle ich etwa 15°. Zur Benutzung gelange dabei dieselbe bestimmte Glassorte, von der eine besondere Probeplatte mitzuexponieren wäre. Endlich wird die Einrichtung ständiger, auf der Grundlage internationaler Vereinbarung arbeitender Versuchsstellen für natürliche Wetterbeständigkeitsproben empfohlen. Dieselben würden u. a. auch die Erforschung der verschiedenen klimatischen Einflüsse auf Bausteine ermöglichen.

HI. Künstliche (abgekürzte) Wetterbestiin-igkeitsproben.

In den Fällen, wo der natürliche Verwitterungsversuch nicht zur Anwendung kommen kann oder soll — und dies werden in praxi weitaus die meisten sein — wird das folgende, eine kürzere Zeit beanspruchende „künstliche" Prüfungsverfahren empfohlen.

1. Die Frostprobe wird nach den Beschlüssen der internationalen Konferenzen mit 6 Probe-Würfeln von 10 cm Kantenlänge (5 cm bei den Versuchen von Hanisch, 7 cm nach v. Tetmaper) angestellt. Dieselben sind vorher zu trocknen, zu wiegen und dann der Wasserlagerung (chem. reines H₂0) zu unterwerfen und zwar in getrennten und am besten geschlossenen Gefäßen. Denn unser Versuchsziel ist zunächst die Ermittelung der „reinen Frostwirkung" unter thunlichster Fernhaltung jeder Agentienwirkung. Den ungefähren Zeitpunkt der beendigten Wassersättigung giebt für die verschiedenen Steinsorten die Erfahrung, den genauen die Gewichtskonstanz bei zeitweiligem Wägen. Die wassersatten und durch die lange Wasserlagerung — ca. 1 Monat — hinreichend erweichten Steinproben³) werden nun der Frostprobe unterworfen, d. h. einer Frostwirkung von — 15 bis — 2000 ausgesetzt und hierauf in reinem H₂0 von -)- 15 bis -j-20°C vollkommen aufgetaut. Das Gefrierenlassen und Auftauen wird 25 malwiederholt. Nach Beendigung dieser unter möglichster Lustabhaltung ausgeführten Manipulationen werden die Steine oberflächlich abgetrocknet und gewogen, worauf der Gewichtsverlust in % des Anfangstrockengewichts bestimmt wird. Die bei dem beschriebenen

Prüfungsgange immerhin doch unvermeidliche Einwirkung der Luftagentien spielt gegenüber der Frostwirkung, wenn dieselbe mit thatsächlichem Erfolg eingetreten ist, übrigens keine nennenswerte Rolle und darf unberücksichtigt bleiben. An den so frostgeprüften Steinen wird hierauf, wenn noch möglich, die Bestimmung ihrer nunmehrigen Trockenfestigkeit vorgenommen. Die gleiche Bestimmung hat an Würfeln des ursprünglichen Materials stattgefunden. Die äußerlichen Veränderungen der Probewürfel während des Frostversuchs, ihr Gewichtsverlust und ihre Festigkeitsabnahme zusammen geben das Maß der Frostwirkung.

Bei Bausteinen von im voraus unbezweifelbarer Zerfrierbarkeit oder aber auch Frostsicherheit hätte die Frostprobe natürlich keinen Zweck oder doch — bei Steinen der ersteren Art — vielmehr wenigstens nur den, den Grad ihrer Frostgefährlichkeit festzustellen. Da man aber niemals mit voller Sicherheit eine derartige Frostprognose zu stellen vermag, so wird die Frostprobe bei strengeren Prüfungen in den meisten Fällen wohl nicht zu entbehren sein. Allenfalls könnte bei sehr ausgesprochener Beschaffenheit des Materials oder bei generellen Proben eine Vereinfachung eintreten, dadurch, daß das wiederholte Trocknen und Wägen der Proben sowie die Druckprobe unterbleibt und durch den Versuch lediglich die Thatsache des Zer-frierens oder des Nichtverändertwerdens festgestellt wird. Oder es könnte wenigstens in diesen Fällen wohl eine vereinfachte Bestimmung des Gewichtsverlustes beim Frostversuch erfolgen, indem man nur die wassersatten Steine, vor dem Frostversuch, und dieselben unmittelbar nachher (ungetrocknet) wieder wiegt und die Gewichtsdifferenz in % des Wassersättigungsgewichts berechnete. Indessen empfiehlt sich, wenn schon einmal Gewichtsbestimmungen vorgenommen werden, die zuerst beschriebene exaktere „Normalfrostprobe". Gänzlich unterbleiben könnte die Frostprobe übrigens doch wohl nur bei absolut gleichartigen, ihrer physikalischen Beschaffenheit nach ganz genau bekannten Steinen, wie z. B. Carrara-Marmor, Dolomit eines bestimmten Vorkommens (Gruppe lila) oder bei Steinen, deren rein oder doch in hohem Grade überwiegend hygroskopischer Charakter durch die — alsdann aber unerläßliche Porositätsprobe des Abschn. V (A, 1,1, a und d) vorher nachgewiesen wäre, wie z. B. bei den Dachschiefern (vgl. hierzu die betreffenden Bemerkungen auf Seite 111 und 184). Immer aber wird der Kreis solcher Beispiele ein ziemlich beschränkter sein.

Ist die „Frostprobe" nun von solchem Erfolg begleitet gewesen, daß sich am Probestein sehr bedeutende, namentlich frühzeitig auftretende Veränderungen zeigen oder gar ein vollständiger Zerfall desselben eintritt, so gehört er jedenfalls der Qualitäts-Gruppe I (vgl. Abschn. I), und zwar als einer ihrer minderwertigeren Vertreter, an. Weitere Prüfungen erscheinen hier völlig entbehrlich, denn noch bevor die Luftagentien eine bemerkliche Wirkung geübt haben können, werden — wie S. 43 und 44, Abschn. III schon ausgeführt ist — solche Steine bereits Frostschäden zeigen. Zur Gruppe I zählen auch noch Steine, welche Veränderungen mittleren Grades oder sogar nur geringerer Art, jedoch schon nach wenigen Gefrierenlassen erleiden. Weitere Prüfungen können hier unterbleiben. Nach Maßgabe der äußerlichen Veränderungen, des Gewichtsund Kohäsionsverlustes infolge der Frostprobe wird nun bei den verschiedenen Steinsorten deren Frostsicherheit bemessen und das Material lediglich hiernach bewertet werden dürfen. Je geringer die Beschädigungen der Probekörper ausfallen und je später sie beim Versuch eintreten, um so mehr wird bei dem betreffenden Stein in Wirklichkeit der Frost der Agentienwirkung Zeit und Spielraum lasten, das ihre zu thun, und bei ganz minimalen Veränderungen, wie z. B. leichtem Abfanden einer einzelnen Kante oder Ecke, würde es — angesichts des Umstands, daß die Frostprobe eine ziemlich strenge ist —zweifelhaft sein können, ob man es mit einem Stein der I. oder II. Qualitäts-Gruppe zu thun hat. In solchen Fällen mag man je nach dem Befund und den Umständen der Steinverwendung die Fortsetzung des Prüfungsverfahrens nach Nr. 2 (s. unten) zur weiteren Erforschung der Steinqualität noch als zulässig vornehmen. Sicherer ist es natürlich, wenn sie unterbleibt. Bleiben die Probewürfel während des 25maligen Gefrierenlassens und Auftauens völlig intakt, so gehören die Steine bestimmt der Gruppe II oder III bezw. lila an und es hat auf sie sofort

2. die obligatorische Agentienprobe zur Anwendung zu

kommen.

Derselben werden in besonderen Fällen auch nicht vorher frostgeprüfte (weil ausgemacht zu den ganz frostsicheren Sorten gehörige) Bausteine zu unterwerfen sein. Für solche dichten, d. h. in sehr geringem Grade H₂0 aufnehmenden — weil höchst schwach — imbibitorische und durch minimale Weite der Jmbibitionsporen ausgezeichnete

Steine bildet die obligatorische Agentienprobe die einzig erforderliche und hinreichende Prüfung auf Wetterfestigkeit. Beispiele: Dachschiefer. Die Prüfung besteht in folgendem:

Die Probeplatten der Steine, „Normalformat" 7/3/0,5 cm, werden getrocknet, gewogen und hierauf einzeln mittelst Platindraht an den Tauchstäben von Versuchsflaschen (wie im Abschn. III beschrieben) aufgehängt. Die Flaschen sind über die Hälfte mit H.,0 gefüllt, in welches die Platten dauernd eintauchen und welches vermittelst wechselsweiser Durchleitung von C0₂ und 0 (im ungefähren Volumverhältnis von 10 : 1) mit diesen beiden Gasen gesättigt erhalten wird. Die Einrichtung der Versuchsflaschen könnte sich von der im Abschn. III beschriebenen höchstens dadurch unterscheiden, daß das Gaszuleitungsrohr einer jeden jetzt in die Flüssigkeit eintauchte. Dies hätte allerdings einen erhöhten Gasdruck zur Folge, der aber bei 10 Flaschen immerhin doch nur höchstens etwa Vio Atm. betragen würde. Vermieden wird derselbe, wenn man die Saturierung bei hochgehobenen Gaszuleitungsröhren vornimmt. Nach mindestens achttägiger Dauer des Versuchs, während welcher Zeit die Platten mittelst der Tauchstäbe häufig bewegt wurden, werden die ersteren an den Stäben und mit den Kautschukstöpseln der Flaschen aus diesen entfernt und jede in eine andere, bereit stehende, ganz gleiche Versuchs-fiasche von mindestens gleicher Wasserfüllung übergeführt. Dieses H₂0 war vorher mit S0₂ gesättigt worden oder die Sättigung erfolgt auch jetzt erst durch Durchleitung des Gases, nachdem vorher die Kautschukstöpsel in den Hälsen der neuen Flaschen befestigt worden sind. Nach Bedarf läßt man, um die verloren gegangene Sättigung wieder herzustellen, einen erneuten Strom 80₂-Gas durch die Versuchsflaschen streichen. Es dürfte sich vielleicht empfehlen, die S0₂ durch Einwirkung von HCl auf billigen schwefligsauren Kalk zu gewinnen. Geringe Mengen von mitgerissener HCl würden dabei im Hinblick auf den geringen Salzsäure-Gehalt der Rauchgase sogar am Platze sein. Vielleicht ist überhaupt ein HCl-Zusatz, der jedoch nur ganz geringfügig sein dürfte, zur 80₂-Flüssigkeit zweckentsprechend. Die Probeplatten tauchen dauernd in die Versuchsflüssigkeit und werden nur ab und zu auf 1 oder 2 Stunden emporgezogen. Während des Versuchs geht zeitweise ein schwacher O-Strom über die Flüssigkeit in den Flaschen hinweg. Nachdem die Platten höchstens etwa 4 Tage in den neuen Flaschen sich befunden haben, kommen sie wieder in die erste

12

Seipp, Wetterbeständigkeit der natürlichen Bausteine.

Flaschenbatterie zurück, wo sie weitere 8 Tage exponiert werden, um dann wieder auf 4 Tage in die zweite Flaschenreihe übergeführt zu werden. Damit wird umschichtig fortgefahren solange wie der Versuch dauern soll. Als Mindestdauer dürften 3.8 -s- 3.4 — 36 Tage anzusehen sein. Die Feststellung der zutreffendsten Versuchszeiten, welche von dem — übrigens sehr wechselnden — Verhältnis der Gase in der Luft abhängen, bleibt weiteren Versuchen und Erwägungen, ähnlich den im Abschn. III angestellten, vorbehalten. Der Versuch kann auch unter Anwendung von nur einer Flaschenbatterie, durch welche dann der Reihe nach die drei Gase C0₂, 0 und S0₂ hindurchzuleiten sind, angestellt werden. Nach Schluß des Gesamtversuchs werden die Platten in H₂0 (zwei Stunden) gewaschen, getrocknet und gewogen, worauf die Berechnung der Substanzverluste in Prozenten der Anfangstrockengewichte erfolgt. Nach dem Ausfall dieser Prüfung werden nun die Steine, welche zuvor die Frostprobe bestanden hatten, weiter bewertet, was hier also sogar in zahlenmäßiger Weise geschehen kann. Erweist sich ihr Gewichtsverlust bei dieser kombinierten Luftagentien- und 80₂-Probe als einsehr geringer, was aus dem Vergleich mit der Gewichtsabnahme einer gleichzeitig mitexponierten Granitprobe von bewährter Güte sich ergiebt, so gehören die Steine ausgesprochen der Qualitäts-Gruppe III an. Ist ihr Gewichtsverlust sehr bedeutend, so liegt ein Baustein der Gruppe II oder auch, wenn es sich um einen durchaus gleichartigen dichten Kalkstein oder Dolomit handelt, der Gruppe lila vor. Steine mit Gewichtsverlusten mittleren Betrages werden als bessere Sorten der Gruppe II bewertet, welche füglich, mit abnehmender Gewichtsverlustgröße, unmerklich den Übergang zur Gruppe III bilden. Innerhalb der Gruppe II werden die Steine dann nach dem Grad der gewichtsprozentisch festgestellten Agentienwirkung oder Angreifbarkeit weiter bewertet werden dürfen, da diese den Maßstab für den früheren oder späteren Eintritt der jedenfalls hier sehr weit hinausgerückten Frostwirkung abgiebt. In allen Fällen, wo dem mißtraut werden sollte oder die nötige Zeit vorhanden ist, empfehle ich, die Agentienprobe so lange fortzusetzen, bis die Proben reif für den Zerfrierversuch erscheinen und schließlich diesen dann thatsächlich an jenen vorzunehmen. Gänzlich unterbleiben dürfen wird die Agentienprobe nur bei Steinen der im Abschn. I auf Seite 11 und 17 beschriebenen Art wie z. B. Carrara-Marmor.

Die vorstehenden Vorschläge für ein abgekürztes Prüfungsverfahren liefern, kurz zusammengefaßt, folgendes

Prüfungsschema:

1. Frostprobe

erzielt keinerlei Veränderungen.

erzielt sehr bedeutende oder auch mäßige Veränderungen

2. Die obligator. Agentienprobe

unterbleibt. Bewertung lediglich nach 1.

erzielt erhebliche odersehrbedeutende Veränderungen.

erzielt nur ganz geringe Veränderungen.

Einzelbewertung nach 2:

QualitätsGruppe der Bausteine.

II bezw. lila

III

event.: Fortsetzung der Agentienprobe und Wiederholung des Frostversuchs an demselben Probestück.

3. Die fakultativen Prüfungen. Neben den unter III, 1 und 2 betrachteten, für Objekte von irgend welchem Belang obligatorischen Prüfungen sind noch die nachstehend angegebenen fakultativen Proben wünschenswert; in einzelnen Fällen möchten sie sogar für notwendig zu erachten sein.

a. Die Porofitätsprobe,

entweder durch Wasserlagerung allein ausführbar oder — bei eingehenderen Untersuchungen — in zweifacher Weise

1. behufs Ermittelung der Hygroskopie und

„ Jmbibitionsfähigkeit vorzunehmen. Betreffs der Ausführung des Versuchs kann auf Abschn. V verwiesen werden. Notwendige Abweichungen dürften sich wohl bei 1 auf die Anwendung von mit Wärmeschutzhülle versehenen Versuchsglocken und vielleicht einer besonderen Luftdurchfeuchtungsvorrichtung, etwa eines kontinuierlich wirkenden Wasserzerstäubungsapparats, bei 2 auf die Vornahme der Wasserlagerung in getrennten und am besten geschlossenen Gefäßen beschränken. Wird der

2.

zz

12*

Jmbibitonsversuch in offenen Gefäßen ausgeführt, so kann er gleicht zeitig in völlig ausreichender Weife als

b. Agentienprobe unter Ausschluß der 80₂-Wirkung

dienen. Dieselbe läßt sich in derselben Weise am Gesteinspulver vornehmen.

c. Die Agentienprobe am gepulverten Probematerial.

Die Ausführung geschieht wie sub. III, 2 beschrieben, wobei natürlich nur eine einzige Batterie von Versuchsflaschen (ohne Tauchstäbe) zur Aufnahme der Gesteinspulver zur Anwendung kommt, durch welche alle drei Gase C0₂, 0 und S0₂ der Reihe nach hindurchgeleitet werden. Ist keine Analyse der in Lösung gegangenen Substanz beabsichtigt, so werden nach beendigtem Versuch die ausgelaugten Gesteinspulver aus Filter von bekanntem Trockengewicht gebracht, gewaschen, bei 105 ⁰ C getrocknet und gewogen. Die Prüfungen 3a und 3c gewähren am sichersten Ausschlüsse über den Anteil, der der physikalischen Beschaffenheit der Steine einerseits und ihrer chemischen Zusammensetzung anderseits an der durch Versuch III, 2 ermittelten Wirkung der Lnstagentien aus den Stein zukommt. Hier und nur hier ist das alte Prüsuugsversahreu 3c ganz an seinem Platze, wie andererseits in diesem Zusammenhange die Wichtigkeit der zweifachen Porositätsprobe klar erhellt. Als höchst wertvolle Ergänzungen, mitunter sogar als teilweiser Ersatz für III, 2, stellt sich diesen Prüfungen noch zur Seite die genaue petrographische Untersuchung des Materials, nämlich:

d. die mikroskopische Untersuchung

am Gesteinsdünnschliff (— die sorgfältigste mikroskopische Prüfung mit der Lupe ist stets selbstverständlich —) und

e. die chemische Analyse

des Probematerials oder wenigstens entscheidender Bestandpartien und Teile desselben, z. B. der Kittsubstanz bei Trümmergesteinen⁴) oder der Spaltenfüll- und Stichsubstanz mancher Steine u. s. w. Es sind

dieses allerdings Prüfungen, welche, neben III, 1 und III, 2 ausgeführt, sehr erheblichen Mehraufwand an Zeit und Arbeit erfordern und darum auch nur in selteneren Fällen mit jenen zusammen zur Anwendung gelangen werden. Ihre Aufführung durfte indessen hier nicht unterbleiben.

Endlich können noch für manche Materialien, namentlich wegen der besonderen Art ihrer Verwendung, aber auch ihrer eigenartigen Beschaffenheit, gewisse

¹

(In der Zeichenerklärung zu Taf. XX soll es I₂ statt II₂ heißen.)

²

Cfr. „Bauschinger, Beschlüsse der Konferenzen zu München, Dresden, Berlin und Wien über einheitliche Untersuchsmethoden bei der Prüfung von Bau- und Konstruktionsmaterialien auf ihre mechanischen Eigenschaften. München 1893. Th. Ackermann."

³

Die Notwendigkeit der Erweichung für den Frostversuch haben die Herrn Professoren Grubenmann und v. Tetmayer mit Recht hervorgehoben.

⁴

Vgl. Grubenmann und v. Tetmayer im Dies. 1, p. 73.

IV. „Spezielle" j-riifungsmethoden,

teils obligatorische, teils fakultative, erforderlich erscheinen. Ein vorzügliches Beispiel dieser Art ist der Dachschiefer. Hinsichtlich der für dieses Material notwendigen bezw. wünschenswerten Proben schließe ich mich im wesentlichen den von Professor Hans Hauenschild und Professor L. v. Tetmaper 1895 aufgestellten Forderungen an. Vgl. Ref. 2. S. 4, 5 und 9 bis 12. Über einige derselben, die mir von untergeordneterem Wert scheinen, nämlich in betreff der Härte und des spec. Gewichts (Ref. 2 S. 9/10, Nr. 3 und Nr. 6, v. Tet-mayer), habe ich mich bereits früher, S. 104, geäußert. Bezüglich der Porositätsbestimmung (Ref. 2. S. 10, Nr. 5 und Nr. 7, v. Tetmaper) möchte es vielleicht genügen, dieselbe von Zeit zu Zeit für die wichtigsten Schiefervorkommen, dann aber in eingehender Weise, nach der von mir angegebenen Methode (Doppelbestimmung von Hygroskopie und Jmbibitionsfähigkeit) vorzunehmen und sich dann ein für allemal an Mittelwerte von zahlreicheren Erhebungen solcher Art zu halten. Doch kann man auch in jedem Einzelfalle die Bestimmung vornehmen, als welche dann meist der einfache Aufsteigeversuch (vgl. Abschn. V und Ref. 2 p. 10, Nr. 7, v. Tetmaper) hinreichen wird und muß. Für die Bestimmung der Frost- und Wetterbeständigkeitsverhältniffe (s. Ref. 2, p. 10, Nr. 8, v. Tetmaper) empfehle ich die Proben III, 1 und 2 dieses Abschnittes. Ich bin also dafür, die Fresenius'sche Probe durch die regelrechte Agentienprobe zu ersetzen, die allerdings weniger bequem ist, aber dafür auch eine weit exaktere und richtigere Bewertung der Schiefer liefern wird. Chemische Prüfungen (s. Ref. 2, S. 11, Nr. 9 und 11, v. Tetmaper) sind in bekannter Weise vorzunehmen. Doch möchte ich nicht nur die Bestimmung des Pyrit-(bezw. Markasit-) sondern auch die des Karbonat-Gehalts zu den obligaten Prüfungen stellen. Ebenso die Prüfung des Verhaltens der

Schiefer im Temperaturwechsel (Frostwirkung ausgeschlossen). Dasselbe ist für die richtige Wertbestimmung jedenfalls von großem Belang, denn die Dachschiefer sind weit mehr wie andere Bausteine der strahlenden Sonnenwärme ausgesetzt und leiden auch mit der Zeit thatsächlich darunter. Bei den Schieferdeckern gilt die Sonnenseite als die gefährlichste Dachseite, was mit meinen Ausführungen in Res. 1, S. 28 vollständig übereinstimmt und wozu zu bemerken ist, daß auch hier nicht die Isolation für sich allein, sondern wiederum im Wechsel mit der Abkühlung besonders nachteilig wirkt. Mit dem Erweichungsversuch (Res. 2, S. 11, Nr. 10, v. Tetmayer) kombinieren ließe sich die von mir versuchte Bestimmung der Spaltfestigkeit, die doch für die Beurteilung der Frostgefahr einen gewissen Anhalt liefert und leicht und schnell auszuführen ist. „Spaltfestigkeit" und „Feinspaltigkeit" spielen jedenfalls hierbei, ebenso wie auch bei der Beurteilung des Widerstands gegen Bestrahlung im Wechsel mit Abkühlung, eine wichtige Rolle. Als ein erster, noch ganz roher und unvollständiger Versuch, den Erwärmungsgrad verschiedener Schiefersorten durch Isolation festzustellen, möge folgendes hier erwähnt sein. Im Sommer (Juli/August) 1896 wurden aus dem Dach des Hauses, Synagogenstraße 7 in Königsberg, auf dem sich das Versuchsgestell für die natürlichen Wetterbeständigkeitsproben befand, Gebrauchsplatten der Schiefersorten a, b, c, d, e, f, h, i, k der Besonnung ausgesetzt. Jede der Platten ruhte auf einem Brett aus Tannenholz und auch sonst waren, abgesehen von der ungleichen Stärke, die Umstände für alle genau die nämlichen. Mit-ausgesetzt war ebenso eine Tafel aus Zinkblech. Mehrere Wochen lang wurde nun täglich zur Zeit der größten Erwärmung die Temperatur der Platten auf ihrer Oberfläche gemessen. Es ergab sich, daß die Schiefer einen etwas höheren Wärmegrad besaßen wie die Luft; im Durchschnitt aus vielen Versuchen übertraf er die Lufttemperatur um 2 bis 7 o C, während die Temperatur des Zinks häufig bis zu 18° höher hinaufgegangen war wie die letztere. Dabei schwankte die Lufttemperatur zwischen 38 und 44 ⁰ C. Wird für jeden einzelnen Versuch die Temperatur des Zinks als Einheit zu Grunde gelegt, so liefern die entsprechenden Temperaturen der Schieferplatten, hierauf bezogen, Zahlen, welche folgende Mittelwerte ergeben.

| Zink

0,71 | 0,71 | 0,73 | 0,73 | 0,74 | 0,78 | 0,78 | 0,80    0,83 | 1,00

Die Unterschiede der einzelnen Schiefersorten hinsichtlich ihrer Erwärmung sind hiernach nicht erheblich.

B. Mvläuievnde Bemerkungen jn III und Schluß.

Die Frostprobe ist durch nichts anderes zu ersetzen. Die Kenntnis der Wasseraufnahmefähigkeit einer Steinsorte gestattet nur beschränkte und bedingte Schlüsse auf ihr Verhalten im Frost. Alle Steine nehmen mehr oder weniger Wasser auf, viele allerdings nur in minimalen Mengen. Wenn nun auch zugegeben werden kann, daß sich aus der Vergleichung der Ergebnisse ausgeführter Porositätsbestimmungen und Frostversuche für die verschiedensten natürlichen Bausteine ein gewisses ungefähres unteres Porositätsgrenzmaß ableiten läßt, von dem an aufwärts erst Frostschäden aufzutreten pflegen, so gewährt dies doch nur einen ganz allgemeinen Anhalt ohne Beweiskraft und Bürgschaft für jeden neuen Fall. Denn der Erfolg der Frostwirkung hängt nicht nur ab

1.    von der Menge des aufzunehmenden Wassers, also von der Größe des Gesamtporenraums, des „Porenvolums", sondern auch

2.    von der „Porengröße", d. h. von dem durchschnittlichen Porenmaß (auch den Grenzwerten desselben) und

3.    von der Art der Verteilung der Porenräume im

Stein und

4. von den Kohäsionsverhältnissen des Materials der Porenwände (vgl. das nachstehende Schema):

Frost

Festigkeit.

Porosität

1.    Porenvolum,

2.    Porengröße,

3.    Porenverteilung

Der Wasseraufnahme-Versuch in der alten, üblichen Form belehrt jedoch nur über 1. Eine Methode zur Bestimmung von 2 giebt

es nicht und wenn sie auch existierte, so würde uns doch, wie schon früher erwähnt, die Kenntnis des Mindestporengrößenmaßes für die Eisbildung abgehen. Doch glaube ich, daß wie schon bemerkt, der doppelte Porositätsversuch im Abschn. V geeignet ist, der Aufklärung über diese Punkte einen Schritt näher zu bringen. Ist z. B. die Größe

- so geringfügig oder p so beträchtlich (meist 3 und größer) wie bei

/j,

den Dachschiefern und zugleich p* so gering wie hier, dann kann auch die Porenweite (auch der Jmbibitionsporen) nur gering sein und die Eisbildung muß unterbleiben. Auch in betreff des Punktes 3 sind wir in den meisten Fällen unwissend. Endlich decken sich die Ergebnisse der üblichen Festigkeitsprüfungen keineswegs mit dem, was zu 4 zu wissen nötig wäre. Folglich bleibt zur Beurteilung der Frostgefahr lediglich die direkte Frostprobe.

Es mag auffallend erscheinen, daß das unter III vorgeschlagene und beschriebene Gesamt-Prüfungsverfahren für natürliche Bausteine, ungeachtet des von mir an den Tag gelegten Bestrebens, den Verhältnissen der Wirklichkeit gerecht zu werden, dennoch mit einer Einzelprüfung beginnt und schließlich für gewöhnliche Fälle absieht von einer Kombination der Einzelprüfungen: Frost- und Agentienprobe an demselben Probestück. Ich habe dafür folgende Rechtfertigungsgründe anzuführen. Zunächst glaube ich, an ein solches praktisches Prüfungsverfahren die Forderung stellen zu sollen, daß es eine einfache Charakterisierung der Bausteine in betreff ihres Verhaltens gegen die beiden wesentlichsten Angriffe, denen sie witterungsseitig ausgesetzt sind, liefern und daß es hiernach eine Einordnung in Haupt-Qualitäts-Gruppen ermöglichen müsse, innerhalb deren dann die weitere Bewertung zu erfolgen habe. Dies kann aber die kombinierte (Frost- und Agentien)-Probe nicht leisten, weil es sich bei ihr der Beurteilung verbirgt, inwieweit die am Probekörper eintretenden Veränderungen auf Rechnung der Frost-, inwieweit sie auf Rechnung der Agentienwirkung zu setzen sind. Und doch beruhen beide Wirkungen aus ihrer Art nach so grundverschiedenen Vorgängen. Der erste derselben ist, wenn er auch durch Vorbereitung ermöglicht und durch Wiederholung gesteigert auftritt, doch, sobald die Bedingungen dafür erfüllt sind, ein mehr momentaner Akt, der andere ein mit der Exposition minimal beginnender, stetig fortschreitender nnd eigentlich

nie aufhörender Prozeß. Überdies ist es zweitens nicht selten augenscheinlich vorwiegend der eine dieser Vorgänge, welcher die Veränderung am Baustein, in einem gewissen Stadium derselben, bewirkt hat. Drittens bin ich der Meinung, daß das vorgeschlagene Prüfungsverfahren auch thatsächlich ausreicht, um in den meisten Fällen die Steine der Wirklichkeit entsprechend zu bewerten, vorbehaltlich höchstens etwa erforderlicher Verbesserungen von Versuchseinzelheiten, wie z. B. Änderung der Einwirkungsdauer der einzelnen Agentien. Auf diesem Wege sind dann z. B. auch die 10 Schiefersorten a bis k auf ihre Wetterbeständigkeit hin verglichen worden. Vorausgesetzt ist dabei stillschweigend, daß sie die (von mir nicht vorgenommene) Frostprobe bestünden, was bei der versuchsmäßig nachgewiesenen hygroskopischen Natur der Schiefer sehr wahrscheinlich ist — mit Ausnahme höchstens von f und g— und wodurch ihr, anfänglich im großen und ganzen gleiches Verhalten in Bezug auf die Bedingungen der Frostgefahr erwiesen wäre.¹) Von 3 Sorten (a, d und k) liegen übrigens amtliche Atteste vor, welche das Gesagte bestätigen.²) Da die Schiefer der Agentienprobe A, III, 2 nicht unterworfen worden waren, so tritt dafür hier der natürliche Verwitterungsversuch (Abschn II) ein, nach dessen mitgeteilten Ergebnissen die 10 Schiefersorten also spezieller zu bewerten waren und auch bewertet worden sind (f. die Ergebnisse aus

S. 40. Die allgemeine Qualitäts-Gruppe, der sie nach jenen Resultaten im Vergleich mit dem Prüfungs-Ergebnis für die der Gruppe III bezw. lila ungehörigen Vergleichsmaterialien m und 1, sowie auch im Hinblick auf ihre eigenartigen Kohärenzverhältnisse, zuzuweisen sind, ist die Gruppe II (vgl. die Taf. I). Eine Ausnahme könnten nach Früherem höchstens die Schiefer f und g machen, indem sie möglicherweise noch der Gruppe I zufielen (— entscheiden könnte hierüber nur der Frostversuch —), sodann die Sorte b, welche an der Grenze der

Gruppen II und III steht. In betreff der Sorten f und g ist jedoch zu bemerken, daß aller Wahrscheinlichkeit nach, wie schon erwähnt, eine eigentliche Frostgefahr für dieselben, also eine Einordnung in die Gruppe I ausgeschlossen ist. Das eigenartige Verhalten dieser 2 Schiefer kommt durch die geringere Bewertung innerhalb der Gruppe II hinreichend zum Ausdruck. Übrigens führen auch schon die Resultate der einfachen Wasserlagerung (Diagramm IV, Taf. XX), zu einer ganz ähnlichen Bewertung wie die Diagramme Ii und I₂. In betreff des dem natürlichen Verwitterungsversuch mitunterworfenen Gotländer Sandsteins (n) sei bemerkt, daß er als wenig wetterfest gilt. Beispiel: die ehemalige Verblendung der Fassade des Schlüterbaues des Schlosses in Königsberg i. Pr. Frostproben sind mir nicht bekannt geworden. Wahrscheinlich gehört der Stein aber sogar der Gruppe I an.

Trotz alle dem Gesagten bleibt es unbestritten, daß die kombinierte Agentien- und Frostprobe für die Gruppe II, was Treue und Beweiskraft der — greifbar vorliegenden — Resultate betrifft, den Vorzug verdient vor dem bloßen „Schließen von einem Vorhandenen auf ein Zukünftiges. (Auch kommt bei ihr der in der Anmerkung* auf Seite 185 angedeutete Übelstand vonselbst im Wegfall). Und darum eben empfahl ich für Gruppe II wenigstens die Wiederholung des Frostversuchs nach hinreichend fortgesetzter Agentienprobe an demselben Probestück, also den „kombinierten Versuch mit successiven Einzelproben" zur möglichsten Anwendung. Ich verhehle mir dabei nicht, daß dadurch der ganze Versuch unter Umständen sehr erheblich ausgedehnt werden müßte. Denn die Probeplatten werden sehr oft, ungeachtet der doch gewiß starken Agentienwirkung des Versuchs A, III, 2, bei der dort vorausgesetzten Prüfungsdauer, nicht die „Reife" zum Zerfrierungsversuch erlangt haben. Es wird also, soll der letztere thatsächlich zur Ausführung gelangen, die längere Fortsetzung der Agentienprobe notwendig sein.

„Unser Wissen ist Stückwerk" und wird es bleiben. Nur zu augenfällig gilt dieses Wort auch auf dem Gebiet der Wetterbeständigkeitsprüfungen der Bausteine. Doch das soll und wird das Streben und Forschen nach dem Ganzen und Vollkommenen nicht unterdrücken und ersticken. Freilich: Klein ist das Scherflein des Einzelnen! —

Wir kehren zum Schluß noch einmal zu den Versuchen zurück, die uns in den Abschn. II bis VII beschäftigt hatten.

Natürlich wäre es unzulässig, auf Grund der hier erhaltenen Prüfungsergebnisse für einige, ja einzelne Repräsentanten wichtiger Sorten des deutschen, englischen, französischen und schweizer Schiefers nun ein allgemeines vergleichendes Urteil über den Schiefer dieser Länder fällen zu wollen. Es giebt gute und schlechte deutsche und ebenso solche englische und andere Schiefer und wohl ein jeder Schieferdistrikt zeigt in seinen einzelnen Gruben, ja jede Grube in ihren verschiedenen Lagen, in der Regel Verschiedenheiten. Gestattet aber wird es sein, unsere Ergebnisse mit den durch langjährige und umfassende Erfahrungen an Schieferdächern erlangten und darum mit Recht allgemeinere Giltigkeit beanspruchenden Urteilen über jene Schiefer zu vergleichen. Da zeigt sich denn nun folgendes.

Die Qualitätsskala der geprüften Sorten war schließlich die nachstehende gewesen (vgl. Diagramm I₂, Taf. XX).

b, i, h, a, k, d, f, c, g, e; m, 1, n.

Die Bewertung der Sorte b stimmt vollständig überein mit der allgemeinen Wertschätzung des Lehestener (— Gräfenthaler) Schiefers, der als ein vorzügliches, als ein I-Rangs-Material gilt und dessen Güte und weit über 100 Jahre hinausreichende Dauer und Haltbarkeit u. a. durch Beobachtungen am Dach der alten Feste Heldburg bezeugt ist. Unmittelbar an b reiht sich i, und auch unsere Probe entspricht also dem alten Ruf, den auch der englische Schiefer wegen seiner Wetterbeständigkeit (sowie anderer Eigenschaften) genießt. Bezüglich der französischen Sorten, welche im allgemeinen als den deutschen und englischen nachstehend gelten, wozu auch die Stellung von g und f in unsrer Skala paßt, fällt es auf, daß sich der Qualität nach, der Angers-Schiefer h zwischen den englischen i und den Mayener Moselschiefer a eindrängen konnte. Indessen haben wir gesehen, wodurch er, im Kampfe mit letzterem, als scharfem Konkurrenten, seinen Platz im vorliegenden Falle sich errungen hatte. Dem Moselschiefer a schließt sich, abgesehen von dem trennenden Walliser k, unmittelbar der Cauber d an, dem ich, dem vorzüglichen Ruf gemäß, den der Rheinische Schiefer allgemein genießt, im Stillen eine begünstigtere Stelle in der Skala, mindestens unmittel-b ar hinter i, vorausgesagt haben würde. (Übrigens rangierte am Ende des

ersten Versuchsjahrs d noch unmittelbar hinter a). Jedenfalls ist es für k sehr ehrenvoll in solcher hochachtbaren Gesellschaft, mitten zwischen a und d, seinen Platz zu behaupten. Von dem Lahnschiefer 6 und den Westfälinger c gilt gerade das Gegenteil wie von d. Ich hätte annehmen mögen, daß sie, wegen ihres verhältnismäßig hohen Kalkgehalts, gegen Rimogne g und f, hinter denen sie allerdings z. T. rangieren, entschiedener abstechen würden als es der Fall ist; c und g stehen vorerst fast gleich; aber auch der Abstand zwischen e und f oder g ist nicht so gar groß (am Schluß des ersten Versuchsjahrs erschienen e und c den beiden Rimogne-Sorten sogar noch entschieden überlegen). Allerdings werden, wie früher gezeigt, gerade für e und c, noch niedergehendere Veränderungen in der Folge zu erwarten sein. In einem Punkte aber wird der hellgrünliche Lahnschiefer e nicht leicht von einem andern Schiefer übertrosfen werden: in der eigenartigen und hübschen Färbung, weshalb er auch zur Herstellung farbig-gemusterter Dachstächen (sog. Karodächer u. a.) sich besonderer Beliebheit erfreut. Daß die Färbung keine große Beständigkeit besitzt, ist dabei freilich nicht zu leugnen und hat die gleiche Ursache wie die Eigenart der Farbe selbst, nämlich: die chemische Zusammensetzung des Steins.

Wir glauben, daß es ein dankenswertes und verdienstvolles Unternehmen sein würde, die gängigsten in- und ausländischen Schiefersorten nach der Methode A, III, 1 und 2 und womöglich auch nach Abschn. II, in Bezug auf ihre Wetterbeständigkeit zu prüfen und zu 6mutieren, eine Aufgabe, welche natürlich die größeren Prüfungs-Anstalten in die Hand nehmen müßten. Und somit sind wir wieder auf den eingangs dieses Abschnitts gemachten Vorschlag für natürliche Bausteine überhaupt zurückgeführt worden. In Bezug auf Schiefer speziell würde sich bei solchen Arbeiten sicherlich bestätigen, was in fachmännischen Kreisen schon längst als ausgemacht gilt: daß wir in Deutschland mit seinem großen Reichtum und seiner seltenen Mannigfaltigkeit an Schiefern, in Bezug auf Qualität derselben, die Konkurrenz mit jedem Lande aufnehmen können. Am Material liegt es wahrlich nicht, daß die deutsche Schieferindustrie noch nicht zu der blühenden Entfaltung sich aufschwingen konnte, zu der sie bestimmt scheint, sondern es sind Ursachen verkehrlicher, z. T. handelspolitischer Art, vor allem aber alte Vorurteile zu Gunsten der fremdländischen Deckart und Schieferware gewesen, welche

jenes seither verhinderten. Die Rückkehr zur altbewährten deutschen Deckart³) ist im Wachsen begriffen und wird mit dem Vertrauen zum heimischen Schiefer noch immer mehr zunehmen. Dieses Vertrauen zu wecken und zu befestigen, scheinen mir die hier besprochenen und vorgeschlagenen Wetterbeständigkeitsprüfungen wohl geeignet.

Möchte die Zeit des kräftigen Aufschwungs und der Blüte der deutschen Schieferindustrie nicht mehr fern sein!

ttfitovung Srr Uaftsit XIII lii« XVII.

Sasel xm.

Abb.

Abb.

Abb.

Abb.

Abb.

Abb.

1.    Schiefer a. Vergr. 1 : 105. ||

Zeigt sehr deutlich die Kohlenstoffpartien.

2.    Schiefer b. Vergr. : 105. ||

: 625. ||

: 625. + : 105. ||

: 625. ||

Nikols.

3.

4.

5.

6.

b.

b.

c.

c.

T_l tH tH tH tH

Zeigt sehr deutlich die Rutile.

Sasel xiY.

Abb. 1. Schiefer c. Vergr. 1 : 625. + Nikols.

Stellt einen anderen Teil des Dünnschliffs dar wie Abb. 6, Taf. XIII. Zeigt schön den Calcit (von Rutil durchwachsen).

Abb. 2. Schiefer d. Vergr. 1 : 105. || Nikols.

Abb. 3.

Abb. 4.

Abb. 5.

Abb. 6.

Zeigt eine der charakteristischen Linsen, bestehend aus einem Magnetit zwischen Glimmer und etwas Quarz.

„    1 : 105. ||

„    1 : 625. ||

6.    „    1 ♦ 625.    „

f.    „    1 : 105. II

e.

6.

Sasel XY.

Abb.    1.    Schiefer    f.    Vergr.    1    :    625.    ||    Nikols.

Bringt die Rutile zur Anschauung.

Abb.    2.    Schiefer    g.    Vergr.    1    :    105.    II    „

Zeigt die parallel gelagerten dunkeln Titaneisenleistchen.

Abb.    3.    Schiefer    h.    Vergr.    1    :    105.    II    Nikols.

Abb. 4.

h. „    1 : 625. ||

Mit großer Pyritgruppe.

Abb. 5. Schiefer i. Vergr. 1 : 105. || Abb. 6.

i.

„    1 : 625. ||

Sasel xvi.

9166. 1. Schiefer 9166. 2.

k. Vergr. 1 : 105. + Nikols. ;    1 : 625. II „

k.

Rechts oben einen Calcit (undeutlich) zeigend.

Abb. 3. Carrara-Marmor

Abb. 4.

Abb. 6.

1.

m.

Sasel xvii.

Gotländer Sandstein n. Gladenbacher Schiefer, frisch. „    „    frisch.

„    „    frisch.

Abb. 1. Abb. 2. Abb. 3. Abb. 4.

„    1    :    105.    ||    Nikols.

u. a. treten gut erhaltene, durch den Verwitterungsvorgang freigelegte Erzteilchen stark hervor.

Abb.    6.    Englischer    Schiefer,    angewittert.    Vergr.    1    :    625.    ||    Nikols.

äk

J^L

<3

Hermann Costenoble, Buchdruckerei, Jena.

<Q

1.

2.

3.

4.    5.    6.

7.

8.

Talikllc I. Uersuchsreilsr I: Natürlicher Uerwitternngs Uersuch. Grposrtionszeit: 3 Jahre.

1. Jahr.

2, Jahr.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

1.

Bezerchnunq der Platten

Anfängliche    Besondere

Beschaffenheit iBearbeitung

Der Platten

der

oder

Länge

Breite

Dicke

Platten

Behandlung

in mm

Gesamt-platten-ober-fläche f

in mm²

Beschaffenheit der Platten nach der Exposition von ca. 1 Jahr (8830 St.)

Anfan gs-trocken-Gewicht

in g

Jmpräg- I ~.C?fen' Y|    Gewichts-    Gewichts-    Gewichts-    8    iqqq₂ _1

nicrLqlrrot?na1    verlust    •    Verlust-    f

7⁹    der I ö;n7 . nn 1. Jahr mitM Gewichtsverlust

trocfem Exposition tm 1. ^ahr ™ für das pro m² Plattenfläche gewicht jvon 1 Jahrs gi gewichts- 1. Jahr im 1. VersuchsjahrI gewichts- flächen-

Proz. in Proz.    > Prozent. m“6tg

Verwitterungskoeffizienten für Jahr I

für

Jahr I

in g

in g

in g

einzeln

Mittel

m ii

Trocken-

Beschaffenheit der Platten gewicht nach nach der Exposition von ca. 2 Jahren (17660 St.)

Gewichtsverlust Exposition im 2. Jahr von2Jahren g₂

der

in g in g

Gewichtsverlust im 2. Jahr in Anfangs-gewichts-Proz.

Gewichtsverlustmittel für das 2. Jahr in Proz.

Gesamtgewichtsverlustmittel für die 2 ersten Expositionsjahre in Proz.

. 10002 =

Gewichtsverlust pro m² Plattenfläche im 1 und 2 Jahr

einzeln

Mittel

Verwitterungs-koesfizienten für Jahr I und II

Gewichts- Flächenprozent. mäßig

für Jahr I und II in ^

Bezeichnung der Platten.

88    89

5    17 434

102,2527

102,2202    0,0325    0,032

1,86

Hellschwarzgrau, fettglänzend, unregelmäßig schwach gewellt.

88    89

4    17 080 Etwas schuppend.

Etwas dunkler ge-geworden.

74,1300

74,0990    0,0310    0,042    0,053    1,82

cd

co"

CO

tH

cd

■4-

88    88    4    16 896

97,8468

97,7620    0,0848    0,087

5,02

Abermals

und^rauher ^besonders auf der oberen Fläche nphinrhtm rauher geworden, feinste Glirnrner-geworoen, blättchen jetzt stellenweise sichtbarer, nament-)

lich a) _a zeigte vor betn Waschen sehr ~    —starte Berußung, ji weniger.

102,2081 0,0121 0,012

74,0750    0,0240    0,032    0,024    0,077

97,7360    0,0260    0,027    ;

2,55

3,23

6,56

4,11    4,81    3,71    1,47

4D I

88    89

5    17 434 1

116,8272

116,8020 0,0252 0,022

1,45

Ziemlich dunkelschwarzgrau,

schwach fettglänzend, unregelmäßig gewellt.

imprägniert

90    90

5    18 000

Auch mit der Lupe ist nicht die geringste Veränderung bemerkbar, weder 121,5367 was Farbe noch was Glanz Bekifft.

121,5658    121,4968    0,0690    0,057    0,016    3,83

tH

T-1

t-H

III CT-

90    90

5    18 000

123,3357

123,3229 0,0128 0,010

(mit Aus-' schluß von b)

0,71

(mit Ausschluß von b)

Kaum merklich dunkler

geworden, b zeigte vor dem Waschen ( sonst nicht die^ starke Berußung auf der 121,4890 geringste Rückseite.

Veränderung wahrnehmbar.

116,8020 0,0000 0,000

0,0078 0,006 0,000 0,016

123,3223    0,0006    0,000

(mit Ausschluß von b)

1,45

4,26

0,74

4D |

1,10

tH

tH

II er

(mit Ausschluß von b)

III P-

89

Hellschwarzgrau, schwach fettglänzend, unregelmäßig gewellt.

imprägniert

90

90

91    4    17 638    Stark gerötet; auf der oberen Fläche

dunkler und matter geworden.

91    4    17 828    Etwas rötlich, dunkler u. matter

geworden auf der Oberseite.

90    4    17 640    Etwas rötftc^ dunkler u. matter

geworden.

ISfjjl 102,3874

4h

'S »!>*■§

ZLtzS „egg

102,3334    0,0540    0,053

3,01

87,7972    87,8940    87,7221    0,1719    0,196    0,063

90,2541

90,1882    0,0659    0,073

(mit Ausschluß von c)

9,64

3,74

cd

00

CO“

.4-

CO

H-

lo

(mit Ausschluß oon^)

Nur wenig dunkler geworden, dabei schwach gelblichen Schimmer zeigend.

ausrangiert.

102,2764    0,0569    0,056

90,1572    0,0310    0,034 ^

6,29

0,045

0,108

5,90

CO

T—I

Oll

(mit Ausschluß von c)

5,50

Olli

IIP-

©

8

CQ 3 <2

o o «■ ° g

<-? ISO O s»

MM

91

90

CO

Ms! 5

I I    IlitfJ

2,5 I 17 100 I Etwas dunkler geworden.

*slfJi

4    17 828

100,3416 63,8228

4 I 17 640 I Desgl. Glimmerblättchen etwas    irrn Q117

J J deutlicher sichtbar wie früher.

Fast unverändert.

100,2728    0,0688    0,069

63,7970    0,0256    0,040    0,056

106,8521    0,0596    0,058

3,86

1,50

3,38

2,hl 3,50    2,69    1,04

Entschieden

dunkler

geworden,

stellenweise

dunkelfleckig.

ausrangiert.

63,7797    0,0173    0,027    0,035    0,091

106,8061    0,0460    0,043

2,51

4,25

"oo

rH

II P-

5,99

III P-

II®

Js

Hs o Q*X

©Iq

1^ III®

00

5    17 434 Das frühere frische helle. Olivengrau ist 122 9626

1    1 aus der Oberflache, etn wenig sogar •

auch auf der Unterfläche, einer hellen, matten, deutlich rötlich-braunen Färbung gewichen. Glimmerblättchen jetzt allenthalben etwas deutlicher sichtbar Zeichen «Jast ganz verwaschen. Farbenänderung bei Platten e am stärksten.

5,5    17 989

5,5    17 798

122,8953    0,0673    0,055

3,86

127,1701

133,7621

127,1133    0,0568    0,045    0,067

133,6254    0,1367    0,102

3,16

7,61

QC

^4—

Ol

T—I

4—

Noch rötlicher wie im Vorjahr; auch auf der Unterseite tritt jetzt stellen- Zeichen^ sehr verwaschen, w eise bereits diese etwaslveniger Ruß wie 127,0553 Färbung auf. bei 6.

Augenfällig jetzt Bei 6 sehr starke Be-starkere Rauhung rufulta wie im Vorjahr. rufimtg‘

e ziemlich starke Berußung.

122,8278    0,0680    0,055

0,0580    0,046    0,051    0,118

133,5573    0,0681    0,051

7,76

6,38

8,53

cc

CO

11,44

igsrs

I!

s » "f

9 3

00 00

CO

GO 00

co

4    17 080 h

a -j 7 aoa ! Etwas dunkler und glänzender 1 i UÖU j worden und schwach schuppend.

4    17 266 J

94,6182

94,5590    0,0592    0,063

3,41

ge-

82,7332

84,7650

82,6807    0,0525    0,063    0,070

3,07

OO

ot — I

IO

70

Ol

t-4

Fast nicht verändert gegen das Vorjahr.

Schwache Berußung, die besonders leicht entfernbar, war vorhanden.

94,5330    0,0260    0,028

4,93

Olli «Ml

82,6570    0,0237    0,029    0,029    0,999    4,46

4,20

co

cd

IX

T—I

>-

ac

11^

84,6932    0,0718    0,085

4,16

ausrangiert.

88    90

Rein-lichtgran, seiden bis schwach metallglänzend,

parallel- u. zartgefältelt.

89    89

89    89

Im ganzen etwas lichter geworden.

3,5 I 17 088 |

Desgl., noch etwas mehr tote_g:

3    16 908

3    16 910

Glanz unverändert. Glimmerblättchen jetzt deutlicher sichtbar wie zuvor; Bezeichnung deutlich matter wie vorher; hier u.da ist ein rostbraunes Fleckchen sichtbar.

76,6690

86,6450

84,5587

76,6168    0,0522    0,068

86,5920    0,0530    0,061    0,076

84,4788    0,0799    0,095

3,09

3,10

4,73

cd

at

lO

CO

CO

tH

1x0

Zeichen § verwaschen.

Etwas gedunkelt

F8cn, Vor- Be; g unten starke

jaftr, sonst ebenso m

frisch wie damals Berußung.

aussehend. Bei L schwache Be-

rußüng.

76,5930    0,0238    0,031

86,5780    0,0140    0,016    0,033    0,109

84,4350    0,0438    0,052

4,50

3,92

5,25

__ do

tH

-I

T—i

"oo

4-

.    7,32

III & II ^

Schwarzgrau, fettglänzend (etwa wie a und d), von deutlicher, aber unvollkommenerer Parallelfältelung wie f, g und i.

88    90

88    90

88    87

4    17 264

4    17 264

5    17 062

90    90    4

Einige rost Staune Flecken sind entstanden.

Desgl., nur etwas stärker.

Dunkler geworden, Glimmerblättchen deutlicher sichtbar wie zuvor.

17 640 Etwas dunkler geworden.

95,8753

91,4095

114,0942

89,2691

95,8408    0,0345    0,036

91,3540    0,0555    0,061    0,043

114,0560    0,0382    0,034

89,2397    0,0294    0,033

2,00

3,22

2,24

1,47

lxo

!X0

Ix

rH¹

Nur sehr wenig dunkler geworden. Sonst sehen die Platten sehr frisch

aus.

Rostfleckchen bei U werden immer

größer u. stärker.

•%>

dp

95,8350    0,0058    0,006

91,3489    0,0051    0,006    0,006    0,049

114,0494    0,0066    0,006

2,34

3,52

2,63

2,83

CO

III p⁻ IIP" I p" llicrc? IIOTQ |0Q IIIM-

Lichtbläulichgrau,

- matt, sehr schön fein parallel gefältelt.

88    89    3,5    14 703

88    90    4

In der Farbe unverändert oder doch nur äußerst wenig gedunkelt.

17 9sii. I Etwas lichter geworden. Feinste ⁰    Glimmerblättchen deutlicher sichtbar.

90,5325

91,7657

90,4998    0,0327    0,036    0,032    2,00

91,7407    0,0250    0,027

1,89

T—I

§*?J^ Auf^ zwei kleine Rostfleckchen wahr-~ nehmbar.

2

5 e ost Bei^schwach gelblicher Schimmer der    aqaa

Oberfläche wahrnehmbar.

89,2362    0,0035    0,004

1,67

0,0054    0,006    0,006    0,038    2,37

cd

70

tH

4-

B i aam rußfrei. Die unteren Kanten öÜ = stark rußig; i schwach berußt,

i d-rgt.

91,7339    0,0068    0,007

2,28

III ^    || ^    |^

Dunkelschwarzgrau,

> fettglänzend,

' glimmerig, unregelmäßig schwach gewellt.

imprägniert

Etwas gedunkelt und schwach rötlich öl ₁    70^9

geworden, auch entschieden rauher. § luv,

90,5    89    4,5 | 17 725 j    0etoDrben unb ftarf |lj 109,3932

Farbe fast unverändert. Etwas ü rauher geworden.

87    92    4    17 440

90    88    5    17 620

100,6782    0,0480

109,3037    0,0895

is)\ 113,8475    113,8967    113,8225    0,0742

0,048

2,75

0,082    0,065    5,05

0,065

(mit Ausschluß von k)

4,21

(mit Ausschluß von k)

4,06

3,61    1,39

Wiederum et- _ was dunkler U. dunkelsten rauher geworden; Glimmer- 1= Blättchen wiederum deutlicher hervortretend.

k am

am

wenigsten

dunkel

k zeigte starke Berußung.

k^ desgl.

jk zeigte ziemlich starke Berußung.

100,6605    0,0177    0,018

109,2818    0,0219    0,020    0,017    0,082

113,8071    0,0154    0,014

(mit Ausschluß tionjt)

3,77

6,29

5,08

5,03    5,13    4,57

(mit Ausschluß von k)

T—I

Reinweiß, an einigen wenigen Stellen ein kleiner dunkler Fleck.

geschliffen

. QO

10,5 18 585

oben poliert

CO

10,5 19 076

Der Glanz der Politur ist so weit geschwunden, daßJ und^ das gleiche Ansehen haben. j

~ As 5 ÄgÄSS gSSy

gfSf?

s-> p s-> £ ipi

£|£S

221,9951

234,4116

221,5733    0,4218    0,190

234,0252    0,3864    0,165

22,70

11,88

19,94

Unterfläche bei

rd

20,26

10,31    18,76

1 und 1 haben glei-    ,    ,,

ches Aussehen, vom N »nd1 berußt.

Politurglanz von chlVon Algen dies-nichts mehr zu sehen. ma ’''^n3u ^ 233,6000

221,2283    0,3450    0,155

0,4252    0,182

0,345    41,26

0,347    42,55

21,56    37,51    15,06    1

rd

21,73    38,69    15,53    1

Schwarz

Infolge Jm-prägn. etwas dunkler wie m unpragmert

geschliffen,

88    89 10,5 19 381

. oben poliert 88

89    8    18 496

Die unpolierte Rückseite erscheint etwas lebhafter ge-färbt wie vorher._

Die Oberfläche derbeidenfPlatten hat gänzlich unverändertes Aussehen.

262,8786    262,4502    262,4122    0,0380    0,015

199,5949

199,5471    0,0478    0,024

1,44

2,58

0,94    2,05

1,50    2,72

Die Politur von m erscheint unverändert, die Unterfläche dagegen zeigt zur Hälfte starke Rostbräunung und ist deutlich stärker wie bei in an-

262,4043    0,0079    0,003

199,5183    0,0288    0,014

0,018    1,85

0,038    4,14

CO

00

CO

00 . CO

-tiCO

co

ns

Weißlich

Infolge Im-

prägn, etwas ob. geschliffen, oo k Qß 5 dunkler wie n rmpragnrert d'°

oben geschliffen 86

Die Oberseite und der über den Glas-"» v

170,4286 I 170,7510 I 170,0733 I 0,6777    0,397

Teil und Unterfläche rötlich geworden.    I

86    11 I 18 576 I193,7093

J

10    17 846

37,98

26,31    35,17

193,0433    0,6660    0,344

35,86

21,50    33,20

, n deutlich Heller er-

Oberflache voninend wie n.

n^n. n genau ' ;    —

gleich rauh aussehend.

169,2535    0,8198    0,480

0,877    83,92

ausrangiert.

rd

54,81    76,29    33,57

'

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Tabelle II.

Versuchsreihe IT: C0₂ + 0 -f- hJo = Einwirkung. ErpojitiousM 2941 Stunden.

10

11

12

13

14

15    1

Bezeichnung der Platten

Anfängliche Beschaffenheit der Platten

Beschaffenheit der Platten nach der 2941 Stunden — 4 Monate 2¹k Tage langen Einwirkung von CO2, 0 und H2O.

Der Platten

Länge

Breite

Dicke

in mm

Gesamtplattenoberfläche f in mm²

ar .    Trockenge- Gewichtsver-

Anfangs- |l)i(f)t nci(j)

trockengewrcht in g

Einwirkung d. Gase in g

ruft

in g

Gewichtsverlust in Anfangs-gewichts-Proz.

s »ÄS .

Verwitterungskoeffizienten.

Plat- Prozent,sch mäßig

1000²

V>

Bezeichnung der Platten.

Hellschwarzgrau,

fettglänzend,

unregelmäßig schwach gewellt.

Um ein weniges dunkler geworden. Sonstige Veränderungen nicht wahrnehmbar.

68,5

80,5

4773

19,6145    19,6077

0,0068

0,035

1,43

2,1

1,3    0,5

Ziemlich dunkelschwarzgrau, schwach fettglänzend, unregelmäßig gewellt.

Farbe underändert, auch keine sonstigen Veränderungen wahrnehmbar.

71

31

5,5

5524

34,4147    34,4088

0,0059

0,017

1,07

0,4

Hellschwarzgrau, schwach fettglänzend, unregelmäßig gewellt.

Viel heller geworden, ebenso rauher und matter im Aussehen. Die feinen Glimmerblättchen hie und da deutlicher sichtbar geworden.

69

30,5

5005

24,7038    24,6823

0,0216

0,087

4,32

5,1

4,0

1,6

Schwach bläulichgrau (heller wie a und c),

settglänzend, von undeutlicher, etwas i’eßelmä§igerer SPamt-letfältelung wie n, h, c.

Um ein weniges dunkler geworden. Sonstige Veränderungen nicht wahrnehmbar.

72,5

29,8

2,5

4075

15,5529

15,5425

0,0104

0,066

2,55

3,9

2,4

0,9

Hellolivgrau, kräftig fettglänzend, Oberfläche rauh.

Das frühere helle Olivengrün ist einem gelblichen, ins braune spielenden Farbenton gewichen: Ansehen der Platten jetzt matter.

72

30

5340

31,4410

31,4150

0,0261

0,083

4,89

4,9

4,6

1,8

Olivgrün, ausgesprochen seidenglänzend, seingefältelt.

Ein weniges dunkler geworden (ins hellbräunliche svielend). Die sonst weißgrünlichen dünnen Ränder der Strukturblättchen jetzt trüber gelbgrünlich. Vereinzelte rostbraune Fleckchen zu Tage getreten.

68

32

2,5

4852

18,8565

18,8453

0,0112

0,059    2,31

,3,5

2,2

0,8 | f

Rein-lichtgrau,

seiden- bts schwach metallglänzend,

parallel- und zartgefätteF.

Um ein ganz geringes dunkler geworden, auch etwas glätter.

62

30

4272

20,6333

20,6260

0,0073

0,035    |    1,71

2,1

1,6 0,6

Schwarzgrau.

fettglänzend (etwa wie a und d), von deutlicher, aber unvollkommenerer Parallelfältelung wie f, g und i.

Farbe im ganzen unverändert. Flächen jedoch rauher geworden. Einige kleine speisgelbe, metallglänzende Erzpartien jetzt deutlicher sichtbar geworden.

68

30,5

3,5

4838

23,3199

23,3125

0,0074    0,032

1,53 I 1,9

1,4

0,5

Lichtbläulichgrau, matt, sehr schön fein parallel gefältelt.

Dunkler geworden und hie und da wie mit ganz schwachem gelblichen Anhauch bedeckt, auch mehrere rostgelbe Flecken sind erschienen.

69

31,5

2,5

4850

18,5730

18,5680

0,0050

0,027

1,03

1,6

1,0 I 0,4

Dunkelschwarzgrau,

fettglänzend,

glimmerig, unregelmäßig schwach gewellt.

Farbe ein wenig dunkler wie vorher. Flächen rauher geworden. Die feinen Glimmerblättchen noch deutlicher sichtbar wie vorher, desgl. an eine Stelle etwas FeS₂; an eine andere Stelle ein rostbrauner Fleck erschienen.

68

29

4914

28,8539

28,8404    |    0,0135

0,047

2,75

2,8    2,6    1,0 k

3

"

)

kz v:;ow

<ü" ^echnic*^

Tabelle III.

Versuchsreihe IIA: 0- und ^v-Linwirkung. Erpohtions^eit: 201 Stunden.

Bezeichnung der Platten

Trockengewicht Gewichtsver- Gewichtsver- Tauchflüssigkeit Tauchflüssigk.nebst Entsprech. Menge Hierzu

..... nach der Ein- lust der lüfte in An- nebst Waschwasser Waschwasser enth. d^zersetzten lfoS« in    brauchte

gewicht in Wirkung des0 in Platten in fang§geimc6tS= enthielten SO« in    geS™® O-Mcnge in

cm³

Anfangs-

Trocken-

ver-

0,0

o,o

0,0

Bezeichnung der Platten

I 34,6275

34,6245

0,0030

0,009

0,0041

0,012

0,009

1,72

II

23,4638

23,4610

0,0028

0,012

0,0033

0,014

0,011

1,39

II

III 23,7384

23,7347

0,0037

0,016

0,0000

0,000

0,000

0,00

III

Tabelle IV.

Versuchsreihe IIB: Einwirkung mm B^-Flussigkeit. ErpolitionsM: 4992 Stunden.

Bezeichnung der Platten

Anfangs- Trockengewicht Gewichtsver- Gewichtsver- Tauchflüssigkeit Tauchflüssigk.nebst Entsprech. Menge Hierzu ver-Trocken- «ach d.Einwirkg. tuft ber lüfte in An- nebst äBatotoaffer    Cntl)- Nerfc6tenFeS₂in Bmu*teH₂0₂=

fdtfn t6= *Iatten ^ fangsgewichts- enthielten 80« in m Anfangs- Plattenanfangs- Flulsigkerts-

gewicht in

°/o

0,0

o/o

menge in

cm

Bezeichnung der Platten

36,3805

36,2880

0,0925

0,25

0,007

0,02

0,015

0,30

II

27,1835

27,1095

0,0740

0,27

0,020

0,08

0,060

1,19

II

III 25,0598

25,0273

0,0325

0,13

0,000

0,00

0,000

0,00

III

*

* --

' *

' w

O

Sl -

i

Tabelle V. Versuchsreihe II 6: H₂0₂;6intutvktttt0. Grpohtionszeit: 4992 Slunen.

Beschaffenheit der exponierten Platten

Bezeichnung der Platten

Anfängliche

Beschaffenheit

April 1897

Nai 1897

Juni 1897

Juli 1897

November

1897

der

Platten

12.

13.

14.

15.

17.

20.

21.

23.

27.

3.

8.

14.

18.

20.

14.

3.

6.

Bezeichnung der Platten

Die Platte zeigt etwa in der Mitte einen ca. 2 cm langen Knoten, aber kein äußerlich sichtbares Erz.

Starke

Gasentwickelung.

Fortgesetzt starke Gasentwickelung. Schwacher, feiner, weißer Beschlag Badendes Cylinders und dessen Wandung.

am

Gasentwickelung unverändert. Der weiße Bodenbeschlag ist jetzt stärker. Auch auf der Platte selbst zeigt sich jetzt ein schwacherweißerBe-schlag.

Gasentwickelung nur noch schwach. Die Flüssigkeit im Cylinder opalisirt. Platte wie am 15.

Gasentwickelung hat aufgehört. Der Schlammabsatz ant Cylinderboden ist stärker, und jetzt hellrostfarben. Aus der oberen Schmalseite der Platte ein, teils rostfarbener, teils weißer, ziemlich star-; ker Beschlag, beim Bewegen des Cylinders sich ablösend, aber nicht löslich.

Alles unverändert In der Versuchs- Der Bodenschlamm flüssigkeit schweben erscheint jetzt hell-jetzt weiße Flocken, rostfarben und ftär-OberePlattenschmal- ker wie früher; sonst feite zeigt weißen alles unverändert. Anhauch. Die Langseiten erscheinen schwach rostfarben behaucht.

wie vorher.

Unverändert.

Der weißliche Beschlag auf deroberen Plattenschmalseite ist stärker geworden, der Bodenschlamm jetzt reichlicher und hellrostfarben.

Unverändert.

Unverändert.

Unverändert.

Unverändert.

Bodenschlamm gänzlich dunkelbraun; sonst alles unverändert.

II

Die Platte zeigt auf Schon nach V₂ ftütts der einen Breitseite diger Einwirkung eine bronzefarbene,    der    H2O2-Flüssigmetallischglänzende,    feit    trat Bräunung

etwa 4 cm lange,    der    Erzknoten ein. I

sich verjüngende Erzpartie; auf der andern Breitseite eine ebensolche. jedoch sehr kleine.

Starke    Gasentwickelung Gasentwickelung Gasentwickelung hat

Gasentwickelung. dauert fort. Die unverändert. Platte aufgehört. Platte Erzpartien haben    wie am 14.    wie vorher,

eine stark rostbraun-weiß-melierte Färbung angenommen.

Alles wie am 17. Am Boden des Cylinders wird ein schwacher, schwärz-| licher Absatz bemerkbar.

Wie vorher, jedoch sind auf den Erz-vartieen der Breitseiten, namentlich auf der großen Erzpartie der Platte, rostfarbene und weiße Flecken sichtbar geworden.

Unverändert.

Die kleine rost-    Die am 3. erschiene-    ^te Protuberanzen    Unverändert,

farbene Erzpartie    nett Protuberanzen fud jetzt durchweg

der einen Breitseite sind stärker gewor- fast 2 mm dick. der Platte hat sich den; auch treten solche mit starken rost- jetzt, obschon noch farbenen Pro tu- ganz schwach, auf ; beranzen bedeckt, der oberen Schmal-Die Flüssigkeit opa- feite auf. Die große j lisiert schwach. Erzpartie der einen !

Breitseite ist jetzt ; weniger weißlich, viel-; mehr wieder mehr I rostfarben anzusehen, j Cylinderwand ganz I dünn weiß beschlagen.

Die Protube-    Die Platte bat auf    Auch die Efflores-

ranzen lösen    der oberen Schmal-    cenzen der kleinen

sich als lockere    feite und an der    Erzstelle der einen

flattrigeMassen kleinen Erzstelle der Breitseite erscheinen stark ab.    einen Breitseite jetzt zur Hälfte

wiederdunkelschwärz- weiß, (zur anderen lich-rostbraune Protuberanzen angesetzt.

Die große Erzpartie der einen Breitseite erscheint fast ganz weiß (nur noch schwach gelblich meliert.)

Hälfte noch rostbraun).

Die Platte besitzt das normale Ansehen der Rimogner Phyllit-Sorte f.

Sehr schwache Gas- Die schwache Gasentwickelung. ! entwickelung dauert ! fort. Platte unverändert.

Alles wie am 14.

Alles wie ant 15. Die ganz schwache Gasentwickelung dauert noch fort.

; Platte unverändert.

Unverändert.

Unverändert.

Aeußerst feiner, kaum bemerkbarer, weißlicher Beschlag am Boden des Cylinders, sonst alles wie vorher.

Alles unverändert. Gasentwickelung hört fast auf; sonst alles unverändert.

Unverändert.

Gasentwickelung hat fast aufgehört. Platten unverändert.

Gasentwickelung hat vollständig aufgehört. Unverändert.

Unverändert.

Die Platte erscheint gegen den Anfang unverändert, und höchstens etwas bleicher geworden.

III

Alles unverändert. Die Platten I, II und 111 werden aus dem gewaschen, getrocknet und gewogen.

-

X

I

¹

.

^UÖTZj^

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labfllf VI. Versuchsreihe III SO^Gimmrkiing (Frejeuius'scher Uersnch). diplitionsmt: 3024 MM».

Bezeichnung der Platten

Juli 1896

August 1896

Beschaffenheit der exponierten Platten

September 1896

Oktober 1896

November 1896

Endgiltige Beschaffenheit der Platten nach dem Waschen und Trocknen

24. Nach einstündig. Exposition.

31

11

15

19

25

29

21

27

Schwach feucht beschlagen.

Ziemlich, doch ungleichmäßig naß, unten tropfend. Tropfenfarbe gelblich. Auf der Platte ist ein ganz schwacher schwefelgelber Belag sichtbar.

Ziemlich naß. Der iihme Schwach naß, nicht tropfend, gelbliche Beschlag noch )eut- Beschlag wie vorher. Die licher. Die ersten (Suren Spaltungserscheinung auf der von Spaltung zeigen fti) auf oberen Schmalseite ist noch der oberen schmalen Lud- nicht weiter vorgeschritten, fläche.

Naß, nicht tropfend. Der gelbliche Beschlag ist etwas schwächer geworden.

Unverändert.

Unverändert.

Unverändert, doch erscheint Wie vorher, doch tropfend, die Spaltlinie (seit dem 27. August) deutlicher.

Tropfen farblos.

Nicht topfend, doch feucht. Ausseln ganz wie am 29. August.

Stark tropfend (Tropfen farblos), sonst unverändert. Beim vorsichtigen Anschlagen an die Cylinderwand giebt die Platte einen Hellen Klang.

Unverändert. Die eingeritzte Bezeichnung ist noch sehr deutlich sichtbar.

Unverändert wie am 3. und 7. November. Gelbroter Beschlag. Schwache Spaltung.

Gelb- bis orangeroter Beschlag. Schwache Spaltung.

Desgleichen.

Feucht bis naß, unten tropfend. Tropfenfarbe schwach gelblich. Sonst keine Veränderung.

Sehr naß, sonst unveräi

dert. Wie vorher; stark tropfend (Tropfenfarbe gelblich).

Unverändert.

Unverändert.

Unverändert.

Unverändert.

Unverändert.

Unverädert; nur die Tropfkante, eren Färbung etwas Heller geworden, erscheint etwas muher wie vor der Exposton. Tropfenfarbe hellgelb.

Unverändert. Schwach tropfend. Tropfen farblos. Klang beim Anschlagen sehr

hell.

Unverändert, doch erscheint die Bezeichnung etwas undeutlicher wie anfangs. Nicht tropfend, feucht.

Unverändert. Tropfenfarbe hellgelblich. Fast vollständig frisches Aussehen, nur die Tropfkante erscheint matter und rauher. Klang am hellsten von allen Platten.

Unverändert, wie zu Anfang nach Farbe und sonstiger Beschaffenheit.

Ziemlich naß.

Feucht. Die Platte ist stark aufgespalten und beginnt blätterig zu werden. Veränderung fast so stark wie bei e.

Fast ganz trocken erscheinend. Ganz trocken. Platte aber- Ziemlich trocken. Spaltung Platte stärker aufgespalten mals stärker aufgespalten wie unten viel weiter gediehen, wie am 31. Juli.

vorher.

Unverändert.

Unverändert.

Trocken und auch sonst un- Schwach tropfend. Tropfen

farblos. Die Spaltung geht jetzt von oben bis unten fast gleich stark hindurch.

verändert.

Unverändert.

Die ganz gespaltene Platte hat jetzt ein sehr mürbes Aussehen und klingt beim Anschlagen dumpf.

Platte unten ganz umgekrümmt, rauh und schwammig und augenscheinlich mürbe. Aussehen kohlig, stark abblätternd und schuppig. Bezeichnung nur noch schwach zu sehen.

Hochgradige Verwitterung. Platte durch und durch von mulmiger, kohligerBeschaffen-heit; die rauhe, mürbe Oberfläche über und über mit glitzernden Stellen. Tiefe Spaltung. Beim Anschlagen fast klanglos, schwach klappernd.

Durch und durch zerspalten, mürbe und kohlig und mit Gipskryställchen übersäet.

Desgleichen.

Feucht bis naß, sonst keine Veränderung sichtbar.

Tropfen-

Etwas trockner geworden, Naß, tropfende Tropfen gelb.. Wie vorher, nur erscheinen Stark tropfend.

An einer Stelle ist eine die roten Ausblühungen (jetzt färbe gelblich. Sonst unver-schwache rostbraune Efflorescenz sichtbar.

sonst unverändert.

an 2 Stellen) dunkler.

ändert.

Unverändert.

Unverändert.

Platte ersichtlich rauher und unten an der Tropfkante etwas mürbe geworden. Stark tropfend. Tropfen gelb.

Nicht tropfend, feucht. An der Twpfkante erscheint die Platte Heller und etwas mürbe, hier auch gelblicher Beschleg. Sonst unverändert.

Ganz unverändert wie am 21. September. Klang sehr

hell.

Tropfend. Tropfenfarbe hellgelb. Sonst wie vorher, doch an der Tropfkante roter Anflug und Bezeichnung verwaschen.

Nicht tropfend, feucht. Aussehen ziemlich frisch bis auf die rauhe und matte Tropfkante mit roten Ansblüh-ungen. Klang hell.

Gebleicht und mit orangefarbenem und zeisiggrünem Anflug bedeckt.

Teils mehr, teils minder 'eucht beschlagen, stellenweise ganz trocken.

...

Obe^ ,^dche ziemlich trocken. Platte erscheint unten ca. 2 cm hoch gebleicht, oben mit starkem schwefelgelbem Beschlag. Aussehen jetzt ganz matt. Platte stark aufgespalten und blätterig geworden.

Oberfläche ganz    trocken und    Ganz trocken. Der gelbe Be-    Unverändert    bis    auf    die

rauh-matt. Färbung noch    schlag ist jetzt fast über die    Spaltung,    die    zugenommen

wie am 31. Juli.    Spaltung    ganze Oberfläche ausge-

stärker geworden.    Eine Spur    breitet. Spaltung abermals

Plattenmasse hat sich abgelöst und erscheint am Cylinderboden.

stärker geworden.

hat.

Unverändert.

Unverändert.

Oberfläche jetzt etwas feucht. Schwach tropfend. Spalt Der Spalt hat sich nach oben aufs neue, jetzt unten, weiter

geworden.

hin erweitert.

Ziemlich trocken, sonst unverändert, doch erscheint die Tropfkante jetzt etwas gebleichter.

Schwach tropfend. Tropfen farblos. Die gänzlich durchgespaltene Platte erscheint kräftig gelb gefärbt und giebt einen dumpfen Klang.

Unverändert. Bezeichnung fast verschwunden.

Nicht tropfend, unten feucht, Ganz sonst wie am 7. November. hochgradige Verwitterung und vollständig

Mächtig zerspalten und bröckelnd; hellrostbraun.

Schwach feucht beschlagen. An einer Stelle zeigt sich eine kleine gelbliche Efflorescenz.

Ziemlich naß, schwach tropfend. Die kleine ursprünglich gelbe Efflorescenz ist leuchtend weiß geworden; außerdem sind noch einige andere, kleine weiße Flecke in der Mitte erschienen.

Wie vorher, nur zeigt sich eine schwache Bleichung der Plattenoberfläche.

Naß, tropfend. Tropfenfarbe Tropft nicht; nicht sehr naß; schwach gelblich. Plattenfarbe sehr gebleicht, am unteren Rande 2 mm hoch schwach gelblich geworden.

im übrigen unverändert.

Die früheren weißen Stellen und Knötchen treten jetzt stärker denn je hervor. An diesen Stellen zeigen sich jetzt dicke Anschwellungen. Sonst unverändert.

Unverändert.

Wie vorher, doch tropft die Platte wieder. Tropfen farblos.

Unverändert.

Nicht tropfend, feucht. Sonst unverändert.

Stark tropfend. Tropfen farblos, sonst unverändert. Klang hell.

Fast trocken. Auf den Schmalseiten jetzt gelber Beschlag sichtbar, sonst unverändert. Bezeichnung verwaschen.

chgehende, mehrfache Spaltung. «Farbe schmutziggelb. Platte durch und durch blättrig-mürbe. Fast klanglos, schwach klappernd.

Nicht tropfend. Wie am 7. November. Aussehen ganz frisch, nur unten etwas Heller geworden.

dur

Stark gebleicht, sonst aber im ganzen sehr frisch aussehend (mit Ausnahme von b, wohl am frischesten). Farbe helllichtgrün mit Stich ins gelbliche.

Schwach feucht beschlagen.

Feucht, tropfend. Sonst keine Veränderung sichtbar.

Naß, im übrigen wie zuletzt.

Wie vorher; schwach tropfend. Tropfenfarbe schwach gelblich.

Unverändert.

Fast trocken; nicht mehr tropfend.

Unverändert.

Unverändert.

Wieder stark tropfend. Tropfenfarbe gelblich. Plattenflächen nur wenig angegriffen und rauh erscheinend. Von einer der Breitseiten hat sich jetzt ein Blättchen von ⁷/3 mm halb losgelöst.

Loslösung des Blättchens etwas stärker wie am 7. September; sonst unverändert.

Nicht tropfend, feucht. Wie am 21. September. Klang

hell.

Tropfend. Tropfenfarbe gelb. Sonst unverändert. Bezeichnung deutlich zu sehen.

Nicht tropfend, etwas naß. Der abgelöste Splitter noch unverändert wie am 7. November (und am 21. September). Ansehen frisch, nur Tropfkante etwas gerauht und matter. Klang hell.

Gebleicht.

Ziemlich naß.

Sehr naß, stark tropfend. Sonst keine Veränderung sichtbar.

Wie vorher.

Wie vorher. Tropfenfarbe schwach gelblich.

Naß, nicht tropfend. Sonst ganz wie vorher.

Schwach tropfend. Tropfen farblos; sonst unverändert.

Nichttropfend. Auf der Oberfläche sind einige ganz kleine grüne Stellen sichtbar geworden.

Unverändert.

Stark tropfend. Tropfen farblos. Platte erscheint etwas rauher und angegriffen.

Unverändert, doch Tropfenfarbe gelblich.

Wie am 21. September, doch Tropfen wieder farblos. Klang ziemlich hell.

Tropfenfarbe gelb; sonstwie vorher. Bezeichnung deutlich.

Stark tropfend; wie am 7. November. Aussehen ziemlich frisch, nur die Tropfkante erscheint gerauht und matter.

Ein wenig Heller und bläulicher geworden.

Desgleichen.

Naß, etwas tropfend. Sonst keine Veränderung sichtbar.

Ziemlich naß. Schwachegelbliche Streifen sind auf der Plattenoberfläche sichtbar geworden.

Wie vorher, die schwachen gelblichen Streifen jedoch eher etwas deutlicher geworden, auch stark tropfend.

Tropfenfarbe gelblich.

Unverändert, doch nicht mehr tropfend.

Stark tropfend. Tropfenfarbe gelblich; sonst unverändert.

Unverändert.

Unverändert.

Schwach tropfend. Tropfenfarbe gelblich. Die Flächen erscheinen rauher und mürber da, wo der gelbe Beschlag war und z. T. sich noch beendet, namentlich aber an der Tropfkante.

An der Tropfkante erscheint die Platte jetzt 1 cm hoch mürbe und ganz hell.

Nicht tropfend, feucht; sonst genau wie am 21. September. Klang hell.

Fast trocken; sonst unverändert. Bezeichnung deutlich.

Stark tropfend. Oberfläche ziemlich gleichmäßig etwas mattiert erscheinend. Klang

Ziemlich stark gebleicht.

hell.

Desgleichen.

Sehr naß, stark tropfend. Schwache,punktförmige, gelbliche Efflorenscenzen auf der Platte sichtbar.

Sehr naß und im ganzen wie vorher; nur sind jetzt die Efflorescenzen über die ganze Platte verbreitet und stark rotbraun.

Wie vorher; nur find die rotbraunen Efflorescenzen stärker geworden. Stark tropfend. Tropfen farblos.

Nicht tropfend, sonst wie vorher.

Unverändert.

Unverändert.

Am unteren Plattenende zeigt Nicht tropfend, aber feucht, sich die erste Spur einer Spalt jetzt von unten auf Spaltung (am 27. August stärker. Wo roter Beschlag schon beobachtet). Der rote war und z. T. noch sich be-Beschlag ist stärker und dunk- findet, jetzt mürbe Stellen, ler wie je geworden.

Spaltung etwas stärker geworden. Die Platte krümmt sich bereits von unten her ganz schwach auf.

Nicht tropfend, feucht. Plattenspaltung fortgeschritten. Klang etwas dumpf.

Spalt jetzt unten weit klaffend, so daß man auf Hs cm Höhe deutlich hindurch sehen kann. Bezeichnung deutlich.

Wie am 7. November. Platte scheint durch und durch mürbe zu sein und zeigt den vollen Verwitterungscharakter, rote Ausblühungen und sehr fortgeschrittene Spaltung. Klang klappernd.

Stark gespalten, mürbe. Farbe z. T. dunkelrostbraun.

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Bezeichnung der Platten

Tabelle VII.

Versuchsreihe ni: SO^CEinmtilumg »Freseiliusscher Versuch». Erpositionszeit: 3024 Stunden.

Gefamtgewichts-

Anfangstrockengewicht (bei 105° C.)

Trockengewicht nach Einwirkung der S02 (bei 105° C.)

Abgänge in fester Form in

Gesamtgewichts-

Verlust | Zunahme Verlust | Zunahme nach Einwirkung der S0₂ in nach Einwirkung der S0₂ in

Verwitterungs

koeffizient,

gewichtsprozent.

°/o

05 rQ

20,5410

19,8317

unwägbar

0,7093

3,453

5,2

31,0902

30,8822

0,0000

0,2080

0,669

25,9382

26,9730

0,1465

1,1813

4,554

P-

15,9492

15,4933

unwägbar

0,4559

2,858

4,3

30,4885

30,9445

0,1544

0,6104

2,002

16,2042

16,0298

unwägbar

0,1744

1,076

1,6

21,9123

21,7453

unwägbar

0,1670

0,762

1,1

25,1815

24,8860

unwägbar

0,2955

1,173

1,8

18,0383

17,6872

unwägbar

0,3511

1,946

2,9

27,6800

26,1895

0,1631

1,3274

4,796

7,2

¹

Es ist dabei jedoch die Befürchtung nicht ganz von der Hand zu weisen, daß aus der Nichtberücksichtigung der anfänglichen Ungleichheit der Porengröße der Schiefersorten Ungenauigkeiten in deren Bewertung erwachsen könnten.

²

Ferner haben nach einer Mitteilung, die ich der Güte des Herrn Professor L. v. Tetmayer in Zürich verdanke, sämtliche anläßlich der schweiz. Landesausstellung von 1896 untersuchten Dachschiefer der Schweiz sowie solche belgischer und französischer Provenienz die Frostprobe vollkommen bestanden.

³

Die einfache deutsche Deckung schließt bekanntlich die Verwendung ausländischen Materials in der Regel aus.

Tabelle vili. Versuchsreihe IV: Porosität (HygrosKopie und Imdidition)) spee. Gero.) gemöhnliche Masiereinroirkung. Grposrtionszeit: 1392 Stunden (insgesamt).

Bezeichnung der Platten

Anfangs-trocken-gewicht(bei 105° C.)

Anfangsgewicht am 5. VIII. 96

Gewichts-

Wasserdampfsattgewicht.

Exposition born5. VIII.96 zunähme durch Wasser-

bis 15. XI. 96

in

in

dampf

Scheinbares Wassersatt- Scheinbares Wassersatt- Wirkliches gewicht ohne Evakuation, gewicht mit Evakuation.

Exposition vom 15. IX. 96 Exposition vom 25. IX. 96

bis 5. X. 96

bis 25. IX. 96

Wirkliche Wasser-    Gewichts

sattgewicht mit zunähme durch Evakuation    Wasser

Wirkliche Ge- Trockengew. (150O Infolge der Wasserdampf-samtgewichts- C.) nach Wasser- sättigung ui Wasserlagerung zunähme g’t dampfsättigung durch Wasser- u. Wasserlagerung dampf und ohne und mit Wasser Evakuation

in Lösung gegangen

in

in Anfangs-trocken-gewichts-

am

crq

am

°/o

Gesamtaustrieb der Platten bei t° C. oder gt+g’t in g. Annähernd auch Plattenvolumina (einschl. Porenraum) in

cm³

Porosi-S p e c. tätsmaß Gew. /X p=ph+Pi für    in Platten-

volum-

Hygro-

skopiemaß

Jmbibi-

tionsmaß

0° C.

o/o

Ph

Pi

Ph

in Platten-volum-

in Plattenvolum

f* = -

Pi

x-¹ I

Pi

Bezeichnung der Platten

°/o

°/o

22,7125

22,8330    22,9185

2. IX.

0,2060

22,9575

21. IX.

22,9637    5. X.

22,9774

0,0589

0,2649

22,6988

0,0137

0,060

8,398

2,79

3,15

2,45

0,70    3,5:1

0,29

rO

29,6934

29,8135    29,8893

2. IX.

0,1959

29,9135

21. IX. 29,9173    29. IX. 29,9284

0,0391

0,2350

29,6823

0,0111    0,036

10,993

2,76

2,14

1,78

0,36    4,94:1

0,20

24,7810

24,8705    24,8839

15. IX.

0,1029

24,8860

18. IX. 24,8823    30. IX. 24,9133

0,0294

0,1323

24,7500

0,0310 j 0,125

9,012

2,79

1,47

1,14

0,33    3,5:1

0,29

tO

DO

17,2064

17,2575    17,2884

15. IX.

0,0817

17,2925

18. IX. 17,2942

5. X.

17,3059

0,0175

0,0992

17,1950

0,0117 j |    0,068

6,221

00

Ox

cs

03

0,28    4,67:1

0,21

p-

29,2933

29,3925    29,4904

2. IX.

0,1971

29,5057

21. IX. 29,5117

2.X.

29,5562

0,0658

0,2629

29,2488

0,0445

0,153

10,716

18,5870

18,5970    18,6166

24. VIII. 0,0296

18,6184

21. IX. 18,6220    2.X.

18,6395

0,0229

0,0525

18,5695

0,0175

0,094

6,595

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3:1

0,33

0,35    1,29:1

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crq

21,4406

21,4500    21,4790

31. VIII. 0,0384

21,4795

17. IX. 21,4745    3. X.

21,4931

0,0141

0,0525

21,4220

0,0186

0,087

7,574

2,85

0,69

0,50

0,19    2,72:1

0,37

0,28

crq

23,3265

23,3585    23,3897

31. VIII. 0,0632

23,3900

17. IX. 23,3870    2. X.

23,3979

0,0082

0,0714

23,3156

0,0109

0,046

8,093

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21,4795

21,4930    21,5100

31. VIII. 0,0305

21,5091

17. IX. 21,5045

5. X.

21,5200

0,0100

0,0405

21,4640

0,0155

0,072

7,608

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0,08    7,71:1

0,13    3,05:1

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0,33

0,09

0,25

30,6857

30,7785    30,8549

31. VIII. 0,1692

30,8705

18. IX. 30,8748

2.X.

30,9014

0,0465

0,2157

30,6591

0,0266

0,087

11,091

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cs

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0,42    3,64:1

0,27

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