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Besprechung^ -

Exemplar!

Das Abbinden

der

Portlandzemente.

Von

Dr. S. Kasai,

Onoda (Japan).

der

OtteatHohes ArheiUa 1

1908.

Berlin NW 21.

Verlag der Tonindustrie-Zeitung G. m. b. H.

xXX.

' Acrorö

~2_

S"

Druck von C. Vincent=Prenzlau.

ii

1IBŁ1ITEKA PôiiTECMICZW

KRAKÓW

0e9,

-,

Akc. Nr.

Einführung.

Damit aber steht der am Anfang dieses Abschnittes

vergleichenden Ergebnisse der monatlichen Versuche

« (- ' )

Inhalts-Verzeichnis.

POLITECHNIKA KRAKOWS A BIBLIOTEKA GŁÓWNA

Einführung.

Die auffallendste Erscheinung bei der Erhärtung der hydraulischen

Bindemittel ist das Abbinden. Man versteht darunter die Eigenschaft, daß die mit Wasser angemachten Mörtelbildner ohne weiteren Zusatz in verhältnismäßig kurzer Zeit so fest werden, daß sie nicht nur ihre Form beibehalten, sondern auch äußeren Einflüssen gegenüber eine gewisse Widerstandsfähigkeit erhalten. Das Abbinden der hydraulischen Bindemittel macht es erst möglich, sie unter Wasser zu bringen, ohne daß sie sofort zerfallen. Obwohl gerade bei dem wichtigsten hydraulischen Bindemittel

dem Portlandzement — die Vorgänge beim Abbinden schon lange Gegenstand eingehender Studien waren, sind gewisse sowohl theoretisch als auch für die Praxis wichtige Fragen unbeantwortet geblieben. Auch konnten sich sogar in weiteren Kreisen Anschauungen lange behaupten, auf deren zweifelhaften Wert von verschiedenen Forschern bereits aufmerksam gemacht wurde. So hat man dem Einfluß der Luftfeuchtigkeit auf den Verlauf des Abbindens eine übertriebene Bedeutung zugeschrieben. Auch in Bezug auf die eigentliche Ursache des Abbindens ist man sich noch nicht vollkommen klar. Die dabei auftretende Wärme

wurde allerdings längst als eine durch chemische Vorgänge verursachte Erscheinung gedeutet. Welche Bestandteile des Portlandzementes aber dabei beteiligt sind, wurde noch nicht klar und deutlich ausgesprochen. Vielmehr scheint ganz allgemein angenommen zu werden, daß die das Erhärten hervorrufenden Zementbestandteile auch an dem Abbinden beteiligt sind. Dagegen scheint mir aber die allgemein bekannte Tatsache zu sprechen, daß an diesem chemischen Vorgang nicht alle Teile des Zementes in gleicher Weise beteiligt sind, sondern daß die Tonerde die ausschlaggebende Rolle spielt. Denn es ist doch auffallend, daß gerade die tonerdereichen Portlandzemente am schnellsten abbinden, während, gleichen Grad des Brandes und gleichen hydraulischen Modul vorausgesetzt, die tonerdearmen, dafür aber kieselsäurereichen Zemente langsam abbinden. An dieser Stelle möchte ich diese auffallende Erscheinung nur in Erinnerung bringen, da sie mir in hohem Grade geeignet erscheint, zu weiteren Studien des Abbindevorganges anzureizen.

Welche Beziehungen zwischen dem Abbinden und der darauf folgenden Erhärtung bestehen, ist ebenfalls noch nicht vollständig erkannt. Betrachten wir das Abbinden als eine hauptsächliche Funktion der Tonerde, so können wir andererseits die Erhärtung als eine Funktion der Kieselsäure auffassen, ganz abgesehen davon, welche chemischen Veränderungen der Silikate dabei vor sich gehen.

Ist die Erhärtung eine von dem Abbinden vollständig unabhängige Erscheinung, so muß eine Störung oder sogar Verhinderung des Abbindens an dem Endergebnis der Erhärtung keine wesentlichen Änderungen hervorrufen. Die Praxis steht heute noch auf einem gegenteiligen Standpunkte. Es ist eine alte Regel, besonders rasch bindende Zemente nicht zu überrühren, weil dadurch das Abbinden gestört und die Festigkeit wesentlich vermindert werden soll. Gelingt es, die Haltlosigkeit dieser Anschauungen zu beweisen, so müßte damit auch der Beweis geliefert sein, daß Abbindung und Erhärtung zwei Vorgänge sind, die nichts miteinander zu tun haben.

Als ich an das Studium der Abbinde Verhältnisse heranging, dessen Ergebnisse in folgendem niedergelegt sind, stellte ich mir daher zunächst die Aufgabe, festzustellen, welche Beziehungen zwischen Abbinden und Erhärten des Portlandzements bestehen. Außerdem versuchte ich, den Einfluß der Luftwärme auf das Abbinden zu ergründen und gleichzeitig Beziehungen zwischen der Abbindegeschwindigkeit und der Luftwärme festzustellen. Handelte es sich bei dem Abbinden hauptsächlich um einen chemischen Vorgang, so mußte eine Gesetzmäßigkeit aufzustellen sein. Endlich galt es zu ermitteln, ob die Luftfeuchtigkeit tatsächlich den vermuteten Einfluß auf den Abbindevorgang ausübt.

Die folgenden Ausführungen zeigen die von mir eingeschlagenen Versuchswege zur Lösung der genannten Fragen.

I. Abschnitt.

Wiederanmachung, Erhärtung und Abbindezeit.

Der Bestimmung der Abbindezeit wird große Wichtigkeit zugeschrieben, deshalb, weil »ein bereits abgebundener, mit Wasser wieder angerührter Mörtel fast gar keine oder wesentlich geringere Erhärtungs-Energie besitzen« soll. (Kleines Zementbuch S. 9.) Es wird auch be-behauptet, daß »ein bereits abgebundener und wieder angemachter Zement dann nur äußerst langsam oder auch gar nicht abbindet«. (Naske, Portlandzementfabrikation S. 230.)

nimmt.

Ganz allgemein werden diese Ansichten als etwas selbstverständliches angesehen; viele Zemente sind dementsprechend beanstandet oder für unbrauchbare, wertlose Erzeugnisse erklärt werden. Es ist aber zwischen »langsam oder gar nicht abbinden« und »gar keine oder wesentlich geringere Erhärtungsenergie besitzen« ein Unterschied; denn das Abbinden des Zementes bestimmt nicht dessen Erhärtung; die beiden Vorgänge sind zwei verschiedene chemische Reaktionen, wie man allgemein an-Diese Ueberlegung hätte schon genügen können, einen Zweifel über Richtigkeit — wenigstens über Genauigkeit — jener Behauptungen zu erwecken.

Jeder, der sich mit der Herstellung höchst rasch bindenden Zementes beschäftigt hat, wird häufig der Enttäuschung nicht entgangen sein, insofern als das Erzeugnis in der Tat gleich beim Anmachen wesentliche Temperaturerhöhung aufweist, das Wasser aufsaugt und halbtrocken wird, und dennoch im Sinne der Normenprüfung als ein normaler Langsambinder auftritt, weil sein erstes Abbinden während des einige Minuten andauernden Anrührens endet, und die weitere Beobachtung sich auf den wiederangerührten Mörtel bezieht. Andererseits ist es gar nicht zutreffend, daß ein solcher Mörtel stets äußerst langsame Abbindezeit aufweisen, oder kaum Erhärtungs-Energie besitzen soll.

Candlot (Ciments et chaux hydrauliques; Annex) beweist durch umfangreiche Versuche, daß der Unterschied zwischen den Zug- und Druckfestigkeiten der einmal- und wiederholt angerührten Mörtel im allgemeinen unbedeutend ist. Von seinen vielen Versuchszahlen seien einige Reihen herausgegriffen ; er führt z. B. an;

Tafel 1.

Mittel von 13 Versuchen.

1 Zement : 3 Normensand. (Probekörper eingeschlagen).

Wasser

Zugfestigkeit in kg/qcm

Herstellungs-

Weise

Einmaliges

Anmachen

Wiederholtes An machen

W assererhärtung

Lufterhärtung

7    28    3    6    1 ! 7    28    3    6    1

Tage Tage Mon. Mon. Jahr Tage Tage Mon. Mon. Jahr

Einmaliges

Anmachen

10.5

10.1 16.6 21.9 24.8

30.8 12.1 23.5 30.0 37.7 47.5

Wiederholtes

Anmachen

10.5    1.5    10.4 16.9 22.7 25.5

29.4 11.8 23.3 30.4 35.1 46.2

Vergleichs-Werte

Einmaliges Anmachen Wiederholtes Anmachen

100

103

ICO

102

100

104

100

103

100

95

100

98

100

99

100

101

100

93

100

97

Trotzdem schreibt Candlot den Abbindungsverhältnissen große Wichtigkeit zu, weil der wieder angemachte Mörtel

1.    bei Verwendung feinen Sandes — besonders wenn man bei der Herstellung der Probekörper größere Wassermengen zum Anmachen verwendet und den Mörtel in die Formen schwach einschlägt oder einfüllt — geringere Zug- wie Druckfestigkeit aufweist,

2.    bedeutend geringere Haftfähigkeit als der einmal angemachte Mörtel aufweist und

3.    gegen die Wirkung des Meerwassers weniger widerstandsfähig ist.

4.    zieht Candlot aus seiner Versuchsreihe 5 den Schluß, daß die wiederangemachten, eingefüllten Mörtel je fetter desto schwächer im relativen Sinne sind. In der Tat sind nach seinen Zahlentafeln die Festigkeiten von den wiederangemachten eingefüllten 1 : 1 Mörteln um 20 v. H. niedriger als diejenigen von den einmal angemachten Mörteln, während bei den eingefüllten sowie eingeschlagenen 1 : 3 Mörteln dieser Unterschied sogut wie verschwindend ist, was übrigens auch bei den eingesöhlagenen Proben 1 : 1 der Fall ist.

g 1. Erhärtung wiederangemacliten Zementes.

Beim Studium der Beziehungen zwischen der Temperatur und Abbindezeit des Portlandzementes, worüber in Abschnitt II und III weiteres berichtet wird, wurden zugleich Zerreißversuche an einmal sowie wiederholt angemachten Mörteln ausgeführt. Sie sollen hier mit den Candlot’schen Ergebnissen verglichen werden.

Versuchsreihe I. Drei Zemente der üblichen chemischen Zusammensetzung wurden zum Versuch herangezogen. Bei jedem Versuch wurden ein Drittel vom angemachten i : 3-Mörtel normenmäßig eingeschlagen ; das zweite Drittel wurde nach dem Eintritt des Abbindebeginns unter Zusatz einer kleinen Wassermenge wieder kräftig angemacht und ein geschlagen. Mit dem letzten Drittel wurde nach dem Ende des Abbindens ähnlich verfahren. Die Ergebnisse sind hier unten in der Tafel 2 in Hundertteilen

angegeben.

Neben jedem solchen Versuch erfolgte zur genau gleichen Zeit die Bestimmung der Abbindeverhältnisse nach den Normen, so daß man genau die Zeit für die Wiederanmachung des Mörtels beobachten konnte.

Sämtliche, einmal- wie wiederholt angemachte Probekörper, wurden 24 Stunden an der Luft, dann im Süßwasser erhärten gelassen.

Die Festigkeitszahlen sind in Zahlentafel 3 (Seite 4-6) zusammengestellt; setzt man, des Vergleichs halber, füi die Festigkeiten der normalen Mörtel den Wert 100, so erhalten wir die folgenden Verhältniszahlen.

Tafel 2.

Anmachung

Zement

Vergleichs werte der Festigkeit

7 Tage

28 Tage

3 Monate

Nur einmal angemacht

ABC

100

100

100

Wiederholt

nach

Beginn des Abbindens

86

90

95

97

96

97

95

96

94

Wiederholt

nach

Beendigung des Abbindens

84

85

91

89

96

92

91

92

89

Versuchsreihe II. An drei verschiedenen Zementen stark abweichender chemischer Zusammensetzung wurde die Festigkeit der reinen Mörtel von verschiedenen Anmachwassermengen bei einmaliger wie wiederholter Anmachung festgestellt. Für die Ergebnisse vergleiche man Zahlentafel 4 (Seite 7—9).

Versuchsreihe III. An chemisch stark abweichenden drei Zementsorten wurden die Festigkeiten von den durch die Handarbeit hergestellten Probekörpern der einmal angemachten bez. nach 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 und 24 Stunden unter weiterer Wasserzugabe wiederangemachten 1 : 3-Sand-mörtel bestimmt.

Als Sand wurde für eine Hälfte der Versuchsreihe der deutsche Normensand gewählt; für die andere Hälfte dagegen sehr fein gemahlenes Quarzmehl, welches auf dem Siebe von 900 Maschen auf den qcm 4—5 v. H.

Zahlentafel 3. Versuchsreihe I.

Zement A.

rheinische Analyse.

Si 0„

Al₂ oa Fe, 03 . CaO

23,10

6,91

2,45

62,72

S0₃

1,02

Glühverlust 2,46

98,66

Abbindezeit

(Vicat’sche Nadel)

Festigkeit kg/qcm

1 Zement : 3 Deutscher Normalsand

Wasserzusatz v. H.

Beginn

Ende

Wasser

zusatz

Einmal

angemacht

Beim Abbindebeginn wieder angemacbt

Am Ende der Abbindezeit wieder angem acht

Zug

4w

3m

Wasser-

zusatz

Zug

lw 4 w 3m

28 0

28.0

28.0

28.0

26.5

26.0

26.0

26.0

26.0

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13.30

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2.30

1.30

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18.4

20.3

20.3

7.5

7.0

7.0

7.0

7.0

7.0

7.5

7.5

7.5

7.5

21.2

21.3

18.4

18.8

23.2

17.6

16.1

17.2

22.8

23.4

22.6

20.3

22.3

22.8

21.8

24.8

21.4

19.8

21.5

12.5 18.6

18.6

21.9

7.0

1.0

20.8

27.5

27.3

27.1

27.4

26.9

29.3

36.7

27.2

26.6

27.3

24.1

27.8

7.0

2.0

7.0

2.0

7.5

1.5

7.0

1.0

7.0

2.5

7.0

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7.0

2.0

7.0

1.0

7.5

1.5

7.5

1.5

7.5

15.6

19.8

19.3

20.9

20.8

18.4

24.0

23.9

24.7

21.5

23.6

21.3

17.7 20.4

17.8

21.0

31.9

25.4

25.3

27.4

25.8

26.4

28.9

17.3

19.0

25.5

15.6

17.0

1.0 12.2

7.5

1.5 17.5

19.4 25.3

21.2

26.8

17.6

21.2

22.4

26.1

Wasser-

otwooiooiootcooowooooowbbbbcbbbc zusatz

15.3

13.8

16.8

14.9

18.8

17.5

15.9

16.1

16.7

16.1

14.2

Zug

4 w [ 3m

21.0

19.1

22.1

26.4

20.8

19.3

17.2

19.8

18.3

19.2

19.8

18.8

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11.3

18.0

24.5

24.7

21.7

25.5

22.0

28.8

24.1

25.3

25.4

21.7

15.6

19.5

24.3

Zahlentafel 3. (Fortsetzung.)

Zement B.

Chemische Analyse.

Si0₂

Alj 0₃

Fe₂ 0:!

CaO

so₃

Glühverlust

21,76

7,81

3,36

61,42

0,92

2,68

97,95

Abbindezeit

(Vicat’sche Nadel)

Festigkeit kg'qcm

1 Zement : 3 Deutscher Normalsand

Wasserzusatz v. H.

Beginn

Ende

Wasser

zusatz

Einmal an gern acht

Beim Abbindebeginn wieder angernacht

Am Ende der Abbindezeit wieder angemacht

Zug

lw 4w 3m

25.0 4.io 6.30

25.0    3.20 5.io

25.0    3._o    4.40

25.0 4.io 6.10

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16.6 21.3

17.3 19.8 25.6

17.5 23.2 25.5

18.1 21.0 24.3

18.3 21.0 25.4

18.1 17.9 27.5

17.6 17.9 24.2

16.7 21.5 29.5

15.4 19.8 28.3

15.1 21.2 27.0

12.5 18.4 24.8

14.0 15.4 18.7

16.4 19.9 25.5

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zusatz

12.6

16.5

17.8

16.6

16.6

16.0

14.8

12.5

13.7

16.0

11.9

13.6

14.8

Zug

18.1

18.3

23.7

20.2

21.2

20.4

17.4

19.5

19.2

22.3

16.5

15.1

19.1

3m

25.3

26.8

21.6

25.2

25.8

21.9

23.3

26.8

26.1

22.7

18.5

23.9

öbiÖCTOtoibÖCTÖööwööbbiüiöböööbbiö¹

zusatz

Zug

lw 4 w 3m

12.1 18.5

16.0 18.9

14.6 23.7

17.3 19.1

14 7 19.8

12.5 17.6

13.8 17.2

12.6 19.4

13.3 21.3

15.8 21.9

12.1 16.5

12.9 16.0

14.0 19.1

24.7

27.4

21.1

25.1

25.1

22.3

25.6

25.3

24.1

22.6

19.8

24.0

r—I

Zahlentafel 3. (Fortsetzung.)

Zement C.

Chemische Analyse.

Si0₂

ai₂o₃

Fea 03 CaO

so₃

Glühverlust 2,99

21,24

7,52

3,39

62,42

0,97

98,53

Abbindezeit

Yicat’sehe Nadel)

Festigkeit kg/qcm

1 Zement : 3 Deutscher Normalsand

Wasserzusatz v. H.

Einmal

angemacht

Beim Abbindebeginn wieder angemacht

Am Ende der Abbindezeit wieder angemacht

Beginn

Ende

Wasser

zusatz

co

Wasser

zusatz

crq

CO

Wasser

zusatz

CT3

co

28.0

550

8.io

7.0

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28.0

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17.50

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8.io

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27.5

6.io

7.50

27.0

4.o

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27.0

250

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26.0

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20.8 24.1 28.1

21.2

20.2

17.3

18.1

16.6

19.2

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1.0

7.0

1.5

7.0

1.0

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23.5

31.7

7.0

1.0

7.0

1.5

21.6

23.0

19.3

228

29.7

28.9

24.2

28.0

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1.5

70

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7.5

1.5

7.5

1.5

208 23.7

17.7

19.7

21.4

25.0

18.2

21.2

20.8

23.3

17.2

16.8

18.4

16.1

18.3

22.5

19.4

23.2

21.9

22.0

7.0

27.5    3.5    20.3 22.5    24.1

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31.3

26.0

27.4

25.8

26.4

26.0

23.9

26.3

7.0

1.5    17.6 18.0    24.9

7.0

3.0    18.2

7.0

3.0

7.0

3.0

7.0

3.5

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7.5

3.0

7.5

3.5

21.7

28.3

18.0

21.8

23.7

18.4

22.9

26.1

16.7

15.4

17.1

16.4

17.5

20.1

18.2

22.9

21.8

20.9

24.4

22.1

25.6

23.1

24.8

Zahlentafel 4.

Versuchsreihe II.

Zement D.

Chemische Analyse.

Si 02 AL 03 Fe₂03 CaO

so₃

Glühverlust

24,96

5,30

3,00

60,84

0,92

3,80

98,82

Abbindezeit

(Vicat’sche Nadel)

Festigkeit kg/qcm

Reiner Zement

Einmal angemacht

Wasserzusatz

Beim Abbindebeginn wieder angemacht

Am Ende der Abbindezeit wieder angemacht

Beginn

Ende

Wasser v. H.

rH

TP

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eo

Wasser v. H.

Zug

i—*

Wasser v. H.

CK

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Ö CT

Zahlentafel 4. (Fortsetzung.)

Zement C.

Chemische Analyse.

Si02 Al, 03 Fe₂ 03 CaO S0₃

Glühverlust 2,99

21,24

7,52

3,39

62,42

0,97

98,53

Abbindezeit

(Vicat’sche Nadel)

Festigkeit kg/qcm Reiner Zement

Einmal angemacht

Wasserzusatz

Bei Abbindebeginn wieder angemacht

Am Ende der Ab-bindezeit wieder angemacht

Beginn

Ende

Wasser v. H.

Zug

Wasser v. H.

Zug

lw 4 w 3 m

Wasser v. H.

crq

CO

17.0

43.0 48.7 50.9

oo

t~j IQ

36.0 41.7

44.7

oo

32.8 37.1 41.3

27.0

2.0

27.0

12.0

Zahlentafel 4.

(Fortsetzung.)

Zement E.

Chemische Analyse.

SiO,

AI, 03 Fe₂03 CaO

19,13

11,91

60,18

4,66

S0₃

0,96

Glühverlust 2,62

99,46

Abbindezeit

(Vicat’sche Nadel)!

Festigkeit kg/qcm

Reiner Zement

Einmal angemacht

Wasserzusatz

Bei Abbindebeginn wieder angemacht

Am Ende der Ab-bindezeit wieder angemacht

Beginn

Ende

Wasser v H.

Zug

I-Ł

4w I 3m

Wasser v. H.

Zug

rH

4w | 3m

Wasser v. H.

Zug

lw 4 w 3 m

17.0 31.7

34.6 45.4

Dl

bt b

32.9

38.4 41.7

co o

tJ <x>

21.1 31.2 39.9

IO ©

cd ci

(M

m o

GO CD tM

Zahlentafel 5. Versuchsreihe III.

Zement D.

Chemische Analyse.

Si O,

Al, Ö3 Fe₂03 CaO

24,96

5,30

3,00

60,84

Abbindezeil.

SOs

0,92

Glühverlust 3,80

Wasserzusatz 27.5 v. H. Beginn Ende

3h 50‘ 7h 20‘

98,82

Festigkeit kg/qcm

Wiederangemacht in Stunden nach der ersten Anmachung

1 Zement : 3 Deutscher Normensand

1 Zement : 3 Quarzfeinmehl

Wasser

Zug

Wasser

Zug

v. H.

7 Tage 28 Tge.

3 Mon.

v. H.

7 Tage 28 Tge.

3 Mon.

7.5

14.9

18.8

25.5

17.0

9.7

14.2

18.6

7.5 + 0

16.2

19.6

23.9

17.0+ 1.0

7.6

13.0

16.7

7.5 + 0.1

16.7

20.0

26.3

17.0+2.0

5.6

11.0

14.3

7.5 + 0.3

16 9

20.4

27.1

17.0 + 3.0

4.7

7.5

13.1

12

7.5 + 0.8

13 4

18.6

25.3

17.0+4.0

4.3

8.6

12.9

15

7 5 + 0.5

15.4

20.8

25.1

17.0 + 2.0

48

9.3

14.4

18

7.5 + 0.6

14.4

20.2

25.0

17.0+1.0

42

9.5

13.7

21

7.5 + 1.0    12.9

17.4

26.0

17.0 + 2.0

3.9

8.5

12.6

Zahlentafel 5. (Fortsetzung.)

Zement C.

Chemische Analyse.

Si0₂

A4

Fe, Og CaO BO.

Glühverlust 2,99

21,24

7,52

3,39

62,42

0,97

98,53

Abbindezeit.

Wasserzusatz 26.0 v. H. Beginn Ende

5h 10‘ 6h 40‘

Festigkeit kg/qcm

Wiederangemacht in Stunden nach der ersten Anmachung

1 Zement : 3 Deutscher Normensand

1 Zement : 3 Quarzfeinmehl

Wasser

Zug

Wasser

Zug

v. H.

7 Tage

28 Tge. 3 Mon.

v. H.

7 Tage

28 Tge.

3 Mon.

7.5

17.9

21.4

24.6

15.0

15.8

24.4

31.1

7.5 + 1.5

17.1

20.1

21.3

15.0+1.0

13.4

21.0

26.0

7.5 + 2.5

17.7

19.5

22.4

15.0 + 2.0

13.2

20.4

28.5

7.5 + 3.0

18.4

19.3

21.4

15.0 + 3.0

12.7

19.6

24.4

12

7.5 + 3.5

16.5

20.3

23.5

15.0 + 3.5

11.0

17.3

23.2

15

7 5 + 4.0

18.3

20.7

23.9

15.0 + 4.0

10.6

15.6

23.9

18

7.5 + 4.0

13.4

16.9

19.0

15.0+4.0

10.6

17.5

22.5

21

7.5 + 4.5

120

14.6

18.4

15.0 + 4.0

10.0

16.1

22.9

Zahlentafel 5. (Fortsetzung.)

Zement E.

Chemische Analyse.

Si O,

Al, 03 Fe₂03 CaO

19,13

11,91

4,66

60,18

Abbindezeit.

S0₃

0,96

Glühverlust 2,62

Wasserzusatz 28.5 v. H. Beginn Ende

Oh 30‘ 8h 30‘

99,46

Festigkeit kg/qcm

Wiederangemacht in Stunden nach der ersten Anmachung

1 Zement : 3 Deutscher Normensand

1 Zement : 3 Quarzfeinmehl

Wasser

Zug

Wasser

Zug

v. H.

7 Tage

28 Tge.

3 Mon.

v. H.

7 Tage 28Tge.

3 Mon.

8.5

13.7

16.6

18.8

17.0

5.5

11.6

16.7

8.5 + 1.0

12.7

16.2

18.7

17.0+1.0

5.3

10.9

15.8

8.5 + 1.3

14.1

16.9

18.8

170+1.5

5.0

9.9

16.5

8.5 + 1.4

14.5

18.8

21.3

17.0 + 2.0

4.3

10.0

16.3

12

85 + 1.5

14 7

19.7

22.3

17.0 + 2.5

4.3

9.7

15.9

15

8.5 + 2.5

14.1

19.3

22.3

17.0 + 2.5

4.0

9.7

16 7

18

8.5 + 2.5

11.6

14.9

19.2

17.0 + 3.0

3.9

17.2

21

8.5 + 2.5

12.7

17.7

23.1

17 0 + 3.5

2.8

8.3

16.6

und auf 4900 Maschen auf den qcm 20 Die Versuchsergebnisse sind in Zahlentafel 5 (S. 10—12) zusammengestellt.

25 v. H. Rückstand zurückläßt.

§ 2. Erhärtung wiederangemachten Zementes — Fortsetzung.

Die in § 1 erwähnten Ergebnisse, womit auch die Versuche von Candlot in vielen Beziehungen übereinstimmen, dürften zur Genüge beweisen, daß die Behauptung vieler Autoritäten:

»der wieder an gerührte Zement-Mörtel besitze fast gar keine oder wesentlich geringere Erhärtungs-Energie« durchaus nicht stichhaltig ist.

Unsere Versuche stehen aber auch in einigen Einzelheiten mit den Candlot’schen nicht in Einklang. Daß z. B. nach seinen Versuchen der Unterschied zwischen den einmal und wiederholt angemachten Mörteln durch die Verwendung des feinen Sandes sich vergrößern, durch den groben Sand dagegen verkleinern soll, ist nur insofern richtig, als man kürzere Eristen in Betrachtung zieht. Mit der Zeit überholen die Festigkeiten der feinsandigen, wiederangerührten Mörtel ebenso gut wie bei den grobsandigen Proben die einmal angemachten Mörtel, was sehr deutlich aus Zahlentafel 5 hervorgeht. Jene Versuche sind für groben Sand mit dem kleinsten Wasserzusatz (Konsistenz für starkes Einschlagen); für feinen Sand dagegen mit größerer Wassermenge ausgeführt. Durch Zusatz von 15 v. H. Wasser erhielt man nämlich aus 1 Teil Zement C und 3 Teilen Quarzmehl einen für starkes Einschlagen passenden, halbtrocknen Mörtel und durch 17 v. H. Wasserzusatz zu Zement D und E und Quarzmehl einen feuchten Mörtel solcher Konsistenz, wie sie aus reinem Zement durch 20—21 v. H. Wasserzusatz erhalten wird und sich zum schwachen Einschlagen eignet. Außerdem hat man zu berücksichtigen, daß bei unseren Versuchen der äußerste Fall der Sandfeinheit (Quarzmehl) untersucht worden ist.

Betrachtet man nun die Zahlentafel 4 (Seite 7 — 9) näher, so dürfte man daraus den Schluß ziehen, daß:

»der Charakter der Festigkeitserscheinungen eines zuerst mit kleiner Wassermenge (a v. H.) und nach einiger Zeit unter weiterem Wasserzusatz (b v. H.) wieder angemachten Zementes gleich demjenigen von demselben, aber von vornherein mit größerer Wassermenge (etwa a -f- b v. H. oder a -f- 2 b v. H.) auf einmal angemachten Zement ist.«

Man achte nur auf die Aehnlichkeit zwischen den am Ende der Abbindezeit wiederangemachten und durch Einschlagen hergestellten Proben und den nur einmal angemachten und durch Einfüllen hergestellten.

Wir wissen nun, daß die mit größerer Wassermenge hergestellten Probekörper geringere Anfangsfestigkeit aufweisen, mit der Zeit aber die

mit kleinerer Wassermenge hergestellten ganz oder fast ganz einholen; die Zeitdauer zieht sich dabei um so mehr in die Länge, je größer der Wasserzusatz war.

Dehnen wir diese Betrachtungen aus und untersuchen die Werte der Zahlentafeln I und III, so sehen wir, daß unsere Schlußfolgerung, auch für die Zement-Sandmörtel ebenso giltig ist, wie für den reinen Zement Damit fällt das erste Bedenken, das Candlot gegen die wiederangemachten Mörtel hegt.

§ 3. Verhalten wiederangemaclher Mörtel bei Verwendung von Meerwasser und Erhärtung in demselben.

Versuchsreihe IV. Die aus Zement A und C durch einmaliges wie wiederholtes Anmachen hergestellten Kuchen wurden die ersten 2ą Stunden an der Luft, dann im Meerwasser erhärten lassen und während längerer Erhärtungsfristen genauer Beobachtung unterzogen. Die Ergebnisse sind in den folgenden Tafeln (6 und 7) zusammengestellt. Das beobachtete Verhalten ist durch Zeichen angegeben und deren Bedeutung in der beigefügten Anmerkung.

Tafel 6.

Zement A.

Anmachung: Meerwasser

Erhärtung: 24 Stunden an der Luft, darauf in Meerwasser.

An-

Letzte fertigung Beobachtung

Kuchen einmaliger Anmachung

Wiederangemacht Wiederangemacht beim Abbindebeginn am Abbindungsende

15. Ang.

31. Dez. (138 Tage)

18. Sept.

31. Dez. (104 Tage)

© 90 Tage

©81 Tage

© 32 Tage

13. Okt.

31. Dez. (79 Tage)

© 62 Tage

© 56 Tage

13. Nov.

31. Dez. (48 Tage

©31 Tage

© 34 Tage

© 35 Tage

Anmerkung: © Am letzten Beobachtungstage noch an Glasplatte fest haftend.

© x Tage . . . Der Kuchen löste sich in x Tagen nach der An-fertigung von der Glasplatte ab.

© . . . . Der Kuchen zeigte am letzten Beobachtungstsge nicht geringste Zeichen von Verkrümmungen, Kantenrissen oder dergl.

Tafel 7.

Zement C.

Anmachung : Meerwasser

Erhärtung: 24 Stunden an der Luft, darauf in Meerwasser.

An

fertigung

Letzte

Beobachtung

Kuchen einmaliger Anmachung

Wiederangem acht beim Abbindebeginn

Wiederangemacht am Abbindungsende

7. Aug.

31. Dez. (146 Tage)

© 1 Tag

24 Aug.

31. Dez. (129 Tage)

© 106 Tage

20. Sept.

31. Dez (102 Tage)

© 86 Tage

© 53 Tage

© 77 Tage

6. Okt.

31. Dez. (86 Tage)

© 15 Tage

© 22 Tage

© 36 Tage

7. Nov.

31. Dez. (54 Tage)

© 12 Tage

© 8 Tage

© 10 Tage

Aus den Tafeln ist beispielsweise zu entnehmen, daß bei der Probe 1 vom Zement A sämtliche am 15. August 1906 hergestellten Proben bei der letzten Beobachtung am 31. Dezember, (also in 138 Tagen) vollkommen tadellos geblieben sind; sie hafteten auch noch fest an der Glasplatte. Bei der Probe 2 von demselben Zemente löste sich der beim Abbindungsende wiederangemachte Kuchen in 32 Tagen nach der Herstellung von der Platte ab, dann folgte der beim Abbindebeginn wiederangemachte Kuchen in 81 Tagen und der Kuchen der gewöhnlichen Anmachung in 90 Tagen. Alle drei zeigten kein Merkmal des Treibens.

Ueberhaupt sind alle Proben dieser Versuchsreihe fehlerfrei geblieben, ohne irgend welche Kantenrisse oder Verkrümmungen zu zeigen, so daß wir keinen Unterschied in der Widerstandsfähigkeit gegen Meerwasser feststellen können.

Versuchsreihe V. Um die Kuchen einer verschärften Wirkung des Meerwassers auszusetzen, tauchten wir dieselben nach der Anfertigung sofort in Meerwasser ein; sie erhärteten darin und blieben dort während längerer Beobachtungszeit liegen Die Ergebnisse sind in den beifolgenden Tafeln 8 und 9 auf Seite 16 wiedergegeben. Auch hier zeigten alle Proben bis dahin keine Spur von Treiberscheinungen, so daß ein Unterschied der Widerstandsfähigkeit zwischen den einmal und wiederholt angemachten Mörteln nicht festgestellt werden konnte.

Versuchsreihe VI. Bei diesen Versuchen haben wir die einmal sowie wiederholt angemachten Kuchen 24 Stunden an der Luft, dann in einer

Tafel 8.

Zement A.

Anmachung: Mit Meerwasser Erhärtung: Im Meerwasser.

An-

Letzte ferl igung Beobachtung

Kuchen einmaliger Anmachung

Wiederangemacht Wiederangemacht beim Abbindebeginn am Abbindungsende

15. Aug.

31. Dez. (138 Tage

© 4 Tage

18. Sept.

31. Dez. (104 Tage

13. Okt.

31 Dez. i79 Tage)

© 7 Tage

© 4 Tage

© 74 Tage

13. Nov.

31. Dez. (48 Tage)

© 14 Tage

Tafel g.

Zement C.

Anmachung: Mit Meerwasser. Erhärtung: Im Meerwasser.

An

fertigung

Letzte

Beobachtung

Kuchen einmaliger Anmachung

W iederangemacht    W iederangem acht

beim Abbindebeginn am Abbindungsende

7. Aug

31. Dez. (146 Tage)

© 95 Tage

© 5 Tage

24. Aug.

31. Dez. (129 Tage)

© 106 Tage

20. Sept.

31. Dez. (102 Tage)

©11 Tage

© 59 Tage

6. Okt.

31. Dez. (86 Tage)

© 22 Tage

© 5 Tage

7. Nov.

31. Dez. (54 Tage)

© 13 Tage

3 prozentigen Lösung von Mg S0₄. 7 aq. erhärten lassen, über deren Ergebnisse die beifolgenden Tafeln 10 und 11 Auskunft geben.

Bei einigen von diesen Proben haben sich die einmal an gemachten Kuchen besser als die wiederholt angemachten gegen MgS0₄-Lösung gehalten; bei anderen Proben ist aber das gerade Gegenteil der Fall. Diese Versuche vermögen also auch keinen Unterschied der Widerstandsfähigkeit zwischen den einmal und wiederholt angemachten Mörteln zu beweisen.

Tafel 10.

Zement A.

Anmachung : Mit Meerwasser.

Erhärtung: 24 Stunden an der Luft, darauf in 3proz. Lösung von Mg S0₄.7 aq.

An

fertigung

Letzte

Beobachtung

Einmal

angemacht

Wiederangemacht nach Abbindebeginn

Wiederangemacht n Abbindungsende

15 Aug.

31. Dez.

(138 Tage)

© 115 Tage ©1 128 Tage ©2 133 Tage ©3 138 Tage

© 36 Tage ©1 47 Tage ©4 55 Tage ©5 66 Tage ©6 138 Tage

© 17 Tage ©1 77 Tage ©4 107 Tage ©5 116 Tage ©6 138 Tage

18. Sept.

31. Dez.

(104 Tage)

© 40 Tage ©1 44 Tage ©2 53 Tage ©4 63 Tage ©5 71 Tage ©6 104 Tage

© 51 Tage ©1 53 Tage ©2 59 Tage ©4 70 Tage ©5 79 Tage ©6 104 Tage

13. Okt

31 Dez. (79 Tage)

© 62 Tage

© 56 Tage

31. Dez. (48 Tage)

4    13. hJov.

© 25 Tage ©1 43 Tage ©2 48 Tage

Anmerkung: © Der Kuchen haftete bei der letzten Beobachtung noch fest an der Glasplatte.

©. Der Kuehen löste sich von der Glasplatte ab.

© Ohne jede Verkrümmung oder Kantenrisse.

©1 Spur von Verkrümmung, Kantenriss oder Aufblähung.

©2 Ziemlich deutliche Verkrümmung, Kantenrisse oder Aufblähung. ©3 Deutliche Verkrümmung usw.

©4 Bedeutende Verkrümmung usw.

©5 Beginn der Zerbröckelung durch starke Verkrümmungen, Kantenrisse usw.

©6 Weitgehende Zerbröckelung.

Tafel ii.

Zement C.

Anmachung: Mit Meerwasser.

Erhärtung: 24 Stunden an der Luft, darauf in 3proz. Lösung von MgS0₄. 7 aq

An-

fertigung

Letzte

Beobachtung

Einmal an gemacht

Nach Abbindebeginn wiederangemacht

Nach

Abbindungsende

wiederangemacht

7. Aug.

31. Dez. (146 Tage)

(3 3 Tage ©1 84 Tage ©2 95 Tage ©3 130 Tage

(D 4 Tage ©1 44 Tage ©4 63 Tage ©5 100 Tage ©6 146 Tage

24. Aug.

31. Dez. (129 Tage)

<© 3 Tage ©1 74 Tage ©2 88 Tage ©3 117 Tage

_©    4 Tage

©1 68 Tage ©2 88 Tage ©3 117 Tage

20. Sept

31. Dez. (102 Tage)

© 69 Tage ©1 69 Tage ©2 75 Tage ©3 79 Tage

©1 86 Tage © 92 Tage ©2 92 Tage ©3 97 Tage

©    61    Tage

©1 69 Tage ©2 77 Tage ©3 79 Tage ©4 90 Tage

6. Okt.

31. Dez. (86 Tage)

© 45 Tage ©2 63 Tage ©3 81 Tage

© 37 Tage ©1 65 Tage ©2 81 Tage

© 36 Tage ©2 63 Tage ©3 81 Tage

7. Nov

31. Dez. (54 Tage)

©1 31 Tage ©4 38 Tage ©5 43 Tage © 49 Tage ©6 54 Tage

Ql 54 Tage

©1 54 Tage

§ 4. Abbinden des wiederholt angemacliten Zementes.

Candlot sagt in Ciments et chaux hydrauliques; Annex V.:

»La prise des mortiers regâchés est toujours beaucoup plus lente que celle des mortiers gâchés normalement. Il est à remarquer qu’elle se produit à peu près dans le même temps avec tous les ciments; ainsi, qu’un mortier ait fait prise en

io minutes ou en 3 heures, le mortier regâché prendra dans les deux cas en 8 à 10 heures.«

D. h. »Das Abbinden der wiederholt angemachten Mörtel erfolgt immer viel langsamer als das der einmal angemachten Mörtel. Bemerkenswert ist, daß es bei allen Zementen ungefähr dieselbe Zeitdauer beansprucht. Ob ein Zement, einmal angemacht in 10 Minuten oder in 3 Stunden abband, wiederholt angemacht werden beide in 8 bis 10 Stunden abbinden.«

Damit aber steht der am Anfang dieses Abschnittes erwähnte Satz, daß »ein bereits abgebundener und wieder angemachter Zement nur äußerst langsam oder auch gar nicht abbinde«, im schroffsten Gegensatz. ' Die Ergebnisse unserer Versuche seien im folgenden mitgeteilt.

Versuchsreihe VII. Vom reinen Mörtel aus dem Zement D (vergleiche auch Versuchsreihe II und Zahlentafel 4) wurde ein Teil zur Bestimmung der Abbindezeit nach der Normenmethode benutzt. Es wurde dabei so verfahren, daß man alle 10 Minuten an drei Stellen des Zementbreis die Eindringung der Nadel bestimmte und das Diagramm vom Mittel von solchen Eindringungen konstruierte Dasselbe wird durch die Linie a, in der angehängten Tafel 1 dargestellt, woraus der Beginn und das Ende des Abbindens mit größter Sicherheit zu entnehmen ist. Ein zweiter Teil des Mörtels wurde zur Zeit des Abbindebeginnes des ersten Teiles wieder angerührt; man verfuhr mit diesem Brei in genau gleicher Weise, wodurch das Abbindediagramm a₂ sich ergiebt. Für den dritten, beim Abbindungsende wiederangerührten Teil des Mörtels gilt das Diagramm a₃. Wir fassen die Zahlen werte zusammen und erhalten folgende Tafel 12.

Tafel 12. Zement D.

Chemische Zusammensetzung

98,82

Luftwärme 16,5°—23° C. Mittlere Luftfeuchtigkeit 76 v. H.

Einmaliges An machen

Beim Abbindebeginn wiederangeriihrt

Beim Abbindungsende wiederangerührt

Wassermenge v. H.

Abbinden

Beginn

Ende

27,5

3h 50‘

7h 20‘

27,5 + 1,0

27,5 + 4,0

2h 50‘

lh 20‘

4h 50'

5h 20‘

Die während des Abbindens eintretende Temperaturänderung des einmal sowie des wiederholt angerührten Mörtels wurde auch genauer Beobachtung unterzogen und ist als Diagramme b1; b₂, b₃ in der angehängten Tafel 1 eingetragen, entsprechend den Abbindediagrammen at, a₂ und a₃.

Ferner sind in der angehängten Tafel 2 und in der angehängten Tafel 3 die an Zement C und E beobachteten Abbinde- und Temperatur-Erscheinungen vorgeführt. Die folgenden Zahlenwerte sind davon im Auszuge entnommen.

Tafel 13. Zement C.

Chemische Zusammensetzung

0,97

98,53

Lufttemperatur 17—18° C. Mittlere Luftfeuchtigkeit 75 v. H.

Einmaliges Anmachen

Beim Abbindebeginn* wiederangerührt

Beim Abbindungsende* wiederangeriihrt

Wassermenge

v. H.

Abbinden

Beginn

Ende

26,0

5h 10‘

6Ł 40‘

26,0 + 8,5

26,0 + 12,0

4h 30‘

5h 40‘

8h 40‘

11h _

Tafel 14. Zement E.

Chemische Zusammensetzung

Lufttemperatur 17—18° C. Mittlere Luftfeuchtigkeit 57 v. H.

Einmaliges Anmachen

0,96

98,46

Beim Abbindebeginn wiederangerührt

Beim Abbindungsende wiederangerührt

Wassermenge v. H.

Abbinden

Beginn

Ende

28,5

30‘

8h 30‘

28,5 + 2,0

28,5 + 6,5

3h 50‘

9h 50‘

6h 20‘

13h 30‘

§ 5. Abbinden

der wiederholt angemachten Zenient-Quarzmelil-Jliscliiing.

Versuchsreihe VIII. Der Versuchsreihe VII entsprechend wurden mit dem Zement D die Abbindeverhältnisse und Temperaturänderungen untersucht, jedoch nicht mit dem reinen Zement, sondern mit der 1:1-, 1 : 2-, 1 : 3-Mischung aus Zement und Quarzmehl von der Zement-Mehlfeinheit. In der angehängten Tafel 4 werden die Abbinde- und

Temperaturdiagramme für Zement D im Mischungsverhältnisse von i : i und in der angehängten Tafel 5 jene für Zement D im Mischungsverhältnis 1 : 3 wiedergegeben.

Genau gleiche Versuche wurden mit dem Zement C bezw. Zement E ausgeführt. Die Ergebnisse waren dieselben.

Die folgenden Tafeln 15 — 17 enthalten den kurz gefaßten Vergleich der Abbindezeiten.

Tafel 15.

1 Zement : 1 Quarzmehl.

Zement D

Zement C

Zement E

Einmaliges

Anmachen

Beim Abbindebeginn wiederangemacht

Beim Abbindungsende wiederangemacht

Wasser v. H

25,0

Abbinden

Beginn

4h 50‘

Ende

7h 50‘

Wasser v. H.

Abbinden

Beginn

Ende

Wasser v. H.

Abbinden

Beginn

Ende

25,5

5h 50‘

7h 20'

27,0

D 20‘

10h 30‘

25,0+ 1,0

25,0 + 3,0

3h 40‘

8h 10‘

25,5 + 2,5

lh —

7h 10'

27,0+2,0

8h 20'

14h 30‘

4h 30‘

10h 10'

25,5 + 6,5

6h 40'

12h 30'

27,0+?

8h —

17h —

Tafel 16.

1 Zement : 2 Quarzmehl.

Zement D

Zement C

Zement E

Einmaliges

Anmachen

Beim Abbindebeginn wiederangemacht

Beim Abbindungsende wiederangemacht

Wasser Y. H.

25,5

Abbinden

Beginn

Ende

Wasser v. H.

Abbinden

Beginn

Ende

Wasser v. H.

Abbinden

Beginn

Ende

5h —

10h 50'

24,5

6h 10'

8h 40'

24,0

2h 50'

10h 30

25,5+ 1,5

25,5 + 4.0

5h 40'

6h 30'

11h 40'

24,5 + 2,0

12h 40'

24,5 + 4,5

5h 10'

6h 10'

10h 40'

24,0 + 2,5

13h 30'

24,0 + 6,0

7h 30'

8h 40'

13h 30

14h _

Tafel 17.

i Zement : 3 Quarzmehl.

Zement D

Zement C

Zement E

Einmaliges

Anmachen

Beim Abbindebeginn wiederangemacht

Wasser v. H.

25,0

25,0 + 2,0

Beim Abbindungsende wiederangemacht

25,0 + 4,0

Abbinden

Beginn

Ende

Wasser v. H.

Abbinden

Beginn

Ende

Wasser v. H.

Abbinden

Beginn Ende

4h -

8h 50‘

8h 40‘

12h 10‘

23,5

4h 10‘

llh 10‘

23,5

lh40‘

10h _

15h 20‘ 23,5 + 2,0

15h 10‘ 23,5 + 4,0

8h 50‘

8h 30‘

16h 30‘

23,5 + 0,5 8hl0‘

16h 30‘ 23,5 + 6,0

7h —

13h —

13h 40‘

Hieraus ergibt sich, daß der Satz, »der wiederangemachte Zement binde äußerst langsam oder gar nicht ab«, in dieser allgemein gehaltenen Form der Tatsache vollständig widerspricht.

Die Ergebnisse am reinen Zement sind sehr unregelsmäßig; sie scheinen aber mit denjenigen an Quarzmehlmischungen auf Richtigkeit der Candlot’schen Behauptung hinzudeuten, sofern man die Wieder-anmachung der Mörtel nach Verlauf einiger Zeit nach vollendetem Abbinden ausführen würde, was aber noch durch weitere Versuche geprüft werden muß.

II. Abschnitt.

Abbindezeit und Temperatur.

Als im Jahre 1904 die Vorlage für »Normen zur Zementprüfung« vom Ministerium für Agrikultur und Handel in Japan zur Begutachtung den japanischen Zementfabriken zuging, wurde von den letzteren die Einschaltung folgender Bestimmung empfohlen:

»Die Bestimmung der Abbindezeit ist in der Regel bei 15 ⁰ — 18 ⁰ C. auszuführen. «

Nach einger Zeit erschienen die Normen als Ministerialerlaß Nr. 35 — 1905, worin jener Beschluß nicht berücksichtigt war.

Es ist wohl bekannt, daß bei höheren Temperaturen das Abbinden rascher erfolgt; in welchem Maße es aber beeinflußt wird, darüber besitzen wir nur vereinzelte Berichte.

Schiffner hatte bereits 1892 im Verein deutscher Portlandzementfabrikanten die nähere Untersuchung dieses Gegenstandes angeregt; es wurde ein Ausschuß zur Prüfung der Arbeitsbedingungen bei der Ermittelung der Bindezeit ins Leben gerufen, aus dessen Berichten im folgenden einige interessanten Zahlen herausgegriffen seien (Protokoll des Vereins deutscher Portlandzementfabrikanten 1894, Seite 140):

Tafel 18.

Ende des Abbindens.

Zement A

Zement A‘

Zement B

Wasserzusatz v. H.

30

30

83

0—1° C

6h 40‘

20h

II

7—8° C

Oh 16‘

10h

7h

öl

15—16° C

Oh 3‘

6h

—h 25‘

CJ

22—23° C

4h 50‘

—h 0‘

Nach zwei Jahren wurde dieser Ausschuß mit demjenigen zur Prüfung der Untersuchungsweisen auf Raumbeständigkeit verschmolzen. Dieser

neue Ausschuß hat sich jedoch hauptsächlich nur mit den Fragen der beschleunigten Raumbeständigkeitsproben beschäftigt und die Fragen der Abbindeverhältnisse vernachlässigt.

Gary hat die Bestimmung der Temperatur des abbindenden Zementes, über welche Arbeitsweise im älteren Schrifttum nur vereinzelte Berichte zu finden sind, seit 1903 wieder aufgenommen und berichtete darüber in den Versammlungen des Vereins deutscher Portlandzementfabrikanten im Jahre 1904 und 1905 (Protokoll 1904 Seite 86, 1905 Seite 155). Zu einer bestimmten Schlußfolgerung ist er nicht gelangt.

Candlot (Ciment et Chaux hydraulique; Seite 113, Anhangstafel Nr. 6) sagt: »Ein und derselbe Zement kann in 4—5 Stunden oder auch in 10 — 15 Minuten abbinden, je nachdem man ihn mit kaltem oder warmem Wasser anrührt«; einen diese Behauptung in jeder Hinsicht voll begründenden Beweis führt er nicht an, obwohl seine Zahlentafel recht interessant ist

Wir haben uns deshalb mit eingehenden Arbeiten über die Beziehungen zwischen Temperatur und Feuchtigkeit einerseits und der Abbindezeit des Zements andererseit beschäftigt, worüber in den folgenden Unterabschnitten berichtet werden soll.

§ 1. Einfluss der Jahreszeiten auf die Abbindezeit.

Versuchsreihe IX. Eine Probe des Zements Marke A wurde nach der sorgfältigsten Durchmischung in 20 Zinkbüchsen verteilt und diese luftdicht verlötet. Jede Büchse war etwa i3oXI3⁰)KI30 mm groß und nahm nach Einrüttelung und Einpressung 4ooo gr Zement auf; es konnten also bei einem Litergewicht des eingerüttelten Zementes von 1800 gr nur ganz geringe Mengen Luft darin verbleiben und dementsprechend nur eine noch bedeutend kleinere Menge von C0₂ oder H₂0, so daß die durch Wasser und Kohlensäure zu verursachende Veränderung des Zementes so gut wie ausgeschlossen war.

Seitdem wurde monatlich je eine Büchse geöffnet und die Abbindezeit des Inhaltes bestimmt. Die Abbindeversuche wurden möglichst unter solchen Verhältnissen ausgeführt, wie sie an unvollkommen eingerichteten Versuchsstellen Vorkommen können; das Zimmer wurde auch im Winter nicht geheizt, wie es unter unseren klimatischen Verhältnissen häufig Vorkommen kann. Zement und Wasser wurden auch nicht auf eine bestimmte gleiche Temperatur gebracht, sondern so verbraucht wie sie im Zimmer vorgefunden wurden.

Nach je 10 Minuten von der Wasserzugabe an gerechnet ließ man die Vicat’sche Nadel an drei Stellen in die Dose einsinken. Die durchschnittliche Entfernung der Nadelspitze vom Boden der Dose wurde festgestellt und zeichnerisch in einer Tafel eingetragen; auf diese Weise

konnte man den Verlauf des Abbindens recht genau verfolgen, sofern man überhaupt mit dem Nadelapparat genau arbeiten kann. Gleichzeitig wurde auch die Temperatur des abbindenden Zementes sowie die Luft-temperatui und Feuchtigkeit, letztere an einem Haarhygrometer und an einem nasssen Thermometer, bestimmt. Tafel 20 und 21 auf Seite 26 und 27 zeigen als Beispiele die am 4. September und 16. Oktober 1905 erhaltenen Versuchswerte. Die in folgenden Zeiten monatlich einmal ausgeführten Versuche haben bis heute die in der an gehängten Tafel 6 vorgeführten Ergebnisse geliefert. Die wichtigeren Zahlenwerte seien im Auszug in folgender Zusammenstellung 19 mitgeteilt.

Tafel 19. Zement A

(luftdicht aufbewahrt).

Datum

Luftwärme ⁰ C.

Grenzen

Mittel

Feuchtigkeit der Luft in v. H.

Abbindezeit nach Vicat

Beginn

Ende

4. Sept. 1905

25,9—26,9

26,4

82,7

2h 30‘

3h 40¹

16 Sept 1905

27,8—29,0

28,4

81,2

lh 50‘

3h 20‘

16. Okt. 1905

20,4—23,1

21,9

82,6

3h 20*

5h 10‘

16. Nov. 1905

14,4—16,8

15,9

77,9

5h 50‘

9h 40‘

16. Dez. 1905

6,8-12,8

10,6

67,2

8h 40‘

14h

16. Jan 1906

8,0-13,4

11,7

79,4

8h

13h 30«

16. Febr. 1906

7,2-11,1

9,8

68,5

9h 10‘

15h 50‘

16. März 1906

8,2—13,2

11,4

68,3

8h 10¹

14h 50‘

20. April 1906

14,0—17,8

15,9

68,6

5h 40‘

9h 20‘

16. Mai 1906

19,4—20,8

20,2

91,6

3h 30'

5h

16. Juni 1906

21,5—23,4

22,3

82,5

3h

4h 10'

16. Juli 1906

24,8-25,8

25,3

89,7

lh 50‘

2h 30‘

16. Aug. 1906

30,0—30,4

30,2

78,4

lh 10‘

lh 30‘

18. Sept. 1906

21,2—23,4

22,4

83,0

3h 10‘

4h 20‘

16. Okt. 1906

21,8—23,8

22,9

75,3

3h

4h 10‘

16. Nov. 1906

18,4—20,9

20,0

87,2

4h 30‘

6h

17. Dez. 1906

13,0—14,1

13,7

89,2

6h 50‘

11h 3J<

Zeit in Std.u.Min.

Luft-

00

10

20

30

40

50

1.00

10

20

30

40

50

2.00

10

20

30

40

50

3.00

10

20

30

40

50

4.00

10

20

30

40

50

5.00

10

20

30

40

50

6.00

10

20

30

40

50

7.00

10

20

30

40

60

8.00

Tafel 20.

Zement A. 4. September 1Q05.

Feucht.

Temperatur Thermometer ⁰ C

in ⁰ C

25.9

25.9

25.9

26.0

26.1

26.2

26.2

26.2

26 2

26.3

26.2

26.2

26.4

26.4

26.6

26.7

26.7

26.7

26.6

26.8

26.9

26.9 Mittel 26.8 26.4° C

26.8

26.8

26.8

26.9

26.8

26.8

26.9

26.8

27.0

26.9

27.0

26.8

26.8

26.9

26.8

26.7

26.7

26.6

26.6

26.6

26.7

26.6

26.8

27.0

26.8 Mittel 26.8 26.6° C

Relative

Feuchtigkeit

Koppe- Haar-sche Hygro-Tafel meter y. H. y. H.

Yicat’sche Nadel

Ablesungen an 3 Stellen §

mm mm mm mm

.. Temperatur des abbindenden Zementes

Ablesungen ⁰ C

23.2

23.2

23.4

23.5

23.4

23.4

23.6

23.9

23.8

23.9

24.0

24.0

24.2

24.4

24 4

24.4

24.4

24.4

24.3

24.3

24.4

24.4

24.3

24.2

24 4

24.4

24.4

24.2

24.4

24.4

24.4

2t,6

24.5

24.4

24.5

24.5

24.5

24.5

24.5

24.5

24.4

24.4

24.4

24.4

24.6

24.7

24.7

24.6

24.6

79

79

85

80

80

79

78

79

82

81

81

82

82

82

84

82

82

82

82

82

80

80

80

80

79

81

81

80

79

79

80

81

81

81

79

80

82

81

82

83

83

82

82

82

82

84

83

82

83

83

85

85

85

85

85

81

84

84

84

84

84

84

84

84

84

85

85

85

85

85

85 Mittel 84 82.7 84 v. H.

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83

83 Mittel 83 82.6

v. H.

05 05 10 07 20 20 15 18 25 20 20 22 65 35 90 63 330 305 335 323 390 395 390 391 390 395 395 393 395 395 395 395 400 400 400 400

27.20 27.35 27.30 27.30 27 25 27.20 27.20 27.15 27.10 27.10 27.15

27.20

27.25

27.35

27.50

27.80

29.80

32.80 34.05

34.20

33.90

33.65

32.85

32.20 32.00

31.50

31.20

30.90

30.65

30.40

30.20 30.00 29.75 29.70

29.50

29.40

29.35

29.25 29.05 29.00 28.95

28.85

28.85

28.80

28.80

28.80

28.80

28.80

I a f el 21.

Zement A. 16. Oktober 1905.

Zeit in Std.u.Min.

00

10

20

30

40

50

Luft- Feucht. Temperatur Therroo-in ⁰ C. meter⁰ C

18,4 18,8 18,8 18,8 19,0 19,0

Relative

Feuchtigkeit

Koppe- Haar-sche Hygro-Tafel meter y. H. v. H.

Vicat’sche Nadel

20,4

20,6

20,6

20,7

20,8

21,0

81

83

83

83

83

82

86

86

86

86

86

1,00

21,2

19,1

83

86

10

20

21,2

19,2

83

86

30

21,5

19,6

83

84

40

21,6

19,6

82

83

50

21,6

19,5

81

83

21,8

19,6

81

82

2,00

21,7

19,7

82

82

10

20

21,9

19,8

82

82

30

22,0

19,9

82

83

40

22,0

20,0

82

83

84

50

22,2

22,3

20,1

82

20,2

82

84

3,00

22,3

20,2

82

84

10

20

22,3

20,1

81

84

30

22,3

20,1

8t

85

40

22,4

20,2

81

85

50

22,4

20,2

81

85

22,3

20,0

80

85

4,00

22,4

20,0

79

85

10

20

22,6

20,2

79

85

30

22,6

20,1

78

85

40

22,6

20,2

79

84

50

22,6

20,2

79

84

22,8

20,4

79

84

5,00

10

20

22,9 Mittel 23,1 21,9° C

20,5

20,7

79

80

30

23,0

20,8

82

84 Mittel 84 82,6 84 v. H.

go I OOOOOOOOOOOOOOOOOOOrtHrt§N*§§ffiN®0

g co I oooooooooooooooooo2”ïï§nn?œ5H§roo

th — co co

^ ß p OOOOOOOOOOOOOOOOOOOHrtS«N®SonxS§ ^ C« n    ^ Cv) CO CO

Ï Mittel

s ooooooooooooo§SS§§§2S^S^^E:g§§

rH CO CO Ttt

40

23,1

20,9

82

84

50

23,1

20,9

82

84

23,0

20,8

82

84

84

6,00

23,0

20,8

82

84

10

20

23,2

20,7

79

30

23,1

23,1

20,7

80

84

40

20,7

80

84

84

50

22,8

20,4

79

23,0

20,8

82

84

7,00

23,2

20,7

79

84

10

20

23,0

20,6

80

84

30

23,1

20,8

81

84

40

23,3

23,0

21,1

82

84

84

50

20,4

77

84

22,9

20,6

81

8,00

23,0

20,7

81

84

10

23,1

20

20,8

81

84

30

22,5

20,1

79

84

40

22,4

20,2

81

84

50

22,1

20,0

82

84

23,0

20,6

80

84

84

9,00

23,0

20,7

81

10

20

23,2

21,0

82

84

30

23,2

21,1

83

83

40

50

23,0 Mittel 22,9 22,4° C

21,1

21,0

84

83

84

83 Mittel 83 82,5 v. H.

Temperatur des abbindenden Zementes

Ablesungen ⁰ C

21,95

21.95 21,90 21,80 21,73 21,70 21,65 21,61 21,70

21.70 21,72 21,78 21,81

21.85

21.90 21,98 22,08 22,12 22,22 22,25 22,40

22.40

22.50 22,58

22.70 22,77

22.95

23.30

26.30

28.75 29,35

29.30

28.90

28.30 27,80

27.50 27,00

26.70

26.30 26,00

25.75

25.50

25.30 25,20 25,00

24.85

24.75 24,63 24,55

24.40

24.30 24,15 24,05 24,00 24,00 24,00 24,00 24,00

10,00

Es sei bemerkt, daß die Versuchsreihe I über die Festigkeit der wiederholt angemachten Mörtel mit den hier erwähnten Abbindeversuchen gleichzeitig ausgeführt sind.

Die chemische Analyse des Zementes A bestätigt, daß der Verschluß in den Zinkkistchen den Einfluß der Kohlensäure und Luftfeuchtigkeit gut abgehalten hat, was eigentlich selbstverständlich ist. Die folgende Tafel 22 sei nur der Vollständigkeit halber hier vorgeführt:

Tafel 22.

Analysen des in Blechdosen luftdicht aufbewahrten Zementes A.

Si 0,

v. H.

Al, 0,

v. H.

Fe₂ 0₃

v. H.

CaO

v. H

S0₃ v. H.

Glühverlust v. H.

Summe

Sept. 1905

22.77

7.66

2.20

62.79

1.01

2.40

98.77

Nov. 1905

23.27

6.89

2.53

62.71

1.02

2.16

98.58

Jan. 1906

23.20

7.02

2.44

62.53

1.00

2.02

98.21

Febr. 1906

22.15

7.76

2.46

62.49

1.03

2.28

98.17

März 1906

23.22

7.15

2.39

62.91

1.02

2.22

98.91

April 1906

23.11

6.62

2.26

62.49

1.03

2.80

98.31

Mai 1906

23.21

6.99

2.57

62.51

1.01

9.43

98.72

Juli 1906

23.30

5.79

2.41

62.63

1.03

3.10

98.26

Sept. 1906

23.31

6.75

2.58

63.28

1.04

2.87

99.83

Nov. 1906

23.47

6.56

2.65

62.84

1.05

2.34

98.91

Durchschnitt

23.10

6.91

2.45

62.72

1.02

2.46    [ 98.66

Versuchsreihe X. In einem Parallel versuch wurde derselbe Zement in mehreren Holzkistchen unter dem lose aufgelegten Deckel aufbewahrt, was der Lagerung in Fässern ziemlich entsprechen dürfte. Monatlich einmal wurde der Inhalt je eines Kistchens untersucht; die erhaltenen Ergebnisse sind in Auszug in Tafel 23 auf Seite 29 zusammengestellt.

In welchem Maße der Zement mit der Zeit an Glühverlust zugenommen hat, also Feuchtigkeit und Kohlensäure an der Luft angezogen hat, ist aus Tafel 24 auf Seite 29 zu ersehen.

Diese beiden Versuchsreihen eines durchaus guten Zementes — die Festigkeitswerte sind bereits im Abschnitt I wiederholt angegeben — geben bereits einen ungefähren Begriif vom Einfluß der Temperatur und somit der Jahreszeiten auf die Abbindezeit.

Versuchsreihe XI. Um jedoch die Beobachtungen noch breiter auszudehnen, haben wir einen Handelszement von gutem Ruf angekauft — Zement Marke B — und die Untersuchungen ähnlich der Versuchsreihe IX (dichter Verschluß) ausgeführt. Tafel 25 auf Seite 30 gibt als Beispiel die am 22. September 1905 gemachten Beobachtungen an; die

Datum

4. Sept, 1905

13. Sept, 1905

13. Okt. 1905

13. Nov. 1905

13. Dez. 1905

13. Jan. 1906

13. Febr. 1906

13. März 1906

18. April 1906

14. Mai 1906

13. Juni 1906

13. Juli 1906

15. Aug. 1906

13. Sept. 1906

13. Okt. 1906

13. Nov. 1906

13. Dez. 1906

Tafel 23.

Zement A

(in Holzkisten aufbewahrt).

Luftwärme ⁰ C.

Grenzen

Mittel

Feuchtigkeit der Luft in v. H.

Abbindezeit nach Yicat

Beginn

Ende

25,9—26,9

26 3—29,4

19,4—22,2

16,6-20,4

7,6—11,3

6,6— 9,8

5,5- 8,5

8,6-15,4

11,6—16,9

20,4-21,4

23,2-25,0

22,3-22,7

28,2—29,2

26,0—27,4

18,2—21,6

14,6—16,0

8,6—12,2

26,4

27,7

21,0

19.1

9,4

8,3

7,3

12,9

14,6

20,9

24,2

22,6

28,7

26,9

20,3

15,2

11,0

82,7

84,8

70,9

73,2

66,8

70,7

67,2

78,4

77,5

82,9

82,9

90,7

76,4

87,1

76,5

82,1

89,4

2h 30‘

3h 40‘

2h 50‘

4h E0‘

6h 20

7h 30‘

5h 30‘

9h 40‘

13h 20‘

13h 40‘

10h 10‘

8h 50‘

5h 20‘

3h 30-'

3h 50‘

2h

2h 20‘

5h

8h

11h 20‘

8h 20‘

17h

22h 40‘

22h

14h 10‘

12h

6h 20‘

5h

6h 50‘

5h 40‘

6h 30‘

11h 10‘

13h 40‘

16h 40‘

Tafel 24.

Analysen des in lose bedeckten Holzkistchen aufbewahrten Zementes A.

Si 0₂

v. H.

A1₂0₃

v. H.

Fe₂ 03 v. H.

CaO

v. ff.

S0₃ v. H.

Glühverlust v. H.

Summe

Sept. 1905

22,77

7,60

2,20

62,79

1,01

2,40

98,76

Nov. 1905

23,24

6,64

2,53

61,82

1,01

3,66

98,90

Jan. 1906

22,99

7,14

2,34

62,78

1,03

3,39

99,67

Febr. 1906

23,12

6,87

2,41

62,06

1,02

3,26

98,74

März 1906

23,12

7,08

2,35

62,14

1,02

3,05

98,76

April 1906

23,34

6,65

2,37

61,53

1,06

3,85

98,80

Mai 1906

23,09

6,57

2,49

61,20

98

4,02

98,35

Juli 1906

22,85

637

2,40

61,20

99

4,94

98,75

Sept. 1906

22,90

6,63

2,65

61,63

1,02

4,08

98,58

Tafel 25.

Zement B. 22. September 1905.

O Relative ® Feuch-_    .    8    tigkeit

s    s    |    V.H.

g    S    1

fi o

.=

aj

CL

J fi

X! (jj

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oj Vicat’sche Nadel 2 ^ 8 a

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H-g

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Zeit in Stunden u. Minuten

Luft-Temperatur in ⁰ C.

Feuchtes Thermometer ⁰ C.

nach Koppe <1 ~ $ g Haarhygrometer 2- g- jg-

Vicat’sche Nadel

Ablesungen « an 3 Stellen §

mm mm mm mm

00

CD +->

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tDCo^iG^^CTCłgłCTWKOt-uotocooto^coóo bob^i-ôo-abîfLUbbb^i^^ooÔD^b

375 373 375 374 380 375 380 378 390 380 385 385 390 390 380 389 390 390 390 390 390 390 390 390 390 390 390 390 395 393 393 394 398 395 395 396 400 395 395 397 400 395 398 398 400 400 400 400

23.15

23.30 23.45 23.65

23.75 24.00 24.40 25 00 25 50 25.85 25.90

25.95 26.00 26.00 25.90 25 80 25.55 25.35 25.05

24.95

24.75

24.60

24.50

24.40

24.30

24.20

24.10 24 05

23.95 23.80 23.70

23.60

23.50

23.40

23.20 23.15

23.10 23.10 23 10 23.10 2310

vergleichenden Ergebnisse der monatlichen Versuche sind kurz zusammengefaßt in folgender Tafel 26 eingetragen.

Tafel 26. Zement B

(luftdicht aufbewahrt).

Latum

Luft war me ⁰ C.

Grenzen

Mittel

Feuchtigkeit der Luft io v. H.

Abbindezeit nach Vicat

Beginn

Ende

22. Sept. 1905

19,6—23,4

22,0

69,7

5h 40‘

9h 50'

23. Okt 1905

17,4—22,2

19,6

72,4

6h 20‘

10h

22. Nov. 1905

11,4-15,8

14,8

71,5

9h 20'

14h 50'

22. Dez. 1905

8,1—10,7

9,8

65,4

11h 50‘

18h 10‘

22. Jan. 1906

4,2- 7,6

6,9

72,2

15h 40'

22h IQ'

22. Febr. 1906

10,4—13,4

12,6

80,2

9h 40‘

14h 20‘

22. März 1906

10,0—14,6

13,1

80,8

9h 20

13h 50-

23. April 1906

16,4—19,3

17,8

88,1

7h 20'

10h IQ'

22. Mai 1906

18,1-22,0

20,8

82.7

5h 20‘

8h

22. Juni 1906

21,8-23,0

22,2

88,8

4h 10‘

6h 30'

23. Juli 1906

28,0-30,0

29,0

77,3

3h 20'

5h 10'

17. Aug 1906

29,4-31,2

30,3

79,0

3h

4h 40'

23. Sept. 1906

25,4-27,8

26,7

79,6

4h 10'

6h 10'

22. Okt. 1906

19,0—20,3

19,8

90,7

5h 40'

8h

22 Nov. 1906

12,8—13,8

13,3

81,5

10h IQ'

13h 20'

22. Dez. 1906

6,2- 7,8

7,0

77,2

13h 40'

17h 50'

Auch von diesem Zement sind die Festigkeitswerte bereits wiederholt angegeben; für die chemische Analyse vergleiche man die Tafel 27 auf Seite 32.

Versuchsreihe XII bezieht sich auf Zement C in Zink Verschluß.

Sie beginnt im Dezember 1905, zu welcher Zeit dieser Zement bereits 12 Monate lang im Magazin gelagert hatte. Für die näheren Angaben der Versuchsergebnisse vergl. Tafel 28 auf Seite 32.

Die analystischen Zahlen werte sind in Tafel 29 auf Seite 33 wieder

gegeben.

Versuchsreihe XIII ist mit demselben, jedoch seit Dezember 1905 in Holzkistchen also nur unvollkemmen luftdicht aufbewahrten Zement C

ausgeführt.

Für die Abbindezeiten vergleiche man die Tafel 30 auf Seite 33, für die* analystischen Werte die Tafel 31 auf Seite 34, woraus die allmählige Zunahme an Glühverlust zu ersehen ist.

Tafel 27.

Analysen des in Blechbüchsen luftdicht auf bewahrten Zementes B.

Si 0₂

v. H.

Al, Os v. H.

Fe₂ Os

v.H

CaO

v. H.

S0₃

v.H.

Glühverlust v. H.

Summe

Sept. 1905

21,64

7,94

3,33

61,58

0,97

2,62

93,08

Jan. 1908

21,74

7,81

3,43

61,18

0,90

2,53

97,59

Febr. 1906

21,51

8,23

3,26

61,39

0,88

2,44

97,71

März 1906

22,01

7,93

3,11

61,22

0,91

2,93

98,11

April 1906

21,43

7,99

3,19

60,92

0,89

2,72

97,14

Mai 1906

21,84

7,97

3,47

61,42

0,94

2,60

98 24

Juni 1906

21,88

7,50

3,52

61,82

0,89

2,66

98,27

August 1906

21,83

7,59

3,50

61,66

0,93

2,73

98,24

Okt. 1906

22,00

7,30

3,42

61,55

0,95

2,87

98,09

Durchschnitt

21,76

7,81

3,36

61,42

0,92

2,68

97,95

Tafel 28.

Zement C

(nach 12 Monate langerMagazinlagerunginBlechbüchsenluftdichtaufbewahrt).

Datum

Luftwärme⁰ C.

Grenzen

Mittel

Feuchtigkeit der Luft in v. H

Abbindezeit nach Vicat

Beginn

Ende

9. Dez 1905

13,4—17,2

15,5

70,1

5h 50'

8h 10'

10. Jan. 1906

12,8-15,5

14,4

81,1

6h 40'

8h 40'

10. Febr. 1906

5,0- 6,9

6,4

68,8

11h 50‘

17h 50'

10. März 1906

9,8-12,8

11,7

79,6

8h 10'

11h

10. April 1906

13,6-17,4

15,1

77,0

6h 40'

7h 50'

10. Mai 1906

17,6-19,2

19,0    86,2

4h

4h 40'

9. Juni 1906

20,7-21,4

21,1

92,2

2h 50'

3h 30'

10. Juli 1906

25,0-25,4

25,3

85,1

lh 50'

2h 30'

13. Aug. 1906

29,4-29,8

29,7

79,8

lh 10'

lh 50'

10. Sept. 1906

21,5—22,8

22,2

92,9

2h 30'

3h

10. Okt. 1906

19,6-20,2

20,0

77,7

3h 20'

4 h 20'

10. Nov. 1906

11,9-15,0

'bi

7h 40'

Tafel 2Q.

Analysen des in luftdicht verschlossenen Blechbüchsen aufbewahrten

Zementes C.

Si0₂

v. H.

A1₂03 v. H.

Fe₂03 v. H.

CaO

v. H.

SOs

v. H.

Glühverlust v. H.

Summe

Dez. 1905

21,32

7,16

3,43

62,44

0,98

2,77

98,10

Febr. 1906

21,18

7,60

3,40

62,34

0,96

2,79

98,24

März 1906

21,02

7,74

3,40

62,51

0,95

2,93

98,55

April 1906

21,39

7,65

3,47

62,05

0,96

3,05

98,57

Mai 1906

21,18

7,78

3,32

62,51

0,93

3,08

98,80

Juni 1906

21,15

7,43

3,39

62,98

0,95

3,16

99,12

August 1906

21,01

7,54

3,39

62,44

0,98

2,87

98,25

Oktober 1906

21,21

7,38

3,33

62,21

1,00

3,11

98,27

Dez. 1906

21,66

7,31

3,33

62,30

0,98

3,10

98,68

Durchschnitt

21,24

7,52

3,39

62,42

0,97

2,99

98,53

Tafel 30.

Zement C

(in Holzkistchen aufbewahrt).

Datum

Luftwärme ⁰ C

Grenzen

Mittel

Feuchtigkeit der Luft in v. H.

Abbindezeit nach Vicat

Beginn

Ende

7. Dez. 1905

17,4-18,7

18,1

83,0

4h 40‘

5h 50‘

8. Jan. 1906

7,3—13,6

11,5

78,3

9h 30'

13h 20‘

8. Febr. 1906

7,0—11,5

10,0

72,4

10h

15h

7. März 1906

5,2— 8,8

7,6

71,9

13h 40‘

19h

7. April 1906

11,4-18,4

15,0

78,8

8h 30'

9h 50

7. Mai 1906

17,5-17,9

17,7

84,4

5h 30‘

6h 30'

7. Juni 1906

19,4-20,8

20,3

92,0

4h 30‘

5h 30'

7. Juli 1906

24,0—27,8

26,1

82,9

3h

6h

7. August 1906

28,3—29,0

28,6

87,6

lh 40‘

4 h 50‘

20. Sept. 1906

23,0—25,4

24,6

79,8

3h

7h 30‘

6. Okt. 1906

16,8—19,1

17,8

73,4

5h 5U‘

12h 40‘

7. Nov. 1906

14,0—16,7

15,4

80,1

6h 40'

12h

Tafel 31.

Analysen des in lose bedeckten Holzkistchen aufbewahrten Zementes C.

Si 0.₂

v. H

Al₂ 03 v. H.

Fe₂ 03 v. H.

CaO

v. H.

so₃

v. H.

Glühverlust v. H.

Summe

Dez. 1905

21,32

7,16

3.43

62,44

0,98

2,77

98,10

Febr. 1906

21,00

7,60

3,33

62,19

0,95

3,38

98,45

März 1906

21,01

7,47

3,33

62,07

0,96

3,53

98,37

April 1906

20,73

7,68

3,45

62,05

0,95

3,39

98,25

Mai 1906

21,04

7,71

3,40

62,21

0,97

3,40

98,73

Juni 1906

21,04

7,46

3,34

62,37

0,98

4,00

99,19

Aug. 1906

20,90

6,73

3,30

61,35

0,98

4,95

98,24

Okt. 1906

20,63

7,38

3,33

62,02

1,00

4,08

98,49

Dez. 1906

20,73

7,07

3,36

61,32

1,00

4,66

98,14

§ 2. Beziehung zwischen Temperatur und Abbindeieit.

Die Versuchsreihen IX—XIII beweisen, daß die Temperatur einen sehr bedeutenden Einfluß auf die Abbindeverhältnisse ausübt, die

fr

ZemenZA

15

Feuchtigkeit dagegen eine nur untergeordnete Rolle spielt Wir wollen daher die Feuchtigkeit zunächst bei

13

Seite lassen und die Beziehungen zwischen t

//

Io

Temperatur in ⁰ C, za = Abbindebeginn und ze = Abbindungsende in Stunden und deren Dezimalen betrachten; sie sind in zeichnerischer Darstellung in Bild 1—3 veranschaulicht. Dabei ist zu be-

merken, daß t die mittlere Lufttemperatur während des betreffenden Versuchs angiebt. Die Anfangstemperatur der einzelnen Bestandteile (des Zementes und des zugesetzten Wassers) weicht mehr und lo 75    22?    27 Jö weniger davon ab. Da indessen der

Unterschied verhältnismäßig unbedeutend ist, nehmen wir die mittlere Lufttemperatur t ⁰ C als mittlere Versuchstemperatur an. Es fragt sich

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0°C S

Bild 1.

nun, wie sich die in den Abbildungen dargelegten Beziehungen zwischen t, za und ze durch eine Gleichung darstellen lassen.

2/

18

1?

1*

StuorudL&n*

, ZefnenljB.

t\<

0°C S 10 ÏS 2jO 2S 30

Bild 2.

2c

19

/6

✓4»

/i

//

N KJ

Zemeni £

°ûl4 * /û

ro

JŚ20 ZS

Bild 3.

Bekanntlich werden die Geschwindigkeiten der chemischen Vorgänge durch eine Gleichung folgender Form ausgedrückt:

273 + t

(i)

worin « und ß gewisse unveränderliche Werte sind.

Wir wollen jetzt die in den Versuchsreihen IX, XI und XII beobachteten Zahlen untersuchen und prüfen, ob etwa auch hier eine solche Beziehung besteht, wozu wir vorläufig zunächst aus den Werten jener Versuche die in den folgenden Tafeln 32, 33 und 34 auf Seite 36 und 37 zusammengesetzten Zahlenwerte ermittelt haben.

Der Uebersichtlichkeit halber tragen wir die Werte von Ja - und X n

lgl° T

Zu j

Je = Igio -

Ze

zeichnerisch auf und erhaltenen die

273 +1

Abbildungen 4—6 auf Seite 37 und 38. Es zeigen sich hier in der Tat Beziehungen zwischen jenen Veränderlichen, die wir annähernd als lineare

bezeichnen dürfen.

3*

Versuchs werte

Za

Ze

9,17

8,67

8,17

8,00

6,83

15.50 14,00 14,83

13.50

11.50

9,8

10,6

11,4

11,7

13,7

5,83

9,67

15,9

5,67

9,33

15,9

4,50

6,00

20,0

3,50

5,00

20,2

3,33

5,17

21,9

3,00

4,17

22,3

3,17

4,33

22,4

3,00

4,17

22 9

1,83

2,50

25,3

2,50

3,67

26,4

1,83

3,33

28,4

1,17

1,50

30,2

0,109

0,115

0,122

0,125

0,146

0,172

0,176

0,222

0,286

0,300

0,333

0,315

0,333

0,546

0,400

0,546

0,855

Tafel 32. Zement A

Aus den Versuchs werten berechnete Werte

z;

0,0645

0,0714

0,0674

0,0741

0,0870

0,103

0,107

0,167

0,200

0,193

0,240

0,231

0,240

0,400

0,242

0,300

0,667

Ja = I&₀Za (Beginn)

Jb^Jgioz;

(Ende)

273 + t *=SSA_

1,037

Ï/061

i/086 Ï+97 Ï/164 Ï+36 Ï/246 Ï+46 Ï/456 1/4 77

1,522

1,498

1,522

Ï/737

Ï+02

0/737

Ï+32

Tafel 33. Zement B.

2+10

2+54

2+29

2+70

2+40

Ï+13

Ï/029

Ï/223

Ï/301

Ï+86

Ï+80

1,364

Ï+80

Ï/602

Ï+84

Ï/477

1,824

282,8

283.6 284,4

284.7

286.7 288,9

288.9 293,0

293.2

294.9

295.3

295.4

295.9

298.3

299.4

301.4 303,2

0,00354

0,00353

0,00352

0,00351

0,00349

0,00346

0,00346

0,00341

0,00341

0,00339

0,00338

0,00338

0,00338

0,00335

0,00334

0,00332

0,00330

Versuchs werte

Aus den Versuchswerten berechnete Werte

Za

Zo

Za

Ze

Ja —    Jb — lgio2e

273 + t

z=

273 + t

15,67

22,17

6,9

13,67

17,83

7,0

11,83

18,17

9,8

9,67

14,33

12,6

9,33

10,17

13,83

13,33

13,1

13,3

9,33

14,83

14,8

7,33

10,17

17,8

6,33

10,00

19,6

5,67

8,00

19,8

5,33

8,00

20,8

5,67

9,83

22,0

4,17

6,50

22,2

4,17

6,17

26,7

3,33

5,17

29,0

0,0683

0,0731

0,0845

0,103

0,107

0,0983

0,107

0,136

0,158

0,176

0,188

0,176

0,240

0,240

0,300

3,00

4,67

30,3

0,333

0,0451

0,0561

0,0550

0,0698

0,0723

0,0752

0,0674

0,0983

0100

0,125

0,125

0,102

0,154

0,162

0,193

0,214

2+34

2/364

2,927

1,013

1,029

2+92

1,029

1/134

Ï/199

Ï245

1/274

Î/245

i/380

Ï+80

I/477

Ï/522

2+54

2/749

2/740

2+44

2+59

2876

2,826

2,992

1,000

1,097

1,097

Ï/009

Î/188

1,210

1,286

1,330

279.7 280,0

282.8

285.6 286,1 286,3

287.8 £90,8

292.6

292.8

293.8 295,0

295.2

299.7 302,0

303.3

0,00357

0,00357

0,00354

0,00350

0,00349

0,00349

0,00347

0,00344

0,00342

0,00342

0,00340

0,00339

0,00339

0,00334

0,00331

0,00330

Versuchswerte

11.83

10.83

8,17

7,67

6,67

8 67

14,4

6,67

7,83

15,1

5,83

8,17

15,5

4,00

4,67

19,0

3,33

4,33

20,0

2,83

3,50

21,1

2,50

3,00

22,2

1,83

2,50

25,3

1,17

1,83

29,7

Tafel 34. Zement C.

Aus den Versuchswerten berechnete Werte

0,0845 0,0561 0,0923 0,0659 0,122    0,0909

£-1

£-1

II

cf?

273 4-1 x-

273 4- t

2,927

2/)65

L086

L114

Ï/L76

L176

L236

L398

L477

L548

L602

L737

L932

2/749 2,819 2/159 LOI 3 L061 L107 L086 L330 1,364 L456 L522 L602 L737

279.4 281,6

284.7 287,0

287.4 288,1

288.5 292,0 293,0

294.1

295.2

298.3

302.7

0,0358 ■ 0,0355 0,0351 0,0348 0,0348 0,0347 0,0347 0,0342 0,0341 0,0340 0,0339 0,0335 0,0330

Der Untersuchung liegt folgender Gedankengang zugrunde: Die Beziehung -\- ß, geschrieben J = — e x -j- ß entspricht der Gleichung einer geraden Linie,

log-

²73 + t

darin % —

und

273 + t ist. Die berech-

**

1/too

1K

poo

<X)

1,0c-

rn

\^Oo3^o

V8

j = i°g-

neten Werte ^ sind nun jeweils als Abscisse auf getragen und dazu die aus den Versuchen

ermittelten Werte J — log —

als Ordinaten. Der geometrische Ort der so gefundenen Punkte muß nun auf einer geraden Linieliegen, wenn die Gleichung J = — a x -j- ß erfüllt sein soll. Die Abbildungen 4, 5 und 6 zeigen, daß dies für alle drei Zementsorten sowohl für den Anfangs- wie Endzustand des Abbindens tatsächlich erfüllt ist. Es ordnen sich die

gefundenen durch O bezeichneten Punkte für den Anfangszustand des Abbindens sowohl wie diejenigen mit X bezeichneten für den Endzustand

Zeznenłt

Ze men ÏJ3

o-\

<3x

1t6oo

■X-

\0

"i

<*>

iZoo

*\

”\

<5C

§x

s>n

o,

i o00

cnT

JZ

2,2,00

Û003V0

ii\\i

Bild 5.

Bild 6.

jeweils um eine gerade Linie. Wir können somit die Werte von a und ß in der Gleichung i berechnen und erhalten:

für Zement A

teio r

3470

273 + t

+ 11,294

igr

3470

273 + t

-j- 11,066

(2, a)

2550

für Zement B

273 + t

+ .7.935

2550

(2, b)

273 + t

+ 7.748

3760

für Zement C

273 + t

+ 12,309

3760

(2, c)

273 + t

Zu beachten ist ferner, daß die Geraden für lg

und lg — in allen

ze

Za

drei Fällen parallel verlaufen, daher bleibt « für za und ze ein und desselben Zementes gleich. Ganz allgemein ist daher:

tei

° Ze

ten

273 + t

-I- &

(3)

tel

° Ze

Za = ße-ßa

273 + t

+ /»e

Za

Ze

IO

ßo

|,*j (4)

Wir wollen nun den Unterschied zwischen den nach Gleichung 2 berechneten und den Versuchs-Werten feststellen, welcher einerseits durch Ungenauigkeit der Gleichung und Fehler unserer Art der Abbindezeit-Bestimmung veranlaßt wird und anderseits in Feuchtigkeitsverhältnissen seinen Grund hat. Die folgende Tafel 35 gilt für Zement A.

Tafel 35. Zement A.

Ze

za

9,8

10,6

11,4

11,7

13,7

15,9

20,0

20,2

21,9

22,3

22,4

22,9

25,3

26,4

28,4

30,2

Berechnet j Versuch Unterschied

Berechnet

Versuch Unterschied

9,43

9,17

8,70

8,67

8,06

8,17

7,81

6,45

5,21

3,53

3,47

3,00

2,87

2,84

2,71

2,18

2,00

1,73

1,41

8,00

6,83

5,83

5,67

4,50

3,50

3,33

3,00

3,17

3,00

1,83

2,50

1,83

1,17

+ 0,26 + 0,03 — 0,11

—    0,19

-    0,38

— 0,54

+ 0,24

16,00

14,75

13,64

13,25

10,89

15.50 14,00 14,83

13.50

11.50

+ 0,50 + 0,75

8,77

6,00

5,88

5,03

4,83

4,81

4,59

3,69

3,34

2,80

2,39

9,67

9,33

6,00

5,00

5,17

4,17

4,33

4,17

2,50

3,67

3,33

1,50

— 0,73

+ 0,00 + 0,88

—    0,14 + 0,66 + 0,48 + 0,42 + hl9

—    0,33

—    0,53 + 0,89

§ 3. Beziehung zwischen Feuchtigkeit und Abbindezeit.

für 18 ⁰ C,

Nehmen wir t = 18⁰ C an und bezeichnen durch Ga den Beginn des Abbindens für 18⁰ C, Ge das Ende des Abbindens

so erhalten wir:

H I N ¹⁻¹    0 I N

000

Jx! jx> bß

²73 + t

+ ßa.

IglO T

Ze

273 + t

-j- /^e

= !gio

2 91

IglO

Ge ~

29 I

IP

■(

273 + t

(5)

Wir können somit die in § 6 erwähnten Versuchswerte der Abbindezeiten zur Bestimmung der Abbindezeiten Ga und Ge für die Normaltemperatur auswerten, wodurch der Einfluß der beim Abbinden des Zementes vorhanden gewesenen Temperatur beseitigt wird. Wir erhalten beispielsweise für Zement A die folgende Tafel 36, für welche sich für

Tafel 36. Zement A.

Versuchs werte

Auf 18° C berechnete Werte

Feuchtig- , keit

Za

Ze a (291    273 -f t

\ Ga^_Ge Q_a

/ Za Ze

Ge

2 8 8 ß 88 8 8 8 2 g g

œ<iK)M©<io)o\lî rf^'M^co'to'bs'bi'co'to

CptOl-iCODOtOtOEOCOi-iaOI-iCOl-i p Ol    M    0    K) P>    M    Kl OO H    p Ol K)    CT    CO l->    ©

T>a to    '-CI    '©    Ifb. If*.    to    to >>. Vl    ~co Io to    to    ~00 If». ■©

WHOilKMlfiOJUHCOHCTMCntDODCO

S 88 88 S P § lg 8 88 8 P §8 8 8 P P 's

14,00

14,83

15,50

1,69

1,72

1,65

0,49

0,52

0,45

9,33

4,17

9,67

1,50

13,50

3,33

4,17

5,17

3,67

4,33

6,00

11,50

2,50

5,00

1,93

0,85

0,21

1,62

1,93

0,85

0,49

3,09

1,76

0,58

0,42

2,63

0,21

1,62

0,17

1,48

0,35

2,24

0,21

1,62

0,10

1,26

1,83

0,68

0,31

0,10

2,04

1,26

4,25

4,25

4,13

4,82

4,86

4,96

3,62

4,64

4,81

4,86

4,93

5,60

5,14

5,67

4,64

3,73

4,41

6,86

7,71

6,98

7,93

6,76

8,22

4,64

7,83

8,76

6,76

7,65

8,12

7,01

7,56

7,82

5,10

6,30

die Abbindezeiten einer bestimmten Zementsorte Werte ergeben, die sich um ihre Mittelwerte Gj einzelnen allzuweit von diesen abzuweichen.

4,66 und Ge = 7,77 gruppieren, ohne im

Zugleich ersieht man aus der Geringfügigkeit der Abweichung dieser Einzelwerte von ihrem Mittelwert, daß der Einfluß der Feuchtigkeit un- ' bedeutend ist und vollständig innerhalb der Grenze des Versuchsfehlers bleibt, andernfalls jene Abweichungen größer sein müßten.

Die Richtigkeit dieses letzterwähnten Satzes kann auch durch den unmittelbaren Versuch erwiesen werden, wozu die in Bild 7 dargestellte Vorrichtung dient, bei welcher mit verschiedener Luftfeuchtigkeit gearbeitet wird. Sie besteht aus einem Vicat’schen Nadelapparate, bei dem der Rahmen a mit dem Zeugstoffüberzug b eingebaut ist. Das untere Ende des Ueberzugs hängt bis in den mit Wasser gefüllten Teller c. Der Stoff saugt fortwährend Wasser auf und hält den Raum d stets im feuchten Zustande.

Um zu ermitteln, welchen Feuchtigkeitsgrad der Raum d aufweist, haben wir von Zeit zu Zeit ein trocknes und ein feuchtes Thermometer eingesetzt; die folgenden Aufzeichnungen sind Beispiele der dabei beobachteten Zahlen:

Beobachtete Wärmegrade Trocknes Thermometer Feuchtes Thermometer

21,80⁰ c

23,20

23,25

22,70

22,00° C 23,35 23,40 22,80

T*'

LJ

Feuchtigkeit nach der Koppe’schen Tafel 98,0 v. H.

98,5

98,5

99,0

Bild 7.

Wird von einem einmal angemachten Mörtel ein Teil in einem gewöhnlichen, ein anderer Teil in einem oben beschriebenen, abgeänderten Nadelapparat neben einander beobachtet, so ersieht man, daß der Unterschied zwischen den Abbindezeiten nur unbedeutend ist. Hier lassen wir als Beispiele die mit Zement A und B gemachten Versuche folgen.

Tafel 37.

Datum

Luft-

Temperatur in Mittel °C.

Trockner Apparat des Abbindens

Feuchter Apparat des Abbindens

Feuchtigkeit v. H.

Beginn

Ende

Feuchtig

keit

Beginn

Ende

16. VII. 1906 16 VIII. 1906 18. IX. 1906 16. X. 1906

16.    XI. 1906

17.    XII. 1906

25,3

30,2

22,4

22,9

20,0

13,7

2h 30‘ lh 30‘ 4h 20‘ 4h 10‘ 6h 0‘ 10h 30‘

98-99 v. H.

2h 0‘ lh 10‘ 3h 20‘ 3h 30‘ 4h 40‘ 7h 20‘

2h 30‘ lh 40‘ 4h 30‘ 4h 20‘ 6h 20‘ 11h 50<

7. VIII. 1906 23 IX. 1906 22. X. 1906 22. XI. 1906 22. XII. 1906

30,3

26,7

19,8

13,3

7,0

81,5 10h 10‘ 77,2 13h 40‘

4h 40‘ 6h 30‘ 8h 0‘ 13h 20‘ 17h 50‘

98-99 v. H.

3h 10‘ 4h 30‘ 6h 0‘ 10h    0‘

14h 10‘

4h 50‘ 7h 0-8h 0‘ 12h 30‘ 18h 10‘

§ 4. Abbindezett and Lagerung.

Bekannte Tatsache ist, daß der Zement durch Lagerung unter dem Einfluß der Luft und Feuchtigkeit seine Abbindezeit meistens verlängert. Die Versuchsreihen X und XIII sind nicht geeignet, diese Verhältnisse in vollem Maße ans Licht zu bringen, da jene Zemente, wie bereits erwähnt, nur einer beschränkten Lüftung unterworfen waren; die Unregelmäßigkeit der Glühverlustzunahme, die aus den daselbst vorgeführten analytischen Tafeln hervorgeht, ist ein Beweis dafür. Die mit der unvollkommenen Lüftung verbundene Lagerung ist demnach nicht im Stande» eine bedeutende Verlangsamung der Abbindezeiten hervorzurufen.

Trotzdem kann man aus jenen Versuchsreihen ersehen, daß mit der Luftlagerung vor allem das Ende des Abbindens ziemlich schnell hinausgeschoben wird, sie vergrößert also za> aber noch bedeutender den

Wert von —

Za.

§ 5.

Die .japanischen Normen für Porilandzement.

Aus den Betrachtungen der Versuchsreihen IX, XI und XII geht hervor, daß alle drei durchaus normale Zemente A, B und C in Bezug auf Abbindezeit nach den Bestimmungen der japanischen Normen entweder bei tiefen oder bei höheren Temperaturen, die praktisch häufig Vorkommen können, oder auch in beiden Fällen zu beanstanden sind. Die Versuche zeigen auch, daß es wahrscheinlich keinen Portlandzement gibt, welcher ebensogut bei 5—6° C wie bei 30-32⁰ C den Normen entspricht, woraus folgt, daß jene Bestimmungen Befürchtung zu schwerer Schädigung der japanischen Zement-Industrie Veranlassung geben, wenn die eingangs dieses Abschnittes erwähnten, von den Zementherstellern empfohlenen, in den Bestimmungen aller anderen Länder enthaltenen Beschränkungen in Bezug auf die Temperatur nicht berücksichtigt werden.

§ 6. Der Portlandzement auf dem Bauplatz.

Wir haben ausführlich dargetan, daß die Abbindezeit des Zementes sich mit der Temperatur äußerst stark ändert, daß daher die Angaben derselben allein für die gewöhnlichen Wärmegrade gelten können. Anderseits dürfen wir nicht erwarten, daß die Temperatur der Baustelle immer auch nur annähernd den Versuchstemperaturen entspricht. Die Lufttemperatur in Mitteljapan beträgt im Sommer mittags im Schatten etwa 33⁰ C, daher im Freien 36    37⁰ oder mehr; im Winter um 10 Uhr

morgens an geschützter Stelle 5° C, daher am freien Bauplatze etwa 2 ⁰ C. Der Zement wird auch nicht immer in guten Lagerräumen, sondern vielfach in Schuppen mit den dünnsten Bretterwandungen unter Zinkdach aufbewahrt. Infolgedessen wird die Temperatur desselben, wenn er aus den Schuppen zur Verwendungsstelle geschafft wird, bereits eine außergewöhnliche sein. Nehmen wir beispielsweise an, ein Zement sei unter normaler Prüfung bei 18⁰ C mit der Abbindezeit:

Ga = 3h o‘

Ge — 5h o‘

als anstandslos befunden und nach einiger Zeit von solchen Schuppen zur Baustelle geschafft, wo die Lufttemperatur 35⁰ C betrage. Nach Gleichung 2 a—c berechnen wir:

Ze

Gc

« (-----' )

V273 -j- t 291/

a — 2550 bis 3760.

Daher folgt

Za (350) = 35* bis Ih o‘

Ze (350) = 50‘ bis Ih 20‘

Ein derartiger Schnellbinder hätte nach allgemeiner Annahme in den Bauten, die an heißen Sommertagen ausgeführt werden, schlimmste Folgen erwarten lassen, was aber in Wirklichkeit nicht der Fall ist. Dies kann nur durch unsere Beweise erklärt werden, daß die wiederholt angemachten Zemente wohl recht gute Festigkeiten liefern, und nicht, wie allgemein angenommen wird, äußerst langsam abbinden oder gar keine Erhärtungsenergie besitzen.

III. Abschnitt.

Vicat’scher Nadelapparat und die Bestimmung der Abbindezeit mit Temperaturdiagrammen nach Gary.

§ 1. Das Wesen der Yicat'selien and Gary’scben Arbeitsweisen.

Nach Vicat hat man einen Zement für abgebunden zu erklären, wenn derselbe einen gewissen - zwar sehr geringfügigen - Grad an Widerstandsfähigkeit gegen das Eindringen einer Nadel aufweist. Wir müssen aber andererseits bedenken, daß das letzte Ziel des Zementes die Erlangung der größten Festigkeit ist. Der Zement soll am Ende erhärten. Ob er nun in einer Stunde oder in einigen Stunden einen gewissen geringfügigen Grad der Festigkeit erlangt, muß doch ziemlich gleichgültig sein, wenn man keinen anderen besonders wichtigen Grund für die Nützlichkeit solchen Unterschiedes nachweisen kann.

der Kulminations-

Man hat schon lange den Mangel des Nadelapparates erkannt. Der Vorschlag, daß das Abbinden, welches sehr wahrscheinlich ein chemischer Vorgang ist, am besten an seinen Wärmeverhältnissen zu verfolgen sei, ist auch nicht neu. Garys Verdienst (Protokoll des V. d. P.-Z.-F. 1905, Seite 87) ist es jedoch, erkannt zu haben, daß das erste Tal der Temperaturkurve dem Ab bindebeginn, der zweite Berg punkt — dem Ende des Abbindens entspricht. Unsere Versuche bestätigen recht gut seine Behauptung. Die Ausführungen von § 2 II. Abschnitt, daß die Abbindeverhältnisse der Gleichung der chemischen Reaktionsgeschwindigkeit genügen, ist wieder ein Beweis dafür, daß das Abbinden ein chemischer Vorgang ist. Der Grundgedanke der Gary’schen Ermittelungsweise der Abbindezeit ist daher entschieden der Vicat’schen vorzuziehen.

§ 2. Tonerdegebalt und Abbindezeit.

Erfahrungsgemäß liefern die tonerdereichen Tone schnellbindenden Zement. Daraus entstand die Behauptung, das Abbinden sei eine mit Al₂ 0₃ eng zusammenhängende chemische Reaktion. Ist dies tatsächlich der Fall, so wäre das Abbinden am zweckmäßigsten an höchst Al₂ 0₃-reichen oder an möglichst Al₂ 0₃-armen Zementen zu studieren.

Die Luftwärme war nicht bestimmt, muß iedoch, nach klimatischen Verhältnissen zu urteilen, etwa 20— 22⁰ C im Mittel gewesen sein. Der Zement war im August desselben Jahres hergestellt, daher zur Zeit der Untersuchung 2 Monate alt. Seine chemische Zusammensetzung ist folgende:

In Bild 8 geben wir ein Temperaturdiagramm eines höchst Al₂ erreichen Zementes wieder. Dasselbe ist den im Oktober 1898 ausgeführten Versuchen entnommen.

a.

b.

Si o2 Al₂ 63 Fe₂ 0₃

18,03

13,00

CaO

S0₃

Glühverlust

i8,33

12,37 4,23

60,43 0,70 nicht bestimmt

4,23

6i,33

o,55

Im Mittel

18,18

12,68

4,23

60,88

0,63

97,i4

96,06

96,60

DasTemperaturdiagramm zeigt das übliche schroffe Steigen und Fallen. Der in Abschnitt I wiederholt erwähnte Zement E ist aus denselben Rohstoffen im Jahre 1904 hergestellt. Er ist somit nach der Lagerung von fast zwei Jahren zu den daselbst vorgeführten Untersuchungen zugezogen worden. Der Verlauf der Temperaturkurve ist hier ein ganz anderer

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(vergl. die angehängte Tafel 3). Sie steigt gleich beim Wasserzusatz schroff an und hält bei einer Temperatur, die 2—5⁰ höher als die Lufttemperatur liegt, mehrere Stunden hindurch an.

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Die angehängte Tafel 7 gibt die Diagramme von einem sehr Al₂ 0₃-armen Zement folgender Zusammensetzung wieder:

ort

Si o2 ai₂ o₃

Fe₂ O3 Ca O S0₃

Glühverlust

24,61

3,52

i,94

64,99

0,85

2,70

98,61

Bild 8.

Der Verlauf der Temperaturkurve ist ähnlich derselben vom

In den beiden letzten Fällen stimmen die Gary'sehen und Vicat’schen Abbindezeiten nicht überein.

Wir sind weit davon entfernt, eine neue Erklärung auf diesen wenigen Versuchen aufzubauen, glauben aber sagen zu dürfen, daß sich hier andere chemische Vorgänge oder mindestens Vorgänge derselben Verbindungen in ganz anderen Mengenverhältnissen abspielen, deren Einflüsse noch der Klarstellung harren.

§ 3. Diagramme der wiederholt an ge machten Mörtel.

Daß der Zement im Sinne der Vicat’schen Erklärung nach der wiederholten Anmachung in nicht langer Zeit wieder abbindet, haben wir bereits in § 4 des I. Abschnittes erörtert. Die Temperatur der wiederholt angemachten Zemente zeigt jedoch weder schroffes Ansteigen noch Abfallen; sie bleibt ziemlich gleich, solange die Lufttemperatur nicht anderen Einfluß ausübt. Das ist nicht allein bei den Zementen mittleren Si 0₂- und Al₂ 0₃-Gehaltes und deren Quarzmehlmischungen, sondern auch bei Al₂ 0₃-reichen und sehr Al₂ 0₃-armen Zementen der Fall. Hier verlieren die Vicat’schen und Gary'sehen Arbeitsweisen wieder die Uebereinstimmung. Abermals ist damit der Beweis geführt, daß das Abbinden im Vicat’schen Sinne für die Kennzeichnung einer chemischen Reaktion nur ungenügende Grundlagen liefert.

Schlussfolgerungen.

Wir fassen unsere Ausführungen zusammen und gelangen zu folgenden Schlußfolgerungen :

1)    Das Erhärten des Zementes besteht aus zwei aufeinander folgenden Vorgängen:

a)    aus dem durch Al₂ 0₃-Verbindungen hervorgerufenen sogenannten Abbinden.

b)    aus dem eigentlichen Erhärten, sei es infolge der Silikatumwandlung, oder CaO-Ausscheidung oder anderer chemischer Vorgänge.

2)    Die unter 1 a bezeichnete Erhärtung der Tonerdeverbindungen ist deutlich erkennbar den Temperatureinflüssen unterworfen. Die Gleichung der chemischen Reaktionsgeschwindigkeit

+ /*

igT = -

hat hier ihre Giltigkeit.

3) Die Erhärtung der Tonerdeverbindungen tritt schneller auf, ist aber für die Gesamterhärtung wenig wichtig; ihre Störung

hat keine so weitgehende Bedeutung, als daß dadurch die ganze Erhärtung in Frage gestellt wird.

4)    Wird die Erhärtung der Tonerdeverbindungen durch Wieder-anmachung gestört- so kann keine richtige zweite Abbindung stattfinden; erhärten tut der Zement dennoch.

5)    Eine Störung des Abbindens ist ohne wesentlichen Einfluß auf die Endfestigkeit, vorausgesetzt, daß der im Abbinden gestörte Zement vor der Verwendung noch einmal tüchtig durchgearbeitet wird. Nur unter dieser Voraussetzung wäre das Abbinden bezw. die Abbindezeit eines Zementes von nur geringer Bedeutung für seine Verwendung in der Praxis. Dies ist von großer Wichtigkeit insbesondere für die Verarbeitung rasch bindenden Zementes, welche man bisher in vielen Fällen gemieden hat, weil man die üblen Folgen des Ueberrührens fürchtete. Ein Zement erleidet also durch das Ueberrühren keine wesentliche Beeinträchtigung seiner Endfestigkeit, wenn er vor der Verwendung noch einmal tüchtig durchgearbeitet wurde. Dadurch erfährt die Verwendungs-Möglichkeit rasch bindender Zemente eine wesentliche Erweiterung.

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KRAKÓW

Inhalts-Verzeichnis.

Seite

Einführung

I. Abschnitt.

Wiederanmachung, Erhärtung und Abbindezeit

§ 1. Erhärtung wiederangemachtęn Zementes    .,

§ 2. Erhärtung wiederangemachten Zementes, Fortsetzung § 3. Verhalten wiederangemachter Mörtel bei Verwendung von Meerwasser und Erhärtung in demselben .    .    .    .

§ 4. Abbinden des wiederholt angemachten Zementes .

§ 5. Abbinden der wiederholt angemachten Zement-Quarz-Miscliung

II. Abschnitt.

VII

PO h-*-

O 00

Abbindezeit und Temperatur

§ 1. Einfluss der Jahreszeiten auf die Abbindezeit § 2. Beziehung zwischen Temperatur und Abbindezeit § 3. Beziehung zwischen Feuchtigkeit und Abbindezeit § 4. Abbindezeit und Lagerung .

§ 5. Die japanischen Normen für Portlandzement § 6. Der Portlandzement auf dem Bauplatz

23

24

34

40

42

42

43

III. Abschnitt.

Vicat’scher Nadeiapparat and die Bestimmung der Abbindezeit mit Temperaturdiagrammen nacb Gary .

§ 1. Das Wesen der Yicat’schen und Gfary’schen Arbeitsweisen § 2. Tonerdegehalt und Abbindezeit ......

§ 3. Diagramme der wiederholt angemachten Mörtel

Schlussfolgerungen .........

Tafel 1.

Abbinden des wiederholt angemachten Mörtels.

Reiner Zement.

Zement D.

(9. Oktober 1905.)

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Zeit (in Stunden) nach dem ersten Wasserzusatz

Temperatur-Kurve b₃

Diagramme für den am Ende der Abbindezeit wieder an-

gemachten Mörtel i Kurve des

Nadelapparates a₃

Temperatur-Kurve b₂

Kurve des

Nadelapparates a₂

Diagramme für den beim Abbindebeginn wieder angemachten Mörtel

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Nadelapparates a₁

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(Haarhygrometer) 78

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Diagramme für den normal angemachten Mörtel

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Thermometer

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Abbinden des wiederholt angemachten Mörtels.

Heiner Zement.

Zement C.

(9. April 1906.)

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Zeit (in Stunden) nach dem ersten Wasserzusatz

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Diagramme für den am Ende der Abbindezeit wieder angemachten Mörtel

Kurve des

Nadelapparates a₃

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Kurve des

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Feuchtes

Thermometer

Diagramme für den'beim Ab-bindebeginn wieder angemachten Mortel

Diagramme für den normal angemachten Mörtel

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Zeit (in Stunden) nach dem ersten Wasserzusatz

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Tafel 3.

Abbinden des wiederholt angemachten Mörtels.

Reiner Zement.

Zement E.

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Zeit (in Stunden) nach dem ersten Wasserzusatz

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16. Juli 1906

16. Juni 1906

16. Mai 1906

Feuchtigkeit Temperatur der Luft

88—91 v. H im Mittel 89.7 v. H.

des Zementes 25.08° 0 des Wassers 24.10° C.

der Luft 24.8—25.8° C.

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Feuchtigkeit der Luft

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Temperatur

Feuchtigkeit der Luft

Temperatur

20. April 1906

Feuchtigkeit Temperatur der Luft

16. März 1906

Feuchtigkeit Temperatur der Luft

16. Februar 1906

Feuchtigkeit Temperatur der Luft

des Wassers 21.20° C.

des Zementes 21.70° 0.

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im Mitte 122.3° C.

der Luft 21.5—23.4° C

90.5—92.5 v. H. im Mittel 91.6 v. H.

des Zementes 19.80° C des Wassers 19.25° C.

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der Luft 19.4—20.8° C „ im Mittel 20.2° C.

61.5—78.5 v. H. im Mittel 68.6 v. H.

des Zementes 14.95° C. des Wassers 14.15 ° C.

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der Luft 14.-17.8° C.

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63—74 v. H. im Mittel 68.3 v. H.

der Luft 8.2—13.2 C.

„ im Mittel 11.4 ° C.

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67—71.5 y. H. im Mittel 68.5 v. H.

der Luft 7.2-11.8° C.

„ im Mittel 9.8° C.

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16. Januar igoó

Feuchtigkeit Temperatur der Luft

i6. Dezember 1905

Feuchtigkeit Temperatur, der Luft

16. November 1905

16. Oktober 1905

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der Luft 8.—13.4° C.

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des Zementes) des Wassers )

9° C.

63.5-72 v. H. im Mittel 67.2 y. H.

der Luft 6.8—12.8° C.

„ im Mittel 10.5° C.

des Zementes) des Wassers )

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16. September 1905

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78.5—82.5 v. H. im Mittel 81.2 y. H.

des Zementes ) des Wassers )

28.0° C.

der Luft 27.8—29.0° C.

„ im Mittel 28.2° C.

im Mittel 82.7 y. H.

81.5—84.0 y. H.

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Temperatur

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im Mittel 26.4° C.

der Luft 25.9—26.9° C.

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Tafel 6.

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Diagramme für den normal angemachten Mörtel

machten Mörtel

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Nadelapparates a.

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Diagramme für den am Ende der Abbindezeit wieder an

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Abbinden des wiederholt angemachten Mörtels.

1 Zement : 3 Quarzmehl.

Zement D.

(31. Oktober 1905.)

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Tafel 5.

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Abbinden des wiederholt angemachten Mörtels.

1 Zement : 1 Quarzmehl.

Zement D.

•(20. Oktober 1905.)

Tafel 4.

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Tafel 6 (Fortsetzung 2).

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des Zementes 29.70 “ C. des Wassers 28.95° C.

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der Luft 21.8 - 23.8° C.

im Mittel 22.9° C.

des Zementes 22.85° C.

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Tafel 7.

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Diagramme für den am Ende der Abbindezeit wieder an gemachten Mörtel.

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Kurve des

Nadelapparates a₂

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Temperatur-Kurve b₂ Jg

Diagramme für den beim Ab bindebeginn wieder angemachten Mörtel.

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Kurve des

Nadelapparates a₂

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20°-

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Temperatur-Kurve bx /<^

Diagramme für den normal angemachten Mörtel.

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Kurve des    -7

Nadelapparates

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3 V- 3"    25    7 y

75 7/

72    73    77    73" 73    77    7&

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78

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Feuchtigkeit und Temperatur

1 Specifische Feuchtig-keit

(Haarbygrometer) 7°^

I    7°

1 Specifische Feuchtig- £&

keit

/ (Psychrometer-Tafelj

61

/6C

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Feuchtes

Thermometer

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13

Lufttemperatur

Zeit (in Stunden) nach dem ersten Wasserzusatz

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BiBLIöM POLi!TCHNIOZNA

KRAKÓW

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POLITECHNIKA KRAKOWS A BIBLIOTEKA GŁÓWNA

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Biblioteka Politechniki Krakowskie]

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