a) in Meilern,
b) in Feldöfen,
c) in Kalköfen.
Das =Kalkbrennen in Meilern= geschieht auf die Weise, dass man die
Kalksteine, ohne sie vorher in kleinere Stücke zu zerschlagen, in Haufen
schichtet und dieselben ähnlich wie bei der Meilerverkohlung des Holzes
behandelt. Der Meiler wird mit Erde oder Rasen bedeckt und das Feuer so
geleitet, dass die grossen Kalkstücke auch im Innern gehörig gebrannt
sind. Behufs der Regulirung des Luftzuges, des Anzündens, des Bewerfens,
des Schürens, des Zubrennens und Abkühlens verfährt man genau auf
dieselbe Weise wie bei der Meilerverkohlung. Nach =P. Löss= ist ein
derartiger Meiler 4,5 Meter hoch, fasst 52,5 Kubikmeter Steine und
liefert 35,5 Kubikmeter Kalk, so wie 2,6 Kubikmeter Kalkstaub.
In den =Feldöfen=, den Meilern ähnlich, stellt man die grössern Stücke
des zu brennenden Kalkes so zusammen, dass sie eine Zündgasse bilden und
schüttet die kleinen Stücke auf die grössern. Es ist leicht einzusehen,
dass das Brennen des Kalkes in Meilern und in Feldöfen nur in den
wenigsten Fällen Anwendung finden kann. Man bedient sich daher zum
Brennen des Kalkes fast überall besonders zu diesem Zwecke construirter
Oefen, =Kalköfen=. Die Gestalt der Oefen ist eine sehr verschiedene.
Meist sind sie cylindrisch oder eiförmig.
Man theilt die Kalköfen ein:
a) in solche mit unterbrochenem Brande (periodische,
discontinuirliche Oefen),
b) in Oefen mit ununterbrochenem Brande (continuirliche Oefen).
Die Oefen mit unterbrochenem Brande lässt man nach beendigtem Brennen
erkalten, um den Kalk auszuziehen, in den continuirlichen Oefen geht
das Brennen ununterbrochen fort, da die Construction des Ofens ein
Ausziehen des gebrannten oder garen Kalkes und ein fortwährendes
Nachfüllen von frischem Kalke gestattet. Die continuirlichen Oefen
zerfallen wieder in solche, in welchen Brennmaterial und Kalkstein
gemischt, und in solche, in welchen diese Materialien geschieden sind.
Haben auch die continuirlichen Oefen ihre grossen Vorzüge besonders
hinsichtlich der Ersparung an Brennmaterial, so sind sie doch nur an
solchen Orten zu empfehlen, wo der fortdauernde Absatz des gebrannten
Kalkes ein gesicherter ist. An kleinen Orten, wo nicht regelmässig
immerfort gebrannt werden kann, neigt sich der Vorzug auf die Seite der
kleinen compendiösen periodischen Oefen.
[Illustration: Fig. 177.]
[Illustration: Fig. 178.]
[Sidenote: Periodische Kalköfen.]
Die =periodischen= Oefen (mit unterbrochenem Brande) haben entweder einen
Rost, meist sind sie aber nicht mit einem solchen versehen. Fig. 177 und
178 zeigen zwei periodische Kalköfen ohne Rost von der gewöhnlichsten
Construction. Man baut sie entweder in einen Hügelabhang oder am
zweckmässigsten in den Abhang des Kalksteinbruches selbst hinein. In der
Regel baut man mehrere Oefen neben einander, so dass eine Mauer zweien
Oefen gemeinschaftlich ist. Soll in dem Ofen Kalk gebrannt werden, so
baut man aus den grössten Kalksteinen, die zu diesem Zwecke ausgesucht
werden, ein spitzbogenartiges Gewölbe von 1,3-1,6 Meter Höhe, wozu man
sich einer Brettlehne zur vorläufigen Unterstützung bedienen kann; dieses
Gewölbe dient als Feuerraum, auf welchen man durch die Gicht die übrigen
Kalksteine schüttet und dadurch den Schacht anfüllt. Durch die
Heizöffnung wird nun mit einem leicht entzündlichen Brennmaterial
(Reisigholz, Haidekraut, Späne) der Ofen allmälig angewärmt und ein
dumpfes Rauchfeuer unterhalten. Durch diese »Räucherung« bezweckt man die
allmälige Erwärmung der Steine, wodurch dem Zerbersten der grossen, das
Gewölbe bildenden Steine und dem Herabsinken der ganzen, den Schacht
erfüllenden Steinmasse vorgebeugt wird. Allmälig wird das Feuer
verstärkt, die berussten Steine nehmen nach und nach eine hellere Farbe
an und die aus der Gicht herausbrennenden Flammen werden russfrei und
hell. Sobald der Kalkstein unter der Decke als eine weissglühende,
lockere Masse erscheint und der Inhalt des Ofens etwa um 1/6
zusammengesunken ist, sieht man das Brennen als beendigt an, worauf der
Kalk aus dem Ofen entfernt und ein neuer Brand begonnen wird. Ein Brand
dauert in der Regel 36-48 Stunden.
Dass periodische Kalköfen =mit Rost=, wegen der rascher und
vollständiger erfolgenden Verbrennung des Brennmaterials den Vorzug vor
solchen ohne Rost verdienen, bedarf keines Beweises. Alle Kalköfen mit
unterbrochenem Gange leiden aber an dem grossen Uebelstande der
Ungleichheit des Garbrennens und der grossen Verschwendung von
Brennmaterial.
[Illustration: Fig. 179.]
[Illustration: Fig. 180.]
[Illustration: Fig. 181.]
Einer der zweckmässigsten Oefen der Art ist ein periodischer Kalkofen,
wie er in Hannover gebräuchlich ist. Fig. 179 zeigt den verticalen
Durchschnitt, Fig. 180 den Grundriss, Fig. 181 den unteren Raum des
Ofens im verticalen Durchschnitte. Zum Brennen des Kalkes dient der
untere, oben überwölbte Raum von unten 4 Meter, oben 3,12 Meter
Durchmesser und 11 Fuss Höhe. Er enthält unten 4 Schürlöcher _e_, _e_,
_e_, _e_ mit Rosten für das Brennmaterial (Steinkohle zu Velpe,
Braunkohle zu Fürstenwalde), wie solche die Fig. 181 veranschaulicht.
_B_ der Zugang zum Einbringen des rohen Kalksteins; derselbe wird
während des Brennens zugemauert; _d_ die Thür zum Ausfahren des
gebrannten Kalkes; auch sie bleibt während des Brandes vermauert; _o_
ist eine Bedachung über dem Eingang zu dem bedachten kreisförmigen Raum
um den Ofen, also zu den Schürlöchern und der Thür _d_. _a_ ein Zugang
zu dem obern Mantel über dem Ofen, und zu den Abzüchten in dem Gewölbe
des Ofens. Dieser Zugang ist nöthig, um das Austreten der Flamme aus
den einzelnen Gewölböffnungen beobachten, und je nach Erforderniss
einzelne derselben durch aufgelegte Steine verschliessen und dadurch
die Gluth mehr nach anderen Punkten des Ofens hinleiten zu können. Aus
Fig. 181 erkennt man ohne weitere Beschreibung die Art, wie der
Kalkstein eingesetzt wird, so dass bei jeder der Feuerungen ein zur
besseren Vertheilung der Flamme dienendes Gewölbe entsteht. In der
Mitte wird ein Stück Holz eingesetzt, durch dessen Verbrennung nachher
eine ebenfalls zur besseren Vertheilung der Flamme dienende
cylindrische Höhlung entsteht. Während der ersten 6 Stunden feuert man
schwach, dann aber schreitet man zu scharfem Feuer, bis die gelbe
Kalkflamme aus den Gewölböffnungen herausschlägt und eine klare Gluth
im Ofen sichtbar ist.
[Sidenote: Continuirliche Kalköfen.]
Die Formen und die Construction der =Kalköfen mit ununterbrochenem
Brande= sind ausserordentlich verschieden. Man unterscheidet besonders
zwei Arten. Bei der =einen= Art giebt man den Kalkstein schichtenweise
mit dem Brennmaterial (Torf, Braunkohle, Steinkohle) durch die Gicht auf
und entfernt den gebrannten Kalk von Zeit zu Zeit unten; bei einer
=andern= Art ist die Feuerung in einer gewissen Höhe über und zwar
ausserhalb der Sohle eines Schachtes, so dass der Kalkstein in dem Ofen
mit dem Brennmaterial nicht in Berührung tritt, sondern nur durch dessen
Flamme erhitzt wird. Sobald durch die an der Ofensohle befindliche
Abzugsöffnung der Kalk herausgezogen wird, so sinkt der oberhalb der
Feuerungen vorhandene Kalk nach, und es wird durch die Gicht wieder
frischer Kalkstein eingetragen.
[Illustration: Fig. 182.]
Einen Ofen mit ununterbrochenem Brande wendet man in =Rüdersdorf= bei
Berlin an (Fig. 182), wo Muschelkalkstein zum Brennen verwendet wird.
Der Schacht des Kalkofens besteht aus der aus feuerfesten Steinen
aufgeführten Futtermauer _d_ und der Rauhmauer _e_, welche durch die
Füllung eines mit Asche, Bauschutt u. s. w. angefüllten Raumes getrennt
sind. Diese Füllung soll auf der einen Seite die Wärme besser
zusammenhalten, auf der andern Seite die Ausdehnung des Futters durch
die Wärme compensiren. Die äussere Mauer _BB_ ist kein wesentlicher
Theil des Ofens; sie bildet nur die zum Holztrocknen, zum Aufbewahren
des Kalkes, zum Aufenthalt der Arbeiter u. s. w. dienenden Gallerien
_HF_ u. s. w. Während des Ganges des Kalkofens ist der untere Raum _B_
des Schachtes mit gargebranntem Kalke angefüllt, welcher durch die vier
Zugöffnungen _a a_ an der Schachtsohle von Zeit zu Zeit gezogen wird.
Um dies zu erleichtern, wird die Schachtsohle durch eine gebogene
Fläche gebildet, deren abhängige Seiten die Kalkstücke nach den
Zugöffnungen hinleiten. Der Schacht hat ungefähr eine Höhe von 14,123
Meter. Etwa in einer Höhe von 4 Meter über der Schachtsohle befinden
sich die Feuerungen _h_ für Torf oder Holz, welche zu drei oder fünf um
den Ofen herum angebracht sind und mit Aschenfall _i_ und Rost versehen
sind. _E_ ist ein grösserer Aschenbehälter, in welchen die Asche aus
_i_ von Zeit zu Zeit geschafft wird. Die Flamme gelangt durch den
Fuchs _b_ in den Schacht. Der von den Ziehöffnungen vertical in die
Höhe gehende Kanal _k_ führt in das Gewölbe _H_; er hat die Bestimmung,
den Arbeiter vor der Hitze zu schützen, indem die erhitzte Luft sofort
nach _H_ geleitet wird. Die Kalköfen erhalten ihren Namen nach der
Anzahl der Feuerungen, als drei-, vier- und fünfschürige Oefen.
Soll der Ofen in Gang gebracht werden, so nimmt man vor der Hand auf
die seitlichen Feuerungen keine Rücksicht, sondern bringt Holz in den
Schacht und füllt ihn dann mit Kalkstein bis zum Fuchse _b_. Nachdem
das Holz verbrannt ist, hat der Ofen die zur Herstellung eines guten
Zuges erforderliche Erwärmung angenommen, man füllt ihn nun mit
Kalkstein und bringt auf die Roste der Feuerungen Torf. Durch die
Flamme der Feuerungen, welche durch die Füchse _b_ in den Ofen zieht,
findet das Brennen des Kalksteines in dem Schachte statt, welcher bis
oben hinauf damit gefüllt ist, sodass sogar auf die Gicht noch ein etwa
1,3 Meter hoher Kegel von Kalksteinen aufgesetzt ist. Ist der obere
Kalk gargebrannt, so wird der unter den Feuerungen befindliche gezogen,
der obere sinkt nach, es wird ein neuer Kegel von Kalksteinen auf die
Gicht gebracht und das Brennen des Kalksteins wird so lange
fortgesetzt, als der Ofen aushält.
[Sidenote: Oefen zu doppelter Benutzung.]
Wenn es die Localität gestattet, richtet man zuweilen _Oefen mit
doppelter Benutzung_ ein, so giebt es Kalköfen, in welchen zu gleicher
Zeit Backsteine mit gebrannt werden können; ferner benutzt man die aus
der Gicht des Hochofens entweichenden Gase, endlich auch die Wärme aus
den Koksöfen zum Kalkbrennen. Seit einigen Jahren findet der =Ringofen=
von =Hoffmann= und =Licht= (siehe Keramik) zum Brennen von Kalk (Cäment
und Backsteinen) immer mehr Anwendung, doch zeigt der Ringofen den
Nachtheil, dass leicht ungebrannte Steine zurückbleiben.
[Sidenote: Eigenschaften des gebrannten Kalkes.]
Die Nebenbestandtheile des rohen Kalksteins sind auf die Eigenschaften
des gebrannten Kalksteins von grossem Einflusse. War der angewendete
Kalkstein ziemlich reines Calciumcarbonat, so erhitzt er sich beim
Uebergiessen mit Wasser bedeutend und bildet damit einen fetten Brei.
Solchen Kalkstein nennt man =fetten Kalk=. In dem Grade aber, als sich
der Kalkstein in seiner Zusammensetzung dem =Dolomit= (CaCO_{3} +
MgCO_{3}) nähert und magnesiahaltig wird, wird der nach dem
Uebergiessen mit Wasser entstehende Brei kürzer; einen solchen
magnesiahaltigen Kalk nennt man =magern Kalk=. Bei einem Magnesiagehalt
von 10 Proc. ist das Magerwerden schon deutlich zu bemerken, bei 25-30
Proc. ist der Kalk bereits unbrauchbar. Der Kalk ist, so wie er aus dem
Kalkofen kommt, nicht gleichmässig gar gebrannt, einzelne Stücke wurden
zu wenig erhitzt und halten in der Mitte noch einen Kern von rohem
Kalkstein (sie sind nur ausgebrannt), andere Stücke haben dagegen eine
zu starke Erhitzung erlitten und heissen dann =todtgebrannt=. Das
Todtbrennen des Kalks liegt entweder daran, dass durch zu kurze und
plötzliche Hitze =halbkohlensaures Calcium= (CaCO_{3} + CaH_{2}O_{2})
oder halbgebrannter Kalk gebildet worden ist, welcher nach der Meinung
der Kalkbrenner nicht mehr gar gebrannt werden kann (die künstlich
dargestellte Verbindung verliert beim stärkeren Glühen alle
Kohlensäure), oder dass durch zu hohe Temperatur die nie in den
Kalksteinen fehlende Kieselerde und Thonerde mit dem Kalk auf der
Oberfläche zusammengesintert sind. Die Asche des Brennmaterials ist
auch zuweilen die Ursache des Todtbrennens des Kalksteins. Durch das
angehende Zusammensintern wird verhindert, dass der gebrannte Kalk mit
Wasser einen Brei bildet.
[Sidenote: Löschen des Kalkes.]
Wird gebrannter Kalk mit Wasser übergossen, so nehmen 100
Gewichtstheile Kalk ungefähr 32 Gewichtstheile Wasser auf: (CaO = 56)
nehmen auf (H_{2}O = 16), oder dem Vol. von 3 Vol. Kalk und 1 Vol.
Wasser, der Kalk erhitzt sich dabei bis auf 150° und zerfällt endlich
zu einem vollkommen weissen Pulver (=Mehlkalk=, =Kalkpulver=), welches
ein dreimal grösseres Volumen einnimmt als der Kalkstein vorher. Für
technische Zwecke wendet man aber weit mehr Wasser an, als zur Bildung
des Mehlkalkes erforderlich wäre. Die Ueberführung des gebrannten
Kalkes durch Wasser in eine breiartige Masse heisst das =Löschen des
Kalkes=. Der gelöschte Kalk ist =Calciumhydroxyd= (CaH_{2}O_{2}). Bei
dem Löschen des Kalkes ist es wesentlich, die möglichst grosse
Vertheilung und Volumenvergrösserung zu erzielen. Wird der gebrannte
Kalk nur mit so viel Wasser befeuchtet, als er bedarf, um in Hydrat
überzugehen, so zerfällt er unter Freiwerden von Wärme zu einem feinen
Pulver, welches sich scharf anfühlt. Nimmt man noch weniger Wasser, so
erhält man ein sandiges Pulver, welches mit Wasser einen schlechten
Kalkbrei giebt. Es ist deshalb nicht vortheilhaft, den gebrannten Kalk
in einem Korbe auf kurze Zeit in Wasser unterzutauchen, so dass er sich
zu Pulver löscht, und dann mit Wasser zu einem Brei anzurühren; er
vergrössert dabei sein Volumen nicht bedeutend, er =wächst= oder
=gedeiht schlecht=. Nachdem der Kalk mit der dreifachen Gewichtsmenge
Wasser gelöscht worden ist, verdünnt man ihn mit einer gleichen Menge
Wasser, =sumpft ihn ein=, d. h. man lässt ihn in die =Kalkgrube=
ablaufen, deren Wände genügend porös sein müssen, um ein schnelles
Durchsickern des überschüssig zugesetzten Wassers zu gestatten. Das
Einsumpfen bietet mehrere Vortheile, einmal wird der Kalkbrei mit der
Zeit noch fetter und speckiger, indem die in dem frischgelöschten Kalke
immer noch sich findenden unaufgeschlossenen Theile durch die
Einwirkung des Wassers mit der Zeit sich zertheilen, das andere Mal
kann man den Kalkbrei längere Zeit in diesen Gruben aufbewahren, ohne
dass Bildung von Calciumcarbonat eintritt; gewöhnlich wird die
Oberfläche des Kalksumpfes mit Brettern überlegt und auf diese einige
Zoll hoch frischer Sand geschüttet. Das Einsumpfen hat aber noch einen
weiteren Nutzen: indem nämlich durch das in den Boden abziehende Wasser
ein Auslaugen des Kalkes stattfindet, werden die Salze der Alkalien,
die immer in kleiner Menge in den Kalksteinen vorkommen, entfernt und
dadurch ein Auswittern derselben aus den später damit aufgeführten
Mauern verhütet. Eine eigenthümliche Art der Löschung des Kalkes ist
das =Trockenlöschen=, wobei man den gebrannten Kalk mit Sand bedeckt
und letzteren benetzt und darauf achtet, dass an keiner Stelle der Kalk
ohne Sand mit der Luft in Berührung komme.
Der =gelöschte Kalk= hält das Wasser mit solcher Hartnäckigkeit zurück,
dass bei 250-300° noch kein Gewichtsverlust stattfindet. In Wasser fein
zertheiltes Calciumhydroxyd bildet den =Kalkbrei=, welcher mit Wasser
verdünnt die =Kalkmilch= liefert. Letztere giebt durch Filtriren das
=Kalkwasser=, eine gesättigte Lösung von Kalk in Wasser, welche auf 778
Th. Wasser 1 Th. Kalkhydrat enthält. An der Luft absorbirt der
gebrannte Kalk Wasser und Kohlensäure, zerfällt dabei zu einem feinen
weissen Pulver, giebt jedoch das anfangs aufgenommene Wasser unter
Austausch gegen Kohlensäure wieder ab und hinterlässt endlich neutrales
Calciumcarbonat. Deshalb pflegt man gelöschten Kalk, wenn derselbe in
grösseren Quantitäten vorräthig gehalten werden muss, vor der Luft
geschützt in Gruben aufzubewahren. Das Kalkwasser reagirt alkalisch;
diese Reaction rührt theils von dem Kalke, theils davon her, dass die
meisten Kalksteine Kochsalz und kieselsaures Alkali enthalten, welches
durch die Einwirkung des Aetzkalkes in ätzendes Alkali übergeht.
[Sidenote: Anwendung des Kalkes.]
Die Anwendung des gebrannten Kalkes ist eine überaus mannigfache und
gründet sich in allen Fällen darauf, dass der Kalk eine starke Base
ist, welche überall und wohlfeil erhalten werden kann und durch
einfaches Begiessen mit Wasser in denjenigen Zustand der Zertheilung
übergeht, in welchem meist der Kalk in der Technik Anwendung findet.
Seiner grossen Verwandtschaft zur Kohlensäure wegen wird er zur
Darstellung des Aetzkalis und Aetznatrons aus den kohlensauren Alkalien
verwendet. Der gelöschte Kalk dient ferner zur Darstellung des
Ammoniaks aus dem Salmiak, des Calciumhypochlorites (Chlorkalk), zum
Ausfällen der Magnesia aus der Mutterlauge der Salinen, zum Reinigen
des Leuchtgases von Kohlensäure und theilweise auch von
Schwefelwasserstoffgas, zum Einkalken des Getreides vor dem Säen, zur
Raffination des Zuckers und zur Gewinnung des Zuckers aus dem
Rübensafte, in der Sodafabrikation zum Zersetzen des Glaubersalzes
(unter Mitwirkung von Kohle), in der Gerberei zum Enthaaren und
Vorbereiten der Häute, in der Bleicherei zum Bäuchen der
Baumwollgewebe, in der Färberei zur Bereitung der Indigküpen, als
Zusatz zum Glase, in der Fabrikation der Stearin- und Palmitinkerzen,
zur Fabrikation von Alaun und Aluminiumsulfat aus Kryolith, bei der
Bereitung von Stärkezucker (zur Neutralisation der Schwefelsäure), zur
Herstellung von Kitt mit Caseïn, als Polirmittel und bei der
Ausbringung der Metalle als schlackebildender Zusatz. Die Eigenschaft
des Kalkes, vor dem Knallgasgebläse (einem mit einem Gemenge von 2 Vol.
Wasserstoff und 1 Vol. Sauerstoff gespeisten Gebläse) ausserordentlich
lebhaft zu leuchten, benutzt man als Signallicht auf Leuchtthürmen, bei
geodätischen Operationen, zum Beleuchten der Objecte unter dem
Mikroskop u. s. w. Die wichtigste Anwendung des Kalkes ist aber die zur
Bereitung von Mörtel.
Der Mörtel.
[Sidenote: Mörtel.]
Unter =Mörtel= oder =Speise= versteht man mit Sand oder mit einem
sandartigen Zusatze gemengten Kalkbrei, welcher theils zur Vereinigung
von Bausteinen, theils als Abputz dient. Der gewöhnliche Mörtel heisst
=Luftmörtel=, der unter Wasser erhärtende und daher zu Wasserbauten sich
eignende Mörtel wird =hydraulischer Mörtel= oder =Wassermörtel= genannt.
a) _Der Luftmörtel._
[Sidenote: Luftmörtel.]
Wenn gelöschter Kalk an der Luft sich selbst überlassen bleibt, so
trocknet er nach und nach unter Kohlensäureabsorption aus, wobei er stark
schwindet und viele Risse bekommt. Wird hierbei die Luft abgehalten und
zugleich ein angemessener Druck angebracht, so erlangt das
Calciumhydroxyd (Kalkhydrat) nach dem Trocknen Marmorhärte. Das
Kalkhydrat wäre demnach schon für sich geeignet, die Bausteine zu
verbinden, wenn sie ebene Flächen hätten. Da die Bausteine aber auf ihrer
Oberfläche sehr grosse Unebenheiten haben, welche zum Verschwinden
gebracht werden müssen, so wären dicke Lagen von Kalkbrei anzubringen,
die beim Austrocknen schwinden und Klüfte bekommen würden. Um Letzterem
vorzubeugen, um ferner den Verbrauch an Kalk zu verringern, versetzt man
den Kalkbrei mit Sand und ähnlichen Körpern, die mit ihm ein festes
Conglomerat, zum Theil unter Umständen auch eine chemische Verbindung
bilden, die mit den Bausteinen ein Ganzes bildet.
Man bereitet den Luftmörtel gewöhnlich mit dem bereits eingesumpften
gelöschten Kalke, der, wenn es erforderlich erscheint, unter Zusatz von
Wasser mit dem Sande innig vermengt wird, so dass in dem entstehenden
Mörtel keine Kalkklümpchen mehr wahrgenommen werden können. Als Zuschlag
braucht man zum Mörtel nur Sand. Man zieht den eckigen und kantigen Sand
dem runden vor, wol aber ohne Grund; dass der Kalkbrei an Sandkörnern mit
rauhen Flächen besser adhärire, als an solchen mit glatten, ist
einleuchtend, dass aber die Ecken und Kanten die Adhäsion nicht zu
vermehren im Stande sind, ist wahrscheinlich. Die Natur bietet uns in den
Breccien eine Verkittung von runden und stumpf- oder scharfeckigen
Stücken, die durch gleiche Kraft zusammengehalten werden, es ist daher
nicht einzusehen, warum der Luftmörtel, der doch in der That eine
Nachahmung jener Breccien bezweckt, sich anders verhalten soll. Das
Verhältniss des Sandes zum Kalke ist für die Qualität und den Grad des
Erhärtens des herzustellenden Mörtels von der grössten Wichtigkeit. In
der Praxis rechnet man auf 1 Kubikmeter steifen Kalkbrei (aus fettem
Kalke) 3-4 Kubikmeter Sand, bei magerem, magnesiahaltigem Kalke nimmt man
auf eine gleiche Quantität 1-2-1/2 Kubikmeter Sand, weil die fremden
Gemengtheile darin sich schon selbst wie Sand verhalten. Soll der so
bereitete Mörtel zur Verbindung der Mauersteine oder Backsteine
angewendet werden, so befeuchtet man die Oberfläche der porösen Steine,
um der Absorption der Feuchtigkeit des Mörtels vorzubeugen und wirft den
Mörtel mit einer Kelle darauf. Der Mörtel wird im Ueberschusse
angewendet, um alle Zwischenräume auszufüllen, dann drückt man die neuen
Steine auf die bereits festliegenden und nöthigt so den überschüssigen
Mörtel, herauszudringen.
[Sidenote: Erhärten des Mörtels.]
Die =Erhärtung des Mörtels=, obgleich schon nach einigen Tagen
genügend, um einer Mauer eine gewisse Festigkeit zu ertheilen,
geschieht so allmälig, dass sie nach vielen Jahrhunderten noch nicht
ihr Maximum erreicht hat. Was die Theorie der Erhärtung des Mörtels an
der Luft betrifft, so haben sich darüber mehrere Ansichten geltend zu
machen gesucht. Dass das Austrocknen allein nicht der Grund des
Erhärtens sein kann, davon kann man sich leicht überzeugen, wenn man
den Luftmörtel im Wasserbade oder über der Lampe austrocknet; das
Resultat des Trocknens ist keineswegs eine steinartige, sondern eine
bröcklige, leicht zerreibliche Masse. Der Mörtel kann aber nur binden,
wenn er eine steinartige Masse bildet. =v. Fuchs= nahm als Ursache der
Mörtelerhärtung die Bildung von sogenanntem halbkohlensauren Kalk
(CaCO_{3} + CaH_{2}O_{2}), einer Verbindung an, welche nicht in das
gewöhnliche Calciumcarbonat (CaCO_{3}) übergeführt werden könne. Neuere
Untersuchungen haben das Irrige dieser Ansicht bewiesen und gezeigt,
dass die Annahme der Existenz von halbkohlensaurem Kalk nicht
nothwendig sei, da die Menge der im Luftmörtel gefundenen Kohlensäure
(nach den Analysen von =A. Vogel=, von =Alex. Bauer= u. A.) derjenigen
häufig entspricht, welche neutrales Calciumcarbonat verlangt, während
in anderen Fällen (so in den Analysen von =Anton v. Schrötter=) die
Kohlensäure um 20 Proc., ja selbst um 70 Proc. gegen die Berechnung
zurückbleibt. Die Untersuchungen von =Alex. Petzholdt=, =A. v.
Schrötter= u. A. haben endlich gezeigt, dass mit der Erhärtung des
Mörtels häufig eine Zunahme an löslicher Kieselerde zu bemerken sei.
Diese Umwandelung des Quarzsandes in lösliche Kieselerde durch
fortgesetzte Einwirkung von Calciumhydroxyd ist jedoch für die
Erhärtung nur von untergeordnetem Werthe, da Kalksand und geschlämmte
Kreide anstatt des Kieselsandes als Zuschlag zum Mörtel angewendet,
eine ebenso steinharte Masse bildet. Auch ist nicht zu vergessen, dass
der Uebergang von festem Mörtel nur nach und nach und stets in zwei
Stadien erfolgt. In dem =ersten= Stadium findet der Uebergang von dem
breiigen in den festen Zustand statt (das =Anziehen= oder =Binden=), in
dem =zweiten= Stadium geht das steinige Erhärten der weichen mit dem
Nagel noch ritzbaren Masse vor sich.
Nach den in jüngster Zeit (1870) von =W. Wolters= ausgeführten
Untersuchungen und den von früheren Forschern (namentlich =W.
Michaëlis=) erhaltenen Resultaten lassen sich die Vorgänge beim
Erhärten des der Luft ausgesetzten Mörtels so ziemlich übersehen. Zu
Anfang verliert der Mörtel nur Wasser. Durch dieses Trocknen gelangen
nach und nach die Kalktheilchen in die Sphäre ihrer Adhäsion und
haften dadurch an einander. Man sagt dann, der Mörtel »habe angezogen«.
Die Absorption von atmosphärischer Kohlensäure, bis dahin schwach nur
und oberflächlich, wird intensiver und die Festigkeit und Härte nimmt
in gleichem Maasse zu. Das Ende des Austrocknens ist zugleich des der
vollendeten Kohlensäuerung und der Zeitpunkt der erreichten Steinhärte.
In diesem Stadium besteht die Funktion der Kohlensäure darin, dass sie
die noch getrennten aber aneinander adhärirenden und in unmittelbarer
Berührung befindlichen Theilchen des Calciumhydroxydes zu einer
einzigen zusammenhängenden Masse von Calciumcarbonat verschmilzt. Die
entschiedene Adhäsion dieses Carbonates an die Bausteine und den
Mörtelsand ist ein zweiter fördernder Factor der Verkittung einestheils
der Calciumhydroxydmoleküle zu einer steinharten Masse von Carbonat,
anderntheils des Carbonates mit dem beigemengten Sand und den
Bausteinen. Das Steinhartwerden des Mörtels ist also die Folge zunächst
eines =mechanischen= Vorganges, wodurch die Kalkmoleküle in
unmittelbare Berührung gebracht werden, dann eines =chemischen=
Processes, der Kohlensäuerung, welche die nahe aneinander gerückten
Theilchen zu einem Ganzen verkittet. Als ergänzendes Moment mag die mit
der Zeit, obwohl immerhin schwach stattfindende Aufschliessung des
Quarzsandes unter Bildung von Calciumsilicat wirken. Die Kohlensäuerung
vollzieht sich nur allmählich, bei dicken Mauern vielleicht vollständig
erst im Laufe von Jahrhunderten. Es ist daher nichts Seltenes, dass man
bei der Analyse von altem Luftmörtel aus dem Innern von Mauern noch
Aetzkalk findet.
b) _Der hydraulische Mörtel._
[Sidenote: Hydraulischer Mörtel.]
Gewisse Kalksteine haben, wenn sie mehr als 10 Proc. Kieselerde
enthalten, die Eigenschaft, nach dem Brennen mit Wasser einen magern Brei
zu geben, welcher unter dem Einflusse des Wassers nach längerer oder
kürzerer Zeit erhärtet. Man nennt solche Kalksteine =hydraulischen Kalk=
und verwendet ihn zur Herstellung des =hydraulischen Mörtels= oder
=Wassermörtels=.
[Sidenote: Hydraulischer Kalk.]
Im =ungebrannten Zustande= sind die hydraulischen Kalke Gemenge von
Calciumcarbonat mit Kieselerde oder einem Silicat, meist und wesentlich
Aluminiumsilicat, welches letztere in Salzsäure unlöslich ist und durch
dieselbe nicht aufgeschlossen wird. Durch das =Brennen= erleidet der
hydraulische Kalk dieselbe Veränderung, die ein in Säuren unlösliches
Silicat erleidet, wenn dasselbe durch Erhitzen mit kohlensauren Alkalien
aufgeschlossen wird; der hydraulische Kalk wird durch das Brennen in
Salzsäure zum grossen Theile löslich und verliert seine Kohlensäure. =v.
Fuchs=, =Feichtinger=, =Harms=, =Heldt=, =W. Michaëlis=, =A. v. Kripp= u.
A. stellten zahlreiche Versuche an, deren Resultate übereinstimmend
bewiesen, dass nur die Kieselerde im gallertartigen Zustande den Kalk in
hydraulischen verwandelt und dass die in dem hydraulischen Kalk
vorkommenden Gemengtheile wie Thonerde und Eisenoxyd auf das Erhärten des
hydraulischen Kalkes erst dann von Einfluss sind, wenn durch starkes
Erhitzen bis zum Schmelzen diese Körper sich chemisch mit der Kieselerde
verbunden haben.