2) gewöhnlichen Kalkbrei aus Luftkalk mit Wasser und Cäment mengt.

Beim Löschen des hydraulischen Kalkes wird das Wasser absorbirt, ohne

dass bedeutende Wärmeentwickelung und Volumenvergrösserung stattfindet.

Die Verwendung des hydraulischen Mörtels geschieht auf dieselbe Weise wie

die des Luftmörtels, nur muss der Kalkbrei frisch bereitet angewendet,

die Steinflächen aber gehörig benetzt und das Mauerwerk feucht erhalten

werden. Je fester und dichter der Mörtel beim Vermauern angedrückt wird,

desto fester wird beim nachherigen Erhärten seine Consistenz; wird er

dagegen nur locker aufgetragen, so wird durch Eindringen des Wassers der

Zusammenhang geschwächt, so dass auch beim nachfolgenden Erhärten nur

eine weniger dichte Masse entsteht.

[Sidenote: Die Cämente.]

Aus dem Vorstehenden folgt, dass man, indem dem gewöhnlichen Kalk durch

geeigneten Zusatz Kieselsäure zugeführt wird, hydraulischen Mörtel

künstlich erzeugen kann. Solche Zusätze oder Zuschläge nennt man

=Cämente= (Cemente). In Bezug auf ihren Ursprung lassen sich dieselben

eintheilen 1) in =natürliche Cämente=, welche, ohne dass sie gebrannt zu

werden brauchen, in dem Zustande, wie sie sich finden (sie sind nämlich

durch vulkanische Hitze bereits gebrannt), zur Herstellung von

Wassermörtel gebraucht werden können, und 2) in =künstliche Cämente=,

welche vorher durch Brennen aufgeschlossen werden müssen und dadurch erst

in Cämente übergehen. Die natürlichen Cämente sind, wie oben bemerkt,

durch vulkanische Processe aufgeschlossen worden; zu ihnen gehören der

=Duckstein= oder =Trass=, die =Puzzuolane= und das =Santorin=.

Der =Trass= oder =Duckstein= ist eine Art Trachyttuff, welcher in

bedeutenden Mengen im Brohl- und Nettethal, unfern Andernach,

angetroffen wird. Der Trass ist wesentlich nichts anderes als

zertrümmerter und zerriebener Bimsstein, welchen die vielen

vulkanischen Kegelberge der Rheinufer lieferten. Er enthält sehr oft

Bimssteinfragmente, manchmal in grosser Zahl, eingeschlossen; ausserdem

finden sich darin Titaneisen-, Magneteisenpartikelchen,

Thonschieferstückchen u. s. w. Schon seit dem dritten Jahrhundert

verwendet man den Trass zur Herstellung von hydraulischem Mörtel und

bearbeitet daraus Quadern, die in den Mauern alter Festungen, Kirchen,

Schlösser und Thürme jetzt noch zu sehen sind. Die Zusammensetzung des

Trass aus dem Brohlthale ist folgende:

In Salzsäure

lösliche unlösliche Bestandtheile.

Kieselerde 11,50 37,44

Kalk 3,16 2,25

Magnesia 2,15 0,27

Kali 0,29 0,08

Natron 2,44 1,12

Thonerde 17,70 1,25

Eisenoxyd 11,17 0,75

Wasser 7,65 --

----- -----

56,86 42,98

Die =Puzzuolane= (Puzzolanerde) ist ein dem Trass verwandter Körper,

welcher bei Puzzuoli bei Neapel, dem Puteoli der Alten, vorkommt; sie

findet sich ferner in Hügeln von ziemlicher Ausdehnung an der

südwestlichen Seite der Apenninenkette, in der Gegend von Rom bis gegen

die pontinischen Sümpfe und Viterbo. Sie bildet eine lockere, graue

oder gelblichbraune, matte Masse, von theils feinkörnigem, theils

erdigem Bruche. Sie besteht in 100 Th. aus 44,5 Th. Kieselsäure, 15 Th.

Thonerde, 8,8 Th. Kalk, 4,7 Th. Magnesia, 12 Th. titanhaltigem

Eisenoxyd, 5,5 Th. Kali und Natron und 9,2 Th. Wasser. Ihres geringen

Kalkgehaltes halber kann sie keinen hydraulischen Kalk geben, muss

mithin mit Luftkalk gemengt werden, um einen hydraulischen Mörtel zu

bilden. Bei dem Bau des Leuchtthurmes von Eddystone wurden gleiche

Theile gepulverter Puzzuolane und zu Pulver gelöschten Kalkes

verwendet.

Das =Santorin= ist ein von der griechischen Insel =Santorin= (auch St.

Erini, nach der Schutzpatronin des Eilandes, der heiligen Irene),

=Therasia= und =Asprosini= stammendes, an der Küste von Dalmatien

häufig zu Wasserbauten angewendetes natürliches Cäment, welches mit dem

Trass den vulkanischen Ursprung und das äussere Ansehen gemein hat, von

demselben sich aber durch seine weit geringere Aufschliessbarkeit in

Säure unterscheidet. Nach den Untersuchungen von =G. Feichtinger=

(1870) ist die Santorinerde als ein Gemenge von Cäment und Sand zu

betrachten. Das Cäment ist der fein abschlämmbare Theil, der Sand

besteht aus Bimsstein- und Obsidianstückchen. Nur dem feinen Pulver, d.

i. der in grosser Menge darin sich findenden amorphen Kieselerde

verdankt die Santorinerde ihre Wirksamkeit als Cäment.

[Sidenote: Künstliche Cämente.]

=Künstliche Cämente.= Das seltene Vorkommen und der hohe Preis der

natürlichen Cämente gab die Veranlassung, dass man an ihre Stelle ein

wohlfeileres Material zu setzen suchte. So versuchte =Parker= durch

Brennen der nierenförmigen Massen, die sich in der über der Kreide

liegenden Thonschicht an den Ufern der Themse, auf den Inseln Sheppey,

Wight u. s. w. finden, ein Cäment darzustellen, auf dessen Bereitung 1796

=Parker=, =Wyatt= u. Co. ein Patent für England erhielten und dadurch

eine Cämentfabrik gründeten, welche bis auf den heutigen Tag blüht. Das

so dargestellte Cäment führt den Namen =englisches= oder =römisches

Cäment= (=Roman-Cäment=). Die Thonnieren werden in einem gewöhnlichen

Ofen, wie man sich deren zum Kalkbrennen überhaupt bedient, bei einer

Temperatur gebrannt, welche fast hinreicht, sie zu verglasen, und dann

auf einer Mühle feingepulvert. Das rothbraune Pulver, welches

Kohlensäure und Wasser aus der Luft begierig aufnimmt, wird nach dem

Beuteln in Fässer verpackt. Er lässt sich ohne weiteren Zusatz als

hydraulischer Mörtel verwenden und erhärtet in 15-20 Minuten. Das rasche

Erhärten des hydraulischen Mörtels und seine grosse Festigkeit nach

diesem raschen Erhärten, welche die des gewöhnlichen Mörtels wenigstens

fünfmal übertrifft, machen ihn zu einem höchst werthvollen Baumaterial,

das den gewöhnlichen Mörtel rasch verdrängen würde, wenn nicht die

Kostbarkeit des hydraulischen Mörtels die Ursache wäre, dass man ihn nur

da anwenden kann, wo gewöhnlicher Mörtel nicht ausreicht. In Deutschland

wird das Romancäment von vorzüglicher Beschaffenheit von =Leube= in Ulm

dargestellt.

=W. Michaëlis= fand bei der Analyse verschiedener Sorten Romancäment:

1. 2. 3. 4.

Kalk 58,38 55,50 47,83 58,88

Magnesia 5,00 1,73 24,26 2,25

Kieselsäure 28,83 25,00 5,80 23,66

Thonerde 6,40 6,96 1,50 7,24

Eisenoxyd 4,80 9,63 20,80 7,97

Die Analysen sind auf das Cäment im kohlensäure- und wasserfreien

Zustande berechnet. No. 1 ist Romancäment aus Kalkstein vom Krienberge

bei Rüdersdorf, der oberen Abtheilung des Muschelkalks angehörend; im

Zustande der grössten Verwitterung vorkommend. -- No. 2 aus

Kalksteinnieren von der Insel Sheppey; gelblichbraun, derb und fest. --

No. 3 aus Kalkstein, der das Lager von Bleierz bei Tarnowitz bedeckt;

zur Muschelkalkformation gehörig; bläulichgrau, derb und zum

Krystallinischen hinneigend. -- No. 4 aus fettem und magerem Kalkstein

von Hausbergen.

Das =Portland-Cäment= (der Name ist durch die mit dem Portland-Baustein

übereinstimmende Farbe und Festigkeit entstanden), ein

schuppig-krystallinisches Pulver von grauer Farbe mit einem Stich ins

Grünliche, wurde zuerst 1824 von =Joseph Aspdin= in Leeds dargestellt.

Nach dem ihm für England ertheilten Patent bereitet er das Cäment auf

folgende Weise: Er nimmt eine grosse Menge Kalkstein, wie er in Leeds zum

Wegmachen angewendet wird, pulverisirt ihn entweder durch Maschinen, oder

nimmt den Staub oder Koth von den mit diesem Material reparirten

Strassen, trocknet die Masse und brennt sie in einem Kalkofen. Hierauf

nimmt er eine gleiche Gewichtsmenge Thon und knetet denselben mit dem

gebrannten Kalk und Wasser zusammen, bis eine plastische Masse entsteht,

die man trocknet, nach dem Trocknen in Stücke bricht und in einem

Kalkofen brennt, bis alle Kohlensäure entwichen ist. Dann wird die Masse

in ein feines Pulver verwandelt und ist zum Gebrauch fertig. Er kommt im

Handel vor als graues, ins Grünliche gehendes, sandig anzufühlendes

Pulver. Der eigentliche Gründer der in England so schwunghaft betriebenen

Fabrikation jenes künstlichen Cämentes, das unter dem Namen

Portland-Cäment versendet wird, ist =Pasley=, welcher (1826) das Cäment

durch Brennen eines Gemisches von Flussthon (aus dem Medway-Fluss),

welcher durch das zu Fluthzeiten eintretende Meerwasser salzhaltig ist,

mit Kalkstein oder Kreide zu bereiten lehrte[98]. Gegenwärtig stellt man

auf ähnliche Weise aus dem Schlamme, der sich an den Mündungen grosser

Ströme absetzt und dort zu Deltabildungen Veranlassung giebt, ein dem

Portland-Cäment ganz gleiches Material her.

[98] Der Thon des Medway-Flusses ist wahrscheinlich wegen seines

Natriumgehaltes zur Portland-Cämentfabrikation der geeignetste.

=v. Pettenkofer= macht mit Recht darauf aufmerksam, dass man

vielleicht mit grossem Vortheil manche Mergel in gute Cämente

verwandeln könne, wenn man sie mit Kochsalzlösung getränkt brenne.

Die =Fabrikation des Portland-Cäments= geschieht gewöhnlich auf die

Weise, dass man die innige Mischung der Rohmaterialien (Kalkstein und

Thon) in Stücke gleicher Höhe (Backsteine) ferner dieselben erst

lufttrocken werden lässt und dann in Schachtöfen brennt. Die

Schachtöfen haben eine Höhe von 14-30 Meter und eine lichte

Schachtweite von 2,3-4 Meter. In einer Höhe von 1-1,3 Meter über dem

Erdboden liegt ein entsprechend starker Rost, dessen Stäbe sich nach

beendetem Brande gänzlich entfernen lassen. Die mehr oder minder

gesinterte Masse gleitet beim Erkalten theils freiwillig nieder, theils

wird das Fallen derselben mit Brechstangen befördert. Die Oefen werden

solchergestalt beschickt, dass je eine Lage Brennmaterial und eine Lage

Cämentsteine abwechseln. Als Brennmaterial wählt man in der Regel Koks.

Für jedes Material ist die geeignete Weissglühhitze durch Versuche zu

erproben; zu stark gebranntes Cäment bindet mit Wasser gar nicht mehr;

die Farbenveränderungen, welche im Feuer vor sich gehen, können einen

wesentlichen Anhalt über die beim Brennen innezuhaltenden Grenzen

darbieten. Bei lebhafter, ungefähr eine Stunde lang anhaltender

Rothgluth hat zwar der Kalk bereits aufschliessend auf den Thon gewirkt

und die Masse besitzt eine hellgelbbraune Farbe, aber ihre

Erhärtungsfähigkeit ist nur gering, sie erhitzt sich stark mit Wasser

und zerfällt an der Luft wie gewöhnlicher Aetzkalk. Mit steigender

Temperatur wird die Masse immer dunkler braun; ihre Beständigkeit an

der Luft wächst mit ihrer Erhärtungsfähigkeit; ihre Erhitzung mit

Wasser nimmt ab; Beweise, dass der beim Brennen aus dem Kalkstein

zunächst entstehende ätzende Kalk mehr und mehr in chemische Verbindung

mit den Bestandtheilen des Silicates tritt. Mit Weissglut wird die

Masse grau, nimmt einen Stich in's Grüne (von einer Calcium-Ferrat-

oder Silicatbildung) an, welcher wiederum mit der Temperatur zunimmt.

Bis jetzt hat noch immer die Güte und Erhärtungsfähigkeit des Cäments

zugenommen; denn die Härte und Widerstandsfähigkeit des angemachten

Cäments steht, innerhalb der zulässigen Grenzen, mit der Dichtigkeit

des gebrannten Cämentes in geradem Verhältnisse. Nimmt die Intensität

des Feuers noch weiter zu, so tritt an die Stelle der grüngrauen eine

blaugraue Färbung und dann wird das Cäment schon untauglich. Bei noch

weiterer Steigerung der Temperatur wird die Masse immer dichter, man

könnte sagen basaltischer und zuletzt geht sie in den Zustand

vollkommener Schmelzung über und wird obsidianartig. Im ersten Stadium

giebt die Masse ein helles gelbbraunes, lockeres Pulver; im zweiten,

dem Normalstadium ein graues scharfes Pulver, mit einem Stich in's

Grüne, im dritten ist das Pulver entschieden bleigrau, während das

letzte, das verglaste Cäment, ein helles, weissgraues, äusserst

scharfes Pulver giebt, wie wir es an Gläsern erkennen. Man hat also

sein Augenmerk darauf zu richten, dass durchweg die bimssteinartige

grüngraue Masse erzeugt werde; dass man möglichst wenig gelbbraune

Stücke einerseits und so wenig als möglich blaugraue und verglaste

Partien andererseits erhalte. Die Stücke sollen gut »stehen«, dass

heisst im gebrannten Zustande nach dem Erkalten nicht zerfallen. Dieses

spontane Zerfallen tritt ein beim blaugrauen, todtgebrannten, aber auch

beim ganz normal gebrannten Cäment; in diesem Falle liegt die Ursache

in der chemischen Zusammensetzung allein. Je kalkhaltiger (basischer)

die Mischung ist, desto sicherer lässt sich das Cäment normal brennen

und desto weniger zerfällt es nach dem Brande; thonreiche Mischungen

zerfallen je nach ihrer Zusammensetzung mehr oder weniger stark, oft

total. Das zerfallene Cäment stellt, wenn von normal gebrannter Masse

herrührend, ein äusserst feines, hellbraunes Pulver dar; todtgebranntes

blaues Cäment giebt ein ebenso feines blaugraues Pulver. Nach

=Michaëlis= lässt sich durch Zusatz von Kalk oder Alkalien das

Zerfallen des Cäments verhüten, wenn sonst nicht durch zu scharfes

Brennen die erwähnten blaugrauen Massen erzeugt werden. In der Praxis

kann aber aus ökonomischen Gründen nur an einen Kalkzusatz gedacht

werden. Je feiner Thon und Kalkstein gemischt werden, desto höher kann

man unbeschadet mit dem Kalkgehalte gehen; ja alsdann ist ein möglichst

hoher Kalkgehalt von grösstem Nutzen, weil er vorzüglich gute Brände

zur Folge hat. Nichts ist aber gefährlicher, als bei schlechter

mechanischer Mischung den Kalkgehalt zu steigern; alsdann wird man

nämlich anstatt einen Fehler (des Zerfallen) zu beseitigen, nur noch

einen andern Nachtheil (das Treiben und Reissen) hinzufügen. Auf

innigste Mischung der Rohmaterialien ist daher in jeder Hinsicht das

grösste Gewicht zu legen. Die kalkreicheren Cämente ziehen langsamer

an, aber erhärten vorzüglicher. Von dem Momente der Erstarrung an

erhärtet das Cäment zunehmend sowol an der Luft, wie im Wasser. An der

Luft ohne jeden Substanzverlust; unter Wasser wird es zunächst nicht

unbeträchtlich angegriffen, da er in Wasser nicht unlöslich ist. Vor

allem aber werden durch Wasser die Alkalien extrahirt. Zum Brennen des

Portland-Cämentes (hinsichtlich der Details sei auf =W. Michaëlis= und

=Paul Löss=[99] verwiesen) dient jetzt häufig der Ringofen (vergl.

Seite 371). Das getrocknete Cäment wird vor seiner Verwendung noch zu

feinem Pulver gemahlen.

[99] Vergl. =W. Michaëlis=, Die hydraulischen Mörtel, Leipzig 1869 und

=Paul Löss=, Bau von Kalk-, Cäment-, Gyps- und Ziegelöfen,

Berlin 1870.

Das Portland-Cäment fängt, mit Wasser zu einem Brei angerührt, schon

nach einigen Minuten an, zu erstarren, nach einigen Tagen besitzt es

schon eine ziemliche Härte, die nach einigen Monaten einen solchen Grad

erreicht, dass es beim Anschlag mit einem harten Körper wie gebrannter

Thon klingt. Es lässt sich gleich dem Gyps ohne Sandzusatz in Formen

giessen und eignet sich daher besonders zur Herstellung

architektonischer Verzierungen und mit Sand gemengt zur =Fabrikation

von künstlichen Steinen=. In neuerer Zeit hat =Grüneberg= die

Herstellung von Krystallisirgefässen aus Portland-Cäment und =Posch=

die zu Reservoirs für heisse und warme Soole vorgeschlagen.

[Sidenote: Fabrikation von künstlichem Cäment in Deutschland.]

Aus dem Vorstehenden geht hervor, dass die Fabrikation von künstlichem

Cäment (Portland-Cäment) in jeder Gegend möglich ist. In der That

fabricirt man jetzt auch in mehreren Theilen Deutschlands durch Mischen

von Kreide und Thon, Formen der Mischung zu Ziegeln, Brennen und

Zermahlen derselben, ein Cäment, welches allen Anforderungen entspricht,

ohne dass es dabei nothwendig wäre, die Materialien aus grossen

Entfernungen herbeizuschaffen. So wurde z. B. der hydraulische Kalk für

die Göltzschthalüberbrückung auf der sächsisch-bayerischen

Staatseisenbahn durch Mischung gleicher Theile von Ziegelmehl, Sand und

Kalkmehl erhalten; das Gemenge wurde kurz vor der Verwendung mit Wasser

angemacht und als möglichst dicker Brei verarbeitet. Zur Darstellung von

hydraulischem Mörtel benutzt man ausser der oben erwähnten Mischung von

Kreide und Thon, die Mergel (wie sie unter andern bei Kufstein in Tyrol

in vorzüglicher Beschaffenheit sich finden), die Aschen von Steinkohlen

und Torf, die bei der Alaunfabrikation aus Alaunschiefer und Alaunerde

zurückbleibende Masse, manche Hochofenschlacken, gebranntes

Töpfergeschirr, Porcellankapselscherben, gepulverten Feuerstein und

Chalcedon[100] u. s. w. Obgleich die Principien bekannt sind, nach

welchen hydraulische Mörtel angefertigt werden müssen, so misslingen

dennoch immer sehr viele Versuche. Das Misslingen liegt meist in dem

unrichtigen Hitzegrad beim Brennen, in der versäumten Innigkeit der

Mischung, hauptsächlich aber in der Unkenntniss der chemischen

Zusammensetzung der zu mischenden Substanzen. So ist, um ein Beispiel

anzuführen, nicht jeder Mergel zur Herstellung eines guten hydraulischen

Mörtels geeignet. Bedingungen der Anwendbarkeit sind 1) das richtige

Verhältniss des eingemengten Thons, am vortheilhaftesten 25 Proc.; 2)

dieser Thon muss die erforderliche Beschaffenheit haben, er muss reich an

Kieselerde und dabei höchst fein zertheilt sein; er muss ferner mit dem

kohlensauren Kalk in innigem Gemenge sich befinden. Diese drei

Bedingungen finden sich nur sehr selten mit einander vereinigt. In

Deutschland wurde ein dem englischen Portland-Cäment gleichkommendes

Produkt zuerst im Jahre 1850 durch =Gierow= in Stettin dargestellt,

hierauf 1852 von =H. Bleibtreu= bei Stettin (auf der Insel Wollin),

später auch in Bonn eine Fabrik errichtet, deren Produkte in grossen

Mengen consumirt werden. Auch anderwärts wird gegenwärtig Portland-Cäment

dargestellt, so von Gebr. =Heyn= in Lüneburg, von =A. Licht u. Comp.= in

Dirschau bei Danzig, vom Bonner Bergwerks- und Hüttenverein (bei

Obercassel oberhalb Bonn), von =Saulich= in Perlmoos bei Kufstein

(Tyrol), so dass die deutsche Industrie in Bezug auf Portland-Cäment bald

von England unabhängig sein wird. Nach =W. Michaëlis= seien im Folgenden

einige Portland-Cämentanalysen (auf den kohlensäure- und wasserfreien

Zustand berechnet) angeführt:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Kalk 59,06 62,81 61,91 60,33 61,64 61,74 55,06 57,83 55,28

Kieselsäure 24,07 23,22 24,19 25,98 23,00 25,63 22,92 23,81 22,86

Thonerde 6,92 5,27 7,66 7,04 6,17 6,17 8,00 9,38 9,03

Eisenoxyd 3,41 2,00 2,54 2,46 2,13 0,45 5,46 5,22 6,14

Magnesia 0,82 1,14 1,15 0,23 -- 2,24 0,77 1,35 1,64

Kali 0,73} 1,27 0,77 0,94 -- 0,60 1,13 0,59 0,77

Natron 0,87} 0,46 0,30 -- 0,40 1,70 0,71 --

Calciumsulfat 2,85 1,30 -- 1,52 1,53 1,64 1,75 1,11 3,20

Thon }

Sand } 1,47 2,54 1,32 1,04 1,28 1,13 2,27 -- 1,08

[100] =H. Frühling= (1870) stellt aus gebrannten Chalcedonen ein

besonderes Cäment, das =Chalcedoncement= dar, welches in der

Menge von 1 Vol. mit 1 Vol. Kalkbrei und 2 Vol. weissen Sandes

einen glänzend weissen, dem geschliffenen Marmor ähnlichen

Verputz liefert.

No. 1 ist Portland-Cäment von =White= und =Brother= von =Michaëlis=

analysirt. No. 2 ist Stettiner Cäment von =Michaëlis= analysirt. No. 3

ist Wildauer Cäment ebenfalls von =Michaëlis= analysirt. No. 4

desgleichen. No. 5 ist Sterncäment aus Vorpommern von demselben

analysirt. No. 6 ist Stettiner Cäment von demselben analysirt. No. 7

ist englisches Cäment von =Hopfgartner= analysirt. No. 8 ist Cäment vom

Bonner Bergwerks- und Hüttenverein von =Hopfgartner= analysirt und

No. 9 ist Cäment von Kraft und Saulich in Perlmoos von =Feichtinger=

analysirt.

Vergleicht man damit die procentische Zusammensetzung von englischen

Portland-Cämenten, so ergeben sich nur ganz geringe Differenzen, welche

jedenfalls von keinem Einfluss sein können. Die deutschen

Portland-Cämente besitzen dieselbe Farbe wie das englische

Portland-Cäment, erhärten unter Wasser auch bald und die Härte, die sie

erlangen, steht der des erhärteten englischen Portland-Cämentes nicht

nach. Unter dem Mikroskop betrachtet, zeigen die Theilchen der

deutschen Portland-Cämente dieselbe blätterige und schieferige Form,

wie sie von =v. Pettenkofer= zuerst bei dem englischen Portland-Cämente

gefunden wurde. Dadurch, dass dieselben, wie das englische

Portland-Cäment, bis zur Sinterung des Thones gebrannt wurden, besitzen

ihre Theile eine eben so grosse Dichtigkeit, wie die des englischen.

Was die Fabrikationsweise des Kufsteiner Portland-Cämentes betrifft, so

giebt =Feichtinger= darüber folgende Notizen: In der Nähe von Kufstein

findet sich ein Mergellager von einer solchen Ausdehnung, dass bei

einer jährlichen Erzeugung von 200,000 Ctnr. dasselbe 600 Jahre

ausreichen dürfte. Das Kufsteiner Portland-Cäment ist ein natürlicher

hydraulischer Kalk zum Unterschiede von den englischen

Portland-Cämenten, welche durchwegs künstliche hydraulische Kalke sind.

Es ist dies der erste Fall, dass in den grossen Mergellagern in den

Alpen ein Mergel gefunden wurde, der einfach durch Brennen ein so

vorzügliches Produkt liefert wie das englische Portland-Cäment ist, und

mit Gewissheit lässt sich daher auch annehmen, dass noch an mehreren

Orten Mergel zu finden sein würden, welche sich ebenso zur

Portland-Cämentfabrikation eignen. Es ist daher nicht uninteressant,

die procentische Zusammensetzung des Mergels, aus welchem das

Kufsteiner Portland-Cäment bereitet wird, kennen zu lernen. Derselbe

besteht aus:

{ Calciumcarbonat 70,64

In Salzsäure { Magnesiumcarbonat 1,02

lösliche { Eisenoxyd 2,58

Bestandtheile { Thonerde 2,86 Gesammtmenge der in

{ Gyps 0,34 Salzsäure löslichen

{ Wasser und organ. Substanz 0,79 Bestandtheile

-----

78,23

{ Kieselerde 15,92

In Salzsäure { Thonerde 3,08

unlösliche { Eisenoxyd 1,40 Gesammtmenge der in

Bestandtheile { Kali 0,55 Salzsäure unlöslichen

{ Natron 0,82 Bestandtheile

-----

21,77

Die Menge des in Salzsäure unlöslichen Theiles, welcher als sogenannter

Thon bezeichnet wird, beträgt nur 21,77 Proc., während die meisten

Mergel eine viel grössere Menge Thon enthalten und auch in der Praxis

die Annahme herrscht, dass diejenigen Mergel, bei welchen der Thon

25-30 Proc. beträgt, die besten sind. Dieser Mergel unterscheidet sich

von anderen auch noch durch die chemische Zusammensetzung seines

Thones, und bekanntlich ist letztere von einem wesentlichen Einflusse

für die Güte eines Cämentes. Vergleicht man die chemische

Zusammensetzung vom Thone des Kufsteiner Mergels mit der des Thones vom

Medway-Flusse, welcher in England zur Fabrikation von Portland-Cäment

verwendet wird, so findet sich darin auf 100 Kieselerde:

Thon Thon

vom Kufsteiner Mergel. vom Medway-Flusse.

Thonerde 19,34 17,0

Eisenoxyd 8,79 21,6

Kali 3,45 2,8

Natron 5,15 3,0

----- ----

36,73 44,4

Es folgt hieraus, dass im Thon vom Kufsteiner Mergel die Kieselerde

bereits mit einer bedeutenden Menge von Basen verbunden ist; letztere

betragen der Quantität nach nur um einige Procent weniger wie im Thone

des Medway-Flusses, aber immerhin mehr als sonst in den Mergeln

gefunden wird. Dadurch hat der Thon im Kufsteiner Mergel auch die

Eigenschaft, im Feuer leicht zu schmelzen, er kann leicht

aufgeschlossen werden. Von Einfluss auf die Güte des Kufsteiner

Portland-Cämentes ist auch dessen geringer Magnesiagehalt und die

häufig ausgesprochene Ansicht, dass ein grösserer Gehalt an Magnesia

nur nachtheilig wirke, findet hier ihre Bestätigung. Alle vorzüglichen

hydraulischen Kalke enthalten nur wenig Magnesia. Wenn man ferner die

procentische Zusammensetzung des Kufsteiner Portland-Cämentes mit

derjenigen des Mergels, aus welchem es bereitet wird, vergleicht, so

wird man finden, dass die Menge der Schwefelsäure (Gyps) in dem

gebrannten Steine zugenommen hat. Dies ist eine Folge der als

Brennstoff angewendeten Braunkohle, welche Schwefelkies enthält.

Als Anhang zu den Cämenten sei das =Concrete= (künstlicher Stein) der

Engländer erwähnt, worunter man einen dem Wasser gut widerstehenden

Mörtel versteht, der indessen nie die Festigkeit des mit Sand

gemischten Cämentes erreicht. Es besteht aus einem Gemenge von

gewöhnlichem Mörtel mit Steinen, Grus, das man in verlorenen Formen

oder Verschalungen aus Holz (Gussmauern) oder in bleibenden, aus

Ziegel- oder Quadermauern (Futtermauern) bestehend, erstarren lässt.

Man verwendet zu dem Concrete gewöhnlich mageren, thonhaltigen Kalk,

den man mit 2-3 Volumen gröberem und feinerem Sand mengt. Nach =Pasley=

erhält man aber ein besseres Produkt, wenn 1 Vol. frisch gebrannter

Kalk, in Stücken nicht grösser als eine Faust (etwa 35 Pfd.) gemahlen

mit 3-1/2 Vol. scharfem Flusssand und ungefähr 1,5 Vol. Wasser schnell

gemischt und eingestampft wird. Die Maurer benutzen jedoch nicht die

erstere Vorschrift, weil das trockene Gemisch sich besser mit Wasser

mischt und zäher und langsamer im Erhärten ist. Der Mörtel erhärtet in

wenigen Stunden hinlänglich, um, wenn auch die schwersten Mauern auf

einer Grundlage von Concrete aufgeführt werden sollen, sogleich damit

beginnen zu können. Auf 1,3-2 Meter dicken Schichten von Concrete sind

auf sumpfigem Grunde die Fundamente grosser Bauwerke in London nach dem

Vorgange von =Smirke= gebaut worden, welcher auf die Anwendung des

ungelöschten Kalkes zur Darstellung des Concretes geleitet wurde.

[Sidenote: Erhärten des hydraulischen Mörtels.]

Das =Festwerden und Erhärten des hydraulischen Mörtels= ist oft zum

Gegenstande ausführlicher Untersuchungen gemacht worden. Beim

Festwerden lassen sich, und das ist für die Praxis von Wichtigkeit,

zwei verschiedene Vorgänge unterscheiden: zunächst das blosse

=Erstarren=, wobei die angemachte Masse aufhört, flüssig zu sein, aber

noch sehr leicht vom Nagel geritzt wird; dann, was viel länger dauert,

das =Hartwerden= selbst, d. h. die durch andauernde Vermittelung des

Wassers vor sich gehende Versteinerung.

Der beim Erhärten des hydraulischen Mörtels stattfindende chemische

Vorgang ist von =v. Fuchs=, =v. Pettenkofer=, =Winkler=, =Feichtinger=,

=Heldt=, =Lieven=, =Schulatschenko=, =Ad. Remelé=, =Heeren=, =W.

Michaëlis=, =v. Schoenaich-Carolath= u. A. studirt worden. Nach einigen

Forschern theilt man die hydraulischen Mörtel nach den chemischen

Vorgängen beim Erhärten unter Wasser und den verschiedenen

Verbindungen, die in den noch nicht erhärteten Mörteln enthalten sind,

in zwei Klassen.

Die _erste Klasse_, die man als =Roman-Cämente= bezeichnet, umfasst die

Gemenge von Aetzkalk mit den Zuschlägen (den eigentlichen Cämenten):

Puzzuolane, Trass, Santorin, Ziegelmehl und solche hydraulische Mörtel,

welche man durch Brennen von hydraulischem Kalk und Mergel erhält. Alle

diese Cämente erhalten in frischem Zustande Aetzkalk. Die _zweite

Klasse_ bilden die =Portland-Cämente=, welche in frischem Zustande

keinen Aetzkalk enthalten. Die Erklärung des chemischen Vorganges beim

Erhärten eines =Roman-Cämentes= rührt von =v. Fuchs= her, welcher

zuerst nachgewiesen hat, dass es die Verbindung von Kalk mit

Kieselsäure ist, welcher ein hydraulischer Mörtel seine

charakteristischen Eigenschaften verdankt. Er hat nachgewiesen, dass

aus allen hydraulischen Mörteln durch Säuren Kieselerde im

gallertartigen Zustande ausgeschieden wird. Dasselbe findet bei den

chemischen Verbindungen von Kieselsäure und Kalk statt. Silicate,

welche für sich nicht mit Salzsäure Kieselgallerte abscheiden, erlangen

diese Eigenschaft, wenn sie längere Zeit der Einwirkung von Kalk unter

Wasser ausgesetzt sind: Die Alkalien sind auf die Bildung und das

Erhärten des hydraulischen Mörtels von günstigem Einfluss. In ersterer

Beziehung wirken sie nützlich, indem sie die Kieselerde des Quarzes und

die durch Säuren nicht zersetzbaren Silicate besonders leicht

aufschliessen und in den gallertartigen Zustand überführen. In Bezug

auf das Erhärten wirken sie indirect, indem sie die Kieselerde

aufgeschlossen enthalten und nach und nach ihren Platz dem Kalk

überlassen. Wasserglaslösung giebt schon in der Kälte ihre Kieselsäure

an Kalk ab, unter Freiwerden von Alkali. Die Alkalien werden übrigens

durch das Wasser ausgewaschen. =Kuhlmann=, der sich mit dem

hydraulischen Kalke und der Fabrikation künstlicher Steine

beschäftigte, giebt an, dass man fetten Kalk in hydraulischen durch

inniges Mischen desselben mit 10-12 Proc. kieselsaurem Alkali oder

durch Behandeln mit einer Wasserglaslösung überführen könne. Fasst man

die Resultate aller Versuche, die sich auf die Erhärtung des

Roman-Cämentes beziehen, zusammen, so erklärt sich das Erhärten

wesentlich durch die Bildung einer Verbindung eines sauren Silicates

oder aufgeschlossener Kieselerde mit dem vorhandenen gebrannten Kalk,

zu wasserhaltigem basischem Calciumsilicate, in welchem die

Kieselerde, wie es scheint, zum Theil durch Thonerde und Eisenoxyd

ersetzt sein kann. Die Erhärtung ist keineswegs eine Folge der

Hydratation eines beim Brennen des hydraulischen Kalkes erzeugten

Silicates, denn sonst müssten entwässerte Zeolithe unter Wasser

gleichfalls erhärten, was mit der Erfahrung nicht übereinstimmt. Neben

dem Hydrosilicate bildet sich stets eine grössere oder kleinere Menge

von Calciumcarbonat, deren Bildung jedoch unwesentlich für das Erhärten

des hydraulischen Mörtels zu sein scheint.

Der Vorgang beim Erhärten des =Portland-Cämentes= ist von =Winkler= und

von =Feichtinger=, jedoch nicht im gleichen Sinne, zu erklären versucht

worden. Nach ersterem besteht der chemische Vorgang, welcher unter

Mitwirkung des Wassers das Erhärten bewirkt, in dem Zerfallen eines

Silicates von genau bestimmter Zusammensetzung, in freien Kalk und

solche Verbindungen zwischen Kieselerde und Calcium, und Thonerde und

Calcium, welche auf nassem Wege zwischen genannten Körpern hergestellt

werden können. Der ausgeschiedene Kalk verbindet sich an der Luft mit

der Kohlensäure zu Calciumcarbonat. Ein erhärtetes Portland-Cäment

enthält demnach dieselben Verbindungen wie ein erhärtetes Roman-Cäment;

diese Verbindungen bilden sich aber unter Einwirkung des Wassers auf

entgegengesetzte Art. Ihre Unlöslichkeit in Wasser und ihr inniges

Aufeinanderlagern während des allmäligen Entstehens bewirkt, dass das

ursprüngliche Pulver nach und nach in eine cohärente Masse übergeht.

Aus den Versuchen =Winkler='s scheint zu folgen, dass die Kieselsäure

in den Portland-Cämenten durch Thonerde und Eisenoxyd vertreten werden

kann. Die Thonerde vermindert hierbei den Grad des Erhärtens nicht,

macht aber das Cäment minder geeignet, den Einwirkungen der Kohlensäure

zu widerstehen. Während des Erhärtens des Portland-Cämentes durch die

Einwirkung des Wassers wird fortdauernd Kalk ausgeschieden, bis als

Endresultat der Einwirkung von Wasser auf Portland-Cäment die

Verbindungen Ca_{2}Si_{3}O_{9} und CaAl_{2}O_{4} entstehen. Letztere

Verbindung wird durch Kohlensäure zerlegt, sie muss aber so lange im

erhärteten Portland-Cäment als bestehend angenommen werden, als noch

Kalkhydrat in demselben enthalten ist. =G. Feichtinger= ist, was die

Theorie der Erhärtung des Portland-Cämentes betrifft, anderer Ansicht

als =Winkler=. Seine Versuche bestimmen ihn zu der Meinung, dass in

allen hydraulischen Mörteln die Erhärtung auf einer chemischen

Vereinigung zwischen Calcium und Kieselerde und zwischen Calcium und

erhaltenen Silicaten beruhe. In allen hydraulischen Kalken ist freier

Kalk enthalten. Dafür spricht folgender Versuch. Wenn man

Portland-Cäment mit einer höchst concentrirten Lösung von kohlensaurem

Ammon zu einem Brei anrührt und längere Zeit unter öfterem Umrühren

stehen lässt, so tritt keine Erhärtung ein, und es wird ein grosser

Theil des Kalkes in Calciumcarbonat umgewandelt. Wäscht man dann das

überschüssige kohlensaure Ammon weg, trocknet das so behandelte

Portland-Cäment und macht es dann mit reinem Wasser zu Mörtel an, so

erhärtet es nicht; setzt man ihm aber etwas Calciumhydroxyd hinzu, so

erhärtet es wie frischer Mörtel. Dasselbe Resultat erhält man, wenn man

Portland-Cäment statt mit kohlensaurem Ammon mit Kohlensäuregas in

Berührung bringt. Hierzu wurde Portland-Cäment mit viel Wasser

angerührt, in ein hohes Cylindergefäss gebracht, und dann unter

häufigem Umrühren der Masse 1-2 Stunden lang ein Strom Kohlensäuregas

eingeleitet; dadurch wurde ein grosser Theil des Calciums in

Calciumcarbonat umgewandelt (die Menge des Calciumcarbonates betrug

dabei oft bis 27 Proc.). So behandeltes Portland-Cäment, getrocknet und

mit Wasser zu Mörtel angemacht, erhärtete niemals; sobald man aber

Calciumhydroxyd hinzusetzte, erhärtete es ebenso wie frischer Mörtel.

Wäre also die Ansicht von =Winkler= richtig, so dürfte bei so

behandelten Portland-Cämenten nach Zusatz von Calciumhydroxyd keine

Erhärtung mehr eintreten. So aber zeigen diese Versuche, dass in den

Portland-Cämenten auch Silicate oder freie Kieselerde enthalten sind;

dass ferner in den Portland-Cämenten auch freier Kalk vorhanden ist und

sein muss, und dass die Erhärtung der Portland-Cämente auf demselben

chemischen Processe beruht, wie die der anderen von =Winkler= als

Roman-Cämente bezeichneten. Die Portland-Cämente sind nicht bis zu

Verglasung, d. h. bis zur vollständigen Verbindung aller Alkali- und

Erdmetalle, also auch des Calciums mit Kieselerde, gebrannt. Ein so

weit erhitztes Portland-Cäment wäre ein ganz unbrauchbares Material.

Die Portland-Cämente sind nur bis zur Sinterung des in ihnen

enthaltenen Thones gebrannt.

Der Gyps und das Gypsbrennen.

[Sidenote: Vorkommen.]

Der =Gyps= ist wasserhaltiges Calciumsulfat und besteht nach der Formel

CaSO_{4} + 2H_{2}O in 100 Theilen aus:

Kalk 32,56

Schwefel 18,60 } Schwefelsäure 46,51

Sauerstoff 27,91 }

Wasser 20,93

------

100,00

Er gehört zu den verbreitetsten Mineralkörpern und bildet theils für

sich, theils mit dem =Anhydrit= (Karstenit, CaSO_{4}) Lager und Stöcke,

zuweilen sogar ganze Gebirgsstockmassen. Die Gypslager und Stöcke gehören

vorzüglich den Flötzformationen und gewissen tertiären Gebilden an.

Man unterscheidet folgende Arten des Gypses: 1) =Gypsspath=

(blätteriger Gyps, Frauenglas, Fraueneis, Marieneis, Selenit), worunter

sowohl der zu Krystallen ausgebildete, als auch der blätterige

krystallinische Gyps verstanden ist. 2) =Fasergyps= (Federweiss),

faserig krystallinischer Gyps. Seideglänzend. 3) =Schaumgyps=

(Gypsblüte), schuppig krystallinischer Gyps. 4) =Körniger Gyps= von

grob- oder feinkörnig krystallinischer Textur, dessen reinste

Varietäten den Namen =Alabaster= führen. 5) =Dichter Gyps= (Gypsstein),

dichte, durchscheinende Massen von splittrigem Bruch. 6) =Erdiger Gyps=

(Gypserde, Gypsgut, Mehlgyps).

[Sidenote: Eigenschaften des Gypses.]

Der =Gyps= löst sich in 445 Th. Wasser von 14° C. und 420 Th. von 20,5°

C. auf; die Löslichkeit des Gypses wird durch Gegenwart von Salmiak

vermehrt. Von Wichtigkeit ist sein Verhalten in der Wärme. Die von

=Graham= herrührende Angabe, dass Gyps im luftleeren Raume über

Schwefelsäure bis auf 100° erhitzt, die Hälfte seines Wassers verliere

und dadurch in die Verbindung CaSO_{4} + H_{2}O (mit 12,8 Proc. Wasser)

übergehe, die mit Wasser nicht erhärtet, ist nach =Zeidler= irrig. Bei

90° schon entweichen bei längere Zeit fortgesetztem Erhitzen über 15

Proc. Wasser und bei höherer Temperatur entweicht auch der Rest des

Wassers, das übrigens nach den gründlichen Untersuchungen von =Zeidler=

(1866) erst bei einer Steigerung der Temperatur bis auf 170° fortgeht. An

der Luft erhitzt ist das Verhalten des Gypses ein anderes; er beginnt

dabei erst etwas über 100° Wasser zu verlieren, welches noch unter 132°

vollständig entweicht. Der seines Wassers zum grössten Theil beraubte

Gyps heisst =gebrannter Gyps= oder =Sparkalk=; er hat die Eigenschaft,

die beiden Moleküle Wasser, die er durch das Brennen verlor, wieder

aufzunehmen und dabei zu erstarren[101]. Auf dieser Eigenschaft beruht

die Anwendung des Gypses zum Giessen und zu Mörtel. Der über 204°

gebrannte Gyps ist =todtgebrannt=, d. h. er hat die Fähigkeit verloren,

in gepulvertem Zustand mit Wasser zusammengerührt einen erhärtenden Brei

zu bilden. Dieses Verhalten mag wol darin seinen Grund haben, dass durch

das zu starke Erhitzen die Atome des Gypses sich anders lagerten und

dadurch der Gyps in Anhydrit übergeht, welchem ebenfalls die Eigenschaft

fehlt, mit Wasser zu erhärten.

[101] Nach =Zeidler= ist der gebrannte Gyps der Gewerbe, wie er zu

Stucco und Gypsgüssen dient, nicht sowol =wasserfreier= Gyps, als

vielmehr Gyps mit 1/4 (= 5,27 Proc.) seines natürlichen

Wassergehaltes.

Das eine Molekül Wasser des Gypses ist salinisches Wasser und lässt

sich demnach durch Salze vertreten; darin liegt der Grund, warum auch

das Pulver des ungebrannten Gypses erhärtet, wenn man es, statt mit

Wasser, mit der wässerigen Lösung von Kaliumsulfat, Kaliumcarbonat u.

s. w. mengt. Die Erhärtung erfolgt schneller als mit gebranntem Gyps

und reinem Wasser; bei Anwendung von Kaliumbitartrat findet das Stocken

sofort statt. Die erhärtete Masse gleicht, was Härte und Aussehen

betrifft, dem auf gewöhnliche Weise erhärteten Gyps. Bei Anwendung von

Kaliumsulfat bildet sich ein Doppelsalz von der Formel (K_{2}SO_{4} +

CaSO_{4} + H_{2}O), während die Gypsgüsse mit Kaliumbitartrat nichts

sind als Gemenge von Weinstein- und Gypskrystallen (=Schott d. ä.=).

Kaliumchlorat und Kaliumnitrat, so wie die Natriumsalze bewirken die

Erhärtung des Gypspulvers nicht. Wird auf solche Weise erhärteter Gyps

wieder gepulvert und von Neuem mit einer Auflösung von Kaliumsulfat

oder Kaliumcarbonat versetzt, so erhärtet er nochmals. Man wird diese

Eigenschaft wahrscheinlich in solchen Fällen benutzen können, wo man

genöthigt ist, einen nicht mehr gut erhärtenden alten oder auch zu

wenig gebrannten Gyps zu verwenden, indem man ihn statt mit Wasser, mit

einer Lösung von Kaliumcarbonat anrührt.

[Sidenote: Brennen des Gypses.]

Das =Brennen des Gypses= bezweckt eine vollständige Entwässerung

desselben durch Erhitzen. Alle in neuerer Zeit vorgeschlagenen

Verbesserungen im Gypsbrennen gründen sich auf die Beobachtung, dass die

relative Härte des gebrannten und gegossenen Gypses in geradem

Verhältniss zu der Härte des Gypses vor dem Brennen stehe. Die dichten

Gypssteine geben demnach wieder harten und dichten Gyps, während die

weichen und leichten Steine auch nur weichen Gyps liefern.

Bei in grösserm Maassstabe angestellten Versuchen über das Brennen des

Gypses kam =Payen= zu folgenden Resultaten: a) die niedrigste

Temperatur, bei welcher der Gyps noch mit Vortheil gebrannt werden

kann, jedoch weit langsamer, ist 80° C.; b) eine Temperatur von

110-120° genügt, um ihm alles Wasser zu entziehen und ihn im

technischen Sinne vollkommen zu brennen; c) um das Brennen

gleichförmiger als alle Theilchen der Substanz zu machen, ist es

zweckmässig, den Gyps als Pulver oder in kleinen Stückchen anzuwenden.

In allen Fällen beabsichtigt man, ein ganz gleichartiges Produkt zu

erzielen und nicht ein Gemenge von schlecht gebranntem mit gar- oder

mit todtgebranntem Gypse. Es ist demnach die Frage, ob es zweckmässiger

sei, den Gyps zerkleinert zu brennen oder in ganzen Stücken, in welchem

letzteren Falle grössere Mengen von Brennmaterial erforderlich sind.

Zur völligen Verflüchtigung des Krystallwassers genügt allerdings eine

Temperatur von 110-120°, es gehört aber auch noch ein pulverförmiger

Zustand des Gypses und ein Ausbreiten desselben in Lagen von 6-8

Centim. Höhe dazu; ausserdem muss die Oberfläche des zu brennenden

Gypses durch Umrühren und Wenden öfters erneuert werden. Man hat

deshalb sehr zweckmässig die Wärme der Gewölbe der Flammen- und

Verkohlungsöfen zum Gypsbrennen benutzt, deren strahlende Wärme sich

ohne neuen Brennmaterialverbrauch auf 120° erhalten lässt. Will man nur

kleine Quantitäten Gyps brennen, so bringt man den fein gemahlenen Gyps

in einem eisernen Kessel über ein schwaches Kohlenfeuer und rührt so

lange, bis die wallende Bewegung der Oberfläche aufgehört hat und eine

über den Gyps gehaltene Glasplatte nicht mehr mit Wasserdämpfen

beschlägt.

[Sidenote: Brennöfen.]

Im Grossen brennt man den Gyps in =Gypsbrennöfen=, wobei im Allgemeinen

zu bemerken ist, dass man nicht wie beim Brennen des Kalkes die zu

brennenden Gypssteine mit Brennmaterial durchschichten kann, weil sonst

der Gyps oberflächlich zu Schwefelcalcium (CaSO_{4} + 4C = CaS + 4CO)

reducirt werden würde.

[Illustration: Fig. 183.]

[Illustration: Fig. 184.]

Eine sehr einfache, aber sehr gebräuchliche Construction eines

Gypsofens zeigt Fig. 183; er besteht aus vier starken Mauern _A_, die

oben mit einem flachen Gewölbe überspannt sind, welches einige

Abzugskanäle _a a_ enthält. In zwei einander gegenüberstehenden Mauern

befinden sich die zum Feuern dienenden Schürlöcher. In dem Ofenraum

baut man nun die grössern Gypssteine zu kleinen Gewölben oder

Feuergassen auf, schüttet darauf den übrigen Gyps und unterhält in den

Schürlöchern ein schwaches Feuer mit Reissig. _b_ ist eine Oeffnung zum

Beschicken und Entleeren des Ofens, die während des Brennens

verschlossen wird. Zweckmässig ist der Gypsbrennofen von =Scanegatty=

(Fig. 184). Der innere Raum ist in der Höhe von 1 Fuss über dem Boden

durch des Gewölbe _P_, _P_ in zwei ungleiche Hälften getheilt. In die

obere Abtheilung wird der zu brennende Gyps sowol durch die Thüre _G_,

als auch durch die Mundöffnung _H_ eingesetzt; sie ist mit einer Anzahl

von Zügen versehen. Die untere Abtheilung, der Feuerraum, steht mit der

vor dem Ofen gelegenen Feuerung _E_ in Verbindung. Der Zug _C_ endigt

in den Aschenfall unter dem Rost _A_, auf dem ein Steinkohlenfeuer sich

befindet. Die Flamme tritt bei _X_ unter das durchbrochene Gewölbe _P_

und entweicht durch die Oeffnungen _c_, _c_, _c_ in den Gypsbrennofen.

Die sich entwickelnden Wasserdämpfe entweichen durch im obern Theile

des Gewölbes befindliche Oeffnungen. Ein solcher Ofen fasst gegen 54

Kubikmeter Gyps. Da bei diesem Ofen das Brennen des Gypses nicht sowol

durch die Flamme, als vielmehr durch die heisse Feuerluft geschieht, so

lässt sich eine Ueberhitzung leichter vermeiden.

[Illustration: Fig. 185.]

[Illustration: Fig. 186.]

Der in neuerer Zeit aufgekommene Gypsbrennofen von =Dumesnil= (Fig. 185

im Horizontaldurchschnitt über der Sohle des Brennraumes, und Fig. 186

im Verticaldurchschnitt dargestellt) ist ähnlich dem Ofen von

=Scanegatty= construirt, zeigt aber von diesem wesentliche

Verschiedenheiten. Er besteht aus dem untern Theile, welcher die

Feuerung enthält und dem darüber befindlichen Brennraume. Ersterer

reicht unter den Fussboden hinab und besteht aus dem Aschenfalle _A_

mit seiner Thüre _B_, dem Roste _C_ und dem Feuerraume _D_, zu welchem

letzteren ein Kanal _H_ führt. Oben ist der Feuerraum durch ein Gewölbe

geschlossen. Seitlich unterhalb des Gewölbes gehen von dem Feuerraume

12 Kanäle _E_ aus, welche nach oben gebogen sind und die Feuerluft in

den Brennraum führen. _J_ ist eine Vertiefung, in welche der Heizer auf

der Treppe _g h_ hinabsteigt, wenn er zum Aschenfall gelangen will. Der

Brennraum hat das Mauerwerk _J_ aus feuerfesten Steinen zur Basis.

Seine innen cylindrische, aussen schwach konische Seitenwand _K_ ist

aus zwei Lagen Steinen gebildet und äusserlich mit Gyps bekleidet. Oben

ist er durch die gewölbte Decke _L_ begrenzt, welche in ihrer Mitte die

eisenblechene Esse _P P_ trägt. Diese Esse ist mit einer Klappe _Q_

versehen, welche durch eine Kette _U U_ regulirt werden kann. Ausserdem

sind noch, symmetrisch um diese vertheilt, vier kleine Zugröhren _O_

angebracht, die man durch aufgelegte Deckel schliessen kann. Diese

Röhren dienen dazu, die Hitze in den verschiedenen Theilen des Ofens

gleichmässig zu machen. In der Wand des Brennraumes sind, einander

gegenüberstehend, zwei Oeffnungen angebracht, eine _M_ in der

Seitenwand, welche zum Einbringen der unteren Gypslagen in den

Brennraum, sowie beim Entleeren des Ofens, benutzt wird, und eine _N_,

welche dazu dient, die oberen Gypslagen in den Brennraum zu bringen.

_M_ kann durch eine ausserhalb mit einer Ziegelbedeckung versehene

gusseiserne Platte, _N_ durch eine Thüre von starkem Eisenblech

verschlossen werden. Als sehr wichtiger Theil, um ringsum im Brennraume

ein gleichmässiges Brennen des Gypses zu erzielen, ist auf der Sohle

des Brennraumes über den Mündungen der Kanäle _E_ eine cylindrische, im

Innern 1 Meter weite Haube von gebrannter Thonmasse angebracht, welche

nach oben durch die Kappe _G_ geschlossen und seitwärts mit 12

Oeffnungen _F_ von 0,7 Meter Höhe versehen ist, durch welche die

Feuerluft hindurchströmt, um sich zwischen der Gypsmasse zu vertheilen.

Um die gleichmässige Vertheilung der Wärme in dem Brennraume zu

bewirken, muss der zu brennende Gyps in demselben in geeigneter Art

angeordnet werden. Man stellt die Stücke in von der Haube nach der Wand

des Brennraumes gehenden Reihen so auf, dass sie auf der schmalen Seite

stehen und zwischen ihnen angemessene Zwischenräume bleiben. Vor den

Oeffnungen _F_ lässt man breitere Zwischenräume frei. Die zweite Lage

macht man aus quer über den Reihen der ersten Lage ebenfalls auf die

schmale Seite gelegten Gypsstücken. Ueber der zweiten Lage macht man

eine dritte ähnlich der ersten, nur dass man vermeidet, die hohlen

Räume derselben vertical über denen der ersten Lage anzubringen. In

dieser Weise wird mit dem Beschicken des Ofens fortgefahren. Dann wird

der bei der Thüre _M_ noch freigelassene Raum ebenfalls vollgesetzt und

diese Thüre geschlossen. Die weitere Füllung erfolgt durch die Oeffnung

_N_, indem man die Gypsstücke auch ferner angemessen aufeinander

schichtet und nach oben hin immer kleinere Stücke nimmt. Ist die

Beschickung beendet, so setzt man das Feuer in Gang. Während der vier

ersten Stunden unterhält man das Feuer gelinde; während der acht

folgenden Stunden verstärkt man das Feuer. Nach Verlauf von 12 Stunden

hört man mit dem Feuern auf; man schliesst dann alle Oeffnungen und

breitet zugleich oben auf dem Gypse im Brennraume 5 bis 6 Kubikmeter

grobes Gypspulver aus. Dadurch wird der Zug im Ofen sehr verlangsamt

und durch die vorhandene Hitze zugleich dieser pulverförmige Gyps

gebrannt. Nachdem der Ofen 12 Stunden lang zur Abkühlung gestanden hat,

beginnt man, den gebrannten Gyps herauszuziehen.

[Sidenote: Mahlen des Gypses.]

Sofort nach dem Brennen wird der Gyps gepulvert, wenn er nicht schon im

zerkleinerten Zustande dem Brennen unterworfen wurde. Das Pulvern macht

keine Schwierigkeit, da er so weich und mürbe ist, dass er sich fast

zwischen den Fingern zerdrücken lässt. Im Kleinen geschieht es mittelst

Zerschlagen mit hölzernen Schlägeln und darauf folgendem Sieben, im

Grossen entweder in einer Stampfmühle oder in einer Walzmühle, oder

endlich in einer gewöhnlichen Mahlmühle mit horizontalen Steinen, welche

ebenso wie eine Mehlmühle beschaffen ist, jedoch keine Beutelvorrichtung

hat; der gemahlene Gyps läuft unmittelbar aus dem Boden der die

Mühlsteine umgebenden Zarge in untergestellte Fässer. Nach dem Mahlen

oder Sieben schlägt man den Gyps in trockne Fässer und bewahrt ihn, vor

Feuchtigkeit geschützt, auf.

[Sidenote: Anwendung des Gypses.]

Der Gyps wird auf mannichfaltige Weise benutzt. Der ungebrannte Gyps

findet zuweilen in Stücken als =Baustein= Anwendung, da indessen der Gyps

in Wasser nur =schwer= löslich, aber nicht =un=löslich ist, so löst sich

mit der Zeit der Gyps durch Regen und überhaupt durch Feuchtigkeit auf.

Deshalb ist diese Anwendung mit Recht von den Behörden untersagt. Der

dichte und feste feinkörnige Gyps, besonders der weisse, wird zu

Bildhauerarbeiten, zu gedrehten und geschliffenen Gegenständen und zu

architektonischen Verzierungen verwendet. Aus dem Alabaster von Volterra

verfertigt man zu Florenz Vasen von grosser Schönheit. Dasselbe Material

dient zur Fabrikation der römischen Perlen. Auch die faserige Varietät

des Gypses wird zu Damenhals- und Armschmuck verarbeitet, indem man durch

convexes Schleifen sein Schillern zu verstärken sucht. Hier und da

gebraucht man den Fasergyps zum Streusande, den späthigen als Polirmittel

und zum Putzen von silbernen Gegenständen. Auch wird das feine Gypspulver

zur Grundmasse der Pastellfarben und als Zusatz zu gewissen

Porcellanmassen verwendet. Ungebrannter Gyps findet ferner Anwendung zur

Umwandlung des kohlensauren Ammoniaks in schwefelsaures. Der Gyps enthält

46,5 Proc. Schwefelsäure und 18,6 Proc. Schwefel; beide Körper hat man

aus dem Gyps zu isoliren versucht (vergl. Seite 213 und 230). Eine sehr

ausgedehnte und wichtige Anwendung findet sowol der rohe, als auch der

gebrannte Gyps in der Landwirthschaft als Düngemittel, vorzüglich zum

Bestreuen der Wiesen, des Klees und anderer Futterkräuter und der

Hülsenfrüchte.

Man nahm früher an, dass die günstige Einwirkung des Gypses auf die

Vegetation darauf beruhe, dass der Gyps Ammoniak absorbirt, welches

ausserdem auf einem nicht gegypsten Boden wieder verdunstet sein würde.

Das bei der Fäulniss sich entwickelnde, sowie das in der Atmosphäre

enthaltene kohlensaure Ammon werde fixirt; es zerlege sich mit dem

Gypse in der Weise, dass Ammonsulfat und Calciumbicarbonat entsteht.

Diese Erklärung der Wirksamkeit der Gypsdüngung ist ungenügend.

Untersuchungen von =W. Mayer= haben gezeigt, dass der Ackerboden durch

seinen Thon, sein Eisenoxyd u. s. w. das Ammoniak weit besser und in

grösserer Menge fixirt als der Gyps. Bei der Gypsdüngung hält man eine

Dosis von 5 Ctr. auf den englischen Acker für genügend; angenommen,

aller Gyps gelange zur Realisation und diene zur Fixirung von

kohlensaurem Ammon, so könnte er doch nicht mehr davon binden als

2-7/10 Ctr. =Mayer='s Versuche zeigen dagegen, dass auf einen engl.

Acker

eine Sorte Havannaerde 227 Ctr.

Kalkboden von Schleissheim bei München 158 "

Ammoniak fixirt enthält. Wie aus =v. Liebig='s neueren Versuchen (1863)

folgt, begünstigt der Gyps dadurch die Vegetation, dass er an die

Ackererde einen Theil seines Kalkes abgiebt und dafür Magnesia und Kali

eintauscht; diese Stoffe werden durch Gyps im Boden verbreitbar

gemacht. Man hat sich ferner zu erinnern, dass Gypspulver, auch von

ungebranntem Gypse, mit Lösungen gewisser Kaliumsalze zusammengebracht,

zu einer Masse erstarrt, in welcher das Kalium (nach =Schott= als

Doppelsalz) in schwer löslicher Form enthalten ist, und man wird diese

Eigenschaft des Gypses bei der Aufstellung einer Theorie der

Gypsdüngung nicht hoch genug anschlagen können.

[Sidenote: Gypsabgüsse.]

Die Anwendung des Gypses zum =Giessen= und zu =Abdrücken= ist eine sehr

beliebte zur Nachahmung und Vervielfältigung von Gegenständen. Man

bedient sich hierzu eines dünnen Breies aus 1 Th. gebranntem Gypse und

2-1/2 Th. Wasser; obgleich der Gyps durch das Brennen nur gegen 20 Proc.

verliert, so ist er doch noch im Stande, mit 2-1/2 Th. Wasser einen

harten Brei zu geben, weil durch die entstehenden Gypskrystalle (CaSO_{4}

+ 2H_{2}O) das übrige Wasser mechanisch eingeschlossen wird. Das Erhärten

des Gypses erfolgt bei gut gebranntem Gypse in 1-2 Minuten und unter

geringer Erwärmung. Die Herstellung von =Gypsabgüssen= ist nach der

Gestalt der Gegenstände mehr oder weniger schwierig. Die angewendeten

Formen sind häufig selbst aus Gyps angefertigt und werden, um das

Adhäriren des eingegossenen Gypses zu verhindern, mit Oel getränkt. Um

die Unbequemlichkeit harter Formen zu umgehen, bedient man sich auch

elastischer Leimformen. Oft auch benutzt man Formen von Gyps als Modell

zum Giessen von Zink und Bronze oder zur Vervielfältigung

galvanoplastischer Gegenstände, zu Modellen in der Porcellan- und

Fayencefabrikation u. s. w. Der gegossene Gyps wird auch unter anderm

gebraucht, um die Böden von Oelfässern zu bekleiden.

Um das Erhärten des Gypsbreies zu verzögern, giebt man ihm einen Zusatz

von Leim, welcher ausserdem dem Gyps grössere Härte, einen gewissen

Grad von Durchscheinenheit und ein marmorähnliches Ansehen ertheilt.

Den so gemischten Gyps wendet man hauptsächlich zu architektonischen

Verzierungen, die unter dem Namen =Stucco= (=Stuck=, =Gypsmarmor=)

bekannt sind, an. Zu diesem Zwecke wird der Gyps mit Leimwasser,

welchem man etwas Zinkvitriollösung zugesetzt hat, angerührt und auf

das Mauerwerk aufgetragen. Nach dem Trocknen wird der Ueberzug mit

Bimsstein abgeschliffen. Auf die trockne Oberfläche trägt man eine neue

Lage Gyps, die mit stärkerem Leimwasser angemacht ist, auf, polirt dann

die völlig trocken gewordene Oberfläche mit Tripel und Leinwandballen

und tränkt dann dieselbe mit Olivenöl. Um gefärbten Gypsmarmor

darzustellen, rührt man den Gyps mit Farben, wie mit Colcothar, Russ,

Indig, Mennige u. s. w., an oder macht aus dem gefärbten Gypse Kuchen,

welche man übereinander legt und durchschneidet, um gebänderten Gyps zu

erzeugen. =Kuhlmann= empfiehlt die Anwendung einer Lösung von

Kaliummanganat, mit welcher man den Gyps anrührt, um sehr schön

gefärbte künstliche Steine zu erhalten. Ein Gemisch von feinem Gyps und

gepulvertem Frauenspath (Gypsspath) mit Leimwasser giebt die in neuerer

Zeit vielfach zu ornamentalen Zwecken angewendete =Scaliogla= (von

scaglia, Schuppe, Rinde).

Der Gyps (namentlich der unter dem Namen =Annalin= durch Fällen einer

Chlorcalciumlösung mit Schwefelsäure künstlich dargestellte) wird auch

in grosser Menge in der Papierfabrikation als mineralisches

Lumpensurrogat, als Füllstoff, verwendet.

[Sidenote: Härten des Gypses.]

Der Gyps lässt sich auf verschiedene Weise =härten=. Eine der ältesten

Methoden besteht darin, das Pulver von gebranntem Gyps mit Lösungen von

Leim oder arabischem Gummi anzurühren und auch den fertigen gegossenen

und abgetrockneten Gegenstand in derartige Lösungen zu tauchen. Später

schlug man vor, Gypsgegenstände in eine Auflösung von 40 Loth =Alaun= in

6 Pfd. Wasser zu tauchen, sie 15-30 Minuten darin zu lassen, dann

herauszunehmen und über den erkalteten Gegenstand Alaunlösung zu

schütten, so dass er mit einer Krystallschicht überzogen ist, ihn

trocknen zu lassen, mit Sandpapier zu poliren und endlich mit einem

feuchten Tuche die letzte Politur zu geben. Dieses Verfahren wurde später

dahin vereinfacht, dass man gebrannte Gypsstücke, sowie sie aus dem Ofen

kommen, mit Alaunlösung tränkt oder gepulverten Gyps mit Alaunlösung

anrührt und dann nach dem Trocknen zum zweiten Male brennt. Der Alaungyps

erstarrt nach dem Mahlen so leicht wie gewöhnlicher Gyps. Die Härte des

Produkts tritt dann erst hervor, wenn man das Pulver anstatt mit Wasser

mit Alaunlösung anmacht. Nach diesem Verfahren hergestellte

Gypsgegenstände erhalten durch vollständiges Trocknen die Härte und das

Durchscheinende des Marmors und Alabasters. Die Härte wird weder durch

kaltes noch durch siedendes Wasser vermindert. Der mit Hülfe von Alaun

gehärtete Gyps heisst =Marmorcäment=. Das =Pariancäment= ist durch

=Borax= gehärteter Gyps; zu dem Ende befeuchtet man die gebrannten

Gypsstücke mit einer Lösung von 1 Th. Borax in 9 Th. Wasser durch und

durch, glüht sie sechs Stunden lang und mahlt sie hierauf. Noch besser

soll der Erfolg sein, wenn man dieser Lösung 1 Th. Weinstein und die

doppelte Wassermenge zusetzt.

Das Härten von Gyps mit =Wasserglaslösung= ist nur schwierig

auszuführen; Gyps mit Wasserglaslösung zusammengerieben kommt sogleich

ins Stocken und beim Austrocknen wittert sehr bald Kalium- oder

Natriumsulfat in grosser Menge aus; nach dem Trocknen ist die Masse

kaum fester als der gewöhnliche Gyps. Aus Gyps gefertigte Gegenstände

lassen sich daher nicht mit Wasserglaslösung imprägniren, um sie fester

zu machen, indem die Flüssigkeit wegen des Stockens nicht eindringen

kann. Bessere Resultate erhält man mit Anhydrit oder mit dem ihm sich

gleich verhaltenden starkgebrannten Gyps. =Knauer= und =W. Knop= (1865)

combiniren Kaliumwasserglas mit Caseïn-Kali, um Gyps zu härten. In

neuerer Zeit ist auch die =Kieselfluorwasserstoffsäure= (für sich oder

als Kieselfluorkalium) zu gleichem Zwecke vorgeschlagen worden. Das

Erhärten des Gypses wird (nach =C. Puscher=) verzögert, wenn man dem

gebrannten Gypspulver 2-4 Proc. Eibischwurzelpulver zufügt und die

Mischung mit 40 Proc. Wasser zum Teige knetet.

Von den vorstehenden Methoden unterscheiden sich wesentlich diejenigen,

die eine Härtung des Gypses nicht durch Zusatz eines andern Körpers,

sondern durch eigenthümliche Behandlung des Gypses erstreben. Hierher

gehört das Verfahren von =Fissot=, welches sich indessen nur zur

Umwandlung der Gypsblöcke in künstlich gehärtete Steine zu Bauzwecken

eignet; nach diesem Verfahren giebt man dem rohen Gypsblocke die

gewünschte Gestalt, bringt ihn in den Brennofen, lässt ihn nach dem

Brennen erkalten und taucht ihn dann 1/2 Minute lang unter Wasser;

nachdem er einige Sekunden der Luft ausgesetzt, taucht man ihn 1-2

Minuten lang in Wasser; an der Luft nimmt er nach dieser Behandlung

eine grosse Härte an. Wie es scheint, beruht dieses Verfahren auf einer

vermehrten Aneinanderkittung der einzelnen Theilchen durch

Krystallisation. Völlig fertig gemachte und getrocknete Gypsgegenstände

nehmen, wenn sie mit Stearinsäure oder mit Paraffin (nach

=Angerstein=), welche beiden Körper vorher zweckmässig in

Petroleumäther gelöst werden, getränkt worden sind, einen gewissen Grad

von Durchscheinenheit und durch Reibung gute Politur an, sodass sie dem

mit Wachs getränkten Meerschaum ähneln. Da hierbei vollkommene Reinheit

der Gypsmasse unerlässlich ist, so ist es, da ohnehin das Verfahren nur

bei kleinen Gegenständen Anwendung finden kann, am besten, Gypsspath

anzuwenden und ihn während des Brennens vor jeder Beimengung von

Unreinigkeit zu verwahren. Um der Masse ein besonders warmes Ansehen zu

geben, giebt man dem Paraffin oder der Stearinsäure durch Zusatz von

etwas Gummigutt und Drachenblut eine schwach röthlichgelbe Färbung.

Handbuch der chemischen Technologie Achte Auflage · 第 80 / 167 题