Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Nr. 31. 30 juli 1915 - Sider ...
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
30 juli 1915
TEKNISK UKEBLAD
383
Nogen Undersøkelser over Portlandcements Hærdningsproces.
Av bergingeniør, cand. min. Rolf Falck-Muus.
Paa foranledning av professor, dr. philos.
V. M. Goldschmidt, daværende docent ved
universitetet i Kristiania begyndte jeg
høsten 1913 at studere petrografisk optik,
for senere at kunne anvende mikroskopet
under studiet av cement, og da specielt
hærdningens forløp hos portlandcement.
Jeg har omtrent den hele tid arbeidet
paa Kristiania universitets mineralogiske
institut, hvor jeg blev møtt med stor
elskværdighet. Specielt skylder jeg
instituttets bestyrer, hr. professor dr. W. C.
Brøgger og professor, dr. V. M.
Gold-schmidt min bedste tak. De foreløbige
resultater av disse undersøkelser skulde
allerede tidligere været offentliggjort;
men en ekspertreise til portugisisk
Vestafrika i 1914 og senere tjeneste ved
nøitralitetsvernet i 1915 har desværre
sinket mig betragtelig i mit arbeide.
Efter min mening maa mikroskopet
anbefales som et av de uundværligste
hjelpemidler ved studiet av cementen og
dens avbindingsproces. Det ser forresten
nu ut til at den optiske undersøkelse
litt efter litt vinder den plads den
fortjener i cementteknikken; ti foruten i
de Forenede Stater ser jeg nu at man i
Tyskland og Østerrike averterer efter
kemikere og kemikerassistenter til
cementanlæg — hvor der i væsentlig grad tages
hensyn til reflekterendes kjendskap til
polarisationsmikroskopet og petrografisk
optik.
Laboratoriet for geofysik ved Carnegie
Institution i Washington har i en
aar-række drevet undersøkelser over det
ternære system CaO — A12O3 — SiO2 C
Nylig er de endelige resultater av disse
overordentlig samvittighetsfuldt utførte
undersøkelser offentliggjort2, og her findes
da ogsaa et litet avsnit om det ternære
systems anvendelighet paa
portland-cementklinker. Klinkeren viser sig da
at holde væsentlig (se fig. 1):
2 CaO • SiO2
3 CaO • SiO2
3 CaO • A12O3
samt hvis likevegt ikke helt er naadd
ogsaa av:
fri CaO
og 5 CaO • 3 A12O3.
Desuten findes forbindelse av MgO,
Fe2O3, K2O, Na2O og SO3.
Som figuren antyder vil portlandcement
dannes av blandinger av CaO, A12O3 og
SiO2, hvis de forefindes i et
mængdeforhold svarende til forholdene indenfor
firkanten a-b-c-d og temperaturen svarer
til likevegtsbetingelserne, likesom ogsaa
denne maa ha virket i tilstrækkelig lang
tid. Som man ser er altsaa de
likevegts-forhold som indtræder mellem de tre
komponenter under klinkerfabrikationen
nøiagtig kjendt; likeledes hvordan de er
1 De foreløbige resultater herav findes i
Zeit-schrift für anorg. Chemie, Bd. 71 (1911).
2 The Ternary System — CaO — A12O3 — SiO2 —
by G. A. Rankin, The American Journal of
Science. Vol. XXXIX Jan. 1915.
avhængige av sammensætning av
temperatur.
Et spørsmaal som derimot endnu er
gjenstand for tildels motstridende
opfatninger, er problemet om de processer
som foregaar ved cementens avbinding
og hærdning med vand. Netop disse
processer er imidlertid av den aller største
tekniske betydning, da cementens kvalitet
og anvendelighet i væsentlig grad av-
Fig. i.
hænger av hærdningsprocessens forløp.
At disse processer har været gjenstand
for manges arbeider viser sig bedst i de
over 28 forskjellige teorier som eksisterer
over portlandcementens konstitution og
hydratisering1.
Ved rent kemiske undersøkelser over
hærdningsprocessen kan man faa rede
paa totalsammensætningens forandring.
Under særlig gunstige forhold kan man
ogsaa konstatere om specielt tungt eller
specielt let opløselige forbindelser er
dannet. Imidlertid viser de kemiske
undersøkelser ikke disse nydannede
forbindelsers strukturelle forhold, hvilke jo
teknisk set er av overordentlig
betydning, idet cementstøpningernes
fasthets-egenskaper i første linje betegnes ved de
nydannede stoffers struktur.
For at erfare strukturen hos disse
nydannelser, lot jeg slipe mikroskopiske
præparater av hærdet cement i
forskjellige alderstrin fra 6 uker til 5 aar gamle
stepninger. Undersøkelsen av disse
præparater gav mig i korthet følgende
resultat :
Ved tilsats av vand er den første
nydannelse av større mængde og av
aaben-bar teknisk betydning (som betinger
hærdningen av cementen), ikke nogen
krystallisert, stöchiometrisk forbindelse,
men en kolloidal substans. Denne kolloide
masse tiltar til en viss grad jo ældre
stepningen biir. (Se senere). Paa samme
tid avtar de resterende uangrepne
klinkerkorn. Kolloidmassens sammensætning
maa derfor i store træk svare til
sammensætningen av klinkerpartiklerne -|- vand.
Optisk er kolloidet isotropt med en
lysbrytning temmelig nær bensols —
1 O. Schmidt: Der Portlandcement. Stuttgart
1906 s. 27.
o: n — ~ 1.502. (Keiserman1 mener dog
at lysbrytningen er sterk). Dette kolloid
har som regel et mer eller mindre
grumset utseende, idet det nemlig helt eller
delvis kan være fyldt av bitte smaa
krystalkorn. Disse er dels mulige rester
av klinkermineralerne, dels sekundære
nydannelser (bl. a. krystallisert Ca(OH)2
og CaCO3).
Efter de strukturelle forhold som vises
i de slepne præparater, dels av støpt,
ren cement, dels av 1 del cement og
3 dele sand og dels kloakrør- og ristbeton
(se billederne), maa jeg anse det for
utvilsomt at det er denne kolloide
substans som er det bindende stof i
cementen.
Det gjaldt nu for mig at paavise at
den eller de nydannelser som bevirker
cementens væsentligste avbinding var
kolloide forbindelser.
Skulde denne lyse, hyaline masse ikke
være et kolloid, kan man efter de
optiske egenskaper tænke sig et av to:
Enten har vi da en regulær
krystalliserende substans for os, eller vi har et
pseudoisotropt mineral.
De i portlandcementklinker optrædende
regulært krystalliserende forbindelser —
CaO, 3CaO.Al2O3 og den stabile
modifikation av 5 CaO — 3 A12O3 har alle en
lysbrytning større end 1.502, saa disse
kan sættes ut av betragtning. CaO og
5 CaO • 3 A12O3 forekommer desuten meget
sparsomt i cementklinkeren om end fri
CaO efter flere forskeres mening i rikelig
mængde nydannes i hærdet cement. Jeg
skal forresten komme tilbake til dette
senere,
Pseudoisotropi i likhet med hvad der
er tilfælde ved gibs er ogsaa litet
rimelig.
Le Chatelier2 hævder dog denne
opfatning, idet han mener at kunne
para-lellisere med gips som ved hydratisering
krystalliserer i tydelige dobbeltbrytende
krystaller, men som i mi kropræparater viser
sig isotrop paa grund av de utallige smaa
krystallers indbyrdes stilling paa kryds
og tvers over hinanden.
Michaelis som ogsaa antar cementens
bindende substans for kolloi’d, mener
endog3 at en eventuel krystallisation vilde
virke skadelig.
Jeg benyttet mig saa, for yderligere at
konstatere kolloidet, av kolloidernes kjendte
absorbtionsevne. Kolloiderne særkjendes
specielt av en utpræget evne til at
absorbere høimolekulære organiske
farvestoffer, hvorved farvestoffets opløsning
avfarves og kolloidet selv biir farvet.
Jeg gjorde forsøk med en hel række
forskjellige anilinfarver i vandig og
alkoholisk opløsning for at farve denne
nydannede forbindelse i mikropræparater
1 S. Keiserman: Über die Hydration u.
Konstitution d. Portlandcementes. Mitteilung aus
dem Institut für technische Chemie und für
Mikroskopie an der Universität Jena.
Offentliggjort i Kolloidchemische Beihefte I. 1909 —1910.
s. 423.
2 Réch. exp. sur la constitution des mortiers
hydrauliques. Paris 1904, s. 71.
3 Tonindustriezcitung 1907 s. 1018, 1058.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
