Bücher von Hans-Ernst Schwiete

Die vorliegende Arbeit behandelt Untersuchungen an den Mineralen mit der Zusammensetzung AbOs' Si02: Kyanit oder Disthen, Sillimanit und Andalusit. Der Name »Kyanit« stammt von dem griechischen »xuocvo~«. Er bedeutet soviel wie dunkelblau. Die Bezeichnung »Disthen« ist ebenfalls dem griechischen ent­ nommen (~L~ = zweifach, O',s.evo~ = Kraft) und bezieht sich auf die bekannte Eigenschaft, daß die Kristalle in zwei verschiedenen Richtungen unterschiedliche Härte besitzen. Der Sillimanit wurde im Jahre 1824 als selbständiges Mineral von BowEN ent­ deckt und nach B. SILLIMAN, Professor der Chemie an der Yale Universität, benannt. Die Bezeichnung »Andalusit« stammt von der Provinz Andalusien in Spanien, wo er zuerst gefunden wurde. Theoretisch bestehen diese Mineralien aus 62,93% AbOs und 37,07% Si0 . 2 Sie kommen aber in der Natur selten rein vor. Die Verunreinigungen sind im allgemeinen Korund, Glimmer, Eisenoxyd, Rutil und Quarz. Die AbOs' Si02-Mineralien haben in der Silikattechnik große Bedeutung. Bei hohen Temperaturen werden sie in Mullit (3 AbOs' 2 Si02) und Cristobalit bzw. eine Si02-reiche Schmelze zersetzt. Aus diesen Mineralien hergestellte hochtonerdehaltige feuerfeste Steine, die im allgemeinen Sillimanitsteine genannt werden, finden in der Industrie vielseitige Verwendung. Sie sind gegen flüssige Schlacken, Gläser und Metalle sehr wider­ standsfähig, haben eine gute Temperaturwechselbeständigkeit und eignen sich deshalb als Auskleidungs- oder als Baumaterial für Öfen, die bei hohen Tempera­ turen arbeiten, zum Beispiel Glasschmelzöfen oder metallurgische Öfen. Außerdem werden die AbOs' Si0 -Mineralien zur Herstellung von hochfeuer­ 2 festem Prozellan, Zündkerzen und Laboratoriumswaren verwendet.

Seit der Erfindung des Portlandzements vor mehr als hundert Jahren bemüht sich die Forschung um die Aufklärung des Aufbaues und der hydraulischen Eigen­ schaften dieses Bindemittels. Die große Wende in der Erforschung des Zements wurde durch H. LE CHATELIER [1] sowie A. E. TÖRNEBOHM [2] herbeigeführt, dessen Erkenntnisse zum Teil auch heute noch Gültigkeit besitzen. Beide Autoren stellten mikroskopisch fest, daß bei der Reaktion zwischen Kalk und Ton verschiedene Verbindungen entstehen, die man heute als Tri- und Di­ kalziumsilikat, Trikalziumaluminat und Tetrakalziumaluminatferrit identifiziert hat. LE CHATELIER schloß aus seinen Beobachtungen darauf, daß das Trikalzium­ silikat bei der Zementhydratation die Hauptrolle spielt, wobei ein Kalziumsilikat­ hydrat und freies Kalziumhydroxid entstehen. Die Verbindung CaA bildet bei der Hydratation zunächst ein metastabiles Tetrakalziu~aluminathydrat und darauf Trikalziumaluminathydrat. Der ferritischen Phase maß LE CHATELIER keine Be­ deutung bei der Hydratation bei. Auch in der Folgezeit machte man sich über das Verhalten der Ferritphase bei der Hydratation keine genaue Vorstellung, man fand keine endgültige Lösung. Das Gewichts- und Mol-Verhältnis der Komponenten der normalen Portland­ zemente sind etwa folgende: CaS CaA 10 5 Gew.-% 55 20 10 Mol in 10 kg Zement 24,1 11,6 3,7 2,1 3,7 Nach der bisherigen Annahme reagieren die vier Hauptkomponenten unabhängig voneinander, d. h., ohne gegenseitige Beeinflussung, mit Wasser. Die fünfte Komponente, CaS04, reagiert mit CaA. Dabei entsteht Monosulfat, CaA . CaS04 .

mittels Badsauerstoff in einen Zustand geringerer freier Energie uberfuhrt und in der Schlacke abgebunden [1].