Bücher der Reihe Forschungsberichte Des Wirtschafts- Und Verkehrsministeriums

Nach dem letzten Krieg zeigte die Entwicklung, daß die Ziegelindustrie den durch die Kriegszerstörungen gegebenen großen Aufgaben des Wieder­ aufbaues mit dem Vollziegel auf der Grundlage der vielfach noch primiti­ ven Herstellungsverfahren nicht gerecht werden konnte. Es schien viel­ mehr notwendig, ein neues, höheren Ansprüchen genügendes Erzeugnis zu entwickeln und die Technik der Ziegelfertigung auf den Stand eines mo­ dernen Industriezweiges zu heben. Voraussetzung für diesen Übergang vom Lochziegel zum großformatigen Git­ terziegel war die Erforschung der herstellungstechnischen Möglichkeiten und der mauerungstechnisch, festigkeitsmäßig, schall- und wärmetechnisch günstigsten Formate. Zur Durchführung dieser Arbeiten wurde die Prüf- und Forschungsstelle der Ziegelindustrie Dortmund und Essen, heute das "Prüf- und Forschungsin­ stitut für Ziegeleierzeugnisse e.V. Essen-Kray", gegründet und zur Ein­ führung der bei den Prüfungen gewonnenen Erkenntnisse in der Ziegelindu­ strie, sowie zur Ermittlung der praktischen Möglichkeiten in den Werken und zur Gewährleistung eines laufenden Erfahrungsaustausches zwischen dem Institut und den Werken durch eine mobile Prüfstelle ergänzt. Das Institut führte, teilweise selbst, teilweise in Verbindung mit ande­ ren öffentlichen Forschungsstellen, dankenswerterweise durch das Mini­ sterium für Wirtschaft und Verkehr durch Beihilfen unterstützt, zahlrei­ che Entwicklungs- und Forschungsarbeiten durch, von denen in den nachfol­ genden Berichten nur die wichtigsten beschrieben werden. Alle gewonnenen Erkenntnisse wurden, sei es in der r¿ziegelindustrie", sei es in den Berichten der mitherangezogenen Institute, veröffentlicht.

Die Aufgabe bei der Erzeugung von reinem Eisen besteht im entscheidenden Punkt darin, den in den Ausgangsstoffen, z.B. Carbonyl- oder Elektrolyt­ eisen, befindlichen Sauerstoff zu entfernen. In den älteren Arbeiten wur­ den diese Ausgangsstoffe im wesentlichen nur im Vakuum umgeschmolzen. Dabei findet eine recht beträchtliche Gasabgabe statt, aber eine Ernie­ drigung der Sauerstoffgehalte tritt jedoch nicht oder nur in geringem Umfange ein. Sie ist nur durch geeignete Reduktionsmaßnahmen zu errei­ chen, die sowohl im festen als auch im flüssigen Zustand vorgenommen wer­ den können. Als Reduktionsmittel für den Sauerstoff im Eisen kommen Was­ serstoff oder Kohlenstoff in Frage, da beide gasförmige Reduktionsprodukte ergeben. Das Verfahren der Reduktionsbehandlung mit Wasserstoff wurde zuerst mit gutem Erfolg von T.D. JENSEN und N.A. ZIEG1ER (1) angewandt, die Elek­ 3 trolyteisen im Vakuum bei 10- Torr umschmolzen. Aus den erhaltenen Blök­ ken wurden nach dem Ausschmieden Ringproben für magnetische Messungen 0 angefertigt. Durch Glühen dieser Ringproben zwischen 900 und 1400 in einem trockenen Wasserstoffstrom wurde der Sauerstoffgehalt auf geringe Werte von etwa 0,003 % erniedrigt. Auf die starke Erniedrigung des Sauerstoffgehaltes durch Umschmelzen kohlenstoffhaItigen Eisens im Vakuum machte zuerst W. BOTTENBERG (2) auf­ merksam. Systematische Untersuchungen über die Reduktion sauerstoffhaI­ tiger Eisenschmelzen im Vakuum mit Kohlenstoff wurden von J. THOMAS und 1. MOREAU (3) sowie J. NISBETH (4) durchgeführt. Die erreichten günstig­ sten Sauerstoffgehalte betrugen 0,002 % bei etwa 0,1 % C im Eisen.

Flüssiges Ammoniak ist ein Medium, das dem Wasser in seinen Eigenschaften weitgehend analog ist. Insbesondere ist es in der Lage, wie Wasser eine große Anzahl von Elektrolyten zu lösen, wobei eine Dissoziation in Ionen erfolgt. Ferner besitzt flüssiges Ammoniak eine Eigendissoziation ( 1 ) die der des Wassers an die Seite zu stellen ist: (2) Bedingt wird diese Eigendissoziation durch die amphiproten Eigenschaften des Ammoniaks bzw. Wassers d. h. die Fähigkeit, sowohl H+ bei Gegenwart eines Protonenacceptors unter Bildung von NH bzw. OH- abzudissoziieren 2 als auch infolge Vorhandenseins eines einsamen Elektronenpaares H+ unter Bildung von NH + bzw. H 0+ zu addieren. Man erkennt durch Gegenüberstel­ 4 3 lung von (1) und (2), daß NH + dem H 0+ und NH - dem OH- entspricht. Im 3 2 4 "Ammonosystem" ist also NH + das säureanaloge Kation und NH - das basen­ 2 4 analoge Anion. Hinsichtlich der Eigendissoziation besteht allerdings ein sehr großer gradueller Unterschied, denn flüssiges Ammoniak ist in viel geringerem Maße dissoziiert als Wasser. Die Ionenprodukte und -33 -14 unterscheiden sich um viele Größenordnungen: P = 10 ,P = 1·10 ¿ NH3 H20 Demgemäß ist die Ammonolyse viel geringer als die Hydrolyse, wenn ein und derselbe Stoff einmal in flüssigem Ammoniak das anderemal in wässriger Lösung betrachtet wird.

Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen eines Forschungsprogrammes tiber instationare Rohrstromungen am Aerodynamischen Institut der Rheinisch­ Westfalischen Technischen Hochschule Aachen. An dieser Stelle mochte ich dem Institutsleiter, Herrn Professor Dr. Ing. F. SEEWALD, danken ftir die gewahrte Moglichkeit der Durchfuhrung der Ar­ beit und fur das Interesse, welches er ihr entgegengebracht hat. Meinem le~der schon verstorbenen Lehrer, Berrn Professor Dr. Ing. P. HADLATSCH, bin ich ftir die Aufgabenstellung, fur seine wissenschaftliohe Anregung und Forderung zu stetem Dank verpflichtet. Der Dozentur ftir Warme-, Kalte- und Verfahrenstechnik und ihrem Leiter, Berrn Professor Dr. W. LINKE, moehte ioh flir Ratsehlage bei der Durehfuh­ rung der warmeteehnischen Messungen und fur die Uberlassung von MeBgeraten, sowie Herrn Dr. Ing. H. ZELLER ftir Ratsehlage und ftir wissenschaftliche Anregung, ebenfalls danken. Weiterhin sei gedankt dem Wirtschafts- und Verkehrsministerium von Nordrhein­ Westfalen flir die Bereitstellung von Mitteln, sowie den Houbenwerken Aachen, welche die Arbeit zeitweise unterstlitzten. II. Einleitung Durch die technische Entwicklung in den letzten Jahrzehnten hat die Unter­ suchung nichtstationarer Stromungsvorgange erheblich an Bedeutung gewonnen. Auf Grund dieser Tatsaehe wurde in den letzten Jahren eine Anzahl von Ar­ beiten veroffent1icht, die sieh speziel1 mit der instationaren Rohrstro­ mung befassen [5,6,7,13,15,27,28,29,35J. Dadurch wurden auf einer Reihe von Gebieten neue Erkenntnisse und Fortschritte erzielt. So konnte z.B.

Es ist seit langem bekannt, daß Anstrichfilme unter dem Einfluß der Atmosphäre allmählich ihre Eigenschaften verändern. Sie verlieren ihren Glanz und vergilben. Darüber hinaus wird aber auch ihre eigentliche Funktion als Schutzüberzug, z. B. durch Zunahme der Sprödigkeit oder durch Verringerung der Haftfestigkeit, beeinträchtigt. Da die. Anstriche im allgemeinen Gemische aus verschiedenen chemischen Stoffen darstellen, und da andererseits die Bewitterungseinflüsse sehr komplexer Natur sind, müssen sehr unterschiedliche Vorgänge für diese unerwünschten Verände­ rungen verantwortlich gemacht werden. Auf Grund ihres Eingriffs in den An­ strichfilm lassen sich die Bewitterungseinflüsse grob in zwei Gruppen unterteilen. Zunächst sind physikalische Vorgänge, wie Quellungserscheinungen durch die Feuchtigkeit der Atmosphäre oder das Herauswaschen bzw. Herauslösen der einen oder der anderen Komponente des Lackfilmes, an der Zerstörung desselben beteiligt. Darüber hinaus muß unter der Einwirkung von Luft, Feuchtigkeit, Temperatur und Sonnenlicht mit dem Auftreten chemischer Reaktionen, nämlich mit der oxydativen, hydrolytischen, thermischen und photochemischen Veränderung von bestimmten Struktureinheiten des Filmmaterials und mit der Spaltung von che­ mischen Bindungen gerechnet werden. Die Forschung auf dem Gebiet der Anstrichfilme hat daher die Aufgabe, die Natur solcher Reaktionen zu klären, um geeignete Maßnahmen zur Verbesserung der Schutzüberzüge ergreifen zu können. Diese Maßnahmen können einerseits darin liegen, daß die betreffenden Vorgänge durch geeignete Zusatzstoffe ein­ gedämmt oder sogar verhindert werden, wie z. B. die Verhinderung von Oxyda­ tionsreaktionen durch Zusatz von Antioxydantien. Andererseits führen solcheUntersuchungen zur gezielten Entwicklung neuer Anstriche, deren chemisches Matetial den auftretenden Reaktionen infolge Bewitterungseinfluß durch Einbau geeigneter Struktureinheiten Rechnung trägt.

Eine besondere Stärke der Industrie liegt in dem Ideenreichtum, mit dem sie an der Fortentwicklung ihrer Erzeugnisse arbeitet. Der sichtbare Aus­ druck ist die ständig sich wandelnde Vielgestaltigkeit der auf den Markt kommenden Güter. Die E~fahrung hat jedoch gezeigt, daß sich eine solche Entwicklung über­ steigern und damit zu Unwirtschaftlichkeiten führen kann, wenn sie nicht zugleich mit den Bedürfnissen der Verbraucher in Einklang gehalten wird. Gelingt es, durch eine solche Anpassung eine Typenvielfalt dort, wo sie zu groß ist, zu verringern, können Fertigung und Vertrieb in ihren Berei­ chen noch rationeller arbeiten und damit ihre Kosten senken. Dadurch schaf­ fen sie wichtige Voraussetzungen für eine billigere Verbraucherversorgung und eine Steigerung des Lebensstandards. Die Rationalisierungs-Gemeinschaft "Förderung der Typenbeschränkung" des Rationalisierungs-Kuratoriums der Deutschen Wirtschaft hat die Aufgabe, durch Überprüfung solcher Zusammenhänge und Abstimmung aller Interessen zu einer Verringerung der Typenprogramme beizutragen, mit der Industrie, Handel und Verbrauchern in gleicher Weise gedient ist. Auch auf dem für die breite Bevölkerung wichtigen Gebiet des Haushalts­ bedarfs scheint sich bei verschiedenen Artikeln eine unwirtschaftliche Typenhäufung im Marktangebot herausgebildet zu haben. Deshalb dürfte eine Überprüfung der Typenbreite im Zusammenhang mit den Bedürfnissen der Ver­ braucher wie auch der Wirtschaftlichkeit der Herstellungs- und Vertriebs­ methoden angebracht sein. Das Ministerium für Wirtschaft und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen hat daher mit besonderer Förderung durch Staatssekretär Prof. Dipl.-Ing. BRANDT eine Klärung der Tatbestände und Meinungen bei Industrie, Handel und Verbraucherndurch entsprechende Untersuchungen einleiten lassen.