Eigenschaften und Herstellung der Kalksandsteine. Von Dr. Gustav Rauter. (Schluss von S. 586 d. Bd.) Eigenschaften und Herstellung der Kalksandsteine. Was die Art und Weise der Herstellung des Presskörpers oder Formlings anbetrifft, so sind hierbei zwei Systeme zu unterscheiden. Nach dem einen System ist die Bewegung des Presstempels zwangsläufig, sodass er unter allen Umständen das in die Pressformen eingebrachte Material bis auf eine gewisse, genau vorgeschriebene Dicke zusammendrücken wird. Nach dem anderen System fällt der Presstempel frei in die Pressform herab, sodass eine gewisse Dichtigkeit des Steines, nicht aber bei etwa veränderter Füllung auch genau gleiche Dicke erzielt wird. Im Interesse der Erzielung besonders sauberer Steine ist erstere Konstruktion vorzuziehen, zur Vermeidung von irgendwie eintretenden Unglücksfällen anlässlich des Hin eingeraten s fremder harter Körper in die Pressform, ist die zweite Art und Weise der Stempelführung besser. Um beide Anforderungen mit einander zu vereinigen, stellt man auch Pressen her, deren Stempel zwar zwangsläufig geführt werden, die aber so eingerichtet sind, dass bei Ueberschreiten eines gewissen Gegendruckes eine Sicherungsvorrichtung in Kraft tritt, um einen Bruch der Presse zu verhindern. Jedenfalls ist unter sonst gleichen Verhältnissen diejenige Konstruktion die beste, bei der das Eintreten eines Bruches nach Möglichkeit ausgeschlossen ist, und bei der es nach trotzdem erfolgtem Bruche am leichtesten und in kürzester Zeit möglich ist, den Schaden wieder auszubessern. Auch noch ein anderer Punkt an der Presse ist von grosser Wichtigkeit, nämlich der Verschleiss der Formkästen. Durch die Reibung des in diese eingepressten Sandes tritt nämlich ein verhältnismässig sehr rascher Verschleiss dieser Kästen ein, sodass sich ihre Wandungen ausweiten und demgemäss die Steine zu gross ausfallen. Es ist nun wichtig, hier eine Presse zu haben, bei der sich dieser Verschleiss leicht wieder ausgleichen lässt. Dieser Ausgleich geschieht nun auf die einfachste Weise so. dass die Formtische mit auswechselbaren Einsätzen für die Pressformen versehen werden. Man hat dann nur nötig, im Falle der Abnutzung für diese Einsätze neue einzufügen. Früher wurde dieser Punkt öfters übersehen, sodass man dann jedesmal den ganzen Formtisch verwerfen musste. Schliesslich ist noch darauf hinzuweisen, dass vielfach eine Heizung der Presstempel durchgeführt wird, um das Anbacken des Pressgutes an ihnen zu vermeiden. Zu dem Zwecke sind die Stempel hohl und im Innern mit Dampfheizung versehen. Es tritt so weit seltener als sonst die Notwendigkeit ein, die Presse zwecks Reinigung der Stempel still stehen zu lassen. Von der Presse gelangen die Steine nunmehr in die Erhärtungskessel. Zu diesem Zwecke werden sie vom Presstisch abgenommen und sofort auf daneben stehende Plattformwagen gesetzt, die ohne weiteres in die Erhärtungskessel eingeschoben werden. Diese Plattform wagen müssen möglichst solide konstruiert sein, um das hohe Gewicht der auf ihnen ruhenden Steine tragen zu können, und ausserdem auf einer sorgfältig gelegten Schienenbahn laufen, die namentlich auch da gut in Stand zu halten ist, wo Drehscheiben oder Schiebebühnen in sie eingefügt sind. Denn es muss durchaus vermieden werden, dass das noch ziemlich mürbe und nur eben zusammenhaltende Material irgendwie in die Gefahr kommt, Stösse zu erleiden und dadurch zertrümmert zu werden. Dass unter diese Plattformwagen öfters Gefässe zum Kalklöschen untergehängt oder untergeschoben werden, wurde bereits erwähnt. Die Erhärtungskessel pflegen einen Durchmesser von etwa 2 m und eine Länge von 10 bis 20 m, unter Umständenauch noch mehr zu haben. Sie werden wagerecht gelagert, sodass die Wagen ohne weiteres in sie einfahren können. Aussen sind sie mit einem isolierenden Mauerwerk umgeben. Der schwierigste Punkt in ihrer Konstruktion ist die Erzielung einer guten Abdichtung für ihre Kopfenden, die einerseits dem bedeutenden Innendruck standhalten, andererseits aber auch leicht vorgesetzt und wieder entfernt werden müssen. Die Verschlussdeckel pflegen an Flaschenzügen beweglich zu sein, sodass sie im Falle der Füllung oder Entleerung des Kessels nach oben gezogen und nach Bedarf wieder herabgelassen werden können. Sie werden mittels eines Kranzes von Schrauben auf dem Kessel befestigt. Zweck massig sind diese Schrauben so eingerichtet, dass der Schraubenbolzen an dem einen Ende in einen Ring ausläuft, der um einen Stift drehbar ist. Diese Stifte sind dann rings um die Mündung des Erhärtungskessels so befestigt, dass die Schraubenbolzen bei Nichtgebrauch nach hinten zurückgeschlagen sind, während sie beim Gebrauch nach aussen umgeklappt werden und dann in Ausschnitten des Deckelrandes eingreifen, sodass sie beim Anziehen der Muttern den Deckel gegen den Kessel anpressen. Auf diese Weise wird ein Verlorengehen der Schrauben vermieden, und jede Schraube befindet sich stets genau an dem für sie bestimmten Platz. Es ist verschiedentlich darauf aufmerksam gemacht worden, dass sich innerhalb der Erhärtungskessel für Kalksandsteine verhältnismässig recht viel freier Raum befindet, und dass nur etwa die Hälfte bis zwei Drittel des Raumes wirklich von Steinen ausgefüllt werde. Um diesen Raum auszunutzen, sind einesteils Kalklöschvorrichtungen hier untergebracht worden, andererseits ist aber auch der Vorschlag gemacht worden, die Kalksandsteine nicht in den wagerecht liegenden Kessel einzuschieben, sondern sie in einen senkrecht zu stellenden Kessel einzulassen. Es wurden dann die entsprechend umzuändernden Plattformen von den Wagen abgehoben und mittels eines Flaschenzuges in den Kessel übereinander eingesetzt. Es ist andererseits aber auch leicht nachzuweisen, dass dieser Raumersparnis bedeutende Nachteile gegenüberstehen, und dass der letzt erwähnte, in einer Fabrik in Frankreich ausgeführte Vorschlag wohl weiter keine Verbreitung finden wird. Durch die senkrechte Stellung der Kessel werden viel schwierigere Bau- und Fundierungsarbeiten für deren Aufstellung nötig, als es bei liegenden Kesseln der Fall ist; auch leidet die Ueberwachungsmöglichkeit der Kessel hierbei bedeutend, und schliesslich würden etwa durch Abschleudern des Kessel deck eis verursachte Unglücksfälle weit schlimmere Folgen haben, wenn der Kesseldeckel nicht blos seitlich herausgeschleudert würde, sondern in die Höhe und wieder zurückfliegen würde. Namentlich aber verursacht das Hineinbringen und Wiederherausheben der einzelnen Plattformen gegenüber dem einfachen Hineinschieben der Wagen einen solchen Mehraufwand an Arbeit, dass demgegenüber der nur sehr geringe Aufwand an Dampf für die Füllung des leer gelassenen Kesselraumes kaum in Betracht kommt. Andererseits ist es auch verschiedentlich vorgeschlagen worden, an Stelle einer gewöhnlichen Bahnanlage die Wagen mit den Kalksandsteinen auf einer Hängebahn in den Kessel hineinzubefordern. Jedoch leiden auch diese Vorschläge noch an starken Unzuträglichkeiten und sind für die praktische Ausführung wenig geeignet. Wie viel Druck in dem Erhärtungskessel gegeben wird, ist sehr verschieden. Der angewendete Druck schwankt nach dem, was darüber bekannt geworden ist, zwischen 6 und 10 Atmosphären. Ebenso ist auch die Zeitdauer des Erhärtens sehr verschieden und wird auf 6 bis 18 Stunden angegeben. Je höher der herrschende Druck ist, desto erfolgreicher und rascher geht die Einwirkung des Kalkes auf den Sand vor sich. Erhärtungszeit und Druck stehen demnach im umgekehrten Verhältnisse zu einander. Es ist übrigens wesentlich, in dem Erhärtungskessel nicht nur Druck, sondern auch tatsächlich den Druck von gesättigtem Wasserdampf auf die Steine einwirken zu lassen. Man hat eine Zeit lang geglaubt, dass es schliesslich auch der Druck allein tun würde, und hat deshalb Versuche mit überhitztem Wasserdampf angestellt. Diese Versuche haben aber kein befriedigendes Ergebnis geliefert, da alsdann in der Atmosphäre des Kessels nicht der nötige Wasserdampf vorhanden war, der die Einwirkung des Kalkes auf den Sand unterstützen muss. Jedenfalls geht der Angriff des Kalkes auf die Kieselerde nur bei Gegenwart von genügend Wasser von statten, und wahrscheinlich bilden sich hierbei vorübergehend stark wasserhaltige Silikate, wie sie auch aus der Mineralogie unter dem Namen Zeolithe bekannt sind. Auch ist deshalb ein Ueberschuss von Wasser wünschenswert, weil sich wahrscheinlich selbst in dem am besten abgelöschten Kalk immer noch kleine Teilchen an Aetzkalk befinden, die sich der vollständigen Hydratisierung entzogen haben, und die nun noch eine gewisse Menge an Wasser aufnehmen müssen. Ist nun die Erhärtung vollendet, so werden die Steine wieder aus dem Kessel gefahren und sind nunmehr fertig. Aehnlich wie die Hochdruckerhärtung wird auch die Niederdruckerhärtung betrieben, nur dass sie nicht in Kesseln, sondern in gemauerten Kammern mit nur wenig über 100° C. erwärmtem Dampf vorgenommen wird. Bei der Niederdruckerhärtung bleiben die Wagen mit dem Kalksandstein etwa 3 bis 4 Tage unter Dampf. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass das Produkt der Niederdruckerhärtung nicht so gut seinkann, auch tatsächlich nicht so gut ist, wie das der Hochdruckerhärtung. Dagegen wird für die Niederdruckerhärtung der Vorteil geringerer Anlagekosten angegeben, der sich aber auch kaum als tatsächlich vorhanden erweist. Allerdings sind bei der Niederdruckerhärtung keine verhältnismässig teuren Druckkessel für die Erhärtung der Kalksandsteine erforderlich, sondern nur einfache gemauerte Kammern. Es wird aber dieser Vorteil schon dadurch wieder hinfällig, dass die Steine dafür nun auch 6 mal länger in diesen Kammern verbleiben müssen, also bei ununterbrochenem Betriebe statt eines Kessels 6 Kammern nötig sind. Andererseits haben aber auch solide konstruierte Kessel für Hochdruck eine ausserordentlich lange Lebensdauer, während es auf der Hand liegt, dass gemauerte und ständig von Dampf über 100° C. erfüllte Räume einer recht raschen Abnutzung ausgesetzt sind. Textabbildung Bd. 318, S. 606 Fig. 2. Fig. 2 veranschaulicht nun den Plan einer Kalksandsteinfabrik, wie sie ähnlich bereits an vielen Orten ausgeführt und mit Erfolg in Betrieb gesetzt worden ist. Wir verdanken diesen Plan der Güte des Geschäftsführers des Vereins Deutscher Kalksandsteinfabriken, Ingenieur G. Beil zu Charlottenburg. Es ist angenommen, dass die Fabrik den Kalk fertig gebrannt von auswärts bezieht. Dieser wird dann unter Dach bei A gelagert und gelangt von da in die Kalklöschtrommel B. Der Behälter C liefert das zum Löschen nötige Wasser, das mitreis eines bei D befindlichen Messgefässes jedesmal genau abgemessen werden kann. Der gelöschte Kalk wird dann aus der Trommel entleert und gelangt durch E zu dem Becherwerk F. Zugleich wird hier auch der Sand zugegeben, der bei G durch eine Schienenbahn angeliefert wird. Ein genaueres Abwiegen oder Messen des Sandes findet nicht statt; es genügt, dessen Menge aus dem Inhalt der Wagen abzuschätzen. Die roh vorgemengten Materialien gelangen nun zu der im Innern mit schraubenartig verlaufenden Winkeleisen versehenen, sich konisch erweiternden Mischtrommel H, und von da aus, bereits stärker vorgemischt, zu dem hochstehenden Kollergang I. Von da aus wird die Mischung der Schlagstempelpresse K zugeführt, die ausser von vorne auch unter dem Kollergang weg bei L zugänglich ist. Die Steine werden von der Presse aus dann unmittelbar auf Wagen gesetzt und gelangen nun mittels der Schienen –bahn M über die Schiebebühne N nach einem der beiden Erhärtungskessel O, später von hier nach dem Stapelplatz K. Q ist die Laufkatze, vermittels deren die Kesseldeckel zur Seite bewegt werden, R der Dampfkessel, der für die Erhärtungskessel, sowie für die Maschine S den nötigen Dampf liefert. Die ganze Anlage ist also auf äusserst engem Raum zusammengedrängt und infolgedessen sehr leicht zu übersehen. Sie hat vor der Tonziegelei namentlich den Vorteil, dass sie weder Brennöfen noch Trockenvorrichtungen für die fertig gepressten Steine nötig hat, die hier vielmehr ohne weiteres aus der Presse in den Erhärtungskessel gelangen. Durch diesen Fortfall der Trockenvorrichtung, die bei Ringofenziegeleien oberhalb des Ofens angebracht zu sein pflegen, vermindert sich auch die Feuersgefahr ganz bedeutend. Was nun schliesslich den Materialbedarf und die Kosten der Kalksandsteinfabrikation anbetrifft, so werden hierüber sehr widersprechende Zahlen verbreitet, indem einerseits Interessenten an der Lieferung von Einrichtungen für diesen Betrieb öfters viel zu niedrige Zahlen angeben, dagegen andererseits auch wiederum aus Gründen des Wettbewerbs offenbar recht hoch gegriffene Zahlen als abschreckendes Beispiel vorgeführt werden. Die nachstehenden Zahlen sind durch Vergleich einer Anzahl von Angaben verschiedener Maschinenfabriken und Kalksandsteinfabriken gewonnen worden und dürften wohl durchschnittlich zutreffen. Diese Berechnungen sind so aufgestellt worden, dass sie sich leicht übersehen und den örtlichen Verhältnissen entsprechend umändern lassen. Eine Anlage wie die in Fig. 2 dargestellte, zur Herstellung von 14000 Kalksandsteinen täglich, wird im Jahre bei 286 wirklichen Arbeitstagen rund 4 Millionen Steine liefern können und dabei an Anlagekapital und Betriebsaufwand etwa folgendes erfordern: A. Anlagekosten. 1. Grunderwerb, etwa 5000 qm 15000 Mark 2. Gebäudefläche, etwa 500 qm 20000 „ 3. Dampfkesselanlage nebst Schornstein,       Dampfmaschine und Zubehör 25000 „ 4. Sonstige maschinelle Einrichtungen, ein-        schliesslich der Erhärtungskessel 40000 „ ––––––––––––––––––––––– zusammen 100000 Mark B. Betriebskosten. auf 1000 Steine auf 4 Mill.Steine Bedarf Preis Preis 1. Abschreibungen auf obige          Anlagekosten, durch-          schnittlich 7,6 v. H2. Sand, zu 30 Pf. das cbm3. Gebrannter Kalk, zu 1,50 M.          100 kg4. Kohlen, zu 1,80 M. 100 kg5. 12 Arbeiter zu durchschnitt-          lich 1000 M. Verdienst6. Kleine Ausgaben und Re-          paraturen –2,5 cbm200 kg150 kg–– 1,90–,753,–2,703,–1,65   7600  3000120001080012000  6600 M. 13, – 52000 Rechnen wir aus diesem Materialverbrauch die durchschnittliche Zusammensetzung der hergestellten Kalksandsteine aus, so erhalten wir folgende Zahlen: 2,5 cbm Sand zu 1200 kg = 3000 kg Sand =   92 v. H. 200 kg Kalk, entsprechend   264 kg Kalkhydrat =     8 v. H. ––––––––––––––––––––––––––––   3264 kg Kalksandst. = 100 v. H. Dabei ist indessen das jedenfalls in den Steinen vorhandene Hydratwasser nicht mit berücksichtigt worden. Indessen wäre zur Kenntnis der tatsächlichen, durchschnittlichen Zusammensetzung der Kalksandsteine eine grössere Anzahl von Analysen erforderlich. Solche werden aber nur wenig gemacht, da sie für die Ueberwachung des Fabrikbetriebes zu umständlich sind. Was übrigens im allgemeinen den Kalkverbrauch anbetrifft, so schwankt dieser vorläufig noch in ziemlich weiten Grenzen, und die in vorstehender Berechnung angegebenen günstigen Zahlen werden durchaus noch nicht überall erreicht; vielmehr steigt der Kalkgehalt mitunter auch wohl auf das Doppelte. 4. Besondere Arten von Kalksandsteinen. Von den Abarten der Kalksandsteine haben wir die in der Masse gefärbten Steine schon erwähnt. Es werden ausserdem noch teilweise gefärbte Kalksandsteine hergestellt, indem man in die Pressformen zunächst gewöhnliche Kalksandsteinmischung einschüttet und diese dann mit einer Schicht gefärbter Mischung überdeckt. Indem dann die Masse zusammengepresst wird, so entsteht ein nur an einer Seite gefärbter Stein. Die Herstellung solcher Steine bietet gegenüber derjenigen durch und durch gefärbter Kalksandsteine den Vorteil einer wesentlichen Ersparnis an Farbstoff, dagegen den Nachteil eines grösseren Aufwandes an Arbeit, der durch das zweimalige Füllen der Formen erfordert wird. Derartige, aus zwei verschiedenen Schichten bestehende Kalksandsteine werden aber auch weiter noch in der Weise hergestellt, dass die Deckschicht nicht aus Kalksandsteinmasse, sondern aus einer zementhaltigen Masse besteht. Dies ist besonders dann der Fall, wenn man die Steine als Belag für Flure usw. verwenden und demgemäss eine glattere Oberfläche erzielen will, als sie die gewöhnlichen Kalksandsteine besitzen. Derartige Verbundsteine werden auch in einfachen Mustern hergestellt und haben bereits öfters Anwendung gefunden. So z.B. ist ein Belag aus solchen Platten im Tiergarten zu Königsberg in Preussen verwendet worden und hat sich dort schon einige Jahre lang gut bewährt. Auch noch auf eine andere Weise hat man das Färben der Kalksandsteine vorgeschlagen, nämlich so, dass die Steine weder aus gefärbter Masse hergestellt, noch nachträglich etwa angestrichen werden. Es ist vielmehr vorgeschlagen worden, die Steine im Erhärtungskessel nach Ablassen des Dampfes mit einer farbstoffhaltigen Flüssigkeit zu tränken. Dieser Vorschlag ist in einer neuerdings erschienenen Patentschrift, D. R.-P. 130500 vom 30. Juli 1901, von Hugo Schön enthalten, dürfte sich aber wohl nicht in die Praxis einführen, da es einerseits zweifelhaft ist, ob die ganzen Steinstapel auch durch und durch von der Flüssigkeit durchdrungen werden, und da andererseits die Wetterbeständigkeit einer so erzeugten Färbung wohl jedenfalls mehr als fraglich sein dürfte. Was den ersteren dieser beiden Einwände anbetrifft, so könnte dem ja vielleicht in der Weise begegnet werden, dass man die | Tränkungsflüssigkeit, ähnlich wie es bei der Holztränkung der Fall ist, unter starkem Druck in die Steine einpresst. Hierzu wäre aber die Hinzufügung einer Druckpumpe erforderlich, die den nötigen Wasserdruck in dem Kessel aufrecht erhalten müsste. Jedoch ist es nicht anzunehmen, dass es gelingen wird, überhaupt in Wasser lösliche oder darin gleichmässig verteilt bleibende Farben zu finden, die die erforderliche Beständigkeit gegen Licht und Auswaschen besitzen, wie sie von einem Baustoff verlangt werden muss. Ausser Kalksandsteinen in gewöhnlichem Ziegelformat werden auch gelegentlich Steine in grösseren Abmessungen hergestellt, um einen quadersteinähnlichen Bau mit Kalksandstein aufführen zu können. Derartige grosse Steine lassen sich auf gewöhnlichen Pressen schlecht erzielen, wie es andererseits auch nicht lohnt, eigens für die Erzeugung derartiger Steine besondere Pressen zu konstruieren, da der Bedarf daran nicht so sehr gross ist. Es werden deshalb grössere Formstücke entweder in der Weise hergestellt, dass man die Kalksandsteinmasse möglichst fest in Formkästen einstampft, und die Formstücke dann, wie auch andere Kalksandsteine, in den Härtekessel einbringt; oder man mauert aus gewöhnlichen Kalksandsteinen mit einem Mörtel aus der gleichen Masse Quadern in der verlangten Grosse zusammen, die man dann nochmals in den Erhärtekessel einbringt, um sie so zu einem einzigen Stück zu verkitten. Eine besondere Abart der Kalksandsteine sind auch die sogenannten Silicasteine nach Horak. Dies sind besonders kalkarme Kalksandsteine, die nach dem Formen und Erhärten noch gebrannt werden, und die dann zum Ersatz der bekannten feuerfesten Dinassteine dienen sollen. Im grossen und ganzen läuft die Herstellung der Silicasteine auf das Nämliche heraus, was auch bei der Anfertigung der künstlichen Dinassteinegeschieht. Es werden Steine geformt, die möglichst aus Quarz bestehen und nur so viel Bindemittel besitzen, dass sie eben zusammenhalten. Statt dass diese Steine nun sofort gebrannt werden, so werden sie hier erst noch in Härtekesseln erhärtet. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass die Steine vor dem Einsetzen in den Brennofen schon bedeutend härter sind, und sich dementsprechend leichter handhaben lassen, während demgegenüber der Nachteil entsteht; dass die Anlage eines besonderen Härtekessels und der Aufwand für dessen Betrieb und Bedienung notwendig werden.