Hochofenschlacke als Mörtelzuschlag im ausgehenden 19. Jhd. in der Schweiz - Herstellung, Verwendung und Analytik

Seit dem letzten Drittel des 19. Jahrhunderts wird granulierte basische Hochofenschlacke als Mörtelzuschlag verwertet. Mikro- und spektroskopische Analysen von Relikten in historischen Mörtelproben sollen Hüttensande charakterisieren.

Fiche signalétique

  • Département responsable Haute école des arts de Berne
  • Institut Institut Matérialité dans l'art et la culture 
  • Unité de recherche Analyses des matériaux
  • Centre BFH Centre BFH Arts in Context
  • Organisation d'encouragement Autres
  • Durée (prévue) 01.01.2017 - 31.12.2017
  • Responsable du projet Petra Dariz
  • Direction du projet Petra Dariz

Situation

Bereits in vorindustrieller Zeit wurden Schlackenabfälle aus der Erzverhüttung regional als Mörtelzuschlag verwendet. Durch leistungsfähigere Hochöfen zur Eisengewinnung, die sich im Zuge der Mechanisierung und Industrialisierung im letzten Drittel des 19. Jahrhunderts etablierten, fand granulierte basische Hochofenschlacke ebenfalls Eingang in die Mörteltechnologie. Wie bereits in der zeitgenössischen Fachliteratur diskutiert, bestimmen chemische Zusammensetzung sowie kristalliner und amorpher Phasenbestand des Hüttensandes dessen möglicherweise latent hydraulisches Reaktionsvermögen und in der Folge auch die mechanisch-physikalischen Kennwerte einer damit zubereiteten (und gealterten) Mörtelmischung.

Approche

Über Petrographie und Morphologie von Hüttensand lässt sich rekonstruieren, welche Temperaturwerte im Hochofen (zumindest lokal) erreicht wurden und wie der Abkühlungsprozess verlaufen ist. Dies erlaubt im Falle von Relikten in historischen Mörtelproben eine Einschätzung der damaligen technologischen Fertigkeiten der Eisenverhüttung. Variationen im Mineralbestand der genutzten Rohmaterialvorkommen bzw. der Beschickung spiegeln sich dagegen in Art und relativem Gehalt der Haupt- und Nebenbestandteile der Hochofenschlacke. Der Vergleich der chemischmineralogischen Zusammensetzung von Schlackensand, der in der Schweiz als Mörtelzuschlag eingesetzt wurde, mit dem Element- und Phasenbestand von im ausgehenden 19. Jahrhundert erschlossenen Eisenerzvorkommen kann deshalb Hinweise auf die Herkunft der Rohstoffe liefern. Durch einen Abgleich mit Archivbeständen lässt sich möglicherweise auch auf das verantwortliche Hüttenwerk rückschliessen. Materialtechnologisch ist darüber hinaus die Mineralogie eventueller Reaktionssäume um die Schlackekörner von Interesse, da diese ein tatsächliches latent hydraulisches Reaktionsvermögen des Zuschlagstoffes belegen können.

Résultat

Die Synthese aus Recherchen zur historischen Eisenhüttenkunde und naturwissenschaftlichen Analysen ergibt ein umfassendes Bild der Verwendungsmodalitäten von Hüttensand im Schweizer Baugewerbe an der Wende vom 19. in das 20. Jahrhundert, aber auch der Leistungsfähigkeit und Effizienz der lokalen eisenverhüttenden Werke. Die an komplexen historischen Mörtelproben generierten Erfahrungswerte und Daten lassen sich auf die Phasenverteilung und die Bedingungen der Phasenbildung in modernen Hochofenschlacken übertragen. Damit können sie auch der aktuellen bauchemischen Grundlagenforschung zugutekommen.