Ischler Hydraulischer Kalk

Geschichtliche Entwicklung des Zements:

Schon die Römer haben die Tatsache zu nutzen gewusst, dass aus einer Mischung von gelöschtem Branntkalk und natürlichen oder künstlichen Puzzolanen (vulkanische Asche, Trass, Ziegelmehl) ein hydraulisches Bindemittel, der „Puzzolankalk“, entstand. Mit Wasser und Sand vermischt ergab der Puzzolankalk ein wasserfestes („hydraulisches“) Produkt, dass zwar langsam, aber zu großer Festigkeit erhärtete und sich daher für Seewasserbauten (Hafenanlagen) bestens bewährte. Selbst das berühmte Pantheon in Rom, das auch heute noch die größte, nicht bewehrte Betonkuppel der Welt besitzt, wurde vor gut 2 000 Jahren aus diesem Bindemittel errichtet. Das römische Heidentor in Carnuntum ist das älteste Betonbauwerk Österreichs.

Aber wie so vieles technische Kulturgut, so ging auch die Kenntnis der Herstellung dieses Betons und des zu ihm gehörenden Bindemittels vermutlich in den Wirren der Völkerwanderung verloren.

Erst um die Mitte des 18. Jh. begann man in England, dessen maritime Lage zahlreiche Wasserbauten bedingte, hydraulische Kalke und Zemente durch Brennen von natürlichen Kalksteinen herzustellen. 1759 fand der englische Ingenieur John Smeaton heraus, dass sich besonders diejenigen Kalksteinsorten gut eigneten, die beim Lösen in Salpetersäure einen tonigen Rückstand hinterließen. Folglich zog John Smeaton einen solchen, mit Ton verunreinigten Kalkstein („Mergel“) für die hydraulischen Bindemittel heran, die er nun selbst in großem Umfang zu brennen begann. Als erstes Betonbauwerk der Neuzeit wurde 1774 der Leuchtturm von Eddystone in England aus Smeatons hydraulischen Kalken errichtet.

Auf diese Entdeckung gestützt, erfand der Engländer James Parker 1796 ein hydraulisch erhärtendes Produkt, das er aus einem nahe London abgebauten, sehr stark tonhaltigen Kalkmergel, gebrannt hatte. Parker lies sein Bindemittel als „Romanzement“ patentieren. Der Kalkmergel wurde dabei knapp bis zur Sinterung (Zusammenbacken ohne Schmelzen) auf rd. 1200°C erhitzt.

Der Zement, zunächst in Erinnerung an die römischen Betone als „Romanzement“ bezeichnet, war wieder erfunden.

Da hydraulische Baustoffe nun ohne importierte vulkanische Bestandteile oder teures Ziegelmehl hergestellt werden konnten, begann man, an vielen Orten nach natürlichen tonhaltigen Kalken mit guter“ Hydraulizität“ zu suchen. Unter „Hydraulizität“ versteht man die Eigenschaft eines Bindemittels, z. B. Zement, hydraulisch, d. h. mit Wasser angemacht, sowohl an Luft als auch unter Wasser zu erhärten.

Erst 1818 fand der französische Chemiker Louis Vicart heraus, dass zur Herstellung idealer Baukalke Kalkgestein mit 27 – 30% Tongehalt erforderlich ist. Ab diesem Zeitpunkt verbreitete sich die Romanzementherstellung rasch von England und Frankreich ausgehend auf alle anderen Länder Europas.

Romanzement war von 1800 bis 1850 das in Europa bevorzugt verwendete Bindemittel, bevor es durch den ebenfalls in England erfundenen Portlandzement ab 1850 abgelöst wurde. Portlandzement wird oberhalb der Sintertemperatur von 1475°C gebrannt und ergibt so ein hydraulisches Bindemittel mit deutlich höheren Festigkeiten als der Romanzement.

Gründung des Ischler Zementwerks:

Die Produktion des Ischler Romanzements begann bereits 1845. In diesem Jahr wurde auf Bestreben des Verwesamtes ein ausgedehntes Vorkommen, von zum Brennen von hydraulischen Kalken geeigneten Mergelschichten, am Ischler Salzberg entdeckt. Die Hofkammer genehmigte rasch die Mittel zum Bau eines Brennofens und eines Quetschwerkes unterhalb des Ludovika Stollens. Da der im Salzkammergut sonst nicht erhältliche hydraulische Kalk bald auch private Kaufwerber anzog und die Saline sich dieses Geschäft nicht entgehen lassen wollte, erweiterte sie die ursprüngliche Anlage für eine Jahreserzeugung von 3000 bis 6000 Zentner.

Bereits 1846 errichtete man beim Josef Stollen 2 Brennöfen, ein größeres Quetsch- und Pochwerk sowie eine Mühle zur Feinvermahlung des hydraulischen Kalkes. Mit einem Klafter Holz konnten 30 Zentner hydraulischer Kalk gebrannt werden. 1847 verkaufte die Saline wöchentlich 120 Zentner gebrannten hydraulischen Kalk. Das rege Geschäftsinteresse führte den Ischler hydraulischen Kalk, um ihn in der Provinz bekannt zu machen, sogar nach Linz, wo ihn die Verwaltung anlässlich einer Industrieausstellung in verschiedenen Mustern zur Schau stellte.

August Aigner, k. k. Ober-Bergverwalter am Ischler Salzberg, beschreibt die „Cementfabrikation am k. k. Salzberge Ischl“ in einem 1880 im Berg- und Hüttenmännischen Jahrbuch erschienen Artikel.

Die Fabrikation hatte nur den eigenen Bedarf zu decken. Sie war auf die während der Sommermonate andauernden Regenmengen beschränkt, da die Poch- und Mahlaggregate mit einem Wasserrad betrieben werden mussten.

Produktionsablauf im Ischler Zementwerk:

Als Rohmaterial dienten die gegenüber der Einmündung des Gaisbaches in den Radgrabenbach anstehenden, rund 100 Mio Jahre alten Mergelschichten der unteren Kreidezeit. Diese Gesteine werden heute zu der geologischen Formation der „Unteren Roßfeldschichten“ gezählt. Es handelt sich dabei um gut geschichtete, dunkelgraue, sandige Mergelschiefer und Kalkmergel.

Die Mergelschichten wurden im unmittelbar am Radgrabenbach gelegenen Steinbruch abgebaut und über eine Brücke auf einer kleinen, rund 50 m langen Eisenbahn zu den beiden am Gaisbach gelegenen Brennöfen transportiert.

Das Brennen der Mergelgesteine geschah in den beiden kleinen Schachtöfen. Zum Befüllen eines Ofens waren 6,5 m³ Steine erforderlich. Das Brennen dauerte 48 bis 60 Stunden. In diesem Zeitraum wurden durchschnittlich 15 Raummeter weiches Holz verbrannt. Ein Brand lieferte gebrannte Steine für durchschnittlich 5200 kg Kalkmehl.

Die von den Öfen kommenden gebrannten Steine wurden zuerst in einem Pochwerk verstampft und dann in einer Mühle gemahlen. Das Pochwerk und die Mühle wurden mittels eines 6,2 m hohen, 65 cm breiten und 25 cm tiefen oberschlächtigen Wasserrades angetrieben. Die Wasserzuleitung aus dem Radgrabenbach erfolgte über ein 58 m langes, 31 cm breites und 25 cm tiefes hölzernes Rinnwerk. Die so zugeleitete Wassermenge ergab eine Rohkraft von 2,7 PS. Bei genügend Wasserzufluss konnten das Pochwerk und die Mühle gemeinsam betrieben werden. Bei abnehmenden Wasserzufluss war nur mehr ein wechselweiser Betrieb von Pochwerk oder Mühle möglich.

Das Pochwerk bestand aus 8 mit Eisenschuhen beschlagenen Stempeln, welche von den in der langen Wasserradwelle eingesetzten, mit Eisenblech beschlagenen, 24 hölzernen Hebedaumen 30 cm hochgehoben wurden. Anschließend fielen die Stempel auf die, in der Pochwerksnische auf 2 harten Bäumen liegenden, 2 schmiedeeisernen Stampfplatten herab und zerkleinerten so die gebrannten Steine.

Der Betrieb der Zementmühle geschah auf folgende Weise:

Das auf der Wasserradwelle angebrachte Kegelrad griff in das darüber befindliche senkrecht stehende Getriebe ein, auf dessen Welle die erste Riemenscheibe angebracht war. Diese trieb die zweite Riemenscheibe, die auf einer senkrechten Transmissionswelle befestigt war, an. Die dritte Riemenscheibe war am unteren Ende dieser Transmissionswelle angebracht. Diese bewegte schließlich die vierte Riemenscheibe, die sich auf der Mühlstange befand und somit die Mühle antrieb.

Im Pochwerk konnten in einer achtstündigen Schicht durchschnittlich 350 kg grober Kalkstein zerkleinert werden. Die Mühle erzeugte in derselben Zeit 260 kg fein gemahlenen hydraulischen Kalk.                                                                                                                                  

Im Schnitt konnten so in den 1870er Jahren 36 288 kg/a gemahlener, hydraulischer Kalk erzeugt werden.

Am Ischler Salzberg verwendete man den hydraulischen Kalk vor allem für Stollenausmauerungen in feuchten, brüchigen Strecken sowie zur Erzeugung von Betonrohren zur Einleitung, des für die Soleproduktion nötigen Süßwassers in die Grube sowie der erzeugten Sole aus der Grube.

Entwicklung der Zementproduktion in Österreich:

Das bereits 1845 in Betrieb gegangene „Zementwerk“ am Ischler Salzberg ist die mit Abstand älteste Zementproduktionsstätte Oberösterreichs. Die anderen Oberösterreichischen Zementwerke wurden erst wesentlich später gegründet, nämlich 1888 das Zementwerk Hoffmann in Kirchdorf und 1908 das Zementwerk Hatschek in Gmunden. Selbst die nahegelegenen Salzburger Zementwerke sind jünger. Das Zementwerk Leube in Gartenau startete 1852 und das Perlmooser Zementwerk in Hallein Gamp 1859.

Die älteste Zementproduktionsstätten Österreich – Ungarns befanden sich in Tirol, und zwar ab 1838 in Bad Häring sowie ab 1842 in Endach bei Kufstein. Franz Kink konnte 1842 bereits 700 t hydraulischen Kalk erzeugen. Der überwiegende Teil seiner Produktion wurde in Fässern verpackt über Inn und Donau nach Wien verschifft. Ohne Tiroler Zement wären die späteren Ringstraßenbauten nicht möglich gewesen. Sämtliche Zierornamente wurden als Fertigteile aus hydraulischen Kalkmörteln hergestellt.

Produktion von Zementröhren am Ischler Salzberg:

Seit etwa 1875 wurden am Ischler Salzberg Rohre aus hydraulischem Zement eingesetzt. Zur Fertigung wurde am Sulzbach gegenüber des Leopold Stollens ein eigenes Betonwerk errichtet, in dem der beim Josef Stollen gebrannte, eigene Zement zum Einsatz kam.

Als Material für die Herstellung der Zementröhren diente ein Gemenge von gleichen Anteilen gewaschenem Sand und hydraulischem Zement, welches in einem Rührapparat unter Zusatz der erforderlichen Menge Wasser gemischt und in Röhrenformen eingegossen wurde.

Zum Waschen des Sandes diente ein eigener Waschapparat. Er bestand aus einem Wassertrog, in welchem der untere Teil, der mit einer gusseisernen Achse versehenen achteckigen Trommel, eintauchte. An den Seiten dieser Trommel waren innen eiserne Gitter aus Drahtstäben eingesetzt, durch welche der feine Sand und die unreinen, erdigen Teile abgetrennt wurden. Der Sandwaschapparat wurde durch ein kleines, am Sulzbach installiertes oberschlächtiges Wasserrad in Bewegung gesetzt.

Der Rührapparat für die Röhrenmasse bestand aus einem hölzernen Boden und einer gleichfalls hölzernen zylindrischen Wand. Wand und Boden waren innen mit Blech gefüttert. Der Rührapparat war aus einem Rührkreuz, an welchem 14 windschiefe Schaufeln befestigt waren, aufgebaut. Der Rührapparat wurde ebenfalls durch ein kleines Wasserrad angetrieben.

Der hydraulische Kalk und Sand wurden zuerst trocken gemengt und das Wasser nach Bedarf hinzugefügt. Die ganze Mischung dauerte 8 Minuten, worauf die ganze Masse durch eine Schnauze mittels einer Krücke in die eigentliche Gussform gezogen, die gefüllte Form aus dem Schacht gehoben und mit einem Wagen zum vorläufigen Trockenplatz gebracht wurde. Die Kolben, gusseiserne Kerne, welche die Höhlung des Rohres ausfüllten, mussten durch einen Zeitraum von 8 Stunden nach jeder halben Stunde gedreht werden, dann wurden die Kolben durch einen Flaschenzug ausgezogen.

Anschließend lies man die Formen für 24 Stunden stehen, nahm dann die zwei Formteile weg und ließ die entblößten Röhren auf den Bodenbrettern noch 48 – 60 Stunden freistehend austrocknen. Nach dieser Zeit waren die Röhren transportfähig, dazu mussten sie aus der vertikalen in die horizontale Lage gebracht werden.

Dazu wurden die Zementröhren samt den Bodenbrettern von 2 Arbeitern gehoben und auf einen Schämel aufgelegt. Anschließend wurden die Röhren mittels einer Hebemaschine in den Trockenraum aufgezogen. Hier wurden die Röhren durch einen Zeitraum von 8 Tagen auf den Bodenbrettern vorgetrocknet, worauf sie mit der Hebemaschine wieder abgesenkt und auf den eigentlichen Trockenplatz getragen werden konnten. Die Einwirkung der Luft (Kohlensäure) und der Regen waren für die Röhren vorteilhaft und machten sie allmählich fester. Erst zu Anfang des Winters mussten die Röhrenlagen mit beweglichen Dächern vor der Witterung geschützt werden.

Die Röhrenform bestand aus einem Bodenbrett und eisernen Seitenwänden. Das Bodenblech war mit Eisenblech beschlagen, um für den gusseisernen Kolben eine feste Unterlage zu bilden. Nachdem der Kolben gereinigt war, wurden die inneren Flächen der Wände mit Maschinenöl geschmiert, am Bodenbrett ein Lettenwulst umgelegt und die Seitenwände der Form in diesen Wulst hineingesteckt. Die Seitenwände bildeten ein achteckiges Prisma, dessen beide Hälften an der Berührungsstelle übergreifend angeordnet waren und durch 2 bis 3 Haken zusammengehalten wurden. Der schwach konisch geformte Kolben war aus Gusseisen gefertigt. Er bestand aus einer Röhre von 6,6 mm Dicke. Der Kolben wurde ebenfalls geölt und in das Modell eingeschoben, wobei seine vertikale Stellung durch eine eiserne Führung gehalten wurde. In dieser Stellung konnte man den Mörtel einfüllen.

Die Festigkeit der Röhren war enorm. Ein 1 Jahr altes Rohr hielt einem Druck von mindestens 3 Atmosphären stand. Höhere Drücke konnten an den Rohren wegen einer fehlenden Prüfeinrichtung nicht getestet werden.

Die Abmessungen der Zementröhren betrugen 3,66 Fuß (1,16 m) Länge, 2 ½ Zoll (6,66 cm) Wandstärke und 5 Zoll (13,15 cm) lichter Durchmesser. Das Gewicht eines Zementrohres lag bei rund 100 kg.

Die Zementröhren wurden mit einem Kitt aus ungelöschtem Kalk und Steinkohlenteer verbunden. Zu diesem Zweck wurden die Röhren zuerst horizontal in dem 0,6 m tiefen Graben aneinandergereiht und festgelegt. Dann wurde ein mit der obigen zähflüssigen Masse geschmierter Spagat in den keilförmigen Zwischenraum der Röhren gewickelt und der Reihe nach mit immer dickeren Strickteilen, schließlich mit Hanfsträngen umwunden und dabei wurde fortwährend Kitt aufgetragen. Über den am Umfang entstehenden Wulst wurde ein eiserner Ring mit einer Schraube angezogen und ein Blechstreif zur besseren Verteilung eingelegt.

Der Zementröhren waren, an jenen Orten, wo keine Verschiebung stattfand, also auf festen Boden, fast unbegrenzt haltbar.

Ein weiterer Vorteil der Zementrohre waren deren Kosten. Sie kosteten nur 1/3 der damals üblichen Gusseisenrohre.

Verwendete Quellen:

August Aigner „Cementproduktion am kk Salzberge Ischl“, Bhmjb., 28. Jg., Leoben 1880

August Aigner „Die Fabrikation des Cements und dessen Anwendung für Soolenleitungen in Ischl“, Bhmjb., 23. Jg., Leoben 1875

August Aigner „Über die Fabrikation von Cementröhren am k. k. Salzberg Ischl“, Bhmjb., 24. Jg., Leoben 1876

Carl Schraml „Das oberösterreichische Salinenwesen von 1750 bis in die Zeit nach den Franzosenkriegen“, Wien 1934

Carl Schraml „Das oberösterreichische Salinenwesen von 1818 bis zum Ende des Salzamtes 1850“, Wien 1936