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Baustoffkunde
Mineralische Baustoffe
Mineralische Baustoffe bestehen aus Mineralien.
Abgesehen von natürlichen Gläsern (Obsidian) und Biolithen (Kohlegesteine, Riffkalke) sind alle Gesteine der Erde aus Mineralien.
Baustoffkunde
Minerale der Erdkruste
95 % der Erdkruste bestehen aus folgenden 10 Mineralen
Baustoffkunde
Natursteine
Sedimentgestein, Magmatite und Metamorphite
Sedimentgestein werden nach Art ihrer Entstehung unterteilt.
siliziklastische Sedimente: Silizium-, bzw. quarzreiche Lockergesteine, die zu einem Sedimentgestein verfestigt werden.
Psephite
Psammite
Pelite
chemische Sedimente: entstehen durch Ausspülung aus gesättigter Lösung (z. B. durch Temperatur- oder pH-Wert-Änderung) oder durch Verdampfung und die dadurch bedingte Kristallisation.z.B. Gips und Steinsalz
organogene Sedimente: Entstehung durch abgestorbene Organismen.
tierischen oder Pflanzlichen Ursprunges, unterteilt in brennbar (Kaustobiolith z.B. Torf, Ölschiefer, Harz) und nicht brennbar (Akaustobiolith z.B. Riffkalk, Hornstein, Phosphorit)
Residualsedimente: werden aus dem Residuum eines verwitterten Gesteins gebildet.
z.B. Bauxit oder Gipshut
Magmatite entstehen nicht aus feinen Sedimentkörnern , sondern kristallisieren sich aus einer flüssigen Schmelze.
Die Zusammensetzung hängt vom Chemismus des Ausgangsteines, einer Reaktion mit umgebenden Gesteinsschichten, Temperatur- und Druckverhältnissen, aber auch von der Geschwindigkeit des Abkühlens ab.
Beispiele:
Metamorphite
werden Sedimentgesteine oder magmatische Gesteine durch Druck und Temperatureinfluss verändert, werden sie metamorph überprägt.
Metamorph überprägte Magmatide heißen Orthogesteine. z.B. Gneis und Serpentinit.
Metamorph überprägte Sedimentite heißen Paragesteine. z.B. Schiefer und Marmor
Baustoffkunde
Gewinnung, Verwendung und Verarbeitung von Naturstein
Gewinnung:
Verwendung
Verarbeitung
Kalkhaltige Natursteine (Kalkstein, Marmor, Gneis und Tonschiefer) sind empfindlich gegenüber Säuren (muss beachtet werden, wenn Sie als Bodenbelag genutzt werden sollen, oder im Außenbereich, da sie durch den sauren Regen, angegriffen werden, durch Schadstoffaustausch wie Co2)
In Bereichen mit hoher Beanspruchung werden häufig Granit und Basalt verwendet, da sie unempfindlicher sind.
Baustoffkunde
Druckfestigkeitsklassen
Beton wird in 16 Druckfestigkeitsklassen eingeteilt um die Stabilität von beton gezielt einsetzen und beurteilen zu können.
Baustoffkunde
Mineralklassen (nach Strunz)
Elemente: Metall und intermetallische Verbindungen
metallische Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorverbindungen wie Carbide, Silicide, Nitride und Phosphide
Halbmetalle und Nichtmetalle wie z.B. Arsen, Graphit, Diamant, Silicium und Schwefel
nichtmetallische Kohlenstoffverbindungen und Stickstoffverbindungen
Sulfide und Sulfosalze: Verbindungen des Schwefels
Halogenide: Verbindungen der Halogenide z. B. Steinsalz
Oxide und Hydroxide:
Verbindungen mit Sauerstoff und/oder Wasserstoff
Carbonate und Nitrate: Salze und Ester der Kohlensäure (H2CO3) und der Salpetersäure (HNO3)
Borate: Verbindungen mit Bor
Sulfate, Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate und Wolramate: Verbindungen mit Sulfat, Selen, Tellur, Chrom, Molybdän, oder Wolfram z.B. Gips (Ca[SO4]2H2O)
Phosphate, Arsenate und Vanadate: Verbindungen mit Phosphor, Arsen oder Vanadium z.B. Apatit
Silikate und Germanate: Verbindungen mit Silizium und Germanium z.B. das Schichtsilikat Kaolinit
organische Minerale: z.B. Bernstein oder Urea (Harnstoff)
Baustoffkunde
Bildung der Minerale
magmatisch: Kristallisation aus einer magmatischen Schmelzer
pegmatisch-pneumatolytisch-hydrothermal: in der Endphase der Kristallitation von Plutoniten aus einer gasreichen Restschmelze unter hohem Druck ausgeschiedene Minerale
hydrothermal: Ausspülung aus wässrigen Lösungen (Fluiden)
sedimentär: Lösung durch Verwitterung und erneute Ablagerung von Mineralen.
metamorph: Umwandlung und Neubildung von Mineralen durch Einwirkung von Druck- und Temperaturänderung
Baustoffkunde
Expositionsklassen
X0: kein Korrosionsrisiko
XC: Carbonation Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung
gefährdet sind Bauteile die ständig oder wechselnd nass und trocken, sowohl hoher Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind (direkte Beregnung oder Teile in Wasserbehältern)
XD Deicing salts Bewehrungskorrosion durch Chloride, Bauteile im Spritzwasserbereich von Straßen, Parkdecks oder Solebäder sind betroffen
XS seawater Bewehrungskorrosion durch Chloride aus dem Meerwasser
Bauteile an salzhaltiger Luft in direktem Kontakt mit Meerwasser oder im Spritzwasserbereich (Hafenbecken)
XF Freezing Frostangriff
Bauteile im Sprühnebelbereich von Straßen oder in Wasserwechselzonen
XA Attack chemischer Angriff
Bauteile in Kläranlagen oder Güllebehältern, Kühltürme...
XM Mechanical Abrasion: Verschleiß
Böden durch Befahren mit z.B. Geräten wie Gabelstapler, Kettenfahrzeuge etc.
WO trocken: Innenbauteile oder Außenbauteile ohne Niederschlag...
WF feucht: ungeschützte Außenbauteile, häufige Taupunktunterschreitung, Innenbauteile in Feuchträumen
WA feucht + Alkalizufuhr: Bauteile mit Meeres- oder Tausalzeinwirkung, landwirtschaftliche Alkalisalzeinwirkung
WS feucht + Alkalizufuhr + hohe Beanspruchung
Tausalzeinwirkung und hohe Beanspruchung durch Befahren
Baustoffkunde
Lockergestein und Festgestein
Lockergestein:
ist ein Gemenge von Mineralen u.o. Gesteinsbruchstücken u.o. organischen Bestandteilen ohne feste Bildung.
könne nach Korngröße sortiert werden (sieben, kneten oder aufschütteln)
Bautechnisch unterscheidet man grobkörnige, nichtbindige Lockergesteine wie Kies (2,0mm - 63mm) und Sand (0,06m - 2,0mm) von feinkörnigen bindigen Lockergestein wie Schluff (0,002mm - 0,06mm) oder Ton (< 0,002mm)
Festgestein
zum Festgestein zählt alles, was als Stein oder Fesl bezeichnet wird.
Geologisch sind dies wieder Sedimentgestein... .
sind sehr widerstandfähig und werden in der Baustoffkunde üblicherweise als Naturwerkssteine bezeichnet.
werden noch unterteilt in Hartgesteine (Granit, Gneis)
und Weichgestein (Kalkstein, Marmor, Tonschiefer udn Sandstein)
Baustoffkunde
Glas
Organische Gläser, wie z.B. das Acrylglas, ist kein Glas, da diese per Definition immer mineralischen Ursprunges sind. Die Bezeichnung ist daher irreführend.
Opazität bedeutet das Gegenteil von Transparenz, also Lichtundurchlässigkeit
Zusammensetzung
Baustoffkunde
Beton
Frischbeton: Beton der noch verarbeitet werden kann
Festbeton: Beton der erhärtet ist
grüner Beton: direkt nach dem Verdichten, aber noch vor dem Erstarren
junger Beton: direkt nach dem Erstarren, wenn der Beton niht mehr verarbeitet werden kann
Ortbeton: wird direkt auf der Baustelle (vor Ort), als Frischbeton verwendet und verarbeitet
Es gibt aber im Gegensatz dazu auch den Beton, der im Werk zur Herstellung von Betonfertigteilen verwendet wird und auf die Baustelle transportiert wird.
Baustoffkunde
Leicht-, Normal- und Schwerbeton
unterschieden sich in Trockenrohdichte und Gesteinskörnung
Leichtbeton (0,8-2,0 kg/dm³) Blähton, Blähschiefer oder Hüttenbims als mögliche Gesteinskörnung
Normalbeton (2,0-2,6 kg/dm³) Sand, Kies oder Splitt als Gesteinskörnung
Schwerbeton (<2,6 kg/dm³) Schwerspat, Eisenerz oder Stahlgranulat als mögliche Gesteinskörnung
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