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Lernmaterialien für Bauchemie an der TU Hamburg-Harburg

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Wie stellt man einen Zement her und aus welchen Stoffen besteht er?
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Kalk-& Tonstein sowie ggf. weiter Komponenten werden gebrochen, gemahlen, homogenisiert, gemahlen und im Drehrohrofen gebrannt. Es entsteht Portlandzementklinker, der aus 4 Klinkermineralien/phasen besteht (C3S, C2S, C3A, C4Af). Der Klinker wird kontrolliert gekühlt und zusammen mit den Sulfatträgern, die die Erstarrungszeit steuert, vermahlen. So entsteht Portlandzement. Durch Vermischen Bzw. Gemeinsames Vermahlen mit puzzolanischen, latent hydraulischen/ inerten Komponenten entstehen weitere Zementsorten. 
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Welche wichtigen Anforderungen werden an Dachsteine gestellt, sowohl aus Keramik als auch aus Beton?

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rissfrei, Form, Oberflächenbeschaffenheit, Wasserundurchlässigkeit, Frostbeständigkeit, Biegefestigkeit, Salz & Kalkeinschlüsse dürfen keine Schädigungen hervorrufen

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Welche Maßnahmen sind zum Erzielen eines gutes Korrosionsschutzes von Stahl möglich bzw. wichtig?

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Nichtkorrodierender Werkstoff, Wasser fernhalten, Kontaktkorrosion vermeiden (Isolierung verschiedener Metalle), Spaltkorrosion vermeiden (enge Spalten schließen, weite belüften), scharfe Kanten brechen, Beschichtung mit unedleren/edleren Metallen, Operanode verwenden, kathodischen Korrosionsschutz

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Was ist der wichtigste Werkstoffparameter für alle zementgebundenen Baustoffe?

Wie ist er definiert?

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Wasserzementwert= Masse Wasser/ Masse Zement

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Welche Porensysteme gibt es in einem Zementstein & wie entsteht sie?

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Gelporen: durch Kontraktion des Wassers beim Einau in die Hydratphase entsteht ein luftgefüllter Hohlraum, das C-S-H-Gel bindet Wassser an seiner Oberfläche


Kapillarporen: entstehen durch überflüssiges Wasser, das nicht vom Zement chemisch/physikalisch gebunden wird

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Wodruch entsteht das Quellen & Schwinden im Zementstein?

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Durch die Absorption des Wasser an der Feststoffoberfläche des Porenraums & durch die Aufnahme/Abgabe von Wasser nach außen (Quellen/Trocknungsschwinden), bedingt durch die Veränderung der Oberflächenenergie, Spaltdruck & andere kapillare Effekte

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Was ist ein latent-hydraulischer Stoff?

Was ist ein Puzzolan?

Wie reagieren sie?

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1) erhärtet selbstständig, wenn er mit einem Anreger (Katalysator: hoher pH-Wert/ Sulfat) vermischt wird, der Anreger (alkalisch reagierender Stoff) wird nicht verbraucht, es wird mehr Calcium benötigt


2) braucht einen hohen Anteil an reaktiven amorphen SiO2-reichen Material zur Reaktion, zum Erhärten den Reaktionspartner Ca(OH)2 

3Ca(OH)2 + 2 SiO2 -> 3CaO*2Si=2*3H2O


-> beide bilden C-S-H-Phasen

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Was sind LH, SR, Na-Zemente?

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LH: low heat, Zement mit wenig Hydratationswärme


SR: sulfat resistance, Zement mit hohem Sulfatwiderstand


NA: Zement mit niedrig wirksamen Alkaligehalt (gegen Alkali-Kieselsäure-Reaktion)

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Was ist ein CEM III/B32,5 SR/ LH/ NA)

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Hochofenzement (CEM III) mit 66-80% Hüttensand (B), Normalfestigkeit nach 28 Tagen > 32,5 N/mm^2< 52,5 N/mm^2, normale Festigkeitsentwicklung, hoher Widerstand gegen Sulfate, niedrige Hydrationswärme & kleiner wirksamer Alkaligehalt

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Beschreiben SIe mit chemischen Gleichungen den Herstell-& Erhärtungsprozess von Luftkalk

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Brennen: Kalkstein wird zu Branntkalk & CO2

CaCO3 -> CaO + CO2

Löschen: Branntkalk + Wasser -> gelöster Kalkhydrat

CaO + H2O -> Ca(OH)2

Erhärtung durch Carbonatisierung: Luftkalk erhärtet durch Aufnahme von CO2 unter Bildung von Carbonat

Ca(OH)2 + CO2 + H2O -> CaCO3 + 2 H2O ( Wasser = Neubaufeuchte)

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Welche Baukalke können mit Gips gemischt werden, welche nicht?

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Luftkalke können mit Gips vermischt werden, hydraulischen Kalke nicht

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Was sind die wichtigsten Zementprüfungen?

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Chemische Element-& Phasenanalyse, Korngrößenverteilung (verantwortlich für Reaktionsgeschwindigkeit & damit für Festigkeitsentwicklung), spezifische Mahlfeinheit (Blaine-Verfahren), Ermittlung der Biegezug-& Druckfestigkeit an Mörtelprismen, Ermittlung des Erstarrungsbeginns & -Ende (Vicat-Versucht), Raumbeständigkeit (da CaO, MgO verzögert Hydroxide bilden)

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Beispielhafte Karteikarten für deinen Bauchemie Kurs an der TU Hamburg-Harburg - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:
Wie stellt man einen Zement her und aus welchen Stoffen besteht er?
A:
Kalk-& Tonstein sowie ggf. weiter Komponenten werden gebrochen, gemahlen, homogenisiert, gemahlen und im Drehrohrofen gebrannt. Es entsteht Portlandzementklinker, der aus 4 Klinkermineralien/phasen besteht (C3S, C2S, C3A, C4Af). Der Klinker wird kontrolliert gekühlt und zusammen mit den Sulfatträgern, die die Erstarrungszeit steuert, vermahlen. So entsteht Portlandzement. Durch Vermischen Bzw. Gemeinsames Vermahlen mit puzzolanischen, latent hydraulischen/ inerten Komponenten entstehen weitere Zementsorten. 
Q:

Welche wichtigen Anforderungen werden an Dachsteine gestellt, sowohl aus Keramik als auch aus Beton?

A:

rissfrei, Form, Oberflächenbeschaffenheit, Wasserundurchlässigkeit, Frostbeständigkeit, Biegefestigkeit, Salz & Kalkeinschlüsse dürfen keine Schädigungen hervorrufen

Q:

Welche Maßnahmen sind zum Erzielen eines gutes Korrosionsschutzes von Stahl möglich bzw. wichtig?

A:

Nichtkorrodierender Werkstoff, Wasser fernhalten, Kontaktkorrosion vermeiden (Isolierung verschiedener Metalle), Spaltkorrosion vermeiden (enge Spalten schließen, weite belüften), scharfe Kanten brechen, Beschichtung mit unedleren/edleren Metallen, Operanode verwenden, kathodischen Korrosionsschutz

Q:

Was ist der wichtigste Werkstoffparameter für alle zementgebundenen Baustoffe?

Wie ist er definiert?

A:


Wasserzementwert= Masse Wasser/ Masse Zement

Q:

Welche Porensysteme gibt es in einem Zementstein & wie entsteht sie?

A:

Gelporen: durch Kontraktion des Wassers beim Einau in die Hydratphase entsteht ein luftgefüllter Hohlraum, das C-S-H-Gel bindet Wassser an seiner Oberfläche


Kapillarporen: entstehen durch überflüssiges Wasser, das nicht vom Zement chemisch/physikalisch gebunden wird

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Q:

Wodruch entsteht das Quellen & Schwinden im Zementstein?

A:

Durch die Absorption des Wasser an der Feststoffoberfläche des Porenraums & durch die Aufnahme/Abgabe von Wasser nach außen (Quellen/Trocknungsschwinden), bedingt durch die Veränderung der Oberflächenenergie, Spaltdruck & andere kapillare Effekte

Q:

Was ist ein latent-hydraulischer Stoff?

Was ist ein Puzzolan?

Wie reagieren sie?

A:

1) erhärtet selbstständig, wenn er mit einem Anreger (Katalysator: hoher pH-Wert/ Sulfat) vermischt wird, der Anreger (alkalisch reagierender Stoff) wird nicht verbraucht, es wird mehr Calcium benötigt


2) braucht einen hohen Anteil an reaktiven amorphen SiO2-reichen Material zur Reaktion, zum Erhärten den Reaktionspartner Ca(OH)2 

3Ca(OH)2 + 2 SiO2 -> 3CaO*2Si=2*3H2O


-> beide bilden C-S-H-Phasen

Q:

Was sind LH, SR, Na-Zemente?

A:

LH: low heat, Zement mit wenig Hydratationswärme


SR: sulfat resistance, Zement mit hohem Sulfatwiderstand


NA: Zement mit niedrig wirksamen Alkaligehalt (gegen Alkali-Kieselsäure-Reaktion)

Q:

Was ist ein CEM III/B32,5 SR/ LH/ NA)

A:

Hochofenzement (CEM III) mit 66-80% Hüttensand (B), Normalfestigkeit nach 28 Tagen > 32,5 N/mm^2< 52,5 N/mm^2, normale Festigkeitsentwicklung, hoher Widerstand gegen Sulfate, niedrige Hydrationswärme & kleiner wirksamer Alkaligehalt

Q:

Beschreiben SIe mit chemischen Gleichungen den Herstell-& Erhärtungsprozess von Luftkalk

A:

Brennen: Kalkstein wird zu Branntkalk & CO2

CaCO3 -> CaO + CO2

Löschen: Branntkalk + Wasser -> gelöster Kalkhydrat

CaO + H2O -> Ca(OH)2

Erhärtung durch Carbonatisierung: Luftkalk erhärtet durch Aufnahme von CO2 unter Bildung von Carbonat

Ca(OH)2 + CO2 + H2O -> CaCO3 + 2 H2O ( Wasser = Neubaufeuchte)

Q:

Welche Baukalke können mit Gips gemischt werden, welche nicht?

A:

Luftkalke können mit Gips vermischt werden, hydraulischen Kalke nicht

Q:

Was sind die wichtigsten Zementprüfungen?

A:

Chemische Element-& Phasenanalyse, Korngrößenverteilung (verantwortlich für Reaktionsgeschwindigkeit & damit für Festigkeitsentwicklung), spezifische Mahlfeinheit (Blaine-Verfahren), Ermittlung der Biegezug-& Druckfestigkeit an Mörtelprismen, Ermittlung des Erstarrungsbeginns & -Ende (Vicat-Versucht), Raumbeständigkeit (da CaO, MgO verzögert Hydroxide bilden)

Bauchemie

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