Baustoffkunde 3 an der RWTH Aachen

Karteikarten und Zusammenfassungen für Baustoffkunde 3 im Bauingenieurwesen Studiengang an der RWTH Aachen in Aachen

CitySTADT: Aachen

CountryLAND: Deutschland

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Hygrische Eigenschaften - Austrocknen, Bindungsformen des Wassers im Holz

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Hitze-Druck-Behandlung

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Urformverfahren

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Mechanischen Eigenschaften von Thermoplasten 

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Mechanische Eigenschaften der Duroplaste und Elastomere

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Speichermodul

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Festigkeits- und Formänderungsverhalten von Elastomeren 

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Torsionsschwingversuch

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Festigkeits- und Formänderungsverhalten von Duroplasten

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Festigkeits- und Formänderungsverhalten von teilkristallinen Thermoplasten

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Aufbereitung von Kunststoffen

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Extrusion 

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Baustoffkunde 3

Hygrische Eigenschaften - Austrocknen, Bindungsformen des Wassers im Holz

  • zunächst freies Wasser aus Zellhohlräumen abgegeben
  • danach verdunstet Wasser aus den Zellwänden
  • Fasersättigungspunkt ist die Grenzfeuchte zwischen den beiden Austrocknungsbereichen
  • bis Holzfeuchtegehalt von 15 M.-% ist Wasser durch Kapillarkondensation gebunden
  • zwischen 15 und 6 M.-% über Wasserstoffbrücken an Zellulosemoleküle gebunden (Adsorption)
  • unterhalb 6 M.-% durch Absättigung freier Hydroxylgruppen an Zellulosemoleküloberfläche (Chemosorption)

Baustoffkunde 3

Hitze-Druck-Behandlung

  • neue, noch nicht genormte Methode und Holz resistenter gegenüber Schädlingen zu machen 
  • Holz wird unter Sauerstoffmangel einige Stunden auf Temperaturen zwischen 170 und 250 °C erhitzt
  • sogenannte Thermoholz erreicht Eigenschaften wie Tropenholz und quillt deutlich weniger 

Baustoffkunde 3

Urformverfahren

  • dadurch gekennzeichnet, dass aus formlosen Stoffen entstehen Produkte mit fester geometrischer Form 
  • vor allem für Thermoplaste die wichtigste Formgebung
  • die wichtigsten Urform-Verfahren sind: Extrahieren, Strangpressen, Spritzgießen, Blasformen/Folienblasen, Kalandrieren, Rotationsformen
  • für all diese Verfahren muss aus Kunststoffgranulat zunächst Kunststoffschmelze hergestellt werden 

Baustoffkunde 3

Mechanischen Eigenschaften von Thermoplasten 

  • stärker durch Temperaturveränderungen beeinflusst
  • nicht vernetzte Kunststoffe
  • einzelne Ketten durch zwischenmolekulare Kräfte zusammengehalten, keine chemische Bindungen zwischen den einzelnen Kettem
  • mit steigender Temperatur kommt es zu zunehmender Beweglichkeit der Molekülketten untereinander, wodurch Verforombarkeit des Materials ansteigt 
  • Teilkristalline Thermoplaste nur geringe Temperaturabhängigkeit 

Baustoffkunde 3

Mechanische Eigenschaften der Duroplaste und Elastomere

  • nicht/kaum temperaturabhängig
  • bestehen aus untereinander vernetzten Molekülketten, sind durch Atombindungen fest miteinander verbunden
  • unterschiedliche Verformungsverhalten was auf unterschiedliche Vernetzungsgerade zurückzuführen ist 
  • Elastomere sind aufgrund ihres geringen Vernetzungsgrades weichelastisch 
  • Duroplaste aufgrund ihres hohen Vernetzungsgrades hart-elastisches bis sprödes Verhalten 

Baustoffkunde 3

Speichermodul

  • wird i.d.R. als Funktion der Temperatur ermittelt
  • Verlauf ist für jeden Kunststoff charakteristisch
  • unterschiedliche Aggregatzustände, Erwichungsgebiete, Glasübergangstemperaturen, Kristallitschmelztemperaturen, sekundäre Relaxationsgebiete können erkannt werden 
  • Kenntnis über Beginn von Erweichungsgebieten für spätere Anwendung eines Bauteils von Bedeutung

Baustoffkunde 3

Festigkeits- und Formänderungsverhalten von Elastomeren 

  • geringer Vernetzungsgrad
  • wegen weitmaschiger Struktur und geringer Glasübergnagstemperatur gummielastische Eigenschaften -> geringe Zugfestigkeiten bei gleichzeitig hohen Verformungen 
  • meist voll reversibles Verformungsverhalten
  • unterhalb Glasübergangstemperatur ähnliches Verhalten wie amorphe Thermoplaste
  • es wird kein Schmelzzustand eingenommen 
  • werden bei Erreichen der Zersetzungstemeratur direkt zerstört
  • bei sehr niedrigen Temperaturen Versprödung

Baustoffkunde 3

Torsionsschwingversuch

  • dient zum Untersuchen des Formänderungsverhaltens von Kunststoffen in Abhängigkeit von der Temperatur
  • mechanischer Schubmodul Grals Maß für Steifigkeit des Kunststoffs. Verlustmodul G„ und mechanischer Verlustfaktor in bestimmten Temperaturbereich ermittelt 
  • in Torsionsschwingprüfgeräten wird ein streifenförmiger Probekörper in ein Torsionspendel eingespannt
  • eine frei abklingende Torsionsschwungung wird durch einmalige Ausrenkung der Schwungmasse angeregt

Baustoffkunde 3

Festigkeits- und Formänderungsverhalten von Duroplasten

  • Beweglichkeit der Kettensegmente aufgrund des hohen Vernetzungsgrades stark eingeschränkt
  • im Gebrauchsbereich hart und spröde
  • hohe Zugkräfte bei gleichzeitig geringen Verformungen können aufgenommen werden 
  • geringe Eigenschaftsveränderung infolge Temperaturerhöhung
  • erst bei über 200 °C werden Hauptvalenzkräfte auseinander gerissen und Strukturen irreversibel zerstört
  • kein Schmelzzustand
  • nicht schweißbar

Baustoffkunde 3

Festigkeits- und Formänderungsverhalten von teilkristallinen Thermoplasten

  • unterhalb der Glasübergangstemperatur beide Bereiche erstarrt -> hart und spröde (hohe Zugfestigkeit, geringer Bruchdehnung)
  • mechanische Eigenschaften nur geringfügig von Temperaturerhöhung beeinflusst
  • bei Überschreiten der Glasübergangstemperatur nimmt zuerst Molekülbeweglichkeit in den amorphen Bereichen zu, da hier geringere zwischenmolekulare Kräfte wirken
  • innerhalb der kristallinen Bereiche halten die zwischenmolekularen Kräfte Molekülketten fest zusammen
  • Glasuübergangstemperatur üblicherweise unterhalb der Gebrauchstemperatur, sodass sowohl harte als auch weiche Bereiche -> mähelastische Eigenschaften, Zugkräfte können aufgenommen werden, gleichzeitig elastisch
  • geringere Temperaturabhängigkeit der Eigenschaften, da das Gefüge in kristallinen Bereichen fest zusammengehalten wird
  • Beweglichkeit der Molekülketten in den amorphen Bereichen nimmt mit steigender Temperatur zu, in kristallinen Bereichen bewegen sich Moleküle ebenfalls
  • bei Überschreiten der Kristallitschmelztemperatur beginnt Kunstoff zu schmelzen 
  • Zugkräfte könne nicht mehr aufgenommen werden, Dehnungen sind nicht mehr messbar
  • Werkstoff wird thermisch und irreversibel zersetzt

Baustoffkunde 3

Aufbereitung von Kunststoffen

  • Fördern des pulverförmigen Kunststoffs, mit Hilfe pneumatischer Förderer zu den Dosieraggregaten und Mischern
  • genaues Dosieren der einzelnen Bestandteile, wie Kunststoffpulver und Zusatzstoffe
  • Mischen der Bestandteile mit dem Ziel, die Zusatzstoffe möglichst gleichmäßig im Kunststoff zu verteilen 
  • Granulieren: Material zunächst plastifiziert, dann umgeformt und geschnitten mit dem Ziel, den Kunststoff in eine Form zu bringen, die sich später besser in der Verarbeitungsmaschine verarbeiten lässt

-> kann direkt durch Rohstoffherstelle oder beim verarbeitenden Betrieb erfolgen 

-> danach folgt Weiterverarbeitung  und Formgebung

Baustoffkunde 3

Extrusion 

  • kontinuierliche Herstellung eines Halbzeuges, Rohres oder Folie aus Kunststoff verstanden
  • Extrusionsanlage besteht aus: Extruder, Werkzeug, Düse, Kalibrato, Kühlung, Abzug, Konfetionierung
  • Extruder bereitet Material zur homogenen Schmelze auf, baut nötigen Druck für Durchfließend er Düse auf
  • nach Formgebung durch Düse, wird Schmelze im Kalibratos langsam abgekühlt, bis es nicht mehr verformbar ist 
  • Abzug sorgt dafür dass Exxtrudat mit konstanter Gescheindigeitk durch Kalibrierung und Kühlung gezogen wird 
  • am Ende wird Extrudat zugeschnitten, gestapelt oder aufgewickelt 
Gradient

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