Teil 2 Transportprozesse Und Bauschäden an der TU Hamburg-Harburg | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für Teil 2 Transportprozesse und Bauschäden an der TU Hamburg-Harburg

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TESTE DEIN WISSEN

Wie beurteilt man die Gefahr der Tauwasserbildung im Inneren von Bauteilen?

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TESTE DEIN WISSEN

Beurteilung durch stationäre Berechnungen des Feuchte- und Wärmetransports

Das Glaserverfahren (nur für einfache Bauteile)

- Erlaubt Aussage darüber ob und ggf. wie viel Tauwasser während der Tauperiode in einer mehrschichtigen Konstruktion bildet und ob dieses in der Verdunstungsperiode wieder verdampft.

- Vereinfachte standardisierte Randbedingungen (- auf der sicheren Seite liegend)

- Wasserdampfdruck p im Bauteil ≥ Sättigungsdampfdruck ps

 Das Jenisch Verfahren

- Beruht auf Glaser-Verfahren

- Ermöglicht jedoch differenzierte Beurteilung durch Verwendung standortspezifischer Randbedingungen

- Falls Feuchteanreicherung zu erwarte  bestimmt ab welcher Außentemperatur

- ( besser als Glaser)

Weitere/genauere Verfahren sind:

- Numerische Rechenverfahren: WUFI, Delphin, ASTRA

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Warum ist es nahezu unmöglich eine Alkalireaktion in massigen Betonbauteilen zu stoppen?

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Allgemein geht man davon aus, dass sehr Dicke Bauteile im Kern nie austrocknen.

- Kein Alkalitreiben in ständig trockenem Beton

- Reaktion fängt wieder von vorne an, bis SiO2 oder Calcium verbraucht ist

- Temperatur Abhängigkeit der Alkalireaktion

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Welche Unterschiede treten bei einem lösenden Angriff auf Beton durch Salzsäure und Schwefelsäure auf? (S. 144f)

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(= stark dissoziierte Säuren)

Ablauf lösender Angriff:

1. Reaktion mit Ca(OH)2 des Zementsteins

2. Wenn Ca(OH)2 abgebaut -> Angriff auf C-S-H-Phase

Ergebnis: Betonabtrag durch lösen des Bindemittels

Unterschied:

Schwefelsäure wirkt zusätzlich treibend, durch Gipsbildung

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Welche Probleme können beim Auftrag einer polymeren Beschichtung auf eine Altbeschichtung auftreten? (S. 179)

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Weichmacher oder Lösungsmittel aus neuer Beschichtung können in darunterliegende alte Beschichtungen eindringen und diese anlösen

-> Haftungsverlust und Materialschäden

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Wie ist das Korrosionsverhalten der nichtrostenden Stähle in chloridhaltiger Umgebung einzuschätzen?(S. 136)

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Nichtrostende Stähle = Stahl legiert mit (≥18%) Chrom, Nickel und bei Anwesenheit von Chlorid mit Molybdän

- Wenn möglich, Stahl regelmäßig reinigen

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Was versteht man unter Carbonatisierung und in welchem Luftfeuchtebereich läuft sie besonders schnell ab? (S. 137ff)

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Carbonatisierung = Aufnahme von CO2 aus der Luft – Calciumhydroxid in CaCO3 überführt – parallel teilweiser Abbau der C-S-H-Phase -> calciumärmere C-S-H-Phase oder SiiO2 und CaCO3 – Schwächung weiterer Zementsteinphasen

  • Absenkung des pH-Werts (kein Calciumhydroxid mehr -> pH < 12,6
  •  Passivität geht in carbonatisiertem Bereich verloren, durch Absinken des pH-Werts
  • Festigkeitssteigerung in carbonatisierter Betonschicht
  • Begünstigt Stahlkorrosion -> sprengt Betonüberdeckung
  • Luftfeuchtebereich:
  • Zwischen 50 und 70 % r.F. verläuft die Carbonatisierung am schnellsten
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Wie funktionieren rechnerische Simulationsmodelle zur Korrosionssimulation? (S. 187)

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- mit experimentellen Untersuchungen kombiniert

- Simulation des Ausgangs-Phasenbestandes

- Simulation eines Gleichgewichtszustandes im korrodierten Zustand

-Reaktionspfadbetrachtungen

- Simulation der Transportvorgänge

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Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit Metallkorrosion stattfinden kann? (S.135f)

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- Metallkorrosion besteht aus aniodischen und kathiodishcen Teilprozessen

- Bei pH-Werten über 9,5 ist unlegierter Stahl an normaler Atmosphäre passiviert -> darunter nicht

- Lokalelementbildung (= Bereich mit unterschiedlichem elektro-chemischen Potenzial)

- Aufhebung (Carbonatisierung) oder Durchbrechung der Passivschicht

- Elektrolyt (< 65% rel. LF praktisch keine Korrosion, weil kein Elektrolyt)

- Bei pH-Werte über 4 -> Sauerstoff

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Wovon hängt es ab, ob sich eine Flächen-, Mulden- oder Lochkorrosion ausbildet? (S. 136)

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Lochkorrosion:

- Kleine Anode und sehr große Kathode

-> sehr schnelle Korrosion

- Unberechenbar!

- Z.B.: Stahlniete in Kupferblech, Anker in Kontakt zur Bewehrung, durch Korrosionsfördernde Stoffe  Sulfate, Nitride, Halogenide, Chloride…, die die Passivschicht lokal durchdringen

Flächenkorrosion:

- ständiger Ortswechsel anodischer und kathodischer Teilbereiche

Muldenkorrosion:

- Unregelmäßigkeiten in der Metallzusammensetzung


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Woran kann es liegen, wenn Bewehrung trotz hohen Chloridgehaltes im Beton nicht korrodiert? (S. 140)

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Chlorid entschärfen: Chlorid bildet mit C3A Friedelsches Salz ->  durch diese chemische Bindung ist das Chlorid ungefährlich, außer es wird durch Carbonatisierung wieder freigesetzt

Keine Korrosion trotz viel freiem Chlorid?

- Für Korrosion sind noch weitere Faktoren wichtig:

- Dichtigkeit des Betons -> Elektrischer Widerstand des Betons

- Feuchteangebot

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Welche Expositionsklassen über DIN 1045 hinaus sind Ihnen bekannt? (S.135, 181f)

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Nach ZTV-W: (Wasser)

  •  XW1 (ständige Wasserbeaufschlagung, Bereich bis 10 cm oberhalb des ständigen Wasserspiegels)
  •  XW2 (Wasserwechselzone)
  •  XRD (Rückseitige Durchfeuchtung)

DWA Merkblatt 211 (Kläranlagen)

  • XBSK (für biogenen Schwefelsäureangriff mit pH < 4)

Feuchtigkeitsklassen nach Alkali—Richtlinie (Alkalireaktivität)

  •  WO (weitgehend trocken)
  •  WF (häufig oder lange Zeit feucht, Massenbeton)
  •  WA (wie WF + Alkalizufuhr von Außen, alle Bauteile nach ZTV-ING)
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Was muss man tun, wenn nicht garantiert werden kann, dass die Carbonatisierungstiefe bzw. die Chlorideindringtiefe die Bewehrung eines Stahlbetonbauteils nicht erreicht? (S. 139)

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- Mindestzeiten für Nachbehandlung -> Erreichen einer hohen Dichtigkeit des Oberflächenbetons

- Begrenzung des w/z-Werts

- Mindestzementgehalt (Alkalireservoir -> pH-Wert hoch halten)

- Mindestmaß für Betondeckung (Abstandhalter – sorgfältiges Einbringen)

- Zemente nutzen, bei denen keine erhöhte Carbonatisierung auftritt

- Rissbreitenbeschränkung bei Außenbauteilen (0,2 mm)

Können diese Regeln nicht eingehalten werden -> Bewehrung aus nicht rostenden Materialien

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Beispielhafte Karteikarten für deinen Teil 2 Transportprozesse und Bauschäden Kurs an der TU Hamburg-Harburg - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Wie beurteilt man die Gefahr der Tauwasserbildung im Inneren von Bauteilen?

A:

Beurteilung durch stationäre Berechnungen des Feuchte- und Wärmetransports

Das Glaserverfahren (nur für einfache Bauteile)

- Erlaubt Aussage darüber ob und ggf. wie viel Tauwasser während der Tauperiode in einer mehrschichtigen Konstruktion bildet und ob dieses in der Verdunstungsperiode wieder verdampft.

- Vereinfachte standardisierte Randbedingungen (- auf der sicheren Seite liegend)

- Wasserdampfdruck p im Bauteil ≥ Sättigungsdampfdruck ps

 Das Jenisch Verfahren

- Beruht auf Glaser-Verfahren

- Ermöglicht jedoch differenzierte Beurteilung durch Verwendung standortspezifischer Randbedingungen

- Falls Feuchteanreicherung zu erwarte  bestimmt ab welcher Außentemperatur

- ( besser als Glaser)

Weitere/genauere Verfahren sind:

- Numerische Rechenverfahren: WUFI, Delphin, ASTRA

Q:

Warum ist es nahezu unmöglich eine Alkalireaktion in massigen Betonbauteilen zu stoppen?

A:

Allgemein geht man davon aus, dass sehr Dicke Bauteile im Kern nie austrocknen.

- Kein Alkalitreiben in ständig trockenem Beton

- Reaktion fängt wieder von vorne an, bis SiO2 oder Calcium verbraucht ist

- Temperatur Abhängigkeit der Alkalireaktion

Q:

Welche Unterschiede treten bei einem lösenden Angriff auf Beton durch Salzsäure und Schwefelsäure auf? (S. 144f)

A:

(= stark dissoziierte Säuren)

Ablauf lösender Angriff:

1. Reaktion mit Ca(OH)2 des Zementsteins

2. Wenn Ca(OH)2 abgebaut -> Angriff auf C-S-H-Phase

Ergebnis: Betonabtrag durch lösen des Bindemittels

Unterschied:

Schwefelsäure wirkt zusätzlich treibend, durch Gipsbildung

Q:

Welche Probleme können beim Auftrag einer polymeren Beschichtung auf eine Altbeschichtung auftreten? (S. 179)

A:

Weichmacher oder Lösungsmittel aus neuer Beschichtung können in darunterliegende alte Beschichtungen eindringen und diese anlösen

-> Haftungsverlust und Materialschäden

Q:

Wie ist das Korrosionsverhalten der nichtrostenden Stähle in chloridhaltiger Umgebung einzuschätzen?(S. 136)

A:

Nichtrostende Stähle = Stahl legiert mit (≥18%) Chrom, Nickel und bei Anwesenheit von Chlorid mit Molybdän

- Wenn möglich, Stahl regelmäßig reinigen

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Q:

Was versteht man unter Carbonatisierung und in welchem Luftfeuchtebereich läuft sie besonders schnell ab? (S. 137ff)

A:

Carbonatisierung = Aufnahme von CO2 aus der Luft – Calciumhydroxid in CaCO3 überführt – parallel teilweiser Abbau der C-S-H-Phase -> calciumärmere C-S-H-Phase oder SiiO2 und CaCO3 – Schwächung weiterer Zementsteinphasen

  • Absenkung des pH-Werts (kein Calciumhydroxid mehr -> pH < 12,6
  •  Passivität geht in carbonatisiertem Bereich verloren, durch Absinken des pH-Werts
  • Festigkeitssteigerung in carbonatisierter Betonschicht
  • Begünstigt Stahlkorrosion -> sprengt Betonüberdeckung
  • Luftfeuchtebereich:
  • Zwischen 50 und 70 % r.F. verläuft die Carbonatisierung am schnellsten
Q:

Wie funktionieren rechnerische Simulationsmodelle zur Korrosionssimulation? (S. 187)

A:

- mit experimentellen Untersuchungen kombiniert

- Simulation des Ausgangs-Phasenbestandes

- Simulation eines Gleichgewichtszustandes im korrodierten Zustand

-Reaktionspfadbetrachtungen

- Simulation der Transportvorgänge

Q:

Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit Metallkorrosion stattfinden kann? (S.135f)

A:

- Metallkorrosion besteht aus aniodischen und kathiodishcen Teilprozessen

- Bei pH-Werten über 9,5 ist unlegierter Stahl an normaler Atmosphäre passiviert -> darunter nicht

- Lokalelementbildung (= Bereich mit unterschiedlichem elektro-chemischen Potenzial)

- Aufhebung (Carbonatisierung) oder Durchbrechung der Passivschicht

- Elektrolyt (< 65% rel. LF praktisch keine Korrosion, weil kein Elektrolyt)

- Bei pH-Werte über 4 -> Sauerstoff

Q:

Wovon hängt es ab, ob sich eine Flächen-, Mulden- oder Lochkorrosion ausbildet? (S. 136)

A:

Lochkorrosion:

- Kleine Anode und sehr große Kathode

-> sehr schnelle Korrosion

- Unberechenbar!

- Z.B.: Stahlniete in Kupferblech, Anker in Kontakt zur Bewehrung, durch Korrosionsfördernde Stoffe  Sulfate, Nitride, Halogenide, Chloride…, die die Passivschicht lokal durchdringen

Flächenkorrosion:

- ständiger Ortswechsel anodischer und kathodischer Teilbereiche

Muldenkorrosion:

- Unregelmäßigkeiten in der Metallzusammensetzung


Q:

Woran kann es liegen, wenn Bewehrung trotz hohen Chloridgehaltes im Beton nicht korrodiert? (S. 140)

A:

Chlorid entschärfen: Chlorid bildet mit C3A Friedelsches Salz ->  durch diese chemische Bindung ist das Chlorid ungefährlich, außer es wird durch Carbonatisierung wieder freigesetzt

Keine Korrosion trotz viel freiem Chlorid?

- Für Korrosion sind noch weitere Faktoren wichtig:

- Dichtigkeit des Betons -> Elektrischer Widerstand des Betons

- Feuchteangebot

Q:

Welche Expositionsklassen über DIN 1045 hinaus sind Ihnen bekannt? (S.135, 181f)

A:

Nach ZTV-W: (Wasser)

  •  XW1 (ständige Wasserbeaufschlagung, Bereich bis 10 cm oberhalb des ständigen Wasserspiegels)
  •  XW2 (Wasserwechselzone)
  •  XRD (Rückseitige Durchfeuchtung)

DWA Merkblatt 211 (Kläranlagen)

  • XBSK (für biogenen Schwefelsäureangriff mit pH < 4)

Feuchtigkeitsklassen nach Alkali—Richtlinie (Alkalireaktivität)

  •  WO (weitgehend trocken)
  •  WF (häufig oder lange Zeit feucht, Massenbeton)
  •  WA (wie WF + Alkalizufuhr von Außen, alle Bauteile nach ZTV-ING)
Q:

Was muss man tun, wenn nicht garantiert werden kann, dass die Carbonatisierungstiefe bzw. die Chlorideindringtiefe die Bewehrung eines Stahlbetonbauteils nicht erreicht? (S. 139)

A:

- Mindestzeiten für Nachbehandlung -> Erreichen einer hohen Dichtigkeit des Oberflächenbetons

- Begrenzung des w/z-Werts

- Mindestzementgehalt (Alkalireservoir -> pH-Wert hoch halten)

- Mindestmaß für Betondeckung (Abstandhalter – sorgfältiges Einbringen)

- Zemente nutzen, bei denen keine erhöhte Carbonatisierung auftritt

- Rissbreitenbeschränkung bei Außenbauteilen (0,2 mm)

Können diese Regeln nicht eingehalten werden -> Bewehrung aus nicht rostenden Materialien

Teil 2 Transportprozesse und Bauschäden

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