Grundlagen (Fach) / Beton im Wasserbau (Lektion)

Beton im Wasserbau

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• Wofür steht die Summenformel SO3? Schwefeltrioxid
• Was beschreibt die Angabe Massen-% ? Der Massenanteil einer Komponente an einem Stoffgemisch die relative Masse dieser Komponente an der Gesamtmasse des Stoffgemisches.
• Was sind Sulfate? Sulfate sind Salze oder Ester der Schwefelsäure. Schwefelsäure ist eine chemische Verbindung des Schwefels mit der Summenformel H2SO4.
• Was ist "Verhütten"? Die Gesamtheit der Verfahren zur Gewinnung und Verarbeitung von Metallen und anderen metallurgisch nützlichen Elementen.
• Was ist eine "Base"? Im engeren Sinne alle Verbindungen, die in wässriger Lösung in der Lage sind, Hydroxid-Ionen (OH−) zu bilden, also den pH-Wert einer Lösung zu erhöhen. Hydroxid-Ionen sind chemische Verbindungen, die Protonen von einer Säure unter Bildung eines Wassermoleküls übernehmen können. Eine Base ist somit das Gegenstück zu einer Säure und vermag diese zu neutralisieren.
• Wofür steht die Summenformel SiO2? Siliziumdioxid
• Wofür steht die Summenformel CaO? Calciumoxid, auch gebrannter Kalk, Branntkalk, ungelöschter Kalk, Kalkerde oder Ätzkalk, ist ein weißes Pulver, das mit Wasser unter starker Wärmeentwicklung reagiert. Durch die Reaktion mit Wasser wird Calciumhydroxid (gelöschter Kalk, Kalkwasser) gebildet: CaO + H20 = Ca(OH)2
• Wofür steht die Summenformel MgO? Magnesiumoxid. In der Natur kommt Magnesiumoxid als vulkanisches Mineral Periklas vor.  
• Wofür steht die Summenformel Al2O3? Aluminiumoxid.
• Wofür steht die Summenformel Fe2O3? Eisen(III)-Oxid. Es ist unter anderem ein Bestandteil des Rostes und verursacht dessen Farbe.
• Wofür steht der Begriff "Tempern"? Der Begriff Tempern beschreibt allgemein das Erhitzen eines Materials über einen längeren Zeitraum. Mit einem solchen Verfahren ist es beispielsweise möglich, die Verteilung mechanischer Spannungen in einem Bauteil aus Glas oder Acryl zu kontrollieren. Durch Tempern ist es aber auch möglich, gezielt die Struktur eines Festkörpers zu ändern.
• Was versteht man unter Alkalität? Alkalität bezeichnet die Stärke einer Base. Je höher die Basizität, desto höher ist auch die Stärke der Base. Als basisch gelten Milieus mit pH-Werten über 7.
• Was versteht man unter Ausbreitversuch? Mit der Durchführung des Ausbreitversuchs wird das Ausbreitmaß d der Konsistenz von plastischem bis sehr fließfähigem Beton bestimmt.
• Was ist Bentonit? Als Bentonite werden Tonminerale bezeichnet, die als wichtigsten Bestandteil Montmorillonit (60 - 80%) enthalten. Weitere Begleitmineralien sind Quarz, Glimmer, Feldspat, Pyrit oder auch Kalk. Sie entstehen aus gealterter und entglaster Asche oder Tuff.Bentonit wird als Gleitmittel beim Vortrieb von Tunneln und Rohren, Einvibrieren von Schmalwänden oder als Stützflüssigkeit bei ungestützten Bohrungen und Schlitzwänden eingesetzt.
• Was versteht man unter Betonkonsistenz? Die Konsistenz ist ein Maß für die Steifigkeit des Frischbetons. Maßgebend ist die DIN EN 206 -1/ DIN 1045-2, welche die Konsistenz in Bereiche, Ausbreitmaßklassen und Verdichtungsmaßklassen einteilt. 
• Was wird mit dem Blower-Door-Test getestet? Der Begriff Blower-Door steht für ein Verfahren, mit dem die Gebäudehülle auf ihre Luftdichtheit untersucht wird. Das Blower-Door-System besteht aus einem Ventilator, der mit Hilfe einer luftdichten Plane und einem flexiblen Rahmen in eine Aussentür eingebaut wird. Dazu gehört eine Mess- und Steuereinheit, mit der die gewünschten Druckdifferenzen eingeregelt und die geförderten Volumenströme ermittelt werden können. Die Blower-Door-Messung ist in der ISO 9972 geregelt.LuftdichtheitsmessungFür die Leckageortung wird das Gebäude auf einen Unterdruck von 50 Pa zur Umgebung gebracht. Während diese Druckdifferenz konstant gehalten wird, kann das gesamte Gebäude auf Undichtheiten untersucht werden. Die gefundenen Leckagen werden protokolliert und anhand dieses Protokolls sollten Nachbesserungen durchgeführt bzw. Überlegungen angestellt werden, wie in Zukunft diese Details luftdicht ausgeführt werden können. Für die eigentliche Luftdichtheitsmessung wird das gesamte Gebäude auf verschiedene Druckdifferenzen zwischen Gebäude und Umgebung eingestellt und der entsprechend geförderte Volumenstrom bestimmt. Diese Prozedur wird als Über- und Unterdruckmessung durchgeführt. Üblicherweise wird eine Kennlinie zwischen 10 und 60 Pa aufgenommen.
• Was nennt man Bluten? Das Absondern von Wasser an der Oberfläche nennt man Bluten.
• Was ist Calciumhydroxid? Calciumhydroxid (auch gelöschter Kalk oder Kalkhydrat) ist das Hydroxid des Calciums. Es entsteht unter starker Wärmeentwicklung beim Versetzen von Calciumoxid mit Wasser. Dieser Vorgang wird auch als Kalklöschen bezeichnet. Bei diesem Vorgang entsteht Wärme, die so stark ist, dass Teile des Wassers verdampfen.
• Was ist das E-Modul? Der Elastizitätsmodul ist ein Materialkennwert aus der Werkstofftechnik, der den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung eines festen Körpers bei linear elastischem Verhalten beschreibt. Der Elastizitätsmodul wird mit E-Modul oder als Formelzeichen mit E abgekürzt. Das Verformungsverhalten des Betons ist abhängig von den Verformungseigenschaften des Zementsteins und des Zuschlags.
• Was ist Faserbeton? Faserbeton enthält Stahl-, Glas-, Textil- oder Kunststofffasern, damit definierte mechanische Eigenschaften für spezielle Anforderungen erreicht werden können. Terminologisch richtig sind unter Faserbetonen (FB) jene Betone zu verstehen, bei denen die Fasern eine statische Funktion übernehmen, während Betone mit Fasern als Betonzusatzstoff ohne statische Funktion die Gruppe der fasermodifizierten Betone (FMB) bilden. 
• Was ist Faserzement? Der Verbundwerkstoff besteht zu überwiegenden Teilen aus Portlandzement (ca. 40%), aus Kalksteinmehl, recyceltem, zermahlenem Faserzementmaterial und Wasser. Als Armierungsfasern werden synthetische, organische Fasern aus Polyvinylalkohol oder Polyacrylnitril und Prozessfasern (Zellstoff) verwendet. Die Fasern übernehmen eine ähnliche Funktion wie der Stahl im Stahlbeton. Mikroskopisch kleine Luftporen in den Tafeln machen das Material frostbeständig. Es ist dennoch wasserdicht, UV-beständig, fäulnissicher und nicht brennbar (Baustoffklasse: A2).
• Was versteht man unter Festigkeitsklassen? Eine der wichtigsten Eigenschaften von Beton ist die Druckfestigkeit. Ihre Beurteilung erfolgt nach DIN 1045, die eine Prüfung nach 28 Tagen anhand von Würfeln mit 15 cm Kantenlänge (Probewürfeln) oder 30 cm langen Zylindern mit 15 cm Durchmesser vorschreibt.Anhand der ermittelten Druckfestigkeit lässt sich der Beton den einzelnen Festigkeitsklassen zuordnen. Danach hat z.B. ein C30/37 die charakteristische Zylinderdruckfestigkeit von 30 N/mm² und eine charakteristische Würfeldruckfestigkeit von 37 N/mm². Das C steht für concrete, also der englischen Bezeichnung für Beton. Es wurde im Zuge der Harmonisierung des europäischen Normenwerks eingeführt. Davor wurde die Druckfestigkeit von Beton mit dem Buchstaben B gekennzeichnet, die alte Bezeichnung eines C30/37 beispielsweise lautete B 35.
• Was sind Fließmittel? Fließmittel sind Betonzusatzmittel mit der speziellen Funktion als Betonverflüssiger. Sie nehmen Einfluss auf die Erstarrung des Betons, die verzögert oder beschleunigt werden kann. Fließmittel können die Wirkungsweise von Luftporenbildnern beeinflussen. Für Fließmittel gilt die DIN 206-1.
• Was ist Frischbeton? Bevor Beton erhärtet, ist er je nach Zusammensetzung unterschiedlich weich. Von Frischbeton spricht man, solange er noch verarbeitet werden kann. Frischbetoneigenschaften lassen sich durch Zusatzmittel wie Fließmittel oder Betonverflüssiger gezielt für die verschiedensten Anwendungsfälle einstellen.
• Was ist der Frischbetondruck? Frischbetondruck ist der vom Frischbeton auf die Flächeneinheit der dem Beton zugewandten Oberfläche der Schalung ausgeübte Horizontaldruck. Er wird in kN/m² angegeben.Der Frischbetondruck wird hauptsächlich von zwei Faktoren beeinflusst: der Steiggeschwindigkeit, mit der die Wand mit Beton befüllt wird, gemessen in m/h und der Konsistenz des einzubringenden Betons. Weiter zu berücksichtigende Faktoren sind die Temperatur des Betons und der Umgebung, Betonzusatzmittel, die immer mehr an Bedeutung gewinnen und in der Regel zu Betondruckerhöhungen führen.Weitere Einzelheiten sind der DIN 18218 Frischbetondruck zu entnehmen. Darin findet man auch eine Tabelle aus der die Zusammenhänge zwischen den Einflussgrößen abgelesen werden können.
• Was versteht man unter Gesteinskörnung? Gesteinskörnungen (früher: Zuschlag) sind ein körniges Material für die Verwendung im Bauwesen. Gesteinskörnungen können natürlich, industriell hergestellt oder rezykliert sein. Normale Gesteinskörnungen werden in Kategorien (Klassen) eingeteilt. Kategorien geben das charakteristische Niveau für eine Eigenschaft als Bandbreite oder Grenzwert vor.
• Was ist Glasfaserbeton (GFB)? Von Glasfaserbeton spricht man bei einem Glasfaseranteil von 2 bis 5 % des Gesamtvolumens. Die Glasfasern übernehmen die Funktion der Bewehrung. Da Glasfasern nicht rosten, ist keine Mindestbetonüberdeckung erforderlich.Mit Glasfaserbeton lassen sich dünne und filigrane Bauteile mit hoher Dauerhaftigkeit und Zugfestigkeit herstellen.
• Welche Festigkeitsklassen haben hochfeste Betone? Beton der Festigkeitsklassen C55/67 bis C 100/115
• Was versteht man unter Hydratation? Unter Hydratisierung - häufig auch als Hydratation oder Hydration bezeichnet - versteht man die Anlagerung von Wassermolekülen an gelöste Ionen. Dadurch entsteht eine Hydrathülle (auch Hydrat-Sphäre bezeichnet).
• Was versteht man unter Hydraulität? Hydraulizität ist die Eigenschaft eines Bindemittels, z.B. Zement, hydraulisch, d.h. mit Wasser angemacht, sowohl an Luft als auch unter Wasser zu erhärten.
• Was versteht man unter Karbonatisierung? Bei der Hydradation des Zements entsteht Calziumhydroxid Ca(OH)2. Dieses ist verantwortlich für die hohe Alkalität des Zementsteins mit einem ph-Wert ≥ 12. Dieses Calziumhydoxid nimmt jedoch im Lauf der Zeit Kohlensäure aus der Luft auf und wird in CaCO3 umgewandelt, was ein Absenken des pH-Werts auf etwa 9 zufolge hat. Während die Bewehrung im Stahlbeton bei vollständiger Umhüllung mit Zementsteindurch die hohe Alkalität auch bei Anwesenheit von Feuchtigkeit und Sauerstoff wirksam vor Korrosion geschützt ist, ist dies im Bereich des karbonatisierten Betons nicht mehr der Fall. Die Folge ist, dass bei Anwesenheit von Feuchtigkeit (z.B. bei Außenbauteilen, die dem Schlagregen ausgesetzt sind oder bei häufig wiederkehrender hoher Luftfeuchtigkeit) die Bewehrung oberflächlich rosten kann, was mit einer Volumsvergrößerung und – bei Behinderung – mit einem Absprengen der Betonüberdeckung verbunden ist. Je nach Dichtigkeit des Zementsteins (w/z-Wert-abhängig) kann die Kohlensäure aus der Luft einige Millimeter bis wenige Zentimeter in den Beton eindringen (Karbonatisierungstiefe).
• Was ist Leichtbeton? Unterscheidet sich vom normalen Beton dadurch, dass er durch Lufteinschlüsse ein besonders leichtes Gewicht erhält. Lufteinschlüsse können hier durch Zuschlagstoffe wie Bims, Blähton, Blähschiefer oder Lavaschlacke erzielt werden. Die Wärmedämmfähigkeit ist höher als bei Normalbeton. Leichtbetonsteine gibt es in unterschiedlichen Größen und auch als Sichtmauerwerk mit verschiedenen Oberflächen.
• Was ist leicht verarbeitbarer Beton? Leichtverarbeitbare Betone (LVB) sind Betone nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2 der Konsistenzklassen F5 und F6 mit sehr gutem Fließverhalten. Zur Verdichtung reicht je nach Bauteilgeometrie entweder die Schwerkraft aus oder es muss nur mit sehr geringem Aufwand verdichtet werden.
• Was sind Lunker? Lunker sind Hohlräume im Inneren des Werkstoffs oder Einbeulungen an der Oberfläche, die beispielsweise während des Fertigungsprozesses durch Wärmeschrumpfung in einem aushärtenden Bauteil entstehen.
• Was ist Magerbeton? Im Vergleich zu anderen Betonarten hat Magerbeton einen geringen Zementanteil und einen relativ großen Sandanteil, was zu einer geringen Druckfestigkeit und statischen Belastbarkeit führt. Aus diesem Grund wird Magerbeton vor allem dann verwendet, wenn eine geringe Festigkeit genügt. Eingesetzt wird er beispielsweise für die Anpassung geneigter oder beschädigter Geländeflächen, zur Erzielung eines einheitlichen Niveaus oder auch als schützende Schicht zur Sicherung von Dichtungsanlagen.
• Was ist Mehlkorn? Feinstanteile im Beton, bestehend aus Zement, dem im Zuschlag enthaltenen Kornanteil 0 bis 0,125 mm und einem ggf. zugegebenen Zusatzstoff.
• Was ist Ortbeton? Beton, der an dem Ort erhärtet, an dem er verbaut wird. Ortbeton wird alsTransportbeton mit Mischfahrzeugen auf die Baustelle gebracht oder an Ort und Stelle als Baustellenbeton gemischt.
• Was ist Porenbeton? Porenbeton wird aus den Rohstoffen Sand, Kalk, Zement, Wasser und einem Treibmittel hergestellt. Bei der Herstellung wird die Porenbeton-Masse mit kleinen, gleichmäßigen verteilten Bläschen aufgebläht und nach dem Abbinden unter Wasserdampf gehärtet. In den Poren verbleibt die wärmedämmende Luft.
• Was sind Puzzolane? Puzzolane sind kieselsäurehaltige oder kieselsäure- und tonerdehaltige natürliche oder künstliche Gesteine ohne selbstständiges Bindevermögen, die als Zusatzstoffe für die Herstellung von Mörtel oder Beton verwendet werden. Künstliche Puzzolane sind beispielsweise Flugasche und Silikastaub, Trass ist ein natürlicher puzzolanischer Zusatzstoff. In Verbindung mit Wasser und Kalk reagieren sie hydraulisch und bilden wasserunlösliche Verbindungen mit zementartigen Eigenschaften.Durch die Zugabe von Wasser und Calciumhydroxid (Kalkhydrat) bilden Puzzolane Calciumsilicathydrate und Calciumaluminathydrate. Das sind die gleichen Kristalle, die auch bei der Erhärtung (Hydratation) von Zement entstehen und die z. B. die Festigkeit und Gefügedichtigkeit von Beton bewirken.
• Was versteht man unter Quellen? Der Begriff "Quellen" definiert in der Betontechnologie die Aufnahme von Wasser in einen Zementstein, wenn dieser einen hohen Kapillaranteil besitzt, insbesondere wenn er mit hohen Wasseranteilen hergestellt wurde. Beim Normalbeton nehmen die im Beton vorhandenen Kapillaren das zur Verfügung stehende Wasser auf und verursachen eine Volumenzunahme und einen erneuten Volumenverlust beim Austrocknen. Relevant sind dabei nur Betone, deren Wasserzementwerte w/z ≥ 0,40 betragen. Bei hochwertigen Vergussbetonen oder -mörteln mit entsprechend niedrigen Wasserzementwerten hat das Quellen im erhärteten Zustand praktisch keine Bedeutung: der Kapillaranteil ist zu gering, das "Wasseraufsaugen" ist dann unbedeutend.
• Was versteht man unter Schrumpfen? Das Schrumpfen wird auch als Früh- oder Kapillarschwinden bezeichnet. Der Vorgang setzt bei einem zementgebundenen Baustoff in der plastischen Phase sofort nach der Wasserzugabe ein und hängt ganz besonders vom Wasserzementwert und auch von der Nachbehandlungsart und der Nachbehandlungsdauer des Betons ab.
• Was ist Schwerbeton? Schwerbeton ist ein Beton mit besonders schweren Gesteinskörnungen wie Schwerspat, Eisenerz, Baryt, Stahlgranulat. Die Trockendichte ist größer als 2.600 kg/m³.
• Was versteht man unter Schwinden? Schwinden bezeichnet die Verkürzung des Betons im Laufe der Zeit infolge Feuchtigkeitsabgabe. Es ist eine Eigenschaft des Betons, die durch Gefügeumwandlung während des Aushärtens und durch Wasserverlust (Austrocknen) bedingt ist und sich in einer Volumenverminderung äußert.
• Was versteht man unter Sichtbeton? Beim Sichtbeton übernehmen die Ansichtflächen gestalterische Funktion, bestimmt werden die Oberflächen durch die Schalungshaut. Die Norm DIN 18217 „Betonoberflächen und Schalhaut“ liefert eine Definition des Begriffes, welche einen großen Spielraum für die Gestaltung zulässt. Dieser reicht von der sichtbaren Betonoberfläche eines Brückenpfeilers bis zu den qualitativ hochwertigen Ansichten eines Werkes von Tadao Ando oder Zaha Hadid.Um den Begriff klarer zu fassen, haben der Deutsche Beton-Verein E.V. und der Bundesverband der Deutschen Zementindustrie e.V. im Jahr 2004 das „Merkblatt Sichtbeton“ herausgegeben, welches vier verschiedene Klassen von Sichtbeton beschreibt.
• Was versteht man unter einer Sieblinie? Die Sieblinie stellt die Kornzusammensetzung von Korngemischen grafisch dar. Sie wird ermittelt durch Siebe unterschiedlicher Maschenweite, die den Korngrößen der DIN 4022 und DIN 18196 entsprechen. Regelsieblinien gibt es für Korngemische mit Größtkorn 8 mm, 16 mm, 32 mm und 63 mm.
• Was versteht man unter Suspension? Als Suspension wird eine Flüssigkeit bezeichnet, in der feinkörnige Festkörper aufgeschlämmt sind.
• Was ist Textilbewehrung? Textilbewehrung besteht aus spezifisch angefertigten Textilstoffen, die als Betonbewehrung eingesetzt werden. Da sie alkalirestistent sind, können sie oberflächennah eingebaut werden, wodurch auf große Mindestbetondeckung verzichtet werden kann. Die Textilbewehrung wird interdisziplinär erforscht.
• Was versteht man unter Treiben? Treiberscheinungen sind Formveränderungen im Beton, die auf chemisch-mineralogische Reaktionen zurückgehen, die im Festbeton unter Volumenzunahme ablaufen, z.B. Sulfattreiben.
• Was ist WU-Beton? WU-Beton ist ein nahezu wasserundurchlässiger Beton mit dichtem Gefüge und begrenzter Wassereindringtiefe. Die Voraussetzung zur Erfüllung dieser Kriterien hängen von der Zusammensetzung und der Verdichtung ab. Die Begrenzung desWasserzementwertes (w/z) und eine mögliche Zugabe von Betonzusatzmitteln reduzieren die Wasseraufnahme. WU-Beton kommt bei Bauwerken zum Einsatz, die z.B. als Keller im Erdreich liegen und von außen durch Druckwasser belastet sind.WU-Beton muss im Zusammenwirken mit der Bewehrung eine Vielzahl von Beanspruchungen aufnehmen. Bei sorgfältiger Planung unter Berücksichtigung der Last- und Zwangsspannungen sind keinerlei zusätzliche Abdichtungen mehr erforderlich. Für die Herstellung wird auf die Richtlinie „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“ des DAfStb verwiesen. Bauwerke aus WU-Beton nennt man auch Weiße Wannen oder WU-Bauwerke. Errichtet wird die Weiße Wanne üblicherweise geschosshoch, entweder aus Ortbetonmit Systemschalung oder aus vorgefertigten Elementwänden.
• Was ist der W/Z-Wert? Der Wasserzementwert w/z gibt das Massenverhältnis Wasser zu Zement an.Wasserzementwert w/z= Masse des Wassers/Masse m des Zements z.

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