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BIW (Fach) / Bauchemie (Lektion)

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• Welche Baustoffe verbergen sich hinter folgenden chemischen Formeln? CaCO3= Marmor, TravertinCaO= gebranter KalkCa(OH)2=gelöschter KalkCaSO4+2H2O=Gips(Auskristallisiert)
• Auf den Ziegelsteinen eines MW kommt es zu Salzablagerungen. Wie werden solche Salzablagerungen bezeichnet Um welches Salz könnte es sich hier Handdeln? Erläutern sie kurz die Herkung der an diesem Salz beteiligten Ionen. Sulfatteriben > Na, Ca, Mg Sulfat können sich durch die Herstellung bilden.Na, Ca, MG Ionen stammen aus dem Ton und die Sulfationen entstehen während des Brennprozesses.test: 24 std. in destilliertes wasser einlegen, herausnehmen…
• Welche Bauchemischen Vorgänge laufen ab, wenn Feuchtigkeit(Schlagregen)in ein älteres MW mit Kalkmörtel eindringt, und was ist die Folge? Feuchtigkeit und Kohlensäure dringen aus der Luft ins MW ein. Das im Mauerwerk enthaltenen Calciumcarbonat wird umgewandelt und als wässrige Calciumhydrogenlösung an die Oberfläche transportiert.Dort entsteht beim Verdunsten des Wassers und des Kohlendioxides wieder das Calciumcarbonat > schwerlösliches Salz im MW
• Wie verhalten sich Stahlrohre gegenüber Gipsmörtel bei gleichzeitiger Anwesenheit von Wasser? (Schwitzwasser) Mörtel und Wass0er ergeben sich zu Sulfathartes Wasser > korrosion am Eisenstahl, weil die Sulfationen mit dem Eisen reagieren > Wasserlösliche Eisensulfat ensteht
• Worauf ist das alkalische Milieu von Bezon zurückführen, und was bewirkt es? Das alkalische Milieu des Betons ist auf Ca(OH)2 Gehaltzurückführen, dadurch ist die Stahlbewehrung korrosionsgeschützt.
• Wie verhalten sich Betonbauwerke in städtischen Gebieten und in Idustrieatmosphären? welche Bauchemischen Prozesse können möglicherweise ablaufen, und welche Bauschäden treten dabei auf? Betonbauwerke in städtischen Gebiet, CaCO3 reagiert mit H2CO3(Kohlensäure) zu CaH2(CO3)2(Calciumhydrogencarbonat)Dieses kristallisiert an der Oberfläche aus und geht somit dem Beton verloren. Der Beton verliert sein alkalisches Charackter und die Stahlbewehrug ist nicht mehr vor Korrosion geschützt. Bei fortschreitender Druchfeuchtung fängt das Eisen an zu korrodieren, wobei volumenzunahme stattfindet > Abplatzung und Sprengung.
• Auf der Betonsichtfläche mancher gebäude beobachtet man weiße Ausblühungen und Shcleier. Um was für eine Subztanzhandelt es sich und wie könnte sie sich gebildet haben ? Calciumcarbonat wird durch Kohlensäure haltiges Regenwasser gelöst und an die Oberfläche transportiert. Kristallisiert dort aus und bildet neben H2O und CO2 erneut CaCO3(Salzionen)
• Im Raum zwischen Elbe und Wasser wurde in den 60er Jahren an zahlreichen Kirchen die gipshaltigen, schadhaften MW mit Zement ausgebessert. Die Folgen wasren katastrophal: Die meterdicken Kirchenmauern wurden z.T. stark beschädigt. welcher Bauchem. Prozess ist dafür verantwortlich ? Ettringitbildung bzw. Sulfattreiben.Bei der Reaktion von Gips und dem Erstarrungshärter des Zementes (Tricalciumaluminat) bilden sich Ettringit Kristalle > Extreme Volumenzunahme > spreungung, abplatzung
• Wie verhalten sich Marmorstatuen gegenüber schwefelsäurehaltigem Regenwasser ? Calciumcarbonat reagiert mit der im Sauren Regen enthaltenen Schwefelsäure zu CASO4(Gips) und Gips leichter löslich ist, wird es an die Oberfläche geschwämmt und bildet dort einen weißen Belag. Marmor wird zu Gips und die Statuen lösen sich langsam auf >Vergipsen.
• Durch welchen einfachen Test können Sie an einem Bauwerk Alerbaster von Kalkstein unterscheiden? Alerbaster (Calciumsulfat = CaSO4+2H2O)Kalkstein (CaCO3 = Calciumcarbonat-kalcit)Durch den „bräusetest(säuretest“Salzsäure reagiert mit dem CaCO3 des Kalksteins und es sprüdelt. alzsäure reagiert nicht mit dem CaSO4 des Alerbasters
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• Nennen Sie zwei Beispiele für Wirkungsweise bzw. Schadenseinfluss von Wasser auf Natursteine? Wasser kann Bindemittel aus Gestein herauslösen (Kalkstein oder Steinen mit tonigem Bindemittel), sodass Oberschichten abgeschwemmt werden.Wasser dring durch Poren u. Kapillaren in das Gestein ein und sprengt sie bei Frost.Wassr transportiert Bauschädliche Salze innerhalb des Steines und in den Stein, welche bei Trocknung auskristallisieren.Wasser bildet Säuren mit Luftschadstoffen, die Dadurch in das Gestein eingetragen werden(insbesondere Schwefelsäure) und dort mit den Bindemitteln zur Salzbildung führen kann, die wiederum ausgeschwemmt werden können.nb(Bei Granit mit SiO2) als Bindemittel passiert nichts)
• Welche Naturwerksteine werden durch Saäuren (Schwefels.) angegriffen? Sedimentgesteine mit kalkigem Bindemittel (Marmor. Travertin. Sonstige Kalksteine)
• Nennen Sie das verwitterungsbestämdigste, gesteinsbildende Mineral. Was ensteht durch die chemische Verwitterung von Feldspäten? Das verwitterungsbeständige Mineral in der Gesteinsbildung ist Quarz (SiO2), Härtegrad 7, ist farblos, wetter und säurenfest. Es ist nicht spaltbar.Und der Rohstoff für Glas, Durch chemische verweitterung von Feldspat entsteht Ton.
• Nennen Sie zwei Gesteinseigenschaften. Die für die Verwitterungsbeständigkeit von Natursteinen von großer Bedeutung sind. Die Dichte des Steins, mit sehr kleinen Poren kann das Wasser in den Stein nicht eindringen. Döurebeständigkeit. Da die mit dem Niederschlag in der luftvorhandenen Schadstoffe den Stein nicht angreifen können. Korngrößenanteil, Porosität.
• Was ist Quarzit? Woraus besteht er? Welche Eigenschaften hat er und wo wird er eingesetzt (2 beispiele) Metamorphe GesteinQuarzit ist Grauwacke und ist aus Sandstein entstanden und ist sehr hart nur schwer zu bearbeiten.Es ist nicht Mörtel bildend.Anwendung für die Herstellung Feuerfester Steine und GlasZuschlag für HartbetonHochbau für GrundmauerwerkBodenbeläge und TreppenSchottermaterial für die Eisenbahn und Straßen.
• Was verstehen Sie unter einem edlen Marmor? Handelsüblichbezeichnung für alle polierfähigen Kalksteine. Ls edler Mamor bezeichnet man kristalline u. metamorphe Gesteine. Entstandene Kalksteine, reiner weißer Marmor aus Carrara/italien.
• Nennen Sie jeweils 2 Naturwerksteinsorten, die sich für Steinmetzarbeiten gut. Bzw nicht eignen. gut: sandstein, marmor(Nicht so Witterungsbeständig)schlecht: granit, gneise und quarzit.maßgeblich für die Bearbeitungsqualität ist die Spaltbarkeit, härte und homogene Struktur des Steins.
• Was ist Travertin, und wie lautet die chemische Zusammensetzung? Woran kann man ihn gut erkennen? Travertin ist ein poräser Kalkstein und besteht aus CaCO3 und ist ein chemisches Sedimentgestein.Es hat flach gedrückte mandelförmige Poren und ist daran und an dem mittelkörnigen Gefüge gut zu erkennen.Porenanteil 5-12%
• Nennen Sie je ein polierfähiges magmatisches, sedimentäres und Metamorphose Gestein. Warum ist der naturwerkstein Trachyt nicht polierfähig? Trachyt ist nicht polierfähig da es ein porpyrisches Gefüge auf dichter, glasiger Grundmasse aufweist.Es ist mittel bis grobporig, der Anteil der Lufteinschlüsse beträgt 20-30 vol% polierfähiges magmatisches gestein: Granit, Sanit, Travertin, Basaltsedimentäres: Travertinmetamorphes: Marmor, Quarzit, Serpentinit und Gneis
• Warum darf erstarrender Gips nicht weiter gerührt werden? Man kann gips totrühren: bei Erhärtung von gips bilden sich nadelförmige Kristalle. Ab einem gewissen Stadium der Erhärtung zerstört man diese durch rühren.
• Was verstehen Sie unter Baukalkerhärtung? Ca(OH)2+CO2+H2O>CaCO3+2H2O diesen Vorgang nennt man Karbonatisierung. Um diese Reaktion zu beschleunigen, muß ausreichend CO2 vorhanden sein. (trockwohnen, offenes feuer, ausreichender Luftzutritt)wenn die Karbonatisierung abgeschlossen ist, tritt keine baufeuchte mehr auf.
• Was verstehen Sie unter Wasser/Zement-Wert? Wasn ist die Folge eines zu niedrigen Wertes? Wasser/zement-wert Mischverhältnis von wasser und Zement bei Beton Herstellung w/z wert muß bei 0,4 liegen, d.h auf 1 Kilo Zement kommen 400g Wasser.Bei zu viel Wasserzusatz (w/z-wert von 0,6-0,8) entehen Wasserporen. bei zu geringen w/z-wert fehlt dem Beton später die ausreichende Druckfestigkeit, da Beton nicht seone kristalline Sturktur nicht vollständig ausgebildet hat.
• Worauf ist die Erhärtung von Zement zurückzuführen? Durch Hydration (Wasser wird mit dem Zementleim gebunden > Kristallverzweigungen)Bei vollständiger Hydration ergibt sich ein Wasserzementwert von 0,4Erhärterungsbedingungen: Wassergehalt, Austrocknung, Feuchtlagerung.
• Nennen Sie den alkaliempfindlichen Zuschlagbestandteil im Beton. Welchen Schaden kann er hervorrufen, und wie kann man diesen Schaden vermeiden? Alkalitreiben(betonkrebs)=Zwischen den Amorphen, Kieselsäure haltigen Bestandteilen der Gesteinskörnung im Beton(Flint) und den Alkalien des Zements, besteht in Anwesenheit von ausreichender Feuchtigkeit eine Unverträglichkeit.Dabei kommt es zuerst zur Bildung eines Alkalisilkat Gels, dass dann unter wasseraufnahme und Volumenvergrößerung weiße Ausblühungen bildet.
• Beschreiben Sie kurz den Unterschied zwischen Luftkalken und hydraulisch erhärtenden Kalken Luftkalke werden aus mehr als 95% CaCO3 hergestellt und erhärten an der Luft durch Reaktion mit CO2.Luftkalke erhärten nur an der Luft und nicht unter Wasser.Hydraulisch Kalke hingegen können auch nach kurzer Zeit unter Wasser erhärten.Luftkalke sind auf Grund ihrer Plastizität besser zu verarbeiten als hydraulisch erhärtende Kalke.Luftkalke besitzen jedoch eine geringere Festigkeit, Härte Frost und Wetter Beständigkeit
• Worauf ist dir Verwitterungsanfälligkeit der Naturwerksteine, bzw. ihre Beständigkeit gegenüber angreifenden Stoffen der Umwelt zurückzuführen. Nennen Sie 3 faktoren. 1)Wasseraufnahmevermögen(Porosität)2)Wetterbestandigkeit der minerale3)Gefüge(Angriffsfläche für schädliche Bestandteile der Luft)
• Geben Sie jeweils 1 Beispiel für einen Naturwerkstein mit geringer, bzw. hoher Wasseraufnahme. Worauf ist die unterschiedliche Wasseraufnahme zurückzuführen? Hohe Wasseraufnahme: Sandstein, Kalkstein(lockeres, grobes Gefüge).geringe Wasseraufnahme: Granit, Quarz (Festes, feinkörniges Gefüge).
• Nennen Sie 2 Beispiele für Karbonatische Naturwerksteine. Zu welcher Gruppe von Gesteinen gehören sie ihrer Entstehung nach? Sandstein: Karbonatiges Gestein gehört zur Gruppe der Sedimentgesteine.marmor: Karbonatiges Gestein gehört zur Gruppe der metamorphen Gesteine.Travertin: Karbonatiges Gestein gehört zur Gruppe der SedimentgesteineDachschiefer: Karbonatiges Gestein gehört zur Gruppe der Sedimentgesteine.
• Was verstehen Sie unter dem Wasser/Zement-wert? Das ist das Verhältnis zwischen Wasser und Zement.Um so kleiner der Wert, desto schlechter ist die Druckfestigkeit, Poröser ist er und weniger Zement kann abgebunden werden.Umso größer der Wert, desto mehr Poren(Frostsicher), weniger Druckfest, lange abbinde Zeit
• Nennen Sie das verwitterungsbeständigste Mineral in Sandsteinen. Quarz(SiO2)
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• Um welche Baustoffe handelt es sich bei den Abkürzungen CEM I 42,5 R Welche Eigenschaften sind durch die Kennzeichnung festgelegt? Nach 28 Tagen eine Mindestdruckfestigkeit von 42,4 KN/mm^2 und eine Höchstfestigkeit von 42,5+20KN/mm^2 Mörtelgruppe I und R steht für Rapid, d.h. er bindet schnell ab am AnfangCEM I: Portlandzement(Besteht nur aus Portlandzement Klinkern)CEM II: Portlandkompositzement (Bis zu 35% unterschiedlicher Zusatzstoffe)CEM III: Hochifenzement
• Nennen Sie zwei Betinschädliche Bestandteile von Zuschlägen. Flint(feuerstein)
• Nennen Sie zwei Baumetalle, die von frischem Kalk und Zementmörtel angegriffen werden. Aluminium und Blei.
• Wie verhält sich der Naturwerkstein Travertin als Fassadenverkleiung unter dem Einfluss der Luftverschmutzung. Erläutern sie die Bauchem. Prozesse. Travertin ist Kalkstein und besteht aus Calciumcarbonat. Travertin ist ein chemisches Sedimentgestein welches sehr porös ist und mandelförmige, ungleiche Poren aufweist. Somit erklärt sich die Wasseraufnahme 4-10% aus diesem Grund ist Travertin als Fassadenverkleidung denkbar ungeiegnet. Das CaCO3 wird unter dem Einfluß von Wasser und CO2 angelöst und an die Oberfläche gespült.Aufgrund der Tatsache, dass Travertin eine poröse Oberfläche hat können sich Rußflocken und andere Schmutzpartikel gut anlagern neben der optischen Beeinträchtigung bewirkt diese Schmutzschicht, dass die durch den Regen feucht gewordenen Steine nicht mehr austrocknen können.Auswaschungen von CaCO3.
• Was verstehen Sie unter nicht hydraulischen Bindemitteln? Geben Sie 2 Beispiele! (Formel) Aus welchen rohstoffen lassen Sie sich herstellen? Erhärten nur an der Luft, wie Baugips, Anyhydritbinder, LuftkalkCalciumsulfat
• Warum sind Gipsputze für Unterdecken und Ummantelungen in Feuerbeständigen Konstruktionen geiegnet? Bei der Erhärtung von Gips wird Wasser kristallin gebunden.Im Brandfall wird gebundenes Wasserdampf freigesetzt, was durch seine hohe Verdampfungsenergie kühlend wirkt. Gips hat durch seine Grobporigkeit eine gute Wärmedämmwirkung.
• Wie wirkt sich die porige Struktur von Gips bauphysikalisch aus ? Atmungsaktiv, gutes Raumklima durch feuchtigkeitspuffer keine schwindrisse, gute Maßgenauigkeiten bei Verarbeitung, bei Kontakt mit H2O Verlust der Haftigkeit, gute Wärmedämmung durch hohen Porenanteil.
• Was verstehen Sie unter Karbonatisierung von Kalkputz? Welcher bauchem. Prozess läuft dabei ab?Wie kann man diesen Vorgang beschleunigen? CO2 dringt in den Putz ein und reagiert mit dem Calciumhydroxid > Calciumcarbonat ensteht, damit das Bindemittel mit Calciumhydroxid vom Wasser nicht ausgewaschen werden kann.Beschleunigung der Reaktion durch CO2
• Nenne 2 – bautechn.Hinsicht- gute Eigenschaften von Luftkalk(Kalkmörtel). Worauf sind diese Eigenschaften zurückzuführen? Plastizität> Leicht zu verarbeiten, weil feine StrukturElastizität>geringe RissanfälligFrostsicher und WetterbeständigAtmungsaktiv
• Was ist chem. Gesehen der Unterschied zweischen kalkigem Bindemittel eines Baustoffes und Baukalk? Geben sie ein Beispiel für einen Baustoff mit kalkigem Bindemittel. Wie können Sie es chem. Nachweisen? baukalk: Ca(OH)2 (Kalkhydrat,gelöschter kalk),Sandstein:CaCO3(Kalciumkarbonat)Nachweis durch brausetest (HCl)
• Wo und Wie kann es zum Kalktreiben kommen? Ungelöschter Kalk (CaO) ist wegen schlechter Verarbeitung noch im gelöschten kalk vorhanden und reagiert somit erst nach der Verarbeitung im Mauerwerk mit Wasser unter großer Volumenzunahme zu Ca(OH)2 also: CaO+H2O>Ca(OH)2
• An mehreren Stellen eines mit Stahl bewehrten Betonbauteiles beobachten Sie Rostfahnen. Welcher brauchem. Prozess ist dieser Rostbildung im Beton vorausgegangen(Formel) und wie können Sie ihn Nachweisen? Karbonatisierung: Ca(OH)2+CO2>CaCO3+H2ONachweis: Durch Weltindikator Lösungen, durch die Färbung der untersuchenden Stelle wird die Karbonatisierungstiefe sichtbar.
• Warum zeigen der Witterung ausgesetzte Plastiken, Gebäudedeteile usw. aus Sandstein in der Regel Verkrustungen, solche aus Marmor aber nicht ? Was bewirken die Verkrustungen? Sandstein: Poröse Oberfläche> Setzt sich gut Schmutz ab.Marmor: geschlossene Oberfläche> wenig Angriffsfläche für Schmutz.Verkrustungen wirken als Dampfdiffusionssperre.Wasser kann eindringen salze an die Oberfläche spülen welche sich dort ablagern und unter Volumenzunahme beim Trocknen auskristallisieren und zu Sprengung und Abplatzungen führen.Auskristallisierung an den großen Poren führt zur Abplatzungen.Ist dieses geschehen, beginnt der Prozess von neuem.
• Warum kann man Sandstein nicht polieren? Wegen ihrer geringen Gesamthärte u. seiner Großporigkeit nicht poliert werden.
• Welche besonderen Eigenschaften sind bei Gipskartonplatten hervorzuheben? Nicht brennbar, schalldämmend, wärmedämmend, förderlich für gutes Raumklima da Feuchtigkeitspuffernd.
• Wodurch unterscheiden sich die hydraulischen und hochhydraulischen Kalke von Luftkalken? Hochhydraulische und hydraulisch Kalke haben eine höhere Druckfestikeit (28tage)Und einen Anteil an Hydraulischen Verbindungen.Sie erhärten im Gegensatz zu den Luftkalken auch im Wasser.
• Was verstehen Sie unter Wasserhärte? Welchen Einfluß hat hartes Wasser auf Beton? Unter Wasserhärte versteht man den Gehalt an Magnesium und Calciumionen. Ein an Calcium und Magnesiumsalzen reiches Wasser heißt hartes Wasser.Calcium und Magnesiumsalz freies oder armes Wasser wird als weiches Wasser bezeichnet. Harte Wasser könnte Etringitbildung(Sulfattreiben) im Beton hervorrufen.Sulfattreiben beschreibt die Reaktion Zwischen Calciumaluminiumhydrat des Zementsteins und Sulfationen.Diese Reaktion ist mit großer Volumenzunahme und führt daher zu Sprengungen.
• Worauf ist die feuerhemmende Eigenschaft von Gips/Gipsputz zurückzuführen? Bei der Erhärtung von Gips wird Wasser kristallin gebunden. Im Brandfall wird gebundenes Wasserdampf freigesetzt, was durch seine hohe Verdampfungsenergie kühlend wirkt.Wasser im Gips vorhanden > beim erhitzen löst sich das Wasser.
• In welchen pH-Bereich ist die Stahlbewehrung von Beton gegen Rosten geschützt Passivisiert? Worauf ist dieser pH-Bereich, bzw. die korrosionshemmende Wirkung zurückzuführen ? Welcher Vorgang kann die Korrosionsbeständigkeit der Stahlbewährung herabsetzen (Formel)? Im pH-Bereich ab 9,5 bis 14 was durch das Kalkhydrat im Beton Ca(OH)2 vorhanden ist, sinkt der pH-Wert in den neutralen bis sauren Bereich. Kalkhydrat karbonatisiert, der Stahl kann rosten.Vorgang: Ca(OH)2+CO2+H2O=CaCO3+H2= wenn Wasser frei wird und O2 und CO2 hinzukommen, beginnt der Stahl zu rosten.
• Wie klassifiziert man, die Gesteine nach ihrer Entstehung?Nennen sie jeweils ein Beispiel. Magmagesteine (granit, syenit, diorit, gabbro)Sedimentgestein (sandstein,tonstein,konglomerat)metamorphe gesteine (quazit,marmor,gneis)

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