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Baustoffkunde 2 (Fach) / Übung (Lektion)

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• Im Bauwesen wesentliche mineralische Bindemittel Zement Kalk Gips
• Unterschiedliche Erhärtungsverhalten von Bindemitteln nur an der Luft (Luftbindemittel) an der Luft und unter Wasser (hydraulische Bindemittel)
• Vor und Nachteil von Luftkalk + Raumklima, Verarbeitbarkeit - nicht Wasserfest
• Zusammensetzung und Erhärtung von Hydraulischen Kalk Kalk+hydraulische Komponenten (SiO2, Al2O3, Fe2O3) Erhärtung durch Carbonatisierung + Hydratation Hydraulische Faktoren = Festigkeit steigt ; Verarbeitbarkeit sinkt
• Bautechnische Besonderheiten und Anwendungen von Gips wasserlöslich Festigkeit bei Feuchte sinkt (verdunsten ermöglichen) Quellen ca. 1 Vol-% (Dehnungsfugen) kein Schwinden schnelle Erhärtung guter Luftfeuchtigkeitsregler sehr guter Brandwiederstand
• Grundstoffe von Zement (Rohstoffe) Kalk CaCO3 Kieselsäure (quarzsand) SiO2 Ton Al2O3 Eisenerz  Fe2O3
• Zusammensetzung von Zement Sinterung der Rohstoffe → Klinkerphasen C3S = 63 M-% C2S = 16 M-% C3A ≈ 10M-% C4AF ≈ 10 M-%
• Hydratation von Zement Erhärtungsreaktion z.B. C3S (alit) 2(3CaO*SiO2)+6H2O → 3 CaO * 2SiO2 * 3H2O + 3Ca(OH)2 C3S, C2S: Festigkeit C3A: Hydratationswärme
• Reaktionsfähige Zementbestandteile (Betonzusatzstoffe) Latent Hydraulisch: Hüttensand, Kalkreiche Steinkohleflugasche haben Zementähnliche Zusammensetzung und Erhärten hydraulisch Anreger: z.B. Ca(OH)2 Einfluss: Ansteifen, Erstarren, Erhärten Puzzolane: Kieselsäure reiche Flugaschen, Silicastaub, Trass Reaktion mit Ca(OH)2 unter H2O Zugabe Festigkeit steigt Anfangserhärtung sinkt = Nachbehandlung
• Zementarten CEM I    "reiner" Portlandzement CEM II CEM III   Hochofenzement CEM IV CEM V CEM I - III in  Deutschland Hauptsächlich verwendeter Beton
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• Festigkeitsklassen von Zement 32,5; 42,5; 52,5 (N/mm2) nach 28d N: normale Anfangsfestigkeiten, gute Nacherhärtung R: (rapid) hohe Anfangsfestigkeit, Nacherhärtung schlechter (höhere Mahlfeinheit)
• Wie wird Beton nach dem Herstellungsort unterschieden Transport oder Ortbeton
• Wie wird Beton nach Förderung und Verarbeitbarkeit unterschieden Kübel-, Pump-, Spritz-, Schleuderbeton Rüttel-, Unterwasser-, Walz-, Vakuum-, selbstverdichtener Beton
• Wie wird Beton nach den Eigenschaften unterschieden Festigkeit: Druckfestigkeitsklassen Rohdichte: Leicht- (<2,0 t/m3), Normal-, Schwerbeton (>2,8 t/m3) Gefüge (Porigkeit um Wärmeleitfähigkeit zu beeinflussen) Erhärtungszustand Frisch → Grün → Jung → Fest
• Kriterien und Anforderungen an Frischbeton Konsistenz = Maß der Verarbeitbarkeit Verarbeitungszeit: ca 1,5 std für Transport, Einbringen und Verdichten (kein Entmischen und Bluten)
• Kriterien und Anforderungen an Festbeton Festigkeit = Funktion von Zementsteinfestigkeit, GK... Dauerhaftigkeit Funktion von Gefügedichtigkeit.... mit w/z ↑→Kapilarporen↑→Dauerhaftigkeit ↓
• Einflüsse auf das Schwinden von Beton Scwinden nimmt zu durch Mahlfeinheit des Zements ↑ Zementgehalt ↑ W/Z Wert und Wassermenge ↑ E-Modul Gesteinskörnung ↓ Menge der Gesteinskörnung ↓ Alter bei Trocknungsbeginn ↓ relative Luftfeuchte ↓ Temperatur ↑ Wind und Sonneneinstrahlung
• Wann ensteht Spannung durch Krichen und Schwinden bei Beton Wenn die Verformung behindert wird → Zwangsspannungen
• Einflüsse auf das Grundkriechen Mahlfeinheit des Zementes ↑ Zementgehalt ↑ W/Z Werte und Wassermenge ↑ E-Modul Gesteinskörnung ↓ Alter bei Erstbelastung ↓ Festigkeit bei Erstbelastung ↓ Erhärtungsgeschwindigkeit des Zemetes ↓ Betonfeuchte im Gleichgewichtszustand ↑
• Einflüsse auf das Trocknungs- und Schwindkriechen Betonfeuchte bei Belastungsbeginn ↑ relative Luftfeuchte ↓ Temperatur ↑ Sonstige umstände die zu erhöhter Austrocknung führen
• Frisch- und Festbetoneigenschaften hochfester Betone Tragverhalten + Verarbeitbarkeit - Schwindverhalten - Dichtigkeit + Widerstand gegen mechanischen und chemischen Angriff + Brandverhalten -
• Leichtbeton einteilung nach Gefügeart kornporig matrixporig haufwerksporig
• Vor und Nachteile von Leichtbeton gegenüber Normalbeton + Gewicht weniger Eigenlast dadurch besserer Transport und Einbau + Wärmeleitfähigkeit ( bessere Dämmwirkung/ Brandschutz) - sedimentationsstabilität sinkt dadurch steigt die Entmischungsneigung dieses ergibt eine schlechte Pumpbarkeit - Wasseraufnahme durch GK - erhöhte Rissgefahr in massigen Bauteilen (verlangsamter Temperaturabfluss)
• Was ist Mörtel gemisch aus Bindemittel, Wasser und Gesteinskörnung bis 8mm größtkorn
• Wie unterscheidet man Mörtelarten Herstellenung: Baustellen- oder Werkmörtel ( Vormörtel, trockenmörtel, frischmörtel) Erhärtung Art des Bindmittels Anwendungen Normal-, Leicht-, oder Dünnbettmörtel
• Vor und Nachteile von Dünnbetmörtel gegenüber Normalmörtel + geringerer Materialverbrauch + weniger Wärmebrücken + geringerer Feuchteeintrag in das MW + geringere Querverformung der Fuge (fc steigt) - unregelmäßigkeiten sind nicht ausgleichbar (toleranz vom Stein <1mm) - schnelles austrocknen dadurch kurze Verarbeitungszeit Lagekorrekturen sind nur begrenzt möglcih
• Putzmörtelgruppen P I: Kalkmörtelgruppe P II: Kalk-Zement-Mörtelgruppe P III: Zementmörtelgruppe P IV: Gipsmörtelgruppe P V: Anhydritmörtelgruppe P Org 1/2: Putzmörtel mit organischen Bindemitteln (Kunstharzputze)
• Eine 80qm fläche soll mit Zementestrich belegt werden. Was ist zu beachten? Dehnungsfugen bzw. Scheinfugen(Sollbruchstellen) einbauen Bauwerksfugen übernehmen seitenverhältnis max 2:1 möglichst quadratisch max. 30m2
• Wie prüft man die Betondruckfestigkeit? Prüfund an Zylindern, Würfeln und Prismen im einaxialen Versuch Prüfung senkrecht zur Betonagerichtung (ebene Schalfläche) Laststeigerung so, dass die Druckspannung ca. um 0,5 N/mm2 pro Sekunde zunimmt, bei 150mm Würfel 11,2 kN pro Sekunde (spannungsgesteuert) Auch zerstörungsarme/freie Prüfung am Bauwerk möglich (Schmidt-Hammer)
• Wie prüft man die zentrische Betonzugfestigkeit gleichmäßige Spannungsverteilung über dem Querschnitt schwirig durchzuführen, nicht genormt, kleber kann versagen
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• Wie prüft man die Betonbiegezugfestigkeit ? Kombinierter Druck-Zugspannungszustand, keine Materialzugfestigkeit empfindlich bei Trocknung (Schwindeigenspannungen überlagern sich) Laststeigerung so, dass die Biegezugspannungen ca. um 0,1 N/mm2 pro Sekunde zunimmt, etwa 170 N pro sekunde Normprüfkörper Balken mit den Abmessungen 150*150*700mm 3-Punkt-Biegeversuch oder 4-Punkt-Biegeversuch ( 4-Punkt-Biegeversuch heute bevorzugt)
• Wie prüft man die Betonspaltzugfestigkeit? Kombinierter Druck-Zugspannungszustand, keine wahre Materialzugfestigkeit sehr flexibel im hinblick auf Probengeometrie, Normprüfkörper Zylindermit 150mm Durchmesser und 300 mm Höhe wenig empfindlich gegenüber Schwindeigenspannungen Laststeigerung so, dass die Spaltzugspannung ca. um 0,05 N/mm2 pro sekunde zunimmt, etwa 3,5 kN pro sekunde

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