Materialkunde (Fach) / Grundlagen (Lektion)

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• 2. Es gibt verschiedene Arten der Dichte. Scheiben Sie die Art der Berechnung an und geben Sie zu jeder Art einen entsprechenden Baustoff an. a.) Reindichte:     p0 = m/V0                       V0= Volumen des Werkstoffes ohne Hohlräume                                   z.B. Stahl = 7850 kg/m3 b.) Rohdichte:      pr = m/(V0 + Vp)             Vp = Porenvolumen (Luftporen, Kapillarporen)                    z.B. Beton = 2400 kg/m3 c.) Schüttdichte:  ps = m/(V0 + Vp + Vz)      Vz = Zwischenraumvolumen, offene Zwickel                          z.B. Kies = 1,6 t/m3
• 3. Wie groß ist der E-Modul von Beton, Stahl und Holz? Beton:   30 000 N/mm2 Stahl:     210 000 N/mm2 Holz:       parallel zur Faser: 10 000 N/mm2               normal zur Faser:  300 N/mm2
• 4. Wie groß sind die Dichte von Beton, Stahl und Holz? Beton:   ρ = 2400 kg/m3 Stahl:     ρ = 7850 kg/m3 Holz:       ρ = 600 kg/m3
• 5. Wie groß sind die Dichte und die Wärmeleitzahl von Normalbeton, Bauholz und Mineralfaserdämmmatte? Beton:              ρ = 2400 kg/m3             λ = 2,04 W/mK Bauholz:           ρ = 600 kg/m3               λ = 0,14 W/mK Mineralfaser:    ρ = 100 kg/m3                λ = 0,04 W/mK
• 6. Die Bezeichnung von Materialien erfolgt meist mittels Buchstaben und Zahlen. Die Zahl gibt meist die Info zur Festigkeit des Baustoffs. Um welche Festigkeiten handelt es sich bei Beton, Holz, Ziegel und Stahl? Beton:   Druckfestigkeit Holz:      Biegefestigkeit Ziegel:   Druckfestigkeit Stahl:     Zugfestigkeit (Streckgrenze)
• 7. Welche Arten des Wärmetransportes werden Unterschieden? Beschreiben Sie diese. a.) Konvektion = die Mitführung von Wärme durch die Teilchenströme in Gasen und Flüssigkeiten; ist stoffgebunden b.) Wärmestrahlung (Radiation) = Übertragung von Wärme durch Strahlung, ausgehend von den Oberflächen fester Körper; nicht stoffgebunden -> elektromagnetische Wellenbewegung c.) Wärmeleitung (Konduktion) = unmittelbarer Wärmetausch benachbarter Teilchen in festen, flüssigen und gasförmigen Körpern; ist stoffgebunden
• 8. Wie gross ist ca. die Wärmeleitzahl von Beton, Holz und einer Mineralfaserdammmatte? Beton:  λ = 2,04 W/mK Holz:    λ = 0,14 W/mK MFD:   λ = 0,04 W/mK
• 10. Wärmeeindringzahl nimmt u.a. mit steigender Rohdichte zu. Das führt dazu, dass schwere Baustoffe (zb. Stahl) sich kalter anfühlen als Holz. Von welchen anderen Größen ist die Wärmeeindringzahl noch abhängig? abhängig von: Rohdichte (ρ), Wärmeleitzahl (λ) , spezifischer Wärme/Stoffwärme (c)
• 11. Man unterscheidet die Temperaturleitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit. Wie hängen diese zwei Werte zusammen? Die Wärmeleitfähigkeit, auch Wärmeleitzahl eines Festkörpers oder einer Flüssigkeit, ist sein Vermögen thermische Energie in Form von Wärme zu transportieren. Die (spezifische) Wärmeleitfähigkeit wird in Watt je Kelvin und Meter angegeben und ist eine temperaturabhängige Materialkonstante. Die Wärmeleitfähigkeit ist dabei von der Temperaturleitfähigkeit zu unterscheiden die angibt mit welche Geschwindigkeit sich eine Temperaturveränderung durch einen Stoff ausbreitet. Zur Berechnung der Temperaturleitfähigkeit bzw. Tempetaturleitzahl a wird die Wärmeleitfähigkeit benötigt. Die Formel lautet: a = λ/(c * ρ) = (Wärmeleitfähigkeit)/(Wärmespeicherfähigkeit)
• 12. Wie groß ist die Reindichte eines Materials, wenn das Probestück ein Volumen von 1 dm3 hat und eine Masse von 1,6 kg und einen Porenanteil von 10% ρ0 = m/V0 = 1,6/1*0,9 = 1,78 kg/dm3 V0 = Volumen ohne Hohlräume
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• 14. Was versteht man bei Baustoffen (insbesondere Metallen) unter dem Begriff Zähigkeit? Ein Werkstoff gilt als zäh (duktil), wenn vor dem Bruch große plastische Verformungen auftreten.
• 16. Die Kenntnis der Lichtdurchlässigkeit von Bauteilen (zB. Gläsern) ist Voraussetzung für die Dimensionierung zb. der Fenster, um eine ausreichende Raumbeleuchtung zu erzielen. Im Bereich welcher Wellenlänge ist das sichtbare Licht? Skriptum 4.11 Optische Eigenschaften der Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts liegt zwischen 380 – 780 mm 
• 17. Vergleichen Sie die Druckfestigkeit von Beton, Bewehrungsstahl und Glas?  Beton:   βD = bis 150 N/mm2 Bewehrungsstahl: βD = 550 N/mm2 Glas: βD = bis 900 N/mm2
• 19. Nennen und beschreiben Sie Arten der Wärmeübertragung. a.) Konvektion = die Mitführung von Wärme durch die Teilchenströme in Gasen und Flüssigkeiten b.) Wärmestrahlung (Radiation) = Übertragung von Wärme durch Strahlung, ausgehend von den Oberflächen fester Körper (nicht stoffgebunden) c.) Wärmeleitung (Konduktion) = unmittelbarer Wärmetausch benachbarter Teilchen in festen, flüssigen und gasförmigen Körpern
• 20. Unterscheiden Sie die Begriffe Spannung, Rohdichte, Reindichte, Schüttdichte und Porosität. Spannung = die flächenbezogene Kraft (will man den Widerstand eines Materials gegen eine einwirkende Kraft bestimmen, benötigt man neben der Größe der Kraft die einwirkt auch noch die Fläche auf die diese Kraft wirkt -> diese technisch-physikalische Größe wird als Spannung bezeichnet Rohdichte = ist die Dichte eines porösen Festkörpers basierend auf dem Volumen einschließlich der Porenräume; ist das Volumen des Korns einschließlich der Poren Reindichte = ist die Dichte eines porösen Festkörpers basierend auf dem Volumen ohne der Porenräume; ist das Volumen des bis zur Porenfeinheit zerkleinerten Stoffes Schüttdichte = ist die Dichte eines Gemenges aus einem körnigen Feststoff („Schüttgut“) und einem kontinuierlichen Fluid, welches die Hohlräume zwischen den Partikeln ausfüllt. Das Fluid kann auch Luft sein.; ist das Volumen einschließlich Zwickel und Zwischenräumen Porosität = Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen, hat großen Einfluss auf die Dichte eines Materials
• 21. Erklären Sie die Bedeutungen der Begriffe Schall, Luftschall, Körperschall, Schalldämpfung und Schalldämmung. Schall = ist eine Druckwelle und breitet sich in der Luft als eine Longitudinalwelle (Schwingungsrichtung = Ausbreitungsrichtung) aus Luftschall = Schallwellen die sich über die Luft ausbreiten (Longitudinalwellen) Körperschall = direkte akustische Anregung eines Bauteils (z.B. durch gehen) Schalldämpfung = Absorption: verringert den Schallpegel im Raum selbst Schalldämmung = verhindert die Ausbreitung des Schalls in andere Räume
• 22. Welchen Einfluss haben die Rohdichte und Feuchte auf die Wärmedämmung von Baustoffen? Geben Sie Beispiele für 3 Baustoffe. Mit zunehmendem Feuchtegehalt nimmt die Wärmeleitzahl zu und damit der Wärmedurchlasswiderstand ab. Es ist also wichtig, wärmedämmende Baustoffe vor Durchfeuchtung zu schützen. kl. Rohdichte  ->  gr. Porosität  ->  kl.  λ  ->  schlechte Wärmeleit.  ->  gute Wärmedämmung gr. Rohdichte  ->  kl. Porosität  ->  gr.  λ  ->  gute Wärmeleitung     ->  schlechte Wärmedämmung Holz                 ->       λ   = 0,14 W/mK Normalbeton    ->       λ  = 2,04 W/mK   Stahl                ->       λ   = 58 W/mK    
• 23. Erklären Sie die Diffusionswiderstandzahl u und den sd- Wert. Wovon ist die Diffusionswiderstandzahl abhängig? Die Diffusionswiderstandszahl μ gibt das Verhältnis der WDD-Leitzahl von Luft zu der des jeweiligen Baustoffes an, dadurch kann das Diffusionsverhalten eines Baustoffes gekennzeichnet werden. Die Diffusionswiderstandszahl μ gibt also an, um wie viel mal mehr Wasserdampf je m Dicke pro Stunde und Pro Pa Druckdifferenz durch Luft im Vergleich zum Baustoff hindurchwandert. Sie hängt von der Struktur, Porosität und der Feuchtigkeit des Baustoffes ab. Zur Beschreibung des Diffusionswiderstandes einer Baustoffschicht der Dicke d im Vergleich zu Luft dient die diffusionsäquivalente Luftschichtdecke sd, die den selben Diffusionswiderstand aufweist wie eine Stoffschicht der Dicke d mit der Diffusionswiderstandszahl μ. 
• 24. Erklären Sie die Begriffe Wasserdampfdiffusion und Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl. Wasserdampfdiffusion = Transport von Wasserdampf; Analog zur Wärmeleitzahl λ lässt sich die WDD-Leitzahl δ als diejenige Wasserdampfmenge in g definierten, die stündlich durch ein 1 m dickes Bauteil bei einem Druckunterschied von 1 Pa hindurchdiffundiert. Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl = Die Diffusionswiderstandszahl μ gibt das Verhältnis der WDD-Leitzahl von Luft zu der des jeweiligen Baustoffes an, dadurch kann das Diffusionsverhalten eines Baustoffes gekennzeichnet werden. Die Diffusionswiderstandszahl μ gibt also an, um wie viel mal mehr Wasserdampf je m Dicke pro Stunde und Pro Pa Druckdifferenz durch Luft im Vergleich zum Baustoff hindurchwandert. Sie hängt von der Struktur, Porosität und der Feuchtigkeit des Baustoffes ab.
• 25. Wie lautet das Hook’sche Gesetz? Was wird unter dem E-modul eines Baustoffes verstanden? Geben Sie für 4 Baustoffe das E-Modul an. Hook’sche Gesetz: beschreibt die elastische Verformung von Festkörpern, wenn deren Verformung proportional zur einwirkenden Belastung ist (linear-elastisches Verhalten). Dieses Verhalten ist typisch für Metalle, wenn die Belastung nicht zu groß wird, sowie für harte, spröde Stoffe oft bis zum Bruch (Glas, Keramik, Silizium). Das Hook’sche Gesetz stellt den linearen Sonderfall des Elastizitätsgesetzes dar. σ = E * ε σ = Spannung ε = Dehnung     E-Modul: Ist ein Maß für die Steifigkeit eines Werkstoffs – Verhältnis Spannung zur Dehnung. Je steifer ein Werkstoff – desto kleiner wird seine Verformung unter einer Last sein. Das E-Modul entspricht, (linear-elastisches Verhalten), der Steigung des linearen Anfangsteils der σ- ε-Kurve im Diagramm – je steifer die Gerade ist – desto steifer ist ein Werkstoff –> größerer E-Modul. Basiert auf dem Hookschen Gesetz: elastische Verformung proportional zur Belastung (linear-elastisches Verhalten) E = σ/ε σ = Spannung ε = Dehnung Holz:       E = 10 000 N/mm2 (parallel zur Faser) Beton:    E = 30 000 N/mm2 Stahl:     E = 210 000 N/mm2 Glas:      E= 70 000 N/mm2
• 26. Erklären Sie das Wärmedehnverhalten von Baustoffen und den zugehörigen Baustoffkennwert. Unter Wärmedehnung ist die Verformung (Ausdehnen, Schrumpfen) von Körpern bei Temperaturänderung zu verstehen. Die Bauteile erfahren dabei allseitige Ausdehnungen (bei Temperaturzunahme) oder Zusammenziehen (bei Temperaturabnahme). Bei gleichmäßiger Temperaturverteilung über dem Querschnitt erfahren Bauteile nur thermische Längs- oder Volumenverformungen; bei ungleichförmiger Verteilung der Temperaturen in den Bauteilquerschnitten (z.B bei einer Brandbeanspruchung) treten außerdem Verkrümmungen auf. Baustoffkennwert: lineare Wärmedehnzahl αT    
• 27. Erklären Sie die Begriffe Längs- und Querdehnung eines Baustoffes. Die Dehnung ε ist die durch äußeren Einfluss (Kraft, Temperatur, Feuchtigkeit) in einer bestimmten Richtung verursachte Längenänderung Δ l  bezogen auf die Ausgangslänge l. Längsdehnung = ε = △l / l0  =  Längenänderung/Anfangslänge Analog erfolgt Berechnung der Querdehnung (wird an einem Stab gezogen, wird er nicht nur länger sondern auch dünner = negative Querdehnung)
• 28. Erklären Sie die 2 Arten von Feuchtetransport in porösen Materialien, die im Bauwesen hauptsachlich vorkommen. Diffusion = Transport von Wasserdampf -> Ist Wasserdampf der durch ein Bauteil durchdiffundiert Kapillarleitung = Transport von flüssigem Wasser (z.B. Mauerfeuchte); -> wenn poröse Stoffe an der Oberfläche mit Wasser in Berührung kommen, wird in die Kapillarporen Wasser eingesaugt (Bsp: aufsteigende Mauerfeuchte). Ein Wasserfaden steigt in einer Kapillarpore solange hoch, wie die Oberflächenspannung W dem statischen Druck des Wassers  entgegenwirken kann.    
• 29. Wird ein Material auf Zug belastet, verändert es die Länge, aber auch die Breite. Mit welcher Zahl wird dieses Materialverhalten beschrieben. mit der Dehnung ε
• 30. Erklären Sie die Begriffe Druckspannung und Biegespannung. Wenn ein Bauteil durch eine Kraft belastet wird, entstehen durch die einwirkende Kraft Biegebeanspruchung, Zug- und Druckspannungen. Der Bereich, in dem die Zugkräfte auftreten, wird gezogen. Der Bereich, in dem die Druckkräfte auftreten, wird gestaucht. Die mittlere Schicht wird als neutrale Faser betrachtet, die weder gestreckt, noch gestaucht wird. Ausgehend von der mittleren Schicht, wo keine Spannung herrscht, nimmt die Spannung in Richtung äußerer Rand immer mehr zu. Am äußeren Rand entstehen die stärksten Spannungen. Biegespannung: Die Spannung, die im Bauteil durch die Biegebeanspruchung entsteht bzw. die maximale Spannung, die an den Rändern des Bauteils entsteht. Druckspannung: Die Spannung die im Bauteil durch die Druckbeanspruchung entsteht. 
• 31. Erklären Sie den Begriff Baustofffeuchte (Formel) Was bedeutet 12% Feuchte bei Holz? Feuchtigkeit kann auf vielfältigste Weise in den Baustoff gelangen bzw. in ihm vorhanden sein. Z.B.: Die Anfangsfeuchtigkeit von frisch geschlagenem Holz ist sehr hoch. Zur Herstellung von Mörteln und Betonen ist die Zugabe von Wasser erforderlich, von dem später ein Teil als verdampfbare Feuchte, also chemisch ungebunden im Baustoff vorliegt. Das Überschusswasser bleibt als Baufeuchte zunächst im Bauwerk. Der Gehalt an verdampfbarer Feuchtigkeit – in einem bestimmten Zustand bzw. zu einem bestimmten Zeitpunkt – wird durch die massebezogene oder die volumenbezogene Feuchte angegeben. Die mittlere massebezogene Feuchte einer Baustoffprobe erhält man über das Feuchtgewicht (-masse) zum Zeitpunkt t und das Trockengewicht (nach vollständiger Austrocknung des verdampfbaren Wassers bei 105 °C) zu: ugm =  ((G(t)-Gtr) / Gtr)  * 100 % (M.-%) oder (Gew.-%)          Gtr = Trockengewicht 12% Feuchte ist der Wassergehalt bezogen auf die Trockenmasse
• 33. Die Herstellung von Baustoffen ist oft mit einem Schmelz- oder Brennprozess verbunden. (Energieerzeugung: ökologisches Kriterium). Wie hoch sind die erforderlichen Temperaturen. ZB. Bei Gips, Mauerziegel, Zement, Kalk und Eisen (Hochofentemp.) Gips:                 110-900 °C Mauerziegel:     600-900 °C Zement:                  1450 °C Eisen:                     1600 °C Kalk:                         900 °C
• 34. Erklären Sie den Begriff Rohdichte (Formel) Was bedeutet 10% Porengehalt? Rohdichte = ist die Dichte eines porösen Festkörpers basierend auf dem Volumen einschließlich der Porenräume ρr = m/(V0 + Vp)                      Vp = Porenvolumen (Luftporen, Kapillarporen) 10% des Volumens sind Poren (Hohlräume)
• 35. Was versteht man unter der spezifischen Wärmekapazität? Die spezifische Wärmekapazität c ist eine thermodynamische Stoffeigenschaft. Sie bemisst die Fähigkeit eines Stoffes, thermische Energie zu speichern. Sie gibt an, wie viel Wärme von einem Körper aufgenommen oder abgegeben werden muss, damit sich die Temperatur von 1kg des Stoffes um 1 Grad Celsius ändert. Die spezifische Wärmekapazität ist von Stoff zu Stoff unterschiedlich. 
• 36. Ordnen Sie die Materialien nach der Größe (von klein nach groß) der spezifische Wärmekapazität: Stahl, Normalbeton, Holz. Stahl:                c = 0,5 kJ/kgK Normalbeton:   c = 1,05 kJ/kgK Holz:                 c = 1,47 kJ/kgK    
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• 38. Was versteht man unter linearem Spannungs-Dehnungsverhalten eines Baustoffes? Man benötigt den Zusammenhang zwischen auftretender Last und der daraus resultierenden Verformung, dies nennt man Verformungsnachweis welcher in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm dargestellt wird. Diese Diagramme können mit einer Prüfmaschine generiert werden, wenn die Kraft und die Verformung aufgezeichnet werden. Daraus kann man ablesen wie groß die Verformung bei einer auftretenden Kraft ist. Spannung   ->   y-Achse Dehnung    ->    x-Achse Ist der Zusammenhang linear (=der Graph im Diagramm eine Gerade), dann lässt sich der Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung als Geradengleichung (y= k*x + d) darstellen. Y entspricht der Spannung, x entspricht der Dehnung und der Anstieg charakterisiert das Verformungsverhalten und wird als E-Modul bezeichnet. Es gilt das Hook’sche Gesetz 
• 39. Wärmeeindringzahl nimmt u.a. mit steigender Rohdichte zu. Das führt dazu, dass schwere Baustoffe (zb. Stahl) sich kälter anfühlen als Holz. Von welchen anderen Grössen ist die Wärmeeindringzahl noch abhängig? abhängig von: Rohdichte (ρ), Wärmeleitzahl (λ), spezifischer Wärme/Stoffwärme (c)
• 40. Ermitteln Sie den E-Modul eines Werkstoffes aus dem Wertepaar a: 3500 N/mm2 und E: 5%. Um welchen Baustoff könnte es sich handeln? E= σ/ε = 3500/0,05 = 70 000 N/mm2 = 7000 kN/cm2 -> Glas
• 41. Was versteht man unter Sorption und Desorption bei einem Baustoffes (Diagramm)? Sorption = die Eigenschaft eines Baustoffes Feuchtigkeit in seinem Inneren (an Porenwänden bzw. im Porenraum) Wasser einzulagern. Die Sorption ist somit von der offenen Porosität und von der Verteilung der Porengrößen (Porendurchmesser) abhängig. Desorption = ist die Eigenschaft zur Feuchtigkeitsabgabe wird beeinflusst durch: Zeit, Feuchtigkeitszustand, Klima, Bauteilabmessungen, Porenstruktur, offene Porosität,
Verteilung der Porengrößen, Raumklima,
Druckdifferenz,
Feuchtigkeit des Bauteils
• 42. Was ist der Schallabsorptionsgrad und welche Größenordnung hat er? Der Absorptionsgrad α ist das Verhältnis der von einer bestimmten (Material)fläche S absorbierten Schallenergie zu der auf dieselbe Fläche einfallenden Schallenergie. wird in Oktavbändern in Frequenz (Hz) angegeben
• 45. Schwarze Flächen absorbieren elektromagnetische Strahlung, während weiße Flächen diese Großteils reflektieren. Man verwendet dazu das Gesetz zur Übertragung der Wärmestrahlung. Wie lautet dieses? (Radiation) qr = ε * σ * (Tw4 - T w4) qr = Strahlungswärme in W/m2ε = Emissionszahl des Strahlers (der strahlenden Fläche) σ = Stefan Boltzmann Konstante (5,67 * 10-8 W/m2K4) Tw = Temperatur der strahlenden (warmen) Fläche in K Tu = Temperatur der Umgebung oder empfangenden Fläche in K
• 47. Was beschreibt die Wärmeleitzahl eines Baustoffes, in welcher Größenordnung ist die Wärmeleitzahl von Baustoffen, welche Einheit besitzt die Wärmeleitzahl? Die Wärmeleitzahl beschreibt die Wärmeleitfähigkeit und ist somit eine Stoffeigenschaft; sie stellt jene Wärmemenge dar, die durch 1 m2 Fläche eines 1 m dicken Bauteils bei einem Temperaturunterschied von Δ℘ = 1 K pro Sekunde hindurchströmt. Einheit: W/mK -> liegt meist unter 1, außer bei Metallen, hier liegt sie weit darüber (z.B. Kupfer -> 370 W/mK    
• 48. Feuchtetransport in porösen Werkstoffen Feuchteaufnahme (Sorption) und –abgabe (Desorption) sind Ausgleichsprozesse, durch die ein Feuchtegleichgewicht des Bauteils mit der Umgebung angestrebt wird. Beeinflusst durch Zeit, Bauteilabmessungen, Feuchtezustand, Porenstruktur und Klimabedingungen durchwandern Wassermoleküle ein Bauteil. Arten: a.) Diffusion:                Transport von Wasserdampf (WDD) b.) Kapillarleitung:        Transport von flüssigem Wasser (z.B. Mauerfeuchte) c.) Sickerströmung:      Transport von flüssigem Wasser (z.B. Grundwasser -> Sickerwasser)                   -> kommt bei üblichen Baustoffen kaum vor, herrscht jedoch in Böden vor!
• 50. Begriffe Gleichgewichtsfeuchte und Sorptionsvermögen erklären Gleichgewichtsfeuchte ua (bzw. Ausgleichsfeuchte): stellt sich nach einer entsprechenden Zeit ein, wenn ein Baustoff aus einem offenporigen Stoff an der Luft mit der Temperatur θL und der relativen Feuchte φ , lagert. Sie ist an jeder Stelle des Bauteils vorhanden und von den Werten [θL, φ] abhängig. Sorptionsvermögen: ist die Eigenschaft eines Baustoffes, Feuchtigkeit in seinem Inneren (an Porenwänden bzw. im Porenraum) Wasser einzulagern. Die Sorption ist damit von der offenen Porosität und von der Verteilung der Porengrößen (Porendurchmesser) abhängig. 
• 51. Unterschied zwischen Luftschall und Körperschall? Luftschall = Schallwellen die sich über die Luft ausbreiten (Longitudinalwellen) -> er besteht im Vergleich zum Körperschall nur aus Longitudinalwellen, da Fluide (Gase bzw. die Luft) keine Scherkräfte übertragen wird unterschieden in Nutzschall und Störschall (dieser kann durch Schalldämmung vermindert werden) Körperschall = direkte akustische Anregung eines Bauteils (z.B. durch gehen) -> der Schall breitet sich in dem Festkörper aus, und wird durch entstehenden Luftschall hörbar
• 52. Nennen und beschreiben 3 Arten der Wärmeübertragung a.) Konvektion = die Mitführung von Wärme durch die Teilchenströme in Gasen und Flüssigkeiten; ist stoffgebunden b.) Wärmestrahlung (Radiation) = Übertragung von Wärme durch Strahlung, ausgehend von den Oberflächen fester Körper; nicht stoffgebunden -> elektromagnetische Wellenbewegung c.) Wärmeleitung (Konduktion) = unmittelbarer Wärmetausch benachbarter Teilchen in festen, flüssigen und gasförmigen Körpern; ist stoffgebunden
• 53. Wärmedehnverhalten von Baustoffen und Ursachen beschreiben. Mögliche Schäden und charakterisieren des zugehörigen Kennwert. Wärmedehnung ist die Verformung (Ausdehnen, Schrumpfen) von Körpern bei Temperaturänderungen. Die Bauteile erfahren dabei allseitige Ausdehnungen (bei Temperaturzunahme) oder Zusammenziehen (bei Temperaturabnahme). Bei gleichmäßiger Temperaturverteilung über dem Querschnitt erfahren Bauteile nur thermische Längs- oder Volumenverformungen; bei ungleichförmiger Verteilung der Temperaturen in den Bauteilquerschnitten (zB. Bei Brandbeanspruchung) treten außerdem Verkrümmungen auf. Ursachen: Temperaturänderungen haben viele Ursachen -> entstehen klimatisch bedingt, durch Veränderung der Außentemperatur, durch die Nutzung (Heizung) oder ungewollte Einwirkung (zB. Feuer). Bauschäden: entstehen wenn Bauteil die Verformung nicht frei, also zwanglos, ausführen kann. Jede Behinderung von Verformungen erzeugt einen Zwang, der bei behinderter Zusammenziehung Zug- und bei behinderter Ausdehnung Druckspannungen hervorruft. Solche Zwangsbeanspruchungen sind z.B. gegeben bei der festen Verbindung eines Bauteils mit Nachbarbauteilen aus Baustoffen mit verschiedenen thermischen Verformungen bzw. Eigenschaften. z.B. eine Stahlbetonplatte als Flachdach, wenn diese unverschieblich auf Mauerwerkswänden lagert -> die Temperaturverformung der Platte wird behindert und es entstehen Schubrisse im Mauerwerk in den Eckbereichen -> dies kann durch konstruktive Maßnahmen (z.B. Fugen, Gleitlager) verhindert werden Kenngröße: lineare Wärmedehnzahl αT beschreibt das thermische Dehnvermögen -> mit ihm errechnet sich die thermische Längenänderung eines Bauteils    
• 54. Welchen Belastungen sind Baustoffe in der Praxis ausgesetzt -> äußere Belastungen (einschließlich Eigengewicht) -> Gebrauchslast -> statische Beanspruchungen: die einwirkenden Lasten sind zeitlich konstant, Belastung wirkt ständig bzw. wird langsam aufgebracht (Zug, Druck, Biegung,...) -> dynamische Beanspruchung: die einwirkenden Lasten sind zeitlich veränderlich (schlagartige Belastung wie Explosion, Erdbeben oder sich über längere Zeit periodisch ändernde Belastung) -> kombinierte Beanspruchungen: Überlagerung von mehreren statischen und/oder dynamischen Einwirkungen (Druck- und Reibebelastung -> Verschleiß)
• 55. Arten des Feuchtigkeitstransports eine genauer erklären Diffusion = Transport von Wasserdampf -> Ist Wasserdampf der durch ein Bauteil durchdiffundiert Kapillarleitung = Transport von flüssigem Wasser (z.B. Mauerfeuchte); -> wenn poröse Stoffe an der Oberfläche mit Wasser in Berührung kommen, wird in die Kapillarporen Wasser eingesaugt (Bsp: aufsteigende Mauerfeuchte). Ein Wasserfaden steigt in einer Kapillarpore solange hoch, wie die Oberflächenspannung σW dem statischen Druck des Wassers  entgegenwirken kann. Sickerströmung = Transport von flüssigem Wasser (z.B. Grundwasser -> Sickerwasser) -> findet in üblichen Baustoffen kaum statt, herrscht jedoch in Böden vor
• 56. Brandschutzbestimmungen nach ÖNORM ÖNORM EN 13501-1 teilt die Baustoffe hinsichtlich ihres Brandverhaltens in Baustoffklassen ein. Euroklassen für das Brandverhalten von Bauprodukten (mit Ausnahme von Bodenbelägen): -> Brandverhalten: A1, A2, B, C, D, E, F -> Rauchentwicklung: s1, s2, s3 -> Abtropfen bzw. Abfallen: d0, d1, d2 Das Bauprodukt muss je nach Brandsituation in Europäische Klassen und Produktklassen eingeteilt werden und speziellen Prüfverfahren und Kriterien ausgesetzt werden. Das Brandverhalten der Bauteile wird im wesentlichen durch ihre Brandwiderstandsdauer beschreiben. Je nach dem, wie lange dein Bauteil der Beflammung entsprechend der Einheitstemperaturkurve unter der rechnerisch zulässigen Nutzlast standhält, ohne seine Funktionstüchtigkeit einzubüßen, wird er in eine in der ÖNORM EN 13501-2 festgelegten Brandwiderstandsklassen eingereiht. Welchen Brandwiderstandsklassen einzelne Bauteile für verschiedene Gebäudetypen entsprechen müssen, legen die einzelnen Bauordnungen fest. Das Kriterium für die Beschreibung des Feuerwiderstands eines Bauteils ist die Zeitdauer in Minuten, in der die geprüfte Konstruktion Tragfähigkeit, Raumabschluss und Wärmedämmung laut Prüfvorschrift beibehält. Für die Beschreibung des Verhaltens unter der Einheitstemperaturzeitkurve (ETK) werden die nachfolgenden Symbole als Abkürzung verwendet und durch die erfasste Leistungszeit in Minuten ergänzt: -> R          für Tragfähigkeit -> E           für Raumabschluss -> I            für Wärmedämmung Für die Klassen sind folgende Bezeichnungen vorgesehen: a.) für tragende Bauteile: -> REI – Zeit:         Mindestzeit, während der alle Kriterien (Tragfähigkeit, Raumabschluss, Wärmedämmung) erfüllt sind -> RE – Zeit:           Mindestzeit, während der die beiden Kriterien Tragfähigkeit und Raumabschluss erfüllt sind -> R – Zeit:             Mindestzeit, während der das Kriterium Tragfähigkeit erfüllt ist b.) für nichttragende Bauteile: -> EI – Zeit:            Mindestzeit, während der die beiden Kriterien Raumabschluss und Wärmedämmung erfüllt sind -> E – Zeit:              Mindestzeit, während der das Kriterium Raumabschluss erüllt ist c.) Leistungszeiten die Leistungszeit wird mit einer der folgenden Zahlen angegeben: 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 damit können die Klassen festgelegt werden: z.B.: REI 15; RE 30; R 60;...
• 57. E-Modul erklären Ist ein Maß für die Steifigkeit eines Werkstoffs – Verhältnis Spannung zur Dehnung. Je steifer ein Werkstoff – desto kleiner wird seine Verformung unter einer Last sein. Das E-Modul entspricht, (linear-elastisches Verhalten), der Steigung des linearen Anfangsteils der σ - ε-Kurve im Diagramm – je steifer die Gerade ist – desto steifer ist ein Werkstoff –> größerer E-Modul. Basiert auf dem Hook'schen Gesetz: elastische Verformung proportional zur Belastung (linear-elastisches Verhalten) E = σ/ε σ = Spannung ε = Dehnung    
• 58. Druck- und Zugfestigkeitsprüfung erklären Druckfestigkeitsprüfung: die Druckfestigkeit βD wird im Druckversuch gemessen. Der Probekörper Würfel, Prisma, oder Zylinder wird in einer Druckprüfmaschine mit steifen, planparallelen Druckplatten mittig belastet bis der Bruch eintritt. Die Druckfestigkeit hängt bei Beton, Ziegel usw. von der Reibung zwischen Probekörper und Druckplatte ab, die die Querdehnung an den Probekörperenden behindert und die Druckfestigkeit „scheinbar“ steigert (=Bandagierungseffekt). Der Einfluss der Reibung fällt mit zunehmender Schlankheit des Probekörpers. Zugfestigkeitsprüfung: a.) Zugversuch: ist einer der wichtigsten Abnahmeversuche und wird als Grundversuch der Werkstoffprüfung angesehen. Er dient der Ermittlung von Festigkeits- und Verformungseigenschaften von Werkstoffen und der Bauteile aus diesen Werkstoffen. Die Versuchsprobe wird einer stetig zunehmenden Zugbeanspruchung F bis zum Versagen unterworfen. Gleichzeitig werden an ihr dabei die an der Probe beobachteten Verformungen bzw. Dehnungen gemessen. Aus dem Diagramm (Werkstoffkennlinie) lassen sich dann alle entscheidenden Kennwerke, die den Werkstoff bei mechanischer Belastung charakterisieren, entnehmen. Dazu zählen die Bereiche innerhalb derer sich der Werkstoff elastisch oder plastisch verhält. Das in der Kennlinie aufgetretene Maximum kennzeichnet die Zugfestigkeit βZ des Materials. b.) Spaltzugversuch: Bei manchen Materialien (z.B. Beton) ist ein klassischer Zugversuch aus vielen Gründen kaum durchzuführen. Man verwendet als Alternative z.B. den Spaltzugversuch. Man bringt eine linienförmige Druckbeanspruchung auf sich gegenüberliegende Mantellinien von Zylindern oder Prismen auf. Im Inneren der Proben entstehen dadurch Querzugsspannungen, die entsprechend der aufgebrachten Druckbeanspruchung letztlich zum Versagen (Spaltzugbruch) der Probe führen. 
• 59. Was bedeutet Elastizität, Plastizität Elastizität: Ein Werkstoff ist elastisch, wenn er nach Wegnahme der Beanspruchung wieder seine unverformte Ausgangsform annimmt, d.h. die Verformungen des Werkstoffes sind reversibel (umkehrbar). Plastizität: Beansprucht man einen Bauteil über den elastischen Bereich hinaus bis in den plastischen Bereich, geht die Verformung nicht mehr (gänzlich) zurück - die Verformung ist dann plastisch. 
• 60. Erklären Sie die Bedeutungen der Begriffe Schall, Luftschall, Körperschall, Schalldämpfung und Schalldämmung. Schall = ist eine Druckwelle und breitet sich in der Luft als eine Longitudinalwelle (Schwingungsrichtung = Ausbreitungsrichtung) aus Luftschall = Schallwellen die sich über die Luft ausbreiten (Longitudinalwellen) Körperschall = direkte akustische Anregung eines Bauteils (z.B. durch gehen) Schalldämpfung = Absorption: verringert den Schallpegel im Raum selbst Schalldämmung = verhindert die Ausbreitung des Schalls in andere Räume
• 61. Erklären Sie die Diffusionswiderstandzahl u und den sd- Wert. Wovon ist die Diffusionswiderstandzahl abhängig? Die Diffusionswiderstandszahl μ gibt das Verhältnis der WDD-Leitzahl von Luft zu der des jeweiligen Baustoffes an, dadurch kann das Diffusionsverhalten eines Baustoffes gekennzeichnet werden. Die Diffusionswiderstandszahl μ gibt also an, um wie viel mal mehr Wasserdampf je m Dicke pro Stunde und Pro Pa Druckdifferenz durch Luft im Vergleich zum Baustoff hindurchwandert. Sie hängt von der Struktur, Porosität und der Feuchtigkeit des Baustoffes ab. Zur Beschreibung des Diffusionswiderstandes einer Baustoffschicht der Dicke d im Vergleich zu Luft dient die diffusionsäquivalente Luftschichtdecke sd, die den selben Diffusionswiderstand aufweist wie eine Stoffschicht der Dicke d mit der Diffusionswiderstandszahl μ. 

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