Mallon Bauchemie

1., Aufl
ISBN: 978-3-8343-6025-0
Verlag: Vogel Communications Group GmbH & Co. KG
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 213 Seiten

Mehr denn je ist der Entscheidungsträger in Wirtschaft und Behörde, ob als Ingenieur, Architekt oder Praktiker gefordert, breitgefächerte technische und ökologische Fragen zu Baumaterialien zu beantworten. Das Buch beschreibt das Grenzgebiet zwischen Baustoffkunde und Chemie, zwischen Bindemitteln und chemischen Verbindungen, zwischen Bauschäden und chemischen Schadensreaktionen. Mit insgesamt 20 Kapiteln vermittelt das Buch Grundwissen zum aktuellen Tagesgeschäft, von Zement zu Zusatzmitteln, von Korrosion zu Keramik, von Formaldehyd zu Fasern um nur einige Aspekte zu nennen. Das bewährte Konzept der Kamprath-Reihe ermöglicht es dem Leser, gezielt auf benötigte Informationen zuzugreifen, Verständnis für komplexe Zusammenhänge zu erhalten und bereits erlerntes Wissen aufzufrischen. Auch Studierenden hilft dieses Buch, Baustoffe nicht nur nach Norm kennen zu lernen, sondern sie auch zu verstehen.

Der Autor

Dr. Dipl.-Chem. THOMAS MALLON Jahrgang 1947 absolvierte ein Chemiestudium an der Universität Würzburg und promovierte auf dem Gebiet der anorganischen Chemie.

Es folgten Tätigkeiten an der TU München (Gebiet Korrosion von Stahl und Spannbeton) und in der Industrie (Gebiet Betonzusatzmittel), als Laborleiter eines mittelständischen Unternehmens für bauchemische Produkte, Projektmanager in einem Unternehmen der Entsorgungswirtschaft (Recycling baustofflich verwertbarer Reststoffe) sowie als selbstständiger Berater in der Baustoffindustrie und Lehrbeauftragter im Bereich Bauingenieurwesen an den Fachhochschulen Nürnberg und Biberach.

Autoren/Hrsg.

Mallon, Thomas

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort;5
2;Inhaltsverzeichnis;6
3;1 Chemische Grundlagen;12
3.1;1.1 Stoffe und Symbolik;12
3.2;1.2 Atombau;13
3.3;1.3 Periodensystem;17
3.4;1.4 Chemische Bindung;17
3.5;1.5 Chemisches Gleichgewicht;20
3.6;1.6 Geschwindigkeit chemischer Reaktionen;21
3.7;1.7 Säure- und Basenstärke;21
3.8;1.8 Oxide;22
3.9;1.9 pH-Wert;24
3.10;1.10 Salze und Hydrolyse;25
3.11;1.11 Wertigkeiten;25
3.12;1.12 Beispiele chemischen Rechnens (Stöchiometrie);26
3.13;1.13 Härte des Wassers;27
3.14;1.14 Kalk-Kohlensäure- Gleichgewicht;28
4;2 Prüfung betonangreifender Wässer;30
4.1;2.1 Prüfung nach DIN 4030;30
4.2;2.2 pH-Wert;31
4.3;2.3 Geruch;31
4.4;2.4 Härte;31
4.5;2.5 Kalklösende Kohlensäure;31
4.6;2.6 Chlorid;31
4.7;2.7 Magnesium;31
4.8;2.8 Ammonium;31
4.9;2.9 Sulfat;32
5;3 Radioaktivität in Bauten und Baustoffen;34
5.1;3.1 Allgemeine Einschätzung;34
5.2;3.2 Arten der radioaktiven Strahlung;34
5.3;3.3 Kenngrößen;34
5.4;3.4 Allgemeine Strahlenbelastung;35
5.5;3.5 Radon aus dem Baugrund;35
5.6;3.6 Radon aus Baustoffen;38
5.7;3.7 Richtwerte;38
6;4 Elektrochemie;40
6.1;4.1 Begriffe;40
6.2;4.2 Entstehung galvanischer Elemente;40
6.3;4.3 Elektrochemische Spannungsreihe;43
6.4;4.4 Korrosionselemente;45
6.5;4.5 Elektrolyse;49
6.6;4.6 Korrosionsschutz;52
7;5 Nichteisenmetalle (Baumetalle);54
7.1;5.1 Aluminium;54
7.2;5.2 Zink;56
7.3;5.3 Blei;57
7.4;5.4 Kupfer;59
7.5;5.5 Einwirkung von Bindemitteln auf Baumetalle;60
8;6 Eisen und Stahl;62
8.1;6.1 Eisenerz;62
8.2;6.2 Hochofenprozess;62
8.3;6.3 Roheisen;62
8.4;6.4 Schlacke;63
8.5;6.5 Stahlgewinnung;63
8.6;6.6 Unlegierter Stahl;64
8.7;6.7 Legierter Stahl;64
8.8;6.8 Kennzeichnung von Stählen;64
8.9;6.9 Thermische Behandlung von Stahl;65
8.10;6.10 Fe-C-Diagramm;65
8.11;6.11 Stähle für den konstruktiven Ingenieurbau;67
9;7 Silikatchemie;68
9.1;7.1 Chemische Grundlagen;68
9.2;7.2 Natürliche Silikate;71
9.3;7.3 Künstliche Silikate;72
9.4;7.4 Siliziumdioxid;74
10;8 Baukalk;76
10.1;8.1 Einleitung;76
10.2;8.2 Luftkalk;76
10.3;8.3 Hydraulisch erhärtende Kalke;79
10.4;8.4 Anwendung von Baukalk;81
11;9 Latenthydraulische Stoffe und Puzzolane;84
11.1;9.1 Allgemeines;84
11.2;9.2 Latenthydraulische Stoffe;84
11.3;9.3 Puzzolane;84
12;10 Zement;88
12.1;10.1 Geschichtliches;88
12.2;10.2 Abgrenzung zu hydraulischem Kalk;88
12.3;10.3 Herstellung von Zement;88
12.4;10.4 Chemische Zusammensetzung;89
12.5;10.5 Mineralische Zusammensetzung;91
12.6;10.6 Eigenschaften der Klinkermineralien;91
12.7;10.7 Reaktion mit Wasser (Hydratation);92
12.8;10.8 Calciumsulfatzusatz;93
12.9;10.9 Variation im Klinker;93
12.10;10.10 Zementbestandteile;94
12.11;10.11 Zementarten nach Norm;96
12.12;10.12 Anforderungen und Prüfungen;100
12.13;10.13 Arbeitsschutz;101
12.14;10.14 Lagerung;102
12.15;10.15 Nicht genormte Zemente;102
13;11 Gips und Anhydrit;106
13.1;11.1 Begriffe;106
13.2;11.2 Gipsrohstoffe;106
13.3;11.3 Anhydritrohstoffe;106
13.4;11.4 CaSO4-Modifikationen;107
13.5;11.5 Erbrennen von Gips- und Anhydritbaustoffen;107
13.6;11.6 Technische Produkte;107
13.7;11.7 Anwendungstechnische Eigenschaften von Gips und Anhydrit;108
13.8;11.8 Gipsbaustoffe;110
13.9;11.9 Anhydritbaustoffe;112
14;12 Magnesiabinder;114
14.1;12.1 Begriffe;114
14.2;12.2 Herstellung;114
14.3;12.3 Eigenschaften;114
15;13 Korrosion von Beton und Stahlbeton;116
15.1;13.1 Allgemeines;116
15.2;13.2 Physikalische Korrosion;116
15.3;13.3 Chemische Korrosion;119
15.4;13.4 Elektrochemische Korrosion (Korrosion der Bewehrung);122
15.5;13.5 Biologische Korrosion;127
15.6;13.6 Mechanismus und Beurteilung des Eindringens von Schadstoffen in den Beton;128
15.7;13.7 Maßnahmen zum Korrosionsschutz;129
16;14 Bauschädliche Salze;132
16.1;14. 1 Allgemeines;132
16.2;14.2 Mineralische Baustoffe;132
16.3;14.3 Salzschäden;132
16.4;14.4 Aufsteigende Mauerfeuchtigkeit;135
17;15 Betonzusätze;138
17.1;15.1 Definition;138
17.2;15.2 Normen;138
17.3;15.3 Arten von Betonzusatzmitteln;138
17.4;15.4 Prüfungen für die Erteilung von Zulassungen für Betonzusatzmittel;139
17.5;15.5 Überwachung von Betonzusatzmitteln;141
17.6;15.6 Anwendung und Wirkung von Betonzusatzmitteln;141
17.7;15.7 Betonzusatzstoffe;145
17.8;15.8 Praxisbeispiel: Selbstverdichtender Beton;146
17.9;15.9 Praxisbeispiel: Hochfester Beton;147
18;16 Kunststoffe;148
18.1;16.1 Historie der Kunststoffe;148
18.2;16.2 Terminologie/Normen;148
18.3;16.3 Synthese und Eigenschaften;148
18.4;16.4 Mechanisch-thermisches Verhalten;151
18.5;16.5 Beeinflussung von Kunststoffeigenschaften durch Zusätze;153
18.6;16.6 Charakteristische Kenngrößen und wichtige Gebrauchseigenschaften;154
18.7;16.7 Bautechnisch wichtige Kunststoffe;157
18.8;16.8 Anwendungen von Kunststoffen im Bauwesen;164
19;17 Bitumen, Steinkohlenteerpech, Asphalt;166
19.1;17.1 Begriffsdefinitionen;166
19.2;17.2 Herstellung von Bitumen;166
19.3;17.3 Bitumenarten;168
19.4;17.4 Eigenschaften von Bitumen;168
19.5;17.5 Messmethoden an Straßenbaubitumen;170
19.6;17.6 Anwendung von bitumenhaltigen Baustoffen;171
20;18 Holz und Holzschutz;172
20.1;18.1 Aufbau des Holzes;172
20.2;18.2 Zusammensetzung des Holzes;172
20.3;18.3 Holzangriff;173
20.4;18.4 Holzschutz allgemein;174
21;19 Anstriche und Anstrichstoffe;180
21.1;19.1 Arten von Anstrichen;180
21.2;19. 2 Zusammensetzung;180
21.3;19.3 Arten von Anstrichstoffen;180
22;20 Schadstoffe beim Bauen und Wohnen;184
22.1;20.1 Gefahrstoffe und Gefahrstoffsymbole;184
22.2;20.2 Grenzwerte am Arbeitsplatz;185
22.3;20.3 Schadstoffe im Bereich Zement;186
22.4;20.4 Schadstoffe im Bereich der Schal- und Trennmittel;186
22.5;20.5 Schadstoffe im Bereich der Holzschutzmittel;187
22.6;20.6 Schadstoffe im Bereich der Abbeizmittel;187
22.7;20.7 Schadstoffe im Bereich Fußbodenlegen;187
22.8;20.8 Halogenorganische Verbindungen in Innenräumen;188
22.9;20.9 Schadstoffe im Bereich Fasern und Stäube;188
22.10;20.10 Formaldehyd;190
22.11;20.11 Isocyanat;190
22.12;20.12 Schimmelbildung;190
23;Anhang;194
23.1;A1 Periodensystem der Elemente bis Element 103 [64];194
23.2;A2 Löslichkeiten baurelevanter anorganischer Verbindungen bei 20 °C;195
23.3;A3 Grenzwerte nach Trinkwasserverordnung;196
23.4;A4 Relative Molekülmassen bauchemisch gebräuchlicher Elemente und Verbindungen;198
24;Literatur- und Quellenverzeichnis;200
25;Stichwortverzeichnis;202
26;Mehr eBooks bei www.ciando.com;0

Leseproben

17 Bitumen, Steinkohlenteerpech, Asphalt (S. 165)

17.1 Begriffsdefinitionen

Steinkohlenteerpech ist ein Rückstandsprodukt, das bei der zersetzenden Destillation der Steinkohle (ca. 1000 °C) bzw. des Steinkohlenteers unter Luftabschluss anfällt. Unkorrekterweise wurde Steinkohlenteerpech früher als «Teer», dem Vorprodukt, bezeichnet. Bitumen und Steinkohlenteerpech wurden unter dem Überbegriff «bituminöse Bindemittel» zusammengefasst, obwohl beide Stoffe grundverschiedener Herkunft sind. Dies geschah aufgrund des ähnlichen optischen Erscheinungsbildes (Konsistenz, braune bis schwarze Farbe) und einer Reihe von gemeinsamen Anwendungseigenschaften (z.B. Thermoplastizität).

Die Norm DIN 55 946 (1983) unterscheidet klar nach Bitumen und Pech. Pech oder pechhaltig werden solche Stoffe bezeichnet, die früher Teer oder teerhaltig hießen. Bedeutung haben pechhaltige Straßenbaustoffe nur noch in der Wiederverwertung des pechhaltigen, alten Straßenaufbruchs.

Als Bitumen bezeichnet man natürlich vorkommende, z.B. in Asphaltgesteinen, oder aus Erdöl ohne Zersetzung gewonnene Kohlenwasserstoffgemische.

Aufgrund der in Steinkohlenteerpech enthaltenen polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK), wie z.B. dem als karzinogen eingestuften Benzo[a]pyren, und grundwassergefährdender Phenole darf Steinkohlenteerpech in Deutschland nicht mehr als Baustoff im Straßenbau und in der Bauwerksabdichtung verwendet werden.

Asphalt ist ein Gemisch aus Bitumen und Mineralstoffen. Gemische mit Zuschlägen <2 mm nennt man Asphaltmastix. Naturasphalte (z.B. Trinidad-Asphalt, Vorwohler Asphaltkalkstein südlich Hannover) sind natürlich vorkommende Gemische aus Bitumen und Mineralstoffen. Sie sind durch Verdunstung leichtflüchtiger Erdölbestandteile und oxidative Vernetzung der schwerer flüchtigen Erdölbestandteile entstanden.

17.2 Herstellung von Bitumen

Rohstoff Erdöl

Als Rohstoff für die Herstellung von Bitumen dient Erdöl. Erdöl ist ein in der Natur vorkommendes Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Es finden sich in ihm paraffinische (aliphatische), naphthenische (alizyklische) und in geringen Mengen aromatische Kohlenwasserstoffe sowie Schwefel-, Sauerstoff- und Stickstoffverbindungen. Die Zusammensetzung wechselt stark. Man unterscheidet zwischen paraffinbasischen (im Sinne von paraffinbasierenden, z.B. Pennsylvania, USA, Kuwait), naphthenbasischen (z.B. Rumänien, Baku) und gemischtbasischen Erdölen. Naphthenbasische Erdöle können relativ aromatenreich sein (Borneoöl 39%).

Destillation

In den Raffinerien wird Erdöl zunächst bei Atmosphärendruck destilliert. Dabei entweichen mit steigender Temperatur Benzin (Leicht- und Schwerbenzin, C6 bis C11, bis 180 °C), Kerosin (Flugturbinentreibstoff, C10 bis C14, 180 °C bis 240 °C) und Gasöl (Dieselkraftstoff, Heizöl C11 bis C20, 240 bis 360 °C). Höher siedende Fraktionen (über 350 °C) werden wegen ihrer Zersetzlichkeit schonend im Vakuum destilliert. Als Vakuumdestillate fallen Motorenöl, Maschinenöle und Schmieröle an.