Klausur


Lisa Bär
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über die Baustofftechnologie für Universitätsstudenten. Sie behandeln die Eigenschaften und Anforderungen von Gesteinskörnungen, Beton, Zement und anderen mineralischen Bindemitteln. Die Karteikarten erklären die verschiedenen Arten von Gesteinskörnungen, ihre Herstellung, Verwendung und die physikalischen sowie chemischen Eigenschaften. Besonders nützlich sind sie für Studierende der Bauingenieurwissenschaften, da sie detaillierte Informationen zu den Materialien und Prozessen liefern, die in der Baustoffindustrie von großer Bedeutung sind.
Karten
66
Lernende
1
Sprache
Deutsch
Kategorie
Naturkunde
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
13.02.2023 / 21.02.2023

Lernkarten

Was sind Umwandlungsgesteine? (Erklärung und jeweils 1 Beispiel)

Nachträgliche Umwandlung von Erstarrungs- oder Ablagerungsgesteinen. Unter Hitze von Magmaausbrüchen und Gebirgsdruck (kristalline Umbildungen) oder unter chemischer Einwirkung gelöster bzw. gasförmiger Stoffe. (Bsp. Kalkstein zu Marmor) 

  1. Kristalline Umlagerungen 
  • Bsp. Gneis, Kristalliner Schiefer, Phyllit, Quarzite, Marmor 
  1. Chemische Umwandlung 
  • Bsp. Serpentingestein, Asbest, Talk (Speckstein) 

Nennen Sie (drei) physikalische Zerstörungsursachen bei Naturgesteinen.

(Jeweils 1 Beispiel dazu)

  •  
  • Frostzerstörung bei Feuchtigkeitsanreicherungen im Gestein (9% Volumenausdehnung bei Eisbildung) -> überall wo Wasser eindringt und wenig Hohlraum platzt Stein auf 
  • Rostzerstörungen durch Oxidation fest eingelassener Eisenteile -> z.B Geländer oder Verankerungen infolge des mehrfachen Volumen von Rost gegenüber Eisen 
  • Spannungsschäden an Fassadenbekleidungen und Bodenbeläge -> bspw. Durch Verformungsschäden an der Oberfläche von Bauteilen durch starke Temperaturwechsel -> Platten stoßen aneinander 

Nach der Kornrohdichte werden Gesteinskörnungen in 3 Gewichtsklassen eingeteilt. Nennen Sie diese Klassen, die dazugehörige Kornrohdichte und je ein Beispiel.

  •  
  • Leichte GK < 2000kg/m3 (Bims, Blähton, Lavaschlacke,…)
  • Normal GK >/= 2000kg/m3 (Kalkstein, Quarz, Basalt,..)
  • Schwere GK >/= 3000kg/m3  (Schwerspat, Magnetit, Metall,..) Zuschlag im Beton

Wo werden Natursteine im Bauwesen hauptsächlich verwendet?

  • Naturstein Mauerwerk 
  • Stützmauer 
  • Randsteine
  • Pflastersteine
  • Tagschichten
  • Gesteinskörnung für Asphalt und Beton
  • Treppenhäuser/Innenausbau

Welche 4 Arten (Überbegriffe) von Gesteinskörnungen gibt es? (Jeweils kurze Erklärung)

Natürliche Gesteinskörnung 

  1. Gewinnung aus natürlichen Lagerstätten (Lockergestein)
  •  
  • Verwendung als ungebrochene oder nachgebrochene GK 
  • Flusskiessand: Ablagerungen in Flüssen und Flussniederungen. Körnung durch Strömung meist glatt und feinstoffarm -> Rund geschliffen, am besten für Korngerüst 
  • Grubenkiessand: Ablagerungen von Gletschern (Moränen) mit gedrungener, wenig abgeschliffener Körnung, meist lehmig -> schlecht für Korngerüst 
  • Vulkanisches Gestein: Ablagerungen vulkanischen Ursprungs mit porigem Gefüge (Bims, Lava, Schlacke, Tuff, …)
  1.  Gewinnung aus Steinbrüchen (Festgesteine)
  • Gebrochene GK aller Gesteinsarten außer schiefrigen, mergeligen sowie sulfathaltigem Gestein -> Schotter& Split (gleiche Material aber Unterschied in Größe der Körner), Brechsand 

Industriell hergestellte Gesteinskörnung 

  1. Hochofenschlacke -> wird häufig bei Beton verwendet 
  2. Steinkohleasche (Flugasche)
  3. Sinterbims aus verschiedenen Grundstoffen 

Rezyklierte Gesteinskörnung (bereits verwendete, aufbereitetes Material) 

  • zur Herstellung von Beton
  • Material, dass aus der Aufbereitung bereits verwendeter Baustoffe 
  • Ressourcenschonung, Umweltschutz und Energieeinsparung

Erläutern Sie die Korngruppeneinteilung (Prüfsiebsatz). Teilen Sie die Siebe in Maschen- und Quadratlochsiebe ein.

  • Korngruppen sind durch obere und untere Prüfkorngrößen begrenzt, die durch Siebung mittels unterer (d) und oberer (D) Siebgröße bestimmt, und durch das Verhältnis d/D ausgedrückt werden.
  • (0,063) -0,125-0,25-0,5-1,0-2,0 Maschensieb 
  • 4,0-8,0-16,0-31,5-63,0-125mm Quadratlochsieb 

Welchen drei Güteanforderungen müssen Gesteinskörnungen genügen? (kurze Erklärung!)

1. geometrische Anforderungen 

  • Kornzusammensetzung
  • Kornform von groben Gesteinskörnungen 
  • Muschelschalengehalt von groben GK 
  • Gehalt an Feinanteilen 

2. Physikalische Anforderungen 

  • Festigkeit 
  • Widerstand gegen Zertrümmerung
  • Widerstand gegen Verschleiß von groben GK 
  • Widerstand gegen polieren und Abrieb von groben GK zur Verwendung in befahrenen Oberflächen
  • Kornrohdichte und Wasseraufnahme
  • Schüttdichte 
  • Dauerhaftigkeit, 
    • Frost und Frost-Tausalz-Beständigkeit 
    • Raumbeständigkeit -> schwinden infolge Austrocknen 
    • Alkali-Kieselsäure-Reaktion 

3. Chemische Anforderungen 

  •  
  • Gehalt an stahlangreifenden Stoffen
  • Gehalt an schwefelhaltigen Bestandteilen 
  • Gehalt an störenden Bestandteilen (verändern Erstarrungs- oder Verhärtungsverhalten von Beton, beeinflussen Oberflächenbeschaffenheit von Beton

Erklären Sie die Begriffe Feinanteile und Mehlkorn in Bezug auf GK.

  • Anteil der GK der durch das 0,063mmm Sieb fällt -> Feinanteil

Unterscheiden Sie die Begriffe Schüttdichte, Kornrohdichte und Dichte bei Gesteinskörnungen. Nennen Sie die allgemeine Formel für die Dichte.

  • Dichte (=Stoffdichte ohne Eigenporen)
  • Schüttdichte: Die Dichte des losen geschütteten trockenen Materials, einschließlich, Korngröße, Kornform, Verdichtungsgrad und Feuchtigkeitsgehalt 
  • Kornrohdichte: Stoffdichte inkl. Der Eigenporen. Wird mit Hilfe des Pyknometerverfahrens oder bei grober GK über das Wasserverdrängungsverfahren ermittelt.

Erklären Sie den Begriff „Alkali-Richtlinie“.

Auch DAfStb-Richtlinie Vorbeugende Maßnahmen gegen schädigendeAlkalireaktion im Beton genannt.Ist für die Beurteilung von Gesteinskörnungen anzuwenden und beschreibt die Anforderungen, Prüfung und Überwachung von Gesteinskörnung mi Kieselsäurehaltigen Stoffen. DK mit alkalireaktiver Kieselsäure können mit dem im Beton gelösten

Alkalihydroxid zu einem Alkalisilikat reagieren, was zu einer

Volumenvergrößerung mit anschließender Schädigung des Betons führen

kann. Dies ist die Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR). Ablauf und Ausmaß

dieses Schädigungsprozesses ist von Art und Menge der alkaliempfindlichen

GK abhängig. Dafür ist die Alkali-Richtlinie da um die GK zu klassifizieren

Welche Anforderungen werden speziell an „enggestufte grobe GK“ und an „weitgestufte grobe GK“ gestellt?

  • Enggestufte, grobe GK: häufig verwendeten Korngruppen 2/8, 8/16, 16/32. Überkorn muss zu 98% durch das nächstgrößere Prüfsieb hindurch gehen. Unterkorn: muss zu 95% auf dem Sieb der Siebweite d/2 liegen bleiben.
  • Weitgestufte, grobe GK: Überkorn max. 10%, Unterkorn max. 15%

Wie werden mineralische Bindemittel nach ihrem Reaktionsmechanismus eingeteilt? (mit Bsp)

Nicht hydraulische Bindemittel erhärten nach Wasserzugabe ausschließlich an der Luft:

  • Gips 
  • Anhydrit
  • Luftkalk 

Hydraulische Bindemittel erhärten nach Wasserzugabe an der Luft und unter Wasser:

  • Zement 
  • Baukalk 

Nennen Sie die jeweils entstehenden Hydratstufen zum Brennen des Gipssteins und die jeweiligen Eigenschaften die hierbei entstehen.

In Natur als Calciumsulfat-Dihydrat (Gipsstein) und als kristallwasserfreie Calciumsulfat (Anhydrit) 

  • gebrochener Gipsstein wird gebrannt und anschließend gemahlen, Erhärtungsverhalten hängt vom Brennvorgang ab:
    • Alpha- Halbhydrat beim nassen brennen -> beim Abbinden hohe Festigkeit 
    • Beta - Halbhydrat beim trockenen brennen -> geringe Festigkeit

Nennen Sie jeweils 2 Baugipssorten mit und ohne werkseitig beigegebene Zusätze.

 

ohne: Putzgips und Stuckgips

mit: Fugengips und Modelgips 

Erläutern Sie den Erhärtungsvorgang von Zement allgemein.

Zementleim -> Zementgel plastisch -> Erstarren -> Zementgel erstarrt -> Erhärten -> Zementstein Anfangsfestigkeit -> Zementsetin Normfestigkeit (erreicht nach 28 Tagen)

Welche Stoffe bilden bei der Erhärtung von Zement die Voraussetzung der Rostsicherheit?

Calziumhydroxid

Feine GK Durchmesser und Verwendung

D kleiner gleich 4mm 

Mörtel teils noch Estrich 

Grobe GK Durchmesser und Verwendung 

D größer als 4mm und d größer gleich 2mm 

4/8 Estrich 

Beton 

Wie entsteht feine GK?

  • durch natürlichen Zerfall
  • durch brechen von Kies oder Fels
  • industriellchergestellte GK (Hochofenschlacke)
  • aus rezyklierung 

 

 

Einflüsse Kornzusammensetzung für Betonherstellung 

  • Umhüllung grobkörniger Gemische -> wenig Zementleim nötig
  • Umhüllung feinkörniger Gemische -> viel Zementleim nötig (Bindemittelfresser) 

Zementherstellung 

  1. Kalkstein Abbau 
  2. Brecher 
  3. Trocknen und Mahlen 
  4. Silieren und Homogenisieren 
  5. Klinker-Brennen im Drehofen 
  6. Klinker kühlen 
  7. Zumahlen von Trass, Hüttensand, Kalksreinmehl, Flugofenasche Gips für besondre Eigenschaften
  8. Zement mahlen 

Verschiedene Zementarten

  • Portlandzement 
  • Portlandhüttenzement 
  • Portlandpuzzolanzement 
  • Portlandflugaschezement 

Estricharten Verbundestrich 

Verbundestrich 

Estricharten Estrich auf Trennschicht 

Estrich auf Dämmschicht 

Schwimmender Estrich 

Beton Einteilung 

  • Trockenrohdichhte 
  • Erhärtungszustand 
  • Ort des Herstellens 
  • Ort des Einbringens in Schalung 

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