Bindemittel

LAP-Lernen BSL LENZBURG

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Julia Egli
Diese Lernkarten bieten einen grundlegenden Überblick über Bindemittel und ihre Anwendungen. Sie konzentrieren sich auf verschiedene Arten von Bindemitteln wie Zement, Kalk und Bitumen, deren Eigenschaften, Herstellung und Verwendung. Besonders behandelt werden hydraulische und nichthydraulische Bindemittel, ihre chemischen Prozesse wie Sinterung und Hydration, sowie praktische Anwendungen im Bauwesen, Straßenbau und Korrosionsschutz. Ideal für Schüler, die die Grundlagen der Materialwissenschaft und Bauchemie verstehen möchten.
Karten
25
Lernende
4
Sprache
Deutsch
Kategorie
Berufskunde
Stufe
Grundschule
Erstellt / Aktualisiert
12.09.2013 / 07.03.2022

Cartes-fiches

Was sind Bindemittel?

Bindemittel sind gebrannte, gemahlene mineralische Pulver oder Kunststoffe in chemischer Zusammensetzung.

Hauptbestandteile Zement

Portlandzementklinker: durch Sinterung hergestellt

Hüttensand: granulierte Hochofenschlake durch Schmelzen von  Eisenerzen

Puzzolane

Kalkstein

Silicastaub

Nebenbestandteile Zement

Zement-Zusätze:  um Herstellung oder Eigenschaften von Zement
                                 zu verbessern

Zementarten

CEM I       Portlandzement
CEM II      Portlandkompositzement
CEM III     Hochofenzement
CEM IV    Puzzolanzement
CEM V     Kompositzement
 

Erklärung Bezeichnungen Zement

CEM I 42.5 N:

CEM         Zement gemäss Norm  
I                 Zementart: Portlandzement
42.5          Festigkeitsklasse 42.5
N               normale Anfangsfestigkeit

CEM ii / A-L 32.5R

CEM        Zement gemäss Norm           
II                Zementart: Portlandkomositzement
A              enhält Zusatzstoff
L               Zusatzstoff ist Kalkstein
32.5         Festigkeitsklasse 32.5
R              hohe Anfangsfestigkeit

Was ist Hydration des Zements?

Zement beginnt mit Wasser angemacht chemisch zu reagieren.

Es entsteht Hydrationswärme & führt zum Abbinden & Erhärten des Zementsteins.

2 mineralische Stoffe & ihr Beitrag an Zement, die bei der Hydration entstehen

CSH - Calciumsilikathydrat:
+ Betonfestigkeit
+ Dichtigkeit
+ Betondauerhaftigkeit

CA(OH)2 - Calciumhydroxid-Kristalle:
+ Bewehrungsschutz gegen Korrosion
- Wasserlöslich
- Kalkausblühungen

Wissenswertes über Zementlagerung & Haltbarkeit

- Zement nimmt Feuchtigkeit auf-> Klumpenbildung & minderung des Erhärtungsvermögens

- In Säcken nur beschränkte Zeit & trocken lagern

Baukalke
5 verschiedene Kalke

Calcium, chemisches Element. In Natur nicht rein vor.

Kalkstein, Kalkgebirge, Kalkmergel, enthalten Calciumcarbonat. Für Herstellung von  Hydraulischem Kalk, Weisskalk & Zement

Calciumcarbonat, Pulverförmiger Kalkstein. Verwendung für: Füllstoff in Kitten, Pasten

Gebrannter Kalk, Stückkalk, Calciumoxid (CaO):
Calciumcarbonat auf 1000°C erhitzen-> Kohlendioxid ausgetrieben & Calciumoxid (CaO) erhalten

Weisskalk, gelöschter Kalk, Calciumhydroxid

Funktionsschema von Grundstoffen zum Fertigprodukt

Bindemittel, Wasser,                                  Grundstoffe, werden 
Gesteinskörnung, Zusatzmittel        =        angemacht/gemischt

Ergibt klebrige Masse

Beginn des Erstarrens                  <-          Abbindebeginn
                                           Abbindezeit
Ende des Erstarrens                     <-          Abbindeende
Bindemittelkörner
miteinander verleimt

mit zunehmendem Alter                 <-         Erhärten Beginn       
härter werdendes Produkt             

Fertigprodukt                                  <-         Erhärten Ende
z.b. Beton, Mörtel            Erhärtungszeit   Erreichen der endgültigen
                                                                      Festigkeit 

Was ist Zement?

Herstellung

hydraulisches Bindemittel, anorganischer Stoff mit Wasser gemischt, Zementleim ergibt.
Durch Hydration erstarrt & erhärtet er & nach Erhärten unter Wasser fest bleibt.

Rohmaterial:Kalkstein & Mergel bis zur Sinterung gebrannt-> Zementklinker, wird gemahlen & mit Gips ergänzt.

Erkläre:

Sintern
Klinker

  Sintern:  erhitzen bis zur Schmelzung der äussersten Schicht. Es entsteht Klinker.

Klinker: ist Material, welches bis zur Sinterung gebrannt ist.

Hydraulische Bindemittel

an Luft & unter Wasser härtend (Zement, Putz- & Mauermörtel)

nichthydraulische Bindemittel

nur an Luft härtend (Weisskalk, Gips)
Sie sind erhärtet nicht wasserbeständig

Kalkkreislauf

1. Kalkstein (Calciumcarbonat CaCO3) brennen
    -> Kohlendioxid CO2 entweicht

2. =gebrannter Kalk (Calciumoxid CaO)
    ->"löschen" mit Wasser

3. = gelöschter Kalk (Calciumhydroxid Ca(OH)2) Weisskalk
     -> mischen mit Sand

4. = Kalkmörtel (Ca(OH)2 + Sand )
    -> aufnahme CO2 & Abbinden/Erhärten 
         Dieser Vorgang benötigt viel Zeit. Es entsteht Calciumcarbonat= kalkstein

Hydraulischer Kalk
 

  • Rohmaterial
  • Herstellung
  • Eigenschaften
  • Verwendung

R: Kalkstein & Tonmergel

H:

  • Rohmaterial vermischt & im Schachtöfen bei 1000°C (unter Sinterung) gebrannt.
  • nach Trockenöschen zerfallen gebrannte Kalkstücke in Pulver
  • mit 5% Rohgipsstein ergänzt

Eigenschaften:

  • abbindeende nach ca. 15h
  • feiner als Zement gemahlen
  • plastisch, daher gut verarbeitbar
  • elastisch, wenig anfällig auf Rissbildung
  • Wärme-& schalldämmender als Zement
  • Billiger als Zement

Verwendung:

  • Putz-& Mauermörtel über Terrain-> nicht dauernder Feuchtigkeit ausgesetzt innen & aussen anwendbar
  • bersatzmörtel
  • Zusatz für Pumpbeton & Sichtbetonmischungen

 

Gips

  • Gewinnen
  • hydraulisch oder nicht hydraulisch?
  • Rohmaterial
  • Herstellung
  • Eigenschaften
  • Verwendung

  • Gewinnen durch Erhitzen & Mahlen von natürlichen Gipssteinen
  • Nichthydraulisch

Rohmaterialien:

  • Rohgipsstein

Herstellung:

  • im Vorbrennofen bei 400°C brennen & zu feinem Mehl mahlen & bei Temp. 200°C kochen

Eigenschaften:

  • zieht in 5 min an & bindet in 30 min ab
  • feine, glatte Oberfläche, gut verarbeitbar & formbar, feuerhemmend
  • Wärme- &Schalldämmend
  • wenn feucht: weich -> trocknet wieder
  • greift ungeschützte Eisenteile an

Verwendung:

  • innere Wan- & Deckenputze in nicht ständig feuchten Räumen
  • Gipsbaupletten wie: Vollgips-, Gipskarton- oder Gipsfaserplatten

Huppererde

  • Fabrikation:
  • Eigenschaften:
  • Verwendung

Fabrikation:

  • gemahlener, feuerfester Ton

Eigenschaften:

  • endgültige (unlösliche)Erhärtung durch Hitze, feuerbeständig

Verwendung:

  • Fugen- & Verputzmörtel im Ofen-, Cheminée- & schamottekaminbau

Anwendungsbereich          
Organische Bindemittel (Kunststoffbindemittel)

Beton:

  • Fertigbauteile wie Ablaufrinnen, Lichtschächte, Sockelelemente, Sturzelemente
  • Kunststoffbindemittel sind zu teuer um damit Konstruktionsbeton herzustellen

Mauer- & Klebemörtel:

  • elastisch, wetterbeständig
  • nur wirtschaftlich bei geringem Materialverbrauch

Putzmörtel:

  • elastisch, wetterbeständig, sehr gute Haftfestigkeit

 

Asphalt (bituminöse Bindemittel)

  • Asphalt ist...?
  • Entstehung?
  • gewinnung
  • anwendung
     

  • ... in der Natur vorkommndes Gemisch
  • durch Verdunstungs- & Oxidationsvorgängen von Erdöl

Gewinnung:

  • abbau in USA
  • auch Künstlich herstellbar

Anwendung:

  • fest oder zähflüssig, brennbar
  • für Strassenbeläge & Dachpappen
  • Strassenbau: Bitumen & Sand, Splitt mit Asphalt heiss gemischt. Fachausdruck: Asphalt-Beton

 

 

Teer (bituminöse Bindemittel)

  • Festigkeit?
  • Entstehung?
  • Gewinnung /Anwendung:

Festigkeit:

  • flüssig bis halbfest

Entstehung:

  • Trockendestillation von Torf, Holz, Kohle, Knochen & organischen Materialien

Gewinnung/ Anwendung:

  • Bitumen & Ter aus grundverschiedenen Rohstoffen
  • Grundmaterial: Steinkohle
  • Teer= kanzerogen ( Krebserregend, erzeugend)
  • wind als Bindemittel nicht mehr eingesetzt

Bitumen (bituminöse Bindemittel)

 

  • Stoffgemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen & Wasser
  • natürliche Bitumina = Erdöl, Erdgas, Sphalt, Teer
  • schwarz, zähflüssig, klebrig, wasserabstossend
  • gegen Chemikalien weitgehend undempfindlich

 

Bitumen (bituminöse Bindemittel)

Anwendungen:

  • Strassenbau: Parkplätze, Wege, Strassen, Autobahnen
  • Wasserbau: Abdichtungen, Schutz des Grundwassers, Schifffahrtskanäle
  • Hochbau: Flachdachabdichtunge, Klebemittel für Schall- & Wärmedämmung, Dichtungsband
  • Tunnelbau: Abdichtung gegen Grundwasser
  • Erdbau: Stabilisierung von Bodenmaterial
  • Korrosionsschutz: Schützen von erdverlegten Leitungen gegen Korrosion, Pipelines

Bitumen (bituminöse Bindemittel)

Beläge:

  • Oberflächenbehandlung:
    bituminöses Bindemittel auf bestehende Strassendecke aufsprühen, mit Splittern abgestreut& eingewalzt
     
  • Kunststoffmodifizierte Beläge:
    verbessern Gebrauchsverhalten bei Hitze & Kälte. Anwendung: bei hoher Verkehrsbelastung
     
  • Dünnschichtasphalt DAS:
    mischbeläge mit kleinerer Schichtstärke als vorgeschrieben.
    Anwendung: im Strassenunterhalt bei erneuerung abgenutzter Beläge
     
  • Gussasphalt GA:
    streichbare Masse aus Split, Sand & Filler mit bituminösem Bindemittel gemischt & aufgeheizt
    Anwendung: Feuchtigkeitsabdichtung bei Brücken, Flachdachbelägen & bei starker Beanspruchung (Lagerplätze, schwerem Verkehr)

Recycling von bituminösen Belägen

  • wiederaufbereitung sinnvoll & einfach
  • durch aufsprühen von Bitumen auf bestehende Strassendecken, abstreuen mit Splitter & einwälzen

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