Mineralische Baustoffe

Nichthydraulische Bindemittel:

Erhärten nur an der Luft und müssen deswegen partiell austrocknen. Sie sind im erhärteten Zustand wasserlöslich. 

Hydraulische Bindemittel:

Erhärten an der Luft und unter Wasser. 

Sie sind im erhärteten Zustand wasserbeständig.

Bindemittelleim + Sand (max. Korndurchmesser ≤ 4 mm) → Mörtel 

Bindemittelleim + Sand/Kies (max. Korndurchmesser > 4 mm) → Beton

Mischung aus Sand (Korngröße > 63 μm), Schluff (Korngröße > 2 μm) und Ton (Korngröße < 2 μm).

durch Verwitterung aus Fest- oder Lockergesteinen oder

die unsortierte Ablagerung der genannten Bestandteile

oder mager (wenig Tonmineralien)

zunächst Wasser hinzugegeben, auch mit Gesteinskörnung mischen:

Lehm + Wasser → Tonleim 

Lehm + Wasser + Sand → Lehmmörtel 

Lehm + Wasser + Sand/Kies → Lehmbeton

Entwicklungsländern im Hochbau (Häuser, Lehmziegel) und Strassenbau

Schweiz gewinnt er im Hochbau im Zusammenhang mit einem angenehmeren Raumklima wieder zunehmends an Bedeutung. Da der Lehm nicht feuchtebeständig ist, sollte er ungebrannt im Normalfall nur in trockener Umgebung verwendet werden.

Plastizität:

Struktur der Lehmteilchen (Plättchen mit geringer Dicke) - Lehm ein ausgesprochen plastisches Verhalten.

Plastizität = grosse bleibende Verformungen ohne Bruch auszuhalten.

Dieses plastische Verhalten ist beim Lehm stark von der Feuchtigkeit abhängig.

Kapillarkondensation:

Kohäsion (Festigkeit) des getrockneten Lehms durch Kapillarkräfte -> entstehen durch Kapillarporen. 

Je kleiner der Radius des Wassermeniskus zwischen den einzelnen Teilchen ist, umso grösser wird die Anziehungskraft (Kapillarkraft).

Wasser entzogen -> Radien der Wassermenisken zwischen den Teilchen kleiner -> die aus dem kapillaren Unterdruck resultierende Kraft steigt an.

Erhärtung: 

durch Austrocknung (Entzug von Wasser).

Beim Erhärtungsvorgang beginnt der oben beschriebene kapillare Unterdruck zu wirken und die Festigkeit nimmt zu.

Festigkeit und Verformbarkeit sind aber stark feuchteabhängig.

Das Austrocknen des Lehms wird durch eine Volumenreduktion (Schwinden) begleitet. 

Ausgangsprodukt für die Herstellung von Backsteinen sowie der traditionellen Keramikprodukte. Für diese Produkte wird der Lehm am Schluss allerdings gebrannt. 

Zu den gebrannten Tonen gehören folgende Materialien: 

• Backsteine 

• Klinker 

• Steingut 

• Steinzeug 

• Porzellan 

Brenntemperaturen über 1’000°C beginnen einzelne Phasen des Lehms zu schmelzen was zu einer Verdichtung der Masse führt (Sintern). 

• Klinkerprodukte: Boden- und Wandbeläge. Sichtmauerwerk. Diese Steine sind dichter gebrannt und deshalb resistenter gegenüber Witterungseinflüssen. 

• Steinzeugprodukte: Kanalisationen

Hauptrohstoff ist der in der Natur vorkommende Gipsstein: 

CaSO₄ ∙ 2H₂O (Calciumsulfat-Dihydrat) 

Diese kristallwasserhaltige Verbindung bildet einen harten, dauerhaften und beinahe porenlosen Stein. Er wurde bei der Eintrocknung (Verdampfung) abgetrennter Meeresteile vor Urzeiten ausgeschieden.

Das Bindemittel Gips: Natur vorliegenden Form CaSO₄ ∙ 2H₂O durch Entzug des Kristallwassers hergestellt. 21% Wasser.

zunehmendee Brenntemperatur steigt der Grad der Entwässerung, -> unterschiedliche Gipssorten entstehen. 

Halbhydrat Temperatur von max 150 °C - 6% Wasser:Mit Wasser angemacht härtet es an der Luft vollständig aus, ist jedoch nicht wasserbeständig (nicht hydraulisch)!

180 – 240 °C - Anhydrit III, 1% Wasser = Halbanhydrit 

240 – 600°C Anhydrit II, -> höhere Festigkeit und Dichtigkeit: Anhydritbinder in Unterlagsböden 

-> reagiert allerdings nicht mehr von selbst mit Wasser = totgebrannter Gips. 

Ab 600°C teilweise Zersetzung

-> gebrannter Kalk CaO -> Anreger totgebrannten Gips