Brainscape's Knowledge GenomeTM

Browse over 1 million classes created by top students, professors, publishers, and experts.


See full index

Baustoffkunde I > Baustoffkenngrößen > Flashcards

Baustoffkenngrößen Flashcards

1
Q

Nenne drei Stoffe mit einer relativ niedrigen Wärmeleitfähigkeit

A
  1. Porenbeton
  2. Leichtbeton
  3. Holz
  4. Kork
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Nenne drei Stoffe mit einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit

A
  1. Normalbeton
  2. Schwerbeton
  3. Stahl
  4. Naturstein
  5. Fensterglas
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Welche für das Bauwesen relevanten Substanzen werden über Diffusion transportiert?

A
  1. Wasserdampf

2. Salze (z. B. Chloride)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Sortiere die Baustoffe aufsteigend nach der Größe ihrer Wärmeausdehnungskoeffizienten:
Beton, Kunststoff, Aluminium, Stahl

A

Beton - Stahl - Aluminium - Kunststoff

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Wie ist die Rohdichte von Baustoffen definiert?

A

Dichte: Masse / Volumen
Rohdichte: Dichte eines Baustoffes inklusive der Berücksichtigung der Poren/Porensysteme bei der Masse

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Welche beiden Grundvoraussetzungen müssen vorliegen, damit eine Diffusion durch einen Werkstoff stattfindet?

A
  1. Es muss ein Konzentrationsgefälle vorliegen

2. Es muss ein poröser Baustoff sein (diffusionsoffen)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Nennen Sie drei Arten von Poren, welche in einem Beton vorkommen können

A
  1. Gelporen
  2. Kapillarporen
  3. Luftporen
  4. Rüttelporen
  5. Schrumpfporen
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Welchen Zusammenhang zwischen der Rohdichte und der Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen gibt es?

A

Die Wärmeleitfähigkeit ist unter anderem abhängig von der Porösität eines Werkstoffes, die auch die Rohdichte steuert.
Baustoffe mit einer niedrigen Rohdichte weisen im Allgemeinen eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit auf.
Je schwerer ein Werkstoff ist, umso höher ist seine Wärmeleitfähigkeit.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Sie haben ein Haus mit einer Nord-, einer Ost-, einer Süd- und einer Westwand. Im August möchten Sie die Temperatur der Wände für 24 Stunden messen. An welcher Wand erwarten Sie die höchste Temperatur? Begründen Sie Ihre Aussage!

A

Die Wand, die nach Westen ausgerichtet ist, weist die höchste Temperatur auf. Dies ist auf den Sonnenstand und die direkte Sonneneinstrahlung zurückzuführen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Nach einigen Jahren möchten Sie den Anstrich Ihres Hauses erneuern lassen. Welche Farbe werden Sie wählen, wenn Sie die Wandtemperatur Ihres Hauses so gering wie möglich halten wollen?
Begründen Sie Ihre Aussage!

A

Die Wand sollte in weiß gestrichen werden, da weiß die Sonnenstrahlen am meisten reflektiert und somit zu einer geringeren Erwärmung der Wände führt.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Beschreiben Sie den Einfluss des Elastizitätsmoduls bei sonst gleichen Werkstoffeigenschaften auf die Spannung in dehnungsbehinderten Bauteilen.

A

Mit einem steigenden E-Modul nimmt die Spannung proportional zu.
Die Bauteile mit einem höheren E-Modul-Wert weisen eine Anfälligkeit für Risse auf.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Welche Bedeutung hat die Relaxation von Werkstoffen für die Höhe der Spannungen unter Dehnungsbehinderung?
Begründen Sie Ihre Antwort!

A

Die Spannungen werden durch Relaxation abgebaut, sie wirkt daher günstig auf die endgültige Höhe der Spannungen.
Allerdings ist die Relaxation von Spannungen stark zeitabhängig, es dauert demnach je nach Werkstoff mitunter sehr lange bis die Relaxation wirkt.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Wie ist die Dichte definiert?

Bitte geben Sie eine typische Einheit für Dichte an!

A

Definition: Die Dichte bestimmt sein Gewicht und hat Einfluss auf ihre Eigenschaften (physikalisch und mechanisch).
Formel: ρ = m/V (Masse/Volumen)
Einheit: kg/m³

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Was ist der Unterschied zwischen Rein-, Roh- und Schüttdichte?

A

Reindichte: Dichte ohne Poren
Rohdichte: Dichte mit Poren/Porensystemen
Schüttdichte: Zusammensetzung aus Schüttgut und den Hohlräumen zwischen den Körnern

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Die Grobstruktur von Werkstoffen hat einen Einfluss auf deren Eigenschaften.
Beschreiben Sie die Strukturen eines homogen isotropen Werkstoffes.
Geben Sie ein Beispiel an.

A

Ein im Aufbau gleichmäßiger Werkstoff, der sich bei einer Beanspruchung von außen in verschiedene Richtungen gleich verhält (keine Ausrichtung).
Beispiel: Eisen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Die Grobstruktur von Werkstoffen hat einen Einfluss auf deren Eigenschaften.
Beschreiben Sie die Struktur eines heterogen anisotropen Werkstoffs.
Geben Sie ein Beispiel an.

A

Ein Werkstoff, der in Hinblick auf Struktur und Zusammensetzung aus unterschiedlichen Bereichen besteht und mit unterschiedlichen Eigenschaften in verschiedene Richtungen geht.
Beispiel: GFK

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Welche Transportvorgänge finden bei einer Kellerwand aus Beton, die gegen drückendes Wasser abdichtet, statt?
Welcher Vorgang ist maßgebend?
Begründen Sie Ihre Antwort!

A
  • Diffusion -> maßgebend aufgrund der Geschwindigkeit und der Menge des transportierten Stoffes
  • Kapillares Saugen
  • Permeation
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Es gibt bei mineralischen Baustoffen noch weitere lastunabhängige Verformungsanteile, welche insbesondere unmittelbar nach der Herstellung und auch über einen längeren Zeitraum anwachsen.
Welche Verformungsart könnte dies sein und wodurch wird sie hervorgerufen?

A

Verformungsart: Schwinden
Ursache: Der Baustoff zieht sich durch Wasserverlust zusammen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Durch die Einspannung der Mauerwerkwand zwischen zwei Querwänden stellt sich eine konstante Dehnung der Wand ein.
Welche Auswirkungen hat dieser Zustand auf die sich einstellenden Spannungen?
Benennen Sie die gesuchte Materialeigenschaft und beschreiben Sie, wie sich diese auswirkt.
Begründen Sie Ihre Antwort!

A

Materialeigenschaft: Relaxation
Ursache: Der Werkstoff baut Spannungen ab, das heißt die Rissgefahr vermindert sich (sehr zeitabhängig und kann sehr lange dauern)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Von welchen Parametern hängt die Steighöhe beim kapillaren Saugen ab?
Nennen Sie zwei!

A
  1. Kapillardurchmesser
  2. Benetzungswinkel
  3. Rohdichte der Flüssigkeit
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Was ist die Triebkraft der Permeation?

Wie wird der Baustoff bei der Berechnung berücksichtigt?

A
  1. Druckgradient

2. mithilfe des Diffusionskoeffizienten

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Was ist die Triebkraft der Diffusion?

Wie wird der Baustoff bei der Berechnung berücksichtigt?

A
  1. Konzentrationsgradient

2. Mithilfe des Diffusionskoeffizienten

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Gasförmige und flüssige Stoffe werden durch Poren im Baustoff transportiert. Durch welche Poren werden gasförmige und flüssige Stoffe hauptsächlich geleitet und wie groß ist dieser Bereich?

A

Kapillarporen

0,1 - 10μm

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Ordnen Sie die folgenden Baustoffe absteigend nach Ihrer Wärmeleitfähigkeit:
Beton, Polystyrol-Hartschaum, Holz, Stahl

A

Stahl - Beton - Holz - Polystyrol-Hartschaum

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

Wie berechnet man die Querdehnzahl eines Werkstoffes?

A

μ = - εq / εi

  1. Dehnung in Querrichtung ausrechnen
  2. Dehnung in Längsrichtung ausrechnen
  3. Querdehnung geteilt durch Längsdehnung (davor das negative Vorzeichen nicht vergessen)
26
Q

Von welcher Kenngröße hängt die Wärmeleitfähigkeit ab?

A

Rohdichte eines Stoffes

27
Q

Wie würde sich der Atomabstand verändern, wenn die Temperatur zunimmt?
Welchen Einfluss hat das auf die Spannungs-Dehnungslinie?

A

Bei steigender Temperatur nimmt der Atomabstand zu, wodurch das E-Modul kleiner wird und die Spannungs-Dehnungslinie flacher verläuft

28
Q

Nennen Sie die Formel für die Querdehnzahl

A

μ = E/(2*G) -1

29
Q

Wie viel Zement wird benötigt, um einen Kubikmeter Beton herzustellen?
p = 3.100 kg/m³
pRg = 2.700 kg/m³
ps = 1.200 kg/m³

A

Für einen Kubikmeter Beton benötigt man ca. 300 - 400kg Zement. Der gelieferte Zement muss mit der Schüttdichte verrechnet werden, daher: Schüttdichte * Volumen

30
Q

Eine Aluminiumlegierung, die eine Druckfestigkeit von 300N/mm² aufweist, wird aufgeschäumt, wobei die Porösität sinkt. Die neue Porösität liegt bei 80%.
Berechnen Sie die Druckfestigkeit des Materials!

A 
ßD = ß0 * (1-Vp)^n	
Annahme: n = 2
ß0 = 300N/mm² 
Vp = 0,80
ßD = 300N/mm² * (1-0,8)² = 12N/mm²
31
Q

Bei einem Druckversuch werden zwei zylinderförmige Proben aus unterschiedlich linear-elastischen Werkstoffen geprüft. Aus Werkstoff 1 steht ein Zylinder mit einem Durchmesser von 100mm zur Verfügung, beim Probekörper aus Werkstoff 2 handelt es sich um einen Zylinder mit einem Durchmesser von 25mm. Werkstoff 1 besitzt eine Festigkeit von 50N/mm², Werkstoff 2 eine Festigkeit von 20N/mm².
Bei welchen Lasten müssten die beiden Werkstoffe versagen, damit die jeweilige theoretische Festigkeit erreicht wird?

A 
δ = F/A = F/(π*(d/2)²)
F1 = 50N/mm² * (100²*π/4)= 392,7 kN
F2 = 20N/mm² * (25²*π/4) = 9,82 kN
32
Q

Wie wird der Wärmestrom berechnet?

A 
Q = λ * A/d * △T
Wärmestrom = Wärmeleitfähigkeit * Fläche/Durchmesser * Temperaturunterschied
33
Q

Wie lautet die Formel des E-Moduls?

A

E = △δ / △ε

34
Q

Ein 4m hoher Pfeiler wird aus Stahlbeton hergestellt. Dieser wird durch eine Normalkraft auf Druck beansprucht, sodass eine Stauchung von 1‰ entsteht. Danach erwärmt sich die Stütze um 50K.
Berechnen Sie unter Annahme eines sinnvollen Wärmeausdehnungskoeffizienten die Gesamtverfomung des Pfeilers.

A

αT = 1010^-6 1/K
εT = αT * △T = 1010^-6 1/K * 50 = 0,5‰
εges = εT + εel = 0,5‰ - 1‰ = -0,5 ‰
Der Pfeiler wird ingesamt um 0,5‰ gestaucht

35
Q

Welche Verformung ergibt sich aus der Stauchung des Pfeilers?
εges = -0,5 ‰
l = 4m

A

ε = △l/l0 -> △l = ε * l0 = -0,5‰ * 4000mm = -2mm

Der Pfeiler verkürzt sich um 2mm

36
Q

Eine Mauerwand die 10m lang ist (αT = 0,9 * 10^-6) wird zwischen zwei Querwänden eingespannt. Sie hat einen E-Modul von 10.000N/mm² und die Temperaturänderungen beträgt 25°.

a. ) Wie groß muss die Zugfestigkeit sein, damit keine Risse entstehen?
b. ) Wie groß darf der Verformungsanteil sein, damit eine Zugfestigkeit von 0,65N/mm² nicht überschritten wird?

A

a.) εT = αT * △T = 0,9 * 10^-6 * 25 = 0,0225‰
ß = E * ε = 0,0225‰* 10.000 = 0,225N/mm²
b.) ε = ß/E = 0,65N/mm² / 10.000/mm² = 0,065‰
εs = εges - εT = 0,065‰ - 0,0225‰ = 0,0425‰

37
Q

Bestimme den E-Modul zweier Werkstoffe, wenn beide ein Bruchdehnung von 0,09% aufweisen.
δ1 = 50N/mm²
δ2 = 25n/mm²

A 
E = δ/e
E1 = 50N/mm² / (0,09/100) = 55555,56N/mm²
E2 = 25N/mm² / (0,09/100) = 27777,78N/mm²
38
Q

Wie lautet die Formel, wenn nach der Dehnung gefragt wird?

A

Dehnung(ε) = δ/E = △l/l

39
Q

Wie lautet die Formel, wenn nach der Spannung gefragt wird?

A

Spannung(δ) = ε * E = (△l/l) * E

40
Q

Wie wird das Schubmodul eines Werkstoffs berechnet?

A

G = τs/γ

τs: Scherfestigkeit
γ: Angegebene Winkel

41
Q

Eine Mauerwand erfährt im Winter eine Abkühlung und es bauen sich Spannungen auf.
Wie können die resultierenden Spannungen ausgerechnet werden?

A
  1. Dehnung infolge der Temperatur berechnen: εT = αT * △T
  2. Spannung infolge der Temperatur berechnen: δ = εT * E
  3. Wenn eine maximale Zugfestigkeit angegeben ist (ßz) vergleichen, ob diese eingehalten wird (keine Folgen) oder nicht (Folgen)
42
Q

An einer runden, 200mm langen und mit einem Durchmesser von 30mm großen Probe werden Zugversuche durchgeführt und wir erhalten folgende Werte:
A: △l1 = 0,3mm, F(△l1) = 150kN (linearer Verlauf)
B: △l2 = 0,7mm, F(△l2) = 150kn (linear elastischer Verlauf)
C: △l3 = 1,0mm, F(△l3) = 150kn (linearer Verlauf)

Wie sehen die Spannungs-Dehnungslinien dieses Werkstoffes aus?

A
  1. Spannung ausrechnen ( δ = F/A)
  2. Dehnung ausrechnen ( ε = (△l1/l1) * 100)
  3. Einzeichnen
43
Q

Zeichne den Verlauf der Dehnung über die qualitativ für die angegebenen Spannungen in ein passendes Diagramm ein.
σk/ßd = 0,2
σk/ßd = 0,8
Gib für σk/ßd = 0,2 die beiden Verformungsanteile an

A
44
Q

Zeichne in das Diagramm folgende Zusammenhänge ein:

  1. Wärmeausdehnungskoeffizient (y-Achse) und Bindungsenergie (x-Achse)
  2. Druckfestigkeit (y-Achse) und Probekörpervolumen (x-Achse)
A
45
Q

Eine Stütze mit einem Durchmesser von 1 Meter soll eine geringstmögliche Durchbiegung erfahren. Welches Baumaterial (1,2,3) sollte gewählt werden, wenn die Stütze eine maximale Last von 20MN aufnehmen muss?

A
  1. Querschnittsfläche ausrechnen
  2. Aufzunehmende Spannung ausrechnen (F/A)
  3. Überprüfen, ob die Werkstoffe die ausgerechnete Spannung von den Werkstoffen eingehalten wird
  4. Die Werkstoffe, die die vorgegebene Spannung einhalten, vergleichen wie hoch der Wert der Dehnung ist -> der Werktstoff mit dem geringsten Wert wird genommen
46
Q

Zeichne die Spannungs-Dehnungslinie von Gummi

A
47
Q

Zeichne die Spannungs-Dehnungslinie von Beton

A
48
Q

Die Messlänge l0 betrug 150mm und die Masse des Probekörpers 4,0kg.
Berechnen Sie Druckfestigkeit, Bruchdehnung und E-Modul.

A

Druckfestigkeit: ßd = F/A = (250 * 1000) / (150mm² * π/4) = 14,15N/mm²

Bruchdehnung: ε = △l/l = 0,2mm / 150mm = 1,3‰

E-Modul: E = △δ/△ε = 14,15N/mm²/ (1,3/1000) = 10.884,62

49
Q

Gegeben ist das Spannungs-Zeit- und das Dehnungs-Zeit-Diagramm eines Beton-Kriech Versuchs.
Beschreiben Sie den Kriech Versuch in wenigen Worten.
Wie sieht das zugehörige Spannungs-Dehnungs-Diagramm aus?

A

In wenigen Minuten wird die Spannung von 0 auf 20N/mm² erhöht. Dabei entsteht eine Verformung (0,2‰), die durch die Spannung konstant gehalten wird. Später steigt die Spannung dann über einen längeren Zeitraum auf 0,4‰.

50
Q

Eine Mauerwerkwand mit einer Länge von 8m (αT = 0,8 * 10^-6 1/K) wird zwischen zwei Querwänden voll eingespannt. Die Zugfestigkeit des Mauerwerks kann mit ßz(MW) = 0,7N/mm² und der Elastizitätsmodul mit E(MW) = 8.500N/mm² angesetzt werden. Die Mauer wurde im Sommer bei einer Temperatur von 35°C hergestellt. Im Winter treten Temperaturen von -15°C auf.
Welche Folgen hat diese Abkühlung? Führen Sie den Nachweis rechnerisch durch.

A

εT(MW) = αT * △T = 0,8 * 10^-6 * 50 = 0,04‰
σT = εT * E = 0,04 / 1000 * 8.500N/mm² = 0,34N/mm² < 0,7N/mm²
-> keine Folgen

51
Q

Wie ändert sich die Spannungs-Dehnungslinie, wenn anstelle einer statischen Belastung, eine sehr schnelle, stoßartige Beanspruchung auftritt?

A
  • Festigkeit nimmt zu

- etwas steiferes Verhalten

52
Q

Wo liegt die Druckfestigkeit von Aluminium?

A
  • bei Raumtemperatur zwischen 50 - 250 N/mm²

- nimmt mit steigender Temperatur ab

53
Q

Wie lautet der thermische Ausdehnungskoeffizient für Beton?

A

αT = 10 * 10^-6 1/K

54
Q

Wie lautet die Gleichung der kritischen Länge?

A

L0 = △l / (αT *△T)

55
Q

Welcher wesentliche Parameter beeinflusst den Permeationskoeffizienten unmittelbar?

A
  • Porosität

- Porenvergrößerung

56
Q

Um welchen Baustoff handelt es sich?

A
  • Baustoff: Beton
  • Druckfestigkeit zwischen 10 und 100 N/mm²
  • Bruchdehnung bei etwa 2 ‰
  • E-Modul zwischen 20.000 und 50.000 N/mm²
  • Rohdichte zwischen 2000 und 3000 kg/m³
57
Q

Wie lautet der thermische Ausdehnungskoeffizient von Aluminium?

A

αT = 20 * 10^-6 1/K

58
Q

Um welchen Werkstoff handelt es sich?

A
  • Werkstoff: Stahl
  • Fließgrenze und E-Modul stimmen gut überein
  • elastisch plastisches Spannungs-Dehnungslinien Verlauf
59
Q

Ergänzen Sie die folgende Tabelle mit den jeweiligen Festigkeitskennwerten der Baustoffe.

A
60
Q

Ordnen Sie die folgenden Baustoffe nach der Größe ihrer Wärmeausdehnungskoeffizienten:
Stahl, Kunststoff, Beton, Aluminium

A

Beton
Stahl
Aluminum
Kunststoff

61
Q

Zeichnen Sie den qualitativen Verlauf einer linear-elastischen (I), einer nichtlinear-elastischen (II), einer ideal elastisch-plastischen (III) und einer real elastisch-plastischen (IV) Spannungs-Dehnungslinie in einem Diagramm.
Kennzeichnen Sie bei jeder SDL den Bruch und zeichnen Sie einen Entlastungsast ein, wenn die Entlastung kurz vor dem Bruch stattfinden würde.

A

Baustoffkunde I (6 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2024 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions