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Baustoffkunde II > Bindemittel > Flashcards

Bindemittel Flashcards

1
Q

Ordnen Sie den Klinkermineralien die notwendige Temperatur der Herstellung zu:
Tricalciumsilikat, Calciumaluminiumferrit, Tricalciumaluminat, Dicalciumaluminat

A

Tricalciumsilikat: > 1300°C
Calciumaluminiumferrit: > 1100°C
Tricalciumaluminat: > 850°C
Dicalciumaluminat: > 1000°C

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Q

Ordnen Sie den Stoffen die richtige Eigenschaft zu:

Hüttensand, Silikastaub, Kalksteinmehl, Flugasche

A

Hüttensand: Latent-hydraulisch
Silikastaub: Puzzolanisch
Kalksteinmehl: Innert
Flugasche: Puzzolanisch

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3
Q

Was ist die Wirkungsweise von Kalksteinmehl?

A

Verbesserung der Verarbeitbarkeit und Füller-Effekt

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4
Q

Was ist die Wirkungsweise von Hüttensand?

A

Beitrag zu Zement- und Betondruckfestigkeit

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5
Q

Was ist die Wirkungsweise von Flugasche?

A
  • Beitrag zur Zement- und Betondruckfestigkeit

- Verbesserung der Verarbeitbarkeit und Füller-Effekt

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6
Q

Ordnen Sie die Bindemittel der richtigen Bindemittelgruppe zu:
Hydratbindemittel, Luftbindemittel, Hydraulische Bindemittel, Mischform

A

Hydratbindemittel: Gips
Luftbindemittel: Magnesiabinder
Hydraulische Bindemittel: Zement
Mischform: Kalkzementputzbinder

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7
Q

Definieren Sie Luftbindemittel

A
  • erhärten an der Luft

- bedingt wasserlöslich

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8
Q

Definieren Sie Hydraulische Bindemittel

A
  • erhärten an der Luft oder Unterwasser

- wasserbeständig

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9
Q

Definieren Sie Hydratbindemittel

A
  • erhärten mit Wasser

- wasserlöslich

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10
Q

Was sind die Anwendungsgebiete von gemahlenem Branntkalk CaO?

A
  • Kalksandstein
  • Porenbeton
  • Abwasserneutralisation
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11
Q

Definieren Sie Hydrationswärme

A

Wärme, die aufgrund der Hydration des Zements freigesetzt wird

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12
Q

Welche Stoffe werden bei der Zementherstellung beigefügt, um ein schnelles Erstarren zu verhindern?

A
  • Anhydrit

- Gips

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13
Q

Nennen Sie die vier chemischen Formeln der Hauptklinkerphasen.

A
  1. Alit (CS): 3CaO * SiO2
  2. Belit (C2S): 2CaO * SiO2
  3. Calciumaluminat (C3A): 3CaO * Al_2O_3
  4. Calciumaluminiumferrit (C4AF): 4CaO * Al2O3 * Fe2O3
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14
Q

Erklären Sie die Funktionsweise eines Quellzements.

Für welche Anwendung können Quellzemente eingesetzt werden?

A
  • durch Zugabe von Calciumaluminaten und Gips wird mehr Ettringit gebildet
  • > Volumenvergrößerung (auch, wenn der Zement schon ausgehärtet ist)
  • kommt beim lautlosen Sprengen oder zur Schwindreduzierung zum Einsatz
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15
Q

Wenn die Bezeichnung CEM III/A55 N-LH/SR gegeben ist, wofür steht das „CEM III/A“, „N“, „LH“ und das „SR“?

A

CEM III/A: Hochofenzement mit 36-65 M.-% Hüttensand
N: Normale Erhärtungscharakteristik
LH: Niedrige Hydrationswärme
SR: Hoch sulfatbeständig

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16
Q

Warum können hydraulische Bindemittel auch Unterwasser aushärten?

A
  • Reaktion wird durch Wasser nicht gehemmt, da Wasser ein Reaktionspartner ist
  • Erhärtung erfolgt nicht durch Trocknung und es wird keine Luft benötigt
  • Hydrationsprodukte sind nicht wasserlöslich
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17
Q

Welche Rohstoffe werden für Portlandzement benötigt?

A
  • Kalkstein

- Ton

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18
Q

Was sind die beiden Hauptrohstoffe aus denen Zement hergestellt wird?

A
  • Kalkstein

- Ton

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19
Q

Warum muss das Gehalt von freiem Kalk und Periklas (Magnesiumoxid) im Zement begrenzt sein?
Wie kann die Einhaltung des Grenzwertes geprüft werden?

A
  • Wenn das Gehalt von Freikalk bzw. Periklas zu hoch ist, kann es im Zement zu Treiberscheinungen kommen
  • Prüfmethode: Raumbeständigkeit mit LeChatelier-Ring
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20
Q

Wie wird die Reaktion genannt, wenn der Zement aushärtet und warum ist es falsch zu sagen, dass der Zement „trocknet“?

A
  • Reaktion: Hydration

- Wasser wird chemisch gebunden und nicht dem Zementleim entzogen (deswegen „trocknet“ dieser nicht)

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21
Q

Nennen Sie zwei Beispiele für Bindemittel, die mit Wasser erhärten, die aber im ausgehärteten Zustand nicht wasserbeständig sind.

A
  • Hydratisches Bindemittel

- Sulfat

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22
Q

Welcher Stoff wird Beton immer zugegeben und wie wirkt er sich aus bzw. Welchen Nutzen hat er?

A
  • Sulfattträger (z.B. Halbhydrat oder Gips)
  • dient als Erstarrungsverzögerer: Verzögert die schnelle Reaktion von C3A mit Wasser durch die Bildung von Ettringit mithilfe von Tricalciumaluminat
  • > Hdyration von C3A zur CAH-Phase wird herausgezögert: Verhinderung eines frühzeitigen Erstarrens
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23
Q

Ordnen Sie latent-hydraulische, puzzolanische und hydraulische Stoffe nach steigendem CaO/SiO2-Verhältnis

A
  1. Puzzolnisch
  2. Latent-hydraulisch
  3. Hydraulisch
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24
Q

Wie verändert sich die Reaktion von Luftkalk, wenn dem Bindemittel reaktives SiO2, z.B. in Form von Trass oder Flugasche, zugemischt wird?

A
  • durch das Zumischen erhält man hydraulischen Kalk

- amorphes Siliciumdioxid reagiert mit Calciumhydroxid und Wasser zur den CSH-Phasen

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25
Q

Erläutern Sie die puzzolanische Reaktion und nennen Sie einen puzzolanischen Betonzusatzstoff.

A
  • amorphes Siliciumoxid reagiert mit Calciumhydroxid und Wasser zu den CSH-Phasen
  • Portlandit wird dabei verbraucht, wodurch der pH-Wert des Betons reduziert wird
  • Flugasche, Silikastaub, Trass
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26
Q

Beschreiben Sie den Kalkkreislauf für Luftkalk von der Gewinnung bis zur finalen Aushärtung.

A
  1. Kalkstein wird im Steinbruch abgebaut und das Gestein danach bei 900°C gebrannt, dabei wird CO2 abgespalten und es entsteht Branntkalk (CAO)
  2. Gemahlen und abschließend abgelöscht, wodurch sich Calciumhydroxid bildet
  3. Carbonatisierung durch Anmachen mit Wasser und erhärten an der Luft, bei der C(OH)3 mit CO2 zu CaCO3 reagiert
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27
Q

Wie viel Wasser braucht man, um eine gegebene Menge Portlandzement vollständig zu hydratisieren?

A

42 M.-%

28
Q

Welche Klinkerphasen sind maßgeblich für die Festigkeitsbildung des Zements?
Welches Hydrationsprodukt bedingt diese Festigkeit?

A
  • Alit und Belit (C3S, C2S)

- Festigkeit wird durch die CSH-Phasen bedingt

29
Q

Nennen Sie drei Hauptbestandteile von Zement und ordnen Sie diese nach puzzolanisch, inert und latent-hydraulisch.

A

Puzzolanisch: Trass, Silikastaub, Steinkohleflugasche, Ölschiefer
Latent-hydraulisch: Hüttensand
Inert: Kalkstein

30
Q

Was ist das wesentliche Merkmal von Gips?

Welche Bindemittelart ist Gips?

A
  • reagiert mit Wasser an der Luft
  • wasserlöslich
  • hydratisches Bindemittel
31
Q

Was ist das wesentliche Merkmal von gelöschtem Kalk?

Welche Bindemittelart ist gelöschter Kalk?

A
  • reagiert mit Wasser an der Luft
  • bedingt wasserlöslich
  • Luftbindemittel
32
Q

Was ist das wesentliche Merkmal von Zement?

Welche Bindemittelart ist Zement?

A
  • reagiert mit Wasser an der Luft (auch ohne) und Unterwasser
  • hydraulisches Bindemittel
33
Q

Nennen Sie fünf mögliche Bestandteile des Zements.

A
  1. Portlandzementklinker
  2. Flugasche
  3. Hüttensand
  4. Kalksteinmehl
  5. Natürliche Puzzolane
  6. Silikastaub
34
Q

Nennen Sie drei Funktionen, die die Bestandteile von Zement erfüllen.

A
  1. Chemische Reaktion mit Wasser und Ca(OH)2 zu CSH-Phasen
    - > trägt zur Festigkeit und Porenstruktur bei
  2. Optimierung der Korngrößenverteilung
    - > leichtere Verarbeitung des Zements
  3. Reduktion der CO2-Emissionen
35
Q

Nennen Sie organische Bindemittel.

A
  • Bitumen

- Kunstharze

36
Q

Nennen Sie anorganische Bindemittel.

A
  • Luftkalk
  • Gipsbinder
  • Hydraulischer Kalk
  • Zement
  • Magnesiabinder
37
Q

Bei der Bezeichnung CEM I 55 R, was sagt die 55 aus?

A

Mindestnormdruckfestigkeit in MPa nach 28 Tagen

38
Q

Welche Klinkerphase hat den größten Anteil an der Masse von Zement?

A

Tricalciumsilikat (Alit)

39
Q

Beschreiben Sie den Erhärtungsprozess von Gips.

A

Anhydrit oder Halbhydrat, welches unter Verbrauch von Wasser zu Gips reagiert

40
Q

Beschreiben Sie den Erhärtungsprozess von Portlandzement.

A
  • reagiert hydraulisch mit Wasser
  • Alit bildet ab ca. 1,5h Portlandit und CSH-Phasen (erst langfasrig, dann kurzfasrig)
  • Belit reagiert langsamer und bildet ebenfalls CSH-Phasen und Portlandit
  • C3A und C4AF bilden zunächst mit Sulfat (aus Sulffatträger) Ettringit und später (wenn Sulfat verbraucht ist), Monosulfat
41
Q

Beschreiben Sie den Erhärtungsprozess von gelöschtem Kalk.

A

Carbonatisiert nach dem Anmachen mit Wasser mit CO2 aus der Luft zu Calciumcarbonat

42
Q

Beschreiben Sie den Erhärtungsprozess von Hüttensandmehl.

A

Reagiert im Beisein von Wasser und einem Katalysator (alkalische Porenlösung und Calciumhydroxid) zu CSH-Phasen
(latent-hydraulischer Stoff)

43
Q

Nennen Sie zwei wesentliche Ausgangsstoffe für die Klinkerherstellung.

A
  • Kalkstein
  • Ton
  • Mergel (Gesteinsgemisch aus Kalkstein & Ton)
  • Aluminate, Eisenoxide
44
Q

Bei der Herstellung von Portlandzement wird dem Klinker Gips bzw. Anhydrit (Sulfatträger) zugegeben.
Erläutern Sie wieso diese Zugabe notwendig ist.

A
  • Sulfatträger dient als Erstarrungsträger: Ohne würde das C3A zu tafelförmigen Calciumaluminiumhydraten reagieren, die die Zementpartikel nicht miteinander verknüpfen
  • Zementleim verfestigt sich dadurch und ist nicht mehr verarbeitbar
45
Q

Nennen Sie die drei Phasen während der Hydration eines Zements und die jeweilige Zeitdauer dieser Phasen (bezogen auf die Wasserzugabe zum Zement)

A

Ansteifen: Ca. 1h
Erstarren: Zwischen 1h - 12h
Erhärten: Bis zu mehreren Jahren

46
Q

Erklären Sie den Begriff „latent-hydraulisch“.

A

Stoffe, die hydraulische Eigenschaften entwickeln nach sulfatischer oder alkalischer Anregung

47
Q

Nennen Sie vier Beispiele für einen puzzolanischen Stoff.

A
  • Flugasche
  • Silikastaub
  • Trass
  • Ölschiefer
48
Q

Wie viel Gramm wird mindestens benötigt, um 150g eines Portlandzements vollständig zu hydratisieren?
Erläutern Sie Ihre Antwort kurz.

A
  • 63g Wasser

- Portlandzement hydratisiert ab einem w/z-Wert von 0,42 vollständig

49
Q

Welche Klinkerphasen sind maßgeblich für die Festigkeitsbildung im Zementstein verantwortlich?
Welches Hydrationsprodukt dieser Phasen bedingt maßgeblich die Festigkeit?

A

C3S, C2S -> CSH-Phasen

50
Q

Welcher strukturellen Eigeschaft liegt die Reaktivität von latent-hydraulischen und puzzolanischen Zusatzstoffen zugrunde?

A
  • sind zum Großteil amorph

- können im alkalischen Milieu gelöst werden

51
Q

Vervollständigen Sie die Kürzel der Erhärtungscharakteristik:
L, N, R

A

L: Langsam
N: Normal
R: Schnell

52
Q

Vervollständigen Sie die Zementkürzel:

LH, SR, NA

A

LH: Niedrige Hydrationswärme
SR: Hoher Sulfatwiderstand
NA: Niedriger Alkaligehalt

53
Q

Vervollständigen Sie die Kürzel der Hauptzementarten:

CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV, CEM V

A 
CEM I: Portlandzement
CEM II: Portlandkompositzement
CEM III: Hochofenzement (Hüttensand)
CEM IV: Puzzolanzement (Puzzolan)
CEM V: Kompositzement (Zumahlstoff)
54
Q

Definieren Sie die Begriffe Betonzusatzstoff- und mittel.

A

Betonzusatzstoff: Sind aufgrund der höheren Zugabemenge als Stoffraumkomponente zu berücksichtigen (> 50g/kg Zement)
Betonzusatzmittel: Wird dem Beton nur in geringen Mengen zugesetzt und muss i.d.R. In der Stoffraumrechnung nicht berücksichtigt werden (< 50g/kg Zement)

55
Q

Was bedeutet CEM II/B-S 32,5 R?

A

CEM II/B: Portlandzement mit 21 - 35 M.-% Nebenbestandteil(en)
S: Hüttensand
32,5: Festigkeitsklasse
R: Hohe Frühfestigkeit

56
Q

Welche Vorteile hat Hüttensand?

A
  • günstigere Sieblinie
  • niedrigere Wärmeentwicklung
  • bessere CO2-Bilanz
57
Q

Bei der Hydration von Zement wird Calciumhydroxid gebildet.

Welche drei Funktionen kann das Calcium im Zementleim/-Stein übernehmen?

A
  • Reaktionspartner für Puzzolane (Festigkeitsbeitrag)
  • Hohe Alkalität
  • Katalysator für latent hydraulische Stoffe (Hüttensand)
58
Q

Wie lautet die Normbezeichnung für einen Portlandzement mit 10 M.-% Kalksteinmehl, bei dem am Normmörtel nach 2 Tagen eine Druckfestigkeit von 12N/mm² und nach 28 Tagen Tagen eine Druckfestigkeit von 40N/mm² bestimmt wurde?

A

CEM II/A-L 32,5R oder CEM II/A-LL 32,5R

59
Q

Welche Zementfestigkeiten gibt es?

A
  • 22,5
  • 32,5
  • 42,5
  • 52,5
60
Q

Welches Klinkermineral weist nach 28 Tagen Hydration die höchste Druckfestigkeit auf?

A

C3S

61
Q

Welches Problem tritt sowohl bei Magnesiabindern als auch bei Gips aus?

A
  • wasserlöslich

- korrosionsfördernd

62
Q

Wie viel M.-% des Weiteren Hauptbestandteils neben Portlandzementklinker dürfen bei einem CEM III/B maximal hinzugegeben werden?

A

80 M.-%

63
Q

Welche Klinkerphase reagiert am langsamsten?

A

Belit

64
Q

Welche ist die wichtigste Klinkerphase?

A

Alit

65
Q

Welche dieser Phasen ist kein Bestandteil des Zementsteins?

A

C4AF

66
Q

Wofür können Sulfatbinder eingesetzt werden?

A

Wandbauplatten

67
Q

Welcher weitere Hauptbestandteil neben Portlandzementklinker wird bei einem CEM III/B verwendet?

A

Hüttensand

Baustoffkunde II (7 decks)

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