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Baustoffkunde 2 > Bindemittel > Flashcards

Bindemittel Flashcards

1
Q

Organische Bindemittel

A

Bitume, Kunstharz

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2
Q

Anorganische Bindemittel

A

Luftkalk, Magnesiabinder, Gipsbinder, Hydraulischer Kalk, Zement

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3
Q

Bindemittel, das mit Wasser und Luft reagiert, aber wasserlöslich ist.

A

Hydratisches Bindemittel oder Sulfatbinder z.B. Gips.

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4
Q

Bindemittel, das mit Wasser, an der Luft und unter Wasser reagiert.

A

Hydraulisches Bindemittel z.B. Zement

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5
Q

Gips

A

Anhydrit o. Halbhydrat reagieren mit Wasser zu Gips (hydratisches Bindemittel). Überschüssiges Anmachwasser muss trocknen.

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6
Q

Hüttensandmehl

A

Hüttensandmehl HSM ist ein latent-hydraulisches Bindemittel.Für eine Reaktion muss es angeregt werden, z.B. durch Calciumhydroxid oder Sulfate.

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7
Q

Portlandzement

A

PLZ reagiert hydraulisch.Durch Wasserzugabe entstehen CSH-Phasen und Portlandit.

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8
Q

Gelöschter Kalk

A

Dieses carbonatische Bindemittel wird zunächst durch trocknen fest und reagiert dann im Laufe der Zeit mit dem CO2 aus der Luft zu Calciumcarbonat.

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9
Q

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

A

CEM|| / A-L 32,5 R

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10
Q

CEM I

A

Portlandzement

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11
Q

CEM II

A

Portlandkompositzement
/A Zumahlstoff 6 bis 20 M.-%
/B Zumahlstoff 21 bis 35 M.-%

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12
Q

CEM III

A

Hochofenzement
/A Hüttensand 36 bis 65 M.-%
/B Hüttensand 66 bis 80 M.-%
/C Hüttensand 81 bis 95 M.-%

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13
Q

CEM IV

A

Puzzolanzement
/A Puzzolan 11 bis 35 M.-%
/B Puzzolan 36 bis 55 M.-%

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14
Q

CEM V

A

Kompositzement
/A Zumahlstoff 18 bis 30 M.-%
/B Zumahlstoff 31 bis 50 M.-%

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15
Q

Hauptbestandteile von Hüttensand

A

Schlake

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16
Q

4 Hauptklinkerphasen von Portlandzement

A

• Dicalciumsilikat (C2S), Belit

  • Tricalciumsilikat (C3S), Alit
  • Tricalciumaluminat (C3A), Calciumaluminat

• Calciumaluminiumferrit (C4AF), Brownmillerit

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17
Q

Wie hoch muss der w/z-Wert mindestens sein, um PLZ vollständig zu hydratisieren?

A

PLZ kann ab einem w/z-Wert von 0,42 vollständig hydratisieren.

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18
Q

Hauptbestandteile von Zement

A

Eigenschaft Zuordnung
Puzzolanisch Trass,Silikastaub, Flugasche, Ölschiefer
Latent-hydraulisch Hüttensand
Inert Kalkstein

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19
Q

Welcher Stoff wird dem Zement bei der Herstellung stets zugegeben?

A

Sulfatträger (Anhydrid, Halbhydrat, Gips)

➔ dient als Erstarrungsregler, da es die sehr schnelle Reaktion von Cklein3A mit Wasser verhindert, indem es mit Tricalciumaluminat zu nadelförmigem Ettringit reagiert (bildet sich auf der Oberfläche)

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20
Q

Bezeichnung CEM | 52.5 R, Was bedeutet 52,5?

A

Mindestdruckfestigkeit des Normmörtels mit diesem Zement nach 28 Tagen

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21
Q

puzzolanische Reaktion + puzzolanischen Betonzusatzstoff

Welche Auswirkung hat die Reaktion auf den pH-Wert im Beton?

A

Flugasche/Silicastaub/Trass/Ölschiefer

➔ amorphes Siliciumdioxid reagiert mit Calciumhydroxid und ggf. Wasser zu CSHPhasen

➔ Ca(OH)2 wird dabei verbraucht

➔ der pH-Wert im Beton wird leicht reduziert

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22
Q

Erklären Sie die Begriffe puzzolanisch und latent hydraulisch

A
  • Puzzolanische Stoffe reagieren mit Calciumhydroxid und Wasser und bilden CSH-Phasen
  • Latent hydraulische Stoffe entwickeln hydraulische Eigenschaften nach sulfatischer oder alkalischer Anregung.
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23
Q

Warum ist der Gehalt von freiem Kalk (CaO) und Periklas (MgO) im Zement zu begrenzen? Nennen Sie eine Methode, mit der Sie feststellen könne, ob dieser Grenzwert eingehalten wurde!

A

• Bei erhöhten Freikalk- und Periklasgehalten kann es durch deren Reaktion mit Wasser zu Ca(OH)2 bzw. Mg(OH)2 und damit zu Treiberscheinungen kommen.

➔ Methoden: Raumbeständigkeit mit dem LeChatelier-Ring

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24
Q

Wesentliche Ausgangsstoffe für die Klinkerherstellung

A
  • Kalkstein
  • Ton

➔ Mergel = Gesteinsgemisch aus Kalkstein und Ton

• Aluminate, Eisenoxide

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25
Q

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

A
  • Ansteifen, rund 1 h
  • Erstarren, zwischen 1 h und 12 h
  • Erhärtung, bis zu mehreren Jahren
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26
Q

Funktionsweise eines Quellzements

A
  • durch Zugabe von Calciumaluminaten und Gips wird vermehrt Ettringit gebildet, diese Reaktion führt zur Volumenvergrößerung auch im festen Zustand
  • lautloses Sprengen, Schwindreduzierung
27
Q

Wie nennt man die Art eines Bindemittels, welches nach der Zugabe von Wasser sowohl unter Was-
ser als auch an Luft erhärtet? Nennen Sie ein Beispiel für ein solches Bindemittel

A
  • Hydraulische Bindemittel

- Zement

28
Q

N

A

Normale Erhärtungscharakteristiken

29
Q

LH

A

niedrige Hydratatonswärme

30
Q

SR

A

hoher Sulfatwiderstand

31
Q

32.5

A

Druckfestigkeit am Normmörtel nach 28 Tagen / Normfestigkeit

32
Q

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

A

Man benötigt 63 g Wasser. Portlandzement hydratisiert ab einem w/z Wert von 0,42 vollständig.

33
Q

Druckfestigkeit eines Zementsteins.

A

…nimmt mit steigendem Wasserzementwert ab

…nimmt mit sinkendem Luftporengehalt zu

34
Q

Zementleim

A

Wasser + Zement

(alkalische Lösung, pH-Wert > 13, neben den Alkalien ist Calciumhydroxit (Portlandit) für die hohe alkalität des Zementleims verantwortlich)

35
Q

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

A

Der Sulfatträger dient als Erstarrungsregler. Ohne Sulfatträger reagiert das C3A zu tafelförmigen Calciumaluminathydraten, die die Zementpartikel miteinander verknüpfen. Der Zementleim verfestigt sich dadurch und ist nicht mehr verarbeitbar.

36
Q

Nennen Sie vier Beispiele für einen puzzolanischen Stoff!

A
  • Flugasche
  • Silikastaub
  • Trass
  • Ölschiefer
37
Q

Nennen Sie jeweils die Bindemittelart sowie deren wesentliche Merkmale von Gips, Zement und gelöschtem Kalk!

A
  • Gips: Hydratisches Bindemittel, reagiert mit Wasser an Luft, wasserlöslich
  • Zement: Hydraulisches Bindemittel, reagiert mit Wasser, an Luft und auch unter Wasser
  • Gelöschter Kalk: Luftbinder/ Carbonatisches Bindemittel, reagiert mit Luft/CO2, wasserlöslich
38
Q

Beschreiben Sie den jeweiligen Erhärtungsprozess der folgenden Bindemittel!

Gips

A

Anhydrit oder Halbhydrat reagieren mit Wasser zu Gips (hydratisches Bindemittel). Überschüssiges Anmachwasser muss trocknen

39
Q

Beschreiben Sie den jeweiligen Erhärtungsprozess der folgenden Bindemittel!

Hüttensandmehl

A

ist ein latent-hydraulisches Bindemittel. Für eine Reaktion muss es angeregt werden z.B. durch Ca(OH)2 oder Sulfate

40
Q

Beschreiben Sie den jeweiligen Erhärtungsprozess der folgenden Bindemittel!

Portlandzement

A

reagiert hydraulisch. Durch Wasserzugabe entstehen CSH-Phasen & Portlandit

41
Q

Beschreiben Sie den jeweiligen Erhärtungsprozess der folgenden Bindemittel!

Gelöschter Kalk

A

Dieses carbonatische Bindemittel wird zunächst durch Trocknen fest & reagiert dann im Verlauf der Zeit mit dem CO2 aus der Luft zu Calciumcarbonat

42
Q

Wie ist die Bezeichnung für ein Bindemittel, welches nach der Zugabe von Wasser erhärtet, im ausgehärteten Zustand jedoch nicht wasserbeständig ist? Nennen Sie ein Beispiel für ein solches Bindemittel!

A
  • Hydratisches Bindemittel

* Sulfatbinder

43
Q

Welche Rohstoffe werden für die Herstellung von Portlandzement benötigt? Welche 4 Hauptklinkerphasen entstehen beim Brand dieser Rohstoffe im Drehrohofen?

A

• Rohstoffe: Kalkstein, Ton, (Korrekturstoffe)
• Hauptklinkerphasen: Tricalciumsilikat (C3S), Dicalciumsilikat (C2S), Tricalciumaluminat (C3A), Calciumaluminatferrit (C4AF)
?

44
Q

Nennen Sie drei weitere Hauptbestandteile von Zement und ordnen Sie diese den folgenden Eigenschaften zu!

A
  • Puzzolanisch: Trass, Silikastaub, Steinkohlenflugasche, (Ölschiefer)
  • Latent-hydraulisch: Hüttensand
  • Inert: Kalkstein
45
Q

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

A
  • Kalkstein (CaCO3) wird im Steinbruch abgebaut. Das Gestein wird dann bei ca. 900 °C gebrannt und spaltet dabei Kohlendioxid (CO2) ab. Es entsteht Branntkalk (CaO)
  • Wird dieser mit Wasser vermischt, so bildet sich Calciumhydroxid (Ca(OH)2), das auch als gelöschter Kalk bezeichnet wird. Mit Wasserüberschuss und weiteren Bestandteilen (Sand) kann z. B. ein Putz hergestellt werden
  • Nach dem Auftragen trocknet das Material zunächst, die eigentliche Erhärtung ist jedoch die Carbonatisierung, bei der CO2 aus der Luft mit dem Calciumhydroxid reagiert. Dabei entsteht wieder die ursprüngliche Verbindung: CaCO3.
46
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 zu C-S-H-Phasen.

47
Q

Nennen Sie genau drei Reaktionsprodukte von Portlandzement und beschreiben Sie, wie und zu welchem Zeitpunkt diese Reaktionsprodukte entstehen.

A
  • Ettringit: Entstehung aus der Klinkerphase C3A und dem Sulfatträger, der dem Zement zugesetzt wird. Die Ettringitbildung beginnt unmittelbar nachdem Aluminat und Sulfat im Anmachwasser gelöst werden. Der meiste Ettringit bildet sich während der beschleunigten Reaktion, d. h. ab ca. 1,5 h nach dem Anmischen. Ettringit kann im späteren Verlauf der Reaktion zu Monosulfat umgewandelt werden.
  • Portlandit und C-S-H: Entstehung bei der Hydratation von Alit und Belit. Unmittelbar nach Wasserzugabe findet nur eine minimale Reaktion statt, nach rd. 1,5 h setzt dann die verstärkte Bildung von C-S-H-Phasen aus Alit ein. Da Alit mehr Calcium enthält als die C-S-H-Phasen, wird parallel Portlandit gebildet. Belit reagiert wesentlich langsamer (über mehrere Wochen) und bildet weniger Portlandit.
48
Q

Was sind die beiden Hauptrohstoffe, aus denen Zement hergestellt wird?

A
  • Kalkstein

* Ton

49
Q

Warum können hydraulische Bindemittel auch unter Wasser aushärten?

A
  • Wasser ist ein Reaktionspartner, d.h. die Reaktion wird nicht gehemmt, sondern Wasser ist ein Ausgangsstoff der Reaktion. Die Erhärtung erfolgt nicht durch Trocknung und es werden keine Bestandteile der Luft als Reaktionspartner benötigt
  • Die Hydratationsprodukte sind nicht wasserlöslich
50
Q

Welche Klinkerphasen sind maßgeblich für die Festigkeitsbildung im Zementstein verantwortlich und welches Hydratationsprodukt dieser Phasen bedingt maßgeblich die Festigkeit?

A

• C3S, C2S  C-S-H-Phasen

51
Q

Welcher strukturellen Eigenschaft liegt die Reaktivität von latent-hydraulischen und puzzolanischen Zusatzstoffen zu Grunde?

A

Dieser Zusatzstoffe sind zum Großteil amorph und können im alkalischen Milieu gelöst werden

52
Q

Die Reaktivität von hydraulischen und latent-hydraulischen Werkstoffen hängt vom CaO/SiO2 Verhältnis ab. Ordnen Sie die Materialien „latent-hydraulische Stoffe“, „puzzolanische Stoffe“ und „hydraulische Stoffe“ nach steigendem CaO/SiO2-Verhältnis!

A
  1. puzzolanische Stoffe
  2. latent-hydraulische Stoffe
  3. hydraulische Stoffe
53
Q

Bindemittelarten

A

Organische: Bitume( Asphalt), Kunstharze(Putze)

Anorganische: Luftbinder: Luftkalke, Hydratbinder: Gips

54
Q

Brandkalk

A

Mauermörtel, Putze

55
Q

Kalkhydrat

A

Fertigputze, Trockenmörtel

56
Q

Luftbinder/Magnesiabinder

A

Magnesit(800-900 grad)

MgO + CO2 (Wasserzugabe)

Wasserlöslich korrosionsfördernd

57
Q

Sulfatbinder

A

Gipsstein (erhitzen)

Halbhydrat, Anhydrit

Wasserlöslich

58
Q

Hydraulische Kalke

A

Ton + Kalkstein erhitzen 1200 C

Brandkalk + Calciumaluminat + Dicalciumsilikat Wasserzugabe

Calciumsilikathydrate

59
Q

Hydrauliche Bindemittel Klinkerphasen

A

Kalkstein + Ton + Korrekturstoffe Brennen bei 1450 C

Klinkerphasen Wasserzugabe

Tricalciumaluminat >850 C

Dicalciumsilikat > 1000 C

Calciumaluminatferrit >1100

Tricalciumsilikat > 1300

Hydratphasen

60
Q

Hüttensand

A

Reaktionsgeschwindigkeit langsamer als bei Portlandzement

Weniger Wärmeentwicklung

61
Q

SR

A

Hoch sulfatbeständig

62
Q

NA

A

Niedriger Alkaliegehalt

63
Q

Schnellzement

A

Ohne Sulfatträger

Rasches erstarren

Reparaturmörtel

Tunnelbau oder Baugruben

Baustoffkunde 2 (31 decks)

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