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Baustoffkunde 3 > Glas-Zusammenfassung > Flashcards

Glas-Zusammenfassung Flashcards

1
Q

Historie des Glases

Steinzeit

A

vulkanisches Naturglas als Schneidewerkzeug

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2
Q

Historie des Glases

3500-1500 v.Chr.

A
  • ältester Fund von künstlich hergestellten Glas aus ägyptischen Königsgräbern
  • Mesopotamien: mit Sandkerntechnik hergestellte Hohlgläser
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3
Q

Historie des Glases

7 Jhd. v.Chr

A

ältestes überliefertes Glasrezept des assyrischen Königs Assubanipal

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4
Q

Historie des Glases

1 Jhd. v.Chr

A

Erfindung Glasmacherpfeife, Möglichkeit Glas höher zu erhitzen
• Revolution in der Glasherstellung
• verschiedene Formen möglich

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5
Q

Historie des Glases

Bis 300 n.Chr

A

Römer verbreiten Glasmacherkunst

• 2000 Jahre kaum Veränderung

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6
Q

Historie des Glases

1914

A

Fourcault-Verfahren (Verfahren des Glasziehens)

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7
Q

Historie des Glases

1959

A

Floatglas-Verfahren (durch Sir Alastair Pilkington)

• Glasherstellung im industriellen Maßstab

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8
Q

CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG UND STRUKTUR

Glas

A
  • Stoff im festen
  • nichtkristallinen Zustand
  • anorganisch
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9
Q

CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG UND STRUKTUR

Fernordnung

A
  • unter festem Winkel und in regelmäßigen Abständen periodische Anordnung von Atomen
  • Ionen
  • Molekülen
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10
Q

CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG UND STRUKTUR

Nahordnung

A

• Winkel und Abstände nur auf jedes einzelne Atom geordnet
• Einheiten sind verbunden weisen aber keine Regelmäßigkeiten auf
=> Flüssigkeiten

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11
Q

CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG UND STRUKTUR

Feststoffe ohne ausgeprägte Fernordnung

A

• amorph, „Gläser“ (flüssiger Zustand durch schnelles Abkühlen „eingefroren“)

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12
Q

CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG UND STRUKTUR
Netzwerkhypothese nach Zachariasen
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

A
  • Glas hat dieselben Bindungszustände und Struktureinheiten wie Kristall
    => wegen geringer Energieunterschied zwischen Glas und Kristall
  • Grundbaustein: SiOunter4
  • Bildung ungeordnetes SiOunten2
  • Netzwerk
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13
Q

CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG UND STRUKTUR

Netzwerkbildner

A
  • Kationen

* die netzwerkbildendende Polyeder aufbauen

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14
Q

CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG UND STRUKTUR

Netzwerkwandler

A
  • Alkalien, Erdalkalien (z.B. Na+, Ca^2+)

* Alkalioxide (Natrium- oder Calciumoxid)  Aufspaltung Netzwerk  Schwächung Glasstruktur

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15
Q

CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG UND STRUKTUR

Stabilisatoren

A

• Zwischenoxide wie Aluminiumoxid,…  Reduzierung der Viskosität,
Verbesserung der Verarbeitbarkeit bei niedrigen Temperaturen
• können als Netzwerkwandler und -bildner fungieren

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16
Q

CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG UND STRUKTUR

am häufigsten eingesetzte technische Gläser

A
  • Kalk-Natron-Glas

* Borosilikaglas

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17
Q

DIE GLASHERSTELLUNG (FLOATGLAS-VERFAHREN)

A

Datei

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18
Q

Mechanische Eigenschaften

Dichte

A
  • Glas vergleichbare Dichte wie Beton

=> ABER deutlich höhere Druck-, Zug-, Biegezugfestigkeit

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19
Q

Mechanische Eigenschaften

Härte

A
  • Floatglas versagt spröde, schlagartig

=> Erhöhung Sicherheit: Glashärtung, Verbundglas

20
Q

Mechanische Eigenschaften
Zugfestigkeit
+ Tabelle

A
  • theoretische Zugfestigkeit höher als tatsächliche Zugfestigkeit
  • Krater und Mikrorisse
    => erhöhte Spannungen ab Rissspitzen
  • strukturelle Defekte
21
Q

Thermische Eigenschaft

+ Tabelle

A
  • nicht brennbar oder entflammbar, jedoch flüssig ab 1400°C
22
Q

Thermische Eigenschaft
Brandschutzglas

Borosilikatglas

A
  • geringerer Wärmeausdehnungskoeffizient

* höhere Bruchbeanspruchung

23
Q

Chemische Beständigkeit

A
  • Glas ist gegenüber fast allen Chemikalien beständig  Ausnahme: Flusssäure
  • hohe Korrosionsbeständigkeit
  • bei technischen Gläsern: Netzwandler (Na2O, CaO, MgO) können gezielt Verarbeitbarkeit, Schmelztemperatur, Glashärte beeinflusse
24
Q

Chemische Beständigkeit

Schäden

A
  • (stehende) wässrige Lösungen mit erhöhter Belastung aus Industrieabgase oder Ableitung von kalkhaltigem Wasser => Verwitterungserscheinungen auf Glasoberfläche
  • Basische (alkalische) Lösungen greifen Si-O-Netzwerk an => Abtrag der Oberfläche => Glasscheiben werden „blind“
    => Entstehung: längeres Einwirken feucht - warmer Luft, stehendem Kondenswasser, Industrieabgasen
25
Q

Optische Eigenschaften

Wellenlängen

A
  • Wellenlängen unter 380 nm (ultravioletter Bereich): lichtundurchlässig
  • Wellenlängen zwischen 380 nm und 780 nm (sichtbarer Spektralbereich): transparent
  • Wellenlängen über 5000 nm (langwelliger, infraroter Bereich): lichtundurchlässig
26
Q

Optische Eigenschaften

A
  • Lichttransmissionsgrad g abhängig von der Dicke des Glases, bei VG abhängig von Scheibenzahl
  • Glasfärbung  Zugabe von Metallen (Cu^2+, Mn^3+, Fe^2+)
  • Glasentfärbung  Zugabe Sauerstoff oder Salpeter
27
Q

BEFESTIGUNGSTECHNIK

Arten

A
  • Punktbefestigung (Löcher im Glas)
  • Klemmsysteme (an der Glasoberfläche)
  • Halterung im Glas
28
Q

BEFESTIGUNGSTECHNIK

bei Befestigung dürfen

A
  • KEINE Belastungen aus Zwängen entstehen => Temperastureinwirkung, Einbau
  • KEINE zusätzlichen Fehlstellen im Glas entstehen => Bohrung

=> Vermeidung Kräfte/Spannung Polster (flächig: Neopren, Bolzenlöcher: Nylon, Polyoxymethylen (POM) zwischen Glas - Glas, Glas - Stahl

29
Q

SPEZIELLE GLASARTEN
ESG
Einscheiben-Sicherheitsglas

A
  • 1933 Glaswerke Herzogenrath Aachen, „Sekurit“
  • erhöhte Biege-, Schlag-, Stoßfestigkeit
  • erhöhte Beständigkeit gegen Temperaturwechsel
  • geringe Verletzungsgefahr durch kleine Bruchstücke
  • nach Glashärtung nicht mehr bearbeitbar
30
Q

SPEZIELLE GLASARTEN
ESG
Glashärtung

A
  • Floatglas im Vorspannofen auf 600°C erhitzt, dann Abschrecken mit kalter Luft
    => Oberflächen erkalten schneller als Kernzonen
    => Druckspannungen an der Oberfläche, Zugspannungen in Kernzone
    => Druck an Oberfläche => Schließung von Kratzern, Risse
    => Mindestbiegefestigkeit von ESG aus Floatglas 120 N/mm²
31
Q

SPEZIELLE GLASARTEN
ESG
Heat-Soak-Test
Heißlagerungstest

A

Spotanbruch durch korrodierende Nickelsulfat-Einschlüsse

32
Q

SPEZIELLE GLASARTEN
ESG
ESG aus Gussglas

+ Tabelle

A
  • gegossenes Flachglas, anschließend gewalzt oder in Form gepresst
  • während Walzprozess: Einführen von Drahteinlagen => Binden Scherben im Falle eines Bruches,
    Erhöhung Resttragfähigkeit
33
Q

SPEZIELLE GLASARTEN
VG; VSG
Verbundglas VG

A
  • Sammelbegriff für ein Laminat mit mindestens zwei Glasscheiben + klebefähige Zwischenschicht
  • Zwischenschicht: Im Bauwesen meist Verbundfolie aus Polyvinylbutyral (PVB), Gießharz, etc
34
Q

SPEZIELLE GLASARTEN
VG; VSG
Herstellung von VG

A
  1. Im Reinraum: Glasscheiben + Folie aufeinandergelegt
  2. unter Druck + hohe Temperatur zum Vorverbund zusammengefügt
  3. Autoklav (Druckbehälter): Hitze + hoher Druck => unlösbare Einheit
35
Q

SPEZIELLE GLASARTEN
VG; VSG
Verbundsicherheitsglas (VSG)

A
  • erhöhte Sicherheitsanforderungen
    => (Stoß-, Absturzsicherheit)
  • Mindestbruchfestigkeit: 20 N/mm²
  • Mindestbruchdehnung: 250%
  • Zwischenschicht (aus PVB) => Haftung Bruchstücke an Folie,
    Bieten von Resttragfähigkeit,
    Reduzierung Risiko der Schnittverletzung
  • Anwendung: Überkopfverglasung, Glasdächer, Brüstungsverglasung, begehbares Glas
36
Q

Isolierglas

Definition

A
  • Mehrscheiben-Isolierglas (MIG):
  • 2-3 parallel liegende Scheiben Floatglas,
    dazwischen: meistens Argon- oder Kryptongas
     Wärmeleitfähigkeit senkrecht zur Glasfläche herabgesetzt
    bzw. Wärmedämmung effizient verbessert
  • Trennung der Glasplatten durch Abstandhalter (Aluminium, Edelstahl, Kunststoff) am Rand
37
Q

Isolierglas

Sonnenschutz

A
  • Sonnenschutz  Einfärbung und/oder Beschichtung von meist Zweischeiben-Isoliergläsern
  • Metalldampfbeschichtung: - Sommer: hält kurzwellige Infrarotstrahlen ab  Verhindert Aufheizung
  • Winter: lässt langwellige Infrarotstrahlen durch  Wärmegewinn
38
Q

Isolierglas
Wärmedämmung
+ Tabelle

A
  • Standard bei Neubauten:

- Dreifachisolierverglasung (U-Wert zwischen 0,7 – 0,5)

39
Q

Isolierglas

Schalldämmung

A
  • einfache Glasscheibe: Schalldämmung abhängig von Dicke, Frequenz, Einfallwinkel
  • Verbundglas:
  • Erhöhung Schalldämmung bei hohen Frequenzen
  • Bei niedrigen Frequenzen: störenden Resonanzerscheinungen => kann durch zwei unterschiedlich dicke Scheiben
    vermieden werden
  • zusätzliche Verbesserung: Füllung Scheibenzwischenraum (SZR) mit Schwergasen
40
Q

Glasfasern

Bauwesen

A
  • Verstärkung zementgebundener Materialien (Beton, …) als Kurzfaser, Roving, Textilien
  • Kurzfasern  Begrenzung von Rissbreiten, Glasfasern übernehmen in Beton Rolle der Stahlbewehrung (Zugkräfte)
41
Q

Glasfasern
Herstellung (Düsen-Ziehverfahren)
Tabelle

A

Glasschmelze (1550°C)
• Schmelzwanne, speist platinlegierte Spinndüsen
• Glasschmelze durch Hochstreck-Geschwindigkeitsziehen zu Glasfilamenten (Ø = 5-20 μm) verarbeitet
• Benetzung mit Schlichte => schützt vor mechanischer + chemischer Beanspruchung
• Aufspaltung in 2 Herstellprozesse: 1. Schneidroving => Kurzfasern
2. Direktroving => Textilien, 2D oder 3D Bewehrung

42
Q

Thermische Eigenschaften

Transformationsbereich

A

Übergang zwischen Schmelzen und Festkörper

43
Q

Thermische Eigenschaften

Transformationstemperatur Tg

A
  • Glasübergangstemperatur
  • Temperatur des Einfriervorgang
  • Tg = ca. 600 °C
44
Q

Thermische Eigenschaften

Verhalten unterhalb Tg

A

spröde - elastisch

45
Q

Thermische Eigenschaften

Verhalten oberhalb Tg

A

weich - elastisch

Baustoffkunde 3 (5 decks)

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