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E-Book

Bauchemie

AutorThomas Mallon
VerlagVogel Communications Group GmbH & Co. KG
Erscheinungsjahr2005
Seitenanzahl213 Seiten
ISBN9783834360250
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis4,80 EUR

Mehr denn je ist der Entscheidungsträger in Wirtschaft und Behörde, ob als Ingenieur, Architekt oder Praktiker gefordert, breitgefächerte technische und ökologische Fragen zu Baumaterialien zu beantworten. Das Buch beschreibt das Grenzgebiet zwischen Baustoffkunde und Chemie, zwischen Bindemitteln und chemischen Verbindungen, zwischen Bauschäden und chemischen Schadensreaktionen. Mit insgesamt 20 Kapiteln vermittelt das Buch Grundwissen zum aktuellen Tagesgeschäft, von Zement zu Zusatzmitteln, von Korrosion zu Keramik, von Formaldehyd zu Fasern um nur einige Aspekte zu nennen. Das bewährte Konzept der Kamprath-Reihe ermöglicht es dem Leser, gezielt auf benötigte Informationen zuzugreifen, Verständnis für komplexe Zusammenhänge zu erhalten und bereits erlerntes Wissen aufzufrischen. Auch Studierenden hilft dieses Buch, Baustoffe nicht nur nach Norm kennen zu lernen, sondern sie auch zu verstehen.

Der Autor

Dr. Dipl.-Chem. THOMAS MALLON Jahrgang 1947 absolvierte ein Chemiestudium an der Universität Würzburg und promovierte auf dem Gebiet der anorganischen Chemie.

Es folgten Tätigkeiten an der TU München (Gebiet Korrosion von Stahl und Spannbeton) und in der Industrie (Gebiet Betonzusatzmittel), als Laborleiter eines mittelständischen Unternehmens für bauchemische Produkte, Projektmanager in einem Unternehmen der Entsorgungswirtschaft (Recycling baustofflich verwertbarer Reststoffe) sowie als selbstständiger Berater in der Baustoffindustrie und Lehrbeauftragter im Bereich Bauingenieurwesen an den Fachhochschulen Nürnberg und Biberach.

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Kapitelübersicht
  1. Vorwort und Inhaltsverzeichnis
  2. Chemische Grundlagen
  3. Prüfung betonangreifender Wässer
  4. Radioaktivität in Bauten und Baustoffen
  5. Elektrochemie
  6. Nichteisenmetalle (Baumetalle)
  7. Eisen und Stahl
  8. Silikatchemie
  9. Baukalk
  10. Latenthydraulische Stoffe und Puzzolane
  11. Zement
  12. Gips und Anhydrit
  13. Magnesiabinder
  14. Korrosion von Beton und Stahlbeton
  15. Bauschädliche Salze
  16. Betonzusätze
  17. Kunststoffe
  18. Bitumen, Steinkohlenteerpech, Asphalt
  19. Holz und Holzschutz
  20. Anstriche und Anstrichstoffe
  21. Schadstoffe beim Bauen und Wohnen
  22. Anhang sowie Literatur- und Quellenverzeichnis
  23. Stichwortverzeichnis
Leseprobe

17 Bitumen, Steinkohlenteerpech, Asphalt (S. 165)

17.1 Begriffsdefinitionen

Steinkohlenteerpech ist ein Rückstandsprodukt, das bei der zersetzenden Destillation der Steinkohle (ca. 1000 °C) bzw. des Steinkohlenteers unter Luftabschluss anfällt. Unkorrekterweise wurde Steinkohlenteerpech früher als «Teer», dem Vorprodukt, bezeichnet. Bitumen und Steinkohlenteerpech wurden unter dem Überbegriff «bituminöse Bindemittel» zusammengefasst, obwohl beide Stoffe grundverschiedener Herkunft sind. Dies geschah aufgrund des ähnlichen optischen Erscheinungsbildes (Konsistenz, braune bis schwarze Farbe) und einer Reihe von gemeinsamen Anwendungseigenschaften (z.B. Thermoplastizität).

Die Norm DIN 55 946 (1983) unterscheidet klar nach Bitumen und Pech. Pech oder pechhaltig werden solche Stoffe bezeichnet, die früher Teer oder teerhaltig hießen. Bedeutung haben pechhaltige Straßenbaustoffe nur noch in der Wiederverwertung des pechhaltigen, alten Straßenaufbruchs.

Als Bitumen bezeichnet man natürlich vorkommende, z.B. in Asphaltgesteinen, oder aus Erdöl ohne Zersetzung gewonnene Kohlenwasserstoffgemische.

Aufgrund der in Steinkohlenteerpech enthaltenen polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK), wie z.B. dem als karzinogen eingestuften Benzo[a]pyren, und grundwassergefährdender Phenole darf Steinkohlenteerpech in Deutschland nicht mehr als Baustoff im Straßenbau und in der Bauwerksabdichtung verwendet werden.

Asphalt ist ein Gemisch aus Bitumen und Mineralstoffen. Gemische mit Zuschlägen <2 mm nennt man Asphaltmastix. Naturasphalte (z.B. Trinidad-Asphalt, Vorwohler Asphaltkalkstein südlich Hannover) sind natürlich vorkommende Gemische aus Bitumen und Mineralstoffen. Sie sind durch Verdunstung leichtflüchtiger Erdölbestandteile und oxidative Vernetzung der schwerer flüchtigen Erdölbestandteile entstanden.

17.2 Herstellung von Bitumen

Rohstoff Erdöl

Als Rohstoff für die Herstellung von Bitumen dient Erdöl. Erdöl ist ein in der Natur vorkommendes Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Es finden sich in ihm paraffinische (aliphatische), naphthenische (alizyklische) und in geringen Mengen aromatische Kohlenwasserstoffe sowie Schwefel-, Sauerstoff- und Stickstoffverbindungen. Die Zusammensetzung wechselt stark. Man unterscheidet zwischen paraffinbasischen (im Sinne von paraffinbasierenden, z.B. Pennsylvania, USA, Kuwait), naphthenbasischen (z.B. Rumänien, Baku) und gemischtbasischen Erdölen. Naphthenbasische Erdöle können relativ aromatenreich sein (Borneoöl 39%).

Destillation

In den Raffinerien wird Erdöl zunächst bei Atmosphärendruck destilliert. Dabei entweichen mit steigender Temperatur Benzin (Leicht- und Schwerbenzin, C6 bis C11, bis 180 °C), Kerosin (Flugturbinentreibstoff, C10 bis C14, 180 °C bis 240 °C) und Gasöl (Dieselkraftstoff, Heizöl C11 bis C20, 240 bis 360 °C). Höher siedende Fraktionen (über 350 °C) werden wegen ihrer Zersetzlichkeit schonend im Vakuum destilliert. Als Vakuumdestillate fallen Motorenöl, Maschinenöle und Schmieröle an.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhaltsverzeichnis6
1 Chemische Grundlagen12
1.1 Stoffe und Symbolik12
1.2 Atombau13
1.3 Periodensystem17
1.4 Chemische Bindung17
1.5 Chemisches Gleichgewicht20
1.6 Geschwindigkeit chemischer Reaktionen21
1.7 Säure- und Basenstärke21
1.8 Oxide22
1.9 pH-Wert24
1.10 Salze und Hydrolyse25
1.11 Wertigkeiten25
1.12 Beispiele chemischen Rechnens (Stöchiometrie)26
1.13 Härte des Wassers27
1.14 Kalk-Kohlensäure- Gleichgewicht28
2 Prüfung betonangreifender Wässer30
2.1 Prüfung nach DIN 403030
2.2 pH-Wert31
2.3 Geruch31
2.4 Härte31
2.5 Kalklösende Kohlensäure31
2.6 Chlorid31
2.7 Magnesium31
2.8 Ammonium31
2.9 Sulfat32
3 Radioaktivität in Bauten und Baustoffen34
3.1 Allgemeine Einschätzung34
3.2 Arten der radioaktiven Strahlung34
3.3 Kenngrößen34
3.4 Allgemeine Strahlenbelastung35
3.5 Radon aus dem Baugrund35
3.6 Radon aus Baustoffen38
3.7 Richtwerte38
4 Elektrochemie40
4.1 Begriffe40
4.2 Entstehung galvanischer Elemente40
4.3 Elektrochemische Spannungsreihe43
4.4 Korrosionselemente45
4.5 Elektrolyse49
4.6 Korrosionsschutz52
5 Nichteisenmetalle (Baumetalle)54
5.1 Aluminium54
5.2 Zink56
5.3 Blei57
5.4 Kupfer59
5.5 Einwirkung von Bindemitteln auf Baumetalle60
6 Eisen und Stahl62
6.1 Eisenerz62
6.2 Hochofenprozess62
6.3 Roheisen62
6.4 Schlacke63
6.5 Stahlgewinnung63
6.6 Unlegierter Stahl64
6.7 Legierter Stahl64
6.8 Kennzeichnung von Stählen64
6.9 Thermische Behandlung von Stahl65
6.10 Fe-C-Diagramm65
6.11 Stähle für den konstruktiven Ingenieurbau67
7 Silikatchemie68
7.1 Chemische Grundlagen68
7.2 Natürliche Silikate71
7.3 Künstliche Silikate72
7.4 Siliziumdioxid74
8 Baukalk76
8.1 Einleitung76
8.2 Luftkalk76
8.3 Hydraulisch erhärtende Kalke79
8.4 Anwendung von Baukalk81
9 Latenthydraulische Stoffe und Puzzolane84
9.1 Allgemeines84
9.2 Latenthydraulische Stoffe84
9.3 Puzzolane84
10 Zement88
10.1 Geschichtliches88
10.2 Abgrenzung zu hydraulischem Kalk88
10.3 Herstellung von Zement88
10.4 Chemische Zusammensetzung89
10.5 Mineralische Zusammensetzung91
10.6 Eigenschaften der Klinkermineralien91
10.7 Reaktion mit Wasser (Hydratation)92
10.8 Calciumsulfatzusatz93
10.9 Variation im Klinker93
10.10 Zementbestandteile94
10.11 Zementarten nach Norm96
10.12 Anforderungen und Prüfungen100
10.13 Arbeitsschutz101
10.14 Lagerung102
10.15 Nicht genormte Zemente102
11 Gips und Anhydrit106
11.1 Begriffe106
11.2 Gipsrohstoffe106
11.3 Anhydritrohstoffe106
11.4 CaSO4-Modifikationen107
11.5 Erbrennen von Gips- und Anhydritbaustoffen107
11.6 Technische Produkte107
11.7 Anwendungstechnische Eigenschaften von Gips und Anhydrit108
11.8 Gipsbaustoffe110
11.9 Anhydritbaustoffe112
12 Magnesiabinder114
12.1 Begriffe114
12.2 Herstellung114
12.3 Eigenschaften114
13 Korrosion von Beton und Stahlbeton116
13.1 Allgemeines116
13.2 Physikalische Korrosion116
13.3 Chemische Korrosion119
13.4 Elektrochemische Korrosion (Korrosion der Bewehrung)122
13.5 Biologische Korrosion127
13.6 Mechanismus und Beurteilung des Eindringens von Schadstoffen in den Beton128
13.7 Maßnahmen zum Korrosionsschutz129
14 Bauschädliche Salze132
14. 1 Allgemeines132
14.2 Mineralische Baustoffe132
14.3 Salzschäden132
14.4 Aufsteigende Mauerfeuchtigkeit135
15 Betonzusätze138
15.1 Definition138
15.2 Normen138
15.3 Arten von Betonzusatzmitteln138
15.4 Prüfungen für die Erteilung von Zulassungen für Betonzusatzmittel139
15.5 Überwachung von Betonzusatzmitteln141
15.6 Anwendung und Wirkung von Betonzusatzmitteln141
15.7 Betonzusatzstoffe145
15.8 Praxisbeispiel: Selbstverdichtender Beton146
15.9 Praxisbeispiel: Hochfester Beton147
16 Kunststoffe148
16.1 Historie der Kunststoffe148
16.2 Terminologie/Normen148
16.3 Synthese und Eigenschaften148
16.4 Mechanisch-thermisches Verhalten151
16.5 Beeinflussung von Kunststoffeigenschaften durch Zusätze153
16.6 Charakteristische Kenngrößen und wichtige Gebrauchseigenschaften154
16.7 Bautechnisch wichtige Kunststoffe157
16.8 Anwendungen von Kunststoffen im Bauwesen164
17 Bitumen, Steinkohlenteerpech, Asphalt166
17.1 Begriffsdefinitionen166
17.2 Herstellung von Bitumen166
17.3 Bitumenarten168
17.4 Eigenschaften von Bitumen168
17.5 Messmethoden an Straßenbaubitumen170
17.6 Anwendung von bitumenhaltigen Baustoffen171
18 Holz und Holzschutz172
18.1 Aufbau des Holzes172
18.2 Zusammensetzung des Holzes172
18.3 Holzangriff173
18.4 Holzschutz allgemein174
19 Anstriche und Anstrichstoffe180
19.1 Arten von Anstrichen180
19. 2 Zusammensetzung180
19.3 Arten von Anstrichstoffen180
20 Schadstoffe beim Bauen und Wohnen184
20.1 Gefahrstoffe und Gefahrstoffsymbole184
20.2 Grenzwerte am Arbeitsplatz185
20.3 Schadstoffe im Bereich Zement186
20.4 Schadstoffe im Bereich der Schal- und Trennmittel186
20.5 Schadstoffe im Bereich der Holzschutzmittel187
20.6 Schadstoffe im Bereich der Abbeizmittel187
20.7 Schadstoffe im Bereich Fußbodenlegen187
20.8 Halogenorganische Verbindungen in Innenräumen188
20.9 Schadstoffe im Bereich Fasern und Stäube188
20.10 Formaldehyd190
20.11 Isocyanat190
20.12 Schimmelbildung190
Anhang194
A1 Periodensystem der Elemente bis Element 103 [64]194
A2 Löslichkeiten baurelevanter anorganischer Verbindungen bei 20 °C195
A3 Grenzwerte nach Trinkwasserverordnung196
A4 Relative Molekülmassen bauchemisch gebräuchlicher Elemente und Verbindungen198
Literatur- und Quellenverzeichnis200
Stichwortverzeichnis202
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