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Kunststoffe für den Bautenschutz und die Betoninstandsetzung

Der Baustoff als Werkstoff

AutorAndrea Dimmig-Osburg, Rolf P. Gieler
VerlagBirkhäuser Basel
Erscheinungsjahr2006
Seitenanzahl480 Seiten
ISBN9783764373726
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis24,27 EUR

Ausgehend von den chemischen Grundlagen werden in diesem Buch die Anwendung und der Einsatz von Kunststoffen im Bauwesen beschrieben. Neben dem allgemeinen Schutz von Oberflächen gehen die Autoren auf die Verfahren im Rahmen von Sanierungsmaßnahmen ein und analysieren kunststoffmodifizierte Baustoffe.

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Leseprobe
8 Anwendungen (S. 81-82)

8.1 Klebstoffe

Klebstoffe sind traditionelle Werkstoffe, die vom Menschen seit ca. 7000 Jahren genutzt werden. So wurden die ersten Kleber wenig innovativ aus der natürlichen Umwelt angewendet, beispielsweise Birkenharz und Naturasphalt. Als erster vom Menschen entwickelter Klebstoff gilt „Se Gin", ein durch Kochen von Tierhäuten gewonnener Gelatineleim.

Wenngleich Leime aus natürlichen Rohstoffen derzeit eine Renaissance erleben, sind für viele Anwendungen hochleistungsfähige, petrochemische Klebstoffe unumgänglich.

Grundsätzliche Voraussetzung für einen guten Klebeverbund sind

 eine optimale Benetzung des Werkstoffes mit dem Kleber,
 eine saubere Klebefläche.

Klebstoffe/Kleber sind in der Lage, Fügeteile durch Haftung auf der Oberfläche der Werkstoffe (Adhäsion) und durch innere Festigkeit (Kohäsion) zu verbinden.

Adhäsion kommt zustande, wenn Stoffe sich auf eine Entfernung von wenigen Angström (10–10 m) nähern. Die Wechselwirkung zwischen den Stoffen auf einer so geringen Distanz führt meist zu einer Anziehung, je nach Struktur der Oberfläche kann auch ein mechanisches Verkrallen stattfinden. Jegliche Art von an der Oberfläche haftenden Partikeln setzt die Klebkraft herab. Nur wenn der Kleber eine ausreichende Eigenfestigkeit (Kohäsion) besitzt, kann der Verbund auch kraftschlüssig sein.

Kleber ist ein Oberbegriff für die unterschiedlichsten Kleberarten, die nach physikalischen, chemischen oder verarbeitungstechnischen Aspekten benannt werden, beispielsweise Leim, Kleister, Dispersionskleber, Lösungsmittelkleber, Reaktionsklebstoff und Kontaktklebstoff.

In den Klebstoff-Bezeichnungen sind oft

- die Kennzeichnung der Grundstoffe (z.B. Stärkekleister, Kunstharzklebstoff, Hautleim),
- die Verarbeitungsbedingungen (z.B. Kaltleim, Heißsiegelkleber, Schmelzkleber, Montageleim), 
- der Verwendungszweck (z.B. Papierkleber, Holzleim, Metallkleber, Tapetenkleister, Gummikleber),
- die Lieferform (z.B. flüssiger Kleber, Leimlösung, Leimpulver, Tafelleim, Leimgallerte, Kitt, Klebeband, Klebefolie) zu finden.

Nach der Art der Erhärtung können Kleber unterteilt werden

 in physikalisch abbindende (Leime, Kleister, Lösungsmittelkleber, Dispersionskleber, Plastisolkleber, Schmelzkleber) und
 in chemisch abbindende Kleber (z.B. Cyanacrylatkleber, EP-Kleber).

Die physikalisch abbindenden Kleber ändern ihren Aggregatzustand von flüssig nach fest. Entweder über das Verdunsten des Verteilungs-/Lösungsmittels (Lösungsmittelkleber, Kleister) oder durch Abkühlung (Schmelzkleber). Diese Kleber sind meist einkomponentig. Die chemisch abbindenden Kleber sind ein- oder mehrkomponentig. Beispielsweise härten zweikomponentige EP-Kleber durch Polyaddition, Cyanacrylate und Methacrylate durch Polymerisation, Systeme auf der Basis von Amino- oder Phenoplasten härten durch Polykondensation.

Leim und Leimlösungen

Unter Leim wird wasserlöslicher Klebstoff auf organischer Basis verstanden. Eine Ausnahme bildet Wasserglasleim. Durch Verdunstung oder „Wegschlagen" des Wassers erfolgt die physikalische Härtung. Leime auf der Basis von Eiweiß sind beispielsweise Glutinleim (Knochen-, Hautleim) und Kaseinleim. Stärke-, Dextrin-, Methylcellulose- und Sulfitablaugenleim (Malerleim) sind Klebstoffe auf der Basis von Kohlehydraten.

Dispersionsklebstoffe

Bei dieser Klebstoff-Gruppe sind Thermoplaste, Homo- und Copolymere, in Wasser dispergiert. Diese Klebstoffe werden vorwiegend für das Verbinden saugfähiger Materialien verwendet. Die Dispersionsklebstoffe härten physikalisch durch Verdunsten oder Abwandern des Dispersionswassers, zum Teil auch durch chemische Reaktion (EP-Emulsionen) aus. Beispiele sind Polyvinylacetat, synthetischer Kautschuk, Polyvinylester, Bitumen-Emulsionen.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhaltsverzeichnis7
1 Allgemeines17
1.1 Begriffsdefinition18
1.2 Kurzzeichen und Begriffe20
1.3 Ausgangsstoffe22
1.4 Literatur24
2 Bildungsreaktionen25
2.1 Polymerisation25
2.2 Polykondensation26
2.3 Polyaddition27
2.4 Literatur28
3 Strukturen29
3.1 Innere Kräfte29
3.2 Thermoplaste29
3.3 Duroplaste31
3.4 Elaste32
3.5 Literatur32
4 Eigenschaften33
4.1 Mechanisch-thermisches Verhalten33
4.2 Mechanische Eigenschaften40
4.3 Nichtmechanische Eigenschaften48
4.4 Alterung58
4.5 Brandverhalten63
4.6 Eigenschaften und Anwendungen einiger bautechnisch wichtiger Kunststoffe66
4.7 Literatur69
5 Lieferformen71
6 Reaktionsharze73
6.1 Begriffe73
6.2 Polymerisationsharze73
6.3 Polyadditionsharze78
6.4 Reaktionsharzmassen81
6.5 Verarbeitung und Erhärtung85
6.6 Literatur89
7 Dispersionen und Lösungen90
7.1 Begriffe90
7.2 Grundstoffe93
7.3 Verarbeitung und Erhärtung94
7.4 Literatur95
8 Anwendungen97
8.1 Klebstoffe97
8.2 Spachtelmassen, Fugendichtungsmassen, Fugendichtstoffe100
8.3 Mörtel und Beton mit Reaktionsharzen101
8.4 Kunststoffmodifizierter Mörtel und Beton103
8.5 Faserverstärkte Kunststoffe117
8.6 Schaumstoffe119
8.7 Literatur123
9 Identifizierung von Kunststoffen mit einfachen Bestimmungsmethoden124
Literaturverzeichnis126
10 Funktionen und Eigenschaften127
10.1 Kohlenstoffdioxiddurchlässigkeit127
10.2 Verhalten gegenüber Wasser134
10.2.1 Mechanismen des Wassertransports134
10.2.2 Diffusion134
10.2.3 Kapillarität und Wasserdurchlässigkeit137
10.2.4 Speicherung141
10.2.5 Baupraktische Bedeutung des hygrischen Verhaltens143
10.3 Mechanische Eigenschaften145
10.3.1 Eigenspannungen145
10.3.2 Verbundverhalten146
10.3.3 Befahrbarkeit149
10.3.4 Griffigkeit152
10.3.5 Rutschsicherheit153
10.3.6 Verschleißwiderstand154
10.3.7 Schlag- und Stoßwiderstand157
10.3.8 Rissüberbrückung157
10.4 Elektrische Eigenschaften166
10.4.1 Physikalische Grundlagen166
10.4.2 Klassifizierung von Fußböden und Anforderungen an elektrische Kenngrößen168
10.4.2.1 Elektrostatisch gefährdete Räume168
10.4.2.2 Elektrostatisch gefährdete Bauteile169
10.4.2.3 Regelwerke170
10.4.3 Widerstandsmessungen172
10.4.3.1 Isolationswiderstand173
10.4.3.2 Durchgangswiderstand/Volumenwiderstand173
10.4.3.3 Oberflächenwiderstand173
10.4.3.4 Erdableitwiderstand174
10.4.3.5 Widerstand gegen einen erdungsfähigen175
10.5 Beständigkeit gegen flüssige Chemikalien177
10.5.1 Allgemeine Anforderungen177
10.5.2 Regelwerke und Prüfmethoden179
10.5.3 Chemikalienbeständige Bindemittel186
10.5.4 Kunststoffbahnen187
10.5.5 Revisionssysteme189
10.6 Dekontaminierbarkeit189
10.6.1 Radioaktive Kontaminationen189
10.6.2 Graffiti192
10.7 Physiologisches Verhalten193
10.7.1 Einsatz im Lebensmittelbereich193
10.7.2 Einsatz im Trinkwasserbereich194
10.7.3 Einsatz im Schwimm- und Badebecken194
10.8 Pilz- und Algenresistenz194
10.9 Literatur198
11 Beton- und Mörtelsysteme206
11.1 Beanspruchung und Anwendungsfälle206
11.2 Ausführung und Qualitätssicherung208
11.2.1 Kunststoffmodifizierter Zementmörtel bzw. -beton (PCC)208
11.2.1.2 Korrosionsschutz der Bewehrung209
11.2.1.3 Applikation und Nachbehandlung209
11.2.2 Kunststoffmodifizierter Spritzmörtel bzw. -beton (SPCC)211
11.2.2.1 Vorbereiten und Vorbehandeln des Untergrundes211
11.2.2.2 Korrosionsschutz der Bewehrung212
11.2.2.3 Applikation und Nachbehandlung212
11.2.3 Reaktionsharzmörtel bzw. -beton (PC)214
11.2.3.1 Vorbereiten und Vorbehandeln des Untergrundes217
11.2.3.2 Korrosionsschutz der Bewehrung217
11.2.3.3 Applikation und Nachbehandlung217
11.3 Literatur219
12 Oberflächenschutzsysteme221
12.1 Begriffe und Regelwerke221
12.2 Eigenschaften226
12.3 Systeme226
12.3.1 Hydrophobierende Imprägnierung (OS 1 bzw. OS A)226
12.3.1.1 Eigenschaften226
12.3.1.2 Anwendungsbereich228
12.3.1.3 Aufbau und Verarbeitung229
12.3.1.4 Anforderungen an den Untergrund229
12.3.2 Beschichtungen für nicht begeh- und befahrbare Flächen (ohne Kratz- und Ausgleichsspachtelung) (OS 2/OS B)229
12.3.2.1 Eigenschaften229
12.3.2.2 Anwendungsbereich230
12.3.2.3 Aufbau und Verarbeitung230
12.3.2.4 Anforderungen an den Untergrund230
12.3.3 Versiegelung für befahrene Flächen (OS 3)231
12.3.3.1 Eigenschaften231
12.3.3.2 Anwendungsbereich231
12.3.3.3 Aufbau und Verarbeitung231
12.3.3.4 Anforderungen an den Untergrund232
12.3.4 Beschichtung für nicht begeh- und befahrbare Flächen (OS 4 bzw. OS C)232
12.3.4.1 Eigenschaften232
12.3.4.2 Anwendungsbereich232
12.3.4.3 Aufbau und Verarbeitung232
12.3.4.4 Anforderungen an den Untergrund233
12.3.5 Beschichtung mit geringer Rissüberbrückungsfähigkeit für nicht begeh- und befahrbare Flächen (mit Kratzbzw. Ausgleichsspachtelung) (OS 5 bzw. OS D)234
12.3.5.1 Eigenschaften234
12.3.5.2 Anwendungsbereich234
12.3.5.3 Aufbau und Verarbeitung234
12.3.5.4 Anforderungen an den Untergrund235
12.3.6 Chemisch widerstandsfähige Beschichtung für mechanisch gering beanspruchte Flächen (OS 6)237
12.3.6.1 Eigenschaften237
12.3.6.2 Anwendungsbereich237
12.3.6.3 Aufbau und Verarbeitung237
12.3.6.4 Anforderungen an den Untergrund238
12.3.7 Beschichtung unter (bituminösen) Dichtungsschichten für begeh- und befahrbare Flächen (OS 7/TL/TP-BEL-EP)238
12.3.7.1 Eigenschaften238
12.3.7.2 Anwendungsbereich238
12.3.7.3 Aufbau und Verarbeitung239
12.3.7.4 Anforderungen an den Untergrund240
12.3.8 Chemisch widerstandsfähige Beschichtung für befahrbare, mechanisch stark belastete Flächen (OS 8)240
12.3.8.1 Eigenschaften240
12.3.8.2 Anwendungsbereich240
12.3.8.3 Aufbau und Verarbeitung240
12.3.8.4 Anforderungen an den Untergrund241
12.3.9 Beschichtung mit erhöhter Rissüberbrückungsfähigkeit für nicht begeh- und befahrbare Flächen (mit Kratzbzw. Ausgleichsspachtelung) (OS 9 bzw. OS E)241
12.3.9.1 Eigenschaften241
12.3.9.2 Anwendungsbereich242
12.3.9.3 Aufbau und Verarbeitung242
12.3.9.4 Anforderungen an den Untergrund243
12.3.10 Beschichtung als Dichtungsschicht mit hoher Rissüberbrückungsfähigkeit unter Schutz- und Deckschichten für begeh- und befahrbare Flächen (OS 10/TL/TP-BEL-B 3)243
12.3.10.1 Eigenschaften243
12.3.10.2 Anwendungsbereich244
12.3.10.3 Aufbau und Verarbeitung244
12.3.10.4 Anforderungen an den Untergrund244
12.3.11 Beschichtung mit erhöhter „dynamischer“ Rissüberbrückungsfähigkeit für begeh- und befahrbare Flächen (OS 11/OS F)244
12.3.11.1 Eigenschaften244
12.3.11.2 Anwendungsbereich245
12.3.11.3 Aufbau und Verarbeitung245
12.3.11.4 Anforderungen an den Untergrund246
12.3.12 Beschichtung mit Reaktionsharzbeton bzw. -mörtel für befahrbare, mechanisch stark belastete Flächen (OS 12)246
12.3.13 Beschichtung mit nicht dynamischer Rissüberbrückungsfähigkeit für begeh- und befahrbare, mechanisch belastete Flächen (OS 13)246
12.3.13.1 Eigenschaften246
12.3.13.2 Anwendungsbereich247
12.3.13.3 Aufbau und Verarbeitung247
12.3.13.4 Anforderungen an den Untergrund247
12.4 Literatur248
13 Vorbereitungsverfahren an Betonund Stahlbetonbauteilen250
13.1 Anforderungen an Betonflächen250
13.1.1 Alter250
13.1.2 Gestaltung251
13.1.3 Beschaffenheit252
13.1.3.1 Fehlstellen252
13.1.3.2 Trennend wirkende Substanzen253
13.1.3.3 Ebenheit260
13.1.3.4 Rauheit261
13.1.3.5 Feuchte261
13.1.3.6 Oberflächenzugfestigkeit262
13.1.3.7 Druckfestigkeit262
13.1.3.8 Chloridgehalt263
13.1.3.9 Sulfatgehalt263
13.2 Anforderungen an Stahlflächen (Bewehrung)264
13.2.1 Vorbereitungsgrad264
13.2.2 Rauheit264
13.3 Verfahren zum Vorbereiten der Betonfläche264
13.3.1 Schneiden266
13.3.2 Stemmen266
13.3.3 Schlagen (Stocken/Nadeln/Fräsen)267
13.3.4 Bürsten268
13.3.5 Schleifen269
13.3.6 Druckluftstrahlen269
13.3.6.1 Druckluftstrahlen mit trockenen Strahlmitteln270
13.3.6.2 Druckluftstrahlen mit feuchten Strahlmitteln270
13.3.6.3 Vakuumstrahlen271
13.3.6.4 (Hoch-)Druckwasserstrahlen272
13.3.7 Schleuderstrahlen (Kugelstrahlen)275
13.3.8 Flammstrahlen275
13.3.9 Entstauben (Kehren/Abblasen/Absaugen)277
13.3.10 Trocknen278
13.4 Verfahren zum Vorbereiten der Bewehrung und anderer Stahlteile278
13.4.1 Schlagen (Nadelpistole)278
13.4.2 Schleifen279
13.4.3 Druckluftstrahlen279
13.4.3.1 Druckluftstrahlen mit trockenen Strahlmitteln279
13.4.3.2 Druckluftstrahlen mit feuchten Strahlmitteln279
13.4.3.3 Vakuumstrahlen280
13.4.4 Druckwasserstrahlen280
13.4.5 Schleuderstrahlen281
13.4.6 Entstauben281
13.4.7 Trocknen281
13.5 Prüfmethoden281
13.5.1 Eigenschaften der Betonflächen282
13.5.1.1 Ritztiefe (Bewitterungszustand)282
13.5.1.2 Druckfestigkeit282
13.5.1.3 Carbonatisierungstiefe283
13.5.1.4 Chloridgehalt284
13.5.1.5 Oberflächenzugfestigkeit284
13.5.1.6 Wassergehalt285
13.5.1.7 Ebenheit287
13.5.1.8 Rauheit288
13.5.2 Eigenschaften der Bewehrung288
13.5.2.1 Geometrische Lage288
13.5.2.2 Korrosion288
13.5.2.3 Oberflächenvorbereitungsgrad290
13.6 Literatur291
14 Aufbringen der Schutz- und Instandsetzungssysteme293
14.1 Grundsätzliches293
14.2 Applikationsverfahren293
14.3 Einfluss des Applikationsverfahrens auf die Eigenschaften der Beschichtung297
14.3.1 Forderungen aus Regelwerken298
14.3.2 Grundlagen der Statistik für die Bewertung von Schichtdicken298
14.3.3 Definition der Grenzwerte von Schichtdicken nach ENGELFRIED302
14.3.4 Bewertung der Applikationsverfahren306
14.4 Literatur307
15 Betoninstandsetzungssysteme308
15.1 Grundsätzliches308
15.2 Ursachen für Schäden308
15.3 Werkstoffe310
15.4 Instandsetzungsprinzipien und Grundsatzlösungen312
15.5 Ausführung313
15.6 Qualitätssicherungsmaßnahmen318
15.7 Ausführungsbeispiele319
15.8 Oberflächenschutz denkmalgeschützter Stahlbetonbauwerke321
15.8.1 Zustandserfassung und Schadensbeurteilung322
15.8.2 Planung323
15.8.3 Werkstoffe und Verfahren323
15.8.4 Durchführung und Qualitätssicherung324
15.9 Literatur325
16 Spezielle Einsatzgebiete für Betonbeschichtungen327
16.1 Beschichtungen mit Chemikalienbelastung327
16.2 Beschichtungen mit rissüberbrückenden Eigenschaften337
16.3 Begangene und befahrene Beschichtungen338
16.3.1 Rutschhemmende Eigenschaften338
16.3.2 Erhöhte Griffigkeit340
16.4 Beschichtungen mit definierten elektrischen Eigenschaften340
16.4.1 Hoher Isolationswiderstand341
16.4.2 Ableitfähigkeit elektrischer Ladungen341
16.4.2.1 Grundsätzliches341
16.4.2.2 Leitfähige Füllstoffe343
16.4.2.3 Leitfähige Vliese345
16.4.2.4 Aufbauten und Applikation346
16.5 Beschichtungen für Reinräume347
16.5.1 Anforderungen an Reinräume und Reinraumoberflächen348
16.5.2 Werkstoffe, Beschichtungssysteme und Applikationstechnik349
16.5.3 Besonderheiten der Ausführung352
16.6 Beschichtungen für jungen (frischen) Beton353
16.6.1 Betontechnologische Voraussetzungen354
16.6.2 Werkstoff und Eigenschaften354
16.6.3 Applikation355
16.7 Literatur356
17 Abdichten von Fugen359
17.1 Begriffe359
17.1.1 Fugenarten359
17.1.2 Fugenabdichtungen360
17.1.3 Dichtstoffe362
17.2 Konstruktive Fugendichtsysteme362
17.3 Spritzbare Fugendichtstoffe363
17.3.1 Begriffe und Anforderungen363
17.3.2 Werkstoffe und Eigenschaften der Dichtstoffe364
17.3.3 Bemessung367
17.3.4 Einsatzgebiete369
17.3.5 Einbauen der Fugendichtstoffe370
17.3.6 Qualitätssicherung373
17.3.7 Beurteilung von Schäden375
17.4 Abdichten von Fassaden mit geklebten Elastomer-Fugendichtbändern377
17.4.1 Arten und Anforderungen377
17.4.2 Einsatzbereiche und Funktion378
17.4.3 Einbauen der Fugendichtbänder380
17.5 Abdichten mit Fugenbändern aus Elastomeren und Thermoplasten381
17.5.1 Arten und Anforderungen381
17.5.2 Einsatzbereiche und Funktion384
17.5.3 Bemessen und Einbauen der Fugendichtbänder384
17.6 Abdichten mit vorkomprimierten, imprägnierten Schaumstoff-Dichtbändern385
17.7 Abdichten mit Klemmprofilen387
17.8 Abdichten mit Profilsystemen387
17.9 Verträglichkeit mit Baustoffen und Beschichtungssystemen389
17.9.1 Verträglichkeit mit Beschichtungssystemen389
17.9.2 Verträglichkeit mit Baustoffen391
17.9.3 Überstreichbarkeit392
17.10 Fugensysteme im Gewässerschutz392
17.10.1 Dehnfugen in Beschichtungssystemen392
17.10.2 Verkehrsflächen von Tankstellen393
17.11 Literatur394
18 Injektionstechnologien399
18.1 Füllen von Rissen und Hohlräumen in Betonbauteilen399
18.1.1 Untersuchungsmethoden399
18.1.2 Ziele und Maßnahmen402
18.1.3 Anforderungen an Füllstoffe und Geräte403
18.1.4 Schließen durch Tränken mit Reaktionsharzen406
18.1.5 Schließen und Abdichten durch Injizieren mit Reaktionsharzen406
18.1.6 Dehnfähiges Verbinden411
18.1.7 Kraftschlüssiges Verbinden413
18.2 Anwendungsfälle für abdichtende Injektionen414
18.2.1 Nachträgliches Abdichten von Fugenprofilen414
18.2.2 Injektionseinrichtungen416
18.2.3 Flächiges Abdichten mit PUR416
18.2.4 Flächiges Abdichten mit Acrylat-Gel417
18.3 Qualitätssicherung418
18.4 Literatur418
19 Korrosionsschutz durch Beschichtungen420
19.1 Einführung420
19.2 Ursachen der Korrosion von Metallen421
19.2.1 Korrosionsmechanismen und Korrosionsarten422
19.2.2 Prinzipien zur Verhinderung der Korrosion426
19.2.3 Korrosionsschutz durch konstruktive Maßnahmen428
19.3 Korrosionsschutzbeschichtungen434
19.3.1 Werkstoffe434
19.3.2 Beschichtungsstoffe und -systeme437
19.3.3 Beschichtungs- und Korrosionsschäden441
19.4 Kombinations-/(Duplex-)Systeme447
19.5 Planung und Ausführung, Qualitätssicherung449
19.5.1 Verfahren zum Vorbereiten der Stahloberflächen452
19.5.2 Applikationsverfahren462
19.5.3 Qualitätssicherung Ausführung und Überwachung465
19.5.4 Beispiele ausgeführter Objekte469
19.6 Literatur471
Stichwortverzeichnis478

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