Ines von Hören Irina Nickel

Transkript

1 Ines von Hören Irina Nickel

2 Kalk Gips Zement

3 Kalk Allgemeines Vorkommen in Mineralien Vorkommen in Sedimentgestein Verwendung Kalkkreislauf Gebrannter/Gelöschter Kalk Gips Allgemeines Entstehung industrielle Herstellung Verwendung Zement Was ist Zement? Geschichtliches Wirtschaftlicher Aspekt Herstellung und Verwendung von Zement

4 CaCO3 Salz der Kohlensäure Ionengitter; Verhältnis 1:1 In Wasser kaum löslich

5 Wasserfreie Carbonate ohne fremde Anionen: Calcit (Kalkspat) Aragonit Vaterit

6 Sedimentgestein Kreide Kalkstein Marmor Stromatolithe Stromatolith

7 Baustoffindustrie Stahlindustrie Mineralischer Dünger Füllstoff Herstellung von Zement Lebensmittelzusatzstoff und -farbstoff

8 CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H 2 CO 3 + CaCO 3 Ca(HCO 3 ) 2 Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

9 Gebrannter Kalk: CaCO 3 + ΔT CaO + CO 2 Gelöschter Kalk: CaO + H 2 O Ca(OH) 2 ; exotherm Kalkbrei: Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O

10 CaO Calciumoxid Weißes Pulver CaCO 3 + ΔT CaO + CO 2 Alternativ: 2 Ca +O 2 2 CaO Verwendung: Beimischung zu Mörtel und Putzen Kalksandstein Trocknungsmittel, Absorption von CO 2

11 CaO + H 2 O Ca(OH) 2 Schlecht wasserlöslich Weißes Pulver Verwendung: Nachweismittel für CO 2 Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O Kalkmörtel Bindemittel für wasserlösliche Farben Düngemittel Gegenmittel bei Schwefelsäure- und Oxalsäurevergiftungen

12 Kalziumsulfat Minerale der wasserhaltigen Sulfate ohne fremde Anionen Monoklines Kristallsystem CaSO 4 *2H 2 O

13 Auskristallisieren aus calciumsulfat-übersättigtem Meerwasser Verwitterungsprodukt sulfider Erze Vulkanische Schlote (Schwefelsäure mit Kalkstein) Fundorte: Mexiko, Algerien, Spanien, Italien, USA Osterode (Harz), Eisleben (Sachsen-Anhalt)

14 Kaum gezielte Herstellung Immer Sekundärprodukte Citronensäureherstellung Phosphorsäureherstellung Klassischer Prozess: H 2 SO4 + CaCO 3 CaSO 4 + H 2 O + CO 2 Abwasserreinigungsverfahren Rauchgasentschwefelung der Abase von Kraftwerken Abbau in Steinbrüchen

15 Einsatz in der Bautechnik (z.b. Wandbauplatten, Gipskartonplatten) Medizin (Gipsverband) Zahntechnik (Abformungen der Mund und Zahnsituation, Modelle) Kunst (Skulpturen usw.) Des weiteren dient Calciumsulfat Zur Herstellung von Tofu Als Lebensmittelzusatzstoff Als Schüßler- Salz

16 Zement (v. lat.: caementum= Bruchstein, Baustein) ist ein hydraulisches Bindemittel, d.h. ein fein gemahlener anorg. Stoff, der mit Wasser gemischt, Zementleim ergibt, welcher durch Hydratation erstarrt und erhärtet. Nachdem Erhärten auch unter Wasser fest und Raumbeständig.

17 1000 v. Chr. erster hydraulisch erhärtender Mörtel (gebr. Kalk, gem. Ziegel oder vulkanische Asche) Name Zement geht auf die Römer zurück. Sie errichteten betonartiges Mauerwerk aus Bruchsteinen mit gebrannten Kalk 120 v. Chr. Bau des Pantheon.

18 Bis ins 19. Jahrhundert Verwendung von Bindemitteln (durch Einsatz von Puzzolanen hydraulische Eigenschaften). Entwicklung innovativer Zemente sind bis heute keine Grenzen gesetzt. (z.b. Verbesserung in Bezug auf Wasserbeständigkeit, Erhärtungsverlauf und Endfestigkeit).

19 Wirtschaftlicher Aspekt Anteil der EU an der Weltproduktion 11%, Deutschland 1,6%, China 45% Straßentransport nicht rentabel ab km Ca. 95% der in Deutschland benötigten Menge Zement von inländischen Zementwerken produziert. Am stärksten nachgefragte Zementsorten: Portlandzement 56%, Portlandhüttenzement 19% Portlandkalksteinzement 11% Hochofenzement 11%

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21 Rohmaterialgewinnung Lagerung und Homogenisierung Mahlen des Rohmaterials Brennen Zementmahlung Verladung und Versand

22 Beton: Treppen, Deckenbalken, Wände, Stützen und Abwasserrohre Mörtel: Bodenbeläge, Mauerwerk Faserzement: Bedachung, Fassadenverkleidung

23 Holleman, Wiberg: Lehrbuch der anorganischen Chemie (102. Auflage) Riedel, Janiak: Anorganische Chemie (7. Auflage)