BAUSTOFFKUNDE I " " ',"' ' ' " " " ' *

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1 Begründet von Prof. Dr. Dipl.-Ing. Hans Backe Fortgeführt von Prof. Dipl.-Ing. Wolfram Hiese Neu bearbeitet von Prof. Dipl.-Ing. Rolf Möhring BAUSTOFFKUNDE I " " ',"' ' ' " " " ' * 11., neu bearbeitete und ergänzte Auflage.WernerVerlag 2009

2 Inhaltsübersicht 1 Bausteine XI 1 2 Anorganische Bindemittel XIII 86 3 Zuschläge/Gesteinskörnungen für Mörtel und Beton XIV Mörtel und Estrich XIV Beton XV Stahlbeton und Spannbeton XVI Eisen und Stahl XVI Nichteisenmetalle (NE-Metalle) XVIII Holz und Holzbaustoffe XVIII Glas XIX 296 X. 11 Grundbegriffe der Baustoffphysik XX Grundbegriffe der Baustoffchemie XX Kunststoffe.'. XXI Dämmen, Sperren, Schall-und Brandschutz XXI Bitumen und Asphalt XXII Vorschriften zur Verwendung von Baustoffen XXIII Quellenangaben..., XXIII Weiterführende Literatur, Adressen von Verbänden XXIII Lösungen zu einzelnen komplexen Aufgaben XXIII Stichwortverzeichnis XXIII 453

3 Inhaltsverzeichnis 1 Bausteine Naturstein im Bauwesen Stofflicher Aufbau der Erde Die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale Die drei Gesteinsgruppen Übersicht über die wichtigsten Gesteine 8 A. Magmagesteine (Erstarrungsgesteine) 8 B. Sedimentgesteine (Ablagerungsgesteine) 9 C. Metamorphe Gesteine (Umwandlungsgesteine) 10 D. Weitere Sedimentgesteine Abbau der natürlichen Gesteine Bearbeitung von Natursteinen Verarbeitung von Naturstein Verwitterung und Verwitterungsschutz von Naturstein Fragen und Aufgaben zu Naturstein Keramische Baustoffe Rohstoffe Aufbereitung der Rohstoffe und Formgebung Trocknen und Brennen der Tonprodukte Allgemeine Eigenschaften von Ziegeln Mauerziegel und Klinker Ziegel für Decken und Vergusstafeln DIN 4159, DIN Tonhohlplatten Dachziegel Schornsteinziegel Keramische Fliesen und Platten Feuerfeste Steine Steinzeug für Abwassersysteme Ziegelfehler Lehmbau Fragen und Aufgaben zu keramischen Baustoffen Mineralisch gebundene Baustoffe Kalksandsteine' Hüttensteine DIN Bauteile aus Leichtbeton Mauersteine aus Beton (Normalbeton) Bauteile aus Porenbeton Zwischenbauteile aus Beton für Stahlbeton- und Spannbetondecken Betonwerksteine Pflastersteine aus Beton Betondachsteine Rohre aus Beton Bauteileaus Faserzement Fragen und Aufgaben zu mineralisch gebundenen Baustoffen 85 2 Anorganische Bindemittel Nichthydraulische und hydraulische Bindemittel Baugips Rohstoffe 86 XI

4 2.2.2 Herstellung aus Gipsstein Anmachen und Erhärten Eigenschaften Gipssorten (Baugipse) Gipskartonplatten Gips-Wandbauplatten Gips-Faserplatten Weitere Gipsbaustoffe Anhydritbinder (AB) Rohstoff und Herstellung Eigenschaften und Verwendung Magnesiabinder Baukalk Rohstoffe und Herstellung Luftkalke (CL, DL) Hydraulisch erhärtende Kalke (HL) Handelsformen der Kalke Puzzolane und latent-hydraulische Stoffe Puzzolane Latent-hydraulische Stoffe Zement Allgemeines Portlandzementklinker Zementarten nach DIN EN und DIN Zemente für spezielle Anwendungsgebiete Eigenschaften der Zemente Prüfung von Zement Putz-'Tind Mauerbinder MC Hydraulische Boden- und Tragschichtbinder HRB Fragen und Aufgaben zu anorganischen Bindemitteln 115 Zuschläge/Gesteinskörnungen für Mörtel und Beton Allgemeines.' Natürliche Gesteinskörnungen Künstlich hergestellte Zuschläge/Gesteinskörnungen Sonderzuschläge Anforderungen an Zuschläge für Beton Kornzusammensetzung Bezeichnungen der Gesteinskörnung, Anforderungen an Korngruppen Korngrößenverteilung, Sieblinien Siebversuch Sieblinienkennwerte Rechnerisches Zusammensetzen von Zuschlaggemischen aus einzelnen Korngruppen Eigenfeuchte Allgemeines Bestimmung der Eigenfeuchte Güteüberwachung, Ubereinstimmungsnachweis Fragen und Aufgaben zu Gesteinskörnungen 138

5 Mörtel und Estrich Allgemeines Mörtelarten Übersicht Werkmörtel Nichthydraulische Mörtel Hydraulische Mörtel Mauermörtel Putzmörtel Allgemeines Anforderungen an Putzmörtel Leichtputze Kunstharzputze Wärmedämmputze Brandschutzputze Sanierputze Weitere Mörtelarten Estriche Allgemeines Zementestrich CT Gussasphaltestrich Hochbeanspruchbare Estriche, Industrie-Estriche Reaktionsharzstriche Fragen und Aufgaben zu Mörtel und Estrich 153 Beton, Allgemeines Betonbestandteile Zement Betonzuschlag/Gesteinskörnungen Mehlkorn Betonzusatzmittel Anorganische Betonzusatzstoffe Betoneigenschaften ; Rohdichteklassen Druckfestigkeitsklassen Luftgehalt Konsistenz Betonbegriffe Festlegung des Betons " Allgemeines Beton nach Eigenschaften Beton nach Zusammensetzung Standardbeton AnforderungenVn Zusammensetzung und Eigenschaften von Beton Betone Mir die verschiedenen Expositionsklassen Beton mit hohem Wassereindringwiderstand Beton für hohe Gebrauchstemperaturen bis 250 C Unterwasserbeton Flüssigkeitsdichter Beton (FD-Beton) Berechnung der Betonzusammensetzung Wasserzementwert 173 XIII

6 5.6.2 Wassergehalt Mischungsberechnung Verarbeiten von Beton Herstellen und Mischen von Beton (Transportbeton) Bestellen und Liefern von Transportbeton Fördern auf der Baustelle Schalung für Beton Einbringen des Betons in die Schalung Verdichten des Betons Nachbehandeln von Beton Ausschalfristen Warmbehandlung von Beton Spritzbeton Vakuumbeton Sichtbeton Beton mit rezykliertem Zuschlag Leichtbeton Hochfester Beton Qualitätssicherung Erstprüfung Produktionskontrolle (Konformitätskontrolle) Produktionskontrolle der Festigkeit Produktionskontrolle bei anderen Eigenschaften Betonfamilien Bauüberwachung Prüfung von Beton Ausbreitversuch X Verdichtungsversuch 'Slump-Test und Vebe-Test Luftgehalt des Frischbetons Druckfestigkeit an Probekörpern Druckfestigkeit am Bauwerk Biegezugfestigkeit Spaltzugfestigkeit Wassereindringtiefe Fragen und Aufgaben zu Beton Stahlbeton und Spannbeton Stahlbeton Allgemeines : r Betondeckung Statisch relevante Festbetoneigenschaften Spannbeton Fragen und Aufgaben zu Stahlbeton und Spannbeton Eisen und Stah Gefüge von Eisen und Stahl Ausgangsstoffe bei der Stahlherstellung Verfahren der Stahlherstellung Direktreduktionsverfahren Schmelzreduktionsverfahren Der Hochofenprozess 214 XIV y

7 7.3.4 Vom Roheisen zum Gusseisen Vom Roheisen zum Stahl Nachbehandlungsverfahren (Sekundärmetallurgie) Vergießen von Stahl Blockguss Stranggießen Stahlguss Formgebung von Stahl Warmwalzen Schmieden Strangpressen Kaltumformen Wärmebehandlung von Stahl Stähle für den Stahlbau Einteilung der Stähle Unlegierte Baustähle Wetterfeste Baustähle Nichtrostende Stähle Weitere Stahlsorten Walzstahlerzeugnisse Flacherzeugnisse Langerzeugnisse Betonstahl Allgemeines Betonstahlmatten Betonstabstahl Betonstahl in Ringen Gitterträger Spannstahl.? Korrosionsschutz Korrosion Aktiver Korrosionsschutz Passiver Korrosionsschutz Verhalten von Stahl und Gusseisen im Brandfall Fragen und Aufgaben zu Stahl und Eisen 252 Nichteisenmetalle (NE-Metalle) Aluminium Herstellung Eigenschaften ~: Aluminiumlegierungen Verwendung im Bauwesen Magnesium Blei Herstellung und Eigenschaften Sorten und Legierungen Verwendung im Bauwesen Zinn Zink Herstellung und Eigenschaften Sorten und Legierungen Verwendung im Bauwesen 260

8 8.6 Kupfer Herstellung und Eigenschaften Sorten und Legierungen Verwendung im Bauwesen Holz und Holzbaustoffe Allgemeines Aufbau des Holzes Chemischer Aufbau Makroskopischer Aufbau Mikroskopischer Aufbau Holzfehler Feuchteverhalten von Holz Holzfeuchte Holztrocknung Schwinden und Quellen Holzarten und ihre Anwendung Konstruktives Bauholz Bauschnittholz Baurundholz Brettschichtholz, Balkenschichtholz, Kreuzbalken Konstruktionsvollholz, Massivholz Technische Eigenschaften des Holzes Vergütetes Vollholz Holzwerkstoffe Holzwerkstoffklassen Sperrholz N v Spanplatten Faserplatten Langspanholz Timber Strand Furnierstreifenholz, Furnierschichtholz Holzpflaster Parkett Holzzerstörer Insekten Pilze Holzschutz Vorbeugende bauliche Maßnahmen Vorbeugende chemische Maßnahmen Bekämpfende Maßnahmen Arbeitsschutzmaßnahmen Brandverhalten und Brandschutz von Holz Fragen und Aufgaben zu Holz Glas Herstellung von Flachglas Rohstoffe : Schmelzen und Formen Glasstruktur Eigenschaften und Arten von Flachglas Allgemeine Eigenschaften Gartenbauglas 301 XVI

9 Floatglas Poliertes Drahtglas Gezogenes Flachglas Ornamentglas Drahtornamentglas Profilbauglas Borosilicatglas Sicherheitsgläser Einscheiben-Sicherheitsglas Verbundsicherheitsglas VG, Verbundglas VG Isoliergläser Allgemeines Wärmeschutz- und Sonnenschutzgläser Schallschutzgläser Brandschutzgläser F-Gläser G-Gläser Neue europäische Normung Pressglas Glasbausteine Betongläser Glasfliesen Glasfasern Beschichtung von Funktionsgläsern Fragen und Aufgaben zu Glas Grundbegriffe der Baustoffphysik Physikalische Einheiten Statistische Auswertung von Messergebnissen Kraft, Masse, Gewicht, Spannung Dichte, Porigkeit, Hohlraum Stoffwerte Festigkeitsarten Zugfestigkeit, Zugversuch Druckfestigkeit : Biegefestigkeit Kerbschlagbiegeversuch, Schlagfestigkeit Härte (Mohs, Brinell) Zähigkeit Kapillarität : r Aus der Wärmelehre Wärme, Temperatur, spezifische Wärme Wärmedehnung Wärmeübertragung Aus der Lehre vpm Schall Fragen und Aufgaben zur Baustoffphysik Grundbegriffe der Baustoffchemie Atomaufbau Das Periodensystem Chemische Prozesse Stöchiometrische Berechnungen 342 XVII

10 12.5 Kristalline und amorphe Körper Chemische Bindungsarten, Wertigkeit Wichtige chemische Grundstoffe (Elemente) Säuren, Basen, Salze Technisch wichtige Stoffe Fragen und Aufgaben zur Baustoffchemie Kunststoffe Allgemeines Zur Chemie der Kunststoffe Allgemeines Polymerisation Polyaddition Polykondensation Allgemeine Eigenschaften der Kunststoffe Thermoplaste Polyvinylchlorid PVC PolyethylenPE Polypropylen PP Polymethylmethacrylat (Acrylglas) PMMA Polystyrol PS Polyvinylacetat PVAC Polycarbonat PC Polyamide PA Duroplaste (Duromere) Phenoplaste PF Aminoplaste UF, MF und Schichtpressstoffe v NUngesättigte Polyesterharze UP Epoxidharze EP Glasfaserverstärkte Kunststoffe GFK Thermoplaste (Plastomere) Thermoplastische Elastomere Polyurethane PUR Elastomere (Elaste) Allgemeines Naturkautschuk Synthesekautschuk Silikone SI Abgewandelte Naturstoffe Fragen und Aufgaben zu Kunststoffen.-r Dämmen, Sperren, Schall- und Brandschutz Allgemeines Innenraumklima A.sc-Diagramm von Mollier Aufgabenstellung Wärmeschutz Wasserdampfdiffusion Definitionen und Bemessungswerte Wärmeübergang Wärmedurchgang Wärmeschutznachweise 381 XVIII

11 Wärmeschutz in Aufenthaltsräumen Wärmespeicherung Fragen und Aufgaben zum Wärmeschutz Schallschutz Allgemeines Schallpegel (db) Luftschallschutz Trittschallschutz Anforderungen an den Schallschutz Schallschutzmaßnahmen Fragen und Aufgaben zum Schallschutz Dämmstoffe für Wärme und Schall Faserdämmstoffe Schaumkunststoffe Mineralische Schaumstoffe Wärmedämmverbundsysteme (WDVS) Leichtbauplatten Gips-Deckenplatten Holzfaserdämmstoffe Dämmstoffe aus Kork Weitere lose Füllstoffe Brandschutz Normen Brennbarkeit von Baustoffen Feuerwiderstandsdauer von Bauteilen Fragen zum Brandschutz Abdichtung gegen Feuchtigkeit Allgemeines Abdichtungsstoffe Abdichtung gegen Bodenfeuchtigkeit Abdichtung gegen nichtdrückendes Wasser Abdichtung gegen drückendes Wasser Schutzschichten und -maßnahmen Dränanlagen Dachabdichtungen Fragen und Aufgaben zur Abdichtung gegen Feuchtigkeit Bitumen und Asphalt Allgemeines Herstellung von Bitumen ~ Eigenschaften des Bitumens Konsistenz Haftfestigkeit und Alterung Verhalten gegenüber Wasser und Chemikalien Bitumensorten Destillai^onsbitumen Oxidationsbitumen Polymermodifizierte Bitumen Bitumenhaltige Bindemittel Asphalt Naturasphalt Technischer Asphalt 421 XIX

12 Walzasphalt Gussasphalt, Asphaltmastix Wiederverwendung von Asphalt Weitere Anwendungen von Bitumen und Asphalt Fragen und Aufgaben zu Bitumen Vorschriften zur Verwendung von Baustoffen Allgemeines Bauprodukte Regelwerke für Bauprodukte Bauregellisten Allgemeines Bauregelliste ATeil Bauregelliste ATeil 2 und Bauregelliste B Bauregelliste C Fragen und Aufgaben zu Bauprodukten Quellenangaben Weiterführende Literatur, Informationsquellen, Adressen von Verbänden Lösungen zu einzelnen komplexen Aufgaben 446 Stichwortverzeichnis 453 XX