Baustoffkunde II > Bindemittel > Flashcards

Bindemittel Flashcards

(67 cards)

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1
Q

Ordnen Sie den Klinkermineralien die notwendige Temperatur der Herstellung zu:
Tricalciumsilikat, Calciumaluminiumferrit, Tricalciumaluminat, Dicalciumaluminat

A

Tricalciumsilikat: > 1300°C
Calciumaluminiumferrit: > 1100°C
Tricalciumaluminat: > 850°C
Dicalciumaluminat: > 1000°C

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Q

Ordnen Sie den Stoffen die richtige Eigenschaft zu:

Hüttensand, Silikastaub, Kalksteinmehl, Flugasche

A

Hüttensand: Latent-hydraulisch
Silikastaub: Puzzolanisch
Kalksteinmehl: Innert
Flugasche: Puzzolanisch

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3
Q

Was ist die Wirkungsweise von Kalksteinmehl?

A

Verbesserung der Verarbeitbarkeit und Füller-Effekt

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4
Q

Was ist die Wirkungsweise von Hüttensand?

A

Beitrag zu Zement- und Betondruckfestigkeit

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5
Q

Was ist die Wirkungsweise von Flugasche?

A
  • Beitrag zur Zement- und Betondruckfestigkeit

- Verbesserung der Verarbeitbarkeit und Füller-Effekt

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6
Q

Ordnen Sie die Bindemittel der richtigen Bindemittelgruppe zu:
Hydratbindemittel, Luftbindemittel, Hydraulische Bindemittel, Mischform

A

Hydratbindemittel: Gips
Luftbindemittel: Magnesiabinder
Hydraulische Bindemittel: Zement
Mischform: Kalkzementputzbinder

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7
Q

Definieren Sie Luftbindemittel

A
  • erhärten an der Luft

- bedingt wasserlöslich

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8
Q

Definieren Sie Hydraulische Bindemittel

A
  • erhärten an der Luft oder Unterwasser

- wasserbeständig

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9
Q

Definieren Sie Hydratbindemittel

A
  • erhärten mit Wasser

- wasserlöslich

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10
Q

Was sind die Anwendungsgebiete von gemahlenem Branntkalk CaO?

A
  • Kalksandstein
  • Porenbeton
  • Abwasserneutralisation
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11
Q

Definieren Sie Hydrationswärme

A

Wärme, die aufgrund der Hydration des Zements freigesetzt wird

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12
Q

Welche Stoffe werden bei der Zementherstellung beigefügt, um ein schnelles Erstarren zu verhindern?

A
  • Anhydrit

- Gips

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13
Q

Nennen Sie die vier chemischen Formeln der Hauptklinkerphasen.

A
  1. Alit (CS): 3CaO * SiO2
  2. Belit (C2S): 2CaO * SiO2
  3. Calciumaluminat (C3A): 3CaO * Al_2O_3
  4. Calciumaluminiumferrit (C4AF): 4CaO * Al2O3 * Fe2O3
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14
Q

Erklären Sie die Funktionsweise eines Quellzements.

Für welche Anwendung können Quellzemente eingesetzt werden?

A
  • durch Zugabe von Calciumaluminaten und Gips wird mehr Ettringit gebildet
  • > Volumenvergrößerung (auch, wenn der Zement schon ausgehärtet ist)
  • kommt beim lautlosen Sprengen oder zur Schwindreduzierung zum Einsatz
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15
Q

Wenn die Bezeichnung CEM III/A55 N-LH/SR gegeben ist, wofür steht das „CEM III/A“, „N“, „LH“ und das „SR“?

A

CEM III/A: Hochofenzement mit 36-65 M.-% Hüttensand
N: Normale Erhärtungscharakteristik
LH: Niedrige Hydrationswärme
SR: Hoch sulfatbeständig

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16
Q

Warum können hydraulische Bindemittel auch Unterwasser aushärten?

A
  • Reaktion wird durch Wasser nicht gehemmt, da Wasser ein Reaktionspartner ist
  • Erhärtung erfolgt nicht durch Trocknung und es wird keine Luft benötigt
  • Hydrationsprodukte sind nicht wasserlöslich
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17
Q

Welche Rohstoffe werden für Portlandzement benötigt?

A
  • Kalkstein

- Ton

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18
Q

Was sind die beiden Hauptrohstoffe aus denen Zement hergestellt wird?

A
  • Kalkstein

- Ton

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19
Q

Warum muss das Gehalt von freiem Kalk und Periklas (Magnesiumoxid) im Zement begrenzt sein?
Wie kann die Einhaltung des Grenzwertes geprüft werden?

A
  • Wenn das Gehalt von Freikalk bzw. Periklas zu hoch ist, kann es im Zement zu Treiberscheinungen kommen
  • Prüfmethode: Raumbeständigkeit mit LeChatelier-Ring
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20
Q

Wie wird die Reaktion genannt, wenn der Zement aushärtet und warum ist es falsch zu sagen, dass der Zement „trocknet“?

A
  • Reaktion: Hydration

- Wasser wird chemisch gebunden und nicht dem Zementleim entzogen (deswegen „trocknet“ dieser nicht)

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21
Q

Nennen Sie zwei Beispiele für Bindemittel, die mit Wasser erhärten, die aber im ausgehärteten Zustand nicht wasserbeständig sind.

A
  • Hydratisches Bindemittel

- Sulfat

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22
Q

Welcher Stoff wird Beton immer zugegeben und wie wirkt er sich aus bzw. Welchen Nutzen hat er?

A
  • Sulfattträger (z.B. Halbhydrat oder Gips)
  • dient als Erstarrungsverzögerer: Verzögert die schnelle Reaktion von C3A mit Wasser durch die Bildung von Ettringit mithilfe von Tricalciumaluminat
  • > Hdyration von C3A zur CAH-Phase wird herausgezögert: Verhinderung eines frühzeitigen Erstarrens
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23
Q

Ordnen Sie latent-hydraulische, puzzolanische und hydraulische Stoffe nach steigendem CaO/SiO2-Verhältnis

A
  1. Puzzolnisch
  2. Latent-hydraulisch
  3. Hydraulisch
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24
Q

Wie verändert sich die Reaktion von Luftkalk, wenn dem Bindemittel reaktives SiO2, z.B. in Form von Trass oder Flugasche, zugemischt wird?

A
  • durch das Zumischen erhält man hydraulischen Kalk

- amorphes Siliciumdioxid reagiert mit Calciumhydroxid und Wasser zur den CSH-Phasen

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25
Erläutern Sie die puzzolanische Reaktion und nennen Sie einen puzzolanischen Betonzusatzstoff.
- amorphes Siliciumoxid reagiert mit Calciumhydroxid und Wasser zu den CSH-Phasen - Portlandit wird dabei verbraucht, wodurch der pH-Wert des Betons reduziert wird - Flugasche, Silikastaub, Trass
26
Beschreiben Sie den Kalkkreislauf für Luftkalk von der Gewinnung bis zur finalen Aushärtung.
1. Kalkstein wird im Steinbruch abgebaut und das Gestein danach bei 900°C gebrannt, dabei wird CO2 abgespalten und es entsteht Branntkalk (CAO) 2. Gemahlen und abschließend abgelöscht, wodurch sich Calciumhydroxid bildet 3. Carbonatisierung durch Anmachen mit Wasser und erhärten an der Luft, bei der C(OH)3 mit CO2 zu CaCO3 reagiert
27
Wie viel Wasser braucht man, um eine gegebene Menge Portlandzement vollständig zu hydratisieren?
42 M.-%
28
Welche Klinkerphasen sind maßgeblich für die Festigkeitsbildung des Zements? Welches Hydrationsprodukt bedingt diese Festigkeit?
- Alit und Belit (C3S, C2S) | - Festigkeit wird durch die CSH-Phasen bedingt
29
Nennen Sie drei Hauptbestandteile von Zement und ordnen Sie diese nach puzzolanisch, inert und latent-hydraulisch.
Puzzolanisch: Trass, Silikastaub, Steinkohleflugasche, Ölschiefer Latent-hydraulisch: Hüttensand Inert: Kalkstein
30
Was ist das wesentliche Merkmal von Gips? | Welche Bindemittelart ist Gips?
- reagiert mit Wasser an der Luft - wasserlöslich - hydratisches Bindemittel
31
Was ist das wesentliche Merkmal von gelöschtem Kalk? | Welche Bindemittelart ist gelöschter Kalk?
- reagiert mit Wasser an der Luft - bedingt wasserlöslich - Luftbindemittel
32
Was ist das wesentliche Merkmal von Zement? | Welche Bindemittelart ist Zement?
- reagiert mit Wasser an der Luft (auch ohne) und Unterwasser - hydraulisches Bindemittel
33
Nennen Sie fünf mögliche Bestandteile des Zements.
1. Portlandzementklinker 2. Flugasche 3. Hüttensand 4. Kalksteinmehl 5. Natürliche Puzzolane 6. Silikastaub
34
Nennen Sie drei Funktionen, die die Bestandteile von Zement erfüllen.
1. Chemische Reaktion mit Wasser und Ca(OH)2 zu CSH-Phasen - > trägt zur Festigkeit und Porenstruktur bei 2. Optimierung der Korngrößenverteilung - > leichtere Verarbeitung des Zements 3. Reduktion der CO2-Emissionen
35
Nennen Sie organische Bindemittel.
- Bitumen | - Kunstharze
36
Nennen Sie anorganische Bindemittel.
- Luftkalk - Gipsbinder - Hydraulischer Kalk - Zement - Magnesiabinder
37
Bei der Bezeichnung CEM I 55 R, was sagt die 55 aus?
Mindestnormdruckfestigkeit in MPa nach 28 Tagen
38
Welche Klinkerphase hat den größten Anteil an der Masse von Zement?
Tricalciumsilikat (Alit)
39
Beschreiben Sie den Erhärtungsprozess von Gips.
Anhydrit oder Halbhydrat, welches unter Verbrauch von Wasser zu Gips reagiert
40
Beschreiben Sie den Erhärtungsprozess von Portlandzement.
- reagiert hydraulisch mit Wasser - Alit bildet ab ca. 1,5h Portlandit und CSH-Phasen (erst langfasrig, dann kurzfasrig) - Belit reagiert langsamer und bildet ebenfalls CSH-Phasen und Portlandit - C3A und C4AF bilden zunächst mit Sulfat (aus Sulffatträger) Ettringit und später (wenn Sulfat verbraucht ist), Monosulfat
41
Beschreiben Sie den Erhärtungsprozess von gelöschtem Kalk.
Carbonatisiert nach dem Anmachen mit Wasser mit CO2 aus der Luft zu Calciumcarbonat
42
Beschreiben Sie den Erhärtungsprozess von Hüttensandmehl.
Reagiert im Beisein von Wasser und einem Katalysator (alkalische Porenlösung und Calciumhydroxid) zu CSH-Phasen (latent-hydraulischer Stoff)
43
Nennen Sie zwei wesentliche Ausgangsstoffe für die Klinkerherstellung.
- Kalkstein - Ton - Mergel (Gesteinsgemisch aus Kalkstein & Ton) - Aluminate, Eisenoxide
44
Bei der Herstellung von Portlandzement wird dem Klinker Gips bzw. Anhydrit (Sulfatträger) zugegeben. Erläutern Sie wieso diese Zugabe notwendig ist.
- Sulfatträger dient als Erstarrungsträger: Ohne würde das C3A zu tafelförmigen Calciumaluminiumhydraten reagieren, die die Zementpartikel nicht miteinander verknüpfen - Zementleim verfestigt sich dadurch und ist nicht mehr verarbeitbar
45
Nennen Sie die drei Phasen während der Hydration eines Zements und die jeweilige Zeitdauer dieser Phasen (bezogen auf die Wasserzugabe zum Zement)
Ansteifen: Ca. 1h Erstarren: Zwischen 1h - 12h Erhärten: Bis zu mehreren Jahren
46
Erklären Sie den Begriff „latent-hydraulisch“.
Stoffe, die hydraulische Eigenschaften entwickeln nach sulfatischer oder alkalischer Anregung
47
Nennen Sie vier Beispiele für einen puzzolanischen Stoff.
- Flugasche - Silikastaub - Trass - Ölschiefer
48
Wie viel Gramm wird mindestens benötigt, um 150g eines Portlandzements vollständig zu hydratisieren? Erläutern Sie Ihre Antwort kurz.
- 63g Wasser | - Portlandzement hydratisiert ab einem w/z-Wert von 0,42 vollständig
49
Welche Klinkerphasen sind maßgeblich für die Festigkeitsbildung im Zementstein verantwortlich? Welches Hydrationsprodukt dieser Phasen bedingt maßgeblich die Festigkeit?
C3S, C2S -> CSH-Phasen
50
Welcher strukturellen Eigeschaft liegt die Reaktivität von latent-hydraulischen und puzzolanischen Zusatzstoffen zugrunde?
- sind zum Großteil amorph | - können im alkalischen Milieu gelöst werden
51
Vervollständigen Sie die Kürzel der Erhärtungscharakteristik: L, N, R
L: Langsam N: Normal R: Schnell
52
Vervollständigen Sie die Zementkürzel: | LH, SR, NA
LH: Niedrige Hydrationswärme SR: Hoher Sulfatwiderstand NA: Niedriger Alkaligehalt
53
Vervollständigen Sie die Kürzel der Hauptzementarten: | CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV, CEM V
``` CEM I: Portlandzement CEM II: Portlandkompositzement CEM III: Hochofenzement (Hüttensand) CEM IV: Puzzolanzement (Puzzolan) CEM V: Kompositzement (Zumahlstoff) ```
54
Definieren Sie die Begriffe Betonzusatzstoff- und mittel.
Betonzusatzstoff: Sind aufgrund der höheren Zugabemenge als Stoffraumkomponente zu berücksichtigen (> 50g/kg Zement) Betonzusatzmittel: Wird dem Beton nur in geringen Mengen zugesetzt und muss i.d.R. In der Stoffraumrechnung nicht berücksichtigt werden (< 50g/kg Zement)
55
Was bedeutet CEM II/B-S 32,5 R?
CEM II/B: Portlandzement mit 21 - 35 M.-% Nebenbestandteil(en) S: Hüttensand 32,5: Festigkeitsklasse R: Hohe Frühfestigkeit
56
Welche Vorteile hat Hüttensand?
- günstigere Sieblinie - niedrigere Wärmeentwicklung - bessere CO2-Bilanz
57
Bei der Hydration von Zement wird Calciumhydroxid gebildet. | Welche drei Funktionen kann das Calcium im Zementleim/-Stein übernehmen?
- Reaktionspartner für Puzzolane (Festigkeitsbeitrag) - Hohe Alkalität - Katalysator für latent hydraulische Stoffe (Hüttensand)
58
Wie lautet die Normbezeichnung für einen Portlandzement mit 10 M.-% Kalksteinmehl, bei dem am Normmörtel nach 2 Tagen eine Druckfestigkeit von 12N/mm² und nach 28 Tagen Tagen eine Druckfestigkeit von 40N/mm² bestimmt wurde?
CEM II/A-L 32,5R oder CEM II/A-LL 32,5R
59
Welche Zementfestigkeiten gibt es?
- 22,5 - 32,5 - 42,5 - 52,5
60
Welches Klinkermineral weist nach 28 Tagen Hydration die höchste Druckfestigkeit auf?
C3S
61
Welches Problem tritt sowohl bei Magnesiabindern als auch bei Gips aus?
- wasserlöslich | - korrosionsfördernd
62
Wie viel M.-% des Weiteren Hauptbestandteils neben Portlandzementklinker dürfen bei einem CEM III/B maximal hinzugegeben werden?
80 M.-%
63
Welche Klinkerphase reagiert am langsamsten?
Belit
64
Welche ist die wichtigste Klinkerphase?
Alit
65
Welche dieser Phasen ist kein Bestandteil des Zementsteins?
C4AF
66
Wofür können Sulfatbinder eingesetzt werden?
Wandbauplatten
67
Welcher weitere Hauptbestandteil neben Portlandzementklinker wird bei einem CEM III/B verwendet?
Hüttensand
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