Zement Und Kalk: Der Baustoff ALS Werkstoff

ISBN-13: 9783764362164 / Niemiecki / Miękka / 1999 / 376 str.

Jochen Stark; Bernd Wicht;F. a. Finger-Institut F]r Baustoffkunde Derbauhaus-Universit

Opis

Jedermann weiss, was Zement ist, aber selbst in Kreisen, die taglich mit ihm zu tun haben, hat man oft keine Vorstellung davon, wie dieses merkwurdige graue Pulver entsteht, das mit Wasser angemacht, sich in ein steinartiges Gebilde verwandelt, das die Harte und die Festigkeit von Feuerstein erreichen kann. Dies diktierte vor rund 40 Jahren der grosse deutsche Zementchemiker Hans Kuhl als Einleitung fur seine "Zementchemie" - und diese Worte haben wohl auch heute noch uneingeschrankt Gultigkeit. Wie wird aus diesem merkwurdigen grauen Pulver in Verbindung mit Wasser, Zuschlagen und Zusatzen dieses stein artige Gebilde, der unumstrittene Baustoff Nummer Eins unserer Zeit, der Beton. Wir haben heute neue Moglichkeiten, dieser Frage nachzugehen. Eine davon ist das Environmental Scanning Electron Microscope (ESEM-FEG), mit dessen Hilfe Untersuchungen zum Mechanismus der fruhen Hydratation von einzelnen Klinkerphasen und komplizierten Mehrphasensystemen einzelner Zemente mog lich werden und nach deren Ergebnissen bisherige Modellvorstellungen zu diesen Fragen zumindest neu uberdacht werden mussen. In diesem Buch werden neue Erkenntnisse von Forschungsarbeiten am F. A. Finger-Institut (FlB) der Bauhaus-Universitat Weimar zu diesen Fragen vorge stellt. Daneben wird in z.T. zusammenfassenden und z.T. ausfuhrlichen Darstel lungen ein Uberblick von der Herstellung bis zur praktischen Anwendung der Bindemittel Zement und Kalk gegeben, der sowohl fur Studierende als auch den in Forschung und Praxis Tatigen als Wissensquelle nutzlich sein kann."

Spis treści

1 Einführung.- 2 Zement.- 2.1 Geschichtliches.- 2.2 Portlandzementklinker.- 2.2.1 Chemische Zusammensetzung.- 2.2.2 Kennwerte für die chemische Beurteilung des Portlandzementklinkers.- 2.2.3 Mineralogische Zusammensetzung.- 2.2.3.1 Tricalciumsilicat.- 2.2.3.2 Dicalciumsilicat.- 2.2.3.3 Tricalciumaluminat.- 2.2.3.4 Calciumaluminatferrit.- 2.2.3.5 Zwischenmasse.- 2.2.3.6 Weitere Klinkerbestandteile.- 2.2.4 Zementtechnische Eigenschaften der Klinkermineralien.- 2.2.5 Berechnung der Klinkerphasenzusammensetzung nach Bogue.- 2.2.6 Literatur.- 2.3 Herstellung von Zementklinker.- 2.3.1 Rohstoffe.- 2.3.1.1 Berechnung der Rohstoffmischung.- 2.3.1.2 Rohstoffgewinnung.- 2.3.1.3 Rohstoffaufbereitung.- 2.3.1.4 Vorhomogenisierung.- 2.3.1.5 Rohmehlhomogenisierung.- 2.3.2 Klinkerbrennen.- 2.3.2.1 Brennstoffe.- 2.3.2.2 Drehrohrofen.- 2.3.2.3 Vorwärmersysteme.- 2.3.2.4 Vorcalcinierverfahren.- 2.3.2.5 Klinkerkühler.- 2.3.2.6 Stoffkreisläufe.- 2.3.3 Ökologische Aspekte der Zementherstellung und -anwendung.- 2.3.4 Literatur.- 2.4 Sulfatträgeroptimierung.- 2.4.1 Literatur.- 2.5 Zumahlstoffe.- 2.5.1 Latent-hydraulische Stoffe.- 2.5.2 Puzzolanische Stoffe.- 2.5.2.1 Traß.- 2.5.2.2 Flugasche.- 2.5.2.3 Ölschiefer.- 2.5.2.4 Silicastaub.- 2.5.3 Inerte Stoffe.- 2.5.4 Bewertung der Hydraulizität von Zumahlstoffen.- 2.5.5 Wirkung von Zumahlstoffen.- 2.5.6 Qualitätsmerkmale für Zumahlstoffe.- 2.5.7 Zumahlstoffzemente im Beton.- 2.5.8 Literatur.- 2.6 Zementmahlung.- 2.6.1 Sichter.- 2.6.2 Mahltechnik.- 2.6.3 Literatur.- 2.7 Zementarten nach DIN 1164.- 2.8 Spezialzemente.- 2.8.1 Weißzemente.- 2.8.2 Tonerdezement.- 2.8.3 Tiefbohrzement (oil well cement, gas well cement).- 2.8.4 Quellzement.- 2.8.5 Schnellzemente.- 2.8.6 Sulfathüttenzement.- 2.8.7 Aktiver Belitzement.- 2.8.8 Feinstzemente.- 2.8.9 Alinitzement.- 2.8.10 Bariumzement.- 2.8.11 Literatur.- 2.9 Hydratation des Portlandzementes.- 2.9.1 Verfestigungsprozesse.- 2.9.2 Definitionen.- 2.9.3 Verfestigungsarten.- 2.9.4 Klassische Theorien der Zementerhärtung.- 2.9.5 Hydratation der Klinkermineralien.- 2.9.5.1 Hydraulische Aktivität der Calciumsilicate.- 2.9.5.2 Hydratation der silicatischen Phasen C3S und ?-C2S.- 2.9.5.3 Hydratation des C3A.- 2.9.5.4 Hydratation des C4AF.- 2.9.6 Vergleich der Hydratationsprodukte.- 2.9.7 Stabilität der Hydratphasen.- 2.9.7.1 Stabilität von Calciumhydroxid.- 2.9.7.2 Stabilität der C-S-H-Phasen.- 2.9.7.3 Stabilität des Monosulfats bzw. der AFm-Phase.- 2.9.7.4 Stabilität des Ettringits bzw. der AFt-Phase.- 2.9.8 Hydratation von Portlandzement.- 2.9.8.1 Reaktionskinetik.- 2.9.8.2 Reaktionsgeschwindigkeit des Portlandzementes.- 2.9.8.3 Gefügeentwicklung.- 2.9.8.4 Hydratationsgrad.- 2.9.8.4.1 Hydratationsgrad von Portlandzement.- 2.9.8.4.2 Hydratationsgrad von Hüttenzement.- 2.9.8.5 Hydratationswärmeentwicklung.- 2.9.9 Hydratation zumahlstoffhaltiger Zemente.- 2.9.9.1 Hydratation latent-hydraulischer Stoffe.- 2.9.9.1.1 Hydratation des Hüttensandes.- 2.9.9.1.2 Hydratation von hüttensandhaltigen Zementen.- 2.9.9.1.3 Verfärbungen von Betonoberflächen aus hüttensandhaltigen Zementen.- 2.9.9.1.4 Stabilität der aus hüttensandhaltigen Zementen gebildeten Hydratphasen.- 2.9.9.2 Hydratation in Anwesenheit puzzolanischer Stoffe.- 2.9.9.3 Hydratation in Anwesenheit inerter Stoffe.- 2.9.10 Erstarrungsstörungen.- 2.9.10.1 Falsches Erstarren.- 2.9.10.2 Plötzliches Erstarren (auch Schnelles Erstarren).- 2.9.10.3 Thixothrophes Erstarren.- 2.9.11 Mikrostruktur der Phasengrenzfläche zwischen Zuschlag und Zementstein.- 2.9.12 Literatur.- 2.10 Zementstein.- 2.10.1 Zementsteinmodelle.- 2.10.1.1 Zementsteinmodell nach Powers.- 2.10.1.2 Zementsteinmodell nach Feldman und Sereda.- 2.10.1.3 Münchner Zementsteinmodell nach Wittmann und Setzer.- 2.10.2 Porenraum.- 2.10.2.1 Zementgel und Schrumpfen.- 2.10.2.2 Porenarten im Zementstein.- 2.10.3 Festigkeit.- 2.10.4 Elastizitätsmodul (E-Modul).- 2.10.5 Verformungen des Zementsteins.- 2.10.5.1 Spannungsunabhängige Verformungen.- 2.10.5.2 Spannungsabhängige Verformungen — elastische Verformbarkeit und Kriechen.- 2.10.6 Self-desiccation, die Selbstaustrocknung des Betons.- 2.10.7 Literatur.- 2.11 Fließverhalten von Zementleim.- 2.11.1 Rheologische Grundbegriffe.- 2.11.2 Rheologisches Verhalten von Zementleim.- 2.11.3 Messen des Fließverhaltens.- 2.11.4 Literatur.- 3 Baukalke.- 3.1 Geschichtliches.- 3.2 Bedeutung und Begriffe.- 3.3 Kalkstein.- 3.3.1 Entstehung und Einteilung.- 3.3.2 Mineralogisch-petrografische und chemische Zusammensetzung.- 3.3.2.1 Übergang Kalkstein-Dolomit.- 3.3.2.2 Übergang Kalkstein-Ton.- 3.3.2.3 Übergang Kalkstein-Sandstein.- 3.3.4 Kalksteinvorkommen in Deutschland.- 3.3.5 Gewinnung und Aufbereitung.- 3.4 Branntkalk.- 3.4.1 Entsäuerung des Kalksteins.- 3.4.2 Kalköfen.- 3.4.2.1 Schachtöfen.- 3.4.2.2 Drehrohröfen.- 3.4.2.3 Sonstige öfen.- 3.4.3 Chemische und physikalische Eigenschaften.- 3.4.4 Einfluß der Brennbedingungen auf die Branntkalkeigenschaften.- 3.4.4.1 Chemische und mineralogische Zusammensetzung.- 3.4.4.2 Kornaufbau.- 3.4.5 Branntkalkprüfung.- 3.5 Chemische und physikalische Eigenschaften des Kalkhydrates.- 3.5.1 Hydratation des Branntkalkes.- 3.5.2 Einfluß der Löschbedingungen.- 3.5.2.1 Temperatur.- 3.5.2.2 Brenngrad.- 3.5.2.3 Fremdbestandteile.- 3.5.3 Technische Herstellung des Kalkhydrates.- 3.5.3.1 Naßlöschen.- 3.5.3.2 Trockenlöschen.- 3.5.3.3 Drucklöschen.- 3.5.4 Ergiebigkeit.- 3.6 Baukalkarten und -erhärtung.- 3.6.1 Luftkalke.- 3.6.2 Hydraulischer Kalk.- 3.6.3 Traßkalk.- 3.6.4 Romankalk.- 3.6.5 Sonstige Baukalke.- 3.7 Verwendung von Branntkalk und Kalkhydrat.- 3.7.1 Mörtel.- 3.7.1.1 Mauer- und Fugenmörtel.- 3.7.1.2 Putzmörtel.- 3.7.2 Kalkgebundene Anstriche.- 3.8 Literatur.- 4 Spezielle Bindemittel.- 4.1 Magnesiabinder.- 4.2 Phosphatbinder.- 4.3 Wasserglasbinder.- 4.4 Alkali-Schlacken-Bindemittel.- 4.5 Säure-Basen-Dentalbinder (Zahnzemente).- 4.6 Literatur.- Stichwortverzeichnis.

O autorze

Jochen Stark, geb. 1943 in Erlbach. Studium Baustoffingenieurwesen an der Hochschule für Architektur und Bauwesen Weimar (HAB). 1972 Promotion am Mendelejew-Institut in Moskau mit einer Arbeit zur Kinetik des Zementklinkerbrandes. Bis 1989 Abteilungsleiter im Forschungsinstitut Weimar des Zementanlagenbaus Dessau (ZAB). 1988 Habilitation mit der Schrift zur Entwicklung des hydraulisch aktiven Belit-Zementes. Ab 1990 Professor für Baustoffkunde und von 1995 bis 2010 Direktor des F. A. Finger-Institutes für Baustoffkunde an der Bauhaus-Universität Weimar. Ehrenprofessor und Dr.-Ing. e. h. verschiedener nationaler und ausländischer Hochschulen. Forschungsarbeiten und Veröffentlichungen u. a. zur Zementchemie und zur Dauerhaftigkeit von Beton. Bernd Wicht, geb. 1943 in Wurzen. Studium Baustoffingenieurwesen an der Hochschule für Architektur und Bauwesen Weimar (HAB). Anschließend im Fachbereich Baustoffe Weimar der Bauinformation bei der Deutschen Bauakademie tätig. Ab 1992 wissenschaftlicher Mitarbeiter am F. A. Finger-Institut für Baustoffkunde der Bauhaus-Universität Weimar. Forschungsarbeiten und Veröffentlichungen zur Dauerhaftigkeit von Beton, zur Geschichte der Baustoffe sowie der Weimarer Baustofffakultät.