Bauchemie:
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Köln
Werner
2013
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| Ausgabe: | 7. Auflage |
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| Umfang: | XIV, 449 Seiten graph. Darst. 24 cm |
| ISBN: | 9783846203484 9783804152502 |
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT VII
1 ALLGEMEINE CHEMIE 1
1.1 GRUNDBEGRIFFE 1
1.1.1 PHYSIKALISCHE VORGAENGE 1
1.1.2 CHEMISCHE VORGAENGE 3
1.1.3 HETEROGENE UND HOMOGENE STOFFE 3
1.1.4 EINTEILUNG REINER STOFFE IN STOFFGRUPPEN 4
1.1.5 ELEMENTE UND VERBINDUNGEN, ANALYSE UND SYNTHESE 5
1.1.6 CHEMISCHE SYMBOL- UND FORMELSPRACHE 6
1.1.7 NOMENKLATUR ANORGANISCHER VERBINDUNGEN 7
1.1.8 OXIDATION UND REDUKTION 7
1.1.9 CHEMISCHE MASSENGESETZE - ATOMHYPOTHESE VON DALTON 8
1.1.10 ATOM- UND MOLEKULARMASSEN 9
1.1.11 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN DER STOFFE 11
1.2 ATOMBAU 13
1.2.1 DURCHMESSER, DICHTE UND ELEMENTARTEILCHEN 13
1.2.2 DAS BOHRSCHE ATOMMODELL 14
1.2.3 DAS WELLENMECHANISCHE ATOMMODELL 16
1.2.4 PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE 18
1.2.5 MASSENDEFEKT, AEQUIVALENZ VON MASSE UND ENERGIE 20
1.2.6 RADIOAKTIVITAET 21
1.3 CHEMISCHE BINDUNG 24
1.3.1 URSACHEN DER VERBINDUNGSBILDUNG 24
1.3.2 IONENBINDUNG 26
1.3.3 ATOMBINDUNG 27
1.3.4 METALLBINDUNG 29
1.3.5 NEBENBINDUNGSARTEN 30
1.3.5.1 WASSERSTOFFBRUECKENBINDUNG 31
1.3.5.2 VAN-DER-WAALS-BINDUNG 33
1.4 BAU UND STRUKTUR FESTER STOFFE 33
1.4.1 KRISTALLE 33
1.4.2 UEBERGAENGE ZWISCHEN ATOM- UND LONENGITTERN 34
1.4.2.1 ANIONENGITTER 35
1.4.2.2 GERUESTANIONEN 36
1.4.3 AMORPHE STOFFE 36
1.5 LOESUNGEN, KOLLOIDE UND DISPERSIONEN 37
1.5.1 ALLGEMEINES 37
1.5.2 ENTSTEHUNG UND STRUKTUR ECHTER LOESUNGEN 38
1.5.3 GESETZMAESSIGKEITEN BEI ECHTEN LOESUNGEN 39
1.5.4 KOLLOIDE, DISPERSIONEN, EMULSIONEN, AEROSOLE 42
1.5.5 KRISTALLWASSER UND HYGROSKOPISCHE STOFFE 45
1.6 CHEMISCHES GLEICHGEWICHT UND REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT 47
1.6.1 CHEMISCHES GLEICHGEWICHT, MASSENWIRKUNGSGESETZ 47
1.6.2 BEEINFLUSSUNG DES ABLAUFES CHEMISCHER REAKTIONEN 49
1.6.2.1 TEMPERATUR 49
1.6.2.2 KONZENTRATION DER REAKTIONSPARTNER 50
1.6.2.3 DRUCK 50
1.6.2.4 OBERFLAECHE DER REAKTIONSPARTNER 50
IX
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IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
1.6.2.5 KATALYSE 51
1.6.2.6 ZUSAMMENFASSUNG UND BEISPIELE 51
1.7 ARTEN CHEMISCHER REAKTIONEN UND REAKTIONSGLEICHGEWICHTE 52
1.7.1 REDOXREAKTIONEN 52
1.7.2 SAEURE-BASE-REAKTIONEN (PROTOLYSE) 54
1.7.3 REAKTIONSGLEICHGEWICHTE VON SAEUREN UND BASEN 57
1.7.4 DER PH-WERT 58
1.7.5 DIE KALK-KOHLENSAEURE-GLEICHGEWICHTSREAKTION 61
1.7.6 PUFFERLOESUNGEN 64
1.7.7 FAELLUNGS- UND SALZBILDUNGSREAKTIONEN 65
1.7.8 KOMPLEXBILDUNGSREAKTIONEN 68
1.8 CHEMIE UND UMWELT 71
1.8.1 CHEMIE DER LUFT 71
1.8.1.1 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN DER LUFT 71
1.8.1.2 KREISLAUF DES SAUERSTOFFS IN DER NATUR 72
1.8.1.3 KREISLAUF DES STICKSTOFFS IN DER NATUR 73
1.8.1.4 KREISLAUF DES KOHLENDIOXIDS IN DER NATUR 75
1.8.1.5 LUFTVERUNREINIGUNGEN 76
1.8.1.6 DAS OZON-PROBLEM 78
1.8.1.7 ERWAERMUNG DER ATMOSPHAERE - TREIBHAUSEFFEKT 80
1.8.1.8 ABGASREINIGUNG UND TECHNIKEN ZUR LUFTREINHALTUNG 82
1.8.2 CHEMIE DES WASSERS 83
1.8.2.1 WASSERHAERTE 85
1.8.2.2 IM WASSER GELOESTE GASE 87
1.8.2.3 IM WASSER GELOESTE METALLE 87
1.8.2.4 TRINKWASSER (DEN 2000) 88
1.8.2.5 BAUGRUNDWASSER (DIN 4030) 89
1.8.3 BELASTENDE STOFFE IN GEWAESSERN UND ABWAESSERN 90
1.8.3.1 REDOXREAKTIONEN IN GEWAESSERN 90
1.8.3.2 FAELLUNGS- UND KOMPLEXBILDUNGSREAKTIONEN IN GEWAESSERN 92
1.8.3.3 SCHWERMETALLE IN GEWAESSERN 96
1.8.3.4 SUMMEN- UND GRUPPENPARAMETER FUER ORGANISCHE INHALTSSTOFFE VON
WASSER UND ABWASSER 101
1.8.3.5 PARAMETERWERTE FUER OBERFLAECHENWAESSER UND ABWAESSER 108
1.8.3.6 ORGANISCHE HALOGENVERBINDUNGEN IM WASSER 110
1.8.3.7 WASSERGEFAHRDENDE STOFFE 116
1.9 ORGANISCHE CHEMIE 118
1.9.1 BESONDERHEITEN DER KOHLENSTOFFVERBINDUNGEN 119
1.9.2 FUNKTIONELLE GRUPPEN 120
1.9.3 KOHLENWASSERSTOFFE 123
1.9.3.1 GESAETTIGTE KOHLENWASSERSTOFFE: ALKANE (PARAFFINE) 123
1.9.3.2 UNGESAETTIGTE KOHLENWASSERSTOFFE: ALKENE, ALKINE UND DIENE 126
1.9.3.3 AROMATISCHE KOHLENWASSERSTOFFE: ARENE 128
1.9.4 WICHTIGE VERBINDUNGEN MIT FUNKTIONELLEN GRUPPEN 129
1.9.4.1 ALKOHOLE 129
1.9.4.2 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER ALKOHOLE 131
1.9.4.3 PHENOLE 134
1.9.4.4 CARBONSAEUREN 135
1.9.4.5 ESTER DER CARBONSAEUREN 137
1.9.4.6 WEITERE TECHNISCH WICHTIGE ORGANISCHE VERBINDUNGEN: ETHER, ALDE
HYDE, KETONE, AMINE, ISOCYANATE, SAEUREAMIDE, AMINOSAEUREN 138
X
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
2 ORGANISCHE BAUSTOFFE 143
2.1 UEBERSICHT 143
2.2 KUNSTSTOFFE , 143
2.2.1 STRUKTURAUFBAU UND EIGENSCHAFTEN 143
2.2.2 KUNSTSTOFFSYNTHESEN, POLYMERREAKTIONEN 150
2.2.3 MECHANISCHES VERHALTEN UND DICHTE VON KUNSTSTOFFEN 158
2.2.4 TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN VON POLYMERISATIONSKUNSTSTOFFEN 160
2.2.4.1 POLYETHYLEN (PE) 160
2.2.4.2 POLYPROPYLEN (PP) 160
2.2.4.3 POLYISOBUTYLEN (PIB) 161
2.2.4.4 SYNTHETISCHER UND ETHYLEN-PROPYLEN-KAUTSCHUK (EPDM) 161
2.2.4.5 POLYVINYLCHLORID (PVC) UND POLYVINYLACETAT (PVAC) 162
2.2.4.6 POLYVINYLIDENCHLORID (PVDC) 163
2.2.4.7 POLYSTYROL (PS) 164
2.2.4.8 POLYTETRAFLUORETHYLEN (PTFE) 165
2.2.4.9 POLYACRYLNITRIL (PAN) 166
2.2.4.10 POLYOXYMETHYLEN (POM) 166
2.2.4.11 POLYMETHACRYLSAEUREMETHYLESTER (PMMA) 166
2.2.5 TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN VON POLYKONDENSATIONSKUNSTSTOFFEN 167
2.2.5.1 FORMALDEHYD-KONDENSATIONSPRODUKTE 167
2.2.5.2 POLYAMIDE (PA) 168
2.2.5.3 POLYESTERHARZE (PETP) DER ALKYDHARZE (UP) 169
2.2.5.4 POLYCARBONAT (PC) 170
2.2.6 TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN VON POLYADDITIONSKUNSTSTOFFEN 171
2.2.6.1 EPOXIDHARZE (EP) 171
2.2.6.2 POLYURETHANE (PUR) 171
2.3 BITUMEN UND STEINKOHLENTEERPECH 174
2.4 HOLZ 176
2.4.1 CHEMISCHER AUFBAU VON HOLZ 176
2.4.2 BESTAENDIGKEIT VON HOLZ UND CHEMISCHER HOLZSCHUTZ 178
2.4.2.1 WITTERUNGSBESTAENDIGKEIT 178
2.4.2.2 BRENNBARKEIT UND FLAMMSCHUTZMITTEL 179
2.4.2.3 CHEMISCHE BEANSPRUCHUNG VON HOLZ 181
2.4.2.4 HOLZZERSTOERENDE ORGANISMEN 181
2.4.2.5 CHEMISCHER HOLZSCHUTZ UND HOLZSCHUTZMITTEL 182
2.5 BAUTENSCHUTZMITTEL 187
2.5.1 BINDEMITTEL UND HILFSMITTEL - POLYMERMODIFIZIERTE ZEMENTBETONE 188
2.5.2 BETONZUSATZMITTEL, ZUSATZSTOFFE, ENTSCHALUNGS- UND
NACHBEHANDLUNGSMITTEL... 191 2.5.2.1 EIGENSCHAFTEN VON
BETONZUSATZMITTELN 191
2.5.2.2 SONSTIGE ZUSATZMITTEL ODER ZUSATZSTOFFE 194
2.5.2.3 ENTSCHALUNGSMITTEL UND NACHBEHANDLUNGSMITTEL FUER BETON 196
2.5.3 BESCHICHTUNGSSTOFFE UND BESCHICHTUNGEN 196
2.5.4 WEITERE ERZEUGNISSE DER BAUCHEMIE 203
2.6 SILIZIUMORGANISCHE VERBINDUNGEN 203
3 GLAS UND KERAMIK 207
3.1 ZUSAMMENSETZUNG VON GLAS 207
3.2 HERSTELLUNG UND VERARBEITUNG 209
3.3 FAERBUNG, TRUEBUNG UND GLASUREN 210
3.4 CHEMISCHE BESTAENDIGKEIT VON GLAS 211
3.5 SONSTIGE GLASERZEUGNISSE 212
XI
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
3.6 KERAMISCHE ERZEUGNISSE 214
3.7 TONGUT - BAUSTOFFE UND STEINGUT 216
3.8 TONZEUG - STEINZEUG UND PORZELLAN 218
3.9 CHEMISCHE BESTAENDIGKEIT VON KERAMIK 219
4 ANORGANISCHE BINDEMITTEL UND KALKSANDSTEIN 221
4.1 GEMEINSAMKEITEN DER ANORGANISCHEN BINDEMITTEL 221
4.2 GIPS UND ANHYDRIT 221
4.2.1 VORKOMMEN UND GEWINNUNG 221
4.2.2 HYDRATATION, VERSTEIFEN UND ERHAERTEN 224
4.3 BAUKALKE - ZUSAMMENSETZUNG, ANFORDERUNGEN UND EIGENSCHAFTEN 226
4.3.1 ROHSTOFFE UND ARTEN 226
4.3.2 LUFTKALK 227
4.3.3 WASSERKALK 229
4.3.4 HYDRAULISCHER UND HOCHHYDRAULISCHER KALK 229
4.4 LATENT-HYDRAULISCHE STOFFE UND PUZZOLANE 230
4.4.1 LATENT-HYDRAULISCHE STOFFE 231
4.4.2 NATUERLICHE PUZZOLANE 232
4.4.3 KUENSTLICH HERGESTELLTE PUZZOLANE 233
4.5 ZEMENTE 235
4.5.1 BEGRIFFE UND ZUSAMMENSETZUNG 235
4.5.2 HERSTELLUNG DER ZEMENTE 238
4.5.3 EIGENSCHAFTEN DER KLINKERPHASEN 242
4.5.4 ZEMENTE MIT BESONDEREN EIGENSCHAFTEN 244
4.5.5 BAUAUFSICHTLICH ZUGELASSENE UND SONSTIGE ZEMENTE 244
4.5.6 ZUSAMMENSETZUNG UND KLINKERPHASEN VON TONERDESCHMELZZEMENT 249
4.5.7 REAKTION DES ZEMENTES MIT WASSER 249
4.5.8 HYDRATPHASEN 250
4.5.9 GIPS ALS ERSTARRUNGSREGLER 253
4.5.10 HYDRATATIONSWAERME 254
4.5.11 UMWANDLUNG VON ZEMENTLEIM IN ZEMENTSTEIN 254
4.5.12 UMWANDLUNG DES EINZELNEN ZEMENTKORNS 255
4.5.13 EIGENSCHAFTEN DES ZEMENTSTEINS 258
4.6 MAGNESIABINDER (SORELZEMENT, STEINHOLZBINDEMITTEL) 260
4.7 KALKSANDSTEIN 261
5 EISEN UND STAHL: HERSTELLUNG, PHASENDIAGRAMME UND EIGENSCHAFTEN 263
5.1 ROHEISENGEWINNUNG 263
5.2 STAHLHERSTELLUNG 264
5.3 DIE EIGENSCHAFTEN DER STAEHLE UND DIE BEEINFLUSSUNG DIESER
EIGENSCHAFTEN 269
5.4 DAS ZUSTANDSSCHAUBILD EISEN - KOHLENSTOFF 274
5.4.1 AUFBAU DER METALLISCHEN PHASEN 274
5.4.2 METALLGEFIUEGE UND DEREN BEREICHE IM EISEN-KOHLENSTOFF-DIAGRAMM 277
5.4.3 EIGENSCHAFTEN DER STAEHLE IN ABHAENGIGKEIT VOM KOHLENSTOFFGEHALT 278
5.5 WAERMEBEHANDLUNG VON STAEHLEN 280
6 BAUSTOFFKORROSION UND MOEGLICHE GEGENMASSNAHMEN 285
6.1 ALLGEMEINES 285
6.2 KORROSION ZEMENTGEBUNDENER BAUSTOFFE 286
6.3 DIE WIRKUNG ZEMENTANGREIFENDER VERBINDUNGEN 287
6.3.1 LOESENDER CHEMISCHER ANGRIFF DURCH SAEUREN 288
6.3.2 LOESENDER CHEMISCHER ANGRIFF DURCH FETTE, OELE UND ORGANISCHE SAEUREN
290
XII
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS
6.3.3 LOESENDER CHEMISCHER ANGRIFF DURCH AUSTAUSCHFAEHIGE SALZE 291
6.3.4 LOESENDER CHEMISCHER ANGRIFF DURCH STARKE BASEN 293
6.3.5 LOESENDER CHEMISCHER ANGRIFF DURCH WEICHES WASSER 293
6.3.6 TREIBENDER CHEMISCHER ANGRIFF DURCH SCHWEFELSAEURE 293
6.3.7 TREIBENDER CHEMISCHER ANGRIFF DURCH MAGNESIUMSALZE 295
6.3.8 TREIBENDER CHEMISCHER ANGRIFF DURCH KALK UND MAGNESIA 295
6.3.9 TREIBENDER UND LOESENDER ANGRIFF DURCH MAGNESIUMSALZE UND
AMMONIUMSULFATLOESUNGEN 296
6.3.10 CHEMISCHE ANGRIFFE AUF DEN BETONZUSCHLAG 297
6.3.11 TAUSALZWIRKUNGEN UND FROSTBESTAENDIGKEIT VON BETON 300
6.4 VORKOMMEN, UMWELTBEDINGUNGEN UND SCHAEDIGUNGSMECHANISMEN
BETONANGREIFENDER STOFFE 301
6.4.1 EXPOSITIONSKLASSEN 301
6.4.2 EINSTUFUNG DER WAESSER, BOEDEN UND GASE NACH VERSCHIEDENEN
ANGRIFFSGRADEN..304 6.4.3 ANMACHWASSER FUER BETON 308
6.5 KORROSIONSSCHUTZ VON BETON 309
6.5.1 BETON MIT HOHEM WIDERSTAND GEGEN CHEMISCHE ANGRIFFE 309
6.5.2 SCHUTZ GEGEN SEHR STARKEN CHEMISCHEN ANGRIFF 311
6.5.3 VERMEIDUNG DES ALKALITREIBENS IM BETON 315
6.5.4 SCHUTZ GEGEN FROST- UND TAUSALZEINWIRKUNG 317
6.6 KORROSION UND KORROSIONSSCHUTZ DER UEBRIGEN NICHTMETALLISCHEN UND
ANORGANISCHEN BAUSTOFFE 319
6.6.1 KORROSION VON NATURSTEINEN 319
6.6.2 REINIGUNG VON NATURSTEINEN UND ANDEREN BAUSTOFFEN 326
6.6.3 STEINKONSERVIERUNG 328
6.6.4 PORENBETON (GASBETON), FASERZEMENT, MOERTEL, KALKSANDSTEIN 333
6.6.5 PUTZ UND MAUERWERK 334
6.6.6 BAUGIPSE UND ANHYDRITBINDER 336
6.6.7 MAGNESIABINDER 336
6.6.8 ANSTRICHSCHAEDEN 336
6.7 METALLKORROSION 337
6.7.1 ALLGEMEINES 337
6.7.2 GRUNDLAGEN DER KORROSION 338
6.7.3 ELEKTROCHEMISCHE VORGAENGE 341
6.7.4 KORROSION NACH DEM WASSERSTOFFTYP 343
6.7.5 KORROSION NACH DEM SAUERSTOFFTYP 344
6.7.6 KORROSIONSARTEN UND KORROSIONSERSCHEINUNGEN 345
6.7.6.1 ALLGEMEINER UEBERBLICK 345
6.7.6.2 KORROSIONSARTEN 347
6.7.6.3 KORROSIONSERSCHEINUNGEN 350
6.7.7 KORROSION DES STAHLS IM BETON 351
6.7.7.1 GRUNDLAGEN 351
6.7.7.2 EINWIRKUNG KORROSIONSFOERDERNDER STOFFE AUF BETON: KOHLENSAEURE
UND CHLORIDE 353
6.7.7.3 CARBONATISIERUNG DES BETONS 354
6.7.7.4 CHLORIDDIFFUSION 355
6.7.7.5 BINDUNG VON CHLORID IM ZEMENTSTEIN 359
6.7.7.6 CHLORIDGEHALTE VON PORENLOESUNGEN 360
6.7.7.7 CHLORIDKORROSION 361
6.7.7.8 WASSERSTOFFVERSPROEDUNG 365
6.7.8 BESONDERHEITEN DER STAHLKORROSION IN UNTERSCHIEDLICHER UMGEBUNG
368
XIII
IMAGE 6
INHALTSVERZEICHNIS
6.7.8.1 ATMOSPHAERE 368
6.7.8.2 WASSER 368
6.7.8.3 BODEN UND BODENKORROSION 369
6.7.9 KORROSIONSVERHALTEN DER IM BAUWESEN GEBRAEUCHLICHSTEN
NICHTEISENMETALLE 379 6.7.9.1 ALUMINIUMKORROSION 379
6.7.9.2 BLEIKORROSION 380
6.7.9.3 KUPFERKORROSION 381
6.7.9.4 ZINKKORROSION 382
6.8 KORROSIONSSCHUTZ 384
6.8.1 AKTIVER KORROSIONSSCHUTZ 384
6.8.1.1 AUSWAHL WIDERSTANDSFAEHIGER STAEHLE 384
6.8.1.2 WETTERFESTE BAUSTAEHLE 385
6.8.1.3 NICHTROSTENDE STAEHLE 388
6.8.1.4 KATHODISCHER KORROSIONSSCHUTZ 389
6.8.2 PASSIVER KORROSIONSSCHUTZ 394
6.9 ZERSETZUNG (KORROSION) UND KORROSIONSSCHUTZ ORGANISCHER BAUSTOFFE
399
6.9.1 BITUMENZERSETZUNG UND KORROSIONSSCHUTZ 399
6.9.2 HOLZVERWITTERUNG UND KORROSIONSSCHUTZ 400
6.9.3 KUNSTSTOFFKORROSION UND KUNSTSTOFFBESTAENDIGKEIT 404
7 BAUSTOFFCHEMISCHE PRUEFUNGEN 407
7.1 ALLGEMEINE HINWEISE UND ARBEITSREGELN FUER CHEMISCHE PRUEFUNGEN 407
7.2 QUALITATIVE BESTIMMUNGEN 408
7.2.1 KATIONENNACHWEIS 408
7.2.2 ANIONENNACHWEIS 410
7.2.3 VERZEICHNIS DER FUER QUALITATIVE ANALYSEN ERFORDERLICHEN REAGENZIEN
412
7.3 HALBQUANTITATIVE BESTIMMUNGSMETHODEN 414
7.4 QUANTITATIVE BESTIMMUNG DER BETONSCHAEDLICHEN BESTANDTEILE VON
WAESSERN U. BOEDEN..415 7.4.1 PROBENAHME 415
7.4.2 KURZE EINFUEHRUNG IN DIE MASSANALYSE 416
7.4.3 KONZENTRATION DER MASSLOESUNGEN 417
7.4.4 MESSGEFAESSE 417
7.4.5 ANALYSENGAENGE 419
7.4.6 WASSERANALYSE 420
7.4.7 BODENANALYSE 426
7.5 SONSTIGE BESTIMMUNGSMETHODEN 428
ANHANG 435
PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE 435
ATOMMASSEN DER ELEMENTE 436
FUNDAMENTALE KONSTANTEN 438
GROESSEN, EINHEITEN UND UMRECHNUNGSFAKTOREN 439
GROESSENANGABEN 439
ABKUERZUNGEN FUER STOFFMENGENGEHALTE 439
AUSWAHL DER LOESLICHKEITSPRODUKTE BAUTECHNISCHER VERBINDUNGEN 440
LITERATURVERZEICHNIS 443
XIV
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