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2014 | Book

Allgemein-chemische Grundlagen Read chapter Read first chapter

Bauchemie für das Bachelor-Studium

Modern – Kompetent – Kompakt

Author: Roland Benedix

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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About this book

Das Buch ist für den Studienanfänger im Bachelorstudium. In komprimierter Form wird kompakt das wichtigste aus dem Studium für Bauingenieure und Architekten wieder gegeben. Exemplarisch wird eine Auswahl von Verbindungern, Stoffen, Reaktionen und Prozessen an deren Praxisrelevanz für das Bauwesen unter Berücksichtigung moderner ökologischer Gesichtspunkte dargestellt.

Table of Contents

Frontmatter
1. Allgemein-chemische Grundlagen
Zusammenfassung
Die Chemie beschäftigt sich mit der Zusammensetzung, den Eigenschaften und den Reaktionen der Stoffe. Und dabei ist es belanglos, ob es sich bei den Stoffen um anorganische Bindemittel, um Natursteine, um polygrafische Druckschichten oder metallische Werkstoffe handelt. Für praktische Belange ist besonders das Verhalten der Stoffe untereinander bzw. gegenüber aggressiven Umweltmedien von Interesse. Um beispielsweise technische Prozesse wie etwa die Herstellung von Baustoffen, aber auch die korrosive Zersetzung von Baustoffen zu verstehen und zu beherrschen, sind Grundlagenkenntnisse zum Aufbau und zur Struktur der Materie sowie ihren Bindungsverhältnissen, zur Energetik chemischer Reaktionen sowie zu Säure-Base- und Redoxreaktionen unerlässlich.
Roland Benedix
2. Luft und Luftinhaltsstoffe
Zusammenfassung
Bauwerke sind den ständigen Einflüssen der Atmosphäre mit den in ihr natürlich enthaltenen Gasen Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxid, wechselnden Mengen an Wasserdampf, Luftschadstoffen wie Schwefeldioxid, Stickoxiden und Ozon, aber auch Staubpartikel unterschiedlichster Herkunft ausgesetzt. Insbesondere die sauren Gase SO2 und NOx. machen der Bausubstanz schwer zu schaffen, da sie sich in Gegenwart von Feuchtigkeit in Säuren umwandeln, die die zumeist basischen Baustoffe angreifen, chemisch umwandeln und eventuell zerstören können. Es ist daher für den Bauingenieur von Vorteil, genauere Kenntnisse über die Zusammensetzung und die Eigenschaften der atmosphärischen Luft und die darin ablaufenden Prozesse zu besitzen, um sie gezielt etwa im Rahmen von Bautenschutzmaßnahmen anwenden zu können.
Roland Benedix
3. Wasser und wässrige Lösungen
Zusammenfassung
Dem Wasser kommt nicht nur eine grundlegende Rolle für das Leben auf der Erde zu, es besitzt auch eine zentrale Bedeutung im Bauwesen: als Anmachwasser für Bindemittel, als Transportmedium für saure Gase (Saurer Regen) oder für Salze in der Bausubstanz (Bauschäden).
Roland Benedix
4. Redoxreaktionen – Grundlagen der Elektrochemie
Zusammenfassung
Sehr viele Prozesse der Baupraxis, wie z.B. die metallische Korrosion, das Ausbleichen von Fassaden oder die Alterung von Kunststoffen, sind auf Oxidations- bzw. Reduktionsreaktionen zurückzuführen. Die Begriffe Oxidation und Reduktion sind im Laufe der historischen Entwicklung der Chemie mehrfach erweitert und auf einer höheren Erkenntnisebene neu definiert worden. Heute verknüpft man beide Begriffe mit einer Abgabe bzw. Aufnahme von Elektronen.
Roland Benedix
5. Chemie wichtiger Baumetalle
Zusammenfassung
Physlkallsch-chemlsche Eigenschaften. Eisen (Fe) ist in der Erdkruste nach Aluminium das zweithäufigste Metall, als Gebrauchsmetall steht es jedoch an erster Stelle. Mit einer Dichte von ρ = 7,87 g/cm3 gehört es zu den Schwermetallen (Schwermetalle: ρ > 5 g/cm3). Wegen seines unedlen Charakters tritt es in der Lithosphäre kaum in gediegener Form, sondern meist gebunden auf, z.B. in Oxiden, Sulfiden und Carbonaten. Wichtige Eisenerze sind Magneteisenstein (Fe3O4, Magnetit), Roteisenstein (Fe2O3, z.B. Hämatit, Eisenglanz), Brauneisenstein (Fe2O3 . x H2O, z.B. Limonit), Spateisenstein (FeCO3, Siderit) und Eisenkies (FeS2, Pyrit, „Schwefelkies“). Die rotbraunen und gelben Farbtöne des Erdbodens rühren häufig von Eisen(III)-oxiden bzw. Eisen(III)-oxidhydraten her. Reines Eisen ist ein silberweißes, relativ weiches (Härte 4,5 nach Mohs), plastisch verform bares Metall. Es besitzt deshalb für das Bauwesen kaum Bedeutung.
Roland Benedix
6. Chemie nichtmetallisch-anorganischer Baustoffe
Zusammenfassung
Die äußerste Schicht unserer Erde ist aus einer Vielzahl unterschiedlicher Gesteine aufgebaut, die sich über lange geologische Zeiträume hinweg gebildet haben. Von der Art der bei der Bildung der Gesteine ablaufenden physikalischen oder chemischen Vorgänge hängen ihre Struktur und ihr Aufbau und damit ihre Gebrauchseigenschaften ab.
Roland Benedix
7. Chemie organischer Stoffe im Bauwesen
Zusammenfassung
Im Bauwesen spielen Kohlenstoffverbindungen sowohl als Hilfsstoffe (Lösungs- und Verdünnungsmittel, Füllstoffe, Zusatzmittel) als auch direkt als Baustoffe (Bitumen, Kunststoffe, Holz) eine wichtige Rolle. Für ein besseres Verständnis ihres chemischen Aufbaus, ihres Verhaltens und ihrer Eigenschaften sollen in diesem Kapitel neben den organischen Baustoffen zunächst einige wichtige grundlegende organische Stoffklassen besprochen werden.
Roland Benedix
8. Qualitative Analyse von Baustoffen
Zusammenfassung
Mit Hilfe der qualitativen anorganischen Analyse wird festgestellt, aus welchen chemischen Elementen ein Stoff besteht. Entweder liegen die anorganischen Substanzen bereits in Ionenform vor (z. B. Inhaltsstoffe von Wässern) oder sie müssen durch Lösen erst in Ionen überführt werden. Häufig ist es von Bedeutung, welche Ionen die anwesenden Elemente bilden. Ob beispielsweise Schwefel als Sulfat (SO4 2-) bzw. Sulfid (S2-) auftritt oder Eisen in zweiwertiger (Fe2+) oder dreiwertiger Form (Fe3+) vorliegt.
Roland Benedix
Backmatter
Metadata
Title
Bauchemie für das Bachelor-Studium
Author
Roland Benedix
Copyright Year
2014
Electronic ISBN
978-3-658-05424-3
Print ISBN
978-3-658-05423-6
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-05424-3