Stoffe, Schulbuch

Baustoffe 113 Der Zement Heute ist Beton der wichtigste Baustoff. Das Bindemittel für Beton ist Zement . Seine Weltproduktion beträgt jährlich 1,4 Milliarden Tonnen. Zement wird aus Ton und Kalk hergestellt. Die Mischung der beiden Mineralien nennt man Mergel. Dieser wird in Drehrohröfen bei etwa 1400 °C gebrannt. Dabei entstehen harte Brocken, der Zementklinker. Dieser wird zu einem feinen Pulver gemahlen, dem Zement. Zement ist komplizierter aufgebaut als Kalk. Er ist ein Silicat , ein ähnliches Mate- rial wie die meisten harten Gesteine der festen Erdrinde. Unter Wasseraufnahme wird Zement sehr hart und ist daher als Bindemittel geeignet. Zur Betonher- stellung wird er mit Schotter und Wasser gemischt. Die Erhärtungszeit beträgt mehrere Stunden und ist nach vier Wochen abgeschlossen. Danach ist Beton belastbar. Beton benötigt nur Wasser zum Erhärten, er wird daher auch unter Wasser hart (Versuch 113.1). Er ist zwar sehr druckfest, aber spröde. Seine Bie- gefestigkeit ist gering, er bricht. Daher muss man Beton mit Stahl verstärken. Dieser Stahlbeton ist das wichtigste Baumaterial für Großbauten wie Hochhäuser oder Staudämme. Stahl und Beton dehnen sich beim Erwärmen gleich stark aus, sodass Stahlbeton auch unempfindlich gegen Temperaturschwankungen ist. Im Inneren des Betons kann Eisen nicht rosten. Auch Zement kann zur Mörtelherstellung verwendet werden. Zum Verputzen nimmt man heute meist einen Kalkzementmörtel, also beide Bindemittel. Dieser ist härter als reiner Kalkmörtel. Der Gips Für Innenausbauten wird Gips ein immer wichtigeres Material. Heute erzeugt man Zwischenwände aus Gips und, statt zu verputzen, verkleidet man Wände oft mit Gipskartonplatten. Gips als Bindemittel dient für Innenputze und für Ausbes- serungsarbeiten. Der natürliche Gips ist Calciumsulfat mit Kristallwasser CaSO 4 . 2 H 2 O . Durch vor- sichtiges Erhitzen auf 150 °C kann man den Großteil des Kristallwassers entfer- nen und erhält so gebrannten Gips, der als Baugips in den Handel kommt (Abb. 115.3). Zu starkes Erhitzen führt zum totgebrannten Gips, der nicht mehr erhärtet. Der Baugips wird bei der Verarbeitung mit Wasser angerührt. Dabei nimmt er wieder Kristallwasser auf und kristallisiert. Er bildet eine feste Masse von mit- einander verwachsenen Kristallen. Diese Erhärtung beginnt schon nach weni- gen Minuten. Daher darf Gips nur in kleinen Portionen verarbeitet werden. Gips dehnt sich beim Erhärten etwas aus. Dadurch dringt er in kleinste Ritzen und ist als Ausbesserungsmaterial geeignet. Auch Gipsverbände von Knochenbrüchen und ähnlichen Verletzungen werden beim Aushärten etwas größer. Gips erhärtet auch unter Wasser (Versuch 113.1). Aus diesem Grund darf man Reste nie in den Ausguss schütten. Für Außenverputz ist Gips nicht geeignet, da er etwas wasser- löslich ist. Stelle Zementmörtel aus einem Teil Zement und drei Teilen Sand her. In gleicher Weise stelle Kalkmörtel aus einem Teil Baukalk und drei Teilen Sand her. Rühre Gipspulver mit Wasser an. Fülle mit den drei Baustoffen jeweils drei Streichholz- schachteln. Lass jeweils eine der Streichholzschachteln an der Luft stehen, eine in einer Schale unter Wasser und eine in einem verschlossenen Gefäß. Untersu- che die Baustoffe in der nächsten Chemiestunde. Versuch 113.1 Mörtel, Beton und Gips CaSO 4 . 2 H 2 O H 2 O 3 2 H 2 O 3 2 Brennen Abbinden Gips Gebrannter Gips CaSO 4 . H 2 O 1 2 Betondecke Stahlarmierung Abb. 113.3: Brennen und Abbinden von Gips Abb. 113.2: Aufbau von Stahlbeton Abb. 113.1: Herstellung und Verarbeitung von Zement zu Beton W&W BETON Erdgas oder Erdöl Schotter H 2 O Zement- klinker Beton Kalk Ton Zement Altreifen Mühle Erhitzen Z Z Z Z Silo Tongrube R&M Kalk- steinbruch W&F Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv