Big Bang HTL 2, Schulbuch

112 Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) Im Baubereich sind Bindemittel jene Stoffe, die fein gemah- lene Feststoffe (z. B. Sand) miteinander verbinden oder auf einem festen Untergrund verkleben. Oft handelt es sich da- bei um Salze , die durch Kristallisation erhärten. Um diese Klebeeffekte zu erklären, unterscheidet man zwischen den Anziehungskräften der Adhäsion und der Kohäsion . Adhäsion: Das sind die Kräfte zwischen zwei verschiedenen Stoffen (also z. B. dem Mörtel und dem Ziegel). Zwischen einzelnen Atomen oder Molekülen können starke Anziehungskräfte (= Bindungen) herrschen. Zwei Gegenstän- de (z. B. zwei Ziegel aneinander) haften normalerweise nicht zusammen, da ihre Oberflächen auf mikroskopischer Ebene wie zerklüftete Gebirge aussehen, also rau sind. Es berühren sich nur manche „Gipfel“ (siehe Abb. 8.26). Die erwähnten Anziehungskräfte wirken nur auf sehr geringe Distanzen. Wir brauchen also ein Hilfsmittel, um die Lücken zu über- winden. Sind Oberflächen wirklich glatt, haften sie oft – auch ohne Bindemittel – schon sehr gut aufeinander. Das merken wir z. B. wenn wir zwei Glasplättchen aufeinander legen. Klebstoffe oder Bindemittel enthalten deshalb in der Verar- beitungsphase zumindest eine flüssige oder zähflüssige Komponente . Diese kann sich ein Stoff der Oberfläche an- passen, überbrückt so die Lücken und erreicht große Nähe. Kohäsion: ist die Anziehungskraft im Inneren eines Stoffes, diese Kräfte machen ihn hart und mechanisch widerstands- fähig. Dieser innere Zusammenhalt ist in Flüssigkeiten eher gering (siehe Kap.5), deshalb muss unser Bindemittel erhär- ten , also in den festen Zustand übergehen. Mineralische Bindemittel erhärten häufig durch einen sehr ähnlichen Prozess. Sie werden mit Wasser angerührt und können sich so der Oberfläche der zu verbindenden Fest- stoffe anpassen. Was hält die Sandburg zusammen und warum zerrieselt sie zum Sandhaufen wenn sie trocknet? Warum hält die Sandburg am Meer viel besser als in der Sandkiste? Warum trotzen römische Bauwerke wie Aquädukte seit 2000 Jahren der Witterung, während Ritterburgen nach kaum 500 Jahren zerfallen sind? Warum wird Beton während des Trocknens auf Baustellen oft mit Wasser besprüht? F22 F23 F24 Abb. 8.26: Adhäsion und Kohäsion Beim Erstarren kommt es zur Bildung von Salzkristallen in Form von Kristallnadeln. Diese wachsen beim Erhärten zwischen den Feststoffpartikeln und verfilzen miteinander. Ähnliches passiert beim Trocknen von Meerwasser in der Sandburg, das Wasser verdunstet, die Salze kristallisieren und halten so den Sand zusammen. Unser Leitungswasser, das die Kinder in der Sandkiste verwenden, enthält kaum Salze, deshalb zerfallen diese Burgen beim Trocknen viel rascher. F22 Die wichtigsten Bindemittel im Baubereich sind Kalk , Gips und Zement . Gemeinsam mit Sand und Wasser stellt man daraus Mörtel her. Die mineralischen Bindemittel unterscheiden sich unter­ einander in ihren Eigenschaften und Einsatzbereichen. Die wichtigste Unterscheidung erfolgt in: –– hydraulische Bindemittel : Diese können sowohl an der Luft als auch unter Wasser erhärten (z. B. Zement) –– nichthydraulische Bindemittel (= Luftbindemittel ): Sie können nur an der Luft erhärten (z. B. Kalk). Abb. 8.27: Schematische Darstellung einer Hydraulischen Erhärtung. Abb. 8.28: Elektronenmikro- skopische Aufnahme von Zementnadeln Abb. 8.29: Kalk- und Gipsbergbau in Österreich Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv