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Anhydrit

Anhydrit

Anhydrit (Anhydritspat) ist ein im orthorhombischen Kristallsystem kristallisierendes Sulfat-Mineral der chemischen Zusammensetzung CaSO4. Es hat eine Härte von 3 bis 3,5, ist entweder farblos oder hat eine weiße, seltener auch rötliche oder bläuliche Farbe. Die Strichfarbe ist weiß.

Vorkommen

Anhydrit kommt fast immer grobkörnig oder massiv, selten kristallin vor. In letzterem Fall ist es an drei im rechten Winkel zueinander stehenden Flächen gut spaltbar und unterscheidet sich dadurch von dem ansonsten äußerlich sehr ähnlichen Gips, in das es durch Wassereinlagerung übergeht. Es kann sich, weil es schwer wasserlöslich ist, direkt aus überhitztem Meerwasser ablagern oder aber zusammen mit Gips und Steinsalz bei Verdampfung desselbigen entstehen.

Bedeutung als Rohstoff

Anhydrit ist in Pulverform Bestandteil von Zement und wird auch bei der Produktion von Schwefelsäure und Porenbeton eingesetzt. Anhydritbinder sind lufthärtende, nicht hydraulische Bindemittel aus natürlichem oder synthetischem Anhydrit sowie Anregern. Sie sind in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften mit Gips vergleichbar. Anhydritbinder wird zum Beispiel im Wohnungsbau zur Herstellung von Anhydrit-Estrich oder Fließanhydrit-Estrich verwendet.

Geschichte

Der Name des Minerals leitet sich von dem griechischen anudros: wasserlos ab. Siehe auch: Liste von Mineralen, Anhydride

Weblinks


- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Anhydrit Anhydrit im Mineralienatlas] Kategorie:Mineral Kategorie:Chemische Verbindung

Kristallsystem

Kristallsysteme bieten ein symmetriebezogenes Klassifizierungsschema für kristalline Festkörper. In der Kristallographie werden die zu beschreibenden Kristalle mit Hilfe des Kristallsystems dreidimensional klassifiziert. Es gibt 7 verschiedene Kristallsysteme: triklin, monoklin, orthorhombisch, tetragonal, trigonal, hexagonal und kubisch. Kristallsysteme finden hauptsächlich Anwendung in der Mineralogie, Festkörperchemie und Festkörperphysik.

Definition

Die höchstsymmetrische Punktgruppe eines Kristallsystems ist die so genannte Holoedrie. Wenn die Punktgruppe eines Kristalls die gleichen Anforderungen an das Gitter stellt, wie eine Holoedrie, dann gehört die Kristallstruktur zum betreffenden Kristallsystem. In der Regel ist die Symmetrie der Kristallstruktur niedriger als die Symmetrie des Gitters, und es kann sogar vorkommen, dass der Kristall zu einem niedrigersymmetrischen Kristallsystem gehört, als sein Gitter. Zum Beispiel ein Kristall mit Punktgruppe 4\ hat gezwungenermaßen ein Gitter, das mindestens Punktgruppe 4/m\ m\ m hat, und deshalb wird er dem tetragonalen Kristallsystem zugeordnet. Diese Zuordnung würde auch zutreffen, wenn der Kristall ein kubisches Gitter hätte.

Zuordnung der kristallographischen Punktgruppen zu den Kristallsystemen

Koordinatensysteme

Sinnvollerweise wird bei der Beschreibung von Kristallen und Kristallstrukturen meistens kein kartesisches Koordinatensystem, sondern ein an das Kristallsystem angepasstes Koordinatensystem verwendet. Dadurch werden zum Beispiel alle Rotationsmatrizen der Symmetrieoperationen integrale Matrizen. Diese Koordinatensysteme erfüllen gewisse Bedingungen:
- Triklines Kristallsystem: Es werden die drei kleinstmöglichen primitiven Basisvektoren verwendet. Es gibt keine Bedingungen bezüglich Winkel und Längen der Basisvektoren.
- Monoklines Kristallsystem: Ein Basisvektor (üblicherweise die y-Achse) wird in die zweizählige Drehachse gelegt. Daraus ergeben sich zwei 90°-Winkel aber keine Beschränkung bezüglich der Achsenlängen.
- Orthorhombisches Kristallsystem: Die Basisvektoren werden in die 2-zähligen Drehachsen gelegt. Daraus ergeben sich drei 90°-Winkel (daher ortho) aber keine Beschränkung bezüglich der Achsenlängen.
- Hexagonales Kristallsystem: Eine Basisvektor (üblicherweise die z-Achse) wird in die 6-zählige Drehachse gelegt, die zwei anderen in die dazu senkrechten 2-zähligen Drehachsen. Man erhält zwei gleichlange Achsen in einer Ebene mit 120°-Winkel, die dritte Achse senkrecht dazu.
- Tetragonales Kristallsystem: Ein Basisvektor (üblicherweise die z-Achse) wird in die 4-zählige Drehachse gelegt, die zwei anderen in die dazu senkrechten 2-zähligen Drehachsen. Man erhält zwei gleichlange Achsen und drei 90°-Winkel.
- Trigonales Kristallsystem: Für dieses Kristallsystem sind zwei Koordinatenaufstellungen gebräuchlich: entweder drei gleichlange Basisvektoren und drei gleiche Winkel (rhomboedrisches Koordinatensystem), oder Aufstellung wie im hexagonalen Kristallsystem, aber mit rhomboedrischer Zentrierung.
- Kubisches Kristallsystem: Die Basivektoren werden in die 4-zähligen Achsen gelegt. Man erhält drei gleichlange Achsen und drei 90°-Winkel Die gegebenen Bedingungen sind notwendig, aber nicht hinreichend: es ist durchaus möglich, dass die Achsen eines triklinen Kristalls gleichlang sind und jeweils 90° einschließen. Daraus folgt nicht, dass der Kristall kubisch ist! Zu beachten ist, dass man durch diese symmetriebezogene Koordinatenaufstellung unter Umständen keine primitive Basis mehr erhält. Es ist daher nötig zusätzlich zum Kristallsystem noch die Zentrierung anzugeben, wodurch die 14 Bravais-Gitter erhalten werden.

Andere Einteilungen

Die oben angegebene Einteilung entspricht derjenigen aus den International Tables for Crystallography. In der Literatur finden sich noch andere: In der amerikanischen und der russischen werden das trigonale und das hexagonale Kristallsystem zu einem zusammengefasst. Der Hintergedanke dabei ist, dass man ein trigonales Gitter als ein hexagonales Gitter mit rhomboedrischer Zentrierung ansehen kann. In der französischen Literatur, und teilweise auch in der deutschen, gibt es mit dem rhomboedrischen ein achtes Kristallsystem. Diesem werden die trigonalen Raumgruppen mit rhomboedrischer Zentrierung zugeordnet. Die Einteilung der International Tables for Crystallography ist aber am konsistentesten und setzt sich daher immer mehr durch.

Siehe auch

Kristallstruktur, Bravais-Gitter, Lauegruppe

Weblinks


- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Kristallsystem Mineralienatlas - Kristallsystem]
- [http://gastein-im-bild.info/stein/s_krisys.html Kristallsysteme] Kategorie:KristallographieKategorie:Mineralogie ja:結晶構造

Schwefelsäure

Schwefelsäure ist eine starke, anorganische Säure. Sie zählt zu den Mineralsäuren und gehört zu den 20 wichtigsten Chemikalien der chemischen Industrie. Als Lebensmittelzusatzstoff hat sie die Nummer E 513. Verdünnte Schwefelsäure nennt man Dünnsäure.

Gewinnung und Darstellung

Schwefelsäure wird nach dem Vitriolverfahren und dem Bleikammerverfahren (beide historisch), dem Kontaktverfahren oder dem Doppelkontaktverfahren hergestellt. Das älteste Verfahren zur Schwefelsäureherstellung ist das Vitriolverfahren. Es wurde im 13. Jahrhundert von Alchemisten angewendet. Vitriole sind Sulfate, die sich relativ leicht thermisch zersetzen lassen und dabei in Schwefeltrioxid und ein Metalloxid übergehen. Johann Rudolph Glauber (1604-1670) konstruierte die erste Schwefelsäure-Manufaktur der Welt, die um 1650 in Nordhausen (Harz) nach diesem Verfahren Schwefelsäure herstellte.

Eigenschaften

Die Schwefelsäure mit der Summenformel H2SO4 ist eine starke Säure (pKS=-3, pKS vom Hydrogensulfatanion HSO4-=1,9). Als starke anorganische Säure zählt sie zu den Mineralsäuren. Konzentrierte Schwefelsäure ist auch ein starkes Oxidationsmittel. Konzentrierte Schwefelsäure wirkt hygroskopisch und kann deshalb zum Trocknen von Gasen und Flüssigkeiten eingesetzt werden. Die Moleküle der Schwefelsäure haben ein starkes Dipolmoment, dessen positiver Pol beim Schwefel liegt. Beim Verdünnen konzentrierter Schwefelsäure entsteht sehr viel Wärme. Daher müssen entsprechende Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden. Wichtig ist dabei, dass man niemals Wasser zu einer Säure gibt, da es sonst zu einer explosionsartigen Verdampfung des Wassers kommen kann. Der entstehende Druck kann die Säure meterweit durch den Raum und im schlimmsten Fall jemandem in die Augen spritzen. Eselsbrücke dazu: Zuerst das Wasser, dann die Säure, sonst geschieht das Ungeheure.

Bedeutung und Verwendung

Schwefelsäure ist eine der am häufigsten produzierten Chemikalien. 1997 wurden weltweit mehr als 130 Millionen Tonnen hergestellt. Die Anwendungsmöglichkeiten sind sehr vielfältig. Man verwendet Schwefelsäure
- zum Aufschließen von Erzen (beispielsweise beim TiO2- oder dem Uranaufschluss)
- für die Herstellung von Sulfaten
- für die Herstellung von anderen Säuren (beispielsweise Fluorwasserstoffsäure oder Phosphorsäure)
- zur Herstellung von Düngemitteln (als Phosphataufschluss, Kaliumsulfat)
- für die Herstellung von Tensiden
- als Katalysator
- zur Metallbehandlung
- als Trockenmittel
- als Reaktionshilfsmittel (Nitriersäure)
- in Autobatterien.
- zum Ätzen von Halbleitern
- wegen seiner Leitfähigkeit als Zusatzmittel für Wasser bei der Elektrolyse In der Lebensmittelindustrie wird Schwefelsäure als technischer Hilfsstoff eingesetzt, um modifizierte Stärke und Casein herzustellen und Trinkwasser aufzubereiten. Sie fließt nicht in das Endprodukt ein und ist daher nicht oder nur in Spuren vorhanden, die gesundheitlich unbedenklich sind. In der Europäischen Union muss die Schwefelsäure nicht auf der Produktverpackung ausgewiesen werden. Die produzierte Menge an Schwefelsäure war ein Indikator für die Struktur der chemischen Industrie eines Landes. In der II. Entwicklungsphase der chemischen Industrie werden große Mengen Schwefelsäure verbraucht. Entwicklungsphasen:
- I. vorherrschender Natronlauge-Verbrauch
- II. vorherrschender Schwefelsäure-Verbrauch
- III. vorherrschender Chlor-verbrauch

Struktur

Die hier angegebenen Partialladungen Bild:schwefelsaeure.jpg lassen sich anhand der Grenzstruktur erklären, in welcher für alle Atome die Oktettregel erfüllt ist. 50px In der allgemeinen Schreibweise 50px kann die Bindung von vier Sauerstoffatomen an den Schwefel nicht erklärt werden, ohne das die d-Orbitale (dz2; dx2-y2) in der Valenzschale des Schwefels für die Pi-Bindung miteinbezogen werden (vgl. PSE). Bis zur Deprotonierung bleibt das Molekül trotz der formalen Ladungen von aussen ungeladen. Nachdem sich beide Protonen abgespalten haben, verbleibt das Säureanion als zweifach negativ geladenes Ion. Bild:Sulfat.PNG

Nachweis

Schwefelsäure kann in Form des Sulfatanions nachgewiesen werden. Als Sulfatnachweis dient z. B. die Fällung als unlösliches Bariumsulfat nach Zugabe von Bariumchlorid-Lösung.

Salze und Ester der Schwefelsäure

Die Salze und Ester der Schwefelsäure heißen Sulfate und Hydrogensulfate. Die salzartigen Sulfate enthalten das Sulfat-Ion (SO42-).

Wichtige Sulfate


- Kupfersulfat
- Calciumsulfat (Gips, Anhydrit) (CaSO4)
- Bariumsulfat (Baryt, Schwerspat) (BaSO4)
- Alaun
- Aluminit
- Eisensulfat Siehe auch: Sulfid

Weblinks

[http://www.ch-2.de/3_gleichgew/SO3-Synthese/Schwefels_herst.html Glaubers Vitriolverfahren]

Nicht vereinfachte Strukturformel

[http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/archive/4/4d/20050423173829%21Schwefelsaeure.jpg Chemisch korrekte Darstellung] Kategorie:Chemische Verbindung ja:硫酸 ko:황산 ms:Asid Sulfurik

Härte

Härte ist der mechanische Widerstand, den ein Körper dem Eindringen eines anderen, härteren Körpers entgegensetzt. Die Härte eines Körpers lässt Rückschlüsse auf vielerlei Eigenschaften zu, wobei sich diese nach der Art des Körpers richten. Ein Beispiel ist das Verschleißverhalten. Harte Brillengläser verkratzen weniger, harte Zahnräder nutzen langsamer ab. Bei der Auswahl von Werkzeugschneiden wie Fräskopf oder Drehmeißel ist die Härte von besonderer Bedeutung, denn harte Schneiden bleiben länger scharf. Eine Anwendung und je nach fachlichem Schwerpunkt andere Akzentsetzung findet der Begriff der Härte in der Festkörperphysik, der Materialwissenschaft bei der Analyse von Werkstoffen und in den Geowissenschaften bei der Charakterisierung von Gesteinen und Mineralen. Beide überschneiden sich diesbezüglich jedoch auch mit den Ingenieurswissenschaften, wobei die Härte vor allem in der Ingenieurgeologie eine größere Rolle spielt.

Härte und Festigkeit

Die Härte eines Werkstoffs ist eine Oberflächeneigenschaft und hat daher nur bedingt etwas mit der Festigkeit des Werkstoffs zu tun, auch wenn diese die Prüfverfahren zur Härtemessung, die auf der Eindringtiefe verschiedener Prüfkörper beruhen, beeinflusst. Der Einfluss der Festigkeit kann durch die Messung auf dünnen Filmen zwar reduziert, aber nicht völlig vermieden werden. In bestimmten Fällen steht die Härte eines Werkstoffs allerdings in einem umwertbaren Zusammenhang zur Werkstoff-Festigkeit. Dann kann durch die verhältnismäßig preiswerte Härteprüfung eine meist viel aufwendigere Zugprüfung ersetzt werden. Von praktischer Bedeutung ist die Möglichkeit, eine Umwertung der Brinell- oder Vickershärte auf die Zugfestigkeit von Baustählen vorzunehmen. Bei Prüfungen an Stahlkonstruktionen ermöglicht es dies, eventuelle Materialverwechslungen nachzuweisen.

Härteprüfung und Härteskalen

Die Härte lässt sich nur durch den Vergleich von mehreren Werkstoffen oder Werkstoffzuständen ermitteln.

Härteprüfung nach Mohs

Harte Werkstoffe ritzen weiche. Diese Einsicht ist Grundlage der Härteprüfung nach Friedrich Mohs. Mohs, ein Geologe, ritzte verschiedene Minerale gegeneinander und ordnete sie so nach ihrer Härte an. Durch das exemplarische Zuordnen von Zahlenwerten für ausgewählte Minerale entstand eine relative Härteskala, die Mohs-Skala, die in der Mineralogie in weitem Gebrauch ist. Angaben zur Härte von Mineralen beziehen sich immer auf die Mohs-Skala, falls nichts anderes angegeben ist. Zum Vergleich aufgeführt ist die auch als absolute Härte bezeichnete Schleifhärte nach Rosiwal, die den Schleifaufwand des jeweiligen Stoffes charakterisiert und einen besseren Eindruck von den tatsächlichen Härteverhältnissen gibt. Beide Härteskalen sind einheitslos. Außerdem ist in der Tabelle die Härte nach dem Vickersverfahren angegeben. Sie gibt den besten Bezug auf die heute gängigen Härtemessverfahren wieder. In der Werkstoffkunde werden vor allem Prüfverfahren eingesetzt, welche die Eindringhärte messen. Dabei werden jeweils genormte Prüfkörper unter festgelegten Bedingungen in das Werkstück gedrückt. Im Anschluss wird die Oberfläche oder Tiefe des bleibenden Eindruckes gemessen.

Härteprüfung nach Brinell

Die vom schwedischen Ingenieur Johan August Brinell im Jahre 1900 entwickelte Härteprüfung kommt bei weichen bis mittelharten Metallen (DIN EN ISO 6506) wie zum Beispiel unlegiertem Baustahl oder Aluminiumlegierungen, bei Holz (ISO 3350) und bei Werkstoffen mit ungleichmäßigem Gefüge wie etwa Gusseisen zur Anwendung. Dabei wird eine Stahlkugel oder eine Hartmetallkugel mit einer festgelegten Prüfkraft in die Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes gedrückt. Nach dem letzten Stand der Normung ist eine Stahlkugel allerdings nicht mehr zulässig. Nach einer Belastungszeit von mindestens 10 Sekunden wird der Durchmesser des bleibenden Eindrucks im Werkstück gemessen und daraus die Oberfläche des Eindrucks bestimmt. Das Verhältnis von Prüfkraft zur Eindruckoberfläche multipliziert mit dem Zahlenwert 0,102 bezeichnet man als die Brinellhärte. Bei Einsatz einer Hartmetallkugel wird der Härtewert mit HBW, bei einer Stahlkugel wurde er mit HBS gekennzeichnet. Eine Abwandlung der klassischen Brinellprüfung ist die Prüfung mit dem Poldihammer. Hierbei wird der Eindruck der Kugel durch einen undefinierten Hammerschlag von Hand erzeugt, wobei die Kugel rückseitig auch in einen Metallstab mit definierter Härte eindringt. Aus dem Verhältnis der beiden Eindruckdurchmesser wird dann die Härte des Prüflings ausgerechnet. Diese Methode hat den Vorteil, dass mit ihr beliebig gelagerte Prüflinge und verbaute Bauteile vor Ort geprüft werden können. Die auf diese Weise ermittelten Härtewerte stimmen zwar nicht exakt mit den statisch ermittelten Härtewerten überein, für die in der Industrie gestellten Ansprüche sind sie jedoch in den meisten Fällen ausreichend. Die Bezeichnung „Poldi“ stammt vom gleichnamigen Stahlwerk im tschechischen Kladno, wo diese Prüfmethode entwickelt wurde. Bei un- und niedriglegierten Stählen kann aus der Brinellhärte mit gewisser Toleranz die Zugfestigkeit des Werkstoffes abgeleitet werden.

Härteprüfung nach Vickers

Der Brinellprüfung sehr ähnlich ist die im Jahr 1925 von Smith und Sandland entwickelte und nach der britischen Flugzeugbaufirma Vickers benannte Härteprüfung, die zur Prüfung harter und gleichmäßig aufgebauter Werkstoffe dient, aber auch zur Härteprüfung an dünnwandigen oder oberflächengehärteten Werkstücken und Randzonen eingesetzt wird. Sie ist in der Norm nach DIN EN ISO 6507 geregelt. Im Gegensatz zur Rockwellprüfung wird eine gleichseitige Diamantpyramide mit einem Öffnungswinkel von 136° unter einer festgelegten Prüfkraft in das Werkstück eingedrückt. Aus der mittels eines Messmikroskops festgestellten Länge der Diagonalen des bleibenden Eindrucks wird die Eindruckoberfläche errechnet. Das Verhältnis von Prüfkraft in der Einheit Newton zur Eindruckoberfläche ergibt mit dem Faktor 0,1891 multipliziert die Vickershärte (HV). Die Festigkeitsklassen 14H, 22H, 33H und 45H erhält man durch Division durch 10, sie entsprechen also Vickershärten HV (min.) von 140, 220, 330 und 450. Für Prüfungen vor Ort sind tragbare Geräte erhältlich, die magnetisch oder mechanisch auf dem Prüfstück befestigt werden. Anwendung findet die Vickershärte beispielsweise in der Angabe „45H“ bei Gewindestiften mit Innensechskant oder „14H“ und „22H“ bei Gewindestiften mit Schlitz.

Härteprüfung nach Knoop

Eine Sonderform der Vickers-Härteprüfung ist die nach dem amerikanischen Physiker und Ingenieur Frederick Knoop benannte Härteprüfung (DIN EN ISO 4545 - Metallische Werkstoffe - Härteprüfung nach Knoop). Die in der Vickers-Prüfung gleichseitige Diamantspitze hat in der Knoop-Prüfung eine rhombische Form. Die Spitzenwinkel betragen 172,5° für die lange und 130° für die kurze Seite. Es wird nur die lange Diagonale des Eindrucks ausgemessen. Die Knoop-Prüfung findet häufig Anwendung bei spröden Materialien wie zum Beispiel Keramik oder Sinterwerkstoffen, bei der Härtemessung an Schichtsystemen stellt sie die genaueste Messmethode dar.

Härteprüfung nach Rockwell

Es existieren mehrere von dem amerikanischen Ingenieur und Firmengründer Stanley Rockwell im Jahre 1920 entwickelte Härteprüfverfahren, die für bestimmte Einsatzbereiche spezialisiert sind. Die unterschiedlichen Verfahren werden mit HR und einer anschließenden Kennung gekennzeichnet; Beispiele für eine Rockwellbezeichnung sind HRA, HRB, HRC oder HR15N. Die Rockwellhärte HRC eines Werkstoffes ergibt sich etwa nach der Norm DIN EN ISO 6508 aus der Eindringtiefe eines kegelförmigen Prüfkörpers aus Diamant. Mit einer festgelegten Prüfkraft wird dieser Kegel mit 120° Spitzenwinkel in die Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes vorbelastet. Die eingedrungene Tiefe des Eindringkörpers dient als Bezugsebene. Danach wird der Eindringkörper mit der Hauptlast belastet und diese maximal sechs Sekunden gehalten. Anschließend wird die Hauptlast wieder entfernt, so dass nur noch die Vorlast wirksam ist. Die Differenz der Tiefen vor und nach Auflegen der Hauptlast ist das Maß für die Rockwellhärte des Werkstoffes. Die Eindringtiefe des Diamantkegels wird direkt mit einer Messuhr, die mit dem Prüfspitze verbunden ist, festgestellt. Auf der Skala der Uhr kann man die Härtewerte in Rockwelleinheiten (HRC) unmittelbar ablesen. Dieses Prüfverfahren kommt vor allem bei sehr harten Werkstoffen zum Einsatz. Als weitere Rockwelleindringköper werden Hartmetallkugeln mit einem Durchmesser von 1,5875 Millimetern (HRB, HRF, HRG) oder 3,175 Millimetern (HRE, HRH und HRK) verwendet. Die Rockwellprüfung ist sehr schnell, stellt aber hohe Ansprüche auf die Einspannung des Prüflings im Prüfgerät. Sie ist ungeeignet für Prüflinge, die im Prüfgerät elastisch nachgeben, zum Beispiel Rohre.

Härteprüfung nach Shore

Die Shore-Härte, benannt nach Albret Shore, ist ein Werkstoffkennwert für Elastomere und Kunststoffe und ist in den Normen DIN 53505 und DIN 7868 festgelegt. Der Shore-Härte-Prüfer für Gummi und ähnliche Werkstoffe besteht aus einem federbelasteten Stift, dessen Elastizität beim Eindringen in die Probe ein Maß für die entsprechende Shore-Härte des Materials ist, die auf einer Skala von 0 Shore (2,5 Millimeter Eindringtiefe) bis 100 Shore (0 Millimeter Eindringtiefe) gemessen wird. Eine hohe Zahl bedeutet eine große Härte. Bei einem Shore-Härteprüfgerät ist eine Zusatzeinrichtung notwendig, die die zu messende Probe mit einer Kraft von 12,5 Newton bei Shore-A bzw 50 Newton bei Shore-D auf den Messtisch andrückt. Bei der Bestimmung der Shore-Härte spielt die Temperatur eine höhere Rolle als bei der Härtebestimmung metallischer Werkstoffe. Deshalb wird hier die Solltemperatur von 23 °C auf das Temperaturintervall von ± 2 °C beschränkt. Die Materialdicke sollte im Bereich von 0 bis 50 Shore mindestens 9 Millimeter, bei härteren Substanzen mindestens 6 Millimeter betragen.
- Shore-A wird angegeben bei Weichelastomeren nach Messung mit einer Nadel mit abgestumpfter Spitze. Die Stirnfläche des Kegelstumpf hat einen Durchmesser von 0,79 Millimetern, der Öffnungswinkel beträgt 35°.
- Shore-D wird angegeben bei Zähelastomeren nach Messung mit einer Nadel, die mit einem 30° Winkel zuläuft und nicht abgestumpft ist. Siehe auch: Kohäsion

Die Martens-Härte

Das Martens-Härteverfahren ist nach dem deutschen Physiker Adolf Martens benannt worden und wird auch instrumentierter Eindringversuch genannt. Im Jahre 2003 wurde die Universalhärte in Martenshärte umbenannt. Das Verfahren ist in der DIN EN ISO 14577 (Metallische Werkstoffe - Instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung der Härte und anderer Werkstoffparameter) genormt. Bei diesem Verfahren wird während der Belastung- und Entlastungsphase kontinuierlich die Kraft und die Eindringtiefe gemessen. Die Martenshärte (HM) wird definiert als das Verhältnis der Maximalkraft zu der dazugehörigen Kontaktfläche und wird in der Einheit Newton pro Quadratmillimeter angegeben. Anders als bei den Vickers- oder dem Brinellverfahren wird nicht nur das plastische Verhalten des Werkstoffes bestimmt, sondern es können aus der gewonnenen Messkurve auch weitere Werkstoffparameter wie zum Beispiel der Eindringmodul, das Eindringkriechen sowie plastische und elastische Verformungsarbeiten bestimmt werden. Als Eindringkörper sind folgende Formen am gebräuchlichsten: die Vickerspyramide (siehe Vickersverfahren), eine Hartmetallkugel, ein kugeliger Diamant-Eindringkörper und der Berkovich-Eindringkörper. Der Berkovich-Eindringkörper ist eine Diamantpyramide mit einer gleichseitigen dreieckigen Grundfläche. Der Öffnungswinkel der Pyramide beträgt 65°. Die Umrechnung der Eindringtiefe zur Kontaktoberfläche muss für jede Eindringkörperform bestimmt werden. Die Kontaktfläche wird für die Vickers- und Berkovich-Pyramide durch das Produkt aus dem Quadrat der Eindringtiefe und der Konstanten 26,43 errechnet.

Spezielle Härteprüfverfahren

Daneben sind einige spezielle Härteprüfverfahren üblich:
- die Universalhärteprüfung ist im Jahre 2003 in Martenshärte umbenannt worden und in der Norm DIN EN ISO 14577 (Metallische Werkstoffe - Instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung der Härte und anderer Werkstoffparameter) genormt
- der Kugeleindruckversuch für Kunststoffe

Maßeinheiten

Die Mohssche Härte und die absolute Härte sind einheitenlose Größen. Die Härtewerte der Verfahren nach Vickers, Knoop und Brinell werden dagegen in Einheiten des Drucks angegeben; sie beziehen sich eigentlich auf die Einheit kp/mm². Mit Rücksicht auf Staaten, denen die Umstellung auf das Dezimalsystem und die Verwendung metrischer Einheiten wie N/mm² schwer fällt, behielt man nach der Streichung der Einheit Kilopond (kp) die Formeln für die Härtewerte in kp/mm², ließ jedoch fortan die Einheit weg, um weltweit vergleichbare Zahlenwerte zu erhalten.

Härten

Die Härte von Stählen kann während der Fertigung beeinflusst werden - siehe auch Härten. Oberhalb einer Härte von ungefähr 55 (Rockwellhärte HRC) entsprechend 600 (Vickershärte HV) enden in aller Regel die Möglichkeiten zur spanenden Bearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide von Oberflächen, also durch Drehen, Bohren oder Fräsen. Härtere Oberflächen müssen geschliffen werden, man spricht daher von Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide.

Weblinks


- [http://www.hegewald-peschke.de/06_info/leitfaden.htm Vollständiger Leitfaden zur Härteprüfung (Rockwell, Vickers, Brinell, Shore und Knoop)]
- [http://archiv.christoph-hoffmann.de/Uni/WK/Haertepruefung.pdf Zusammenfassung zu den wichtigsten Härteprüfverfahren]
- [http://www.rz.fh-ulm.de/labore/wplabor/Ausstattung/Poldihammer/poldihammer.htm Poldihammer] Kategorie:Werkstoffeigenschaft Kategorie:Mineralogie ja:硬さ

Strichfarbe

Die Strichfarbe (kurz Strich) bezeichnet in der Mineralogie die Farbe des Mineralpulvers. Diese Eigenschaft kann zur Unterscheidung von äußerlich ähnlich erscheinenden Mineralen verwendet werden. Das Mineral wird an eine rauhe weiße Porzellanfläche gedrückt und dann daran entlang gerieben. Der Abrieb erscheint dann in einer charakteristischen Farbe, die sehr verschieden von der Farbe des Minerals sein kann. So ist beispielsweise der Strich des metallisch golden glänzenden „Katzengoldes“ (Pyrit) schwarz, ebenso wie der der meisten Erze. Bei idiochromatischen Mineralien ist die Strichfarbe häufig ähnlich zur Mineralfarbe. Bei allochromatischen Mineralien dagegen ist die Strichfarbe meistens weiß. Kategorie:Mineralogie

Gips

Gips ist ein farbloses bis weißes Sulfat-Mineral des Kalziums mit chemischer Zusammensetzung CaSO4 • 2 H2O, ist also chemisch gesehen Kalziumsulfat. Gips ist in Wasser schwer löslich, hat eine sehr geringe Härte von 2, kristallisiert im monoklinen Kristallsystem und hat eine weiße Strichfarbe. Beim Erhitzen geht das Kristallwasser verloren und es entsteht zuerst ein Hemihydrat (auch Halbhydrat bzw. Bassanit genannt) mit der chemischen Formel CaSO4 • ½ H2O, bei weiterem Wasserverlust schließlich Anhydrit III (CaSO4), das aber mineralogisch schlicht Anhydrit genannt wird.

Vorkommen und Gewinnung

Gips kommt sowohl massiv, in feinkörniger Form als farbloser, weißer, gelber, roter oder grauer Alabaster vor als auch feinfaserig als Fasergips oder Atlasspat und auch kristallin als durchsichtiger Selenit. In Chihuahua (Mexiko) wurden Gips-Riesenkristalle von bis zu 15 m Länge entdeckt. Gefunden wird das Mineral in verschiedenen Kristallformen: So sind die Kristalle oft sehr groß, plastisch biegsam, vollkommen spaltbar, dicktafelig, oft krummflächig, manchmal auch verzwillingt; andererseits kommt Gips auch rosettenartig verwachsen als so genannte Gipsrose oder Wüstenrose vor. Daneben finden sich manchmal durchsichtige Kristalltafeln, die als Marienglas bekannt sind. Als Polyhalit wird eine Gips-Varietät bezeichnet, welche mit Kaliumsulfat und Magnesiumsulfat verbunden, in den Steinsalzlagern von Staßfurt, Berchtesgaden und Ischl vorkommt. Alabasteraugen entstehen aus Calciumsulfat, das sich an einzelnen Stellen innerhalb eines Muttergesteins sammelte, bevor sich dieses gefestigt hatte, und dann später zu Alabasterkugeln verhärtete. Gips entstand geologisch durch Auskristallisieren aus Kalziumsulfat-übersättigtem Meerwasser, und zwar wegen seiner geringen Wasserlöslichkeit als erstes Mineral noch vor dem Anhydrit. Man findet ihn aber auch als Verwitterungsprodukt sulfidischer Erze und in vulkanischen Schloten, wo er durch Reaktion von austretender Schwefelsäure mit Kalkstein entstehen kann. Gips ist weitverbreitet, wichtige Vorkommen sind in Mexiko, Algerien, Spanien, Italien und den USA zu finden. In Deutschland ist das Mineral unter anderem bei Osterode im Harz, Eisleben in Sachsen-Anhalt und Borken bei Kassel zu finden. Gips wird vorwiegend durch Bergbau gewonnen, fällt aber heute auch zunehmend bei der Rauchgasentschwefelung als Rauchgasgips an.

Varietäten


- β-Halbhydrat (CaSO4 • ½ H2O) entsteht beim Brennen unter normaler Atmosphäre. Beim Vermischen mit Wasser erfolgt innerhalb von Minuten eine Hydratation zum Dihydrat.
- Anhydrit III (CaSO4) entsteht bei etwas höheren Temperaturen als das Halbhydrat. Beim Vorhandensein von Wasser, auch Luftfeuchtigkeit, bildet sich sehr schnell Halbhydrat.
- α-Halbhydrat (CaSO4 • ½ H2O) entsteht unter Wasserdampfdruck und hat eine höhere Dichte.
- Anhydrit IIs (CaSO4) entsteht bei höheren Temperaturen, das s steht für "schwerlöslich". Beim Vermischen mit Wasser erfolgt die Hydratation innerhalb von Stunden und Tagen.

Verwendung als Rohstoff

Technisch nutzt man das Vermögen des Gipses, das durch Erhitzen (Brennen) teilweise oder ganz verlorene Kristallwasser beim Anrühren mit Wasser wieder aufzunehmen und dabei abzubinden. Bei Erhitzen auf etwa 110ºC entsteht so genannter gebrannter Gips (das oben erwähnte Hemihydrat), bei 130 bis 160 ºC Stuckgips, ein Gemisch aus viel Hemihydrat und wenig Anhydrit. Sehr hoch erhitzter Gips wird auch "totgebrannter Gips" (Annalin) genannt, weil er mit Wasser nicht mehr abbindet. In der heutigen Bautechnik wird Gips meist in Form von REA-Gips für Gipswandbauplatten für Zwischenwände als auch für Gipskartonplatten für den Trockenbau, als Grundstoff für verschiedene Putze und Trockenestriche verwendet, daneben auch als Grundierung und Füllmittel. In der Medizin wird Gips für den Gipsverband verwendet: Dabei werden die betroffenen Gliedmaßen oder Gelenke zur Ruhigstellung und Stabilisierung mit feuchten Gipsbinden umwickelt, die dann innerhalb von Minuten aushärten und nach ungefähr zwölf Stunden voll belastbar sind. In der Zahnmedizin wird Gips zur Herstellung von Situations-, Stumpf-, Säge-, Modellguss-, und Gegenbissmodellen sowie als Bestandteil des Alginat-Pulvers verwendet. In der Zahntechnik ist Gips der wichtigste Rohstoff für Dentalgipse zur Herstellung von Modellen, die aus Abfomungen der Mund- und Zahnsituation erstellt werden. Nach der Norm für Dentalgipse EN ISO 6873 werden fünf Typen unterschieden:
- Typ I (Abformgips, β-Halbhydrat)
- Typ II (Alabastergips, β-Halbhydrat)
- Typ III (Hartgips, α-Halbhydrat)
- Typ IV (Superhartgips mit niedriger Expansion, α-Halbhydrat)
- Typ V (Superhartgips mit hoher Expansion, α-Halbhydrat) In der bildenden Kunst wird Gips sehr oft für die Erstellung von Skulpturen verarbeitet, in der Technik für die Erstellung von Formen und Modellen verwendet. Marienglas spielt auch heute noch bei Kirchen- und Alabaster-Restaurierungen eine wichtige Rolle, während der totgebrannte Gips auch gerne als Zusatzstoff (Streckmittel) für Malerfarben verwendet wird, da er zu billigeren Produkten führt, ohne die Farbqualität stark zu beeinträchtigen. Schließlich besteht auch die Schulkreide aus Gips.

Gips als Baustoff

Da der abgebundene Gips eine gewisse Wasserlöslichkeit besitzt, dürfen Gipsbaustoffe nur für den Innenausbau Verwendung finden. Da Gips hygroskopisch (wasseranziehend) ist und daher bei schlechtem Einbau, Pflege und Lüftung zu Verfärbungen und Verpilzungen neigt, ist er im Nasszellen- sowie im Kellerbereich nur eingeschränkt zu verwenden. Bei Renovierungsarbeiten wird Stuckgips verwendet, um kleine Risse und Löcher in den Wänden zu schließen. Im Neubau werden Gipsputze oder auch Gipsbauplatten verwendet, um auf rauem und unebenem Mauerwerk eine streich- und tapezierfertige Oberfläche herzustellen. Estriche werden ebenfalls auf Gipsbasis hergestellt, dabei kommen α-Halbhydrat oder auch Anhydrit zum Einsatz. Trennwände werden ebenfalls aus Gipskartonplatten oder aus Gipswandbauplatten hergestellt. Gips wird ebenso zum Befestigen verschiedener Dosen in Rohbauwänden für Elektroinstallationen herangezogen. Die Geschwindigkeit des Abbindens von Gips wird durch Zugabe von Zitronensäure reguliert. Gips wird im baulichen Brandschutz gerne verwendet, da er bei relativ geringem Gewicht einen großen Feuerwiderstand bietet; den Schutz bewirkt das Kristallwasser des Dihydrats, das im Brandfall verdampft und auf der der Brandseite zugewandten Seite einen schützenden Dampfschleier bildet.

Modell- und Formengips

Bei der Anwendung als Modell- oder Formengips werden erhöhte Anforderungen an die Reinheit der Gipsrohstoffe und an die Aufbereitung gestellt. Durch eine feinere Aufmahlung und geringere Anteile an Fremdmineralien wird eine gleichmäßigere Oberflächenstruktur erzielt. Durch die Verwendung von α-Halbhyrat entsteht unter Wasserdampfdruck und hat eine höhere Dichte) können höhere Festigkeiten der Formteile erreicht werden, in diesem Zusammenhang wird auch von Hartgips gesprochen. Des weiteren wird Kalziumsulfat auch als Lebensmittelzusatzstoff (E516) eingesetzt. Als eines der zwölf Schüßler-Salze findet es als Heilmittel Verwendung.

Geschichte

Schüßler-Salze Schon in der Antike wurde Gips als Baumaterial verwendet, so z. B. bei der Alabastermoschee in Kairo. In Griechenland wurde es wegen seiner leichten Bearbeitbarkeit für Bauornamente an den Häusern genutzt. Die Römer schließlich entdeckten, dass durch starkes Erhitzen eine Substanz entsteht, die mit Wasser vermischt aushärtet und als Putz verwendet werden kann. Siehe auch: Liste von Mineralen

Weblinks


- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Gips Mineralienatlas - Gips]
- [http://www.gips.de/gips/gips01.htm Informationen vom Bundesverband der Gipsindustrie] Kategorie:Mineral Kategorie:Baustoff Kategorie:Gips

Zement (Baustoff)

Zement (v. lat.: caementum = Bruchstein, Baustein) ist ein hydraulisches, künstlich hergestelltes Bindemittel für die Baustoffe Mörtel und Beton. Es ist ein meist graues Pulver, welches in großindustriellen Prozessen aus den Rohmaterialien Kalkstein, Ton, Sand und Eisenerz hergestellt wird. Aufgrund seiner hohen Festigkeit und der Dauerhaftigkeit von Beton ist Zement weltweit eines der wichtigsten Bindemittel. "Caementum" wurde bereits von den Römern verwendet, aus dessen Namen das Wort Zement abgeleitet ist. Dieser Baustoff bestand aus gebranntem Kalk, Wasser und Sand. 1835 wurde er von dem Ulmer Apotheker Dr. Ernst Gustav Leube wiederentdeckt.

Herstellungsprozess

Leubesgetreu)]]Zement wird heute in modernen Zementwerken in einem kontinuierlichen Prozess aus überwiegend natürlichen Rohstoffen hergestellt. Dabei erreichen die Anlagen eine Leistung von 3000 bis 10.000 Tonnen Klinker pro Tag. Die Rohstoffe (in der Regel Kalkstein, Ton, Sand und Eisenerz) werden in Steinbrüchen abgebaut, in Brechern vorzerkleinert und in das Zementwerk befördert. In einer Rohmühle werden alle Rohmaterialien zusammen vermahlen und gleichzeitig getrocknet. Das dabei entstehende Rohmehl wird dann in einem Drehrohrofen bei Temperaturen von ca. 1450 °C zu sogenanntem Klinker gebrannt, welcher dann in einem Kühler auf eine Temperatur von unter 200 °C heruntergekühlt wird. Die entstehenden graubraunen Granalien werden anschließend in einer Kugelmühle zusammen mit Gips oder Anhydrit zum fertigen Produkt, dem Zement, vermahlen. Diese Zementsorte nannte der Engländer Joseph Aspdin in seinem Patent von 1824 Portland-Cement. Die Bezeichnung lehnte sich an den Portlandstein an, ein Kalkstein, der auf der Halbinsel (Portland) an der englischen Kanalküste als Werkstein abgebaut wurde und den aus Portlandzement gefertigten Kunstprodukten farblich ähnlich war. Durch die Zumahlung von unterschiedlichen Zusatzstoffen wie Hüttensand, Puzzolan, Flugasche und Kalkstein können Zemente mit verschiedenen chemischen und physikalischen Eigenschaften hergestellt werden.

Hydraulische Eigenschaften

Zement ist, im Gegensatz zu Kalkmörtel, ein hydraulisches Bindemittel. Als hydraulisch werden Stoffe angesehen, die sowohl an der Luft als auch unter Wasser erhärten und auch beständig sind. Diese Eigenschaften erfüllt Zement. Er erhärtet nicht wie Kalk unter Aufnahme von Kohlenstoffdioxid aus der Luft, sondern reagiert mit Wasser unter Bildung unlöslicher, stabiler Verbindungen. Diese Verbindungen, die Calciumsilikathydrate, bilden feine nadelförmige Kristalle aus, welche sich untereinander verzahnen und so zur hohen Festigkeit eines Zementes führen. Diese Eigenschaften machen Zement zu einem Bindemittel, das den hohen Anforderungen im Baubereich entspricht.

Zusammensetzung und Eigenschaften

Portlandzement, hergestellt durch die Vermahlung von Klinker und Gips bzw. Anhydrit, besteht chemisch gesehen aus cirka 58 bis 66 % Calciumoxid (CaO), 18 bis 26 % Siliciumdioxid (SiO2), 4 bis 10 % Aluminiumoxid (Al2O3) und 2 bis 5 % Eisenoxid (Fe2O3). Beim Brennprozess im Drehrohrofen bilden sich aus diesen Hauptbestandteilen Mineralien, die für die besonderen Eigenschaften von Zement von entscheidender Bedeutung sind. Die wichtigsten dieser Verbindungen sind das Tricalciumsilikat (3 CaO × SiO2), das Dicalciumsilikat (2 CaO × SiO2), das Tricalciumaluminat (3 CaO × Al2O3) und das Tetracalciumaluminatferrit (4 CaO × Al2O3 × Fe2O3). Außer der chemischen und mineralogischen Zusammensetzung ist auch die Feinheit eines Zementes ausschlaggebend für seine Eigenschaften. Grundsätzlich kann gesagt werden, dass ein Zement mit höherer Feinheit auch eine höhere Festigkeit entwickelt. Die spezifische Oberfläche (auch als Blaine bezeichnet) dient als Maß für die Feinheit und liegt normalerweise zwischen 2500 und 5000 cm²/g. Die in Europa gültige Norm für Zemente, die EN 197, unterscheidet zwischen drei verschiedenen Festigkeitsklassen (32,5, 42,5 und 52,5 N/mm²), welche wiederum in langsam- und schnellerhärtende (r = rapid) Zemente unterteilt ist, und fünf verschiedene Arten (CEM I = Portlandzement, CEM II = Portlandkompositzement, CEM III = Hochofenzement, CEM IV = Puzzolanzement, CEM V = Kompositzement). Um Verwechselungen insbesondere auf der Baustelle vorzubeugen, sind den Zementen in Deutschland Kennfarben beim Papier der Zementsäcke und dem Aufdruck zugeordnet. Die Qualität und Zusammensetzung eines Zementes wird heute ständig im Labor überwacht. Dazu werden in regelmäßigen Abständen automatisch Proben aus der laufenden Produktion entnommen und mit modernen Analysenmethoden hinsichtlich ihrer Eigenschaften untersucht. Dadurch wird gewährleistet, dass auch bei schwankenden Rohstoffeigenschaften ein durchgängig konstantes Produkt hergestellt werden kann.

Spezialzemente

Die hohen Anforderungen der Bauindustrie an den Baustoff Beton - und somit auch an das Bindemittel Zement - machen es notwendig, Zemente mit speziellen chemischen und physikalischen Eigenschaften herzustellen. Dies geschieht durch die Zumahlung verschiedener Stoffe wie Hüttensand, Puzzolan, Flugasche oder Kalkstein in unterschiedlich großen Mengen. Diese Zemente mit besonderen Eigenschaften beeinflussen die Hydratationsgeschwindigkeit (Zement mit niedriger Hydratationswärme (NW)), die Beständigkeit gegen chemische Stoffe (Zement mit hohem Sulfatwiderstand (HS)) oder Zement mit niedrigem wirksamen Alkaligehalt (NA)) oder auch die Verarbeitbarkeit und Festigkeit des Zementes. Außer normalen grauen Zementen gibt es auch Weißzemente. Diese werden aus sehr eisenarmen Rohstoffen hergestellt (Fe2O3-Gehalt < 0,1 %) und hauptsächlich für Terrazzo, Sichtbeton und Putz eingesetzt. Weißzement eignet sich nicht nur für hellfarbige Zubereitungen, sondern lässt sich mit Farbpigmenten leichter einfärben als gewöhnlicher grauer Portlandzement. Dies macht man sich insbesondere bei der Herstellung farbiger Terrazzoplatten zunutze.

Umweltschutzaspekte

Bis in die 1960er Jahre galten Zementwerke als "Dreckschleudern", die eine große Menge an Staub und Abgasen in die Umwelt leiteten. Heute hat sich dieses Bild zu Gunsten der Umwelt verbessert. Durch modernere Filteranlagen ist die Staubemission drastisch gesenkt worden. Ebenso sind durch die Weiterentwicklung der Drehrohröfen und der Feuerungstechnologie der Ausstoß von schädlichen Abgasen wie Schwefeldioxid (SO2), Kohlenstoffdioxid (CO2) und Stickoxiden (NOx) gesenkt worden. Letztere werden durch sogenannte DENOX-Verfahren aus den Abgasen entfernt. Zur Einsparung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Erdgas und Erdöl werden zum Teil sogenannte Sekundärbrennstoffe eingesetzt. Dies sind Abfallstoffe wie Hausmüll, Autoreifen oder Altöl, welche im Zementwerk aufgrund der extrem hohen Temperaturen im Ofen (Flammentemperatur > 2000°C) ohne die Entstehung schädlicher Abgase verbrannt werden. Da ein Großteil der heute produzierten Zemente sogenannte Kompositzemente sind, in denen Klinker durch andere Zumahlstoffe ersetzt ist, werden die natürlichen Rohstoffe geschont. Außerdem handelt es sich bei diesen Zumahlstoffen beispielsweise beim Hüttensand und der Flugasche, um Abfallstoffe aus anderen Industriezweigen. Auch die Wärmeenergiebilanz hat sich durch die intensive Nutzung von Abwärme aus dem Drehrohrofen, beispielsweise zur Mahltrocknung und zum Vorwärmen des Rohmehls, enorm verbessert. Umweltschutzrichtlinien und die damit verbundenen gesetzlichen Emissionsgrenzwerte haben dazu geführt, dass moderne Zementwerke diese Faktoren zunehmend beachten. Ein sich mit zunehmendem Treibhauseffekt verschärfendes Problem ist allerdings der hohe Ausstoß von Kohlendioxid. Weltweit werden jährlich 1,4 Milliarden Tonnen Zement hergestellt, der im Mittel etwa 60% CaO enthält. Damit ergibt sich selbst bei optimaler Prozessführung ein Ausstoß von mindestens einer Milliarde Tonne CO2 oder 4 % des jährlichen CO2-Ausstoßes.

Verbraucher

Den größten Bedarf an Zement hat die Volksrepublik China. Dort werden ungefähr 45 % der weltweiten Produktion verbaut. Volkswirtschaftlich ist der Jahres-Zementverbrauch pro Kopf der Bevölkerung eine interessante Kenngröße. In Ländern wie Indonesien werden nur ca. 15 bis 20 kg pro Einwohner jährlich benötigt; in Ländern wie Singapur oder den arabischen Ländern kann der Verbrauch mehr als 2.000 kg pro Einwohner und Jahr betragen. Der Verbrauch in Deutschland hat Werte um etwa 350 kg pro Einwohner und Jahr. Der Jahresverbrauch an Zement ist so eine wichtige Kenngröße zur Intensität der Bautätigkeit in einer Region.

Liste der größten Zementproduzenten

In der folgenden Tabelle sind die größten Produzenten von Zement aufgeführt (in Millionen Tonnen).

Weblinks


- [http://www.bdzement.de Bundesverband der Deutschen Zementindustrie e.V.]
- [http://www.zement.at/ Vereinigung der Österreichischen Zementindustrie]
- [http://www.initiative-nachhaltigkeit.de Initiative für Nachhaltigkeit in der deutschen Zementindustrie]
- [http://www.juracement.ch/virtfabrik/flash/virtfabrik.html Virtuelle Zementfabrik]
- [http://www.zementmuseum-hemmoor.de Deutsches Zementmuseum in Hemmoor an der Oste] Kategorie:Baustoff Kategorie:Beton ja:セメント

Porenbeton

Porenbeton (früher Gasbeton ; Markenname z.B. Hebel, Porit, Ytong, HD Porenbeton) ist ein verhältnismäßig leichter poröser, mineralischer Baustoff auf der Grundlage von Kalk-, Kalkzement- oder Zementmörtel, der grundsätzlich einer Dampfhärtung unterzogen wird.

Einordnung

Im Sinne der Begriffsdefinition von Beton ist Porenbeton kein Beton, er enthält in der Regel keine Zuschlagstoffe wie Sand oder Kies sondern fein vermahlenen quarzhaltigen Sand (Sandmehl). Porenbeton gehört zu den so genannten dampfgehärteten Baustoffen. Trotz seines Namens ist er keine Abart des Betons auch weil die spezielle Dampfbehandlung mit gesättigtem Wasserdampf unerlässlich ist. Das nächst verwandte Material zu Porenbeton ist Kalksandstein, auch ein dampfgehärteter Baustoff. Dem Porenbeton ähnlich ist noch Schaumbeton, ein durch Schäumen oder Blähen porosierter Normalbeton. Kalksandstein

Herstellung

Porenbeton wird aus den Rohstoffen Branntkalk, Zement und Quarzsand hergestellt. Der Sand muss fein gemahlen sein, ein Teil des Sandes kann durch Flugasche ersetzt werden. Zuerst werden die Rohstoffe im Verhältnis von z. B. 1:1:4 unter Zugabe von Wasser zu einer Mörtelmischung angemacht. In die fertige Suspension rührt man schließlich eine geringe Menge an Aluminiumpulver. Die Mörtelmischung wird in Wannen gegossen, wo das metallische, feinteilige Aluminium in der alkalischen Mörtelsuspension Wasserstoffgas entwickelt. Es entstehen viele kleine Gasblasen, welche die allmählich ansteifende Mischung aufschäumen. Nach 15 bis 50 Minuten ist das Endvolumen erreicht, es liegen nun Blöcke von drei bis acht Meter Länge, ein bis eineinhalb Meter Breite und 50 bis 80 cm Höhe vor. Diese nur kuchenfesten Blöcke werden mittels Drähten zerteilt auf die gewünschten Stein- oder Bauteilgrößen. Durch Härten in speziellen Dampfdruckkesseln, den Autoklaven, bei Temperaturen von 180 bis 200 °C in Wasserdampf unter Sattdampfdruck, 10 bis 12 bar, erhält das Material nach 8 bis 12 Stunden seine endgültigen Eigenschaften. Bei der Produktion im geschlossenem Kreislauf fallen weder luft-, wasser- noch bodenbelastende Schadstoffe an. Durch die Härtung mit Wasserdampf spart Porenbeton bei der Produktion deutlich Energie ein.

Bewehrung

Bauteile aus Porenbeton enthalten wie Bauteile aus Stahlbeton eine Bewehrung, die Zugkräfte aufnehmen kann. Fertigbauteile aus Porenbeton kommen als Wand-, Decken und Dachplatten zum Einsatz, auch hier als einfachste Lösung für hohe Wärmedämmung.

Verwendung

Aus Porenbeton werden Mauersteine und Fertigbauteile gefertigt. Die geringe Dichte des Materials bringt eine vergleichsweise hohe Wärmedämmwirkung mit sich, aber die Schalldämmung ist zugleich eher mäßig. Porenbeton wird im Mauerwerksbau für Außenwände und Innenwände genutzt. Als monolithische Außenwand kommen seine Vorteile, höhe Wärmedämmung und homogenes Vollmaterial, vor allem zur Geltung. Beliebt ist auch die Verwendung für den individuellen Innenausbau wegen der leichten und vielseitigen Bearbeitbarkeit des Materials.

Vor- und Nachteile in Schlagworten

Vorteile
- gute Wärmedämmung
- hohe Festigkeit
- viele aufeinander abgestimmte Bauelemente
- leichte Bearbeitung und Verarbeitung
- gute Ökobilanz und baubiologische Eigenschaften
- Durch Wärmespeicherung in Verbindung mit dem Auskühlverhalten hoher sommerlicher Wärmeschutz Nachteile:
- wegen geringer Dichte geringerer Schallschutz als bei anderen Massivbaustoffen
- wegen Porigkeit keine Eignung ohne weitere Maßnahmen als Außenhaut
- geringe Punktbelastung, Probleme z.B. beim Verankern schwerer Elemente

Anhang

Verwandte Begriffe

Beton, Kalksandstein

Fremdsprachige Äquivalente

Englisch: porous concrete, gas concrete, aircrete, AAC, autoclaved aerated concrete, autoclaved cellular concrete
Français: béton cellulaire
Espagñol: hormigón celular autoclavado
Esperanto: porobetono
Tschechisch pórobeton m
Ungarisch: pórusbeton

Weblinks


- [http://www.bv-porenbeton.de Bundesverband der Porenbetonindustrie]
- [http://www.porit.de PORIT Porenbeton]
- [http://www.porenbeton.de Xella Porenbeton]
- [http://www.hansa-domapor.de HD - Porenbeton der Hersteller: Hansa Baustoffwerke Parchim GmbH und DOMAPOR Baustoffwerke GmbH & Co. KG] Kategorie:Beton Kategorie:Schaum

Liste von Mineralen

Dies ist eine alphabetisch geordnete Liste von Mineralen, deren Synonymen, Mineralgruppen und Mineralserien, zu denen teilweise bereits eigene Artikel bestehen. Sie sind herzlich eingeladen, diese Liste zu ergänzen, vorhandene Artikel zu erweitern oder neue Artikel zu hier aufgeführten Mineralen zu schreiben. Als Hilfsmittel könnte die Formatvorlage Minerale gute Dienste leisten.

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Siehe auch: Liste der Gesteine, Liste der Referenztabellen Minerale ja:鉱物の一覧 simple:List of minerals

Kategorie:Mineral

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Chromen-2-on

Cumarin ist ein Stoff von angenehm gewürzhaftem Geruch, in sehr starker Verdünnung nach frischem Heu und Waldmeister riechend.

Vorkommen

Cumarin ist ein natürlich vorkommender sekundärer Pflanzenstoff, der in vielen Gräsern (beispielsweise Anthoxanthum odoratum), Schmetterlingsblütlern (beispielsweise Melilotus officinalis), im Waldmeister, in Datteln sowie in der Tonkabohne (Dipteryx odorata) enthalten ist. Der Name leitet sich von span. cumarú = Tonkabohnenbaum ab. Cumarin (und verwandte Stoffe) sind für den typischen Heugeruch beim Trocknen von Gras verantwortlich, da Cumarin in der Pflanze teilweise glykosidisch gebunden ist und erst bei Verletzung beziehungsweise beim Welken der Pflanzen durch Abspaltung des Zuckers frei wird.

Synthese

Ausgangsstoff für Cumarin in der Pflanze ist die Zimtsäure, aus der sie durch Hydroxylierung, Glykosidierung und Cyclisierung gebildet wird. Der Stoff seinerseits ist Grundkörper zahlreicher Naturstoffe, unter anderem des Aesculins, der Furocumarine und des Umbelliferons. Synthetisch wird Cumarin mit der Perkinschen Synthese aus Salicylaldehyd und Essigsäureanhydrid hergestellt. Bild:Cumarinsynthese.png

Verwendung

Einige mit Cumarin verwandte Verbindungen wurden früher als Geruchs- und Geschmackstoffe in Nahrungsmitteln verwendet. Cumarin ist in wohl nur in größeren Mengen und über längere Zeiträume aufgenommen gesundheitsschädlich. Hohe Dosen können zu Leberschäden, Kopfschmerzen, Übelkeit, Schwindel und Benommenheit führen, sehr hohe Dosen führen zu Bewusstlosigkeit und Atemlähmung. Auch können Leber und Nieren geschädigt werden. Zudem besteht der Verdacht, dass Cumarin krebserregend ist. Aus diesen Gründen darf Cumarin in Deutschland nicht als Aromastoff verwendet werden. Für die bekannte Maibowle aus Waldmeister sollen höchstens 3 g Kraut je Liter Bowle verwendet werden. In dieser geringen Menge ist das enthaltene Cumarin nicht gesundheitsschädlich. In der Medizin werden Hydroxycumarine oder synthetische Cumarin-Derivate als gerinnungshemmende Medikamente eingesetzt. Sie wirken, indem sie die Synthese der in der Leber gebildeten Blutgerinnungsfaktoren (II, VII, IX, X) inhibieren und sind Antagonisten des Vitamins K. Außerdem werden sie als Rodentizide vor allem zur Bekämpfung von Ratten eingesetzt, die, wenn sie hohe Dosen an Cumarin aufgenommen haben, nach einiger Zeit innerlich verbluten. Als Duftstoff in der Parfümerie hat Cumarin eine Bedeutung. Wegen ihrer Fluoreszenzeigenschaften werden einige Derivate des Cumarins auch als optische Aufheller und als Laserfarbstoffe eingesetzt.

Wiki-/Weblinks


- Cumarine
- Macumar
- [http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/tip/05_00.htm Herstellung von Maibowle und chemischer Hintergrund] Kategorie:Chemische Verbindung ja:クマリン

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