Bauchemie: Einführung in die Chemie für Bauingenieure
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Teubner
2006
|
| Ausgabe: | 3., durchges. und aktualisierte Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 1. Aufl. u.d.T.: Benedix, Roland: Chemie für Bauingenieure |
| Beschreibung: | XII, 535 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3519202263 9783519202264 |
Internformat
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Inhalt
1 Allgemein chemische Grundlagen 1
1.1 Stoffe 1
1.1.1 Gemische und reine Stoffe 1
1.1.2 Elemente und chemische Verbindungen 5
1.2 Massen und Volumenverhältnisse bei chemischen Reaktionen 7
1.2.1 Massen Verhältnisse bei chemischen Reaktionen 7
1.2.2 Volumenverhältnisse Satz vonAvogadro 8
1.2.3 Allgemeine Zustandsgieichung der Gase 9
1.2.4 Atom und Molekülmasse 11
1.2.5 Stoffinenge Mol 12
1.2.6 Konzentrationsmaße 13
1.2.7 Stöchiometrische Berechnungen 18
2 Atombau und Periodensystem der Elemente 21
2.1 Bau der Atome 21
2.1.1 Bestandteile des Atoms Isotope Radioaktivität 21
2.1.2 Radioaktivität von Baustoffen 26
2.1.3 Aufbau der Elektronenhülle 28
2.1.3.1 Bohrsches Atommodell 28
2.1.3.2 Orbitalbild der Elektronen 32
2.2 Periodensystem der Elemente 38
2.2.1 Ordnungsprinzip der Elemente 38
2.2.2 Periodizität wichtiger Eigenschaften 40
3 Chemische Bindung 45
3.1 Ionenbindung 45
3.1.1 Ausbildung von Ionen 45
3.1.2 Wechselwirkung zwischen den Ionen Gitterenergie 46
3.1.3 Eigenschaften von Ionenverbindungen 47
3.2 Atombindung (Kovalente Bindung) 48
3.2.1 Elektronenpaarbindung Modell von Lewis 48
3.2.2 Überlappung von Orbitalen 50
3.2.3 Räumliche Struktur der Moleküle: Hybridisierungsmodell 51
3.2.4 Polarität einer Bindung Elektronegativität 54
3.3 Metallbindung 58
3.3.1 Eigenschaften von Metallen Metallischer Zustand 58
3.3.2 Elektronengasmodell 59
3.3.3 Energiebändermodell 59
3.4 Intermolekulare Bindungskräfte 62
3.5 Fester Zustand 64
3.5.1 Struktur kristalliner Festkörper 65
3.5.2 Struktur der Metalle 67
3.5.3 Struktur ionischer Festkörper 68
3.5.4 Legierungen 7®
4 Die chemische Reaktion 74
4.1 Stöchiometrie chemischer Reaktionen 74
4.2 Energiebilanz chemischer Reaktionen 75
4.2.1 Reaktionsenthalpie 75
4.2.2 Bildungsenthalpie Berechnung von Reaktionsenthalpien 79
4.2.3 Satz von Hess 81
4.2.4 Triebkraft chemischer Reaktionen Freie Enthalpie 82
4.3 Geschwindigkeit chemischer Reaktionen 83
4.3.1 Allgemeine Betrachtungen 83
4.3.2 Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit 84
4.3.3 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit 85
4.4 Katalyse 88
4.5 Chemisches Gleichgewicht Massenwirkungsgesetz 90
4.5.1 Zustand des chemischen Gleichgewichts 90
4.5.2 Massenwirkungsgesetz ^
4.5.3 Beeinflussung der Lage des chemischen Gleichgewichts 93
4.5.4 Heterogene Gleichgewichte 95
5 Luft und Luftinhaltsstoffe 97
5.1 Zusammensetzung der Luft 97
5.2 Physikalisch chemische Eigenschaften der Luft 99
5.3 Löslichkeit von Gasen 10°
5.4 Natürliche Luftinhaltsstoffe 103
5.4.1 Stickstoff(N2) 103
5.4.1.1 Physikalisch chemische Eigenschaften 103
5.4.1.2 Ausgewählte Stickstoffverbindungen 104
5.4.2 Sauerstoff 106
5.4.2.1 Sauerstoff (O2): Physikalisch chemische Eigenschaften 106
5.4.2.2 Ozon(O3) 107
5.4.2.2.1 Physikalisch chemische Eigenschaften 107
5.4.2.2.2 Stratosphärisches und troposphärisches Ozon Ozonproblematik 109
5.4.3 Kohlendioxid (CO2) 113
5.4.3.1 Physikalisch chemische Eigenschaften '
5.4.3.2 Kohlensäure und Carbonate
5.4.3.3 Kohlendioxid als Treibhausgas Treibhauseffekt 117
5.5 Luftschadstoffe ! 19
5.5.1 Schwefeldioxid (SO2) 119
5.5.1.1 Physikalisch chemische Eigenschaften 119
5.5.1.2 Schwefelsäuren und deren Salze 12
5.5.1.3 Saurer oder London Smog
5.5.2 Stickoxide (NO, NO2) 122
5.5.3 Schadwirkungen und Maßnahmen zu ihrer Verhinderung
5.5.3.1 Saurer Regen und Folgeschäden
5.5.3.2 Rauchgasentschwefelung REA Gips ^
5.5.3.3 Entstickung von Rauchgas
5.5.3.4 Abgaskatalyse bei Kraftfahrzeugen
6 Wasser und wässrige Lösungen 7
6.1 Wasser Vorkommen und Bedeutung J.
6.2 Struktur und Eigenschaften des Wassers Jl
6.2.1 Molekülstruktur Dipolnatur Wasserstoffbrückenbindung j3?
6.2.2 Anomalien des Wassers *
6.2.2.1 Dichteanomalie 13
6.2.2.2 Oberflächenspannung Benetzung Kapillarität 3
6.2.2.3 Grenzflächenaktive Verbindungen: Tenside
6.2.2.4 Viskosität 142
6.2.2.5 Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität 142
6.2.3 Dampfdruck 143
6.2.3.1 Dampfdruck reiner Flüssigkeiten Phasendiagramme 143
6.2.3.2 Kolligative Eigenschaften von Lösungen: Gefrierpunktserniedrigung und Siede¬
punktserhöhung 146
6.3 Lösung und Löslichkeit 151
6.3.1 Lösungsvorgang Hydratation Hydrate 151
6.3.2 Einteilung von Lösungen nach ihrem Dispersionsgrad Kolloide 155
6.3.3 Löslichkeit Löslichkeitsprodukt 160
6.4 Wasser und Wasserinhaltsstoffe 166
6.4.1 Härte des Wassers Enthärtung 166
6.4.2 Trinkwasser 170
6.4.3 Wasser im Bauwesen 171
6.5 Chemische Reaktionen in Lösung 173
6.5.1 Komplexbildungsreaktionen 173
6.5.1.1 Hydratation als Komplexbildung Aufbau der Komplexe 173
6.5.1.2 Analytische Bedeutung von Komplexverbindungen 175
6.5.2 Elektrolyte und elektrolytische Leitfähigkeit 177
6.5.2.1 Elektrolyte Elektrolytlösungen 177
6.5.2.2 Elektrolytische Leitfähigkeit Aktivität 179
6.5.3 Säure Base Reaktionen 181
6.5.3.1 Säure Base Begriff 181
6.5.3.2 Autoprotolyse des Wassers und pH Wert 185
6.5.3.3 Indikatoren, Säure Base Titration, Normallösungen 187
6.5.3.4 Stärke von Säuren und Basen 192
6.5.3.5 Protolyse von Salzen 197
6.5.3.6 Berechnung des pH Wertes 198
6.5.3.7 Pufferlösungen 201
6.5.3.8 Technisch und bauchemisch wichtige Säuren und Basen 203
7 Redoxreaktionen Grundlagen der Elektrochemie 206
7.1 Begriffe: Oxidation Reduktion 206
7.2 Formulieren von Redoxgleichungen 208
7.3 Redoxreaktionen Spannungsreihe 211
7.3.1 Redoxvermögen der Metalle Halbzellen 211
7.3.2 Galvanische Zellen 213
7.3.3 Standardelektrodenpotentiale elektrochemische Spannungsreihe 214
7.3.4 Triebkraft chemischer Reaktionen Potentialdifferenz 216
7.3.5 Folgerungen aus der elektrochemischen Spannungsreihe Praktische Spannungs¬
reihe 217
7.3.6 Konzentrationsabhängigkeit der Elektrodenpotentiale: Nemstsche Gleichung und
ihre Anwendung 221
7.4 Elektrochemische Stromerzeugung 224
7.5 Elektrolyse 227
7.6 Redoxreaktionen in nichtwässrigem Milieu 230
8 Chemie der Baumetalle 231
8.1 Eisen und Stahl 231
8.1.1 Physikalische und chemische Eigenschaften des Eisens 231
8.1.2 Produkte des Hochofenprozesses "
8.1.3 Stahl 237
8.2 Korrosion von Metallen
8.2.1 Wesen der metallischen Korrosion Korrosionstypen j*°
240
8.2.2 Rosten von Eisen
8.2.3 Kontaktkorrosion _~
8.2.4 Korrosion von Stahl T:
8.2.5 Erscheinungsformen der Korrosion ™
8.2.6 Korrosionsschutz
8.2.6.1 Passiver Korrosionsschutz 3
8.2.6.2 Aktiver Korrosionsschutz
8.3 Nichteisenmetalle Eigenschaften und Korrosionsverhalten 261
8.3.1 Aluminium
8.3.2 Kupfer TT
8.3.3 Zink ;™
8.3.4 Blei 267
8.3.5 Chrom f*
8.3.5.1 Physikalisch chemische Eigenschaften und Verwendung ~°*
8.3.5.2 Chrom im Zement Chromatreduzierer
272
9 Chemie nichtmetallisch anorganischer Baustoffe '_~_
9.1 Minerale und Gesteine Z~
9.1.1 Gesteinsbildende Minerale T,72
9.1.2 Gesteine 273
9.1.2.1 Magmatische Gesteine 273
9.1.2.2 Sedimentgesteine Kalkstein zi
9.1.2.3 Metamorphe Gesteine 277
9.2 Silicate und siliciumorganische Verbindungen 2°
9.2.1 Siliciumdioxid 27°
9.2.2 Kieselsäuren 279
9.2.3 Silicate 282
9.2.3.1 Alkalimetallsilicate Silicatklassen Asbeste ?®
9.2.3.2 Technische Silicate (Künstliche Silicate) 29^
9.2.3.2.1 Gläser 290
9.2.3.2.2 Tone und Tonkeramik 296
9.2.4 Siliciumorganische Verbindungen ^
9.3 Anorganische Bindemittel rjf
9.3.1 Einleitende Bemerkungen Historisches \Z.
9.3.2 Baukalke 307
9.3.2.1 Lufttcalke 307
9.3.2.2 Hydraulische Kalke 31,
9.3.3 Zemente 3U
9.3.3.1 Rohstoffe und Herstellung von Portlandzement
9.3.3.2 Portlandzementklinker: Zusammensetzung und Eigenschaften
9.3.3.3 Bestandteile von Normzementen ft
9.3.3.3.1 Hauptbestandteile V*
9.3.3.3.2 Nebenbestandteile 322
9.3.3.3.3 Calciumsulfat 322
9.3.3.3.4 (ZemenQZusätze 32^
9.3.3.4 Reaktion des Zements mit Wasser ,2^
9.3.3.4.1 Hydratation der Klinkerphasen
9.3.3.4.2 Hydratation von Zementen 332
9.3.3.4.3 Erstarren Erstarrungsstörungen 338
9.3.3.5 Aufbau und Eigenschaften des Zementsteins 338
9.3.3.6 Zementarten Spezialzemente 343
9.3.4 Chemische Zusatzmittel und ihre Wirkungsweise 347
9.3.5 Gipse und Anhydrite 355
9.3.5.1 Vorkommen, Darstellung, Eigenschaften und Verwendung 355
9.3.5.2 Erhärtungsprozess 358
9.3.5.3 Eigenschaften von Bindemitteln auf der Basis von CaSO4 361
9.3.6 Magnesia und Phosphatbinder 362
9.3.7 Kalksandsandsteine und Porenbetone 364
9.3.8 Umweltverträglichkeit von zementgebundenen Baustoffen 364
9.4 Korrosion nichtmetallisch anorganischer Baustoffe 367
9.4.1 Korrosive Medien 367
9.4.2 Chemischer Angriff auf zementgebundene Baustoffe 368
9.4.2.1 Lösender Angriff 369
9.4.2.2 Treibender Angriff 371
9.4.2.3 Korrosiver Angriff auf die Bewehrung 378
9.4.2.3.1 Carbonatisierung des Betons 378
9.4.2.3.2 Chloridangriff 379
9.4.3 Biokorrosion 380
9.4.4 Salzablagerungen auf Bauwerksoberflächen (Ausblühungen) 384
9.4.5 Maßnahmen zum Korrosionsschutz (Bautenschutz) 388
10 Chemie organischer Stoffe im Bauwesen 391
10.1 Grundklassen organischer Verbindungen 3 91
10.1.1 Kohlenwasserstoffe 391
10.1.1.1 Gesättigte Kohlenwasserstoffe: Alkane und Cycloalkane 391
10.1.1.2 Ungesättigte Kohlenwasserstoffe: Alkene und Alkine 395
10.1.1.3 Aromatische Kohlenwasserstoffe und Abkömmlinge 397
10.1.2 Halogenalkane FCKW 401
10.1.3 Alkohole und Phenole 403
10.1.4 Ether 406
10.1.5 Aldehyde und Ketone 407
10.1.6 Carbonsäuren und Ester 410
10.1.7 Fette und öle 414
10.1.8 Heterocyclische Verbindungen 415
10.2 Organische Lösungs und Verdünnungsmittel 416
10.3 Bitumen, Teer und Asphalt 419
10.3.1 Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel 420
10.3.2 Teer und Pech 425
10.3.3 Asphalte 426
10.4 Kunststoffe 427
10.4.1 Allgemeine Eigenschaften 427
10.4.2 Aufbau und Struktur 428
10.4.3 Einteilung der Kunststoffe nach ihren thermischen und mechanischen Eigenschaften 431
10.4.3.1 Thermoplaste (Plastomere) 431
10.4.3.2 Elastomere 434
10.4.3.3 Duroplaste (Duromere) 436
10.4.3.4 Hilfs , Füll und Verstärkungsstoffe in Polymeren 436
10.4.4 Einteilung der Kunststoffe nach ihrer Bildungsreaktion 43 8
10.4.4.1 Polymerisationskunststoffe (Polymerisate) 439
10.4.4.2 Polykondensationskunststoffe (Polykondensate) 449
10.4.4.3 Polyadditionskunststoffe (Polyaddukte) 454
10.4.5 Kunststoffdispersionen
10.4.6 Beton mit Kunststoffen 459
10.4.6.1 Kunststoffinodifizierte Mörtel und Betone 460
10.4.6.2 Reaktionsharzbeton und mörtel 461
10.4.7 Alterung von Kunststoffen 462
10.4.8 Klebstoffe Fugendichtstoffe Kitte 466
11 Holz und Holzschutz 472
11.1 Aufbau und Zusammensetzung des Holzes 472
11.2 Holzschutz 474
11.3 Holzschutzmittel 475
12 Luftschadstoffe in Innenräumen 480
12.1 Einleitende Bemerkungen 480
12.2 Schadstoffe in Innenräumen und Gebäuden 482
12.3 Schwarze Ablagerungen in Wohnungen ("Fogging") 483
12.4 Sick Building Syndrom 485
13 Recycling von Baustoffen 487
13.1 Allgemeine Bemerkungen
13.2 Recyclingbaustoffe: Charakterisierung und Einteilung
13.3 Anforderungen an Baustoffe aus Recyclingmaterial
13.4 Bitumen und pechhaltige Recyclingbaustoffe
13.5 Baustoflrecycling heute: Eine kritische Bestandsaufnahme
14 Bauchemisch interessante Neuentwicklungen *
14.1 Latentwärmespeicher in Baustoffen 49
14.1.1 Latentwärmespeicher: Funktionsprinzip Materialien
14.1.2 Anwendungen von PCM auf dem Bausektor 49?
14.2 Titandioxid Photokatalyse und Baustoffe *v
14.2.1 Titandioxid Photokatalyse: Prinzip 491
14.2.2 Schadstoffzersetzung und Ultrahydrophilie 49?
14.2.3 Anwendungen im Bauwesen
Literatur 501
Sachwortverzeichnis
Anhang 1 Elemente, Symbole, Atommassen J:
Anhang 2 Molare Bildungsenthalpien ausgewählter Verbindungen
Anhang 3 Löslichkeiten einiger Salze 11
Anhang 4 Stärke von Säuren und Basen (pKs und pKB Werte) J:
Anhang 5 Elektrochemische Spannungsreihe
Anhang 6 Die 14 Bravais Gitter
Anhang 7 Relative Molekülmassen bauchemisch wichtiger Verbindungen; Fundamental
konstanten |
| adam_txt |
Inhalt
1 Allgemein chemische Grundlagen 1
1.1 Stoffe 1
1.1.1 Gemische und reine Stoffe 1
1.1.2 Elemente und chemische Verbindungen 5
1.2 Massen und Volumenverhältnisse bei chemischen Reaktionen 7
1.2.1 Massen Verhältnisse bei chemischen Reaktionen 7
1.2.2 Volumenverhältnisse Satz vonAvogadro 8
1.2.3 Allgemeine Zustandsgieichung der Gase 9
1.2.4 Atom und Molekülmasse 11
1.2.5 Stoffinenge Mol 12
1.2.6 Konzentrationsmaße 13
1.2.7 Stöchiometrische Berechnungen 18
2 Atombau und Periodensystem der Elemente 21
2.1 Bau der Atome 21
2.1.1 Bestandteile des Atoms Isotope Radioaktivität 21
2.1.2 Radioaktivität von Baustoffen 26
2.1.3 Aufbau der Elektronenhülle 28
2.1.3.1 Bohrsches Atommodell 28
2.1.3.2 Orbitalbild der Elektronen 32
2.2 Periodensystem der Elemente 38
2.2.1 Ordnungsprinzip der Elemente 38
2.2.2 Periodizität wichtiger Eigenschaften 40
3 Chemische Bindung 45
3.1 Ionenbindung 45
3.1.1 Ausbildung von Ionen 45
3.1.2 Wechselwirkung zwischen den Ionen Gitterenergie 46
3.1.3 Eigenschaften von Ionenverbindungen 47
3.2 Atombindung (Kovalente Bindung) 48
3.2.1 Elektronenpaarbindung Modell von Lewis 48
3.2.2 Überlappung von Orbitalen 50
3.2.3 Räumliche Struktur der Moleküle: Hybridisierungsmodell 51
3.2.4 Polarität einer Bindung Elektronegativität 54
3.3 Metallbindung 58
3.3.1 Eigenschaften von Metallen Metallischer Zustand 58
3.3.2 Elektronengasmodell 59
3.3.3 Energiebändermodell 59
3.4 Intermolekulare Bindungskräfte 62
3.5 Fester Zustand 64
3.5.1 Struktur kristalliner Festkörper 65
3.5.2 Struktur der Metalle 67
3.5.3 Struktur ionischer Festkörper 68
3.5.4 Legierungen 7®
4 Die chemische Reaktion 74
4.1 Stöchiometrie chemischer Reaktionen 74
4.2 Energiebilanz chemischer Reaktionen 75
4.2.1 Reaktionsenthalpie 75
4.2.2 Bildungsenthalpie Berechnung von Reaktionsenthalpien 79
4.2.3 Satz von Hess 81
4.2.4 Triebkraft chemischer Reaktionen Freie Enthalpie 82
4.3 Geschwindigkeit chemischer Reaktionen 83
4.3.1 Allgemeine Betrachtungen 83
4.3.2 Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit 84
4.3.3 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit 85
4.4 Katalyse 88
4.5 Chemisches Gleichgewicht Massenwirkungsgesetz 90
4.5.1 Zustand des chemischen Gleichgewichts 90
4.5.2 Massenwirkungsgesetz ^
4.5.3 Beeinflussung der Lage des chemischen Gleichgewichts 93
4.5.4 Heterogene Gleichgewichte 95
5 Luft und Luftinhaltsstoffe 97
5.1 Zusammensetzung der Luft 97
5.2 Physikalisch chemische Eigenschaften der Luft 99
5.3 Löslichkeit von Gasen 10°
5.4 Natürliche Luftinhaltsstoffe 103
5.4.1 Stickstoff(N2) 103
5.4.1.1 Physikalisch chemische Eigenschaften 103
5.4.1.2 Ausgewählte Stickstoffverbindungen 104
5.4.2 Sauerstoff 106
5.4.2.1 Sauerstoff (O2): Physikalisch chemische Eigenschaften 106
5.4.2.2 Ozon(O3) 107
5.4.2.2.1 Physikalisch chemische Eigenschaften 107
5.4.2.2.2 Stratosphärisches und troposphärisches Ozon Ozonproblematik 109
5.4.3 Kohlendioxid (CO2) 113
5.4.3.1 Physikalisch chemische Eigenschaften '
5.4.3.2 Kohlensäure und Carbonate
5.4.3.3 Kohlendioxid als Treibhausgas Treibhauseffekt 117
5.5 Luftschadstoffe ! 19
5.5.1 Schwefeldioxid (SO2) 119
5.5.1.1 Physikalisch chemische Eigenschaften 119
5.5.1.2 Schwefelsäuren und deren Salze 12
5.5.1.3 Saurer oder London Smog
5.5.2 Stickoxide (NO, NO2) 122
5.5.3 Schadwirkungen und Maßnahmen zu ihrer Verhinderung
5.5.3.1 Saurer Regen und Folgeschäden
5.5.3.2 Rauchgasentschwefelung REA Gips ^
5.5.3.3 Entstickung von Rauchgas
5.5.3.4 Abgaskatalyse bei Kraftfahrzeugen
6 Wasser und wässrige Lösungen 7
6.1 Wasser Vorkommen und Bedeutung J.
6.2 Struktur und Eigenschaften des Wassers Jl
6.2.1 Molekülstruktur Dipolnatur Wasserstoffbrückenbindung j3?
6.2.2 Anomalien des Wassers *
6.2.2.1 Dichteanomalie 13
6.2.2.2 Oberflächenspannung Benetzung Kapillarität 3
6.2.2.3 Grenzflächenaktive Verbindungen: Tenside
6.2.2.4 Viskosität 142
6.2.2.5 Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität 142
6.2.3 Dampfdruck 143
6.2.3.1 Dampfdruck reiner Flüssigkeiten Phasendiagramme 143
6.2.3.2 Kolligative Eigenschaften von Lösungen: Gefrierpunktserniedrigung und Siede¬
punktserhöhung 146
6.3 Lösung und Löslichkeit 151
6.3.1 Lösungsvorgang Hydratation Hydrate 151
6.3.2 Einteilung von Lösungen nach ihrem Dispersionsgrad Kolloide 155
6.3.3 Löslichkeit Löslichkeitsprodukt 160
6.4 Wasser und Wasserinhaltsstoffe 166
6.4.1 Härte des Wassers Enthärtung 166
6.4.2 Trinkwasser 170
6.4.3 Wasser im Bauwesen 171
6.5 Chemische Reaktionen in Lösung 173
6.5.1 Komplexbildungsreaktionen 173
6.5.1.1 Hydratation als Komplexbildung Aufbau der Komplexe 173
6.5.1.2 Analytische Bedeutung von Komplexverbindungen 175
6.5.2 Elektrolyte und elektrolytische Leitfähigkeit 177
6.5.2.1 Elektrolyte Elektrolytlösungen 177
6.5.2.2 Elektrolytische Leitfähigkeit Aktivität 179
6.5.3 Säure Base Reaktionen 181
6.5.3.1 Säure Base Begriff 181
6.5.3.2 Autoprotolyse des Wassers und pH Wert 185
6.5.3.3 Indikatoren, Säure Base Titration, Normallösungen 187
6.5.3.4 Stärke von Säuren und Basen 192
6.5.3.5 Protolyse von Salzen 197
6.5.3.6 Berechnung des pH Wertes 198
6.5.3.7 Pufferlösungen 201
6.5.3.8 Technisch und bauchemisch wichtige Säuren und Basen 203
7 Redoxreaktionen Grundlagen der Elektrochemie 206
7.1 Begriffe: Oxidation Reduktion 206
7.2 Formulieren von Redoxgleichungen 208
7.3 Redoxreaktionen Spannungsreihe 211
7.3.1 Redoxvermögen der Metalle Halbzellen 211
7.3.2 Galvanische Zellen 213
7.3.3 Standardelektrodenpotentiale elektrochemische Spannungsreihe 214
7.3.4 Triebkraft chemischer Reaktionen Potentialdifferenz 216
7.3.5 Folgerungen aus der elektrochemischen Spannungsreihe Praktische Spannungs¬
reihe 217
7.3.6 Konzentrationsabhängigkeit der Elektrodenpotentiale: Nemstsche Gleichung und
ihre Anwendung 221
7.4 Elektrochemische Stromerzeugung 224
7.5 Elektrolyse 227
7.6 Redoxreaktionen in nichtwässrigem Milieu 230
8 Chemie der Baumetalle 231
8.1 Eisen und Stahl 231
8.1.1 Physikalische und chemische Eigenschaften des Eisens 231
8.1.2 Produkte des Hochofenprozesses "
8.1.3 Stahl 237
8.2 Korrosion von Metallen
8.2.1 Wesen der metallischen Korrosion Korrosionstypen j*°
240
8.2.2 Rosten von Eisen
8.2.3 Kontaktkorrosion _~
8.2.4 Korrosion von Stahl T:
8.2.5 Erscheinungsformen der Korrosion ™
8.2.6 Korrosionsschutz
8.2.6.1 Passiver Korrosionsschutz 3
8.2.6.2 Aktiver Korrosionsschutz
8.3 Nichteisenmetalle Eigenschaften und Korrosionsverhalten 261
8.3.1 Aluminium
8.3.2 Kupfer TT
8.3.3 Zink ;™
8.3.4 Blei 267
8.3.5 Chrom f*
8.3.5.1 Physikalisch chemische Eigenschaften und Verwendung ~°*
8.3.5.2 Chrom im Zement Chromatreduzierer
272
9 Chemie nichtmetallisch anorganischer Baustoffe '_~_
9.1 Minerale und Gesteine Z~
9.1.1 Gesteinsbildende Minerale T,72
9.1.2 Gesteine 273
9.1.2.1 Magmatische Gesteine 273
9.1.2.2 Sedimentgesteine Kalkstein zi
9.1.2.3 Metamorphe Gesteine 277
9.2 Silicate und siliciumorganische Verbindungen 2°
9.2.1 Siliciumdioxid 27°
9.2.2 Kieselsäuren 279
9.2.3 Silicate 282
9.2.3.1 Alkalimetallsilicate Silicatklassen Asbeste ?®
9.2.3.2 Technische Silicate (Künstliche Silicate) 29^
9.2.3.2.1 Gläser 290
9.2.3.2.2 Tone und Tonkeramik 296
9.2.4 Siliciumorganische Verbindungen ^
9.3 Anorganische Bindemittel rjf
9.3.1 Einleitende Bemerkungen Historisches \Z.
9.3.2 Baukalke 307
9.3.2.1 Lufttcalke 307
9.3.2.2 Hydraulische Kalke 31,
9.3.3 Zemente 3U
9.3.3.1 Rohstoffe und Herstellung von Portlandzement
9.3.3.2 Portlandzementklinker: Zusammensetzung und Eigenschaften
9.3.3.3 Bestandteile von Normzementen ft
9.3.3.3.1 Hauptbestandteile V*
9.3.3.3.2 Nebenbestandteile 322
9.3.3.3.3 Calciumsulfat 322
9.3.3.3.4 (ZemenQZusätze 32^
9.3.3.4 Reaktion des Zements mit Wasser ,2^
9.3.3.4.1 Hydratation der Klinkerphasen
9.3.3.4.2 Hydratation von Zementen 332
9.3.3.4.3 Erstarren Erstarrungsstörungen 338
9.3.3.5 Aufbau und Eigenschaften des Zementsteins 338
9.3.3.6 Zementarten Spezialzemente 343
9.3.4 Chemische Zusatzmittel und ihre Wirkungsweise 347
9.3.5 Gipse und Anhydrite 355
9.3.5.1 Vorkommen, Darstellung, Eigenschaften und Verwendung 355
9.3.5.2 Erhärtungsprozess 358
9.3.5.3 Eigenschaften von Bindemitteln auf der Basis von CaSO4 361
9.3.6 Magnesia und Phosphatbinder 362
9.3.7 Kalksandsandsteine und Porenbetone 364
9.3.8 Umweltverträglichkeit von zementgebundenen Baustoffen 364
9.4 Korrosion nichtmetallisch anorganischer Baustoffe 367
9.4.1 Korrosive Medien 367
9.4.2 Chemischer Angriff auf zementgebundene Baustoffe 368
9.4.2.1 Lösender Angriff 369
9.4.2.2 Treibender Angriff 371
9.4.2.3 Korrosiver Angriff auf die Bewehrung 378
9.4.2.3.1 Carbonatisierung des Betons 378
9.4.2.3.2 Chloridangriff 379
9.4.3 Biokorrosion 380
9.4.4 Salzablagerungen auf Bauwerksoberflächen (Ausblühungen) 384
9.4.5 Maßnahmen zum Korrosionsschutz (Bautenschutz) 388
10 Chemie organischer Stoffe im Bauwesen 391
10.1 Grundklassen organischer Verbindungen 3 91
10.1.1 Kohlenwasserstoffe 391
10.1.1.1 Gesättigte Kohlenwasserstoffe: Alkane und Cycloalkane 391
10.1.1.2 Ungesättigte Kohlenwasserstoffe: Alkene und Alkine 395
10.1.1.3 Aromatische Kohlenwasserstoffe und Abkömmlinge 397
10.1.2 Halogenalkane FCKW 401
10.1.3 Alkohole und Phenole 403
10.1.4 Ether 406
10.1.5 Aldehyde und Ketone 407
10.1.6 Carbonsäuren und Ester 410
10.1.7 Fette und öle 414
10.1.8 Heterocyclische Verbindungen 415
10.2 Organische Lösungs und Verdünnungsmittel 416
10.3 Bitumen, Teer und Asphalt 419
10.3.1 Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel 420
10.3.2 Teer und Pech 425
10.3.3 Asphalte 426
10.4 Kunststoffe 427
10.4.1 Allgemeine Eigenschaften 427
10.4.2 Aufbau und Struktur 428
10.4.3 Einteilung der Kunststoffe nach ihren thermischen und mechanischen Eigenschaften 431
10.4.3.1 Thermoplaste (Plastomere) 431
10.4.3.2 Elastomere 434
10.4.3.3 Duroplaste (Duromere) 436
10.4.3.4 Hilfs , Füll und Verstärkungsstoffe in Polymeren 436
10.4.4 Einteilung der Kunststoffe nach ihrer Bildungsreaktion 43 8
10.4.4.1 Polymerisationskunststoffe (Polymerisate) 439
10.4.4.2 Polykondensationskunststoffe (Polykondensate) 449
10.4.4.3 Polyadditionskunststoffe (Polyaddukte) 454
10.4.5 Kunststoffdispersionen
10.4.6 Beton mit Kunststoffen 459
10.4.6.1 Kunststoffinodifizierte Mörtel und Betone 460
10.4.6.2 Reaktionsharzbeton und mörtel 461
10.4.7 Alterung von Kunststoffen 462
10.4.8 Klebstoffe Fugendichtstoffe Kitte 466
11 Holz und Holzschutz 472
11.1 Aufbau und Zusammensetzung des Holzes 472
11.2 Holzschutz 474
11.3 Holzschutzmittel 475
12 Luftschadstoffe in Innenräumen 480
12.1 Einleitende Bemerkungen 480
12.2 Schadstoffe in Innenräumen und Gebäuden 482
12.3 Schwarze Ablagerungen in Wohnungen ("Fogging") 483
12.4 Sick Building Syndrom 485
13 Recycling von Baustoffen 487
13.1 Allgemeine Bemerkungen
13.2 Recyclingbaustoffe: Charakterisierung und Einteilung
13.3 Anforderungen an Baustoffe aus Recyclingmaterial
13.4 Bitumen und pechhaltige Recyclingbaustoffe
13.5 Baustoflrecycling heute: Eine kritische Bestandsaufnahme
14 Bauchemisch interessante Neuentwicklungen *
14.1 Latentwärmespeicher in Baustoffen 49
14.1.1 Latentwärmespeicher: Funktionsprinzip Materialien
14.1.2 Anwendungen von PCM auf dem Bausektor 49?
14.2 Titandioxid Photokatalyse und Baustoffe *v
14.2.1 Titandioxid Photokatalyse: Prinzip 491
14.2.2 Schadstoffzersetzung und Ultrahydrophilie 49?
14.2.3 Anwendungen im Bauwesen
Literatur 501
Sachwortverzeichnis
Anhang 1 Elemente, Symbole, Atommassen J:
Anhang 2 Molare Bildungsenthalpien ausgewählter Verbindungen
Anhang 3 Löslichkeiten einiger Salze 11
Anhang 4 Stärke von Säuren und Basen (pKs und pKB Werte) J:
Anhang 5 Elektrochemische Spannungsreihe
Anhang 6 Die 14 Bravais Gitter
Anhang 7 Relative Molekülmassen bauchemisch wichtiger Verbindungen; Fundamental
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