Der Baustoff

Beim Hausbau werden in der Regel eine Vielzahl von Baustoffe verbaut, hier ein Paar der meistgenutzten als Beispiel:

Baustoffe Ausführungen

Baustahl
Im Stahl- und Maschinenbau wird der Baustahl als sogenannter Standard-Stahl eingesetzt. Die entsprechenden Normen finden sich in der DIN 17100. Baustahl ist normalerweise unlegiert bzw. nur niedrig legiert. Der Großteil des Baustahls ist nicht wärmebehandelt.

Baustahlmatte in Bodenplatte

Eisenbewehrung Filigrandecke

Eisenbewehrung Filigrandecke

Der handelsübliche Baustahl wird mit der Abkürzung “St” bezeichnet. Wie jeder Stahl verfügt auch der Baustahl über einen bestimmten Kohlenstoffgehalt, der mit zunehmender Festigkeit zunimmt. Baustahl verfügt über keine besonderen Eigenschaften, trotzdem kommt er sehr häufig im Stahl- und Maschinenbau zum Einsatz. Die typischen Kennzahlen von Baustahl sind: Rohdichte von 7850 kg/m3, E-Modul von 210 kN/mm2, Wärmeleitfähigkeit von 40 bis 60 W/mk, spezifische Wärmekapazität von 0,45 – 0,48 kJ/kgK und eine Mindestzugfestigkeit von 500 N/mm2. Innerhalb der DIN-Normen werden alle Stähle als Baustahl bezeichnet, die nicht zu den Werkzeugstählen gerechnet werden.

Die Einsatzfälle von Baustahl

Der Baustahl kommt als Formstahl, Stabstahl, Bandstahl, Grob-, Mittel- und Feinblech zum Einsatz. Ganz typisch sind die Anwendungsfälle im Fahrzeugbau, Maschinenbau, Schiffbau, im Brücken- und Stahlhochbau. Eher speziellere Anwendungen sind Profile für Eisenbahnober- oder Unterbau. Spezielle im Eisenbetonbau kommt der Baustahl auch als Armierungsstahl zum Einsatz. Baustahl wird auch kalt gezogen oder kalt gepresst verarbeitet. Daraus entstehen dann Konservendosen, Metallwaren, Spannbänder, Felgenbänder, Kabelbänder, Drahterzeugnisse, Litzen, Zaundrähte, Stifte, Maschinenschrauben, Bolzen, Muttern, Ketten und Nieten. Baustahl wird auch sehr häufig in einer bestimmten Profilform eingesetzt, wobei die Profile gewalzt, gezogen oder gepresst werden. Typische Profile sind I-Profil, H-Profil, U-Profil oder T-Profil.

Dabei zeichnet sich der Profilstahl dadurch aus, dass er über die komplette Länge denselben Querschnitt aufweist. Bei den Profilstählen unterscheidet man zwei Typen: den sogenannten Betonstahl (BSt) und den Spannbetonstahl. Der Betonstahl ist auch häufig als Moniereisen bekannt. Er hat ein glattes Profil, ist profiliert und gerippt, wobei er über eine hohe Zugfestigkeit verfügt. Er wird typischerweise dort eingesetzt, wo Stahlbetonbauten und Stahlbetonbauteile bewehrt werden sollen. Der Betonstahl ist deswegen so tragfähig, weil durch die Kombination von Stahl und Beton eine fast unlösbare Verbindung entsteht, die keine Verschiebung zwischen diesen beiden Materialien zulässt. Der Spannbetonbau kommt hingegen im Spannbetonbau zum Einsatz. Im Profil ist er so wie der Betonstahl glatt, profiliert und gerippt, besitzt allerdings im Vergleich zum Betonstahl eine deutlich höhere Festigkeit.

Die Gefahren bei Baustahl

Baustahl ist anfällig gegen Rost, was zu einer deutlichen Wertminderung führt. Korrosion beginnt ab einer relativen Luftfeuchte von 40 %. Je höher die Luftfeuchtigkeit, desto stärker ist die Korrosion. Baustahl ist vor allem dann gefährdet, wenn er beim Transport mit Regen, Kondens- oder Seewasser in Berührung gerät.

Klinker
Was wäre der Mensch ohne Beton? Beton findet man in nahezu jedem Gebäude – egal, ob es hohe Wolkenkratzer oder private Familienhäuser sind. Da er leicht formbar ist und nahezu Ewigkeiten stabil bleibt, ist er besonders in der Baubranche sehr beliebt.

Wasserstrich Klinker Wilder Verband

Wasserstrich Klinker Wilder Verband

Doch woraus Beton genau besteht, wissen nur die wenigsten. So gibt es neben den Grundzutaten für das graue Gemisch wie Sand, Zement und Wasser auch noch andere Zusatzstoffe, die im Beton enthalten sind, wie beispielsweise der Klinker. Bei der Herstellung von Portland-Zement spielt der Klinker eine zentrale Rolle. Er ist der feste Stoff im Zement und wird in der Regel mit einem Durchmesser von 3-25 mm hergestellt.

Woraus besteht Klinker?

Klinker wird durch den Zusatz von etwas Gips, (Calciumsulfat-Dihydrat) zum Portlandzement. Klinker kann auch mit anderen Wirkstoffen oder chemischen Zusätzen kombiniert werden. Ein weiterer Begriff, der eng mit dem Klinker verbunden ist, ist der “Hüttensand Zement” bzw. Puzzolan Zement oder Silikastaub. Klinker kann – sofern er trocken gelagert wird – für mehrere Monate ohne nennenswerten Qualitätsverlust aufbewahrt werden. Aus diesem Grund wird Klinker international in großen Mengen gehandelt.

Klinker und seine Verwendung

Zementhersteller kaufen Klinker zusätzlich, um ihn zu ihrem eigenen Klinker in den Zementwerken beizumengen. Gips wird als Mahlhilfe hinzugefügt, um eine Erstellung in erster Linie als Zusatzstoff für den Zementklinker zu gewinnen. Durch die Agglomeration und Beschichtung des Pulvers an der Oberfläche der Kugeln und einer Mühle wird die Vermahlung von Klinker zusätzlich erleichtert. Triethanolamin (TEA) wird im Allgemeinen bei 0,1 Gew. verwendet. Andere Zusätze, wie beispielsweise Ethylenglykol, Ölsäure, Sodecylbenzene Sulfonsäure werden manchmal als Zusatz verwendet. Portlandzementklinker ist ein gesinterter Werkstoff, der durch Erhitzen auf hohen Temperaturen (mehr als 1.200 Grad Celsius) aus einem Gemisch von Stoffen wie Kalk und Schiefer aus der Erdkruste hergestellt wird. Die hergestellten Stoffe sind im Wesentlichen eine hydraulische, Calciumsilikate, kristalline Masse. Klinker ist zu 75 Prozent unlöslich.

Klinkerstaub und verursacht auf der ungeschützten Haut leichte bis schwere Verätzungen. Direkter Kontakt mit den Augen kann zu leichten Reizungen bis zu schweren Verbrennungen führen. Die Inhalation von Klinker kann zur Reizung der oberen Atmungsorgane beitragen. Zementklinker werden durch die Wärmebehandlung von Zement-Elementen in einem Brennofen gebildet. Kalkstein, Ton, Bauxit, Eisenerz und Sand werden in einem bestimmten Verhältnis in einem rotierenden Ofen bei 2.770 °Fahrenheit (1.400 °C) erhitzt, bis sie zu Schlacke klumpen, die auch als Zementklinker bekannt ist. Zementklinker wird in der Regel mit Gips für den Boden in Form eines feinen Pulvers mit Flüssigkeit vermischt.

Sand
Die ÖN 83131 regelt die Gesteinskörnungen für Beton, demnach sind Gesteinskörnungen CE-kennzeichnungspflichtig Die EN 12620 legt die Eigenschaften von Gesteinskörnungen und Füllern (Gesteinsmehl) fest, die durch Aufbereitung natürlicher, industriell hergestellter oder recyclierter Materialien und Mischung daraus für die Verwendung zur Betonherstellung gewonnen werden.

Sand

Sand

Sie deckt alle Gesteinskörnungen mit einer Kornrohdichte nach Trocknung > 2.000 kg/dm3 für alle Betonsorten ab (auch für Straße und Betonfertigteile). Die Eigenschaften von leichten Gesteinskörnungen werden in ON EN 13055 festgehalten.

Was bedeutet der Begriff Gesteinskörnung?

Unter Gesteinskörnung versteht man körniges Material für die Verwendung im Bauwesen. Gesteinskörnungen können natürlich, industriell hergestellt oder recycelt sein. Ein Korngemisch ist eine Gesteinskörnung, die aus einer Mischung grober Gesteinskörnungen und feiner Gesteinskörnungen besteht. Anmerkung: Ein Korngemisch kann sowohl ohne vorherige Trennung in grobe und feine Fraktionen als auch durch Zusammenfügen grober und feiner Gesteinskörnungen hergestellt werden. Füller (Gesteinsmehl) sind Gesteinskörnungen , deren überwiegender Teil durch das 0,063-Sieb hindurchgeht und die Baustoffe zur Erreichung bestimmter Eigenschaften zugegeben werden können. Eine Korngruppe ist die Bezeichnung einer Gesteinskörnung mittels unterer (d) und oberer (D) Siebgröße, ausgedrückt als d/D.

Diese Bezeichnung schließt ein, dass einige Körner auf dem oberen Sieb liegen bleiben (Überkorn) und einige durch das untere Sieb fallen (Unterkorn). Feine Gesteinskörnungen sind kleinere Korngruppen mit D < als 4 mm. Feine Gesteinskörnungen können durch den natürlichen Zerfall von Felsgestein oder Kies und/oder durch das Brechen von Felsgestein oder Kies oder die Aufbereitung industriell hergestellter Gesteinskörnungen entstehen. Grobe Gesteinskörnungen sind größere Korngruppen mit D nicht kleiner als 4 mm und d nicht kleiner als 2 mm. Feinanteile sind jene Anteile bei einer Gesteinskörnung, welche durch das 0,063-Sieb hindurchgehen.

Konformitätsnachweis des Herstellers

Der Hersteller muss Erstprüfungen und eine werkseigene Produktionskontrolle (It. Anhang H) durchführen und ein Verfahren zur Bestätigung der. Konformität einleiten. Das System zur Zertifizierung der WPK durch eine Zertifizierungsstelle basiert auf der Grundlage der Erstinspektion, der werkseigenen Produktionskontrolle und einer kontinuierlichen Überwachung. Eine CE-Kennzeichnung und die Beschreibungen der Produkteigenschaften sind im Produktverzeichnis vermerkt.

Was ist Sand?

Sand ist ein natürlich vorkommendes Granulat, welches aus fein verteiltem Gesteins- und Mineralteilchen zusammengesetzt ist. Sand-Teilchen besitzen einen Durchmesser von 0,0625 (oder 1 / 16 mm oder von 62,5 Mikrometer) bis 2 Millimeter. Ein einzelnes Teilchen in diesem Bereich der Größe wird als ein Sandkorn bezeichnet. Der häufigste Bestandteil von Sand ist Kieselsäure (Siliziumdioxid oder SiO2), welche meist in Form von Quarz im Sand auftritt. Sand wird von Wind und Wasser in Form von Stränden, Dünen und Sandbänken transportiert. Durch den Transport erfolgt der Abrieb, welcher zu der runden Form sowie den verschiedenen Mustern des Sandes führt.

Beton
Bei Beton gilt es vorrangig, erst einmal die drei Hauptkomponenten zu analysieren. Diese bestehen aus Wasser, Zement und Sand (bzw. Gesteinskörungen).Zement ist ein “Hydraulisches Bindemittel” und Zement bzw. Beton erhärtet nicht mithilfe der Luft durch “trocknen”, sondern durch Reaktion des Zementes mit Wasser.

Geschichte des Betons

Beton Sturz

Beton Sturz

Beton bzw. Normalbeton, wie wir ihn heute nennen, kannten schon die Römer im alten Rom unter dem Namen “opus caementitium”. Schon zu diesen Zeiten wurde er für den Bau genützt. Bereits Ende des 18. Jahrhunderts machte man gezielte Erforschung und 1824 gab es nachweislich erste Versuche zur Zementherstellung in Portland (siehe Portland Cement). Ab 1844 begann man das Brennen bei ausreichend hoher Temperatur (ca. 1.450 °C) und seit damals gibt es Zement und Beton im heutigen Sinne. Etwa 1850 hatte man die Idee zum Einlegen von Eisenstäben und Draht – daraus folgte die Erfindung des Eisenbetons (später Stahlbeton). Ab dem Jahre 1920 fand die Weiterentwicklung zum Spannbeton statt.

Arten des Betons (Dichte)

Grundsätzlich unterscheidet man beim Normalbeton 3 Arten: Normalbeton (mit einer Dichte von 2000 kg/m3 bis 2600 kg/m3) Leichtbeton (Dichte von 600 kg/m3 bis 2000 kg/m3) und Schwerbeton (Dichte über 2600 kg/m3). Auch bei der Bewehrung gibt es puncto “unbewehrten Beton”, Stahlbeton, Spannbeton und Spannbeton große Unterschiede. Je mehr Wasser beim Herstellen des Zementleims bzw. des Betons verwendet wird, desto mehr Kapillarporen (0,001 – 0,01 mm) enthält der Zementstein. Die Folgen sind geringere Festigkeit, geringere Dichtheit, geringere Beständigkeit und geringerer Korrosionsschutz. Der Gütebegriff der Betontechnologie darf nicht nur für die Druckfestigkeit allein betrachtet werden. Die Bezeichnung “Güte” umfasst auch eine große Anzahl weiterer Eigenschaften (Betonklassen). Den entsprechenden Widerstand gegen die Umweltbelastungen erzielt man durch richtige Auswahl der Betonbestandteile und durch Veränderungen der Zusammensetzung. (Expositionsklassen)

Zuständigkeiten bei Normalbeton

Der Planer, bzw. der Verfasser der Festlegung ist verantwortlich für die Anforderungen bzw. die Festlegungen an den Frisch- bzw. Normalbeton in festem Zustand. Der Hersteller trägt für die Herstellung, die Konformität und Produktionskontrolle Frisch- und Festbeton. Der Verwender ist Verantwortlich für das Einbringen des Frischbetons in den Bauteil, die Verdichtung und die Nachbehandlung. Dafür gelten Normen wie beispielsweise die ÖN EN 197-1, in welcher die Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien für Normalzement geregelt sind sowie die ÖN EN 1008, welche Zugabewasser von Beton, Festlegungen für Probenahme, Prüfung und Beurteilung der Eignung von Wasser, einschließlich bei der Betonherstellung anfallendem Wasser, als Zugabewasser für Beton regelt. Normalbeton unterliegt der ständigen Forschung und Weiterentwicklung. Dafür setzen sich nicht nur Transportunternehmen, welche für das Liefern von Fertigbeton zuständig sind, ein, sondern dies liegt im wirtschaftlichen Interesse aller.

Holz
Holz ist ein organisches Material. In einem lebenden Baum überträgt Xylem Wasser und Nährstoffe zu den Blättern und zu anderem wachsenden Gewebe. Es hat eine unterstützende Funktion, sodass Gehölze riesige Größen erreichen können.

Holztreppen Massiv

Holztreppen Massiv

Die Menschen haben seit Jahrtausenden Holz für viele Zwecke verwendet, in erster Linie als Brennstoff oder als Baumaterial für die Herstellung der Häuser, Werkzeuge, Waffen, Möbel, Verpackungen, Kunstwerke und Papier. Kernholz ist Holz, das stärker und widerstandsfähiger gegen Faulen und Verfall ist. Die Ablagerung von chemischen Stoffen sorgen beim Kernholz für diese Resistenz. Es gibt eine starke Beziehung zwischen den Eigenschaften von Holz und denen des jeweiligen Baumes, der es hervorgebracht hat. In jedem Baumarkt gibt es eine Reihe von unterschiedlichen Dichten des Holzes zur Auswahl.

Ist Holz immer noch im Trend?

Mahagoni ist ein mittelständisches, dichtes Hartholz, welches besonders für feine Möbel spezieller Handwerker ausgezeichnet ist. Kernholz ist meist dunkler als der Splintholz – der Kontrast ist oft auffällig. Wasser tritt in lebenden Holz in drei Formen auf: in den Zellwänden, in der protoplasmatischen Innenschicht der Zellen und als freies Wasser in der Zelle. Holz ist ein wichtiger Baustoff für die Menschen seit Beginn an. Es wurde seit Tausenden von Jahren schon zum Bau von Notunterkünften, Häusern sowie Booten genutzt. Bis Ende des 19. Jahrhunderts waren nahezu alle Boote aus Holz gefertigt. Nach wie vor hat Holz im Boots- und Hausbau einen hohen Stellenwert.

Besonders die Bretter, die aus Holz bestehen, werden in der Baubranche verwendet. Auch neue Wohngebäude werden in vielen Teilen der Welt noch mit einem Holzrahmenbau errichtet. Holz wird immer als ein unterstützendes Material im Bau gefunden werden – sei es beim Dach, in den Wänden oder bei den Böden. Holz wird häufig auch als Schalung für Material verwendet – wie beispielsweise für Beton, um ihn in die richtige Form zu gießen. Ein Blockhaus ist technisch dasselbe wie eine Blockhütte. Das Holzhaus wird in der Regel aus Baumstämmen, die nicht wie konventionelles Holz gefräst werden, errichtet. Der Begriff Blockhaus bezeichnet ein kleines, rustikales, gemütliches Haus, ähnlich wie eine Jagdhütte im Wald. Diese Häuser sind absolut im Trend. Einerseits ist Holz als Baustoff in der Anschaffung günstiger, andererseits ist es leichter und schneller zu verarbeiten. Der einzige Nachteil am Total-Holzbau kann sein, dass sich das Holz verändern kann, wenn es sich “bewegt”.

Fazit: Holz wird immer eine große Rolle in der Baubranche spielen. Egal, ob es Luxus-Parkettböden sind, die man häufig bei der High Society antrifft, oder ob man bei Gelegenheit auch in Privathäusern schnell mal “Holzwände” als Raumtrenner aufzieht.

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