Bauchemie

Bauschäden / Bauchemie

Im Modul Bauschäden / Bauchemie wird vertiefendes Wissen zu unterschiedlichen Analysemethoden sowie zu den ablaufenden chemischen Reaktionen mineralischer Bindemittel, reaktiver Zusatzstoffe, Ersatzstoffe und Additive gelehrt. Der Schwerpunkt liegt hier auf mikroskopischen Zusammenhängen und ist stark analytisch geprägt. Das Verständnis auf dieser Ebene soll den Studierenden Zusammenhänge zwische Mikro- und Makroebene näherbringen und zur kritischen Betrachtung verschiedener Untersuchungen und deren Ergebnisse befähigen.

Inhalte der Vorlesung

Ausreagiertes Festigungsmittel (KSE) in einer Glasschale.

Bereits bei der Herstellung und Verarbeitung von Baustoffen sind chemische Abläufe von grundlegender Bedeutung, so werden z. B. alle Erhärtungsprozesse durch chemische Reaktionen gesteuert. Die Reaktionen, die hierbei stattfinden werden oft durch die Zugabe verschiedener Additive oder spezieller reaktiver Zusatzstoffe beeinflusst. Durch die Zugabe dieser Stoffe verändern sich Eigenschaften im frischen wie auch im erhärteten Zustand. Der Zusammenhang der Änderung dieser Eigenschaften in Abhängigkeit der zugegebenen Stoffe ist für ein vertieftes theoretisches und praktisches Verständnis unerlässlich.

Möglichkeiten zur Nachbehandlung, ebenso wie gezielte Veränderungen der Eigenschaften nach Erhärtung durch Zugabe während des Mischens beruhen auf komplexen physikalischen und chemischen Prozessen.

Kalkaussinterungen an einer Stützwand aus Stampfbeton.

Die Vorlesungen dienen der Behandlung der theoretischen Grundlagen. Hier werden komplexe Zusammenhänge dargestellt und deren Auswirkungen auf den Baustoff intensiv behandelt, während Laborpraktika zur praktischen Vertiefung dieser Zusammenhänge und deren makroskopischen Auswirkungen auf die Baustoffeigenschaften dienen. Versuche im Mörtellabor werden mit frischen Mörteln und verschiedenen Additiven durchgeführt um Frischmörteleigenschaften zu bestimmen, während die ausgehärteten Probekörper im Chemielabor untersucht werden.

Im Vordergrund stehen hierbei die Beziehungen zwischen Additiv und den sich ergebenden Festmörteleigenschaften und der Festmörteleigenschaften und einem gesuchten Nutzen.

Die Versuche dienen zudem der kritischen Auseinandersetzung mit erzielten Ergebnisgrößen und deren Bedeutung. Letztlich ist das Wissen um Interpretationsmöglichkeiten ein wichtiger Faktor, der im späteren Berufsleben von großem Nutzen sein kann.

Salzauskristallisation an einer neu verputzten Wandfläche infolge aufsteigender Feuchte und Wechselreaktionen mit dem Bauwerk.

Themen der Vorlesung:

  • Grundlagen der Chemie (u. A. chemische Bindungen, Atombau, Kristallchemie, chemische Thermodynamik, Reaktionskinetik, Stoffzustände)
  • Instrumentelle Analytik und Nasschemische Methoden (bpsw. Gravimetrie, Titrimetrie, spektroskopische Methoden und chromatographische Methoden, optische Analysemethoden)
  • Zementchemie und Chemie reaktiver Zusatzstoffe
  • Additive (Fließmittel, Stabilisierer, Beschleuniger)
  • Schädigungsmechanismen
  • Oberflächenschutzsysteme und Polymere

Im Rahmen der Vorlesungen werden vor allem die physiko-chemischen Zusammenhänge behandelt.

Die zugehörigen praktischen Fragestellungen werden in den Laborpraktika durchgearbeitet.

Vorlesung

Professor Prof. Dr.ir. Eddie Koenders
Betreuung durch: Dr. Chem. Ing. Neven Ukrainczyk
M.Sc. Conrad Ballschmiede
M.Sc. Chem. Eng. Agustin Laveglia
Turnus Sommersemester
Voraussetzungen Bachelorveranstaltung „Werkstoffe im Bauwesen“
Leistungsumfang 6 CP
Vorlesungsunterlagen
O. Henning, D. Knöfel: „Baustoffchemie – Eine Einführung für Bauingenieure und Architekten“, Verlag für Bauwesen Berlin, 2002
R. Bendix: „Einführung in die Chemie für Bauingenieure“, Teubner Verlag, 2005
R. Karsten: „Bauchemie“, 11. Auflage, Verlag C. F. Müller, Karlsruhe 2002
T. L. Brown, H. E. LeMay: „Chemie – ein Lehrbuch für Naturwissenschaftler“, VCH Verlag, Weinheim, 1988
K. Scrivener, R. Snellings, B. Lothenbach: „A Practical Guide to Microstructural Analysis of Cementitious Materials“, Taylor & Francis Ltd; 2017