Erklären Sie den Begriff “Anisotropie” und “Isotropie” nenne Sie jeweils zwei Beispiele!
Anisotropie
bedeutet unregelmäßige Eigenschaften in die 3 Koordinatenrichtungen
Zb.: Faserstruktur des Holzes, Schichten des Steins, Entmischter Beton
Isotropie
bedeutet regelmäßige/gleiche Eigenschaften in alle 3 Koordinatenrichtungen
Zb.: Glas, Metall, Beton
Welche Prämissen müssen erfüllt sein, dass in der Baustoffprüfung ein Gefüge als “homogen” angesehen werdem kann?
PRE: Repräsentative Volumeneinheit
-> mindestens 3-fache Kantenlänge der Größe der Inhomogenität
-> dann homogen
besteht aus einer einzigen Phase
Welche Größen werden für die Ermittlung der Haufwerksporosität gebraucht und wie errechnen Sie daruas die Haufwerksporosität?
Welche Porentypenn in Baustoffen sind Ihnen bekannt und in welchen davon findet der Transport von flüssigem Wasser statt?
offene Poren
geschlossen (isolierte) Poren
Kapillarporen
-> transportieren Wasser durch Kapillarkräfte
Sackporen
Haufwerksporen
-> auch Transport bei enger Anordnung möglich
Nennen Sie 4 physikalische Eigenschaften, die durch den Porengehalt eines Baustoffes wesentlich beeinflusst werden. Beschreiben Sie, wie sich diese Eigenschaften mit wachsender Porosität verändern!
Mit zunehmendem Porengehalt
Wasseraufnahme steigt
Innere Angriffsoberfäche gegenüber Schadstoffen steigt
Rohdichte sinkt
Wärmeleitfähigkeit sinkt
Dichtigkeit gegenüber Flüssigkeiten/Gase sinkt
In welchen Aggregatzuständen und auf Basis welcher physikalischen Prinzipien kann Wasser in poröse Baustoffe gelangen? Nennen Sie je ein Beispiel!
flüssig (hydrisch)
-> durch Kapillarkräfte (aufsteigende Feuchte), Sog
-> durch Füllen der Poren (auch mit Druck)
Wasserdampfadsorption (hygrisch)
-> Kondensation in kleinen Kapillarporen durch Herabsetzen sich der Sättigungsdruck
Welchen Einfluss übt die Wasseraufnahme auf andere physikalische Eigenschaften poröser Feststoffe aus?
Schwinden/Quellen möglich
Abnahme der Festigkeit, Verbindungen werden geschwächt
Zunahme der Wärmeleitfähigkeit durch Wasserleitung
Abnahme des Forstwiderstandes, Wasser in Poren dehnt sich aus
Innere Reaktionen, Wasser begünstigt diese
Erläutern Sie die Prüfung zur Ermittlung des Feuchtigkeitsgehalts eines Baustoffes in Masse!
Erklären Sie, was Sie unter Dichte, Rohdichte und Schüttdichte eines Kises verstehen!
Dichte:
-> Masse bezogen auf das reine Stoffvolumen, also zB. gemahlener Kies
Rohdichte:
-> Masse bezogen auf das Volumen der Körner (inkl. Porenraum)
Schüttdichte:
-> Masse bezogen auf das Volumen, das die Schüttung hat (bspw. Eimer oder Behälter)
Erläutern Sie die Arten des Wärmetransportes und nennen Sie je ein Beispiel!
Wärmeleitung
-> Brown’sche Molekularbewegung
-> innerhalb eines Stoffe
-> Bsp.: Metall eines Heizkörpers
Konvektion
-> Mitführung der Wärme in einer Masse
-> Bsp.: Wasserkreislauf bei der Heizung
Strahlung
-> energiereiche Wellen transportieren Wärme
-> Bsp.: Infrarotwellen beim Heizkörper
Welche Art des Wärmetransportes wird bei Warmwasserheizungen maßgeblich genutzt und warum wird Wasser als Medium verwendet?
Konvektion wird im Wasserkreislauf verwendet
Wasser, da hohe spez. Wärmekapazität
-> speichert viel Wärme
Von welche stofflichen Einflüssen ist die Wärmeleitung in Baustoffen abhänig?
Art des Baustoffes (organische weniger als mineralische)
Feuchte
Rohdichte
Temperaturänderung
Begründen Sie auf Basis Ihrer Aussagen, warum ein Polystyrolschaum einen effektiven Wärmedämmstoff ergibt!
weil es organisch ist
wegen den Poren
Zustand der Poren (kleine geschlossene Poren)
Wie wird der Elastizitätsmodul berechnet und was sagt er aus?
Spannung/Dehnung bei elastischer Dehnung
-> einfach gesagt ist der E-Modul ein Kerwert dafür, wie stark ein Material bei Krafteinwirkung nachgibt = Steifigkeit
-> je größer: desto weniger Dehnung bei Spannung
-> je kleiner: desto mehr Dehnung bei Spannung
Erläutern Sie den Zusammenhang von Druckkraft, Druckspannung und Druckfestigkeit!
“Die Druckkraft F ist diejenige Kraft, die senkrecht auf die betrachtete Fläche A eines Körpers wirkt!”
Druckspannung: Kraft wirkt auf eine Fläche, mechanische Spannung im Stoff
Druckfestigkeit: maximale Spannung
-> Zusammenhang: Körper wird mit Kraft belastet, Spannung entsteht möglich bis zur Druckfestigkeit
Skizzieren Sie die Spannungs-Dehungs-Linie von Stahl, Beton, Glas. Achten Sie dabei auf die richtigen Relationen von Festigkeiten, E-Modulen und Dehnungen!
Welche technische Bedeutung besitzt der unlineare Verformungsbereich eines Baustoffes vor dem Bruch?
plastische (umkehrbare) Verformung
Fließbereich/plastisches Verformen/Risswachstum
Welche Gefahr besteht, wenn hochfeste und spröde Materialien als Konstruktionsbaustoffe Verwendung finden?
spröde Materialien können den Druck bis zu einem Punkt halten und dann brechen/versagen sie plötzlich
hochfeste Materialien können plötzliche Einwirkungen nicht ab, da sie nicht nachgeben können
Was verstehen Sie unter dem Begriff „Kriechen“ eines Baustoffes?
Kristallgefüge ordnet sich neu an
steigende Verformung bei gleichbleibender Spannung
alle Stoffe außer Stahl
Nach welchen Kriterien lassen sich Formänderungen einteilen?
spannungsabhängig
-> sofort auftretend
-> zeitabhängig
spannungsunabhängig
reversibel und irreversibel
Erläutern Sie den Unterschied zwischen Schwinden und Schrumpfen!
Schwinden:
-> austrocknen
-> Volumenverringerung durch Trocknung, Abkühlung oder chem./physikal. Prozesse
Schrumpfen
-> konstantes Volumen
-> Abmessungen verändern sich energetisch günstigerer Zustand
Was verstehen Sie unter dem Begriff „Relaxieren“ eines Baustoffes?
gleichbleibende Verformung bei sinkender Belastung
zu erwarten:
-> elastische Verformung
-> plastische Verformung
nicht vollständig reversibel, da viskose Flüssigkeit die Dehnung in den Ausgangszustand verhindert
Benennen Sie das Verformungsverhalten, das nachstehendes rheologische Modell wiedergibt? Zeichnen Sie passend zu der gegebenen zeitabhängigen Belastung den zeitlichen Dehnungsverlauf in ein entsprechendes Dehnungs-Zeit-Diagramm!
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