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Kalk (CaCO3):
. Rohstoff: Kalkstein bzw. Kalkmergel (mit Ton verunreinigter Kalkstein)
. Herstellung:
Brennen: Der Kalkstein wird bei Temperaturen über 900°C zu gebranntem Kalk gebrannt. Dabei entweicht das überschüssige CO2:
CaCO3 CaO + CO2.
Kalklöschen: Gebrannter Kalk und Wasser ergeben den gelöschten Kalk (Calciumhydroxid, Kalkhydrat):
CaO + H2O Ca(OH)2.
Es wird zwischen Naß- und Trockenlöschen unterschieden.
Erhärten:
Ca(OH)2 + H2O + CO2 CaCO3 + 2H2O
Gelöschter Kalk mit
Mörtelwasser nimmt Luftkohlendioxid auf. Es entsteht erhärteter Kalk (Kalkstein) und freiwerdende Baufeuchtigkeit, die verdunstet.
. Kalkmörtel: Luftkalkmörtel, hydraulischer Kalkmörtel, hochhydraulischer Kalkmörtel
Calciumhydroxid (Ca(OH)2):
. farbloser Kristall oder pulverige Masse
. in Wasser, Glycerin und Zuckerlösung löslich
. reizt die Schleimhäute
. Herstellung: durch Kalklöschen (gebrannter Kalk + Wasser Calciumhydroxid)
(noch mehr Wasser Kalkmilch
Absetzen lassen Kalkwasser)
. Verwendung: bei derMörtelzubereitung, als Düngemittel, als Bindemittel für An-strichpigmente, zu Frostschutzanstrichen bei Obstbäumen, zur Abwasserreinigung und zum Freimachen des Ammoniak aus Salmiak
Keramik:
Verf.-Schritte:
1. Rohstoffe, Vor-und Aufbereitung: Hauptrohstoffe (Tonmineralien) und Zusätze werden entweder in der Trocken-, Halbnaß-, oder in der Naßaufbereitung gemischt.
2. Formgebung:
. Modellieren
. Maschinelle Methode
. Gießverfahren
. Pulververdickungsverfahren
3. Trocknung
4. Keramischer Brand
5. Nachbehandlung und Veredelung
Eisen (Fe):
. Rohstoff: Eisenerz
. Gewinnung: im Hochofen wird Roheisen aus Eisenerz erschmolzen
. Viele Verwendungsmöglichkeiten: z.B.: Katalysatoren, Arzneimittel, ...
Stahl:
. Stahl = schmiedbares Eisen
. rund 1000 Stahlsorten werden hergestellt
. Besondere Eigenschaften: Festigkeit, Härte, Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit,
sowie andere physikalische Eigenschaften
. Herstellung: entweder mit dem Sauerstoff-Blasverfahren, oder mit dem Elektro-stahlverfahren. (Stahlguß: Stahl wird im flüssigen Zustand in Formen gegossen)
. Verwendung: Stahl wird zu Profil- und Flach-Erzeugnissen weiterverarbeitet; sehr geringer Teil wird geschmiedet
Glas:
. Glas ist eine eingefrorene, unterkühlte Flüssigkeit bzw. Schmelze
. sehr temperaturwechselbeständig
. Hauptrohstoffe: entweder * Quarz(sand), Soda und Kalkstein, Mamor oder
Kalkmergel,
oder * Altglas (Glas ist nahezu unbegrenzt wiederverwendbar)
. Schmelzvorgang: Rohstoffe werden rezepturgerecht dosiert und gemischt und in
Wannenöfen in 3 Phasen geschmolzen:
1. Phase: Rauhschmelze (800-1100°C)
2. Phase: Läuterung und Homogenisierung (1200-1550°C)
3. Phase: Abstehen (900-1200°C)
. Formgebung: * bei Flachglas: - Gießen
- Ziehen
- Walzen
- Floaten (auf Zinn-Bädern)
* bei Hohlglas: - Blasen (mit Glasmacherpfeife für Kunst, für
hochwertige Wirtschaftsgläser und komplizierte Apparaturen für Technik und Medizin)
- Pressen
- Schleudern (Glasschmelze wird durch Fliehkraft
an die Formwand gepresst, z.B.: für Bildröhren)
. Spezielle Gläser: Geräteglas ( Borosilicatgläser oder Quarzglas), optische Gläser
(Kron- und Flintgläser), Verbundglas (Sicherheitsglas), Kristallglas, Farbgläser, Mattgläser, Strahlenschutzgläser, Einschmelzgläser, Schaumglas, Glas als Einschlußmittel radioaktiver Abfälle, ...
Zement:
. = feingemahlenes Bindemittel.
. bindet bei Luft und Wasser ab.
. Hauptbestandteile: Calciumsilicate, -aluminate und -ferrite.
. Herstellung:
1. Schritt: Gewinnung, Brechen, Mahlen, Homogenisieren und Mischen der Rohstoffe
2. Schritt: Brennen der Rohstoffe zum Klinker (=Zementziegel)
3. Schritt: Vermahlen der Klinker (Zementziegel) zusammen mit CaSO4 (= Anhydrit, zur Regulierung der Erstarrungsgeschwindigkeit)
. Die wichtigsten Zementsorten: Portlandzement, Eisenportlandzement, Hochofen-
zement und Traßzement
Beton:
. Zusammensetzung: Gemisch aus Zement, Betonzuschlag und Wasser (ggf. mit Betonzusatzmittel) Erhärten
. Unterscheidung nach Trockenrohdichte: * Leichtbeton (unter 2kg/dm³)
* Normalbeton (2-2,8kg/dm³)
* Schwerbeton (über 2,8kg/dm³)
. Betonzusatzmittel:* Betonverflüssiger (verringern den Wasserbedarf der
Betonmischung)
* Luftporenbildner (erhöhen den Frost- und Tausalzwiderstand des Betons)
* Betondichtungsmittel (z.B.: Silikone, Wachse, Harze, ...
Entweder kapillarporenverengende bzw. verschliessende oder wasserabweisende Stoffe dichter Beton)
* Erstarrungsverzögerer (z.B.: Gelatine, Textran, Textrin,...
für Transportbeton nötig)
* Erstarrungsbeschleuniger (NaOH, Na2SO4,...)
Gips (CaSO4 2H2O):
. Vorkommen: oft in der Nähe von Salzlagerstätten als Meeressediment.
. hat im Zement die Aufgabe, eine verzögerte Erstarrung zu ermöglichen.
. Beim Erhitzen auf 120-130°C geht Gips in das Halbhydrat CaSO4 ½ H2O (Mineral-Bassanit) über. Verwendung als Modell-, Stück- und Putzgips.
. Beim Brennen ist die H2O-Abgabe je nach Brenntemperatur unterschiedlich.
. Gipsmörtel: Abbindung durch H2O-Aufnahme Volumenzunahme. Geschwindigkeit vom H2O-Gehalt abhängig.
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