Feuerbeton: Unterschied zwischen den Versionen

← Zum vorherigen Versionsunterschied

Feuerbeton (Quelltext anzeigen)

Version vom 20. Juni 2017, 12:36 Uhr

3.862 Bytes hinzugefügt , 20. Juni 2017

keine Bearbeitungszusammenfassung

Buechel

Administratoren

9.662

Bearbeitungen

@@ Zeile 1: / Zeile 1: @@
-(auch hitzebeständiger Beton)
+Hitzebeständiger Beton, feuerfester Beton und hochfeuerfester Beton werden häufig unter dem Überbegriff Feuerbeton zusammengefasst.<br />
+Bei Gebrauchstemperaturen > 250 °C muss Feuerbeton eingesetzt werden. Er kann Temperaturen bis ca. 1200 °C bei [[Portlandzement]] und bis 1700 °C bei [[Tonerdezement]] längere Zeit ausgesetzt werden und findet daher im Feuerungs- und Hochofenbau Anwendung. <br />
+Unterschieden werden nach Feuerfestigkeit bzw. Anwendungstemperatur:<br />
+{| class="wikitable"
+|-
+! Bezeichnung !! Kegelfallpunkt !! Verwendungstemperatur
+|-
+| hitzebeständiger Beton || ≤ 1500 °C || 200 °C ... 1100 °C
+|-
+| feuerfester Beton ||  > 1500 °C ≤ 1790 °C|| 1100 °C ... 1300 °C
+|-
+| hochfeuerfester Beton || > 1790 °C || > 1300 °C
+|}
+<small>Der Kegelfallpunkt bezeichnet hierbei die Temperatur, bei der die Spitze eines aus dem zu prüfenden Material hergestellten Kegels vollständig umkippt.</small><br />
+Die [[Wärmedehnung]] der [[Gesteinskörnung]] muss derjenigen des [[Zementstein]]s entsprechen. Dabei sollte wegen der möglichen [[Drehofen|Entsäuerung]] bei hohen Temperaturen (600 °C bis 800 °C) kein [[Kalkstein]] verwendet werden. Die Verwendung von [[Quarz|Quarzen]] ist nur sehr eingeschränkt möglich, da sie sich bei 573 °C umwandeln und ihr Volumen sprunghaft vergrößern (Quarzsprung) mit der Folge von Gefügestörungen und Festigkeitsverlusten. Als Gesteinskörnung lassen sich am besten solche Mineralstoffe verwenden, deren Wärmedehnung nicht hoch ist und die unter thermischer Belastung keine Modifikationsumwandlungen aufweisen. Für feuerfesten Beton haben sich als Gesteinskörnung u. a. Chromerze, [[Hochofenschlacke]], [[Elektrokorund|Korunde]], Magnesit, [[Schamotte]], Siliziumkarbid und [[Ziegelsplitt]] bewährt.<br />
+Für die Herstellung von feuerfesten Produkten sind [[Aluminiumoxid|Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]-reichere Zemente gebräuchlich. Für niedrigere Anwendungstemperaturen  kommen auch [[Portlandzement]], [[Portlandhüttenzement]] und [[Hochofenzement]] zum Einsatz. [[Portlandkalksteinzement]] ist wie schon beschrieben wegen der möglichen [[Drehofen|Entsäuerung]] bei hohen Temperaturen (600 °C bis 800 °C) nicht geeignet.<br />
+''Chemisch-physikalische Grundlagen:'' Wird ein erhärteter Portlandzement einer thermischen Behandlung unterzogen, gibt er in bestimmten Temperaturbereichen sein adsorbiertes und sein chemisch gebundenes Wasser ab. Die [[Hydratphasen|Calciumsilikathydratphasen]] (CSH) geben ihr [[Hydratwasser]] vorwiegend bei Temperaturen über 450 °C ab. Die [[Hydratphasen|Calciumaluminathydratphasen]] (CAH) und Aluminiumhydroxid entwässern bereits ab 60 °C, wobei der Prozess bei 350 °C im Wesentlichen abgeschlossen ist. Im Bereich von 500 °C bis 600 °C spaltet sich das [[Calciumhydroxid|CA(OH)<sub>2</sub>]] auf in [[Calciumoxid|CaO]] und Wasser. Kann das dabei entstandene freie [[Calciumoxid|CaO]] bei einem zwischenzeitlichen Abkühlen erneut hydratisieren, so kann es durch ausgeprägte Volumenvergrößerung zu [[Treiben|Treiberscheinungen]] kommen. Bei Temperaturen von mehr als 600 °C beginnt sich das [[Calciumcarbonat]] (CaCO<sub>3</sub>) zu zersetzen. Bis zu einer Temperatur von 700 °C zerfallen die CSH-Phasen unter Abgabe von Wasser zu β-C<sub>2</sub>S. Diese Prozesse und weitere parallel verlaufende Strukturveränderungen führen bis zum Einsetzen der keramischen Bindung zu einer erheblichen Festigkeitsminderung. [[Hochofenzement|Hochofenzemente]] verhalten sich ähnlich, der Festigkeitsabfall ist aber auch aufgrund der CaO-Bindung durch den [[Hüttensand]] nicht so ausgeprägt.<br />
+Im Gegensatz zur [[Hydratation]] des Portlandzements wird beim [[Aluminiumoxid|Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]-reicheren [[Tonerdezement]] kein [[Calciumhydroxid]] freigesetzt. Die Hydratation verläuft überwiegend unter Bildung von Al(OH) und [[Hydratphasen|Calciumaluminathydraten]]. Die sich bildenden Hydrate sind metastabil und wandeln sich unter Wärmeeinwirkung um in das stabile Hydrat C<sub>3</sub>AH<sub>6</sub>. Daneben besteht der thermodynamisch stabile Hydrargillit (Gibbsit).<br />
-Bei Gebrauchstemperaturen > 250 °C muss feuerfester Beton eingesetzt werden. Er kann Temperaturen bis ca. 1200 °C bei [[Portlandzement]] und bis 1700 °C bei [[Tonerdeschmelzzement]] längere Zeit ausgesetzt werden und findet daher im Feuerungs- und Hochofenbau Anwendung. <br />
-Für die Herstellung von feuerfesten Produkten sind Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-reichere Zemente gebräuchlich.<br />
-Die [[Wärmedehnung]] der [[Gesteinskörnung]] muss derjenigen des [[Zementstein]]s entsprechen. Dabei soll kein [[Kalkstein]] verwendet werden. Quarze wandeln sich bei ca. 600 °C um und vergrößern ihr Volumen. Für feuerfesten Beton haben sich als Gesteinskörnung u. a. Chromerze, [[Hochofenschlacke]], Korunde, Magnesit, [[Schamotte]], Siliziumkarbid und [[Ziegelsplitt]] bewährt.<br />
 Für Temperaturen bis 250 °C siehe [[Beton für hohe Gebrauchstemperaturen]].
+==Literatur==
+*[http://shop.verlagbt.de/expertenwissen-baustoffe/massenbeton-feuerbeton.html Kollo, Helmut; Lang, Eberhard: Massenbeton - Feuerbeton. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2001]
+*[http://fwbau.verlagbt2.de.w014576d.kasserver.com/eintrag/beton-1-1969-23.html Hallauer, Ottokar: Zusammensetzung und Eigenschaften von Beton im Feuerungsbau. In: beton 1-1969, S. 23]
+*[http://fwbau.verlagbt2.de.w014576d.kasserver.com/eintrag/fachbuch-31-1965.html Petzold, Armin; Röhrs, Manfred: Beton für hohe Temperaturen. Beton-Verlag, Düsseldorf 1965]