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VL 1 Holz I + VL 2 Holz II

• Welche Anwendungsgebiete hat Holz im Bauwesen?

  • Holz wird im Bauwesen für Dachstühle, Fachwerke, Bodenbeläge, Fenster, Türen und Beplankungen genutzt. Auch moderne Holzhybridkonstruktionen und Ingenieurbauten wie Brücken oder Pavillons zeigen die Vielseitigkeit des Materials.

• Wie ist ein Holzstamm aufgebaut?

  • Ein Holzstamm besteht von außen nach innen aus Borke, Bast, Kambium, Splintholz und Kernholz. Das Kambium ist für das Dickenwachstum zuständig, während Kern- und Splintholz unterschiedliche Aufgaben und Eigenschaften besitzen.

• Was versteht man unter Kambium?

  • Das Kambium ist eine dünne Zellschicht zwischen Borke und Holz, die für das Dickenwachstum verantwortlich ist. Es bildet nach außen Rindenzellen und nach innen Holzzellen und ist bei imprägniertem Holz vollständig zu entfernen, da es wasserundurchlässig ist.

• Was sind typische Merkmale von Kernholz?

  • Kernholz bildet die inneren Jahresringe, enthält keine lebenden Zellen mehr und ist durch eingelagerte Stoffe dunkler und widerstandsfähiger gegen Pilze und Insekten. Es hat eine niedrigere Holzfeuchte als das Splintholz.

• Welche Unterschiede bestehen zwischen Kern-, Splint- und Reifholzbäumen?

  • Kernholzbäume haben farblich abgesetztes Kernholz mit geringerer Feuchte, z. B. Eiche. Reifholzbäume haben helles Kernholz mit geringerem Wassergehalt, aber ohne Farbunterschiede, z. B. Fichte. Splintholzbäume wie Birke besitzen kein unterscheidbares Kernholz.

• Welche Arten von Porigkeit gibt es bei Laubhölzern?

  • Man unterscheidet ringporige (z. B. Eiche), halbringporige (z. B. Nussbaum) und zerstreutporige Hölzer (z. B. Buche). Diese Einteilung richtet sich nach der Anordnung und Größe der Gefäße in Früh- und Spätholz.

• Welche Hauptbestandteile besitzt Holz chemisch gesehen?

  • Holz besteht hauptsächlich aus Zellulose (40–50 %), Lignin (20–35 %) und Hemizellulosen (15–35 %). Extraktstoffe und Begleitstoffe sind mengenmäßig geringer, beeinflussen aber Farbe, Geruch und biologische Resistenz stark.

• Welche Funktion hat Zellulose im Holz?

  • Zellulose bildet das Gerüst der Zellwände und sorgt für die Zug- und Biegefestigkeit des Holzes. Sie ist vergleichbar mit der Bewehrung im Stahlbeton.

• Was ist Lignin und wozu dient es?

  • Lignin versteift die Zellwände, sorgt für Druck- und Abriebfestigkeit und erfüllt eine ähnliche Rolle wie Beton im Stahlbeton. Es macht Holz stabil und robust gegenüber mechanischer Belastung.

• Was versteht man unter Rohdichte und wie wird sie berechnet?

• Wie beeinflusst die Holzfeuchte die Eigenschaften des Holzes?

  • Mit steigender Holzfeuchte sinken Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Schädlinge, während Quellverhalten und Tränkbarkeit sich verändern. Bei > 20 % ist nur noch eine Imprägnierung mit wässrigen Holzschutzmitteln sinnvoll.

• Welche Feuchtezustände können im Holz auftreten?

  • Es gibt freies Wasser in den Zellhohlräumen (für Pilze nutzbar) und gebundenes Wasser in den Zellwänden (z. B. durch Adsorption). Die Fasersättigung stellt die Grenze dar, bis zu der Zellwände noch Wasser aufnehmen können.

• Wie berechnet man die Holzfeuchte?

  • Die Holzfeuchte \( u \) wird berechnet mit \( u = \frac{m_u - m_0}{m_0} \cdot 100\,\% \), wobei \( m_u \) die Masse im feuchten Zustand und \( m_0 \) die Trockenmasse ist. Der Wert ist entscheidend für Festigkeit und Schutzmaßnahmen.

• Was ist die Gleichgewichtsfeuchte?

  • Die Gleichgewichtsfeuchte ist die Holzfeuchte, bei der sich ein Gleichgewicht mit der umgebenden Luftfeuchtigkeit einstellt. In Innenräumen liegt sie meist zwischen 7 und 12 %.

• Was bedeutet Schwinden und Quellen bei Holz?

  • Holz verändert sein Volumen bei Feuchtigkeitsänderung. Es schwindet beim Trocknen und quillt bei Feuchteaufnahme. Die stärkste Veränderung erfolgt tangential (bis 10 %), die geringste längs (nur 0,2 %).

• Was sind typische Maßnahmen zur Vermeidung von Rissbildung?

  • Risse können durch schonende Trocknung, Winterfällung, Lagerung vor dem Einschnitt, herzgetrennte Ware und radiale Einschnitte reduziert werden. Besonders empfindlich sind Hölzer mit Wuchsspannungen wie Weißeiche.

• Was sind Gebrauchsklassen (GK) nach DIN 68800?

  • Die Gebrauchsklassen (GK 0 bis 5) definieren die Anforderungen an die Dauerhaftigkeit von Holz je nach Feuchtebelastung. Beispiel: GK 3.2 für waagerechte Flächen mit langsamer Trocknung, GK 4 für direkten Erdkontakt.

• Wie unterscheiden sich NH und LH in Bezug auf Tüpfel und Imprägnierbarkeit?

  • NH wie Kiefer haben größere Fenstertüpfel, wodurch der Splint gut imprägniert werden kann. LH wie Eiche zeigen eine starke Thyllenbildung, die den Stofftransport blockiert und eine Imprägnierung erschwert.

• Was bewirken Extraktstoffe im Holz?

  • Extraktstoffe beeinflussen Eigenschaften wie Geruch, Farbe und biologische Resistenz. Sie wirken z. T. pilzhemmend (z. B. Thujaplicin in Western Red Cedar) oder machen das Holz für Insekten besonders attraktiv (z. B. Zucker im Splintholz).

• Was sind typische Holzarten in Deutschland und wie werden sie eingeteilt?

  • In Deutschland gibt es rund 72 Baumarten, davon wirtschaftlich relevant: 26 Laubbaumarten (LH) und 7 Nadelbaumarten (NH). Die Nutzung beträgt ca. 59 % NH und 41 % LH.

• Welche Kräfte kann Holz in Faserrichtung gut aufnehmen?

  • Holz ist besonders gut geeignet für Zug- und Druckbeanspruchung in Faserrichtung. Quer zur Faserrichtung ist die Festigkeit deutlich geringer und problematisch im konstruktiven Einsatz.

• Warum ist Zug quer zur Faser im Holzbau kritisch?

  • Zug quer zur Faserrichtung führt leicht zu Rissbildung. Besonders tangential ist die Festigkeit sehr gering, weshalb solche Beanspruchungen möglichst vermieden werden.

• Was passiert bei Holz unter Druck in Faserrichtung?

  • Das Holz versagt durch Ausknicken der Fasern oder durch Aufreißen zwischen den Zellstrukturen. Im weiteren Verlauf entsteht eine schräge Gleitebene im Material.

• Wie verhält sich Holz unter Druck quer zur Faser?

  • Holz besitzt quer zur Faserrichtung nur eine geringe Druckfestigkeit. Bauteile müssen in dieser Richtung besonders gesichert oder verstärkt werden.

• Welche Nutzungsklassen gibt es nach EC5?

  • Es gibt drei Nutzungsklassen: Trockenbereich (NKL 1), Feuchtbereich (NKL 2) und Außenbereich (NKL 3). Diese beeinflussen die Bemessung der Festigkeitswerte je nach Feuchtebeanspruchung.

• Was ist charakteristisch für Nutzungsklasse 1?

  • Nutzungsklasse 1 gilt für trockene Innenräume, in denen nur kurzzeitig höhere Luftfeuchte auftritt. Sie ist vergleichbar mit der Gebrauchsklasse 1.

• Wofür steht Nutzungsklasse 2?

  • Nutzungsklasse 2 beschreibt feuchte Umgebungen, etwa in überdachten Außenbereichen. Die Luftfeuchte darf nur zeitweise hoch sein.

• Was bedeutet Nutzungsklasse 3 im Holzbau?

  • Nutzungsklasse 3 bezieht sich auf Bauteile, die dauerhaft der Witterung ausgesetzt sind. Diese benötigen besonders witterungsbeständiges oder geschütztes Holz.

• Was ist Konstruktionsvollholz?

  • Konstruktionsvollholz ist technisch getrocknetes, sortiertes Vollholz, das häufig keilgezinkt und in Sortierklassen unterteilt ist. Es wird für tragende Holzbauteile verwendet.

• Welche Merkmale sind bei der Holzsortierung wichtig?

  • Entscheidend sind Merkmale wie Äste, Risse, Faserneigung, Verfärbungen, Druckholz, Insektenfraß oder Krümmungen. Diese beeinflussen die Tragfähigkeit.

• Was unterscheidet Fichte von Kiefer?

  • Fichte ist ein Reifholzbaum mit gleichmäßig hellem Holz. Kiefer hingegen ist ein Kernholzbaum mit deutlich abgesetztem dunklerem Kernholz.

• Welche Eigenschaften hat die Buche als Bauholz?

  • Buche ist ein hartes Laubholz mit dichter Struktur. Sie ist zerstreutporig, hat feine Poren und ist oft gedämpft, was die Farbe verändert und das Holz homogener macht.

• Was ist Brettschichtholz?

  • Brettschichtholz besteht aus mehreren getrockneten Brettern, die faserparallel miteinander verklebt sind. Es ist sehr tragfähig und eignet sich für große Spannweiten.

• Warum ist Brettschichtholz so formstabil?

  • Durch den schichtweisen Aufbau und die gezielte Lamellenanordnung wird das Material besonders formstabil und neigt weniger zu Rissbildung.

• Was sind typische Importhölzer im Bauwesen?

  • Häufig verwendet werden Hölzer wie Bangkirai, Meranti, Bongossi und Teak. Diese stammen oft aus tropischen Regionen und sind besonders dauerhaft.

• Wie versagt Holz bei Druck in Faserrichtung?

  • Bei Druckbeanspruchung knicken die Faserbündel aus oder es kommt zum Aufreißen der Zellverbindungen. Bei weiterer Belastung entsteht eine schräg zur Faser verlaufende Gleitebene.

• Was bedeutet die Einteilung in Nutzungsklassen im Holzbau?

  • Die Nutzungsklassen beschreiben die Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Sie helfen, die Festigkeitswerte an die realen Bedingungen anzupassen und bestehen aus drei Stufen.

• Welche Nutzungsklassen unterscheidet man nach EC5?

  • Nutzungsklasse 1 gilt für trockene Innenräume, Nutzungsklasse 2 für feuchte Bereiche mit zeitweise hoher Luftfeuchtigkeit, und Nutzungsklasse 3 für dauerhafte Außenanwendung mit direkter Witterung.

• Wie wird die Biegefestigkeit bei Dreipunktbiegung berechnet?

  Die Biegefestigkeit wird mit folgender Formel berechnet: σb = (3 Fmax ls) / (2 b h^2) Dabei ist Fmax die Bruchkraft, ls die Stützweite, b die Breite und h die Höhe der Probe.

• Wie versagt Holz bei Druck in Faserrichtung?

  • Bei Druckbeanspruchung knicken die Faserbündel aus oder es kommt zum Aufreißen der Zellverbindungen. Bei weiterer Belastung entsteht eine schräg zur Faser verlaufende Gleitebene.

VL 3 Mauerwerk I

• Welche Anforderungen gelten an Mauermörtel?

  • Mauermörtel muss druckfest, dauerhaft, verarbeitbar und auf den jeweiligen Stein abgestimmt sein. Er dient der Lastübertragung und dem Ausgleich von Maßtoleranzen zwischen den Mauersteinen.

• Welche Arten von Mauermörtel gibt es?

  • Man unterscheidet Normalmauermörtel (NM), Leichtmauermörtel (LM) und Dünnbettmörtel (DM). Sie unterscheiden sich hauptsächlich in Zusammensetzung, Dichte, Wärmedämmung und Schichtdicke.

• Was ist Dünnbettmörtel und wo wird er eingesetzt?

  • Dünnbettmörtel ist besonders fein und wird in sehr dünnen Schichten (ca. 1–3 mm) aufgetragen. Er kommt vor allem bei planeben geschliffenen Steinen zum Einsatz, z. B. Porenbeton.

• Was versteht man unter Leichtmauermörtel?

  • Leichtmauermörtel enthält Zuschläge wie Blähton oder Perlit, die das Volumen erhöhen und die Wärmeleitfähigkeit senken. Er wird in wärmedämmenden Außenwänden verwendet.

• Was ist Normalmauermörtel?

  • Normalmauermörtel besteht aus Sand, Wasser und Bindemitteln wie Zement oder Kalk. Er besitzt eine höhere Dichte und ist weniger wärmedämmend als Leichtmauermörtel.

• Was ist Werkmörtel?

  • Werkmörtel wird im Werk nach DIN 18580 hergestellt, überwacht und dann zur Baustelle geliefert. Er bietet gleichbleibende Qualität und muss innerhalb eines bestimmten Zeitfensters verarbeitet werden.

• Welche Mörtelklassen gibt es?

  • Die Mörtelklasse gibt an, welche Druckfestigkeit der ausgehärtete Mörtel erreicht. Die Klassen sind z. B. M2,5, M5, M10 – die Zahl steht jeweils für die Druckfestigkeit in N/mm².

• Welche Prüfverfahren gibt es zur Bestimmung der Fugendruckfestigkeit?

  • Typische Verfahren sind der Würfeldruckversuch und der Keilpressversuch. Sie dienen dazu, die Tragfähigkeit des Mauerwerks zu bewerten.

• Wie beeinflusst die Lagerfugendicke die Festigkeit des Mauerwerks?

  • Eine dünne Lagerfuge verbessert die Kraftübertragung und reduziert Verformungen. Je dicker die Lagerfuge, desto größer ist die Gefahr von Schwächungen durch ungleichmäßige Lastverteilung.

• Welche Fugenarten gibt es beim Mauern?

  • Es gibt Lagerfugen und Stoßfugen. Je nach Mörtelart werden sie unterschiedlich ausgeführt – z. B. vollflächig bei Dünnbettmörtel oder mit Lücken bei Leichtmauermörtel.

• Welche gängigen Mauersteinarten gibt es?

  • Übliche Mauersteine sind Kalksandstein, Porenbeton, Ziegel und Leichtbetonstein. Sie unterscheiden sich in Rohdichte, Druckfestigkeit, Wärmedämmung und Schalldämmverhalten.

• Welche Bedeutung hat das Steinformat im Bezug auf das Baurichtmaß?

  • Das Baurichtmaß ist das theoretische Maß inklusive Fugen. Es bestimmt die Länge und Höhe der Bauteile, das Steinformat wird daran angepasst, um passgenaues Mauern zu ermöglichen.

• Welche Lagerfugendicken gelten bei DF- und NF-Formaten?

  • Bei NF (Normalformat) beträgt die typische Lagerfugendicke etwa 12 mm, bei DF (Dünnformat) ebenfalls ca. 12 mm. Die Fuge ist fester Bestandteil des modularen Aufbaus im Mauerwerksbau.

• Wie werden Mauersteine klassifiziert?

  • Sie werden nach Druckfestigkeit, Rohdichte und Form klassifiziert. Beispiele sind: LD (Low Density), HD (High Density), Ziegelklasse 12 oder 20, jeweils in N/mm² angegeben.

• Was ist die Faustformel für Mauersteineigenschaften?

  • Faustregel: Je höher die Rohdichte eines Steins, desto besser seine Festigkeit und Schallschutz – aber desto schlechter die Wärmedämmung.

• Welche Aufgaben erfüllt der Putz?

  • Putz schützt das Mauerwerk vor Feuchtigkeit, gleicht Unebenheiten aus und sorgt für ein ästhetisches Erscheinungsbild. Er kann auch wärmedämmende und schallschützende Funktionen übernehmen.

• Welche Arten von Putzmörtel gibt es?

  • Es gibt Grundputz, Oberputz und Spezialputze. Sie werden nach Anwendung und Zusammensetzung unterschieden – z. B. Gipsputz, Kalkputz, Zementputz oder Leichtputz.

• Wofür eignen sich verschiedene Bindemittel im Putz?

  • Kalk eignet sich gut für Feuchträume und diffusionsoffene Schichten, Zement für belastbare, feuchtebeständige Anwendungen. Gips ist innen ideal, jedoch nicht für dauerhafte Feuchte geeignet.

• Was ist ein Wärmedämmverbundsystem (WDVS)?

  • Ein WDVS besteht aus Dämmstoffplatten, Kleber, Armierungsschicht und Oberputz. Es wird außen auf die Wand aufgebracht und verbessert die Energieeffizienz erheblich.

• Wie werden Mörtelklassen nach ihrer Festigkeit bestimmt?

  Die Mörtelklasse ergibt sich aus der charakteristischen Druckfestigkeit in N/mm².

  Beispiel:

  Mörtelklasse M5 → Druckfestigkeit ≥ 5 N/mm²

  M10 → ≥ 10 N/mm²

VL 4 Mauerwerk Dr.Meyer

• Was versteht man unter Mauerwerk?

  • Mauerwerk ist ein aus einzelnen Steinen und Mörtel zusammengesetzter Wandbaustoff. Es entsteht durch das Vermauern von künstlichen oder natürlichen Steinen und dient als tragendes oder nichttragendes Bauteil.

• Warum ist Mauerwerk heute noch relevant im Bauwesen?

  • Es ist wirtschaftlich, robust, nachhaltig und einfach nachzuweisen. Im Wohnungsbau ist Mauerwerk der mit Abstand meistverwendete Wandbaustoff in Deutschland.

• Welche Bauweisen mit Mauerwerk gibt es?

  • Man unterscheidet monolithische Wände, zusätzlich gedämmte Außenwände (z. B. mit WDVS) und zweischalige Außenwände mit Vormauerung oder Luftschicht.

• Was ist eine monolithische Wandkonstruktion?

  • Diese besteht nur aus einem einzigen Wandbaustoff, meist einem hochwärmedämmenden Ziegel. Sie benötigt keine zusätzliche Dämmschicht.

• Wie funktioniert ein Wärmedämmverbundsystem (WDVS)?

  • Es wird außen auf eine massive Wand aufgebracht und besteht aus Dämmplatten, Kleber, Armierungsschicht und Oberputz. Ziel ist eine sehr gute Dämmwirkung.

• Was ist eine zweischalige Außenwand?

  • Sie besteht aus einer tragenden Innenschale und einer vorgesetzten Außenschale, oft mit Luftschicht oder Dämmung dazwischen. Typisch für Verblendmauerwerk.

• Welche Steinarten für Mauerwerk sind in Deutschland genormt?

  • Mauerziegel, Kalksandstein, Leichtbetonstein und Porenbeton. Alle sind nach DIN EN 771 mit spezifischer nationaler Ergänzungsnorm definiert.

• Was sind typische Maße moderner Mauerziegel?

  • Sie orientieren sich am Normalformat NF mit ca. 71 x 115 x 240 mm. Wärmedämmziegel wiegen maximal 25 kg und sind oft großformatig für rationelles Bauen.

• Welche Vorteile bietet serielles Bauen mit Mauertafeln?

  • Es spart Zeit und steigert die Qualität, da große Wandflächen industriell vorgefertigt werden. Auch Robotik und PU-Kleber können zum Einsatz kommen.

• Wie werden Mauerziegel hergestellt?

  • In mehreren Schritten: Abbau, Aufbereitung, Porosierung, Formen, Trocknen und Brennen. Ziel ist ein keramisch gebundener, langlebiger Baustoff.

• Wieso muss man Ziegel brennen?

  • Erst das Brennen bei 850–1050 °C macht den Ziegel dauerhaft, wasserfest und tragfähig. Es entsteht ein keramischer Verbund, der für die Festigkeit entscheidend ist.

• Welche klimafreundlichen Technologien gibt es in der Ziegelherstellung?

  • Elektroöfen, Wasserstoffbefeuerung, Wärmepumpen und CO₂-freier Strom sind zentrale Ansätze. Ziel ist Klimaneutralität bis 2050.

• Was ist der Vorteil von gefüllten Ziegeln?

  • Dämmstofffüllungen verbessern die Wärmedämmung erheblich. Sie haften formschlüssig im Ziegel und lassen sich bei richtiger Sortierung recyceln.

• Welche Mörtelarten werden im Mauerwerksbau verwendet?

  • Dünnbettmörtel, Normalmauermörtel und Leichtmauermörtel. Sie unterscheiden sich in Konsistenz, Festigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Fugenstärke.

• Wann verwendet man Dünnbettmörtel?

  • Bei Plansteinen mit sehr geringen Maßtoleranzen. Die Fugendicke beträgt nur 1–3 mm und ermöglicht eine präzise, wärmebrückenarme Ausführung.

• Was ist bei der Anlegeschicht zu beachten?

  • Sie muss mit Normalmörtel M10 erstellt werden, um Unebenheiten auszugleichen. Das ist vor allem beim Einsatz von Dünnbettmörtel entscheidend.

• Wie wird das Mauerwerk im Dünnbettverfahren hergestellt?

  • Lagerfugen werden sehr dünn (1–3 mm) ausgeführt, Stoßfugen meist unvermörtelt. Die Steine greifen durch Nut und Feder ineinander.

• Was bedeutet das Überbindemaß bei Mauerwerk?

  • Es gibt an, wie weit die Stoßfugen in aufeinanderfolgenden Reihen versetzt sind. In Deutschland gilt ü ≥ 0,4 * Steinhöhe, also z. B. 100 mm bei h = 249 mm.

• Warum ist die Dämmung der Deckenstirn wichtig?

  • Sie verhindert Wärmebrücken im Bereich Wand-Decke. Gleichzeitig spielt die Auflagertiefe eine wichtige Rolle für die Tragfähigkeit.

• Welche Aufgaben hat Außenputz im Mauerwerksbau?

  • Er schützt das Mauerwerk vor Feuchte und Witterung. Zudem sorgt er für ein gleichmäßiges Erscheinungsbild und kann dämmende Funktionen übernehmen.

VL 5 Mörtel

• Was ist Mörtel laut Definition?

  • Mörtel ist ein Gemisch aus Bindemittel, Zuschlagstoffen, Wasser und ggf. Zusatzmitteln. Er wird zur Herstellung dünner Schichten wie Putz, Estrich oder Mauermörtel verwendet und darf ein Größtkorn von maximal 4 mm enthalten.

• Wie unterscheidet sich Mörtel von Beton?

  • Beton enthält größere Gesteinskörnungen (über 4 mm) und wird zur Herstellung massiver Bauteile eingesetzt. Mörtel hingegen dient zur Oberflächenbearbeitung, Verbindung oder Reparatur.

• Welche Hauptarten von Mörtel gibt es nach Verwendung?

  • Putzmörtel, Mauermörtel, Estrichmörtel und Sondermörtel. Sie unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung und ihrem Einsatzgebiet.

• Was ist Werkmörtel und was ist Baustellenmörtel?

  • Werkmörtel wird industriell vorgemischt und auf Qualität geprüft, z. B. als Trockenmörtel oder Silomörtel. Baustellenmörtel wird vor Ort nach Rezept angemischt.

• Was versteht man unter hydraulischen Mörteln?

  • Hydraulische Mörtel binden auch unter Wasser oder in feuchter Umgebung ab. Typische Beispiele sind Zementmörtel und Kalk-Zementmörtel.

• Welche Anforderungen werden an Frischmörtel gestellt?

  • Frischmörtel muss eine passende Konsistenz, ausreichende Verarbeitungszeit (Korrigierzeit), sowie einen geeigneten Luftporengehalt und Frischrohdichte aufweisen.

• Welche Eigenschaften sind bei Festmörtel wichtig?

  • Festmörtel wird auf Druckfestigkeit, E-Modul, Biegezugfestigkeit, Haftzugfestigkeit und kapillare Wasseraufnahme geprüft.

• Was ist kapillare Wasseraufnahme und warum ist sie relevant?

  • Sie beschreibt, wie viel Wasser ein Mörtel über seine Poren aufnimmt. Besonders bei Putz- und Fugmörteln ist sie wichtig für den Witterungsschutz und die Dauerhaftigkeit.

• Was ist Estrich und wofür wird er verwendet?

  • Estrich gleicht Unebenheiten aus, trägt Bodenbeläge und verteilt Lasten. Er kann auch als Heizestrich oder Nutzschicht eingesetzt werden.

• Welche Bindemittelarten gibt es für Estrich?

  • Zement, Calciumsulfat, Magnesia, Bitumen (Gussasphalt) und Kunstharze. Sie beeinflussen u. a. Wasserbeständigkeit, Festigkeit und Trocknungszeit.

• Was ist ein Zementestrich (CT)?

  • Ein hydraulisch erhärtender Estrich, der wasserbeständig ist. Er benötigt Nachbehandlung und erreicht die Belegreife meist nach 3 Wochen.

• Was ist ein Calciumsulfatestrich (CA)?

  • Ein Estrich mit Gips als Bindemittel, der nicht wasserbeständig ist. Er kann fugenlos auf großen Flächen eingebaut werden und schwindet kaum.

• Welche Aufgaben hat ein Heizestrich?

  • Er verteilt, speichert und überträgt Wärme von Heizleitungen an die Raumluft. Gleichzeitig dient er der Lastverteilung und darf keine Schallbrücken aufweisen.

• Was versteht man unter Haftzugfestigkeit?

  • Die Haftzugfestigkeit beschreibt, wie gut der Mörtel an einem Untergrund haftet. Sie wird durch Aufkleben und Herausziehen eines Stempels auf einem Prüfkörper gemessen.

• Welche Sondermörtel gibt es und wofür werden sie verwendet?

  • Instandsetzungsmörtel (RM, SRM, PRM), Vergussmörtel, Einpressmörtel und Klebemörtel. Sie kommen bei Reparaturen, Fundamenten, Verankerungen oder Verklebungen zum Einsatz.

• Wie wird die kapillare Wasseraufnahme von Mörtel berechnet?

  Die kapillare Wasseraufnahme beschreibt die Fähigkeit eines Mörtels, Wasser über Kapillaren aufzunehmen.

  Formel:

  W = (m2 - m1) / A

  Wasseraufnahme W in kg/m²

  m1 = Anfangsgewicht, m2 = Gewicht nach Wasseraufnahme, A = Probenfläche

• Wie wird die Haftzugfestigkeit eines Mörtels bestimmt?

  Die Haftzugfestigkeit gibt an, wie gut ein Mörtel am Untergrund haftet.

  Formel:

  fH = F / A

  fH in N/mm²

  F = maximale Zugkraft beim Herausziehen, A = Fläche des Stempels

• Wie wird die Biegezugfestigkeit eines Mörtels bestimmt?

  Die Biegezugfestigkeit beschreibt die Spannungsaufnahme bei Biegung bis zum Bruch.

  Typische Versuchsanordnung:

  3-Punkt-Biegung mit prismatischer Probe

  Formel:

  fB = (3 F l) / (2 b h²)

  fB in N/mm²

  F = Bruchkraft, l = Stützweite, b = Probenbreite, h = Probenhöhe

VL 6 Metalle I + VL 7 Metalle II

• Welche Hauptgruppen von Metallen werden unterschieden?

  • Man unterscheidet Eisenmetalle (z. B. Stahl, Gusseisen) und Nichteisenmetalle (z. B. Aluminium, Kupfer, Zink). Sie unterscheiden sich in Dichte, Korrosionsverhalten, Festigkeit und Leitfähigkeit.

• Was ist der Unterschied zwischen Stahl und Gusseisen?

  • Stahl enthält unter 2 % Kohlenstoff, ist verformbar und schweißbar. Gusseisen enthält mehr als 2 % Kohlenstoff, ist spröder, aber gut gießbar.

• Wie läuft die Stahlherstellung im Hochofenprozess ab?

  • Eisenerz wird mit Koks und Zuschlägen reduziert und es entsteht Roheisen. Dieses wird im Konverter durch Frischen in Stahl umgewandelt.

• Was bewirkt der Frischprozess?

  • Dabei werden unerwünschte Begleitelemente wie Kohlenstoff, Silizium und Phosphor entfernt. Ziel ist die Herstellung von reinem, verformbarem Stahl.

• Welche Wirkung haben Legierungselemente in Stahl?

  • Sie verbessern gezielt Eigenschaften: z. B. Chrom für Korrosionsschutz, Mangan für Festigkeit oder Nickel für Zähigkeit. So entstehen hochfeste oder rostfreie Stähle.

• Wie beeinflusst der Kohlenstoffgehalt das Materialverhalten?

  • Je höher der Kohlenstoffgehalt, desto härter und spröder das Material. Bei niedrigen Gehalten ist Stahl zäh und gut verformbar.

• Was bedeutet die Bezeichnung S235 oder S355 bei Baustahl?

  • „S“ steht für Stahl im Bauwesen. Die Zahl gibt die Mindeststreckgrenze in N/mm² an – z. B. 355 bei S355.

• Welche Eigenschaften zeichnen unlegierten Baustahl aus?

  • Er ist gut schweißbar, wirtschaftlich, zäh und besitzt eine definierte Streckgrenze. Er eignet sich besonders für tragende Bauteile.

• Was zeigt ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm im Zugversuch?

  • Es beschreibt, wie sich ein Werkstoff bei Zugbeanspruchung verhält. Man erkennt Elastizitätsgrenze, Streckgrenze, Zugfestigkeit und Bruchdehnung.

• Was ist die Streckgrenze eines Metalls?

  • Die Streckgrenze ist die Spannung, bei der der Werkstoff dauerhaft plastisch wird. Sie ist ein wichtiges Maß für Tragfähigkeit bei Stahl.

• Welche Kennwerte erhält man aus einem Zugversuch?

  • Elastizitätsmodul, Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Brucheinschnürung. Sie charakterisieren das Deformations- und Festigkeitsverhalten.

• Was ist der Elastizitätsmodul?

  • Er beschreibt die Steifigkeit eines Werkstoffs. Je höher der E-Modul, desto weniger dehnt sich das Material bei Spannung.

• Wie funktioniert der Pendelschlagversuch?

  • Ein Pendel trifft auf eine gekerbte Probe. Die aufgewendete Energie bis zum Bruch zeigt die Zähigkeit, besonders bei tiefen Temperaturen.

• Was ist Kaltverfestigung?

  • Bei plastischer Verformung steigt die Versetzungsdichte im Gefüge. Dadurch wird der Werkstoff härter und fester, aber weniger verformbar.

• Was versteht man unter Vergüten?

  • Vergüten ist eine Wärmebehandlung aus Härten und Anlassen. Sie bringt hohe Festigkeit bei gleichzeitig ausreichender Zähigkeit.

• Was bedeutet Sprödbruch?

  • Beim Sprödbruch erfolgt die Trennung ohne erkennbare plastische Verformung. Er tritt oft bei tiefen Temperaturen oder Kerben auf.

• Was ist Korrosion und welche Arten gibt es?

  • Korrosion ist die Reaktion eines Metalls mit der Umgebung. Typische Formen sind gleichmäßige Flächenkorrosion, Lochkorrosion, Spannungsrisskorrosion und Kontaktkorrosion.

• Wie lässt sich Stahl vor Korrosion schützen?

  • Durch Beschichtungen (z. B. Zink, Farbe), Legieren mit Chrom oder Edelstahl, kathodischen Schutz oder konstruktiven Korrosionsschutz (z. B. Wasserablauf).

• Warum ist Korrosion bei Bewehrungsstahl besonders kritisch?

  • Durch Rissbildung und Querschnittsverlust verringert sich die Tragfähigkeit. Korrosion im Beton ist oft schwer sichtbar, aber gefährlich für die Dauerhaftigkeit.

• Wie wirkt sich hohe Temperatur auf Stahl aus?

  • Ab ca. 500 °C verliert Stahl deutlich an Festigkeit. Ohne Schutz kann er bei Bränden versagen – z. B. durch Durchbiegung oder Knicken.

• Was ist Spannstahl und wie unterscheidet er sich von Bewehrungsstahl?

  • Spannstahl besitzt höhere Festigkeit und wird vorgespannt eingebaut. Bewehrungsstahl hingegen ist normal duktil und wird ohne Vorspannung eingesetzt.

• Welche Verfahren gibt es zur Formgebung von Metallen?

  • Gießen, Walzen, Schmieden, Tiefziehen, Biegen, Strangpressen und Schweißen. Die Auswahl hängt von Bauteilgröße, Form und gewünschter Eigenschaft ab.

• Warum ist Schweißen bei hochfesten Stählen kritisch?

  • Es kann zu Gefügeänderungen und Rissbildung führen. Manche Stähle benötigen vor- oder nachwärmen, spezielle Elektroden oder Schweißtechniken.

• Formel – Technische Spannung (Zugversuch)

  σ = F / A σ = Spannung in N/mm² F = aufgebrachte Kraft in N A = Anfangsquerschnitt in mm²

• Elastizitätsmodul (E-Modul)

  E = σ / ε

  E = Elastizitätsmodul in N/mm²

  σ = Spannung, ε = Dehnung (dimensionslos, z. B. 0,002)

• Formel – Dehnung (ε)

  ε = Δl / l0

  ε = Dehnung (dimensionslos)

  Δl = Längenänderung, l0 = Anfangslänge

• Pendelschlagarbeit (vereinfacht):

  KV = Energie / Querschnittsfläche

  Einheit: J/cm²

VL 8 Glas

• Was ist Glas aus werkstofftechnischer Sicht?

  • Glas ist ein amorphes, anorganisches Schmelzprodukt, das beim Abkühlen ohne Kristallisation erstarrt. Es besitzt keine regelmäßige Kristallstruktur und hat dadurch besondere optische und mechanische Eigenschaften.

• Wie ist Kalk-Natron-Glas zusammengesetzt?

  • Es enthält etwa 70 % Quarzsand, 15 % Soda (Na2CO₃), 10 % Kalk (CaCO₃) und 5 % weitere Bestandteile wie Alkalioxide. Diese Mischung ergibt ein kostengünstiges, gut verarbeitbares Fensterglas.

• Was bedeutet „amorph“ in Bezug auf Glas?

  • Amorph heißt, dass die Atome ungeordnet vorliegen – im Gegensatz zur regelmäßigen Struktur eines Kristalls. Diese Unordnung entsteht durch schnelles Abkühlen ohne Zeit zur Kristallisation.

• Welche Werkstoffeigenschaften zeichnen Glas aus?

  • Glas ist transparent, chemisch beständig, wasser- und luftdicht, elektrisch isolierend, UV-stabil und nicht brennbar. Es ist jedoch spröde und empfindlich gegenüber Schlag- oder Biegebeanspruchung.

• Warum gilt Glas als spröder Werkstoff?

  • Aufgrund mikroskopischer Oberflächenfehler kommt es bei Glas ohne erkennbare plastische Verformung zum plötzlichen Bruch. Es zeigt kaum Warnverhalten wie Metalle.

• Warum ist die reale Festigkeit von Glas so viel niedriger als die theoretische?

  • Theoretisch liegt die Zugfestigkeit bei 5000–8000 N/mm², real aber nur bei etwa 120 N/mm² (ESG). Mikrorisse und Defekte an der Oberfläche begrenzen die tatsächliche Festigkeit stark.

• Was ist der Unterschied zwischen ESG und TVG?

  • Einscheibensicherheitsglas (ESG) zerfällt bei Bruch in kleine, stumpfe Stücke. Teilvorgespanntes Glas (TVG) ist weniger vorgespannt und bildet bei Bruch größere, nicht splitternde Stücke – ideal für Verbundglas.

• Was ist der Vorteil von ESG gegenüber normalem Floatglas?

  • ESG hat eine deutlich höhere Biege- und Schlagfestigkeit. Bei Bruch entstehen stumpfe Bruchstücke, wodurch die Verletzungsgefahr deutlich sinkt.

• Wie funktioniert das Vorspannen von Glas?

  • ESG wird erhitzt und dann oberflächengekühlt. Dadurch entsteht Druckspannung an der Oberfläche und Zugspannung im Kern – das macht das Glas widerstandsfähiger.

• Welche Funktion hat Verbundsicherheitsglas (VSG)?

  • VSG besteht aus zwei Glasscheiben und einer reißfesten Folie. Bei Bruch bleiben die Bruchstücke an der Folie haften – das verhindert Durchfallen oder Verletzungen.

• Was ist der Aufbau einer Isolierverglasung?

  • Zwei oder mehr Glasscheiben werden durch Abstandhalter getrennt, der Scheibenzwischenraum ist mit Edelgas gefüllt. Der Randverbund sorgt für Luftdichtigkeit und Wärmeschutz.

• Warum wird Edelgas (z. B. Argon) in Isolierverglasungen verwendet?

  • Edelgase leiten Wärme schlechter als Luft. Sie verbessern den Wärmeschutz der Verglasung, ohne die Lichtdurchlässigkeit zu beeinträchtigen.

• Wie wird die Schallschutzwirkung von Glas verbessert?

  • Durch asymmetrischen Scheibenaufbau, größere Scheibendicken, größere Abstände oder spezielle Verbundfolien. Auch schwere Außenlagen mindern Schallübertragung effektiv.

• Welche Bedeutung hat der Ug-Wert bei Verglasungen?

  • Der Ug-Wert gibt den Wärmedurchgangskoeffizienten des Glases an. Je kleiner der Wert (z. B. 0,6 W/m²K), desto besser ist die Wärmedämmung der Verglasung.

• Welche Arten von Sicherheitsglas gibt es?

  • ESG, TVG und VSG sind die Hauptformen. Sie unterscheiden sich in ihrer Bruchcharakteristik, Energieaufnahme und Eignung für Personen- und Objektschutz.

• Welche Prüfverfahren gibt es für Glasfestigkeit?

  • Biegeversuche (4-Punkt-Biegung), Pendelschlagversuche und Heißlagerungstests. Sie prüfen z. B. Bruchverhalten, Schlagzähigkeit oder Temperaturwechselbeständigkeit.

• Was ist Floatglas und wie wird es hergestellt?

  • Bei der Floatglasherstellung schwimmt die Glasschmelze auf einem Zinnbad. Dort entsteht eine perfekt ebene Oberfläche. Danach wird das Glas kontrolliert abgekühlt und zugeschnitten.

• Warum ist der Randverbund bei Isolierglas so wichtig?

  • Er sorgt für die dauerhafte Dichtigkeit des Zwischenraums. Schäden oder Undichtigkeiten führen zu Kondensat und Wärmeverlust.

• Welche Rolle spielt Glas im modernen Bauwesen?

  • Es dient als Lichtquelle, Wärmeschutz, Schallschutz, Absturzsicherung, Gestaltungselement und teilweise auch als tragendes Bauteil – etwa in Fassaden oder Treppen.

• Welche Grenzen hat Glas als Konstruktionswerkstoff?

  • Es ist spröde, rissanfällig, nicht formbar und erfordert spezielle Befestigungen. Schutz gegen Kantenbruch, Schläge und Temperaturwechsel ist notwendig.

• Wie lässt sich die Bruchsicherheit von Glasbauteilen erhöhen?

  • Durch Verbundgläser, Vorspannen, bruchsichere Lagerung, Kantenbearbeitung und sorgfältige Montage mit elastischen Lagerungen. Auch redundante Auslegung hilft.

• Welche Arten von strukturellem Glasbau gibt es?

  • Punktgehaltenes Glas, Structural-Glazing, Ganzglasfassaden oder Glasdächer. Diese Konstruktionen verlangen exakte Planung, Sicherheitsreserven und Nachweise.

• Was ist Thermisch Vorspannen?

  • Glas wird auf etwa 620 °C erhitzt und dann mit Luftstößen schnell abgekühlt. Die Oberfläche erhält Druckspannung, was die Biege- und Stoßfestigkeit stark erhöht.

• Was bedeutet "bruchmechanische Festigkeit" bei Glas?

  • Sie beschreibt, wie ein vorhandener Riss das Materialversagen beeinflusst. Glas versagt immer durch vorhandene Mikrorisse – nicht durch Überschreitung der theoretischen Festigkeit.

• Was ist der Hauptunterschied zwischen Glas und Kunststoff?

  • Glas ist nicht brennbar, UV-stabil und formstabil, aber spröde. Kunststoff ist leichter, formbarer und stoßfester, dafür aber empfindlich gegen UV und Wärme.

• Biegezugfestigkeit bei Glas (4-Punkt-Biegung)

  σ = (3 F L) / (2 b h²)

  σ = Biegespannung (N/mm²),

  F = Kraft (N), L = Stützweite, b = Breite, h = Dicke

• Zugspannung in ESG bei Bruch

  σ ≈ 120 N/mm² (realistisch), theoretisch bis zu 8000 N/mm²

• Wärmedurchgangskoeffizient Ug-Wert

  Ug = W/m²K

  → Maß für den Wärmestrom durch 1 m² Glas bei 1 K Temperaturdifferenz