Grundlagen zu Beton, Kapillarität und physikalischen Kräften

Betonbezeichnungen

• C: Konkreter Beton
• 25/30: Druckfestigkeit in N/mm²
• F3: Konsistenzklasse
• FM: Fließmittel
• XD2: Expositionsklasse
• Sieblinie: Kornzusammensetzung
• w/z-Wert: Wasser-Zement-Verhältnis

Die Kapillarität

Kapillarwirkung

• Adhäsionskraft: Beschreibt die Anziehungskräfte zwischen Molekülen unterschiedlichen Typs.
• Kohäsionskraft: Beschreibt die Anziehungskräfte zwischen Molekülen gleichen Typs.

A = Adhäsion: Anhangskraft zwischen verschiedenen Stoffen.

K = Kohäsion: Zusammenhangskraft innerhalb eines Stoffes oder Stoffgemischs.

S = Schwerkraft: Erdanziehungskraft.

Physikalischer Prozess der Kapillarität

Der Adhäsionsbereich hängt nur vom Material ab, nicht von der Porengröße. Je kleiner das Röhrchen (die Pore), desto geringer wird die Gewichtskraft (wenig Wassergewicht) und dadurch überwiegt die Adhäsionskraft. Das Wasser steigt nach oben. Dieser physikalische Vorgang wird als Kapillarität bezeichnet.

Einfluss der Kapillarität

Je dichter der Baustoff ist, desto weniger Poren hat er und umso geringer ist seine Kapillarität. Je kleiner die Poren sind und je größer ihre Anzahl, desto größer ist auch die Kapillarität.

Haarröhrchenwirkung

Der Boden besteht aus Körnern mit sehr unterschiedlichen Größen. Zwischen diesen Körnern befinden sich Hohlräume, die in Verbindung miteinander stehen. Sie bilden ein Netz von Porenkanälen (vergleichbar einem Schwamm).

Wenn diese Porenkanäle haarfein sind (Durchmesser kleiner als 0,1 mm), wirken Adhäsions- und Kohäsionskräfte so zusammen, dass Wasser entgegen der Schwerkraft hochsteigen kann. Dieser Vorgang wird als Kapillarität oder Haarröhrchenwirkung bezeichnet. Die Korngröße des Bodens beeinflusst die Kapillarität. Bis zu einer Korngröße von ca. 2 mm entsteht im Boden eine Kapillarwirkung.

Fragen

1. Was versteht man unter Kohäsion? Kohäsion ist die Anziehungskraft zwischen den Molekülen eines Stoffes.
2. Welches deutsche Wort kann für Kohäsion verwendet werden? Zusammenhangskraft.
3. Welche Stoffe besitzen große Kohäsion? Stoffe mit hoher Dichte und geringem Abstand der Moleküle.
4. Was versteht man unter Adhäsion? Die Anziehungskraft zwischen den Molekülen verschiedener Stoffe.
5. Welches deutsche Wort kann für Adhäsion verwendet werden? Haftung.
6. Wie unterscheidet sich Adhäsion von Kohäsion? Adhäsion wirkt zwischen zwei Stoffen, Kohäsion innerhalb eines Stoffes.
7. Nennen Sie Beispiele für Adhäsion: Farbe an der Wand, Wasser an der Glaswand, Mörtel auf Mauerstein.
8. Auf welche Weise kann Adhäsion verhindert werden? Z. B. durch Öl auf einer Schaltafel; das Öl verhindert die Adhäsion des Betons an der Schaltafel.
9. Erklären Sie die Wirkung von Kohäsion und Adhäsion: Beide Kräfte wirken durch die Anziehungskraft der Moleküle aneinander.
10. Was versteht man unter Kapillarität? Das Hochsteigen von Wasser in engen Röhren.
11. Welches deutsche Wort kann für Kapillarität verwendet werden? Haarröhrchenwirkung.
12. Unter welchen Voraussetzungen tritt Kapillarität auf? Wenn enge Hohlräume vorhanden sind.
13. Wann wirkt Kapillarität am stärksten? In Stoffen mit sehr engen „Röhrchen“.
14. Warum kann Kapillarität im Bauwesen gefährlich sein? Baustoffe werden feucht, was zu Schimmel, Frostschäden und Schädlingsbefall führen kann.
15. Wie kann die Wirkung von Kapillarität ausgeschaltet werden? Durch Trennschichten wird das Aufsteigen von Wasser verhindert.