Grundlagen der Materialien: Klassifizierung, Kriterien & Eigenschaften

Materialherkunft und Klassifizierung

1. Natürliche Materialien

Natürliche Materialien werden direkt in der Natur gefunden und können entweder unverändert eingesetzt werden oder erfordern lediglich einfache Auswahl- und Verarbeitungsschritte, ohne dass ihre molekulare Struktur verändert oder beeinträchtigt wird. Beispiele hierfür sind Sand, Lehm, Holz und Kies.

2. Künstliche Materialien

Künstliche Materialien entstehen durch industrielle Prozesse, bei denen ihre Zusammensetzung, Struktur und andere Eigenschaften verändert werden, bevor sie in einem Bauwerk Anwendung finden. Beispiele sind keramische Produkte, Bindemittel oder Holzfaserwerkstoffe.

3. Kombinierte Materialien

Kombinierte Materialien entstehen aus der Verbindung von natürlichen und künstlichen Stoffen. Beispiele hierfür sind Beton, Mörtel, Metalllegierungen und Fiberglas.

Grundlegende und Verbundmaterialien

1. Grundlegende Materialien

Grundlegende Materialien durchlaufen in der Regel nur eine Gewinnungsstufe, sei es aus natürlichen oder künstlichen Quellen. Beispiele: Sand, Bindemittel, Kies, Holz, Metalle, Keramiken.

2. Verbundmaterialien

Für Verbundmaterialien gibt es keine allgemeingültige Regel bezüglich der Anzahl der Verarbeitungsschritte. Es ist jedoch bekannt, dass Verbundmaterialien aus der Kombination verschiedener Materialien entstehen. Beispiele: Beton, Mörtel, Metalllegierungen.

Wichtige Kriterien für Materialien

Bei der Auswahl und Anwendung von Materialien sind drei Hauptkriterien zu beachten:

1. Technische Kriterien

• Standardisierte Formen: Materialien müssen bestimmten Normen und Toleranzen entsprechen.
• Variabilität: Die Grenzen der Materialeigenschaften müssen bekannt sein.
• Normenkonformität: Es ist unerlässlich, die Richtlinien relevanter Normen (z.B. NBR) zu beachten.

2. Wirtschaftliche Kriterien

• Materialwert: Qualität und Quantität der Materialien.
• Kosten: Kosten für die Beschaffung, Verarbeitung und den Einbau des Materials.
• Ressourcen: Berücksichtigung von Anlagen und Werkzeugen.

Diese Kriterien sind sowohl für dauerhafte Bauwerke als auch für temporäre Konstruktionen relevant.

3. Ästhetische Kriterien

• Materialart: Die visuelle Beschaffenheit des Materials.
• Verarbeitung: Art der Bearbeitung und Anwendung.
• Oberfläche & Pflege: Oberflächenbehandlung, Konservierung und Hygiene.
• Erscheinungsbild: Gesamtwirkung, Farben und Anordnung.

Haupteigenschaften der Materie

1. Ausdehnung (Volumen)

Jeder Körper nimmt einen bestimmten Raum ein.

2. Undurchdringlichkeit

Zwei oder mehr Körper können nicht gleichzeitig denselben Raum einnehmen.

3. Trägheit

Der anfängliche Zustand der Ruhe oder Bewegung eines Körpers kann nicht ohne äußere Einwirkung verändert werden.

4. Anziehung

Materie zieht Materie an, gemäß dem Gesetz der Massenanziehung.

5. Porosität

Die Eigenschaft der Materie, nicht durchgehend dicht zu sein, sondern Lücken (Poren) zwischen ihren Teilchen aufzuweisen.

6. Teilbarkeit

Die Eigenschaft der Materie, in kleinere Teile zerlegt werden zu können.

7. Unzerstörbarkeit

Die Eigenschaft der Materie, nicht zerstört, sondern lediglich umgewandelt werden zu können (Energieerhaltungssatz).