Baustoff-Metall Zusammenfassung PDF

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Der ganze Inhalt der VO Metall zusammengefasst....

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METALLISCHE WERKSTOFE  Gusseisen: spröde, nicht schmiedbar, Kohlenstoffgehalt zwischen 2-5%, Verwendung für Abflussrohre, Heizkörper und Badewannen, aus Temperguss werden Kanaldeckel, für Aussteifungen wird Gusseisen mit Kugelgraphit verwendet (GJS)  Stahl: Eisenwerkstoff mit Kohlenstoffgehalt von weniger als 2%, dadurch besser schmiedbar und weniger spröder, aber höherer Schmelzpunkt. Baustahl hat nur 0.2% Kohlenstoff, noch höhere Duktilität. Wird erreicht durch „frischen“ (Sauerstoffblaseverfahren oder Elektrostrahlverfahren) Dichte: 7850 kg/m³ Zugfestigkeit: 310 bis 680 N/mm², Wärmeleitfähigkeit=50 W/m*K o Bewehrungsstahl: für Stahlbeton, warmgewalzter und gerippter Stabstahl (für besseren Verbund mit umgebenden Beton, führt zu optimaler Kraftübertragung)7 Spannstahl: hochfester Stahl zum Vorspannen, mit großer elastischen Dehnung o Profilstahl: gewalzter, gezogener oder gepresster Stahl mit demselben Querschnitt über ganze Länge (Profil) I-Profil, IPE-Profil, U-Profil... o Wetterfester Stahl: niedriglegierter Stahl mit geringen Zusätzen an Chrom und Kupfer. Bildet Sperrschicht durch Witterung (stabile oxydische Deckschicht durch Korrosion). Wanddickenzuschläge beim Einbau zu berücksichtigen. Rostbelastetes Wasser kann abtropfen, auf Verunreinigung von Bauwerk achten! CORTEN-Stahl WU Wien  Edelstahl: Legierung mit min. 10% Chrom. Kohlenstoffgehalt unter 1.2%. Energieeinsatz bei Herstellung höher als bei Stahl. Kann gebürstet, geschliffen, geschrubbt, geprägt, hochglanzpoliert, oder geätzt werden. Bildet unter Normalbedingungen eine schützende Passivschicht. Für Fassaden, Dachflächen, Rohre, Geländer, Kücheneinrichtungen und Beschläge. Erhöhte Beständigkeit gegen Korrosion und Stahl.  Aluminium: dritthäufigste Element und weltweit verbreiteter Metall, wiegt bei gleicher Festigkeit von Stahl nur 1/3 davon. Rohstoff ist Bauxit (4t Bauxit ergeben 1t Aluminium), nach Abbau im Tagebau wird in einer Natronlauge das Aluminiumhydroxid von den anderen Erzbestandteilen (=Rotschlamm) getrennt. Bei 1200° zu Aluminiumoxid verarbeitet (Schmelzpunkt durch Kryolith gesenkt). Dann bei 1000° und 30.000-100.000 Ampere Aluminium gewonnen. Insgesamt sehr hoher Energieeinsatz (Aluminium-Preis zu 40% Energiekosten)! Doppelt so hoher Längenausdehnungskoeffizient zu Stahl, bei Einbau beachten! Korrodiert an Luft sofort und bildet Schutzschicht (sehr dauerhaft). Wärmeleitfähigkeit=236 W/m*K o Verarbeitung: kann gefräst, gesägt und gebohrt werden. Ist leicht, beliebig formbar, gut bearbeitbar und polierbar. Verformen durch Walzen, Strecken, Pressen, Ziehen, Schmieden und Stauchen. Schweißen nur unter Ausschluss von Sauerstoff (wegen sofortiger Bildung von Oxidschicht). ELOXIEREN, Methode um die Oxidschicht künstlich um ein Vielfaches zu verstärken. Frischer Mörtel und Beton greift Aluminium an (Schutz notwendig). Zerstörungsgefahr durch elektrolytische Korrosionsvorgänge mit anderen Metallen (Zusammenbau vermeiden). o Anwendung: wichtigste Anwendung von Aluminium im Bauwesen (meistens Legierungen) sind Strangpressprofile für Unterkonstruktionen und Fenster dar. Weitere Anwendung als geformte Bleche für Fassaden und Dächer, sowie

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Aluminiumfolien zur Bauwerksabdichtung und Aluminiumschäume (gute Schalldämmeigenschaften). Blei: Nach Aluminium das häufigste Metall, Nichteisenmettal mit sehr hoher Dichte (Schwermetall) = 11300kg/m³; geringe Zugfestigkeit und große temperaturabhängige Längenänderung; absorbiert Schallwellen, Röntgen- und radioaktive Strahlung, giftig, wird wie Alu. von frischem Mörtel und Beton angegriffen; sehr weich und kalt verformbar; lässt sich walzen hämmern gießen löten schweißen. Anwendung als Bleche für Dachdeckungen und Fassaden, jedoch toxische Wirkung kann in Grundwasser gelangen! o Herstellung: Gemahlene und abgebaute Erz unter Wasser aufgeschäumt und mit Luft durchgast um Metallverbindungen zu anderen Bestandteilen zu trennen. Anschließend getrocknet und hoher Anteil an sekundären Rohstoffen beigemischt. Benötigt viel Energie und toxischer Bleistaub muss deponiert werden. Zink/Titanzink: 0,095% Titan, 99,85% Zink, Herstellung ähnlich wie Blei, jedoch 30% aus Schrott recycled. Ist witterungsbeständig, durch bilden einer Karbonat-Schicht an der Luft. Lässt sich präzise und kleinteilig gießen. Titanzink ist eine Legierung mit höherer Festigkeit, sowie schweißbar und lötbar und geringerer Wärmedehnung. Anwendung als Titanzinkbleche (im Bauwesen ausschließlich Titanzink) für Fassaden, Dachrinnen und Rohre. Wichtiger Anwendungsbereich ist der Korrosionsschutz für Stahlbauteile (Zink erheblich beständiger durch seine Schutzschicht). Kupfer: Erstes Metall das historisch verwendet wurde, wegen leichten Bearbeitung. Herstellung durch Flotation (Energieaufwendiger Hochofenprozess) wie Blei und Zink. Rotglänzend, sehr beständig, leitet Wärme sehr gut =400 W/m*K, leitet Strom, bildet Korrodierte Schutzschicht (Patina) über 8.Jahre, Vorpatinieren chemisch möglich falls Bauteil schon patiniert eingebaut werden soll. Schlecht zum Gießen und schweißen, jedoch gut kleben und löten. Anwendung als Kupferbleche für Fassaden und Dächer, sowie Abdichtungen da man es mit Bitumen verkleben kann. Ebenfalls geeignet zur Herstellung von Rohren (Heizung) und in der Elektrotechnik. 50% der Produktion aus Recyclingmaterial. Bronze: Legierung aus Kupfer und Zinn (10-20%). Entsteht im Schmelzbad bei 1000°. Härter als Messing und Kupfer, extrem dauerhaft und witterungsbeständig; hohe Korrosionsbeständigkeit und Abriebfestigkeit, dunkle Oberfläche (Patina) die goldglänzend poliert werden kann. Anwendung als Rohrverbindungen, Beschläge und Armaturen. Messing: Legierung aus Kupfer und Zink (55-85%). Sehr korrosionsbeständig, frisch bearbeitbar und poliert goldglänzend, mit der Zeit wird die Oberfläche matt und dunkel (Patina). Gut formbar und kann im Gegensatz zu reinem Kupfer gegossen werden. Anwendung für Anschlussklemmen, Schrauben, Muttern, und Beschläge.

METALLISCHE BAUSTOFFE  Metalle sind Elemente, deren Atome sich untereinander zu einer Kristallstruktur mit freien Elektronen bilden. Sie sind vielkristallin aufgebaut (Glanz). Ausbildung des Gefüges ist für die Festigkeit des Metalls mitbestimmend. Reine Metalle sind aus den Atomen eines Elements und Legierungen aus einem Gemisch. Wegen der Kaltverformbarkeit von reinen Metallen nicht für Bauwesen geeignet (nur Legierungen).

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Eigenschaften: A1 (nicht brennbar) verformen sich aber und benötigen daher einen Brandschutz; hohe Dichten (Leichtmetalle < 4500kg/m³< Schwermetalle), Duktilität (25% Verformung vor Versagen), hoher Schmelzpunkt und gute Formbarkeit, gute elektrische Leiter, glänzende Oberflächen, magnetisches Verhalten, hohe Wärmeleitfähigkeit, Korrosion: (elektro)chemische Reaktion bei den Metallen bei hoher Luftfeuchtigkeit und durch Kontakt mit feuchten Stoffen korrodieren (Rost). Oxidation von Eisen oder Stahl mit Sauerstoff in Gegenwart von Wasser=Bildung lockeres Gefüges mit geringerer Festigkeit und Zunahme der Masse. Elektrochemisch durch Berührung verschiedener Metalle mit einem Elektrolyt (Wasser), das unedlerer Metall zersetzt sich. Fließrichtung in Leitungen immer von unedlen zu edleren Metallen. Als Abtrennung bei Konstruktionen mit verschiedenen Metallen reicht oft Kunststoff. Korrosionsschutz: Kupfer, Blei und Zink bilden an ihren Oberflächen natürliche Schutzschichten, die das Fortschreiten der Korrosion verhindert. o Aktiver Korrosionsschutz: Konstruktionen, die möglichst geringe Angriffsfläche bieten. (günstige Schweißnahtführung) o Passiver Korrosionsschutz: Durch Beschichtungen wie Anstriche, Pulverbeschichtungen oder Verzinkung. (Schutzfette, Schutzöle, Lacke,) Eifelturm wird alle 7 Jahre mit 60t Korrosionsschutz behandelt.

FORMGEBUNG UND VERARBEITUNG  Metallische Bauprodukte: durch gießen (freie Formgebung), walzen (Walzprofile, Bleche), extrudieren(Strangpressen), ziehen (Drähte, Seile), und schäumen (Aluschaum).  Oberflächenbehandlung: Für Korrosionsschutz, um physikalische und chemische Eigenschaften zu verbessern sowie um ein gewünschtes Aussehen zu erzielen. o Feuerverzinken: Korrosionsschutz, durch Eintauchen der Werkstücke in eine Zinkschmelze. Darf danach nicht mehr bearbeitet werden. o Phosphatieren: Korrosionsschutz, Haftvermittlung, Reib- und Verschleißminderung sowie elektrische Isolation, durch Reaktion von Metall mit wässriger Phosphat-Lösung und anschließender Bildung fest haftender Metallphosphaten.  Metallische Halbzeuge: vorgefertigte Rohmaterialformen (verbreitetste Lieferform für Metallwerkstoffe). o Seile: offene Seile(Spiralseile), vollverschlossene Seile (Mantel aus Profildrähten als Witterungsschutz für den Außenbereich) und Rundlitzenseile (für flexible Aufhängungen wie Aufzug) o Strangpressprofile: Umformverfahren zum Herstellen von Stäben, Drähten, Rohren und Profilen (Extrusion). Wirtschaftlich und Möglichkeit auch komplizierter Querschnitte. Eignet sich für alle Metalle, aber vor allen für Aluminium angewendet. o Walzprofile: Durch System von Rollen und Walzen mit hohem Anpressdruck. Durch Weiterverarbeitung entstehen Flacherzeugnisse (Bleche, I-Träger und Hohlprofile) o Bleche: Flaches Walzwerkfertigprodukt aus Metall (meistens 4,5 x 20m) Können noch weiter zugeschnitten, gebogen, gebohrt, geschweißt und geklebt werden.

Profilblech: meist mit statisch wirksamen Profil, Tragvermögen wird bei unwesentlich größerem Materialverbrauch erhöht. (Trapezblech (Stege und Sicken), Wellblech)  Lochblech: Bleche mit Einstanzungen, Wirkungsgrad von Anordnung und Lochform abhängig. o Luftdurchlässige Halbzeuge:  Streckmetalle (Gitter) sind Halbzeuge mit flächigen oft rauten-artigen Öffnungen. Bleche werden aufgeschnitten und anschließend gestreckt, also kein Materialverlust. Ermöglichen flächenstabile Fassadenelemente. Messe, Graz von Riegler Riewe Architekten  Gitterroste: aus Trag- und Füllstäben, die miteinander verpresst/verschweißt werden. Ränder werden mit profilierten Metallband eingefasst und stabilisiert.  Gewebe: Drähte Litze oder Metallseile werden zu Art Netzen mit bis zu 8m Breite gewoben. (Spiralgewebe, Leimwandbindung)  Gelege: Aus ebenen Drahtlagen, die mit punktverschweißten Drahtstößen an den kreuzenden Stellen fixiert sind. Aus verschiedenen Maschenweiten und Materialstärken sowie Werkstoffen erhältlich. o Sandwichelemente: Bestehen aus Schaumkern und zwei metallischen Deckschichten. Meistens Polyethanschaum oder Mineralwolle. Verbund mit Deckschichten durch Haftung oder Verklebung, ergibt hohe Tragfähigkeit und große Steifigkeit bei geringem Eigengewicht. Durch Kern gute Wärmedämmung. Für Innen und Außenbereich. Hohe Planheit, Farbvielfalt, stabil, flexibel, witterungsbeständig, schlag- und bruchfest, schwingungsdämpfend, einfache Montage. ...