Lexikon

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Abrieb

Unter Abrieb (Abrasion) versteht man den durch Gebrauch oder Transport entstandenen Materialverlust an der Oberfläche von Lacken, Geweben und anderen Stoffen. Der Abrieb wird durch mechanische Beanspruchung, beispielsweise Reibung, verursacht und erzeugt meist sehr kleine Partikel (Staub). In der Materialwissenschaft gilt er als Verschleiß. In der Geologie wird die Abtragung durch Wind und Wasser ebenfalls als Abrieb bezeichnet.

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Amorph

In der Physik, wie auch der Chemie, ist amorphes Material ein Stoff, bei dem die Atome keine geordneten Strukturen, sondern ein unregelmäßiges Muster ausbilden und daher nur über eine Nahordnung, nicht aber über eine Fernordnung verfügen. Regelmäßig strukturierte Materialien heißen Kristalle.

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Biegezugfestigkeit

Die Biegezugfestigkeit bezeichnet die maximale aufnehmbare Spannung eines Werkstoffs bei der Beanspruchung auf Biegung. Ist die aufgebrachte Biegespannung an einem Bauteil größer als seine Biegezugfestigkeit, so wird das Gefüge des Werkstoffs zerstört. Dies kann zum statischen Versagen der Konstruktion führen.

Die Biegezugfestigkeit unterscheidet sich bei den meisten Baustoffen signifikant von der Druck- und zentrischen Zugfestigkeit.

Die Biegezugfestigkeit ist der Quotient aus Bruchlast und Querschnittsfläche A eines Probekörpers. Sie wird normalerweise als Kraft pro Fläche (N/mm²) ausgedrückt, hat also die Einheit einer Spannung. Das Formelzeichen für die Biegezugfestigkeit ist ßBZ oder fcb[1]. Die Biegezugfestigkeit kann im Labor mittels 3- oder 4-Punkt-Biegezugversuch bestimmt werden.

 

Bruchdehnung

Die Bruchdehnung (A10) ist ein Materialkennwert, der die bleibende Verlängerung des Bruches, bezogen auf die Anfangsmesslänge, angibt. Die Bruchdehnung ist bei der Werkstoffprüfung eine von vielen Kenngrößen und charakterisiert die Verformungsfähigkeit eines Werkstoffes. Sie ist die auf die Anfangsmesslänge L0 einer Probe im Zugversuch bezogene bleibende Längenänderung ?L nach erfolgtem Bruch.

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Dampfdiffusion

Die Wanderung des Dampfes (wasserhaltige Luft) durch einen Bauteil. Dampf wandert immer vom Warmen zum Kalten, also bei einem Haus von innen nach außen. Manche Baustoffe sind dampfdicht. - Beispiel: Glas, Stahl. Manche Baustoffe bremsen den Dampf. -Beispiel: Bitumenpappe.

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Dampfdiffusionswiderstand

Jeder Werkstoff setzt der Wanderung des Dampfes einen Widerstand entgegen. Er wird mit der dimensionslosen Größe j£ gemessen. Luft hat die Dampfdiffusionszahl ~ = 1; Dicht verschweißte Aluminiumfolie hat die Dampfdiffusionszahl ~ = 00;

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Diffusion

Diffusion ist der Vorgang der Vermischung zweier Stoffe von verschiedener chemischer Beschaffenheit. Im Bauwesen fällt unter diesen Begriff der Vorgang des Austausches insbesondere von Wasserdampf zwischen Luft und Wandoberfläche sowie durch poröse Wandbaustoffe. Diffusion aus feuchten Räumen in angrenzende kalte oder nach außen dicht abgeschlossene Wände und Dächer kann zu starken Durchfeuchtungen und Bauschäden führen.

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Druckfestigkeit

Als Druckfestigkeit wird die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffs bei der Einwirkung von Druckkräften bezeichnet. Ist die Druckspannung größer als die Druckfestigkeit eines Körpers, so wird er zerstört. Die meisten Materialien unterscheiden sich in ihrer Druck- und Zugfestigkeit, wie z.B. Gesteine oder Stahl. Ein Beispiel für ein Material, das bei fehlender Begrenzung der Querdehnung ausschließlich Druckkräfte aufnehmen kann, ist Sand.

Die Druckfestigkeit ist der Quotient aus Bruchlast und Querschnittsfläche A eines Probekörpers. Sie wird normalerweise als Kraft pro Fläche (N/mm²) ausgedrückt, hat also die Einheit einer Spannung. <br>Die Druckfestigkeit wird im Labor geprüft. Je nach Art und Durchführung dieser Druckversuche unterscheidet man: • einaxiale Druckfestigkeit • zweiaxiale Druckfestigkeit • dreiaxiale Druckfestigkeit Bei der Prüfung der einaxialen Druckfestigkeit kann der Prüfkörper in den beiden seitlichen Richtungen ausweichen; bei der zweiaxialen wird die Verformung in einer der beiden seitlichen Richtungen verhindert und bei der dreiaxialen beide. Die Druckfestigkeit wächst deshalb in dieser Reihenfolge an. Die Prüfverfahren sind in Normen (DIN, Önorm) festgelegt. Die Druckfestigkeit kann auch richtungsabhängig sein - beispielsweise bei Felsgestein, wenn der Fels von Klüften durchzogen oder geschiefert ist.

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E-Modul

Der Elastizitätsmodul (auch: Zugmodul, Elastizitätskoeffizient oder Youngscher Modul, benannt nach dem englischen Arzt und Physiker Thomas Young) ist ein Materialkennwert aus der Werkstofftechnik, der den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung eines festen Körpers bei linear elastischem Verhalten beschreibt.

Der Elastizitätsmodul wird mit E-Modul oder als Formelzeichen mit E abgekürzt. Der Plural von Elastizitätsmodul lautet "die Elastizitätsmoduln". Verwechselt werden die Moduln (mehrere Werkstoffkonstanten) oft mit die Module (zusammengesteckte Bauteile, z. B. die Solarmodule) oder mit die Moduli (aus dem Lateinischen eingedeutscht). Der Duden gibt hier aber eindeutig eine Antwort.
Der Elastizitätsmodul hat die Einheit einer mechanischen Spannung. Der Betrag des Elastizitätsmoduls ist umso größer, je mehr Widerstand ein Material seiner Verformung entgegensetzt. Ein Bauteil aus einem Material mit hohem Elastizitätsmodul (z. B. Stahl) ist also steif, ein Bauteil aus einem Material mit niedrigem Elastizitätsmodul (z. B. Gummi) ist nachgiebig.
Der Elastizitätsmodul ist die Proportionalitätskonstante im Hookeschen Gesetz. Bei kristallinen Materialien ist der Elastizitätsmodul grundsätzlich richtungsabhängig. Sobald ein Werkstoff eine kristallographische Textur hat, ist der Elastizitätsmodul also anisotrop. Bei Materialien mit Orientierungen oder anisotropen Füllstoffen wie Fasern wird meist auch ein richtungsabhängiges Elastizitätsmodul gefunden.

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Festkörper

Festkörper bezeichnet in den Naturwissenschaften Materie im festen Aggregatzustand. Dies ist ein Spezialfall der kondensierten Materie. Im engeren Sinne versteht man hierunter auch einen Stoff, welcher bei einer Temperatur von 20 C einen festen Aggregatzustand aufweist, wobei die Bezeichnung Feststoff in diesem Fall stoffspezifisch, jedoch nicht temperaturspezifisch ist. Die Eigenschaften der Festkörper unterscheiden sich aufgrund der gegenseitigen Wechselwirkung der Bausteine der Materie erheblich von den Eigenschaften freier Teilchen oder Lösungen. Besonderes Kennzeichen von Festkörpern ist die Beständigkeit der Ordnung (amorph oder kristallin) ihrer Bausteine.

Festkörper haben im technischen Sprachgebrauch eine gewisse Mindest-Ausdehnung, die aber nicht scharf definiert ist. Sie sind demnach makroskopische Körper - im Gegensatz zu mikroskopischen Körpern. Zum Beispiel gilt im Regelfall ein Makromolekül für sich allein noch nicht als Festkörper. Materie im Übergangsbereich bezeichnet man als Cluster. Alle Probleme kann man sich aus Bausteinen zusammengesetzt vorstellen. Ein Baustein kann dabei ein einzelnes Atom oder Molekül, aber auch eine Gruppe davon sein. Sind alle Bausteine gleichartig, so spricht man von Monostrukturen, andernfalls von Heterostrukturen.

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Glasfaserverstärkter Kunststoff

Glasfaserverstärkter Kunststoff, kurz GFK, ist ein Faser-Kunststoff-Verbund aus einem Kunststoff (z.B. Polyesterharz, Epoxidharz oder Polyamid) und Glasfasern.

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Haftzugfestigkeit

Die Haftzugfestigkeit (auch: Abreißfestigkeit) (Kurzbezeichnung: ßHZ) dient als Kennwert für die Oberflächenzugfestigkeit von mineralisch gebundenen Untergründen bzw. das Haftvermögen zwischen z.B. einer Beschichtung auf einem Untergrund/Substrat.

Nach DIN EN 13813 wird die Haftzugfestigkeit ermittelt, indem unter definierten Bedingungen (Messfläche, Temperatur, Abzugsgeschwindigkeit u.a.) ein auf der Beschichtung des betreffenden Prüfkörpers aufgeklebter Stempel mittels einer Zugprüfmaschine senkrecht zur Substratoberfläche gleichmäßig langsam bis zum Abriss (Bruch) abgezogen wird. Dabei ist neben dem Messwert ebenfalls die Beschreibung des Bruchortes (wo ist der Bruch entstanden) maßgebend. Die Haftzug-Abrissfestigkeit kann im Messwert nie höher liegen als die Eigenfestigkeit der einzelnen Komponenten, wobei in einem Verbund immer das schwächste Glied maßgebend ist.

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Hohlkehle

Eine Hohlkehle ist die negative Ausrundung einer Kante. Der Vorgang, eine Hohlkehle herzustellen, nennt sich „abkehlen“ oder „auskehlen“.

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Hydrationswärme

Wärme, die in Putzen und Beton beim Abbinden des Zements entsteht. Verantwortlich ist dafür das Bindemittel in Verbindung mit Wasser. Zum Abbinden ist ausreichend Feuchtigkeit notwendig, damit keine Risse entstehen.

Hygrometer

Messgerät zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit. Das Gerät bestimmt den Feuchtigkeitsgehalt der Luft anhand der Längenveränderung eines mit einem Zeiger verbundenen Kunsthaars. Ein Hygrometer zeigt an einer Skala dann die prozentuale Luftfeuchtigkeit im Raum an.

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KSW-Prüfung

Gemäß Empfehlung des BGA zur Eignungsprüfung für Kunststoffmaterialien im Schwimm- und Badebeckenbereich

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KTW-Prüfung

Gemäß Empfehlung des BGA zur Eignungsprüfung für Kunststoffe und nicht-metallische Werkstoffe im Rahmen des Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetzes im Trinkwasserbereich

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Kondensation

Trifft feuchte, warme Luft auf kältere Flächen (Wände, Rohre, Fensterglas usw.), schlägt sich die Feuchtigkeit nieder. Kältebrücken sollten vermieden werden. Die Folgen der sich niederschlagenden Feuchtigkeit: Es bildet sich Schimmel und Rost, verrottendes Dämmmaterial verliert damit seine Wirkung.

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Kristallin

Ein Festkörper wird kristallin genannt, wenn seine kleinsten Teile zwar freiäugig nicht mehr als Kristalle erkennbar, aber regelmäßig angeordnet sind. Das Gegenteil dazu ist amorph.

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Luftfeuchte:

Wasserdampfgehalt der Luft. Absolute Luftfeuchte = Gramm Wasser/m³ Luft. Luftfeuchte = Höchstmenge an absoluter Luftfeuchte ohne Ausfall von Wasser in flüssiger Form. Je nach Temperatur unterschiedliche relative Luftfeuchte = Verhältnis zwischen abs. und max. Luftfeuchte.

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Lunker

Lunker ist die umgangssprachliche Bezeichnung für kleine Hohlräume mit wenigen Millimetern Durchmesser (meist Lufteinschlüsse), die beim Einbringen des Betons in die Schalung entstehen. Meist sind diese Lunker an der Betonoberfläche mit einer dünnen Zementleimschicht überzogen und daher auf Anhieb nicht ersichtlich. Erst durch eine mechanische Bearbeitung der Betonoberfläche (z.B. Sandstrahlen) werden diese Lufteinschlüsse sichtbar. Um einen ebenen, glatten Untergrund für Anstriche oder andere Beschichtungen zu erhalten, müssen die Unebenheiten geschlossen werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die in den Hohlräumen enthaltene Luft beim Überziehen mit einer Spachtelmasse oder einer füllenden Beschichtung eingeschlossen wird. Das kann zu Blasenbildung führen, wenn der verwendete Beschichtungsstoff das Entweichen der Luft bis zum Beginn der Austrocknung verhindert.

Auch in Stahl treten Lunker auf. Diese entstehen, wenn sich nach dem Vergießen Hohlräume im Block oder Strang befinden, die bei der weiteren Umformung nicht geschlossen werden können.

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Osmose

Osmose ist ein Prozess der Delaminierung innerhalb des GFK-Laminates. Osmose entsteht durch eindringendes Wasser in das Laminat. Tests haben gezeigt, dass Polyesterlaminate nach 12 Monaten unter Wasser bis zu 45% ihrer interlaminaren Scherbeständigkeit verlieren. Bei Epoxidharz liegt der Wert bei nur ca. 10%! Die Hauptursache liegt also in der Möglichkeit, dass unter bestimmten Bedingungen das Laminat Wasser aufnehmen kann, was dann zur Osmose, Blasenbildung und Stabilitätsverlust führt.

Bei der Osmose gelangt Wasser von außen in das Laminat und löst dort vorhandene wasserlösliche Stoffe auf, weiterhin reagieren diese Stoffe mit Wasser u.U. zu ätzenden Säuren/Laugen. Diese sich so konzentrierenden Flüssigkeiten zeigen nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit ein Verdünnungsbestreben.

Durch Eindringen weiteren Wassers wird dann ein z.T. enormer Innendruck erzeugt, der sog. osmotische Druck. Dieser führt dann zu den bekannten Blasen oder zur Rissbildung Die Osmoseblasen können sich - je nach Umgebungstemperatur - mehr oder weniger schnell vergrößern und schließlich das ganze Laminat zerstören. Wenn das Wasser einmal einen Weg gefunden hat, nimmt das Laminat dieses wie ein Schwamm auf.

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Rohdichte

Die Rohdichte, scheinbare, geometrische Dichte oder Raumgewicht genannt, ist die Dichte eines porösen Festkörpers basierend auf dem Volumen einschließlich der Porenräume

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Rutschsicherheit (nassbelastete Barfussbereiche)

Die Prüfung nach DIN 51097 wird wie folgt durchgeführt: Der zu prüfende Belag wird auf ein Prüfgestell gelegt und eine bestimmte Menge entspanntes Wasser wird aufgebracht. Eine Prüfperson geht barfuss auf dem Belag, während dieser über die hintere Kante angehoben wird. Der Prüfer läuft auf der so immer steiler werdenden Rampe auf und ab, bis er ausrutscht oder sich unsicher fühlt. Der dabei abschließend erreichte Neigungswinkel des Belags beziehungsweise der Rampe wird gemessen. Die durch dieses Verfahren mittels zweier Prüfpersonen festgestellte Gradzahl führt zur Einteilung in die unten stehende Bewertungsgruppe.

Bewertungsgruppe Mindestwinkel Anwendungsbeispiel

A 12° Umkleideräume
B 18° Duschräume
C 24° Durchschreitebecken
Maß für den Energiezustand eines Körpers.

Einheiten: Kelvin (K), üblich bei Temperaturdifferenzen
Grad Celsius (°C), üblich bei Temperaturangaben.

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Taupunkt-Tabelle

Diese Tabelle gibt an, bei welchen Oberflächentemperaturen Tauwasser in Abhängigkeit von der Lufttemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit auftritt.

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Taupunkt-Temperatur

Temperatur, bei der die Luft mit Wasserdampf gesättigt ist. Je niedriger die Temperatur ist, desto weniger Wasserdampf kann die Luft aufnehmen. Bei Temperaturabfall auf die Taupunkt-Temperatur, an z.B. kühleren Flächen, tritt die Kondensation von Wasserdampf ein.

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Temperatur

Maß für den Energiezustand eines Körpers. Einheiten: Kelvin (K), üblich bei Temperaturdifferenzen Grad Celsius (°C), üblich bei Temperaturangaben.

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Topfzeit

Unter Topfzeit versteht man die Verarbeitbarkeitsdauer von reaktiven Materialien, z.B. Klebstoffen. Sie wird bisweilen auch „Gebrauchsdauer“ genannt. Es ist also die Zeit zwischen dem Anmischen einer mehrkomponentigen Substanz und dem Ende ihrer Verarbeitbarkeit, sozusagen die Zeitspanne, in der sich die Substanz noch „aus dem Topf nehmen“ und verarbeiten lässt. Meist zeigt sich das Ende der Topfzeit durch deutlichen Viskositätsanstieg, der eine weitere Verarbeitung verhindert.

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Viskosität

Die Viskosität ist ein Maß für die Zähflüssigkeit eines Fluids. Je größer die Viskosität, desto dickflüssiger (weniger fließfähig) ist das Fluid; je niedriger die Viskosität, desto dünnflüssiger (fließfähiger) ist es.

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Wärmeformbeständigkeit

Die Wärmeformbeständigkeit ist ein Maß für die Temperaturbelastbarkeit von Kunststoffen. Wegen deren viskoelastischen Materialverhaltens gibt es für Kunststoffe keine streng definierte obere Einsatztemperatur, stattdessen wird eine Ersatzgröße unter definierter Last bestimmt.

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Wasserdampf

Wasser in gasförmigem Zustand, als Teil der Luft.

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W270-Prüfung

Gemäß Regelwerk DVGW (Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches) - Technische Regeln, Arbeitsblatt W270, November 1999 über die Vermehrung von Mikroorganismen auf Materialien für den Trinkwasserbereich

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Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit ist die Spannung, die im Zugversuch aus der maximal erreichten Zugkraft bezogen auf den ursprünglichen Querschnitt der Probe errechnet wird. Das Formelzeichen der Zugfestigkeit ist Rm. Dimension der Zugfestigkeit ist Kraft pro Fläche. Häufig verwendete Maßeinheiten sind N/mm² oder MPa (MegaPascal). Im Spannungs-Dehnungs-Diagramm kann die Zugfestigkeit aus der maximal erreichten Kraft direkt errechnet werden.

Die aus dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm abgelesenen Spannungswerte (Zugfestigkeit, Streckgrenze) entsprechen nicht der wahren Spannung im Material. Dies liegt daran, dass bei der Berechnung der Spannung die Zugkraft auf den Ausgangsquerschnitt bezogen wird. Der wirkliche Querschnitt ist aber bei der Zugprobe geringer als der Ausgangsquerschnitt (Querkontraktion, Einschnürung). Bei einer elastisch-plastischen Verformung (bei Proben aus duktilen Werkstoffen) ist diese Verformung (Verlängerung und Einschnürung) nach dem Test sicht- und messbar. Oft wird unterschieden zwischen der "wahren" Spannung swahr und der "nominellen" Spannung snominell ("Ingenieur-Spannung").

Die Zugfestigkeit ist also nicht die wahre Spannung in der Probe im Augenblick des Bruchs, sondern ist geringer.

Das wahre Spannungsmaximum entsteht im Einschnürbereich der Probe. In diesem Bereich erhöht sich die Verformung und allenfalls die Verfestigung bis zum Bruch. Im sogenannten instrumentierten Zugversuch wird der Probenquerschnitt kontinuierlich gemessen und die Kraft auf den wahren Querschnitt bezogen. So untersuchte Proben zeigen einen kontinuierlichen Anstieg der wahren Spannung bis zum Bruch. Der auf diese Weise ermittelte Wert ist jedoch nur von theoretischer Bedeutung.

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Zugversuch

Der Zugversuch ist ein genormtes Standardverfahren der Werkstoffprüfung zum Messen der Zugfestigkeit und weiterer Werkstoffkennwerte. Er zählt zu den quasistatischen, zerstörenden Prüfverfahren.

Im Zugversuch werden Proben mit kleiner Querschnittsfläche bis zum Bruch gedehnt, wobei die Dehnung gleichmäßig, stoßfrei und mit einer geringen Geschwindigkeit aufgebracht wird. Während des Versuchs werden die Kraft F an der Probe und die Längenänderung ?L in der Messstrecke der Probe kontinuierlich gemessen. Aus der Kraft wird mit der Querschnittsfläche der undeformierten Probe S0 die Nennspannung sn:

sn=F/S0

berechnet, aus der Längenänderung ?L bestimmt man die Totaldehnung et mit Bezug auf die Ausgangslänge der Messstrecke L0: et=?L/L0.

Das Ergebnis des Zugversuchs ist das Nennspannungs/Totaldehnungs-Diagramm. Daraus können die technischen Werkstoffkenngrößen abgelesen werden.

 

 

 

 

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