Baustoffe

Für Wohnhäuser und Industriebauten werden die vielfältigsten Baumaterialien verwendet. Jeder Baustoff hat bestimmte wünschenswerte aber auch nachteilige Eigenschaften.

Zement und Beton sind sehr druckfest. Zement entsteht, wenn der Kalkstein unter Zusatz von Ton gebrannt wird. Mit Wasser und Sand vermischt, erhält man daraus den Zementmörtel, mit dem auch unter Wasser gebaut werden kann. Beton ist ein Gemisch aus Zement, Kies und Wasser, das durch eingearbeitete Stahlstäbe oder Stahlgeflechte zu belastbarem Stahlbeton wird.

Ziegel werden aus Lehm, Sand, Wasser und Zusätzen hergestellt. Auch dieses Baumaterial besitzt eine gute Druckfestigkeit und kann zudem durch enthaltene Poren Gase und Wasserdampf austauschen.

Glas stellt man aus Quarzsand mit verschiedenen Zusätzen her. Es ist lichtdurchlässig, lässt sich in geschmolzenem Zustand in jede beliebige Form bringen und mit Metallen oder Metalloxiden einfärben. Ein großer Nachteil ist die Sprödigkeit von Glas, es zerbricht sehr schnell.

Siliciumdioxid ist nicht nur Ausgangsstoff zur Gewinnung von Silicium, sondern auch für die Herstellung von Glas.

Glas ist ein festes, durchsichtiges und hartes Material, das sich durch Erhitzen gut verformen lässt. Beim Erhitzen wird Glas zunächst zäh und dickflüssig und geht dann in den flüssigen Aggregatzustand über. Im flüssigen Zustand lässt sich Glas unterschiedlich verarbeiten.In festem Zustand ist Glas spröde. Festes Glas leitet den elektrischen Strom nicht. Es ist ein guter Isolator.

Auch Wärme wird schlecht geleitet. Glas zeichnet sich durch große Beständigkeit gegenüber Luft, Wasser und den meisten Chemikalien aus.Man bezeichnet Glas auch als Schmelzprodukt, das erstarrt ist, ohne zu kristallisieren. Demzufolge ähnelt der Aufbau des Glases auch dem des Siliciumdioxids (Quarz), ist aber ungeordnet.

Bei der Glasherstellung wird Siliciumdioxid mit verschiedenen Carbonaten vermischt und auf ca. 1300 °C erhitzt. Dabei entstehen Silicate, die nach dem Erkalten den Werkstoff Glas bilden.

Unterschiedliche Rohstoffe führen zu verschiedenen Glasarten, die sich in Eigenschaften und Einsatzgebieten unterscheiden.
Glas wird als Werkstoff unterschiedlich eingesetzt, z.B. als Baumaterial, zur Herstellung von Gefäßen, als Glasfasern (Wärme- und Schallisolierung, Nachrichtentechnik) und Glasgewebe. Wird eine Glasschmelze mit hochschmelzenden Oxiden versehen, entsteht die Glaskeramik Ceran.

Keramik entsteht aus Ton mit verschiedenen Zusätzen. Die Eigenschaften der Baukeramik ähneln denen von Ziegeln, wobei das Material nicht so porös und brüchig ist.

Nicht nur Glas enthält Silicate, sondern auch Ton, Lehm und Porzellan, die man unter dem Begriff „keramische Werkstoffe“ zusammenfasst.

Keramiken sind nichtmetallische, anorganische Stoffe, die aus kristallinen Bestandteilen aufgebaut sind. Ihre endgültigen Eigenschaften erhalten sie in einem Hochtemperaturprozess, der sogenannten Sinterung.

Je nach Beschaffenheit des tonhaltigen Ausgangsstoffes kann Steingut, Steinzeug oder Porzellan erzeugt werden.
Ton besteht in seiner reinsten Form aus Aluminiumsilicat, ist aber in der Regel mit Sand, Feldspat und Eisenverbindungen vermischt. Lehm ist ein Ton, der besonders viel Sand und zusätzlich noch Kalk (Calciumcarbonat) enthält. Kaolin, eine besonders reine Tonerde, wird zur Herstellung von Porzellan genutzt. Porzellan entsteht aus Aluminiumsilicat, Feldspat und und Quarz.