Hexahydrit: Unterschied zwischen den Versionen
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== Einleitung == | == Einleitung == | ||
Hexahydrit ist eines der häufiger vorkomenden bauschädlichen Salze. Es kommt in unterschiedlichen Formen und Ausprägungen an vielen Objekten am Außenbau vor und auch in Innenräumen ist er häufig zu finden. | Hexahydrit ist eines der häufiger vorkomenden bauschädlichen Salze. Es kommt in unterschiedlichen Formen und Ausprägungen an vielen Objekten am Außenbau vor und auch in Innenräumen ist er häufig zu finden. | ||
== Vorkommen von Hexahydrit == | |||
Hexahydrit ist eine Hydratstufe des [[Epsomit|Magnesiumsulfates]]. Aufgrund der verschiedenen Hydratstufen ist das Vorkommen von Magnesiumsulfaten besonders schädlich für Bauwerke. Die Hydratisierung und die damit verbundene Volumenveränderung erzeugt Spannungen in den Baustoffen, wodurch die Materialien während häufiger Lösungs- und Kristallisationsvorgänge und Phasenumwandlungen zermürbt werden. Die Eigenschaften, die Schadenswirkung, das Vorkommen und auch der Nachweis von Hexahydrit werden behandelt. Abbildungen, Mikroaufnahmen und Beispiele aus der Praxis ergänzen und veranschaulichen das Dargelegte. Für weitere Informationen siehe: [[Epsomit]]. | |||
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== Lösungsverhalten == | |||
Die Wasserlöslichkeit von Hexahydrit ist | Die Wasserlöslichkeit von Hexahydrit ist 3.611 mol/kg bei einer Temperatur von 20 °C [Steiger und Asmussen,2008], damit zählt es, wie alle beschriebenen Magnesiumsulfathydratformen, mit einer Löslichkeit von deutlich über 100 g/l (bei 20 °C) zur Gruppe der leichtlöslichen Salze. Damit ist im Prinzip eine große Mobilität des Salzes und eine häufige Verlagerung der Anreicherungszonen im Materialgefüge verbunden. Mit dem Temperatureinfluss auf die Löslichkeit kann die Gefahr eines Ausfallens gelöster Salze bei raschem Temperaturabfall verbunden sein [Mainusch, 2001]. | ||
== Kristallisationsdruck == | |||
Aufgrund der leichten Löslichkeit des Salzes treten bei entsprechenden Feuchteverhältnissen Lösungs- und Rekristallisationsvorgänge ein. | Aufgrund der leichten Löslichkeit des Salzes treten bei entsprechenden Feuchteverhältnissen Lösungs- und Rekristallisationsvorgänge ein. | ||
Verglichen mit dem Hydratationsdruck ist der Kristallisationsdruck eher gering. Bei der Hydratation von Kieserit zu Hexahydrit kann bei entsprechender Luftfeuchte ein Hydratationsdrück von 57 MPa entstehen | Verglichen mit dem Hydratationsdruck ist der Kristallisationsdruck eher gering. Bei der Hydratation von [[Kieserit]] zu Hexahydrit kann bei entsprechender Luftfeuchte ein Hydratationsdrück von 57 MPa entstehen <bib id=Steiger.etal:2008/>. | ||
== Hydratationsverhalten == | |||
Als stabile Verbindungen sind die oben aufgelisteten sechs Hydratstufen des Magnesiumsulfates belegt. Mit der Ausnahme des Magnesiumsulfat-12-Hydrates wurden alle oben aufge führten Kristallwasserstufen des Magnesiumsulfates an Baudenkmalen nachgewiesen, wobei im wesentlichen jedoch nur Epsomit, Hexahydrit, Pentahydrit und Kieserit auftreten. | Als stabile Verbindungen sind die oben aufgelisteten sechs Hydratstufen des Magnesiumsulfates belegt. Mit der Ausnahme des Magnesiumsulfat-12-Hydrates wurden alle oben aufge führten Kristallwasserstufen des Magnesiumsulfates an Baudenkmalen nachgewiesen, wobei im wesentlichen jedoch nur [[Epsomit]], Hexahydrit, [[Pentahydrit]] und [[Kieserit]] auftreten. | ||
Hexahydrit ist das Magnesiumsulfat hexahydrat. Es kann durch die Hydratisierung von [[Kieserit]] oder die Dehydratisierung von [[Epsomit]] entstehen. Bei der Umwndlung kommt es zu einer Volumenzunahme, durch die Einlagerung von Wasser oder zu einer Volumenreduzierung durch die Abgabe von Wasser. Mit zunehmender Relativen Luftfeuchte nimmt auch der Hydratwassergehalt innerhalb des Magnesiumsulfates zu. Bei Raumtemperatur (25°C) ist bis zu einer RF. von ca. 42 % [[Kieserit]] stabil, darüber findet die Umwandlung zu Hexahydrt oder [[Epsomit]] statt. Hexahydrat ist bis unterhalb von 51 % RF stabil, darüber bildet sich [[Epsomit]]. Die Phasenumwandlung kann direkt erfolgen oder über die Lösung und Rekristallisation. Hierbei kommt es zur metastabielen Existenz der wasserärmeren Phase bis zu ihrer Deliquiszenzfeuchte, oberhalb dieser RF löst sich die Phase und es entsteht eine überkritische Lösung, aus der die hydratisierte Phase auskristallisiert <bib id="Steiger.etal:2008"/>. | |||
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Aktuelle Version vom 7. Mai 2015, 15:34 Uhr
Autoren: Hans-Jürgen Schwarz, Tim Müller
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| Hexahydrit[1][2][3] | |
| Mineralogische Salzbezeichnung | Hexahydrit, Magnesiumsulfat |
| Chemische Bezeichnung | Magnesiumsulfathexahydrat |
| Trivialname | |
| Chemische Formel | MgSO4•6H2O |
| Hydratformen | Kieserit (MgSO4•H2O) Sanderit (MgSO4•2H2O) Starkeyit (MgSO4•4H2O) Pentahydrit (MgSO4•5H2O) Epsomit (MgSO4•7H2O) Meridianiit (MgSO4•11H2O) Magnesium 12-Hydrat |
| Kristallsystem | monoklin |
| Deliqueszenzfeuchte 20°C | |
| Löslichkeit(g/l) bei 20°C | 3,611 mol/kg |
| Dichte (g/cm³) | 1,723 g/cm3 |
| Molares Volumen | 132,6 cm3/mol |
| Molare Masse | 228,45 g/mol |
| Transparenz | durchsichtig bis undurchsichtig |
| Spaltbarkeit | vollkommen bis deutlich |
| Kristallhabitus | tafelige, faserige oder nadelige Kristalle; körnige, massige Aggregate |
| Zwillingsbildung | |
| Phasenübergang | |
| Chemisches Verhalten | |
| Bemerkungen | herzustellen in wässriger Lösung bei 48-69°C |
| Kristalloptik | |
| Brechungsindices | α = 1,426 β = 1,453 γ = 1,456 |
| Doppelbrechung | Δ = 0,030 |
| Optische Orientierung | zweiachsig negativ |
| Pleochroismus | |
| Dispersion | 38° |
| Verwendete Literatur | |
| [Lide:1995]Titel: CRC Handbook of Chemistry and Physics Autor / Verfasser: Lide D.R.  [Dana:1951]Titel: Dana's System of MineralogyAutor / Verfasser: Dana J.D.
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Einleitung[Bearbeiten]
Hexahydrit ist eines der häufiger vorkomenden bauschädlichen Salze. Es kommt in unterschiedlichen Formen und Ausprägungen an vielen Objekten am Außenbau vor und auch in Innenräumen ist er häufig zu finden.
Vorkommen von Hexahydrit[Bearbeiten]
Hexahydrit ist eine Hydratstufe des Magnesiumsulfates. Aufgrund der verschiedenen Hydratstufen ist das Vorkommen von Magnesiumsulfaten besonders schädlich für Bauwerke. Die Hydratisierung und die damit verbundene Volumenveränderung erzeugt Spannungen in den Baustoffen, wodurch die Materialien während häufiger Lösungs- und Kristallisationsvorgänge und Phasenumwandlungen zermürbt werden. Die Eigenschaften, die Schadenswirkung, das Vorkommen und auch der Nachweis von Hexahydrit werden behandelt. Abbildungen, Mikroaufnahmen und Beispiele aus der Praxis ergänzen und veranschaulichen das Dargelegte. Für weitere Informationen siehe: Epsomit.
Lösungsverhalten[Bearbeiten]
Die Wasserlöslichkeit von Hexahydrit ist 3.611 mol/kg bei einer Temperatur von 20 °C [Steiger und Asmussen,2008], damit zählt es, wie alle beschriebenen Magnesiumsulfathydratformen, mit einer Löslichkeit von deutlich über 100 g/l (bei 20 °C) zur Gruppe der leichtlöslichen Salze. Damit ist im Prinzip eine große Mobilität des Salzes und eine häufige Verlagerung der Anreicherungszonen im Materialgefüge verbunden. Mit dem Temperatureinfluss auf die Löslichkeit kann die Gefahr eines Ausfallens gelöster Salze bei raschem Temperaturabfall verbunden sein [Mainusch, 2001].
Kristallisationsdruck[Bearbeiten]
Aufgrund der leichten Löslichkeit des Salzes treten bei entsprechenden Feuchteverhältnissen Lösungs- und Rekristallisationsvorgänge ein.
Verglichen mit dem Hydratationsdruck ist der Kristallisationsdruck eher gering. Bei der Hydratation von Kieserit zu Hexahydrit kann bei entsprechender Luftfeuchte ein Hydratationsdrück von 57 MPa entstehen [Steiger.etal:2008]Titel: Crystallization of sodium sulfate phases in porous materials: The phase diagram Na2SO4 -H2O and the generation of stress
Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Asmussen, Sönke.
Hydratationsverhalten[Bearbeiten]
Als stabile Verbindungen sind die oben aufgelisteten sechs Hydratstufen des Magnesiumsulfates belegt. Mit der Ausnahme des Magnesiumsulfat-12-Hydrates wurden alle oben aufge führten Kristallwasserstufen des Magnesiumsulfates an Baudenkmalen nachgewiesen, wobei im wesentlichen jedoch nur Epsomit, Hexahydrit, Pentahydrit und Kieserit auftreten.
Hexahydrit ist das Magnesiumsulfat hexahydrat. Es kann durch die Hydratisierung von Kieserit oder die Dehydratisierung von Epsomit entstehen. Bei der Umwndlung kommt es zu einer Volumenzunahme, durch die Einlagerung von Wasser oder zu einer Volumenreduzierung durch die Abgabe von Wasser. Mit zunehmender Relativen Luftfeuchte nimmt auch der Hydratwassergehalt innerhalb des Magnesiumsulfates zu. Bei Raumtemperatur (25°C) ist bis zu einer RF. von ca. 42 % Kieserit stabil, darüber findet die Umwandlung zu Hexahydrt oder Epsomit statt. Hexahydrat ist bis unterhalb von 51 % RF stabil, darüber bildet sich Epsomit. Die Phasenumwandlung kann direkt erfolgen oder über die Lösung und Rekristallisation. Hierbei kommt es zur metastabielen Existenz der wasserärmeren Phase bis zu ihrer Deliquiszenzfeuchte, oberhalb dieser RF löst sich die Phase und es entsteht eine überkritische Lösung, aus der die hydratisierte Phase auskristallisiert [Steiger.etal:2008]Titel: Crystallization of sodium sulfate phases in porous materials: The phase diagram Na2SO4 -H2O and the generation of stress
Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Asmussen, Sönke.
Einzelnachweise[Bearbeiten]
Literatur[Bearbeiten]
| [Dana:1951] | Dana E.S. (Hrsg.) Dana J.D. (1951): Dana's System of Mineralogy, 7, Wiley & Sons | |
| [Lide:1995] | Lide D.R. (Hrsg.) Lide D.R. (1995): CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press | |
| [Steiger.etal:2008] | Steiger, Michael; Asmussen, Sönke (2008): Crystallization of sodium sulfate phases in porous materials: The phase diagram Na2SO4 -H2O and the generation of stress. In: Geochimica et Cosmochimica Acta, 72 (17), 4291-4306, Webadresse, https://doi.org/10.1016/j.gca.2008.05.053 | |