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Off-Topic – Offene Diskussion

Von / 13. September 2015 / 20 Kommentare
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In meinem letzten Artikel kam heute ein off-topic Kommentar von “zwerg“. Ich wusste erst einmal nichts damit anzufangen. Denn off-topic Kommentare lasse ich eigentlich nicht zu. Dann wiederum war das Kommentar auch nicht schlecht, abgesehen von der Tatsache, dass es off-topic ist (im Rahmen es Artikels).

Löschen wollte ich das Kommentar deswegen auch nicht. Bleibt die Frage: Was hätte er machen sollen? Entsprechende Artikel habe ich noch nicht geschrieben. Irgendwann wäre das passende Thema wohl von allein aufgekommen, aber das hätte sehr lang dauern können.

Um das Problem zu lösen gibt es jetzt diesen Thread hier, zur offenen Diskussion. Ich werde ihn oben auf der Webseite halten, bis er zu voll wird. (Was genau “zu voll” ist, habe ich noch nicht entschieden, wird sich zeigen.)

Viel Spaß bei der Diskussion. Bitte haltet sie zivil und on-topic im Rahmen des Blogs.

Anbei noch der off-topic Kommentar, mit dem das anfing:

1. es gibt mittlerweile einen Mangel an geeignetem Sand für die Bauindsutrie. Der reichlich vorhandene Wüstensand ist rund geschliffen und taugt nicht für stabilen Beton. Frage: jemand hat einen provisorischen 3D-Drucker gebaut, der mit Hilfe von Sonnenlicht Sand schmilzt. Damit kann man dann ein Haus bauen. Frage, wie sieht es mit der Stabilität aus, geschmolzener Sand vs. Beton?

 
Ja, soetwas gibt es. (Von der Stabilität habe ich keine Ahnung.)

 

2. die Kostenbilanz wenn man Wasser spaltet mit Sonnenlicht zur Wasserstoffproduktion? Bei einer sehr hohen Temperatur zerfällt so ein h2o Molekül. (Da es diese Technologie nicht gibt, gehe ich davon aus, es lohnt nicht. ) Das entstehende Wasserstoff und Sauerstoffgas hätte eine sehr hohe Temperatur, die man logischerweise nutzen würde um das frische Wasser vorzuerhitzen. Somit könnte es doch hinhauen.

Im Prinzip ja. Von solchen Projekten habe ich auch schon gelesen. Aber von der Kostenbilanz habe ich keine Ahnung. Das müsste ich recherchieren, vielleicht tue ich das auch noch.

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Kommentare (20)

  1. #1 BreitSide
    Beim Deich
    14. September 2015

    Sand geht aus? Das ist doch der alte Sozialismus-Witz: “Was passiert mit der Sahara in sozialistischer Hand? 10 Jahre gar nichts, dann geht der Sand aus…”

    Im Ernst, man will also nicht geeigneten Sand für Beton schaffen, sondern ausschließlich mit Sand per Laserdrucker Bauwerke aufbauen? Sandstein 2.0 sozusagen?

    Von solarer Hochtemperaturelektrolyse hab ich schon vor langer Zeit mal gehört. Dazu braucht man aber relativ große Konzentratoren, die durch die billigen Solarmodule aus China ihre Rentabilität schon vor Jahren verloren haben.

    Die H2-Wirtschaft ist ja mW gerade in einer äußerst spannenden Situation: Bei Autos will man in den Markt drängen, was aber bar jeder Vernunft ist. “Windgas” für Wochen- oder Saisonspeicherung kommt anscheinend nicht so recht in die Puschen. Wohl wegen der Weigerung unserer Regierung, die Energiewende wirklich anzugehen ;-(

  2. #2 dgbrt
    14. September 2015

    @Frank: Gute Idee, vielleicht ergeben sich so neue Themen für zukünftige Artikel.

    @zwerg:
    1. “…der mit Hilfe von Sonnenlicht Sand schmilzt.”
    Wenn man das macht bekommt man Glas. Das ist schwer und nicht hilfreich bei der Statik von Wolkenkratzern, eher im Gegenteil.

    Aber, dass der Sand aus der Wüste für Beton nicht geeignet ist, da hast du recht. Beim Bau des Burj Khalifa in Dubai (höchstes Gebäude der Welt mitten in der Wüste) musste zu einem größeren Teil tatsächlich Sand importiert werden. Man suche nach “Sand” bei “Quarks&Co”.

    Bei dem Video von Frank wird dann Sintern gezeigt. Das geht unterhalb der Schmelztemperatur ab. Um aber ausreichende Stabilität zu erreichen benötigt man in der Regel auch hohe Drücke. In der Industrie sind gesinterte Produkte mit hoher Stabilität durchaus üblich. Die Schale, die in dem Video da vorsichtig herausgehoben wird, sieht da aber nicht nach aus.

  3. #3 dgbrt
    14. September 2015

    @zwerg:
    2. “…die Kostenbilanz wenn man Wasser spaltet mit Sonnenlicht zur Wasserstoffproduktion?”
    Zu den Kosten kann man natürlich noch überhaupt nichts sagen, es gibt bis jetzt nur Laborversuche. Aber man kann das wohl doch etwas abschätzen: Es werden Temperaturen von ca. 2.500°C benötigt. Beton oder Stahl geht das als Behälter nicht mehr. Bei der Nutzung von Sonnenenergie würde man riesige Spiegelflächen benötigen, um das nicht nur auf einen kleinen Punkt zu konzentrieren. Mit Kernenergie geht das vielleicht auch, aber das ist doch wohl sinnfrei. Und um die Temperaturen mit Geothermie erreiche zu können, müsste man wohl den äußeren Erdkern anbohren.

  4. #4 DasKleineTeilchen
    14. September 2015

    ?

    hat denn keiner von euch “sand wars” gesehen?

    https://en.wikipedia.org/wiki/Sand_Wars

    aktuell werden halt die sandstrände abgebaggert, was bereits an nicht wenigen stellen global zur absenkung der küstenlinien führt; das ist kein witz.

    als alternative (wohl eher wunsch ist vater des gedanken) schlägt auch jemand in der doku kleingeschreddertes alt-glas als sand-ersatz vor, hat dann in etwa die gleichen eigenschaften für beton wie strand-sand (“kantige” oberfläche).

  5. #5 DasKleineTeilchen
    14. September 2015

    ps.
    gibts in der duGlotze zu sehen, sofern man mit proxy unterwegs ist (ist naturlement geogef***t und in D “gesperrt”).
    findbar ist die adresse ohne proxy über googlePunktCom -> videos, 5ter treffer.

  6. #6 DasKleineTeilchen
    14. September 2015

    pps.
    scheint gelöscht. dann suche der interessierte nach (dem dämlichen deutschen titel) “Sand – die neue Umweltzeitbombe”, ebenfalls findbar und arte hats vielleicht noch als stream.

  7. #7 Karl
    14. September 2015

    Die Doku laeuft wohl heute gleich auf Arte: 14. September um 8:55 Uhr (74 Min.)

    Evtl. ist sie danach auch in der Mediathek verfügbar. Ich kann da nur das Tool “MediathekView” empfehlen.

  8. #8 DasKleineTeilchen
    14. September 2015

    @karl:

    zufälle gibts…danke karl :)

    aber wieder mal typisch; sowas läuft dann vormittags um 8 oder nachts um 3.

    (btw. ist nicht “gelöscht”, sondern läuft unter neuem “bezahlmodell” in der duGlotze. man wäre ja sogar bereit, die 3.99$ auszuspucken, aber läuft natürlich *trotzdem* nicht hierzulande. *grmphl*)

  9. #9 Karl
    14. September 2015

    Die Doku laeuft da scheinbar als Fueller recht regelmaessig. Und mit MediathekView kann man sich das auch lokal “mitschneiden”. Da muss man nix bezahlen.

  10. #10 BreitSide
    Beim Deich
    14. September 2015

    Potztausend!

    Da taucht ein Umweltproblem wie “aus dem Nichts” auf. Jedenfalls geht´s mir grad so. Und ich wette, jede, der ich das jetzt erzähle, wird mich entweder ungläubig anschauen oder auslachen. War ja auch mein erster Reflex… :-(

    Die Frage ist dann natürllich, was kann Unsereins da tun? Bei Energie, Straßenverkehr, Ernähung und so weiter haben wir ja Wahlmöglichkeiten, die – wenn wir mehr Leute anstecken können – tatsächlich was bewirken. Aber bei Bausand? Weniger bauen? Anders bauen?

  11. #11 Rübezahl
    14. September 2015

    @ BreitSide
    Holzbauweisen oder Sandmühlen.

    • #12 BreitSide
      Beim Deich
      14. September 2015

      Holz und Sandmühlen, ja, das würde passen. War mir auch in den Sinn gekommen. Steht aber meistens nicht in unserer Macht. Als Häuslebauer hat man noch gewisse Wahlmöglichkeiten, bei öffentlichen Bauten schon weniger bis null.

      Und Sand zu mahlen ist sicher teurer als ihn “einfach” von den Stränden zu holen.

  12. #13 DasKleineTeilchen
    14. September 2015

    @karl:

    doch, muss man. 18 hühner monatlich. /sarcasmOff

  13. #14 Turi
    14. September 2015

    Zu 1:
    Glas, welches durch dieses Verfahren geschaffen wurde ist von mieser Qualität. Es dürfte besonders Spröde sein, bei verminderter Härte. Auch eine Massenfertigung, oder sogar nur eine Fertigung im ausreichenden Maße für ein einzelnes Haus wäre sehr aufwendig.
    Natürlich könnte man auch Glas aus der Massenfertigung nutzen.
    Aber Glas ist kein besonders guter Konstruktionswerkstoff.
    Es ist zwar von den mechanischen Eigenschaften vergleichbar mit Beton (und sogar deutlich härter). Dafür ist es aber sehr viel teurer im Vergleich zu Beton. Es lässt sich außerdem nicht wie Beton auf der Baustelle gießen und in Form bringen. Glas ist dazu Luft und Wasserdicht, Gift für das Raumklima.

    Genauer zu den mechanischen Eigenschaften von Glas und Beton:
    Es gibt natürlich keine genauen Werte für Glas, welches unkontrolliert aus irgendwelchem Sand und einer nicht näher bekannten Wärmbehandlung hergestellt wurde. Als Vergleich ziehe ich mal Fensterglas (Kalk-Natron Glas) her, da es das meistgenutzte und billigste Glas ist. Ein genauerer Vergleich wäre evt. Quarzglas, aber das ist äußerst teuer in der Herstellung.

    Bruchzähigkeit beschreibt den Widerstand gegen Rissausbreitung unter Spannungsbelastung. Das ist für spröde Materialien ein sehr wichtiger Wert, da spröde Materialien schon durch einen Anriss zerstört werden können.
    Dieser liegt sowohl bei Glas wie auch bei Stahlbeton ungefähr bei 1 MPa*(m^1/2). Das ist ein sehr geringer Wert und heißt das beide Materialien nicht unter Zug belastet werden dürfen. Schon eine kleiner Defekt (Gasblase, Kerbe an der Oberfläche) würde sonst sofort zu einem kritischen Risswachstum führen.
    Bei beiden Stoffen ist dieser Wert (eigentlich alle Werte, ich erspare mir ab jetzt den Hinweis) stark abhängig vom tatsächlich verwendetem Material.

    Druckfestigkeit ist ein sehr wichtiger Wert für die Belastbarkeit einer Konstruktion. (Unter Zug darf ja weder Glas noch Beton belastet werden):
    Stahlbeton liegt zwischen 10 und 100 MPa, Glas bei 900 Mpa.

    Dichte: Bei Stahlbeton im Regelfall 2500 Kg/m³, bei Fensterglas ebenfalls 2500 Kg/m³.

    Wärmeausdehnungskoeffizient: Bei Stahlbeton zwischen 6 bis 14*10^-6 1/K, bei Kalk-Natron Glas bei 9 * 10^-6 1/K

    E-Modul (Zusammenhang zwischen aufgebrachter Spannung und Ausdehnung des Materials): Bei Stahlbeton zwischen 27 GPa und 37 Gpa, bei Glas bei 70 GPa.

    Rein mechanisch gesehen ist also Glas ein besser Werkstoff als Beton, da bei wichtigen Kenngrößen gleich oder besser Abschneidet. Außerdem ist Glas immun gegen die meisten chemischen Umwelteinflüsse. Wenn man aber die Kosten sowie die Flexibilität im Einsatz betrachtet, schneidet Glas eben so schlecht ab, dass sich ein Einsatz von Glas im Bauwesen von selbst verbietet. Zum Beispiel lässt sich eine Säule mit 6 m³ aus Beton gleich auf der Baustelle gießen. Eine gleiche Säule aus Glas müsste unter einer sehr fein kontrollierter Wärmebehandlung in einer Spezialfabrik gegossen werden und (vermutlich) monatelang abkühlen, damit sie nicht zerspringt. Und dann müsste diese 15 Tonnen schwere Säule zu Baustelle gefahren werden.
    Nur eine Verwendung von Glasziegeln wäre möglich, vergleichbar einer Backsteinmauer, wobei hier die glatte Oberfläche von Glas einige Probleme bereiten dürfte. Dies wird unter der Beizeichnung Glasstahlbeton sogar gemacht gemacht, aber nicht als tragendes Element.

  14. #15 Turi
    15. September 2015

    Eine kleine Nebenbemerkung: Eine vergleichbare Argumentation ist auch der Grund warum Solar Roadways schon am Glasaufsatz scheitern, ganz zu schweigen von der noch viel teureren Elektronik im Inneren.

    • #16 wasgeht
      16. September 2015

      Beim Solar Roadway stimme ich dir zu, weil dort richtiges Glas zum Einsatz kommt.

      Aber der gesinterte Sand ist mit Glas, glaube ich, nicht wirklich vergleichbar. Natürlich kommt eine Art Quarzglas dabei heraus, aber es dürfte bei weitem nicht so homogen und blasenfrei sein, und die Verunreinigungen dürften ihr übriges zur Stabilität beitragen. Allerdings denke ich nicht, dass diese Eigenschaften für Gebäude irgendeine Rolle spielen, so lange die Gebäude nicht sonderlich groß sind (Einfamilienhaus etc.). Der gesinterte Sand wird auf keinen Fall schlechter sein als getrocknete Lehmziegel, aus denen man bekanntlich auch durchaus eindrucksvolle, auch mehrstöckige, Konstruktionen gebaut hat.

  15. #17 AldiGuru
    16. September 2015

    Beim DLR in Köln gibt es den so genannten Sonnenofen, der mit fokussiertem Sonnenlicht auch Metall schmilzt. Dort wird meines Wissens auch an Solarelektrolyse geforscht.

    • #18 BreitSide
      Beim Deich
      16. September 2015

      Für eine industrielle Produktion ist leider der Wirkungsgrad zu gering und die Kosten viel zu hoch. Jedenfalls nach allem, was ich bisher davon gelesen habe.

  16. #19 Turi
    17. September 2015

    @Was geht:
    Nun, wenigstens im Zitat war ja vom geschmolzenen Sand die rede, also Quarzglas.
    Im Video wird von gesintertem Sand gesprochen, aber dieser gesinterete Sand dürfte aus einem guten Teil Glasphase bestehen. Dafür sprechen die in so einem Gerät erreichten Temperaturen so wie das Video, in dem man deutlich eine ausgeprägte flüssige Phase beobachten kann. Es gibt natürlich auch Flüssigphasensintern, wobei dabei meisten nur ein kleiner Teil des Grünkörpers Flüssig werden soll. Der im Video gezeigte Ofen kann beides, die Frage ist hier nur, wie lange das Sonnenlicht auf eine Stelle einwirkt. Je länger, desto mehr Glas wird erzeugt.
    Die Stabilität ist ja bei Glas (und wahrscheinlich auch bei diesem Material) tatsächlich nicht das Problem wie oben beschrieben. Auch wenn das Material, was in Video hergestellt wurde wirklich nicht besonders vertrauenerweckend ist. Aber dabei handelte es sich ja auch um ein Kunstprojekt, nicht um den Versuch, Baumaterialien herzustellen.
    Es sind vor allem die Kosten und die komplizierte Herstellung, die die Nutzung von Glas unvorteilhaft machen. Um Sand zu schmelzen benötigt man Temperaturen über 2000°C. Das macht das aufschmelzen großer Mengen von Sand teuer. Solche Solaröfen hingegen sind zwar billig, funktionieren aber nur ein paar Stunden am Tag und sind nicht besonders Effektiv. Das ist kein Problem, wenn man ein Haus bauen möchte, ein ganz gewaltiges wenn es eine Stadt sein soll. Und das gilt im ähnlichem Maße für gesinteren Sand, solange er im Flüssigphasensinterverfahren hergestellt werden soll. Man könnte natürlich auch Sandstein herstellen, dann wären wir aber bei einem ganz anderen Material angelangt und hätten den Kreis geschlossen, da auch hier Wüstensand nicht so gut geeignet ist.

    Ich kenne mich mit dem Bauingenieurswesen nicht gut genug aus, um zu wissen wie wichtig sekundäre Eigenschaften von Baumaterialien sind. Damit meine ich hier vor allem die Fähigkeit, Wasser zu speichern, Luft durch zu lassen und Wärme zu speichern/leiten.
    Ich schätzte aber, das hier Glas oder gesinterter Sand nicht so gut abschneiden wie Lehm oder Beton. Ich stelle mir das so vor, wie wenn man sein Zimmer mit Plastikfolie auskleidet. Der gesinterte Sand dürfte da besser sein als Glas, aber er wird nicht Beton erreichen, welches immerhin 50 l/m³ speichern kann. Lehm dürfte noch besser sein.

    Das ganze kann man aber auch besser machen. Mit entsprechenden Zusätzen schmilzt Sand deutlich früher als rein (deswegen heißt Fensterglas zum Beispiel Kalk-Natron Glas). Damit lässt sich gerade beim Flüssigphasensintern sehr viel Energie einsparen. Durch eine Anwendung eines moderen Sinterverfahrens in der Massenfertigung könnte man ein Material mit genau kontrollierten Poren herstellen. Damit ließe sich ein Material irgendwo zwischen Sandstein und Glas herstellen, zu einem wesentlich besserem Preis als mit reinem Sand. Durch den kontrollierten Prozess und durch weitere Zusätze kann man die Eigenschaften des Materials in einem weitem Bereich einstellen. Aber es dürfte trotzdem wesentlich teurer als andere Baumaterialien bleiben.
    Sollte irgendwann der Sand für Beton ausgehen würde natürlich diese Methode praktikable werden, auch wenn wir dann bestimme Gebäude nicht mehr so bauen könnten wie zuvor. Die insitu Gießbarkeit von Beton ist der größte Vorteil von Beton.

  17. #20 Turi
    18. September 2015

    Oder man überspringt Sand und Glas gleich komplett:
    https://inhabitat.com/worlds-largest-delta-style-3d-printer-can-print-nearly-zero-cost-housing-out-of-mud/
    Wobei ich nicht weiß wie gut sich die Methode in der Praxis ausmacht.