Im Rahmen des Gemeinschaftsvorhabens werden technologische Grundlagen zur Beschreibung des Festigkeitsverhaltens neuartiger Turbinenwerkstoffe entwickelt mit dem Ziel einer wesentlichen Steigerung der Flugtriebswerksleistung bei gleichzeitiger Beruecksichtigung allfaelliger Umweltaspekte. Hierbei kommt der werkstoffmechanischen Charakterisierung und einer umfassenden Bauteilpruefung fuer den geforderten Lebensdauernachweis bei vorgegebenen transienten Betriebsbereichen besondere Bedeutung zu. Nach ersten Untersuchungen in den Hochgeschwindigkeits-Rotorpruefstaenden des Instituts werden in enger Abstimmung mit den beteiligten Industriepartnern zyklische Schleuderversuche an Leichtbau-Turbinenkomponente unter hoher Fliehkraftbeanspruchung und thermischer Belastung durchgefuehrt.
1) In der Bundesrepublik Deutschland werden etwa 128 Mio t industrielle Nebenprodukte erzeugt. Davon werden nur etwa 36 Prozent verwertet. Es sind deshalb intensive Bestrebungen im Gange, die Verwertungsrate zu steigern. Dabei spielt der Strassenbau die bedeutendste Rolle. 2) Es sollen huettensandreiche Mineralstoffgemische fuer den Strassenbau erprobt werden. Ziel ist es dabei, alternative Bauweisen und Gemische fuer Huettensand im Strassenbau zu entwickeln. 3) Im Rahmen dieser Forschungsarbeit werden Mineralstoffgemische mit mindestens 50 Gew.-Prozent Huettensand und anderen industriellen Nebenprodukten untersucht. Huettensandreiche Mineralstoffgemische mit Huettensandanteilen zwischen 50 und 70 Gew.-Prozent sind unter Zugabe von Eisenhuettenschlacken und Recyclingbaustoffen fuer den Bau von Frostschutz- und Schottertragschichten gut geeignet. Mit den auf den Erprobungsstrecken durchgefuehrten Messungen kann der Nachweis erbracht werden, dass die untersuchten huettensandreichen Mineralstoffgemische im Vergleich zu anderen Mineralstoffgemischen als gleichwertig einzustufen sind. Die Untersuchungen mit huettensandreichen Mineralstoffgemischen, denen Muellverbrennungsaschen zugegeben werden, zeigen, dass die Gemische sehr langsam erhaerten und damit vom Baustellenverkehr nicht befahren werden koennen. Dies fuehrt zu Nachteilen beim Einbau dieser Gemische, weil dieser nur vor Kopf erfolgen kann. Beim Einsatz von Waschergen muss damit gerechnet werden, dass keine ausreichende Frostbestaendigkeit gegeben ist und dadurch die Frostempfindlichkeit der Gemische nachteilig beeinflusst werden kann. 4) Durch die Zumischung von industriellen Nebenprodukten zum Huettensand koennen deren Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich Verwitterungsbestaendigkeit, Festigkeit und Umweltvertraeglichkeit verbessert werden, so dass der im Strassenbau verwertbare Anteil dieser industriellen Nebenprodukte noch gesteigert werden kann. Dies traegt dazu bei, wertvollen Deponieraum einzusparen sowie natuerliche Ressourcen zu schonen.
Untersuchungen an Versatzgemischen aus feinstkoernigen Aufbereitungsabgaengen und Bindemitteln im Hinblick auf die Eigenschaften im frischen und verfestigten Zustand (Festigkeit, Verformungsverhalten u.a.) Bewertung der Eignung bzw. Nutzbarmachung fuer Versatzzwecke im Bergbau. Bewertung der Verfahrenstechnik fuer das Herstellen, Foerdern und Einbringen solcher Gemische. Beurteilung der Wirtschaftlichkeit und Umweltvertraeglichkeit.
Die Art der Moertelpruefung muss umgestellt werden, da die Ergebnisse von den Festigkeiten in der Moertelfuge erheblich abweichen. Fundierte Kenntnisse ueber die tatsaechlichen Festigkeiten des Moertels im Mauerwerk sind aus sicherheitsrelevanten, aber auch bei Rationalisierungs-Aspekten von grosser Bedeutung. Es sollen vermoertelte Zweisteinkoerper aus verschiedenen Mauersteinarten und -Moerteln in verschiedenen Moertelgruppen hergestellt, gelagert und geprueft werden. Diese Erkenntnisse sind fuer die rationelle Weiterentwicklung und Qualitaetssicherung von Werkmoertel und Werkfrischmoertel erforderlich.
Dieses Projekt führt die Untersuchungen aus Projekt 1135 ( Adaptation of forest trees to climatic change (FVA-WW)) fort. Die waldwachstumskundlichen Betrachtungen der Provenienzeignung werden erweitert und ergänzt um die Abschätzung der Qualitätsentwicklung der identifizierten Provenienzen. Hierbei steht die Untersuchung verwendungsrelevanter Rundholzmerkmale im Vordergrund, die für eine Eignung des Holzes im Konstruktionsbereich bedeutsam sind. Mittels CT sollen in nichtzerstörender Messung die innere Astigkeit, die Variation der Rindenstärke und des dauerhaften Kernholzanteils, sowie die Holzdichte bestimmt werden. Ergänzende Messungen mittels Eigenfrequenz-Schwingung (Viscan) dienen der Bestimmung des dynamischen Elastizitätsmoduls zur Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften der unterschiedlichen Provenienzen für die Verwendung als Konstruktionsholz.
Aufgabenstellung und Zielsetzung: Für den Baustoff Beton bestehen bis heute Defizite bei einer vollständigen werkstofflichen Verwertung. So fallen bei der Aufbereitung neben den Recycling-Gesteinskörnungen, die direkt in Neubeton wieder eingesetzt werden können, circa 35 M.-Prozent Altbetonbrechsand kleiner 2 mm an. Diese Kornfraktion wirkt sich auf Grund ihrer Eigenschaften ungünstig auf die Verarbeitbarkeit und die Dauerhaftigkeit aus und ist somit in dieser Form nicht weiter in Beton einzusetzen. Nach dem heutigen Wissensstand scheint die Feinmahlung von Altbetonbrechsand die aussichtsreichste Aufbereitungsmethode, um den Brechsand in Form von Altbetonmehl als hochwertigen Betonzusatzstoff im Kreislauf des Baustoffs Beton zu halten. Ziel des Forschungsvorhabens war es, verschiedene Altbetonmehle herzustellen, zu charakterisieren und anhand von Mörtel- und Betonuntersuchungen herauszufinden, ob sich aufgemahlener Brechsand ('Altbetonmehl') als Betonzusatzstoff zur Herstellung von dauerhaften Betonen eignet und so für die Altbetonaufbereitung neue Anreize geschaffen werden können. Ergebnisse der Untersuchungen und Anwendung in der Baupraxis: Eine extrem feine Aufmahlung mit Kornanteilen von 90 Prozent kleiner 10 mym führte bei keiner der durchgeführten Mörteluntersuchungen zu deutlichen Vorteilen, so dass eine Aufmahlung der Brechsande auf Zementfeinheit, 90 Prozent kleiner 90 mym, als ausreichend erscheint. Die beiden eingesetzten Mahlverfahren ergaben ebenfalls keine signifikanten Unterschiede der Mehle bei den Mörteluntersuchungen. Deshalb erfolgten die Betonuntersuchungen an dem gröbsten Altbetonmehl: 'Haldenmaterial 90 Prozent kleiner 90 mym', das in einer Kugelmühle aufgemahlen wurde. Bei einem Zementaustausch von 15 M.-Prozent durch Altbetonmehl und einer daraus resultierenden w/z-Wert Erhöhung, wurden bei der 28 d Festigkeitsprüfung lediglich 10 Prozent niedrigere Festigkeiten gegenüber der Referenzmischung mit Purzement festgestellt. Diese Festigkeitseinbußen konnten zum einen durch Beibehaltung des w/z-Wertes und einem damit verbundenen geringeren w/b-Wert ausgeglichen werden, zum anderen durch den Einsatz eines feiner aufgemahlenen Portlandzementes CEM 142,5 R anstelle des CEM 132,5 R. Um die gewählte Frischbetonkonsistenz F3 aufrecht zu erhalten, musste dafür allerdings mehr Fließmittel zudosiert werden. Das Schwindverhalten der Betonzylinder mit 15 bzw 25 M.-Prozent Altbetonmehl ähnelte dem der Referenzmischung. Nach 90 d wurde ein Schwindmaß von rd. 0,3 Prozent ermittelt. Die Frostbeständigkeit der Betone war auch mit 25 M.-Prozent Altbetonmehl gegeben. Auch wenn mit steigender Austauschrate eine Zunahme der Abwitterung zu beobachten ist, liegen die Werte dafür weit unter dem empfohlenen Wert von 1500 g/m2 nach 28 Frost-Tau-Wechseln. Ein vermutetes restliches Hydratationspotential der Altbetonmehle, das zur Steigerung der Beton- und Mörtelfestigkeiten führen könnte, ist bei keinem der untersuchten Altbetonmehle sichtbar geworden
Einfluss moeglicher Filtrationen im Untergrund auf die Herstellung vertikaler Dichtelemente im Einphasenverfahren sowie auf deren Abbindeverhalten. Hierbei sollen insbesondere die Festigkeitsentwicklung, die Dichtungswirkung und die Resistenz gegenueber Sickerwaessern der abbindenden Dichtmassen, die durch Filtrationen beeinflusst waren, untersucht werden. Es werden insbesondere die Unterschiedlichkeiten aufgezeigt, die zwischen den Rueckstellproben (ohne Filtration) und in der zugehoerigen Dichtwand (mit Filtration) entstehen. Es werden Laborversuche entwickelt, die Hinweise auf die echten Parameterentwicklungen liefern.
In Bayern werden in den nächsten Jahren Oberflächenabdichtungen im Wert von 400 Millionen Mark gebaut werden. Für die Oberflächenabdichtung erscheint in vielen Fällen ein toniger Baustoff, der in geringen Massenanteilen mit einem organischen Polymer versetzt ist, als interessante Alternative zu vielen anderen Systemen. Dieser vergütete Baustoff besitzt bessere bodenmechanische Kennwerte, nimmt weniger Wasser auf und gibt das aufgenommene Wasser schwerer ab als der reine Ton: Verringert wird damit die Gefahr der Rißbildung in der Oberflächenabdichtung. Für derartige organophilierte Gesteinsphasen sollen vor allem sehr minderwertige Tone und Mergel (Abraum) eingesetzt werden, vorzugsweise verfestigte Tongesteine, die vor ihrem Einbau grundsätzlich kleingemahlen müßten. Bei diesem Aufarbeitungsprozeß kann dann das Polymer in Lösung bzw. als Dispersion zugegeben werden. Schwerpunktmäßig wird die Organophilierung mit kationischen Polymeren untersucht werden, es werden aber auch nichtionische / amphotere Polymere und Polymermischungen zu Vergleichszwecken miteinbezogen sein. Die Untersuchungen an den Gesteinsphasen werden von ergänzenden Untersuchungen an Suspensionen begleitet sein. Aufbauend auf Literaturstudien wird das Trocknungsverhalten, das Mischungsverhalten, das Wasseraufnahmevermögen und die Gasdurchlässigkeit, alles soweit möglich auch in der Zeitabhängikeit, untersucht werden. Da die Experimente eine Anwendung des Materials in der Praxis zum Ziel haben, werden die Untersuchungen immer auch von Kosten-Nutzen Überlegungen begleitet sein: Preisgünstige Polymere, biologisch schwer abbaubar, leicht in den Ton einmischbar, möglichst geringe Mengen bei einem optimalen Effekt bzw. Beschränkung der Zugabe auf der Grundlage von Wirtschaftlichkeitsüberlegungen, Betrachtung der GLEICHWERTIGKEIT gegenüber den Regelabdichtungssystemen. Es ist geplant, in Kooperation mit einem Grundbauinstitut die bodenmechanischen Systemleistungen und die Durchlässigkeit des Materials zu analysieren.
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