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.
Um dem Papier auch zukuenftig seine Chance als Datentraeger zu bewahren, seine Einsatzgebiete zu sichern und zu erweitern, muss insbesondere die Flaechenmasse auf 20 g/m2 und darunter bei Aufrechterhaltung von Festigkeit, Steifigkeit, Opazitaet und Bedruckbarkeit gesenkt werden. Der Reduzierung der Flaechenmasse unter 40 g/mz sind jedoch Grenzen gesetzt, die sowohl auf den morphologischen Eigenschaften der konventionellen Fasern aus Holz (Faserdicke) als auch auf den optischen Eigenschaften (Opazitaet) der daraus hergestellten Papiere beruhen. Das Ziel des Forschungsvorhabens und seine Bearbeitung ist in zwei Richtungen aufgeteilt. Einerseits sollen verschiedene Faserroh- und Faserstoffe gefunden werden, die eine Herstellung von leichtgewichtigen Massendruck- und Administrationspapieren ermoeglichen. Hier wurden erste Untersuchungen vorgenommen, die Durchmesser vereinzelter Papierstoffasern durch Laengsschneiden zu reduzieren und dabei ihre Laenge beizubehalten. Desweiteren sollen verschiedene handelsuebliche synthetische Faserstoffen mit klassischen Papierfaserstoffen gemischt werden, um dadurch z.B. bei Beibehaltung der Bedruckbarkeitseigenschaften eine Senkung der flaechenbezogenen Masse bei gleichbleibender oder verbesserter Retention und verbesserter Festigkeit zu erreichen. Der zweite Weg ist die Verwendung modifizierter Siebgewebe bei der Papiererzeugung mit dem Ziel, gleichmaessigere Papieroberflaechen bei verbesserter Feststoffretention zu erhalten. Hier konnten erfolgversprechende Anfangsergebnisse erzielt werden, die die Schlussfolgerung zulassen, kuenftig duenne Papiere mit ausreichender Oberflaechenbeschaffenheit und Festigkeit fuer ihren Einsatz als Druckpapiere erzeugen zu koennen, ohne die eingefuehrten Stoffaufbereitungs-Technologien zu beeinflussen. Dadurch ist eine Einsparung an Rohstoff und Energie moeglich, ohne die Qualitaet des Druckpapiers zu veraendern.
Ziel des Vorhabens ist eine Verbesserung der Papierfestigkeiten, insbesondere in z-Richtung. Dazu sollen modifizierte Stärken in granulärer Form auf die initialfeuchten Lagen eines Multiplexfaservlieses aufgesprüht und anschließend durch die für die Papiertrocknung eingesetzte thermische Energie verkleistert werden. Nach Untersuchungen zur Charakterisierung der Stärken unterschiedlicher Provenienz werden anwendungsbezogene Arbeiten im Labor angeschlossen, um das Eigenschaftsspektrum der Stärken durch den Zusatz von Polyelektrolyten zu studieren. Die Beeinflussung der Verkleisterungsbedingungen nehmen hierbei eine zentrale Stelle ein. Neben der Entwicklung der Papiereigenschaften werden die Suspensionseigenschaften ebenfalls einer Bewertung unterzogen. Den Abschluss bilden Versuche in Produktionsanlagen zur Herstellung mehrlagiger Papiere. Die Ergebnisse des Vorhabens lassen grundlegende Informationen zu den Wirkprinzipien des Festigkeitsgewinns bei der Verwendung von Sprühprodukten aus Kartoffel- oder Getreidestärken erwarten. Es ergeben sich Möglichkeiten zur optimalen Zusammensetzung der Stärke-Polymer-Gemische für vielfältige Anwendungsfälle.
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
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.