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Beurteilung des Einsatzes von Recycling-Baustoffen und industriellen Nebenprodukten bei Erdbauwerken mittels Auswertung von Erfahrungen mit ausgeführten Bauprojekten (Region Nord)

Seit den 80-er Jahren wird verstärkt auf RC-Baustoffe und industrielle Nebenprodukte für den Straßenbau zurückgegriffen. Aus diesem Grund sind in den ZTV E-StB, den TL Min-StB sowie in verschiedenen Merkblättern diese Materialien berücksichtigt worden. Es fehlen aber konkret definierte Prüfverfahren sowie Erfahrungswerte, die die Eignung dieser Materialien für die jeweiligen Erdbauwerke festlegen. Die große Vielfalt dieser Materialien soll nun anhand einer Umfrage bei Landesstraßenverwaltungen und Tiefbauämtern (kleiner 100 000 Einwohner, Bezirk Nord) auf ihre Anwendung bzw. Anwendbarkeit bei den verschiedenen Erdbauwerken untersucht werden. Daneben werden auch die Anforderungen, die an diese Materialien gestellt wurden, erfasst. Dazu zählen u.a. Art und Umfang der Eignungsprüfungen, Art der Prüfverfahren bei der Qualitätssicherung in-situ. Nach der Auswertung der Umfragebögen soll es möglich sein, Erfahrungswerte mit dem Einsatz von RC-Baustoffen und industriellen Nebenprodukten bezüglich der jeweiligen Bauwerkstypen abrufen zu können. Diese Erfahrungen sollen zusammen mit detaillierteren Untersuchungen ausgewählter Bauprojekte die Grundlage für die Bearbeitung der Regelwerke und Merkblätter bilden.

Beurteilung des Einsatzes von Recycling-Baustoffen und industriellen Nebenprodukten bei Erdbauwerken mittels Auswertung von Erfahrungen mit ausgeführten Bauprojekten (Region Süd)

In den ZTV E-StB werden die RC-Baustoffe und industriellen Nebenprodukte nur insoweit behandelt, als sie mit natürlichen mineralischen Baustoffen vergleichbar sind. Sofern sie nicht vergleichbar sind, werden gesonderte Untersuchungen erforderlich, die jedoch nicht weiter beschrieben sind. Die Übertragbarkeit der Einbau- und Verdichtungsanforderungen für Boden und Fels ist nicht in jedem Fall gegeben. Da die Palette der vorgenannten Stoffe sehr groß ist, soll im Sinne einer Datensammlung geklärt werden, in welchem Umfang die verschiedenen Stoffe bisher überhaupt bei Erdbauten zur Anwendung gekommen sind, wobei nach den verschiedenen Bauwerkstypen wie Verkehrsdämmen, Hinterfüllungen, Sickeranlagen, Abdichtungen, Bodenverbesserungen, Lärmschutzwällen u. a. zu unterscheiden sein wird (Region Süd). Weiterhin soll geklärt werden, welche Anforderungen in der Praxis an die diversen RC-Baustoffe und industriellen Nebenprodukte bei verschiedenen Bauprojekten gestellt wurden, wie Art und Umfang der Eignungsprüfungen der Baustoffe festgelegt wurden und welche Prüfverfahren bei der Qualitätssicherung in-situ zum Einsatz kamen. Die diesbezüglichen Erfahrungen sind zusammenzutragen und auszuwerten.

Ökologische Durchgängigkeit, Standardisierung der Bewertung der Funktionsfähigkeit von Fischaufstiegsanlagen

Für eine Erfolgskontrolle nach dem Neubau von Fischaufstiegsanlagen und zur Klärung des Bedarfs der Verbesserung der Durchgängigkeit an bestehenden Anlagen. Dafür wird aus aktuellen Methoden der Funktionskontrolle ein Konzept entwickelt, welches für die Bundeswasserstraßen geeignet erscheint. Die Methoden werden in Naturmessungen optimiert und das Gesamtkonzept der Funktionskontrolle wird an Pilotstandorten geprüft und weiter verbessert. Am Ende soll eine Handlungsempfehlung für die Durchführung und Auswertung von Funktionskontrollen der Fischaufstiegsanlagen erstellt werden.

Nachwuchsgruppe: Entwicklung einer nachhaltigen Rohstoffbasis für Kultursubstrate im Gartenbau

Das geplante Forschungs- und Entwicklungsprojekt beabsichtigt, an der Hochschule Osnabrück eine Nachwuchsforschungsgruppe aufzubauen und zu etablieren, die sich mit der Entwicklung und Evaluierung von gärtnerischen Kultursubstraten auf der Basis von nachwachsenden heimischen Rohstoffen beschäftigt. Ein promovierter Gartenbauwissenschaftler soll die Gelegenheit erhalten, sich durch Forschungs- und Lehrtätigkeit für eine Berufung als Professor weiter zu qualifizieren. Zwei weitere wissenschaftliche Mitarbeiter/innen mit einem Masterabschluss werden projektbegleitend in Kooperation mit der Universität Osnabrück an einer Promotion im genannten Themenfeld arbeiten. Die Mitglieder des Nachwuchsteams befassen sich im Vorhaben jeweils mit verschiedenen Rohstoff- und Verfahrenskombinationen zur Gewinnung zukunftsfähiger Substratausgangsstoffe. Außerdem spezialisieren sie sich in bestimmten methodischen Kompetenzfeldern und arbeiten daran, analytische Untersuchungsverfahren zur Bewertung von Substratbestandteilen und Substraten weiterzuentwickeln. Zur Reduktion des Torfanteils in Kultursubstraten ist es notwendig, das Anwendungspotenzial alternativer Rohstoffe zu optimieren. Im Fokus der hier geplanten Forschungsarbeiten stehen dabei insbesondere Holzfasern, Grüngutkompost und Rohrkolbenprodukte. Ziel ist es, einerseits die Eigenschaften der Materialien durch verschiedene verfahrenstechnische Ansätze in der Aufbereitung und Herstellung so zu verbessern, dass sie zu einem möglichst hohen Anteil in Substratmischungen genutzt werden können. Darüber hinaus sollen anbautechnische Strategien entwickelt werden, die zur besseren Adaption der Kulturführung in stark torfreduzierten oder torffreien Substraten beitragen und damit die Kultursicherheit erhöhen. Insgesamt dient das Vorhaben der Sicherung und Erweiterung der akademischen Expertise, um neue, nachhaltige Lösungsansätze für die substratgebundene Pflanzenproduktion voranzutreiben und in der gartenbaulichen Praxis umzusetzen.

Makro-Skala-Modellierungskonzepte für das Wachstum und den advektiven Transport von Bakterien in mit zwei Phasen gesättigten porösen Medien

Poröse Medien bieten exzellente Lebensbedingungen für Bakterien, da ihr Lebensraum geschützt ist aber trotzdem eine kontinuierliche Nahrungezufuhr möglich ist. Folglich existieren Mikroorgansimen in vielen natürlichen und technischen porösen Medien und haben dort einen großen Einfluss. Wenn diese für technische oder industrielle Anwendungen genutzt werden, ist es sehr wichtig die Wechselwirkungen zwischen Strömung, Transport und mikrobiologischen Prozessen zu verstehen. In der Literatur ist eine Vielzahl von Modellierungsmethoden vorhanden, jedoch sind diese in der Regel unter einphasigen Strömungsbedingungen entwickelt worden. Es ist schwierig mikrobiologische Prozesse in den natürlichen und komplexen Porenstrukturen von Gesteinen (wie z.B. Anhaften/Ablösen und Bildung von Biofilmen) zu beobachten und demzufolge sind diese Prozesse unzureichend erforscht. In diesem Projekt werden künstliche Strukturen geschaffen, die den Porenstrukturen des Gesteins nachempfunden sind und dafür benutzt, das Verhalten von Bakterien in mit zwei Phasen gesättigten porösen Medien zu untersuchen. Diese transparenten sozusagen zweidimensionalen Mikromodelle erlauben eine direkte Beobachtung der mikrobiologischen Prozesse, wie z.B. Wachstum, Transport und Anhaftung/Ablösung von Bakterien, durch mikroskopische Auswertungen. Die Bakterien, die für die experimentellen Untersuchungen eingesetzt werden, gehören zu der Klasse der methanogenen Archaeen. Die detaillierte Interpretation der experimentellen Ergebnisse durch Bilddatenverarbeitung erlaubt es, zeitlich und räumlich aufgelöste Datensätze für die Anzahl, Struktur und Bewegung der Bakterien zu erzeugen. Aus diesen Datensätzen wird ein verbessertes mathematisches Modell entwickelt, welches das Wachstum und die Bewegung von Bakterien in mit zwei Phasen gesättigten porösen Medien beschreibt. Das Modell soll das bakterielle Wachstum unter nicht-nährstofflimitierten Bedingungen, das Vorhandensein von verschiedenen bakteriellen Strukturen (Plankton und Biofilm), die individuellen Bewegungseigenschaften und die Anhaftungs- und Ablösevorgänge berücksichtigen. Um das neu entwickelte Modell zu testen und zu parametrisieren, wird es auf Basis eines diagonal-impliziten Runge-Kutta-Verfahrens, welches für die stark nicht-linearen Quellterme gut geeignet ist, numerisch umgesetzt. Die Anwendung des theoretischen Modells bezieht sich auf die Technologie der Untergrundmethanisierung, in welcher das injizierte Gasgemisch aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid durch mikrobiologische Reaktionen in Methan umgewandelt wird.

Ressourceneffiziente und umweltschonende Elektronikfertigung, Ressourceneffiziente und umweltschonende Elektronikfertigung - SUSTRONICS

Ressortforschungsplan 2023, Zerstörungsfreie Verfahren zur Inspektion von Behältern im Kontext der Lagerung und Entsorgung (wärmeentwickelnder) radioaktiver Abfälle

Teratogenitätsprüfung mit Fischembryonen

In dem Projekt soll geprüft werden, ob sich der Embryotest mit dem Zebrabärbling (Danio rerio) als Screeningtest zur Erfassung des teratogenen Potentials von Chemikalien für Säugetiere eignet. Für die Fragestellung mußte der Embryotest, der als Ersatzmethode für den akuten Fischtest entwickelt wurde, modifiziert werden. Es wurden folgende sechs Endpunkte für teratogene Effekte festgelegt: keine Anlage der Augen, Deformation der Wirbelsäule, Deformation des Schwanzes, Deformation der Kopfanlage, keine Anlage der Otolithen und Reduktion der Schwanzlänge. Es wurden zahlreiche Substanzen untersucht. Dazu zählen Chemikalien, die beim Säuger eindeutig teratogene Effekte verursachen und nicht teratogene Substanzen. Die erzielten Ergebnisse sind vielversprechend und deuten darauf hin, daß sich dieses Modell zur Erkennung eines säugerteratogenen Potentials von Chemikalien eignet.

Laborversuch zur Entwicklung eines Pruefverfahrens fuer die Beurteilung der Langzeit-Dichtungseigenschaften von Deponieoberflaechenabdichtsystemen

Qualitätssicherung für die Industrialisierung der Wasserelektrolyse

Zur Unterstützung des Markthochlaufs und der Industrialisierung der Wasserelektrolyse in den GW-Maßstab benötigen die Zulieferfirmen und Systemhersteller valide Qualitätskriterien und reproduzierbare Testverfahren für ihre Komponenten- und Zellentwicklung. Mit dem eingereichten Vorhaben möchte das Fraunhofer ISE die wissenschaftlich-technischen Grundlagen für die Komponenten- und Zellentwicklung schaffen, sowie darauf aufbauend kritische Testinfrastruktur für die Membranelektrolyse bereitstellen, damit Zulieferer und Systemhersteller schneller ihre Entwicklungsarbeiten vorantreiben können. Es ist geplant, Messmethodik und Hardware sowohl für die ex-situ Analyse physikalischer Eigenschaften von Komponenten als auch elektrochemische, in-situ Charakterisierungsmethoden für die Membranelektrolyse zu entwickeln. Ferner sollen die Grundlagen für nationale und international harmonisierte Messprotokolle geschaffen werden und die dafür benötigte Hardware bereitgestellt werden, sowie Möglichkeiten für beschleunigte Alterungsuntersuchungen analysiert werden. Letztendlich soll in einem breit angelegten Wissenstransfer die Erkenntnisse der industriellen Anwenderseite zur Verfügung gestellt werden.

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