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Surface chemical analysis of engineered nanoparticles by means of transmission x-ray microscopy and mass spectrometry

Feb 16, 2018

Anja Hermanns; Markus Schneider

Fast identification of microplastics using thermal extractions methods

Feb 16, 2018

Erik Dümichen

A new and full automated system for the analysis of microplastics in environmental samples is presented.

Numerical simulation of the filling process in the pressure bottle

Feb 16, 2018

K. Fraňa; S. H. Attia; Frank Otremba

Parameter study for CFD in the bottle – grid resolution plays an important role on the temperature at the specific positions, 2D axi-symetrical calculation is a sufficient solution strategy in regards to the examined particular Problem. The intensity of filling process can be controlled by pressure “User defined function” provided by experiments. Numerical simulation demonstrated feasibility to predict temperature progress during the filling process successfully validated by experiments. The turbulent model k-w SST is the best strategy for the turbulent property calculations. The most intensive turbulent kinetic energy appeared in the middle region of the pressure bottle, the impact of the eddy ...

Chemische Charakterisierung von P-Recyclaten

Feb 16, 2018

Christian Adam

Zukünftig werden vermehrt P-Recyclate auf den Düngemittelmarkt kommen. Diese müssen ausreichend charakterisiert werden, um Sicherheit und Wirksamkeit beurteilen zu können. Mit dem Vortrag wurde der wissenschaftliche Beirat für Düngungsfragen des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft beraten.

Influence of support configurations on the characteristics of selective laser-melted Inconel 718

Feb 16, 2018

Naresh Nadammal; Arne Kromm; Romeo Saliwan-Neumann; Lena Farahbod; Christoph Haberland; Pedro Portella

Samples fabricated using two different support configurations by following identical scan strategies during selective laser melting of superalloy Inconel 718 were characterized in this study. Characterization methods included optical microscopy, electron back-scattered diffraction and x-ray diffraction residual stress measurement. For the scan strategy considered, microstructure and residual stress development in the samples were influenced by the support structures. However, crystallographic texture intensity and the texture components formed within the core part of the samples were almost independent of the support. The formation of finer grains closer to the support as well as within the columnar ...

IEC TC31/SC 31M and CEN TC 305

Feb 16, 2018

Rainer Grätz

Overview about the status of european and international standardisation in the field of explosion protection of nonelectrical equipment and protective systems

LSD-3D printing: a novel technology for the Additive Manufacturing of ceramics

Feb 15, 2018

Andrea Zocca

The layer-wise slurry deposition (LSD) is an innovative process for the deposition of powder layers with a high packing density for Additive Manufacturing (AM). A slurry with small organic content is repetitively spread as thin layers on top of each other by means of a doctor blade. During the deposition, the ceramic particles settle to form thin layers with a high packing density (55-60%). Each layer is then dried, resulting in the stacking of a dry powder bed with high powder packing. When coupled with a printing head or with a laser source, the LSD enables novel AM technologies inspired to the 3D printing or selective laser sintering, but taking advantage of having a highly dense powder bed ...

Assessment of quality management for transport packages not requiring authority design approval

Feb 15, 2018

Steffen Komann; Carsten Gröke; Frank Wille

The majority of transports of radioactive materials are carried out in packages which don’t need a package design approval of a competent authority. Low active radioactive materials are transported in such kind of packages e.g. in the medical and pharmaceutical industry and in the nuclear industry as well. In Germany the decision to phase out nuclear energy leads to a strong demand for packages to transport low and middle active radioactive waste due to the dismantling and decommissioning of nuclear power plants. According to IAEA regulations the “non-competent authority approved package types” are the excepted packages and the industrial packages of Type IP-1, IP-2 and IP-3 and of Type A. For ...

Layerwise slurry deposition for Additive Manufacturing: from densely packed powder beds to dense technical ceramics

Feb 15, 2018

Andrea Zocca

Several Additive Manufacturing (AM) processes are based on the deposition of a powder to form a powder bed layer-by-layer, which typically has a low packing density (35-50%) and consequently hinders the ability of sintering ceramic parts to full density. The layerwise slurry deposition (LSD) is an innovative process for the deposition of layers in AM. In the LSD, a slurry with no or small organic content is repetitively spread as thin layers on each other by means of a doctor blade. During the deposition, the ceramic particles settle to form thin layers with a high packing density (55-60%). When coupled with a printing head or with a laser, the LSD enables novel AM technologies inspired to the ...

Zur Prüfung verpflichtet - Die BAM-Gefahrgutregel 016 (BAM-GGR 016)

Feb 15, 2018

Steffen Komann; Frank Wille

Im Gegensatz zu den zulassungspflichtigen Versandstücken für die gemäß der gefahrgutrechtlichen Regelwerksanforderungen eine behördlich ausgestellte Zulassung erforderlich ist, ist für die prüfpflichtigen Versandstücke lediglich eine behördliche Anerkennung und Überwachung des Managementsystems für die Auslegung, Herstellung, Prüfung, Dokumentation, den Gebrauch, die Wartung und Inspektion erforderlich. In der Bundesrepublik Deutschland ist gemäß den Festlegungen in der Gefahrgutverordnung Straße, Eisenbahn und Binnenschifffahrt die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) zuständig für die Anerkennung und Überwachung von Managementsystemen.

Potentials of niobium carbide (NbC) as cutting tools and for wear protection

Feb 15, 2018

Mathias Woydt; S. Huang; J. Vleugels; H. Mohrbacher; E. Cannizza

Research and development of WC grades is 90 years ahead of niobium carbide-based hard materials, which showed already as light-weight and unexplored material a very high potential for many technical applications, especially for wear protection and machining. NbC evoluted recently from lab scale to pilot scale, especially in areas where established WC-based materials are causing economic, environmental or technical concerns. Benchmark trials of NbC-based hard metals indicated already a favorable performance in machining of steel components.

Dynamic characterisation of historic bell-tower using a sensitivity-based technique for model tuning

Feb 15, 2018

M. Ferraioli; Lorenzo Miccoli; D. Abruzzese

The most relevant results of the vibration-based investigations performed on a historic masonry tower in Italy namely the Santa Maria a Vico bell-tower is here presented. The first part of the study involves preliminary full-scale ambient vibration measurements in operational conditions and dynamics-based finite element (FE) modelling. At first, a manual tuning of the uncertain parameters of the model was carried out to adjust material properties, soil-structure interaction and constraining effect of the neighbouring structures. Then, based on the sensitivity analysis, only the most sensitive parameters were chosen as updating parameters. Finally, a model updating technique based on a sensitivity-based ...

The burned shield-bearers: a detective story

Feb 15, 2018

Stephan Pirskawetz

Severe fires at the Friedrichshain flak bunker in May 1945 destroyed or severely damaged an important part of the collection of the Kaiser-Friedrich-Museum, Berlin, today’s Bode Museum. Fragments of two marble sculptures by Tullio Lombardo, sculptor of the Italian renaissance, have survived and are now stored in the Bode Museum. In preparation for restoration, the condition of the sculptures has been documented in detail in 2010. The study revealed that the fragments are not stable enough to exhibit them in a horizontal nor in an upright position. The intention of a further study in 2012 was to find a correlation between ultrasonic velocity and mechanical properties of burned Carrara marble as ...

Sand erosion of solar glass: Specific energy uptake, total transmittance, and module efficiency

Feb 15, 2018

Boris Agea Blanco; Christian Meyer; Ralf Müller; Jens Günster

Surface roughness, R Z , normal transmittance, Τ N , total transmittance, Τ T , and photovoltaic (PV) module efficiency, η S , were measured for commercial solar glass plates and PV test modules identically sandblasted with different loads of quartz sand (200 – 400 μ m), impact inclination angles, and sand particle speed. Measured data are presented versus the specific energy uptake during sand blasting, E (J/m2). Cracks, adhering particles, and scratch ‐ like textures probably caused by plastic flow phenomena could be observed after sand blasting. Their characteristic size was much smaller than that of sand particles. After blasting and subsequent cleaning, the glass surface was still covered ...

Mehrdimensionale Bestimmung der Schallschnelle auf Festkörperoberflächen mittels Einpunkt-Laservibrometrie im MHz-Bereich

Feb 15, 2018

Tobias Homann

Die zerstörungsfreie Prüfung von austenitischen Mischnähten, wie sie beispielsweise im Primärkreislauf von Kernkraftwerken vorkommen, stellt besondere Anforderungen an die eingesetzte Ultraschallprüfung. Voraussetzung für die positions- und größenrichtige Darstellung von Bauteilfehlern, insbesondere bei bildgebenden Ultraschallverfahren, ist die genaue Kenntnis der Materialparameter auf dem gesamten Schalllaufweg vom Sender zum Empfänger. Im Rahmen eines Forschungsprojekts entwickeln wir ein zerstörungsfreies, inverses Verfahren, das die Schweißnahtparameter entsprechend des Ogilvy-Modells aus der Schallschnelleverteilung bestimmt, die eine Longitudinalwelle an der Oberfläche erzeugt, nachdem ...

Dendritic Amphiphiles as Macromolecular Mimetics of Cellular Constituents

Feb 15, 2018

Annabelle Bertin

One of the holy grails in chemistry is to reconstruct some of life’s functions within synthetic materials. In this contribution, we demonstrate that “simple” macromolecular architectures such as dendritic amphiphiles, Janus dendrimers, thermoresponsive and hybrid organic-inorganic (co)polymers enable to mimic some of the functions of proteins for biomineralization, natural bactericides, biological membranes or the stimuli-responsive cytoskeleton.

One-part geopolymers and geopolymer-zeolite composites based on silica: factors influencing microstructure and engineering properties

Feb 15, 2018

Gregor Gluth

Mixing and curing of geopolymers and related alkali-activated materials without storage and handling of highly alkaline solutions possesses advantages regarding safety and economic viability; one possible approach is to produce these materials from solid silica feedstocks and solid sodium aluminate, and subsequent mixing with water. We present a comparison between geopolymers and geopolymer-zeolite composites synthesized by this route from different silica feedstocks (by-product silica from chlorosilane production, microsilica, rice husk ash) and with different SiO2/Al2O3 ratios, using results from XRD, NMR, SEM, thermal analysis, mechanical and acid resistance testing. The use of rice husk ash ...

In situ monitoring of a mechanochemical Knoevenagel condensation

Feb 13, 2018

Sebastian Haferkamp

Mechanaochemistry is an effective method to yield pure compounds within a short reaction time. Mechanochemical C-C bond forming reactions gained increasing interest in the past decade. Among those the Knoevenagel condensation is an important reaction for synthezing a,b-unsaturated compounds. The information on the underlying mechanisms of mechanochemical reactions are scarce. In situ investigations using Raman spectroscopy and synchroton XRD either alone or in combination address this challenge. We present the in situ results of a Knoevenagel condensation with p-nitrobenzaldehyde and malononitrile under neat grinding conditions.

In situ investigation of a mechanochemical Knoevenagel condensation

Feb 13, 2018

Sebastian Haferkamp

Mechanaochemistry is an effective method to yield pure compounds within a short reaction time. Mechanochemical C-C bond forming reactions gained increasing interest in the past decade. Among those the Knoevenagel condensation is an important reaction for synthezing a,b-unsaturated compounds. The information on the underlying mechanisms of mechanochemical reactions are scarce. In situ investigations using Raman spectroscopy and synchroton XRD either alone or in combination address this challenge. We present the in situ results of a Knoevenagel condensation with p-nitrobenzaldehyde and malononitrile under neat grinding conditions.

In situ monitoring of mechanochemical Knoevenagel condensations

Feb 13, 2018

Sebastian Haferkamp

Mechanaochemistry is an effective method to yield pure compounds within a short reaction time. Mechanochemical C-C bond forming reactions gained increasing interest in the past decade. Among those the Knoevenagel condensation is an important reaction for synthezing a,b-unsaturated compounds. The information on the underlying mechanisms of mechanochemical reactions are scarce. In situ investigations using Raman spectroscopy and synchroton XRD either alone or in combination address this challenge. We present the in situ results of a Knoevenagel condensation with p-nitrobenzaldehyde and malononitrile under neat grinding conditions.

Characterization of small heterogeneities in polymers by analysis of UPLC/ESI-MS reconstructed ion chromatograms

Feb 13, 2018

Ruben Epping

From simple molar mass disperse homopolymers over copolymers to functionalized, 3-dimensional structures containing various distributions, the complexity of polymeric materials has become more and more sophisticated in recent years. With applications in medicine, pharmacy, smart materials or for the semiconductor industry the requirements for the characterization have risen with the complexity of the used polymers. For each additional distribution, an additional dimension in analysis is needed. Small, often isobaric heterogeneities in topology or microstructure can usually not be simply separated chromatographically or distinguished by any common detector. Instead of a complicated, time consuming ...

Non-destructive testing in civil engineering at BAM

Feb 13, 2018

Herbert Wiggenhauser; Thomas Kind; Frank Mielentz; Christoph Strangfeld; Christoph Völker; Gerd Wilsch

Research and Development in Non-Destructive Testing in Civil Engineering at BAM has de-veloped over more than two decades. Highlights of present research are ultrasound phase array probes, ground penetrating radar applications for the assessment of existing structures and Laser Induced Breakdown Spec-troscopy (LIBS) to determine which chemical elements on the surface of a specimen are. RFID sensor devel-opments for wireless moisture monitoring and data fusion for the combined analysis of sensor data are fast developing areas. In addition, a selection of application cases is briefly described.

Comparative study of lightweight aggregates

Feb 13, 2018

Katrin Rübner

Lightweight aggregates (LWA) are mixtures of porous grains of mineral origin characterised by particle bulk densities less than 2000 kg/m³ or loose bulk densities less than 1200 g/m³. They are used in concrete, mortar and grout in buildings, roads and civil engineering works. LWA are commonly produced by thermal treatment of natural raw materials such as clay, shale and other clayey or igneous rocks at temperatures between 1000 °C and 1300 °C. Expanded clay, expanded shale, vermiculite and expanded perlite are well-known aggregates used in the construction industry today. But porous LWA can also be manufactured from mineral residues, such as waste glass or masonry rubble, by thermal expending ...

Halbtechnische Herstellung von Recycling-Granulaten aus Mauerwerkbruch-Ton-Mischungen und ihre Anwendung in Leichtbeton

Feb 13, 2018

A. Schnell; Katrin Rübner; M. Vöge; H.-M. Ludwig

Das Projektziel bestand in der Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von leichter Gesteinskörnung für Beton und Mörtel aus ziegelhaltigen Bau- und Abbruchabfällen durch thermische Porosierung. Hierzu erfolgte nach einem mehrstufigen mechanischen Prozess eine thermische Stabilisierung der RC-Granulate (RCG). Nach Laborversuchen wurden RCG im halbtechnischen Maßstab hergestellt. Als Ausgangsmaterial dienten Mauerwerkbruch bzw. Gemische aus Mauerwerkbruch und Ton. Dabei wurde die gesamte Prozesskette vom Granulieren der Ausgangsmehle bis zur thermischen Behandlung im Drehrohrofen in einem Produktionsschritt dargestellt. Die erzeugten RCG sind mit Rohdichten zwischen 780 und 1800 kg/m³ leichte ...

Single-cell analysis by ICP-MS/MS as a fast tool for cellular bioavailability studies of arsenite

Feb 12, 2018

S. Meyer; Ana López-Serrano; H. Mitze; Norbert Jakubowski; T. Schwerdtle

Single-cell inductively coupled plasma mass spectrometry (SC-ICP-MS) has become a powerful and fast tool to evaluate the elemental composition at a single-cell level. In this study, the cellular bioavailability of arsenite (incubation of 25 and 50 μM for 0-48 h) has been successfully assessed by SC-ICP-MS/MS for the first time directly after re-suspending the cells in water. This procedure avoids the normally arising cell membrane permeabilization caused by cell fixation methods (e.g. methanol fixation). The reliability and feasibility of this SC-ICP-MS/MS approach with a limit of detection of 0.35 fg per cell was validated by conventional bulk ICP-MS/MS analysis after cell digestion and parallel ...

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Entwicklung immunchemischer Methoden zur Spurenanalytik der Sprengstoffe Nitropenta und Trinitrotoluol

Aug 30, 2017

Almut Hesse

Pentaerythrityltetranitrat (PETN), ein in jüngster Vergangenheit häufig von Terroristen verwendeter Sprengstoff, ist äußerst schwer zu detektieren. Ein verbesserter Antikörper gegen PETN wurde durch Anwendung des Konzepts des bioisosteren Ersatzes entwickelt,indem ein Nitroester durch einen Carbonsäurediester ersetzt wurde. Biostere Moleküle haben eine ähnliche Struktur wie die Referenzsubstanz und zeigen eine vergleichbare biologische Wirkung. Dieser Ansatz führte zu polyklonalen Antikörpern mit extrem guter Selektivität und Sensitivität. Die Nachweisgrenze des Enzyme-Linked Immunosorbent Assays (ELISAs) beträgt 0,15 μg/L. Der Messbereich des Immunassays liegt zwischen 1 und 1000 μg/L. Die Antikörper ...

Thermomechanisches Verhalten von semikristallinem Polyester-Urethan

Apr 27, 2017

Nikolaus Mirtschin

Formgedächtnispolymere werden durch thermomechanische Vorbehandlung, die Programmierung, in eine temporäre Form überführt. In die Ursprungsform kehren sie dann erst nach externer Stimulierung, durch Auslösen des Formgedächtniseffekts, wieder zurück. Um diesen Effekt zu optimieren, werden in dieser Arbeit thermomechanische Designoptionen analysiert und Stellschrauben der Programmierung diskutiert. Quantifiziert wird das Materialverhalten eines physikalisch vernetzten Polyurethans mit semikristalliner Polyester-Weichsegmentphase (PEU) in thermomechanischen Messungen, in denen das Polymer Dehnungen bis über 1000% fixiert. Deformationen im breiten Schmelzübergangsbereich der Weichsegmentphase ermöglichen ...

Numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung an Eisenbahnfahrwegen und ihre Anwendung im Brückenübergangsbereich

Mar 29, 2017

Jeffrey Bronsert

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht die numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung von Eisenbahnfahrwegen, die auch für Fahrwege mit einer Diskontinuität einsetzbar ist. Der Fokus wurde hier auf Fahrwege mit einem Brückenbauwerk gelegt, weil es an den Übergängen zu einer erhöhten Beanspruchung kommt. Daher wurde für den Fahrweg mittels der Finiten Elemente Methode (FEM) ein dreidimensionales Modell mit einer Lösung im Zeitbereich entwickelt, das die wesentlichen Elemente des Schienenverkehrs, das Fahrzeug, den Fahrwegoberbau und den Untergrund, enthält. Aufgrund der unendlichen Ausdehnung des Untergrundes wurde für den Rand des endlichen FE-Gebiets, die sogenannte ...

Immunochemical determination of caffeine and carbamazepine in complex matrices using fluorescence polarization

Feb 27, 2017

Lidia Oberleitner

Pharmacologically active compounds are omnipresent in contemporary daily life, in our food and in our environment. The fast and easy quantification of those substances is becoming a subject of global importance. The fluorescence polarization immunoassay (FPIA) is a homogeneous mix-and-read format and a suitable tool for this purpose that offers a high sample throughput. Yet, the applicability to complex matrices can be limited by possible interaction of matrix compounds with antibodies or tracer. Caffeine is one of the most frequently consumed pharmacologically active compounds and is present in a large variety of consumer products, including beverages and cosmetics. Adverse health effects of ...

Microstructure-property relationship in microalloyed high-strength steel welds

Feb 15, 2017

Lei Zhang

High-strength steels are favoured materials in the industry for production of safe and sustainable structures. The main technology used for joining the components of such steel is fusion welding. Steel alloy design concepts combined with advanced processing technologies have been extensively investigated during the development of High-Strength Low-Alloy (HSLA) steels. However, very few studies have addressed the issue of how various alloy designs, even with limited microalloy addition, can influence the properties of high-strength steel welds. In high-strength steel welding practices, the challenges regarding microstructure evolution and the resulting mechanical properties variation, are of ...

Zuverlässigkeitsanalyse von digitalen Radiographie-Systemen bei der Prüfung von realen Materialdefekten

Jan 3, 2017

Daniel Kanzler

Die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) ist aus solchen Bereichen unseres Lebens nicht mehr wegzudenken, in denen Schäden mit hohen Folgekosten oder Gefährdungen von Menschenleben entstehen können (Beispiele: Transportwesen, Energieerzeugung, Chemieindustrie). In der Praxis kann ein Prüfsystem an seine Grenzen geraten, z.B. bei kleinen Defekten. Defekte mit kritischer Größe werden möglicherweise nicht detektiert. Daher müssen probabilistische Bewertungsverfahren das Prüfsystem beschreiben. Es wird eine objektive Qualitätskennzahl gesucht, auf deren Basis die Anwendbarkeit der Prüfmethode definiert werden soll. Die Auffindwahrscheinlichkeit (engl. probability of detection - POD) erfüllt diese Anforderung ...

Instrumental analysis, metabolism and toxicity of cis- and trans-zearalenone and their biotransformation products

Dec 8, 2016

Sarah Drzymala

Trans-Zearalenone(ZEN)is a non-steroidal estrogenic mycotoxin which frequently contaminates cereal grains worldwide. Ingestion of food and feed containing ZEN causes numerous mycotoxicoses in animals and possibly humans with pronounced estrogenic effects. Due to the trans-configurated double bond, ZEN isomerizes to the cis-configuration upon the influence of light. This work investigates the instrumental analysis, metabolism and toxicity of ZEN and cis- ZEN. The first part focused on the determination of ZEN in edible oils. Due to a maximum level of 400 µg/kg ZEN in the European Union (EU), reliable analytical methods are needed. A comprehensive method comparison proved dynamic covalent hydrazine ...

Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk

Nov 29, 2016

Tristan Herbst

Mit der vorliegenden Arbeit wurde ein methodisches Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk bereitgestellt. Das Bewertungskonzept ermöglicht einen ganzheitlichen Vergleich verschiedener Szenarien für den Abbruch und die Aufbereitung von Mauerwerk unter Berücksichtigung der Anwendung von Mauerwerkbruch und aussortierter Fremdstoffe zur Verwertung. Es kombiniert die Kosten-Wirksamkeitsanalyse, die Stoffflussanalyse, die Ökobilanzierung, die Betrachtung sozialer Aspekte und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Materialqualitäten. Das Bewertungskonzept basiert im Kern auf der Kosten-Wirksamkeitsanalyse ...

Hydrogen Diffusion and Effect on Degradation in Welded Microstructures of Creep-resistant Low-alloyed Steels

Sep 19, 2016

Michael Rhode

Low-alloyed heat-resistant steels have a fundamental contribution to the currently applied steel grades in pressurized and temperature loaded components like membrane walls(water walls)or pressure vessels. Here, the main advantages of the low-alloy concept can be used in terms of superior high temperature mechanical properties, workability and decreased amounts of expensive alloy elements. The main challenge for the future is to further increase the power plant thermal efficiency independent of the type of power plant concept, i.e. fossil-fired or nuclear power plant, where the material selection can directly affect reduction of CO2 emissions. In power plant design, welding is the most applied ...

Naturmessungen und numerische Simulationen zur Untersuchung von Freileitungsseilen im natürlichen Wind

Sep 1, 2016

Dominik Stengel

Für Tragmasten von Freileitungen ist meist die Windeinwirkung bemessungsrelevant. Mit den großen Spannweiten der Hochspannungsebene trägt dabei die Windeinwirkung auf die Leiterseile einen maßgebenden Anteil zur Gesamtbeanspruchung dieser Tragstrukturen bei. Daher ist es offensichtlich, dass das Tragverhalten der Freileitungsseile eine wichtige Rolle für die zuverlässige Bemessung bei Neubauten oder der Bewertung der Zuverlässigkeit des Bestands spielt. Hierfür sind insbesondere die Extremwindereignisse, das sog. 50-Jahres-Windereignis von Bedeutung. Bei diesen hohen Windgeschwindigkeiten treten vor allem windinduzierte Schwingungen der Leiterseile auf. Die für die Bemessung herangezogenen Konzepte ...

Verhalten reaktiver Brandschutzsysteme auf kreisförmigen Zuggliedern aus Blank- und Baustahl

Aug 31, 2016

Dustin Häßler

Im Bauwesen werden Zugglieder aus Stahl in der Regel für Aussteifungsverbände, Abhängungen und Unterspannungen von Trägern verwendet. Die dafür verbauten, meist kreisförmigen Vollprofile dienen häufig der Stabilisierung des Tragwerks. Ein Versagen der Stahlzugglieder kann zu einem Einsturz der gesamten Konstruktion führen. Unter Brandeinwirkung verlieren ungeschützte Stahlkonstruktionen aufgrund der schnellen Erwärmung frühzeitig ihre Tragfähigkeit. Durch den Einsatz reaktiver Brandschutzsysteme auf Stahlbauteilen kann deren Erwärmung verlangsamt und dadurch der Feuerwiderstand verbessert werden. Die Optik der oftmals filigranen Stahlzugglieder bleibt dabei im Wesentlichen unverändert. Für ...

Einfluss der Porosität von Beton auf den Ablauf einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion

Jun 6, 2016

Katja Voland

This thesis deals with the question of how the porosity of concrete influences the process of a damaging alkali-silica-reaction (“ASR”). In particular, it is examined whether the use of slip form pavers and the reduced porosity resulting from this use have an effect on the process of a damaging ASR. Since the 1980s slip form pavers have been used, which modifies the structure of concrete. However, these modifications have not yet been taken into consideration in the relevant technical guidelines. The use of slip form pavers instead of conventional concrete pavers results in a denser structure. Due to the denser structure the ductility and the porosity of the concrete decrease. Thus it is more ...

Human Factors in Non-Destructive Testing (NDT): Risks and Challenges of Mechanised NDT

May 19, 2016

Marija Bertović

Non-destructive testing (NDT) is regarded as one of the key elements in ensuring quality of engineering systems and their safe use. A failure of NDT to detect critical defects in safetyrelevant components, such as those in the nuclear industry, may lead to catastrophic consequences for the environment and the people. Therefore, ensuring that NDT methods are capable of detecting all critical defects, i.e. that they are reliable, is of utmost importance. Reliability of NDT is affected by human factors, which have thus far received the least amount of attention in the reliability assessments. With increased use of automation, in terms of mechanised testing (automation-assisted inspection and the ...

A Numerical Model for Self-Compacting Concrete Flow through Reinforced Sections: a Porous Medium Analogy

Apr 20, 2016

Ksenija Vasilić

This thesis addresses numerical simulations of self-compacting concrete (SCC) castings and suggests a novel modelling approach that treats reinforcement zones in a formwork as porous media. As a relatively new field in concrete technology, numerical simulations of fresh concrete flow can be a promising aid to optimise casting processes and to avoid on-site casting incidents by predicting the flow behaviour of concrete during the casting process. The simulations of fresh concrete flow generally involve complex mathematical modelling and time-consuming computations. In case of a casting prediction, the simulation time is additionally significantly increased because each reinforcement bar occurring ...

Wirkungsweise von Polypropylen-Fasern in brandbeanspruchtem Hochleistungsbeton

Apr 15, 2016

Klaus Pistol

Das Hauptanliegen der Arbeit besteht in der experimentellen Erforschung der faserbedingten mikrostrukturellen Schädigungsprozesse in brandbeanspruchtem HPC. Dazu werden das thermische Degradationsverhalten von Polypropylen-Fasern (PP-Fasern) mithilfe thermoanalytischer Verfahren aus der Polymerforschung untersucht und die Wechselwirkung der schmelzenden PP-Fasern mit dem umgebenden Betongefüge unter Verwendung hochtemperaturmikroskopischer Methoden analysiert. Des Weiteren werden erstmalig akustische und röntgentomographische Methoden zur zerstörungsfreien Untersuchung der Rissgenese in thermisch beanspruchten Betonproben kombiniert. Zur Validierung der Ergebnisse und zur Visualisierung von mikroskopischen ...

Analyse der Schallemissionssignale aus Ermüdungsrisswachstum und Korrosionsprozessen Untersuchung der Möglichkeiten für die kontinuierliche Zustandsüberwachung von Transportbehältern mittels Schallemissionsprüfung

Mar 9, 2016

Janne Wachsmuth

Die Schädigung von Gefahrgutbehältern während ihres Transports durch Korrosion und Ermüdungsrisswachstum sind Ursache von Unfällen, die Menschenleben gefährden, die Umwelt schädigen und hohe Sachschäden verursachen. Um solchen Unfällen vorzubeugen, werden präventive Intervallprüfungen durchgeführt. Diese sind jedoch kostenintensiv, unter anderem durch die Standzeit der Transportmittel. Eine Alternative bietet die Idee einer kontinuierlichen Zustandsüberwachung mittels Schallemissionsprüfung (SEP). So sollen Materialfehler sofort nach dem Entstehen entdeckt und repariert werden können. Die Schallemissionsprüfung ist eine online Methode der Familie der zerstörungsfreien Prüfung. Schallemission ...

Reactive Boundary Layers in Metallic Rolling Contacts

Mar 9, 2016

John Burbank

In order to meet the goal of reducing CO2 emissions, automotive industry places significant importance on downsizing components to achieve greater efficiency through lower weight and reduced friction. As friction reductions are associated with energy efficiency and wear protection with resource conservation, ever greater attention has been given to adamantine carbon- based coatings and high-alloyed steels. Such applications are, however, associated with high production costs and energy expenditures, as well as many technical difficulties. Therefore a key issue in meeting the goals of friction reduction, wear protection and development of comprehensive lightweight strategies is whether or not ...

Kurzfaserverstärktes Polyamid — Charakterisierung der Mikroschädigungsentwicklung unter zweiachsiger mechanischer Last

Mar 9, 2016

Karoline Lenke

In der vorliegen Arbeit wird ein kurzglasfaserverstärktes Polyamid 6 unter zweiachsiger mechanischer Belastung charakterisiert. Die Analyse umfasst das einachsige und zweiachsige Ermüdungsverhalten unter Zug-, Torsions- und Zug-Torsionslast sowie die dabei auftretende charakteristische Mikroschädigungsentwicklung. Zur Beschreibung des Ermüdungsverhaltens unter zweiachsiger Axial-Torsionslast kann das auf Ermüdungslasten angepasste, nicht-differenzierende Tsai-Hill-Kriterium angewendet werden. Die Mikroschädigungsanalyse erfolgt begleitend zu den mechanischen Belastungsversuchen mit der zerstörungsfreien Prüfmethode der Röntgenrefraktionsanalyse. Durch fraktographische Analysen des Werkstoffes ...

Experimentelle Untersuchung und Analyse der Schädigungsevolution in Beton unter hochzyklischen Ermüdungsbeanspruchungen

Mar 9, 2016

Marc Thiele

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht das Ermüdungsverhalten von Beton unter hochzyklischen Druckschwellbeanspruchungen. Der aktuelle Wissensstand bezüglich des Ermüdungsverhaltens ist nach wie vor sehr lücken

Signatur der Streuung von Radarwellen durch die Heterogenität von Beton

Jan 18, 2016

Thomas Kind

Das Radarverfahren ist ein schnelles bildgebendes Verfahren für die Untersuchung der inneren Struktur von Stahlbeton-Bauwerken und wird seit längerem erfolgreich für die zerstörungsfreie Untersuchung von Brückenbauwerken eingesetzt. Für die Rekonstruktion der Lage der Bewehrung reicht die Annahme einer homogenen Materialeigenschaft des Betons meistens aus. Nähere Untersuchungen der empfangenen Streuungen der Radarwellen zeigen, dass neben der starken Streuung der Radarwellen an den metallischen Einbauteilen auch schwache Streuungen existieren. Diese schwachen Streuungen im Beton wurden nun erstmals in dieser Arbeit untersucht und können der Heterogenität des Betons zugeordnet werden. Die schwachen ...

Beitrag zur Ermittlung vorrangig konstruktiver Einflussgrößen auf die Heißrissinitiierung an geschweißten Bauteilen

Nov 9, 2015

Christian Gollnow

Die bisherigen Forschungsergebnisse ermöglichen, ungeachtet der Vielzahl existenter experimenteller und numerischer Ergebnisse, keine allgemeingültige Heißrisscharakterisierung und speziell Erstarrungsrisscharakterisierung. Ursächlich hierfür ist vor allem die Vielzahl von Einflussgrößen und damit die komplexe Interaktion dieser Mechanismen, die eine generelle Beschreibung des Heißrissphänomens erschwert. Die Heißrissentstehung und somit die Erstarrungsrissinitiierung werden durch die Interaktion von Schweißprozess, Metallurgie und Design beschrieben. Die Literaturrecherche zeigt, dass bei der Erstarrungsrisscharakterisierung der konstruktive Aspekt vielfach unterschätzt wird. Hierbei werden ...

Abscheidung ultradünner funktionalgruppentragender Polymerschichten auf Metalloberflächen mittels Elektrospray Ionisation

Sep 22, 2015

Korinna Altmann

Funktionalisierte Oberflächen sind in vielen Bereichen, z. B. als Haftvermittler in Polymerkompositen, für katalytische Anwendungen oder als Sensoren von Interesse. Für viele solcher Anwendungen ist es ausreichend, den verwendeten Werkstoff mit einem ultradünnen Polymerfilm zu überziehen. Dazu gibt es bislang einige Verfahren, wie z. B. Chemical Vapour Deposition, Layer-by-Layer-Technik, Langmuir-Blodgett-Technik oder Spin-Coating, die alle bestimmte Nachteile haben. In der vorliegenden Arbeit wurden wenige Nanometer dicke Polymerschichten auf metallischen und nicht-metallischen Substraten mittels Elektrospray Ionisation abgeschieden. So wurden typischerweise etwa 10 nm dicke Schichten von ...

Herstellung, Charakterisierung und Funktionalisierung polymerer Nanopartikel und Untersuchung der Wechselwirkungen mit biologischen Systemen

Aug 20, 2015

Regina Bleul

Die Nanomedizin beschäftigt sich unter anderen mit der Frage, wie sich die Behandlung gefährlicher Krankheiten effizienter und sicherer gestalten lässt, deren konventionelle Therapie oftmals mit schweren Nebenwirkungen einhergeht. Die Vision ist, ein theranostisches Wirkstoffträgersystem zu schaffen, das seinen therapeutischen Cargo sicher an den Wirkort transportiert, dort freisetzt und gleichzeitig in Echtzeit verfolgt werden kann, um die Therapie individuell anzupassen. Die Grundlage für die erfolgreiche Entwicklung eines Wirkstoffträgersystems bilden Untersuchungen zum Verhalten von nanopartikulären Substanzen in physiologischer Umgebung. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden polymere ...

Zum Einfluss der Wärmeführung auf die Rissbildung beim Spannungsarmglühen dickwandiger Bauteile aus 13CrMoV9-10

Aug 17, 2015

Thomas Lausch

Wirtschaftliche und ökologische Aspekte führten in den letzten Jahren zu deutlich gesteigerten Anforderungen an die Effizienz und die Flexibilität petrochemischer Anlagen. Die heutzutage geforderten Prozesstemperaturen und -drücke lassen sich nur durch den Einsatz neuer warmfester Stahlgüten erreichen. Der mit Vanadium modifizierte Stahl 13CrMoV9-10 weist eine bessere Kriech und Druckwasserstoffbeständigkeit auf und wird seit Mitte der 90er Jahre im petrochemischen Reaktorbau eingesetzt. Aufgrund der niedrigen Zähigkeit und hohen Festigkeit des Schweißgutes im geschweißten, nicht spannungsarm geglühten Zustand sowie einer erhöhten Sensitivität gegenüber Spannungsrelaxationsrissen bedarf dieser ...

Charakterisierung von Gesteinsbewuchs und -verwitterung durch einen Modellbiofilm

Aug 6, 2015

Franz Seiffert

Natürliche Gesteinsformationen und von Menschen aus Gesteinsmaterial erschaffene Gebäude oder Monumente werden bei genügend langer Inkubation von zahlreichen Mikroorganismen besiedelt, welche komplexe Ökosysteme bilden. Dies führt oft zu Verfärbungen der Gesteinsoberflächen durch Pigmente der Mikroorganismen. Zudem können die Organismen das Gestein angreifen und zusammen mit abiotischen Faktoren eine Auflösung herbeiführen, was von essenzieller Bedeutung für die Bildung von Böden und gleichzeitig kritisch für die Erhaltung von Kulturgütern ist. Ein profundes Verständnis der Primärbesiedlung auf Gesteinen ist eine Voraussetzung, um Prozesse der Sukzession und der Gesteinsverwitterung besser nachvollziehen ...