BiaChi: Entwicklung eines bioabbaubaren Biokunststoff auf Chitinbasis

 

Sachbearbeiter Boehnke
Auftraggeber BMWi-ZIM Projektende 30/4/2022

Ein Großteil der zurzeit verwendeten Kunststoffe wird aus fossilen Rohstoffen  hergestellt und ist zudem nicht bioabbaubar. Vor dem Hintergrund dieser Problematik ist das Ziel des vorliegenden Projekts die Entwicklung eines völlig neuartigen, thermoplastischen Biokunststoffs auf Chitinbasis sowie dessen Compoundierung und Verarbeitung im Spritzgussprozess. Dieser Prozess soll insbesondere zu einer Verwertungsmöglichkeit des in großen Mengen anfallenden, natürlichen Abfallstoffs Chitin führen und gleichzeitig zur Herstellung nachhaltiger, biologisch-abbaubarer Produkte eingesetzt werden können. Für einen großtechnischen Einsatz müssen daher neben dem Kunststoff selbst auch die notwendigen Verarbeitungsverfahren entwickelt werden.

Forschungsfelder: Polymere Materialien

Realkalisierung durch hochalkalische Gelsysteme

 

Sachbearbeiter Jung
Auftraggeber BMWi-ZIM Projektende 31/10/2021

Grundsätzlich weist Stahlbeton eine sehr gute Dauerhaftigkeit  auf. Diese wird begründet durch das alkalische Milieu mit einem pH-Wert von 12–14, welches zu einer Passivierung des Stahls führt. Im Laufe der Zeit reagieren die Alkalien des Betons mit Kohlenstoffdioxid der Umgebungsluft. Hierdurch  sinkt der pH-Wert des Betons, sodass die Passivschicht des Bewehrungsstahls aufgelöst wird und Korrosion zur Folge hat. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines hochalkalischen Hydrogels welches nachhaltig den Alkalienpuffer der Betonmatrix wiederherstellen kann. Durch temporäre Applikation soll die Realkalisierungsmaßnahme auch an denkmalgeschützten Bauwerken möglich sein.

Forschungsfelder: Polymere Materialien, Schutzsysteme und Dauerhaftigkeit

Kationische Hydrogele als Rissverpressungssystem

 

Sachbearbeiter Jung
Auftraggeber BMWi-ZIM Projektende 31/10/2020

Wasserführende Risse in Fundamenten oder Tunnelbauwerken beeinträchtigen signifikant die Integrität des Bauwerks durch Eintrag von Chloridionen aus dem Grundwasser, sowie durch Beschleunigung der Carbonatisierung der Betonmatrix. In diesem Projekt soll ein hochalkalisches kationisches Hydrogel entwickelt werden, welches neben der abdichtenden Wirkung, einen aktiven Korrosionsschutz des Bewehrungsstahls bietet.

Forschungsfelder: Polymere Materialien, Schutzsysteme und Dauerhaftigkeit

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Abgeschlossene Projekte

Chloridentzug mittels Hydrogel

 

Sachbearbeiter Jung
Auftraggeber BMWi-ZIM Projektende 15/7/2019

Durch Tausalze eingetragene Chloridionen beeinträchtigen durch Zerstören der schützenden Passivschicht von Stahlträgern maßgeblich die Tragfähigkeit von Stahlbetonbauwerken. Bei der  elektrochemischen Chloridextraktion wird das kontaminierte Betonbauteil kontaktiert und eine hohe Spannung angelegt, sodass die Diffusionsrichtung der Chloridionen zur Betonaußenseite hin festgelegt wird. Das Ziel dieses Projektes ist es, ein innovatives Ankopplungsmaterial auf Basis alkalischer Hydrogele für den elektrochemischen Chloridentzug zu entwickeln, welches sowohl kostengünstiger ist,  als deutlich geringeren Wartungsausfwand aufweist als bisherig verwendete Systeme.

Forschungsfelder: Polymere Materialien, Schutzsysteme und Dauerhaftigkeit

Baumaterial aus Federn

 

Sachbearbeiter Juraschek
Auftraggeber BMWi-ZIM Projektende 30/4/2018

Zurzeit ist geschäumtes Polystyrol (Styropor) mit ca. 75 %, das am häufigsten verwendete Material bei Wärmedämmverbundsystemen. Um 1 kg Polystyrol herzustellen, werden 5 kg Erdöl benötigt, was zu einem enormen Ressourcenverbrauch führt. Das Ziel dieses Projektes ist es, ein nachhaltiges Wärmedämmverbundsystem bestehend aus natürlichen Materialien zu entwickeln, das zur Verbesserung des Raumklimas beiträgt.

Forschungsfelder: Polymere Materialien

SMART-DECK

 

Sachbearbeiter Driessen
Auftraggeber BMBF Projektende 31/5/2017

Zahlreiche Brückenbauwerke sind instandsetzungsbedürftig. Als Frühwarnsystem, aber auch für den Schutz der Bewehrung und zur Verstärkung der Tragfähigkeit soll eine textilbewehrte Multifunktionsschicht entwickelt werden. Dies geschieht in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Straßenwesen, dem Institut für Massivbau der RWTH Aachen University und zahlreichen Industriepartnern. Smart-Deck soll innerhalb des Projektes auch an einem Brückenabschnitt installiert und erprobt werden.

Forschungsfelder: Schutzsysteme und Dauerhaftigkeit

Polymersensoren

 

Sachbearbeiter Sassmann, Helm
Auftraggeber BMWi-ZIM Projektende 31/3/2017

Die Schäden durch Korrosion verursachen alleine in Deutschland jährliche Kosten in Milliardenhöhe. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines Monitoringsystems, dessen Korrosionssensoren über eine Bohrung im Bereich der zu überwachenden Stelle eingebracht werden. Dafür wird ein neuartiger Sensortyp entwickelt, der beim Einbau keine zusätzliche Feuchtigkeit in den zu untersuchenden Bereich des Stahlbetons einträgt.

Forschungsfelder: Polymere Materialien, Schutzsysteme und Dauerhaftigkeit

Improving the sustainability of construction materials using innovative silicon-based materials (SILEX)

 

Sachbearbeiter Hutt
Auftraggeber EU Life+ Projektende 30/9/2016

Das übergeordnete Ziel des Projektes ist es, die Gebrauchsdauer von Baustoffen aus Holz oder Beton durch den Einsatz von umweltfreudlichen wasserabweisenden Stoffen zu verlängern. Hauptgegenstand des Projekts ist die Entwicklung und Eigenschaftsprüfung von Stoffen, die bei der Anwendung nur wenige flüchtige organische Verbindungen freisetzen. Das Projekt wird von DOW Corning koordiniert und in Zusammenarbeit mit der Universiteit Gent und dem FCBA, Bordeaux, durchgeführt.

Aktuelle Informationen zum Projekt finden Sie hier, auf der Internetseite des Projektkoordinators.

Forschungsfelder: Schutzsysteme und Dauerhaftigkeit, Zerstörungsfreie Prüfverfahren

Phasentheoretische Entwicklung von Gläsern und Methoden zur Erzeugung kontinuierlicher Schutzschichten aus Glas und Betonoberflächen

 

Sachbearbeiter Schulte Holthausen
Auftraggeber DFG Projektende 31/3/2016

Mit aufgeklebten Glasscheiben und -folien können Betonoberflächen säurebeständig ausgerüstet werden, was z. B. in abwassertechnischen Anlagen interessant ist. Allerdings stellen Applikation und Kleber gewisse Schwachpunkte dar. Als Alternative sollen Schutzschichten aus Glas auf die Betonoberfläche aufgespritzt werden. Dazu müssen die Glaseigenschaften jedoch angepaßt werden, um im Flammstrahlverfahren aufgespritzt werden zu können und zum Beton chemisch kompatibel zu sein. Die Untersuchungen werden in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Glas und keramische Verbundwerkstoffe der RWTH Aachen University, Professor Conradt, durchgeführt. Mehr

Forschungsfelder: Schutzsysteme und Dauerhaftigkeit,

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Projekte vor 2015

Untersuchungen zum kritischen korrosionsauslösenden Chloridgehalt von Stahl in Beton

Sachbearbeiter Kosalla
Auftraggeber DFG Projektende 31/05/2015

Praxiserfahrungen haben gezeigt, dass der kritische korrosionsauslösende Chloridgehalt kein Festwert ist, sondern in einem großen Streubereich liegt. Im Rahmen des grundlegenden Forschungsvorhabens soll geklärt werden, welche Einflußgrößen maßgebend sind und wie sich speziell die Kontaktzonenqualität und Polarisierung der Stahloberflächen auswirken.

Forschungsfelder: Stahl und Korrosion, Korrosion von Stahl in Beton

 

Verbundverhalten von Vollgewindeschrauben mit großen Einbindelängen beim Einsatz als Bewehrung in Brettschichtholzbauteilen

Sachbearbeiter Rößler
Auftraggeber DFG Projektende 30/04/2014

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Tragwerkslehre der RWTH Aachen, Professor Trautz, wurden umfangreiche Untersuchunen zum Verbundverhalten von Vollgewindeschrauben in Brettschichtholzträgern durchgeführt. Dabei wurde auch die optische 3D-Verformungsanalyse angewendet, mit deren Hilfe die komplexen Verformungszustände visualisiert werden konnten.

Forschungsfelder: Messtechnik und zerstörungsfreie Prüfverfahren

 

Untersuchungen zur Anwendbarkeit leitfähiger Beschichtungen auf Karbonbasis für den Einsatz als Fremdstromanoden im Kathodischen Korrosionsschutz von Stahlbetonbauteilen

Sachbearbeiter Helm
Auftraggeber AiF-GfKorr Projektende 31/12/2014

Im Rahmen eines Verbundforschungsvorhabens in Kooperation mit mehreren Industriepartnern und der BAM, Berlin, wurden leitfähige Beschichtungen hinsichtlich ihrer Eignung als KKS-Anoden untersucht. Die Ergebnisse zeigen, unter welchen Anwendungsbedingungen ein Einsatz sinnvoll ist.

Forschungsfelder: Schutzsysteme und Dauerhaftigkeit, Kathodischer Korrosionsschutz, Simulation von Korrosionsprozessen

 

Korrosion der Bewehrung im Bereich von Trennrissen nach kurzzeitiger Chlorideinwirkung

Sachbearbeiter Kosalla
Auftraggeber DBV Projektende 31/12/2013

In Parkbauten können unter bestimmten Bedingungen durchgehende Trennrisse auftreten. Diese müssen dauerhaft verschlossen werden, um tausalzbedingte Korrosionsschäden an der Bewehrung zu verhindern. Bei Neubauten stellt sich die Frage, wann die Rissbehandlung erforderlich ist und insbesondere, ob es ausreichend ist, Trennrisse nach dem ersten Winter zu verschließen. Dazu wurden Laborprüfkörper mit Trennrissen verschiedenen Chloridbeaufschlagungen unterzogen, mit PUR verpresst und gemessen, ob und wann anschließend die Korrosion zum Stillstand kommt.

Forschungsfelder: Stahl und Korrosion, Korrosion von Stahl in Beton

 

Instandsetzung hochfester Betone

Sachbearbeiter Rößler
Auftraggeber DAfStb Projektende 31/07/2013

Die Anzahl an Bauteilen aus hochfestem Beton wie Stützen hat im Laufe der Zeit deutlich zugenommen. Damit besteht auch ein gewisser Bedarf an Instandsetzungen hochfester Betone. In Zusammenarbeit mit der Bilfinger Berger SE, Mannheim und der BAM, Berlin wurden dazu Untersuchungen durchgeführt. Laborversuche an Stützen in Bauteilgröße zeigen, was bei solchen Instandsetzungen zu beachten ist.

Forschungsfelder: Schutzsysteme und Dauerhaftigkeit, Mörtel

 

Dauerhaftigkeit von Hydrophobierungen auf Beton

Sachbearbeiter Antons
Auftraggeber DFG Projektende 31/12/2012

Hydrophobierungen stellen eine interessante Variante des Oberflächenschutzes dar, da das äußere Erscheinungsbild des Bauwerkes nicht beeinträchtigt wird und ggfs. sogar durch Selbstreinigungseffekte verbessert wird. Allerdings ist die Dauerhaftigkeit bei nicht fachgerechter Applikation oder ungeeigneten Produkten nur sehr begrenzt. Im Rahmen eines DFG-Forschungsvorhabens wird untersucht, unter welchen Bedingungen eine langzeitige Wirksamkeit möglich ist und wie die Dauerhaftigkeit einer Hydrophobierung für Betonuntergründe modelliert werden kann. Die Untersuchungen werden insbesondere mit der NMR-mouse durchgeführt.

Forschungsfelder: Schutzsysteme und Dauerhaftigkeit, polymere Materialien, OS-Systeme, NMR-mouse

 

Numerische Simulation des rückseitigen Kathodischen Korrosionsschutzes der Bewehrung von Stahlbeton

Sachbearbeiter Helm
Auftraggeber DFG Projektende 01/05/2011

Die Anodensysteme werden beim kathodischen Korrosionsschutz bon Stahlbetonbauteilen üblicherweise auf der chloridgeschädigten Betonoberfläche appliziert. In vielen Fällen ist es jedoch vorteilhaft, die Anoden auf der entgegengesetzten Seite anzubringen, z.B. auf Unterseiten von Parkdecks, in Hohlkästen von Brücken oder Innenseiten von Tunnelbauwerken. Durch Laborversuche und numerische Simulation wurde in Kooperation mit der BAM, Berlin, untersucht, in welchen Fällen dabei ein ausreichender kathodischer Korroisonsschutz erzielbar ist. Dabei wurden auch zeitabhängige Effekte berücksichtigt.

Forschungsfelder: Stahl und Korrosion, Korrosion von Stahl in Beton, Simulation von Korrosionsprozessen

 

Entwicklung und Erprobung einer Rissbandage aus textilbewehrtem Beton zur Substanzerhaltung der im Aachener Dom enthaltenen, umweltgeschädigten Deckenmosaike

Sachbearbeiter Büttner
Auftraggeber DBU Projektende 27/06/2010

Zur dauerhaften Instandsetzung eines alten Risses im Dach des Aachener Doms wurde eine Bandage aus textilbewehrtem Beton appliziert. Sie dichtet zum einen den Riss gegen Wasserdurchtritt ab, andererseits wird der Riss durch die Wirkung des Carbontextils zusammengehalten. Dadurch werden die Mosaike auf der Unterseite der Decke geschützt. Die Wirksamkeit wird durch ein Sensorsystem überwacht.

Forschungsfelder: Erhaltung historischer Bausubstanz, Naturstein, Sensortechnik, Monitoring

 

Dauerhaftigkeit von Oberflächenschutzsystemen auf Beton

Sachbearbeiter Antons
Auftraggeber BASt Projektende 31/10/2009

An mehreren Standorten in Deutschland wurden mit verschiedenen OS-Systemen beschichtete Betonprüfkörper für Langzeituntersuchungen ausgelagert. Nach bis zu 12 Jahren wurden sukzessive Proben entnommen und im Labor untersucht. Die Ergebnisse lassen interessante Schlußfolgerungen hinsichtlich des Langzeitverhaltens von Oberflächenschutzsystemen für unbefahrene, vertikale Flächen wie z.B. Fassaden zu.

Forschungsfelder: Schutzsysteme und Dauerhaftigkeit, polymere Materialien, OS-Systeme

 

Ermittlung des Alterungszustandes von Kunststoffbeschichtungen auf Beton mit NMR-Verfahren

Sachbearbeiter Orlowsky
Auftraggeber AiF Projektende 31/10/2009

In Zusammenarbeit mit dem Deutschen Kunststoffinstitut, DKI Darmstadt, Herrn Dr. Alig, und dem Institut für Makromolekulare Chemie der RWTH Aachen University, Herrn Professor Blümich, wurden Untersuchungen zur Alterung von Kunststoffen durchgeführt. Dabei wurde insbesondere die NMR-mouse-Technik eingesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass die Alterung von Kunststoffen unter gewissen Bedingungen zerstörungsfrei erfasst werden kann.

Forschungsfelder: Schutzsysteme und Dauerhaftigkeit, polymere Materialien, OS-Systeme, NMR-mouse

 

Einfluss der Kontaktzone auf die Dauerhaftigkeit von Stahlbeton

Sachbearbeiter Harnisch
Auftraggeber GIF Projektende 30/06/2009

In einem gemeinsamen Forschungsvorhaben mit dem Technion in Haifa, Israel, wurde der Einfluß des Ausbildung der Kontaktzone zwischen Stahl und Beton aud den korrosionsauslösenden Chloridgehalt für die Betonstahlbewehrung untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass die korrosionsauslösenden Chloridgehalte bei vertikal stehenden Betonstählen mit guter Kontaktzone signifikant höher sind als bei horizontal liegenden Stählen mit unvollständiger Verdichtung der Kontaktzone.

Forschungsfelder: Stahl und Korrosion, Korrosion von Stahl in Beton

 

Modellierung des Schadensfortschritts bei Korrosion von Stahl in Beton und Bemessung von Stahlbetonbauteilen auf Dauerhaftigkeit

Sachbearbeiter Warkus
Auftraggeber DFG Projektende 30/04/2007

Im Rahmen der DFG-Forschergruppe zur Modellierung der Korrosion von Stahl in Beton wurden Laborprüfkörper mit praxisrelevanten Makrokorrosionselementen hergestellt und analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass die Korrosionszustände mit Hilfe der FEM und BEM recht genau numerisch modelliert werden kann. Die Dissertation von Herrn Dr. Warkus enthält die Ergebnisse der grundlegenden Untersuchungen.

Forschungsfelder: Stahl und Korrosion, Korrosion von Stahl in Beton, Simulation von Korrosionsprozessen

 

Mechanismen der osmotischen Blasenbildung bei Reaktionsharzbeschichtungen auf Beton

Sachbearbeiter Wolff
Auftraggeber DFG Projektende 31/07/2006

In umfangreichen Laboruntersuchungen zum Mechanismus der sogenannten „osmotischen Blasenbildung“ von Polymerbeschichtungen auf Beton konnte gezeigt werden, dass in vielen Fällen bei der Blasenbildung keine osmotischen Vorgänge relevant sind. Ferner wurden die relevanten Einflussgrößen wie die Art der Grundierung auf die Gefährdung einer Blasenbildung variiert. Die Dissertation von Herrn Dr. Wolff enthält die Ergebnisse des DFG-Forschungsvorhabens.

Forschungsfelder: Schutzsysteme und Dauerhaftigkeit, polymere Materialien, OS-Systeme

 

Modellhafter Einsatz eines Sensorensystems zur Qualitätssicherung von Substanzerhaltungsmaßnahmen am Aachener Dom unter besonderer Berücksichtigung des Apektes der Ressourcenschonung

Sachbearbeiter Orlowsky
Auftraggeber DBU Projektende 15/07/2006

Im Zuge der unfangreichen Erhaltungsmaßnahmen am Aachener Dom wurden für den Einsatz in historischem Mauerwerk modifizierte Multiring-Elektroden eingesetzt. Sie dienen zur Festlegung der Nachbehandlungsdauern der Verfugung sowie der Langzeitüberwachung der Feuchtigkeit im Bereich von Fensterrahmen sowie der Ringanker aus Stahl. Die Messungen erfolgen automatisch über Datalogger.

Forschungsfelder: Erhaltung historischer Bausubstanz, Naturstein, Sensortechnik, Monitoring