Poly - News
Neue Veröffentlichung
T. B. Mrohs, O. Weichold
Hydrolytic Stability of Crosslinked, Highly Alkaline Diallyldimethylammonium Hydroxide Hydrogels
Gels 2022, 8, 669. https://doi.org/10.3390/gels8100669
Neue Veröffentlichung
A. Jung, O. Weichold
A 3-in-1 alkaline gel for the crack injection in cement-based materials with simultaneous corrosion protection and re-passivation of crack-crossing steel rebars
Construction and Building Materials 2022, 344, 128092. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.128092
Neue Veröffentlichung
T. B. Mrohs, O. Weichold
Multivalent Allylammonium-Based Cross-Linkers for the Synthesis of Homogeneous, Highly Swelling Diallyldimethylammonium Chloride Hydrogels
Gels 2022, 8, 100 (open access)
Neuer Doktorand
Seit Januar unterstützt Nils Münstermann die Arbeitsgruppe im Bereich bio-basierte Baustoffe und entwickelt quellbare Chitosanderivate für Beton- und Agraranwendungen.
Vortragsankündigung
O. Weichold
Alkaline hydrogels – multifunctional materials for concrete rehabilitation – International Congress on Polymers in Concrete (IPCIC 2022)
VERSCHOBEN AUF 2023
Vortragsankündigung
O. Weichold
Hochalkalische Hydrogele – die Schweizer Taschenmesser der Instandsetzung
NuBau – 5. Tagung Nutzerorientierte Bausanierung, Weimar.
VERSCHOBEN AUF 2023
Neue Veröffentlichung
M. Brenner, O. Weichold
Poultry Feather Waste as Bio-Based Cross-Linking Additive for Ethylene Propylene Diene Rubber
Polymers 2021, 13(22), 3908 (open access)
Masterarbeit abgeschlossen
Herzlichen Glückwunsch an Nils Münstermann zum erfolgreichen Abschluss der Masterarbeit mit dem Titel „Synthese und Eigenschaften von Superabsorbern auf Basis von Chitosanhydrogelen“ im Studiengang Chemie!
Die Arbeit entstammt dem laufenden Projekt Biosuperabsorber.
Titelseite
Die Veröffentlichung Alkaline hydrogels as ion-conducting coupling material for electrochemical chloride extraction von Andre Jung in Mater. Corr. hat es auf die Titelseite der Ausgabe 72 Band 9 geschafft!
Hier geht es zum Cover→
Neue Veröffentlichung
P. B. Sassmann, O. Weichold
Synergistic effects in cross-linked blends of ion-conducting PEO-/PPO-based unsaturated polyesters
Ionics 2021, 27, 3857–3867 (open access)
Neues Projekt: Bio-basierte Lasuren und Klebstoffe für Holz
Am 1.10.2021 startet ein neues Projekt im Schwerpunkt bio-basierte Baustoffe. Auf Basis von Chitosan entwickeln wir zusammen mit zwei Industriepartnern Lasuren und Klebstoffe für Holz. Das Projekt wird von Tobias Boehnke betreut.
Vortrag
Bericht aus dem laufenden Projekt Rissinjektion:
O. Weichold
Acrylatfreie Zweikomponentengele zur Rissverpressung
7. Kolloquium „Erhaltung von Bauwerken“, Technische Akademie Esslingen, 14.7.2021, Ostfildern
Vortrag
Bericht aus dem abgeschlossenen Projekt Chloridentzug mit Gel:
O. Weichold
Alkalische Hydrogele als Ankoppelungsmaterial für den elektrochemischen Chloridentzug
7. Kolloquium „Erhaltung von Bauwerken“, Technische Akademie Esslingen, 14.7.2021, Ostfildern
Neue Veröffentlichung
A. Jung, A. Faulhaber, O. Weichold
Alkaline hydrogels as ion-conducting coupling material for electrochemical chloride extraction
Matter. Corr. 2021, 72, 1448–1455 (open access)
Eine Veröffentlichung aus dem abgeschlossenen ZIM-Projekt „Chloridentzug mit Gel“
Vortrag
O. Weichold
Self-extinguishing wood-fibre boards using waste poultry-feather hydrolysates
1st International Conference on Science Technology & Innovation, 19.3.2021, Chiang Mai, Thailand
Vortrag
Bericht aus dem abgeschlossenen Projekt Chloridentzug mit Hydrogelen:
O. Weichold
Electrochemical Chloride Extraction using diallyldimethylammonium hydroxide based hydrogels as electrolytes
3rd International Conference on the Chemistry of Construction Materials, 17.3.2021, Karlsruhe
Auf Touren gekommen
Zur reproduzierbaren und qulatitativ hochwertigen Herstellung von Probekörpern und Mustern, z. B. aus unseren biobasierten Werkstoffen, haben wir eine Stepcraft M•1000 CNC-Fräse mit einem Arbeitsbereich von 679 × 1044 mm2 beschafft. Ansprechpartner ist Tobias Boehnke.
Titelseite
Die Veröffentlichung Protein Hydrolysates from Biogenic Waste as an Ecological Flame Retarder and Binder for Fiberboards von Markus Brenner hat es auf die Titelseite der Ausgabe 5 Band 50 geschafft! Hier geht es zum Cover→
Neues Projekt: Biosuperabsorber
Rückwirkend zum 1.1. wurde uns ein Projekt zur Entwicklung in Wasser quellbarer Materialien aus Basis nachwachsender Rohstoffe bewilligt. Im Verbund mit industriellen Partnern werden der Zusammenhang zwischen Zusammensetzung und Eigenschaften aufgeklärt, Kapazitäten zum scale-up aufgebaut und geeignete Prototypen in der Endanwendungen getestet. Das Projekt wird von Tobias Boehnke betreut.
Neues Projekt: Recyclingschäume
Rückwirkend zum 1.11. wurde uns ein Projekt zur Entwicklung mechanisch stabiler Schäume bewilligt. Das Projekt baut auf die in Appl. Sci. 2020 beschriebenen Materialien auf. Zusätzlich wird die Wirkung von Füllstoffen aus Recyclingmaterialien getestet. Das Projekt wird von Fabian Weitenhagen betreut.
Neuer Mitarbeiter
Seit Dezember unterstützt Fabian Weitenhagen die Arbeitsgruppe im Bereich bio-basierte Baustoffe und entwickelt die ersten Arbeiten an den Polykondensationsharzen (Appl. Sci. 2020) weiter.
Neue Veröffentlichung
M. Brenner, O. Weichold
Protein Hydrolysates from Biogenic Waste as an Ecological Flame Retarder and Binder for Fiberboards
ACS Omega 2020, 5, 32227 (open access).

Veröffentlichung
A. Jung, M. B. Endres, O. Weichold
Polymers 2020
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Influence of Environmental Factors on the Swelling Capacities of Superabsorbent Polymers Used in Concrete
ABSTRACT: Superabsorbent polymers (SAP) are of major interest as materials to control the cement hydration process. The swelling behavior of the SAPs significantly influences the performance of the resulting concrete by slowly releasing polymer-bound water in order to maintain a consistent w/c value. A round-robin test conducted by the RILEM Technical Committee 260-RSC showed that the same batch of polymer can lead to large deviations in concrete performance and this was assumed to originate in di
erent storage conditions of the SAP. In this contribution the change in the performance of two SAPs, a crosslinked poly(acrylate) and a crosslinked poly(acrylate-co-acrylamide), was assessed after ageing in standard climate, at 50
°C, and under UV irradiation. During storage in standard climate or 50 °C, ageing led to dehydration of the SAP, and this subsequently led to a higher water uptake during swelling. By contrast, UV irradiation reduced the water uptake, most likely as a result of photo-crosslinking. Dynamic water vapor sorption experiments indicated a strong dependence of the water uptake on both the ambient humidity and the temperature. As a result, cement mixtures containing SAP must be calculated on the dry mass of the SAP rather than the actual weight on site. A standard procedure of how to pack and handle SAP to be used in concrete is also provided.
Bachelorarbeit
Denis Clou
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Bachelorarbeit
Geflügelfedern als biobasierter Füllstoff in Elastomerlagern
Use of poultry feathers as a bio-based filler in elastomer bearings
Bachelorarbeit
Marvin Oomen
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Bachelorarbeit
Chitosanbasierte Interpolyelektrolytkomplexe zur Oberflächenversiegelung
Chitosan-based interpolyelectrolyte complexes for surface sealing

Veröffentlichung
M. Brenner, C. Popescu, O. Weichold
Appl. Sci. 2020
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Anti-Frothing Effect of Poultry Feathers in Bio-Based, Polycondensation-Type Thermoset Composites
ABSTRACT: The formation of polycondensation-type thermoset resins from natural reactants such as citric and glutaric acid, as well as 1,3-propanediol and glycerol, was studied. Monitoring the mass loss by thermogravimetric analysis (TGA) allowed the rate constants of the esterification to be calculated, which were in the order of 7·10−5 s−1 for glutaric acid and approximately twice as high for citric acid. However, the combination citric acid/glycerol was previously reported to froth up at high conversions, giving rise to foams, which makes the preparation of compact engineering composites challenging. In light of this, we observed that shredded poultry feathers not only increased the conversion and the reaction rate of the combination citric acid/glycerol, but increasing the amount of feathers continuously decreased the number of visible bubbles. The addition of 20 wt% of feathers completely prevented the previously reported frothing and gave rise to compact materials that were macroscopically free of defects. Besides this, the addition of feathers also improved the fire-retardant properties. The tensile properties of the first specimens are still rather low (σ = 11.6 N/mm2, E = 750 N/mm2), but the addition of poultry feathers opens a new path for green thermoset resins.
Masterarbeit
Tim Mrohs
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Masterarbeit
Synthese von vernetzten Copolymerelektrolytgelen auf Basis von Diallyldimethylammoniumchlorid und -hydroxid
Synthesis of crosslinked copolymer electrolyte gels based on diallyldimethylammonium chloride and -hydroxide
Vortrag
O. Weichold, P. B. Sassmann
Jahrestagung der GDCh-Fachgruppe Bauchemie, 1.10.2019, Aachen
Numerische Strukturanalyse für das in silico Design moderner Hybridmaterialien
ABSTRACT: Moderne Hochleistungsmaterialien erhalten ihre außergewöhnlichen Eigenschaften aus dem Zusammenspiel einzelner Komponenten. Aus mechanischer Sicht ergeben sich jedoch Probleme bei der Bestimmung des makroskopischen Materialverhaltens. Ziel ist demnach die Ermittlung des Materialverhaltens durch numerische Simulation am Beispiel eines polymergetränkten Betonkörpers.
Vortrag
M. Brenner
Jahrestagung der GDCh-Fachgruppe Bauchemie, 1.10.2019, Aachen
Einsatz von Federkeratin als Brandschutzimprägnierung für Holz und als nicht brennbares Wärmedämmmaterial
ABSTRACT: Es werden neue Verwendungsmöglichkeiten für Federn gezeigt, da diese als biogener Reststoff in großen Mengen anfallen. Dabei ist die Verbesserung der Brandeigenschaften ein zentraler Punkt. Die Federn werden einerseits zu einer nicht brennbaren Wärmedämmplatte verarbeitet. Außerdem werden keratinhaltige Lösungen zur Behandlung von Holzwerkstoffen genutzt um gezielt die Brennbarkeit zu verringern und das Glimmverhalten zu verbessern.
Bachelorarbeit
Kaja Kensmann
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Bachelorarbeit
Thermoplastische Verarbeitung von Federn mit einem polymerisierbaren Weichmachersystem
Thermoplastic treatment of feathers with a polymerizable plasticizer system
Bachelorarbeit
Sarah Weides
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Bachelorarbeit
Synthese und elektrochemische Charakterisierung von Oligoethylenglykol-modifizierten 4,4′-Bipyridinen
Synthesis and electrochemical behaviour of oligoethyleneglycol-modified 4,4′ bipyridines
Vortrag
O. Weichold
European Polymer Congress, 13. Juni 2019, Kreta
Fighting fire with feathers – transforming natural waste into flame-retardant materials
ABSTRACT: Keratin is a natural fibre protein widely found in the animal kingdom, where it is the basis of e. g. wool and hair, horns, scales, and feathers. Besides its broad spectrum of mechanical properties, keratin is particularly characterized by its poor flammability and even self-extinguishing behaviour. Most approaches which use keratin as a chemical feedstock require a solubilisation step, and this can be accomplished by either alkaline hydrolysis or reduction of the disulphide bridges. We have refined the latter to be more convenient and economical, but more importantly to produce two kreatin fractions, which were both found to be valuable intermediates in producing flame-retarding materials. The first fraction consists of water-soluble protein hydrolysates, which can be used as impregnation for particle and fibre boards. The second fraction is a gel, which can be transformed into foamed boards. These materials match commercial EPS/XPS boards in terms of their thermal conductivities, but will not ignite or burn when subjected to an open flame. The contribution will present our latest results on the preparation and application of these two fractions.
Veröffentlichung
T. Juraschek, O. Weichold
Beton 2019, 5, 168–171.
Elektrochromie zur Visualisierung kleiner Strommengen
ABSTRACT: Ein Nachteil aktueller Korrosions-Monitoringsysteme ist die Verfügbarkeit geeigneter Auslesegeräte zur Prognose der Lebensdauer der überwachten Strukturen. Vor Ort installierte, wartungsfreie und einfach abzulesende Einheiten wären für den Einsatz von Vorteil. Vor diesem Hintergrund wurde ein Bauteil entwickelt, das in der Lage ist, kleine Strommengen auf Basis der Elektrochromie zu visualisieren. Ziel ist es in erster Linie, Korrosionsströme zu erfassen und visuell entsprechend darzustellen. In dem Beitrag werden der Aufbau des Bauteils, seine elektrochemische Charakterisierung und die Visualisierung von Korrosionsströmen unter Laborbedingungen sowie an real korrodierenden Stahlbetonprüfkörpern beschrieben.
Veröffentlichung
C. Morales Cruz, Oliver Weichold, H.-J. Kocks
Beton 2019, 5, 162–167.
FOULPROTECT – zur Problematik des Bewuchses in Meerwasserbauwerken
ABSTRACT: Im Rahmen des Verbundprojekts FOULPROTECT „Bewuchsschutz und Vermeidung von Biokorrosion in der Maritimen Technik“ wurde am Institut für Bauforschung der RWTH Aachen University (ibac) in Zusammenarbeit mit den Firmen Salzgitter Mannesmann Line Pipe GmbH (SMLP) und LimnoMar eine mineralische Ummantelung mit erhöhtem mechanischen Widerstand für Stahlkonstruktionen im Meerwasserbereich entwickelt. Die Eignung verschiedener kommerziell verfügbarer Werktrockenmörtel als Schutzschicht wurde am Beispiel von Stahlrohren für Gründungsstrukturen von Offshore-Windkraftanlagen getestet. Dazu wurden die Frisch- und Festmörtelkennwerte bestimmt sowie Dauerhaftigkeitsuntersuchungen in Laborversuchen unter realen Bedingungen (Luft- und Meerwasserlagerung) durchgeführt. Der Aufwuchs (Biofouling) auf der Mörtelumhüllung bei einer Meerwasserlagerung konnte bei keinem der untersuchten Materialien verhindert werden, aber fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen zeigten weder Mikro- noch Makrobesiedlungen unterhalb der Mörteloberfläche. Zwischen den einzelnen Materialien wurden deutliche Unterschiede bei der Rissanzahl der ausgelagerten Proben festgestellt. Unter Berücksichtigung aller Untersuchungen weisen hochfeste Mörtelmischungen das größte Potenzial auf, abrasiven Einwirkungen und inneren Sprengdrücken dauerhaft standzuhalten.
Veröffentlichung
P. B. Sassmann, O. Weichold
Ionics 2019
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Preparation and characterisation of ion-conductive unsaturated polyester resins for the on-site production of resistivity sensors
ABSTRACT: Ion-conductive unsaturated polyesters were synthesised from poly(ethylene oxide) and maleic anhydride for use in the development of improved methods for the structural-health monitoring of infrastructural buildings. The unsaturated polyesters (UP) were cross-linked with styrene using a redox initiator in the presence of LiClO4. Electrochemical impedance-spectroscopy was used to study the effects of initiator and styrene concentration as well as the EO:Li+ ratio. Increasing the initiator or styrene content results in an increased resistivity of the final materials. Cross-linking with styrene does not appear to cause microphase separation into pure UP and polystyrene phases, since the resulting resistivities are significantly lower than predicted by the rule of mixtures. For all temperatures under investigation (0 °C to 60 °C), the lowest resistivities were found for a EO:Li+ ratio of 50 (400 Ω·m at 22 °C), which is in accordance with previous findings. The electrical properties of the present materials are determined by diffusion controlled process in such a way polarisation prevails at high temperatures. In a proof of principle experiment, one selected UP formulation was injected into drill holes in concrete and cured at different temperatures and moisture conditions. This system reliably monitors the resistivity against an embedded reference electrode.
Veröffentlichung
M. B. Endres, O. Weichold
Carbohydrate Polym. 2018
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Sorption-active transparent films based on chitosan
ABSTRACT:
In this paper we describe the preparation of alkanoic acid-based
aqueous chitosan solutions, which show no sign of acid-catalysed
depolymerisation over time – something commonly accompanying other
preparation methods. Longer chitosan chains have previously been shown
to exhibit more advantageous biological activities, and constant
viscosities are essential for consistent quality in biomedical
applications. Avoiding acid-catalysed depolymerisation requires careful
control of the stoichiometry between the free amino groups of chitosan
and the appropriate solubilising acid. Acetic and butyric acid are both
suitable solubilising agents, but chitosan butyrate exhibits lower
solution viscosities due to a combined electric and steric shielding of
the chains.
These solutions dry into clear transparent films that
remain fully water soluble and absorb up to 70 wt% of water from 90 %-RH
vapour phase at 25 °C. The absorption follows simple first-order
kinetics and the rate constants increase with increasing humidity up to
approx. 71 %-RH, where a metastable chitosan trihydrate salt appears to
be formed. Desorption is slightly faster, but more complex, as it
exhibits two distinct first-order processes. In addition, films prepared
in this way are thermally more stable than the usual chitosan
hydrochloride.

Titelseite
A. Jung, O. Weichold
Andres Veröffentlichung „Preparation and characterisation of highly alkaline hydrogels for the re-alkalisation of carbonated cementitious materials“ wurde von Soft Matter für die Gestaltung der Titelseite ausgewählt
Bachelorarbeit
Lutz Burow
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Bachelorarbeit
Untersuchung der thermischen Eigenschaften von mit Keratin imprägnierten Holzspänen
Thermal properties of keratin-impregnated chipped wood
Vortrag
O. Weichold
IBAUSIL, Weimar, 12.–14. September 2018
Polymere und Beton – Eine wilde Ehe mit Potential
Bachelorarbeit
Lena Schmitz
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Bachelorarbeit
Vernetzte Polyethylenglycole als Träger für ionenleitfähige Filme
Cross-linked polyethylene glycol matrix for ion-conductive films
Masterarbeit
Jan Tenbusch
Diese Masterarbeit wurde extern, in Zusammenarbeit mit der Fa. Henkel durchgeführt. Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss.
Bachelorarbeit
Kathrin Dahm
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Bachelorarbeit
Synthese ethoxylierter und propoxylierter Styrole zur Herstellung ionisch leitfähiger Polyester
Synthesis of ethoxylated and propoxylated styrene for the formation of ionic conductive polyesters
Bachelorarbeit
Julia Littke
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Bachelorarbeit
Synthese ungesättigter Polyester auf Basis von PPO
Synthesis of unsaturated polyesters based on PPO

Veröffentlichung
A. Jung, O. Weichold
Soft Matter. 2018
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Preparation and characterisation of highly alkaline hydrogels for the re-alkalisation of carbonated cementitious materials
ABSTRACT:
Highly alkaline hydrogels that allow the restoration of alkaline buffer
in cementitious materials can be obtained from diallyldimethylammonium
hydroxide. The latter must be prepared in dilute solutions and
polymerised at ambient temperatures in order to avoid decomposition.
Using methacrylamide as a neutral co-monomer capable of forming hydrogen
bonds, the rheological properties of the gels can be adjusted over a
wide range; e.g. the viscosity increases a thousandfold from 0.35 Pa·s
to 4350 Pa·s by using 10 mol% methacrylamide. For the proof of principle
experiments, gels with 9 mol% methacrylamide were used, which contain
approx. 1.6 mol hydroxide ions per kg gel. Ion exchange between this and
a neutral chloride containing gel provided an apparent diffusion
coefficient of 4.12·10−7 m2 s−1 for the hydroxide ions and confirmed the
transport of chloride ions into the alkaline gel. The re-alkalisation
was tested on fully carbonated mortar prisms made from Portland cement.
Re-alkalisation of the mortar was confirmed by the phenolphthalein test
according to DIN EN 14630:2007-01 and by a control experiment with pure
calcium carbonate using IR spectroscopy.
Bachelorarbeit
Jan Bandowski
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Bachelorarbeit
Entwicklung von Steuerungsmechanismen zur Regulierung der viskosen Eigenschaften eines PolyDADMAC-Gels
Development of mechanisms to control the viscous properties of PolyDADMAC gels
Die Arbeit wurde zusammen mit der FH Aachen, Fachbereich Chemie und Biotechnologie durchgeführt.
Veröffentlichung
T. Juraschek, O. Weichold
J. Phys. Org. Chem. 2017; e3739
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Development of an electrochromic device triggered by the macrocell current in chloride-induced corrosion of steel-reinforced concrete
ABSTRACT: This article presents the development and characterisation of an electrochromic device and its application to detect steel corrosion in reinforced concrete. Steel corrosion inflicts an enormous annual economic damage, which could be reduced by the installation of appropriate monitoring devices. These should be simple, reliable, long lasting, and should not require service or maintenance. The present electrochromic device is constructed in such a way that it uses the macrocell current in an active, chloride‐induced corrosion element as power supply to trigger the colour change. This way, the system stays inactive until corrosion occurs. The device consists of diheptyl viologen in a liquid polymer electrolyte made from LiClO4 and poly(ethylene glycol) with Mw = 400 g mol−1. The addition of viologen lowers the resistance but causes no further changes in the electrochemical properties of the polymer electrolyte. Impedance spectra indicate ion transport rather than capacitance effects to dominate the electrochemical properties. Experiments using direct current in the microampere range show electrochromic switching times of several minutes, which is sufficient for the intended monitoring application.
Vortrag
M. Brenner
Tagung der GDCh-Fachgruppe Bauchemie, Weimar, 19. September 2017
Funktionalisierung von Faseroberflächen für textilbewehrte Elastomere
ABSTRACT:
Maßgeblich für die Tragfähigkeit von textilbewehrten Strukturen ist die
Leistungsfähigkeit der Grenzfläche. In zementgebundenen Systemen wird
dies meist durch formschlüssige Verbindungen (z. B. mit Epoxidharz
getränkte und abgesandete Carbontextilien) erreicht. In polymeren
Materialien ist ein derart steifer Verbund auf Grund der kleineren
E-Moduln häufig unerwünscht, bei Elastomeren sogar kontraproduktiv.
Der
Vortrag berichtet über eine Untersuchung zur gezielten chemischen
Funktionalisierung von Glas-, Basalt- und Carbonfasern zur Verstärkung
von Chloropren und EPDM. Die Fasern wurden jeweils mit
Bis[3-(triethoxysilyl)propyl]tetrasulfid (TESPT) und
3-(Mercaptopropyl)trimethoxysilan (3-MPTMS) modifiziert. Zur Applikation
wurden die Substanzen mit gelöstem Elastomer versetzt und händisch auf
die Fasern aufgetragen. Anschließend wurden die modifizierten Fasern in
einer speziell gefertigten Form ins Elastomer einvulkanisiert und die
Faser-Matrix-Adhäsion per Ausziehversuch getestet. Bei Glas- und
Basaltfasern konnte eine Verbesserung des Verbunds um bis zu ca. 100 %
erreicht werden, bei der Modifikation von Carbonfasern lässt sich der
Verbund um ca. 50 % verbessern.
Vortrag
O. Weichold
Tagung der GDCh-Fachgruppe Bauchemie, Weimar, 19. September 2017
Polymere im Bauwesen – weiche Materialien in einer harten Welt
Veröffentlichung
O. Weichold, U. Antons
J. Infrastruct. Syst. 2017, 23, 04017010
Zum Artikel→
Assessing the Performance of Hydrophobing Agents on Concrete using Non-Destructive Single-Sided Nuclear Magnetic Resonance
ABSTRACT: Single-sided nuclear magnetic resonance is a nondestructive analytical technique by which the ingress behavior of hydrophobing agents as well as the properties and performance of the resulting hydrophobic layers can be assessed quantitatively. The method is used to compare the behavior of two low-molecular-weight hydrophobing agents, n-octyltriethoxysilane and i-butyltriethoxysilane, on concrete and to assess the properties of the resulting hydrophobic layers. For the octyl derivative, ingress appears to be a simple transport process without pronounced polycondensation in the liquid phase or reaction with the pore walls because the detectable amount stays rather constant during the first day of observation. In addition, the thickness of the resulting hydrophobic layer correlates well with the endpoint of the transport process. In contrast, the detectable amount of the butyl derivative is reduced to half during the first 18 h, indicating either substantial polycondensation or anchoring to the pore walls, and the hydrophobic layer is approximately 25% thicker than indicated by the ingress profiles. The different behavior could originate in differences in the molecular structure, particularly the steric demand of the alkyl substituents, although this requires a more detailed study. Both compounds proved to be excellent hydrophobing agents since the layers were found to be impermeable when kept in a shallow water bath (unidirectional transport through the layer) for more than 1 year. The results demonstrate that single-sided nuclear magnetic resonance is an excellent nondestructive tool for quality assurance when applying such protective layers.
Vortrag
T. Juraschek
EUROCORR 2017, Prag, 3. September 2017
Chemical, Non-Electronic Corrosion Indication Systems
ABSTRACT:
Corrosion of the steel reinforcement in concrete causes an enormous
economic damage. In particular, chloride-induced macroelement corrosion
of the reinforcement is one of the bottlenecks in the service life time
design of a majority of infrastructure buildings with a significant
exposition to chloride. Corrosion monitoring offers a possibility to
detect the onset of corrosion events and start independent restoration
actions at a point, where costs can be kept at a minimum.
The
presentation focusses on the testing procedure and verification of the
prototype, under conditions simulating real-life corrosion events. Color
change is not observed when applying zero-load currents, but occurs
within minutes after raising either the potential or current to levels
typical for corrosion events. The color change is persistent even after
turning the power source off. We applied potential controlled current
profiles as well as voltage controlled current profiles to the device,
also with respect to peak current profiles to show the response of the
system under realistic circumstances. Also, we investigate the influence
of zero-load current and voltage events during the passive state of the
reinforcement steel after passivation. Furthermore, experiments on
reinforcement steel and reinforced concrete samples are shown as a
proof-of-principle experiment.
Karriere
Unsere Ehemalige Elena Heß tritt zum 1.7.2017 eine Stelle bei HeidelbergCement an.
Veröffentlichung
R. Schulte Holthausen, O. Weichold
J. Infrastruct. Syst. 2017, 23, B4016006.
Zum Artikel→
Non-destructive Evaluation of Thermal Damage in Concrete by Single-Sided Nuclear Magnetic Resonance
ABSTRACT: A new technology to coat concrete with coherent layers of glass by flame-spraying is currently developed at the Institutes of Building Materials Research and Mineral Engineering of RWTH Aachen University in Germany through a joint program. A major factor influencing the pull-off strength of the flame-sprayed glass coating is thermally induced damage in the underlying concrete substrate. In this article, the authors present a nondestructive test method using single-sided 1H nuclear magnetic resonance (NMR) to evaluate the thermally induced damage in concrete specimens. The particular NMR device used in this project primarily detects water and can qualitatively assess the water content as well as the relative size of water-filled voids such as pores and cracks. To do so, the specimens are water saturated and subsequently analyzed by NMR. Changes in the NMR-signal are interpreted in terms of change in porosity and development of cracks inside the cement stone as a function of depth from the concrete surface.
Bachelorarbeit
Iva Rroshi
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Bachelorarbeit
Zur Untersuchung der Genauigkeit bei der Ermittlung des Bindemittelgehalts an Betonproben durch Methoden der chemischen Analytik
Investigation
of the accuracy conerning the determination of the binder content of
concrete samples by methods of analytical chemistry
Masterarbeit
Markus Brenner
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Masterarbeit
Funktionalisierung von Faseroberflächen für textilbewehrte Elastomerlager
Functionalization of Fiber Surfaces for Textile-Reinforced Elastomeric Bearings

Vortrag
O. Weichold
Seminar „Stadtstraßen / Ortsdurchfahrten“ des VSVI Niedersachsen e.V., ABZ Mellendorf, 25. Januar 2017
CARPET – Konfektionierter, aufrollbarer, polymerbasierter Straßenbelag
Konferenzbeitrag
T. Juraschek, O. Weichold
6th International Conference on Concrete Repair (Concrete Solutions), Thessaloniki, 2017, S. 207–211.
In-situ methods of detecting steel corrosion using permanent and non-electronic systems
ABSTRACT: Current systems for detecting corrosion of the reinforcement in concrete are realized via highly specialized systems that are commercially not available. Thus, these systems require complete technical support by the installing company. This report shows a cheap, efficient, independent, and reliable method to detect corrosion events in concrete. The detection system is based on an electrochromic device, which changes its colour upon the change of electrochemical potential caused by the corrosion process. The device is realized by a layer-by-layer setup of a transparent electrode, e. g. indium-doped tin oxide (ITO), followed by an electrochromic layer. The system is closed by a metal counter electrode. The electrochromic layer can consist of an electrochromic compound in a conducting polymer system. By connecting such elements to a series of sensors, e. g. an anode ladder, it is possible to monitor the corrosion progress and to verify the service life design of a structure.
Konferenzbeitrag
P. B. Sassmann, O. Weichold
6th International Conference on Concrete Repair (Concrete Solutions), Thessaloniki, 2017, S. 235–238.
Development
of Electrically Conductive Resins for the On-Site Fabrication of
Sensors for Corrosion Detection and Risk Assessment in Reinforced
Concrete
ABSTRACT: Assessing the risk of corrosion in steel-reinforced concrete can be accomplished using different types of sensors such as anode ladders or multi-ring electrodes. The former are unsuitable for retrofit installations, while the latter require the use of embedding mortars to achieve conductive connections with the surrounding concrete. However, the porosity of the embedding mortar differs from that of the concrete and the retrofitting action introduces additional moisture. This interferes with resistivity and/or potential measurements and makes interpretations of the actual situation problematic. To circumvent these disadvantages, we have developed a liquid reactive polymer resin with high electrical conductivity that can be used to fabricate sensors directly inside drill holes. The mixture solidifies in a short time and its adhesive properties provide an excellent conductive connection to the concrete walls. The resin contains no water so that reliable values can be obtained immediately after solidification. By changing the additives both resistivity and potential sensors can be obtained. The mixture is cheap so that large sensor networks can be installed at reasonable costs. Such networks are ideal for the precise localization of corrosion events and more importantly for risk assessment in steel-reinforced structures.

Vortrag
O. Weichold
nuBau – 3. Tagung Nutzerorientierte Bausanierung, Weimar, 30. November – 1. Dezember 2016
Neue Methoden zur Auswertung von Sw-ρ-Beziehungen
ABSTRACT: Der spezifische elektrische Widerstand des Betons wird häufig herangezogen, um Aussagen über die Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken zu treffen. Das Ziel der vorgestellten Untersuchungen besteht darin, Wassergehalt-Widerstandsbeziehungen in Abhängigkeit von relevanten Strukturparameten des Betons zu charakterisieren. Hierzu wurde ein Ansatz auf Basis von Archies Gesetz gewählt, dessen Ergebnisse vorgestellt und mit dem üblicherweise velwendeten Modell verglichen werden. Es wird versucht, ausgewählte Parameter mit den Eigenschaften des Porensystems der Betone zu konelieren und so die Möglichkeiten des vorgestellten Ansatzes aufzuzeigen.
Vortrag
P. B. Sassmann
2nd International Conference on the Chemistry of Construction Materials (ICCCM), München, 10.–12. Oktober 2016
Development of ion- conductive polymer resins for the on-site fabrication of corrosion sensors
ABSTRACT:
Assessing the corrosion risk in steel-reinforced concrete can be
accomplished by implementing monitoring systems. For retrofit
installations the electrically conductive connection of sensors and
surrounding concrete is currently realised with cement-based embedding
mortars. The use of such aqueous systems changes the moisture content of
the concrete close to the sensor, which interferes significantly with
resistivity and/or potential measurements and makes interpretations of
the measured values problematic.
To circumvent these disadvantages,
we developed a liquid, reactive, non-aqueous polymer resin with high
electrical conductivity that can be used to fabricate sensors directly
inside drill holes. This way, a close contact between sensor and the
concrete walls is automatically provided. Since the polymer resin is not
aqueous, the moisture balance of the old concrete is not altered so
that reliable values can be obtained immediately after solidification.
Buchbeitrag
J.-P. Lecomte, O. Weichold
in Y. Liu (Ed.), Silicone Dispersions (Surfactant Science Series Vol. 159), CRC Press, Boca Raton, 2016, S. 301–331.
Silane-based Water Repellents for Inorganic Construction Materials
Masterarbeit
Pia B. Sassmann
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Masterarbeit
Ionenleitende ungesättigte Polyester zur Ankopplung von Zulagekathoden in Beton
Ion-conductive unsaturated polyester for contacting galvanic couples in concrete
Veröffentlichung
D. Heinze, Th. Mang, C. Popescu, O. Weichold
Thermochim. Acta 2016, 637, 143–153
Zum Artikel→
Effect
of side chain length and degree of polymerization on the decomposition
and crystallization behaviour of chlorinated poly(vinyl ester) oligomers
ABSTRACT:
Four members of a homologous series of chlorinated poly(vinyl ester)
oligomers CCl3–(CH2CH(OCO(CH2)mCH3))n–Cl with degrees of polymerization
of 10 and 20 were prepared by telomerisationusing carbon tetrachloride.
The number of side chain carbon atoms ranges from 2 (poly(vinyl acetate)
to 18 (poly(vinyl stearate)). The effect of the n-alkyl side chain
length and of the degree of polymerizationon the thermal stability and
crystallization behaviour of the synthesized compounds was
investigated.All oligomers degrade in two major steps by first losing
HCl and side chains with subsequent breakdownof the backbone. The
members with short side chains, up to poly(vinyl octanoate), are
amorphous andshow internal plasticization, whereas those with high
number of side chain carbon atoms are semi-crystalline due to side-chain
crystallization. A better packing for poly(vinyl stearate) is also
noticeable.The glass transition and melting temperatures as well as the
onset temperature of decomposition areinfluenced to a larger extent by
the side chain length than by the degree of polymerization.
Thermalstability is improved if both the size and number of side chains
increase, but only a long side chaincauses a significant increase of the
resistance to degradation. This results in a stabilization of PVAc
sothat oligomers from poly(vinyl octanoate) on are stable under
atmospheric conditions. Thus, the way todesign stable, chlorinated PVEs
oligomers is to use a long n-alkyl side chain.
Bachelorarbeit
Tim Kurschildgen
Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss der Bachelorarbeit
Einfluss der Copolymerisation funktioneller Monomere im Porenraum auf die mechanischen Eigenschaften von Mörtel
Copolymerisation of functional monomers in the pore system of mortars and its influence on the mechanical properties
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