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This report is based on a three-year experience as coordinator of the ACP-EU funded SPIN project. The project involved eight African and three European partners. Practical and unforeseeable problems are addressed that occurred during the project implementation and ways how they were successfully solved are reported. The major problems in many African institutions were administrations that are not used to work in multi-national consortia and a lack of institutional support for the African researchers. In Europe a misjudgement of the African boundary conditions as well as inflexible administrations caused problems. Finally the funding scheme did not always allow to easily overcome the high number of unexpected practical problems. A major deficit identified during the project was a general trend in Africa to underestimate the role of research for the development of the continent. Most universities focus on teaching applied sciences, which is without doubt important to cover the market need for qualified staff in the rapidly growing African industries. However, this makes it unattractive for highly qualified performers to conduct research on the continent. Furthermore this leads to the situation that the curricula can only contain second hand knowledge. In order to attract international high level researchers, it is suggested to install multi-national regional excellence research centres that only promote PhD and post-doc research on a level that can cope with highest international excellence. High level research is often perceived as not capable of focusing on immediate actual problems that many African economies have to cope with.. However, it is considered to be very sustainable in terms of autonomy and mastering future challenges.
Im Zusammenhang mit der Energiewende sind eine Reihe technischer Fragestellungen für die diesbezüglich erforderlichen Bauwerke wie Windenergieanlagen, Energiespeicher oder Freileitungsmasten zu lösen. Nachfolgend werden drei Forschungsprojekte auf Grundlage großmaßstäblicher Bauteilversuche vorgestellt, die derzeit an der BAM durchgeführt werden.
The aim of this project is to get deeper insight into the fatigue behaviour of concrete under cyclic compressive loading. It focuses on the evaluation and modelling of the entire damage process during life-cycle by means of various non-destructive measuring techniques. In numerous tests on cylinders h/d = 30/10 cm under different cyclic loading conditions, the crack development and the damage evolution are monitored using acoustic emission analysis and ultrasonic velocity measurement. The final aim will be the definition of a damage descriptor D based on experimental observations, which can be implemented into a numerical model on a meso-mechanical level.
Vom Baustoff zum sicheren Bauwerk: Einsatz der Schallemissionsanalyse in der Bauabteilung der BAM
(2013)
Seit 2006 wird die Schallemissionsanalyse (SEA) in der Abteilung 7 Bauwerkssicherheit der BAM genutzt, um Gefügeveränderungen in Betonen zu untersuchen. Dabei haben sich bis heute im Wesentlichen folgende vier Forschungsbereiche herauskristallisiert:
Hydratation
Während der Hydratation von Beton ist eine ausgeprägte Schallemissionsaktivität zu beobachten, anhand derer der Hydratationsverlauf nachvollzogen werden kann. Zur Aufklärung der Quellmechanismen der Schallemissionen besteht noch weiterer Forschungsbedarf. Des Weiteren kann mit Hilfe der SEA die frühe Rissbildung in Betonen, hervorgerufen durch autogenes oder plastisches Schwinden, analysiert werden.
Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR)
Bei der AKR handelt es sich um eine Reaktion alkaliempfindlicher Gesteinskörnungen mit den Alkalien des Betons bzw. mit extern, z.B. durch Tausalze, zugeführten Alkalien. Dabei werden um die oder in der Gesteinskörnung quellfähige Gele gebildet, die zu einer völligen Zerstörung des Gefüges führen können. Mit der SEA können die Rissbildung detektiert und somit die Schädigungsphasen im Verlauf der AKR identifiziert werden.
Brandverhalten
Unter Brandeinwirkung platzt die Oberfläche gefügedichter Hochleistungsbetone explosionsartig ab. Um dies zu verhindern und somit den Feuerwiderstand von Bau-teilen aus Hochleistungsbeton zu erhöhen, werden dem Beton Polypropylenfasern beigemischt. Das Schmelzen der Fasern bei einer Temperaturerhöhung trägt zu einer erhöhten Mikrorissbildung bei, die einen Spannungsabbau ermöglicht. Die SEA konnte erfolgreich eingesetzt werden, um diesen Wirkmechanismus der Fasern nachzuweisen und weiter aufzuklären.
Ermüdungsverhalten
Durch die hohen zyklischen Lasten, für die Türme und Fundamente von Windkraft-anlagen ausgelegt werden müssen, gewinnen gesicherte Kenntnisse über das Ermüdungsverhalten von Betonen an Bedeutung. Mit der SEA ist es bei hochzyklischen Belastungsversuchen an Betonen möglich, den Schädigungsgrad im Verlauf der Beanspruchung zu bestimmen. Die Schallemissionsaktivität eignet sich als Kriterium, um die Versuche bei vorab definierten Schädigungsgraden zu unterbrechen und so Proben für weitergehende Untersuchungen zu gewinnen. Diese Ergebnisse sollen perspektivisch für Überwachungssysteme für Betonbauwerke unter zyklischer Beanspruchung genutzt werden.