@phdthesis{Hirschmueller2019, author = {Hirschm{\"u}ller, Sebastian}, title = {Beech circular hollow laminated veneer lumber sections for temporary soil nailing applications}, school = {Technische Hochschule Rosenheim}, year = {2019}, abstract = {Beech Laminated Veneer Lumber (LVL) circular hollow sections for use as temporary geotechnical soil nailing systems are developed within this thesis. Due to their permanent subsoil cement embedment, combined with high water saturation and permanent loading, the timber sections will lose strength and stiffness over time. Taking into account a duration of load factor for permanent loading of two years, it is recommended to reduce the short term tensile and bending strength of beech circular hollow sections to be used as geotechnical soil nails by 80\%. In addition to the determination of material properties on small, clear specimens and full-sized cross-sections, an appropriate surface gluing quality between the veneers is fundamental to this subsoil application of the permanently cement-embedded, engineered timber product. The circular cross-section geometry and the permanently high-alkaline environment of the structural member is not covered by presently standardised testing and conditioning methods for examining LVL surface bond line quality. Standardised test methods had to be modified to determine bonding parameters for the circular, hollow LVL sections. As cement grout ensures the bond between the wooden nails and soil for the mobilisation of a soil reinforcement effect, a reliable connection between cement and wood is required. However, soluble wood constituents may inhibit cement hydration in the contact surface between the timber nails and cement. Pull-off tests on clear LVL specimens with different cement and wood surface modifications as well as the results of large-scale push-out tests are therefore presented. But to permanently ensure the contact between the wood and cement, a high degree of saturation above wood fibre saturation is necessary to keep the hollow sections in a swollen state without moisture-dependent wood shrinking. As no publications of wood moisture development in subsoil were available, long-term tests were performed, measuring the moisture content of subsoil-stored LVL in dependence on the soil moisture content, the suction and the precipitation during a time span of one year. Besides a negative cement influence on the material strength, a positive effect of cement coating on subsoil fungal destruction was realised, resulting in a significantly increased lifetime of cement-coated wood compared to uncoated wood. For temporary soil nailing applications, fungal wood deterioration was found to be of minor importance. But the reduced material strength due to a severe alkaline attack of wood demands a re-consideration of current soil nailing design methods, usually based on a mechanical limit equilibrium analysis of a rigid body motion where just tensile forces of the reinforcement elements are considered, and accompanying forces like bending moments and shear forces are neglected. Distributed fibre optic strain measurements of a steel-reinforced soil nail wall during a time span of six weeks reveal considerable nail curvatures, which are negligible in the case of ductile soil nails with low diameters, but are a significant factor for beech circular hollow laminated veneer lumber sections of larger diameters and brittle material behaviour.}, language = {en} } @phdthesis{Barth2021, author = {Barth, Simon}, title = {Physikalisch-technologische Untersuchungen zur Faserstofferzeugung f{\"u}r die Herstellung von Holzfaserd{\"a}mmstoffen}, school = {Technische Hochschule Rosenheim}, year = {2021}, abstract = {Die Zielstellung der Arbeit war es, die Faserstofferzeugung f{\"u}r die Herstellung von Holzfaserd{\"a}mmstoffen zu untersuchen, um zu einem besseren Verst{\"a}ndnis der dort stattfindenden physikalischen Vorg{\"a}nge beizutragen. F{\"u}r die Bearbeitung der Zielstellung wurden physikalische Experimente zur Faserstofferzeugung im Labormaßstab mit dem TMP-Verfahren (Thermo Mechanical Pulp) und dem RMP-Verfahren (Refiner Mechanical Pulp) sowie den Holzarten Fichte (Picea abies Karst.) und Buche (Fagus sylvatica L.) durchgef{\"u}hrt. Aus den grundlegenden Untersuchungen zur Prozessf{\"u}hrung der labortechnischen Faserstofferzeugung konnte eine Vorgehensweise abgeleitet werden, mit der reproduzierbare Ergebnisse in der Untersuchung von Mahlscheiben erzielt werden. Die Untersuchung der Sorption von Wasserdampf durch Hackschnitzel in Sattdampfatmosph{\"a}re mit einem Sattdampfdruck zwischen 1 bar und 9 bar respektive einer Temperatur von 120 °C bis 180 °C wurde mittels einer gravimetrischen Messeinrichtung ermittelt. Mit dieser in situ Bestimmung der Holzfeuchte wurde eine vom Sattdampfdruck und der Ausgangs-Holzfeuchte abh{\"a}ngige Absorption vonWasser nachgewiesen, die mit der berechneten W{\"a}rmemenge zur Erw{\"a}rmung der Hackschnitzel assoziiert ist. Die Holzfeuchte nach Entspannung des Sattdampfdrucks war unabh{\"a}ngig von der H{\"o}he des Sattdampfdrucks und stellte sich oberhalb der Ausgangs-Holzfeuchte ein. Der zeitliche Verlauf derWasseraufnahme und -abgabe erfolgte simultan zum Anstieg und Abfall des Sattdampfdrucks. Die Untersuchungen zur spezifischen elektrischen Leistungsaufnahme im TMP-Verfahren zeigten ferner, dass signifikante Unterschiede bez{\"u}glich der Holzarten, der Aufschlusstemperaturen und der Mahlscheibenmuster bestanden. Die Faserstofferzeugung mit der Holzart Buche zog, im Vergleich zur Holzart Fichte, eine geringere spezifische elektrische Leistungsaufnahme nach sich. Mit steigender Aufschlusstemperatur nahm die spezifische elektrische Leistungsaufnahme bei beiden untersuchten Holzarten ab und die Differenzen zwischen den Mahlscheibenmustern wurden geringer. Im RMP-Verfahren konnte die prinzipielle Machbarkeit der Faserstofferzeugung f{\"u}r Holzfaserd{\"a}mmstoffe mit einem speziell entwickelten Mahlscheibenmuster belegt werden. Aus den Versuchen zur Faserstofferzeugung wurde die Erkenntnis gewonnen, dass neben dem Erweichungsverhalten der Holzarten, insbesondere die Gestaltung der Mahlscheibe mit der Reduzierung der spezifischen elektrischen Leistungsaufnahme einherging. Aus den weiteren Untersuchungen zum elektrischen und thermischen Energiebedarf in der Faserstofferzeugung entstand die Erkenntnis, dass neben dem Sattdampfdruck respektive der Aufschlusstemperatur die spezifische elektrische Leistungsaufnahme in Beziehung mit der Konsistenz der Faserstoffe nach dem Aufschluss steht. Die Analyse zur Beschaffenheit der Faserstoffe wurde mit der Kollektivmethode Luftstrahl- Pr{\"u}fsiebung und der Individualmethode quantitative Bildanalyse durchgef{\"u}hrt. Mit beiden Methoden konnten Unterschiede in den Dispersit{\"a}tseigenschaften bez{\"u}glich der Holzarten, der Aufschlusstemperaturen und der Mahlscheibenmuster nachgewiesen werden. Sowohl mit der Luftstrahl-Pr{\"u}fsiebung als auch mit der quantitativen Bildanalyse wurde festgestellt, dass die Feinheit der Partikel mit steigender Aufschlusstemperatur zunimmt. Die W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit wurde im Zweiplattenverfahren an Faserstoffprobek{\"o}rpern ermittelt, die mit einer aerodynamischen Vlieslegung gebildet wurden. Korrelationstabellen zur Identifizierung von funktionalen Zusammenh{\"a}ngen zwischen Dispersit{\"a}tseigenschaften und der W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit lassen den Schluss zu, dass die Feinheit der faserartigen Partikel in Beziehung mit der W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit stehen. Insgesamt boten spezielle Mahlscheibenmuster ein hohes Potenzial, um den elektrischen und thermischen Energiebedarf im Prozess der Faserstofferzeugung zu senken und die Beschaffenheit der Faserstoffe f{\"u}r die Herstellung von Holzfaserd{\"a}mmstoffen zu optimieren.}, language = {de} } @phdthesis{Auer2022, author = {Auer, Veronika}, title = {The value chain of hardwood and the transition to a wood-based bioeconomy}, school = {Technische Hochschule Rosenheim}, year = {2022}, abstract = {Germany is rich in hardwood, which could be an excellent carbon sink. However, instead of being used for long-term carbon storing products, nearly half of the resource is simply burned. This is an unfortunate paradox. The transition to a wood-based bioeconomy is a necessary step for Germany to reach the CAP 2050 goals. This, however, requires the resolution of the paradox and the use of wood primarily as long-term carbon storage. The increase in the valorisation of hardwood used for durable products allows hardwood to be used as long-term carbon storage and simultaneously widens the limited supply potential of wood as resource. Rethinking the hardwood uses and the new strategic orientation of the forest and wood industries requires a clear vision that is shared by the different actors in the wood value chain. This thesis evaluates how hardwood value chains and the valorisation of hardwood support the transition to a wood-based bioeconomy in Germany in a novel three-step value chain analysis approach. Hardwood valorisation fosters this transition because the use of hardwood as material increases supply security within the wood-based bioeconomy. Transparent hardwood flows uncover untapped resource potentials and thus enable a re-allocation of hardwood flows from resource to production. The thesis suggests new strategies and policy recommendations for industries, associations, and policy makers whose application would increase the material use of hardwood. The thesis adds to the existing body of knowledge by considering for the first time the whole wood value chain. It is a pioneer as it provides a consistent set of data for the hardwood value chain for the first time. It uses the methods of systematic literature review, material flow analysis, and the hybrid policy Delphi-SWOT analysis. The results show that the hardwood value chain supports the transition to a wood-based bioeconomy through the increase of hardwood used as material for value-added products.}, language = {de} }