Refine
Year of publication
Document Type
- Article (peer reviewed) (15)
- Report (8)
- Conference Proceeding (6)
- Contribution to a Periodical (2)
Is part of the Bibliography
- no (31) (remove)
Keywords
- Forschung (7)
- Timber engineering (7)
- Laminated veneer (5)
- Temporary soil nailing (4)
- Holzfasern (3)
- Hybridverbund (3)
- Light (3)
- Nutrients (3)
- Thermoplast (3)
- Daphnia (2)
Institute
- Forschung und Entwicklung (31) (remove)
Gewichtsreduktion ist eine der entscheidenden Herausforderungen, um nachhaltige Fahrzeuge zu entwickeln. Der Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen in Form von Naturfasern, wie Flachs, Kenaf, Hanf, ist Stand der Technik und findet vor allem in der Automobilindustrie Anwendung. Die Gründe sind zahlreich. Naturfasern sind wesentlich kostengünstiger als Carbonfasern und leichter als Glasfasern. Dadurch ergeben sich Kosten- und Gewichtsvorteile. Es lassen sich zudem hervorragende mechanische Eigenschaften erzielen. Schließlich bietet die Verwendung von Naturfasern einen deutlichen ökologischen Vorteil. Häufig kommen dabei Hybridverbunde zum Einsatz. Durch Hybridverbunde lassen sich die Vorteile von Spritzguss und Pressverfahren kombinieren (Funktionalisierung bei hoher Eigensteifigkeit).
Leichtbau und ressourcenschonende Herstellungstechnologien sind zentrale Themen des 21. Jahrhunderts. Thermoplastische Hybridverbunde mit endlosfaserverstärkten Einlegern spielen dabei eine große Rolle, sogenannte Organobleche. Auch Hybridverbunde mit Naturfaserverstärkung sind seit langem Stand der Technik und werden vor allem in der Automobilindustrie verwendet. Holzfasern sind in diesem Bereich jedoch noch nicht umfassend untersucht.
Der Vortrag befasst sich mit dem Potenzial von Holzfasern für thermoplastische Hybridverbunde im Vergleich zu Naturfasern. Dabei wird ein Einblick auf prozess- und materialtechnische Untersuchungen gegeben. Bei den Versuchen kommen diverse Technologien zum Einsatz. Holzfasern werden über ein Air-Lay-Verfahren mit Kunststofffasern zu einem Vlies gelegt. Bei der Weiterverarbeitung der konsolidierten Vliese zu Hybridverbunden, werden diese mit direkt compoundierten Holzfasern über einen In-Mould-Compounder angespritzt. Es zeigt sich, dass Faserverbunde mit Holzfasern vielversprechende Eigenschaften haben. Weitere Untersuchungen sind nötig, um ein tiefgreifendes Verständnis für die Werkstoffe und die Prozesse zu entwickeln.
Leichtbau und Ressourcenschonung sind zentrale Themen des 21. Jahrhunderts. Hybridverbunde mit Naturfasern (z.B. Flachs, Kenaf) sind Stand der Technik und werden v.a. im Automobilbau verwendet. Durch Hybridverbunde lassen sich die Vorteile von Spritzguss und Pressverfahren kombinieren (Funktionalisierung bei hoher Eigensteifigkeit). Obwohl Holzfasern diverse Vorteile gegenüber Naturfasern bieten (z.B. geringere Rohstoffrisiken), sind sie in diesem Bereich noch nicht umfassend untersucht.
Durch Integrieren der Variothermie können Organobleche wirtschaftlich und technisch verbessert zu Hybridbauteilen verarbeitet werden. Somit steigert sich der Wettbewerbsvorteil gegenüber konventionellen Werkstoffen weiter. An einer Technische Hochschule wird seit mehr als zehn Jahren intensiv an der Thematik der Verbindungstechnologien sowie den Haftungsmechanismen zwischen endlosfaserverstärkten Thermoplasten, den sogenannten Organoblechen, und angespritzten Funktionsstrukturen geforscht. Im Fokus stehen prozesstechnische Einflüsse, die die Verbundhaftung der Hybridleichtbaustrukturen erhöhen.
Innovative beech laminated veneer lumber (LVL) circular hollow sections for the use as temporary geotechnical soil nailing systems are currently being developed. Due to the permanent subsoil cement embedment, combined with high water saturation and permanent loading, the timber sections will lose strength and stiffness over time to a degree currently unknown. This paper presents the tensile and bending material properties of flat and curved beech LVL under various periods of immersion in a water–cement grout solution aiming at inducing both water saturation and long-term alkaline attack of the timber.
In total, 824 and 279 samples were tested in tension and bending, respectively. Results show that samples manufactured from 3 mm thick veneers result in tensile strength and stiffness 17% and 24% higher, respectively, than samples manufactured from 2 mm thick veneers. A reduction in the initial bending and tensile strength of up to 70% was found after 90 days of water saturation and cement contact. 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 anchors by 80%.
In riverine ecosystems primary production is principally possible in two habitats: in the benthic layer by sessile algae and in the surface water by planktonic algae being transported downstream. The relevance of these two habitats generally changes along the rivers' continuum. However, analyses of the interaction of algae in these two habitats and their controlling factors in riverine ecosystems are, so far, very rare. We use a simplified advection-diffusion model system combined with ecological process kinetics to analyse the interaction of benthic and planktonic algae and nutrients along idealised streams and rivers at regional to large scales. Because many of the underlying processes affecting algal dynamics are influenced by depth, we focus particularly on the impact of river depth on this interaction. At constant environmental conditions all state variables approach stable spatial equilibria along the river, independent of the boundary conditions at the upstream end. Because our model is very robust against changes of turbulent diffusion and stream velocity, these spatial equilibria can be analysed by a simplified ordinary differential equation (ode) version of our model. This model variant reveals that at shallower river depths, phytoplankton can exist only when it is subsidised by detaching benthic algae, and in turn, at deeper river depths, benthic algae can exist only in low biomasses which are subsidised by sinking planktonic algae. We generalise the spatial dynamics of the model system using different conditions at the upstream end of the model, which mimic various natural or anthropogenic factors (pristine source, dam, inflow of a waste water treatment plant, and dilution from e.g. a tributary) and analyse how these scenarios influence different aspects of the longitudinal spatial dynamics of the full spatial model: the relation of spatial equilibrium to spatial maximum, the distance to the spatial maximum, and the response length. Generally, our results imply that shallow systems recover within significantly shorter distances from spatially distinct disturbances when compared to deep systems, independent of the type of disturbance.
1. To counteract the severe consequences of eutrophication on water quality and ecosystem health, nutrient inputs have been reduced in many lakes and reservoirs during the last decades. Contrary to expectations, in some lakes phytoplankton biomass did not decrease in response to oligotrophication (nutrient reduction). The underlying mechanisms preventing a decrease in biomass in these lakes are the subject of ongoing discussion.
2. We used a hitherto unpublished long-term data set ranging from 1961 until 2016 from a German drinking water reservoir (Rappbode Reservoir) to investigate the underlying mechanisms preventing a decrease in biomass. Total phosphorus (TP) concentrations in the Rappbode Reservoir dropped abruptly in 1990 from 0.163 to 0.027 mg/L within three consecutive years, as a result of banning phosphate-containing detergents. Despite substantial reductions in TP, total annual phytoplankton biomass did not decline in the long-run, and therefore, the yield of total phytoplankton biomass per unit phosphorus largely increased.
3. Regression analysis revealed a positive association between the yield and potentially phagotrophic mixotrophs (R2 = .465, p < .001). We infer that by ingesting bacteria, mixotrophic species were capable of exploiting additional P sources that are not accessible to obligate autotrophic phytoplankton, eventually preventing a decrease in algal biomass after TP reductions.
4. Long-term epilimnetic phosphorus concentrations during the winter mixing period decreased to a greater degree than summer phosphorus concentrations. Apparently, TP losses over the season were less intense. Spring diatom biomass also markedly decreased after oligotrophication. In fact, spring diatom biomass was positively related to the TP loss over the season suggesting diatoms play an
important role in P reduction. However, this intraannual P processing was not the primary factor when focusing on the average yearly yield, which remained to be fully explained by mixotrophs.
5. Our study demonstrates this ecosystem’s ability to compensate for changes in resource availability through changes in phytoplankton community composition and functional strategies. We conclude that an increase in mixotrophy and the ability to make bacterial phosphorus available for phytoplankters were the main factors that allowed the phytoplankton community of the Rappbode Reservoir to adapt to lower nutrient levels without a loss in total biomass.