Baustofflehre und Werkstofftechnologie

Diplomarbeits- und Masterthemen

Aktuelle Ausschreibung einer Diplomarbeit am 06.09.2016

Diplomarbeits- und Masterthemen September 2014

Betreuung Elemer Bölcskey, Johannes Kirnbauer

 

Der Einfluss modifizierter Stärke auf das Schwindverhalten von Ultra High Performance Concrete (UHPC)

Modifizierte Stärke findet in der Betontechnologie als viskositätsregelndes Zusatzmittel Verwendung und hat sich daher als Rückprallminderer für Spritzbeton etabliert. Der Zusatz von Stärke bewirkt ein verbessertes Wasserrückhaltevermögen des erhärtenden Zementsteins und könnte so durch eine sog. „innere Nachbehandlung“ das Schwindverhalten des Zementsteins positiv beeinflussen. In dieser Arbeit soll der Einfluss verschiedener Stärkeprodukte auf das Schwindverhalten von Ultra High Performance Concrete (UHPC) untersucht und diskutiert werden.

 

Untersuchungen zum Abplatzverhalten von Ultra High Performance Concrete (UHPC) unter definierter thermischer Belastung

Das explosive Abplatzen von Betonschichten bei entsprechend hohen Aufheizraten wie sie beispielsweise bei Tunnelbränden auftreten können, führt zu einem frühzeitigen Versagen von Stahlbetonkonstruktionen durch das Freilegen der Bewehrung. Obwohl bekannt ist, dass dieses Abplatzen durch die Zugabe von Polypropylen-Fasern zum Beton verhindert werden kann, sind die Mechanismen dieses Phänomens an sich noch nicht restlos geklärt. Mit bekannten Prüfverfahren kann die Brandbeständigkeit für Bauteile überprüft werden, diese sind aber nur bedingt geeignet, um das Phänomen des Abplatzens zu untersuchen. Im Rahmen dieser Arbeit soll daher eine kleine Prüfvorrichtung konstruiert und gebaut werden, die das Aufbringen einer definierten Wärmestrahlung auf Betonprobekörper ermöglicht. In weiterer Folge soll das Abplatzverhalten verschiedener Betone systematisch untersucht werden.

 

Bruchmechanische Untersuchungen an Beton unter thermischer Belastung

In dieser Arbeit sollen bruchmechanische Untersuchungen an verschiedenen Betonen bei unterschiedlichen Temperaturbelastungen bis 600°C ausgeführt werden. Dazu sollen der kritische Spannungsintensitätsfaktor KIc und die spezifische Bruchenergie GF ermittelt werden. Die Ergebnisse sollen entsprechend ausgewertet, dargestellt und interpretiert werden.

 

Experimentelle Ermittlung bruchmechanischer Kenngrößen von Beton

Bruchmechanische Kenngrößen wie etwa der kritische Spannungsintensitätsfaktor KIc oder die spezifische Bruchenergie GF können an verschiedenen Probekörpern ermittelt werden. In dieser Arbeit soll eine umfassende Literaturrecherche ausgeführt und die gängigen Methoden übersichtlich dargestellt sowie hinsichtlich ihres Einflusses auf die Ergebnisse ausgewertet werden.

 

Einfluss der Trockenmischdauer auf die Eigenschaften von Ultra High Performance Concrete (UHPC)

Der Mischprozess wirkt sich speziell bei UHPC besonders stark auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften aus. Allein die Variation der Trockenmischdauer verändert z.B. die rheologischen Eigenschaften (im Besonderen die Viskosität) des Frischbetons signifikant. In dieser Arbeit soll durch systematische Untersuchungen geklärt werden, welche Effekte dafür verantwortlich sind.

 

Das explosive Abplatzen von Beton bei thermischer Belastung - Stand des Wissens

Das explosive Abplatzen von Betonschichten bei entsprechend hohen Aufheizraten, wie sie beispielsweise bei Tunnelbränden auftreten können, führt zu einem frühzeitigen Versagen von Stahlbetonkonstruktionen durch das Freilegen der Bewehrung. Obwohl bekannt ist, dass dieses Abplatzen durch die Zugabe von Polypropylen-Fasern zum Beton verhindert werden kann, sind die Mechanismen dieses Phänomens an sich noch nicht restlos geklärt. In dieser Arbeit soll eine umfassende Literaturrecherche ausgeführt und der Stand des Wissens über die Mechanismen des explosiven Abplatzens ausgewertet und übersichtlich dargestellt werden.

Betreuung Elemer Bölcskey, Heinrich Bruckner

 

Untersuchungen zum Schwindverhalten von Schaumbeton

Die Entwicklung von Schaumbetonen ist auf Grund der Suche nach monolithischen Außenwänden mit guter Wärmedämmung ein aktuelles Thema der Baustoffforschung. Erste Untersuchungen von Betonen auf der Basis  der Matrix von ultrahochfesten Betonen zeigen ansprechende Festigkeiten. Zur Klärung der grundlegenden Eigenschaften des Baustoffes ist im Weiteren das Schwindverhalten des Betons zu ermitteln. Ziel dieser Arbeit ist es, das Schwindverhalten von Schaumbetonen unterschiedlicher Dichte zu ermitteln.

 

Untersuchungen zur Abhängigkeit der Permeabilität von Beton unter Temperaturbelastung bei der Verwendung unterschiedlicher Zementsorten

Die Permeabilität wird als eine Kenngröße zur Charakterisierung des Abplatzverhaltens von Beton unter Temperatureinfluss (Brand) verwendet. In diesem Zusammenhang gilt es, den Einfluss der Betonkomponenten auf die Permeabilität zu charakterisieren. Ziel der Arbeit ist es, den Zusammenhang zwischen Permeabilität, Porosität und Zementsorte in Versuchsreihen zu ermitteln.

 

Untersuchung der Schwindspannungen an Zementleimen in Abhängigkeit des W/Z-Wertes

Das Schwinden des Betons ist von einer Vielzahl von Einflüssen abhängig. Um evtl. auftretende Schwindrisse zu vermeiden, gilt es, die Größenordnung der auftretenden Schwindspannungen und deren Abhängigkeit von den einzelnen Betonkomponenten zu ermitteln. Ziel dieser Arbeit ist die Ermittlung des Einflusses des W/Z-Wertes auf die Größe der Schwindspannungen verschiedener Zementsorten.

Betreuung Elemer Bölcskey, Karl Deix

 

Mineralische Böden – Designböden

Der Einsatz von mineralischen Belägen hat in den letzten Jahren sehr stark an Bedeutung gewonnen. Sie werden vor allem in den repräsentativen Bereichen in öffentlichen Gebäuden, in Gesundheitseinrichtungen, im gewerblichen Bereich als auch bereits im Wohnbau eingesetzt. Die Entwicklung war aufgrund neuer Zemente und Zusatzmittel möglich, die nun dünne, gestaltbare mineralische Schichten mit großen Feldgrößen zulassen. Ziel der Arbeit ist es, einen Überblick über die verschiedenen Arten, die Eigenschaften und Voraussetzungen für die Anwendbarkeit zu geben.

 

Feuchteverhalten von Estrichen nach der Belagsverlegung

Es liegen umfangreiche Untersuchungen bezüglich des Austrocknungsverhaltens von Estrichen vor. Diese beziehen sich ausschließlich auf dem Zeitraum vor der Belagsverlegung. Da die Schäden jedoch meist erst später entstehen, ist es Ziel dieser Arbeit, anhand vorhandener Versuchseinrichtung auch das Feuchte- und Schwindverhalten nach der Belagsverlegung zu untersuchen.

 

Bemessung von Betonböden im Industriebau

Neben den Nutzlasten werden Betonböden durch Zwangskräfte wie Schwinden und Temperaturänderungen belastet. Aufgrund neuer Zusatzmittel wie Schwindreduzierer sollen Kennwerte bezüglich des Schwindens ermittelt werden und ein Bemessungsprogramm für Betonböden erstellt werden.