Bachelorarbeitsthemen SS 2016

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1 Bachelorarbeitsthemen SS 2016 Arbeitsbereich Materialtechnologie Betreuer Christoph Niederegger Seraphin Unterberger Roland Traxl Christian Pichler Thema 1. Untersuchung des Einflusses der Oberflächentopografie auf Reibung, Haftverbund, Schall und Luftwiderstand anhand 3 D geplotteten spezifischen Oberflächen 2. Ermittlung von indikativen Fertigkeiten nach EC 2 für Hochleistungsbetone für Brücken und Siedlungswasserbauanwendungen 3. Entwicklung eines Versuchsstandes für reale IMPAKT SIMULATION von Hageleinschlägen auf Dachdeckungen, Fassaden und KFZ Karosserien 4. Untersuchung und Bewertung von plastisch verformten Verblechungen nach Hageleinschlägen Bewertung optischer Mangel oder Substanzschaden mit Verkürzung der Nutzungsdauer 5. Durchführung und Auswertung von IMPAKT VERSUCHEN auf Dachdeckungen, Wärmedämmverbundsystemen und Verblechungen Hagelsimulation 6. Weiterentwicklung der adiapatischen Gesteinskörnungskühlung aufbauend auf bestehenden Arbeiten 1. Glanz als gestalterisches Element des Sichtbetons Untersuchung der Beständigkeit gegenüber künstlicher Alterung 2. Auswirkung der Materialeigenschaften von Sandstein auf das Wasserdampfsorptionsverhalten 3. Einfluss der Geschwindigkeit des Zugversuchs auf die Zugfestigkeit von Glasfaserrovings 4. Einfluss der Beschichtung auf das Alterungsverhalten von Glasfaserplatten mit dem Klimazyklustest 5. Optimierung des SIC Tests (Strand in cement) hinsichtlich verbesserter Feinbetone 6. Untersuchung von verschiedenen Probekörpern aus Leichtbeton 7. Einfluss der Feinheit eines Kalksteinmehls auf Wasserbedarf und Festigkeiten eines Kalksteinzementes 8. Beitrag zur Optimierung der Festigkeitsbestimmung auf Basis der De Vree Reifemethode Arbeiten zu Simulation und Modellierung (auf Anfrage) Bei Interesse bitte um Kontaktaufnahme mit dem jeweiligen Betreuer

2 Ausschreibung: Bachelor und Quelle: daemmbeton/daemmbeton/monolithisch bauen Im Bereich der Betontechnologie mit dem Schwerpunkt Leichtbeton Projektbeschreibung Im Mittelpunkt des Projekts steht die Weiterentwicklung eines Leichtbetons mit Glasschaumgranulat. Dieser Leichtbeton wird als monolithisches Bauteil ausgeführt. Dies bedeutet ein Haus aus einem Guss. Der Leichtbeton kann aufgrund seiner Materialeigenschaften, betreffend Festigkeit, Dauerhaftigkeit und Dämmeigenschaften, den klassischen Wandaufbau ersetzen. Ziel Optimierung der Mischungszusammensetzung eines Leichtbeton Inhalt Betontechnologie o Bestimmung Betontechnologischer Kennwerte o Bindemitteloptimierung o Temperaturentwicklungen o Festigkeitsentwicklung o Schwinden o Optimierung der Nachbehandlung von Leichtbeton Wärmeleitfähigkeit Bei Interesse melden bei Seraphin Unterberger, Arbeitsbereich Materialtechnologie E Mail: Seraphin Unterberger@uibk.ac.at

3 Allgemeines Die Materialtechnologie umfasst die experimentelle Charakterisierung, Modellbildung und Simulation des Materialverhaltens entlang seines Lebenszyklus. Mögliche Themenvorschläge - in Anlehnung an unten stehende Themenmatrix - sind: 1. Thermo-rheologische Untersuchung von Kunststoffschäumen 2. Untersuchungen zum Brand- (Schutz)verhalten von Baustoffen 3. Exp. Charakterisierung des Dissipationsverh. zellulärer Werkstoffe 4. im Rahmen des Christian-Doppler Laboratoriums 5. auf dem Gebiet der Dünnschichttechnologie 6. Numerische Simulation des Korrosionsprozesses 7. Numerische Simulation von Holzverbindungen im Brandfall 8. Matrix-Faser Interaktion bei faserverstärkten Kunststoffen 9. Mechanische Eigenschaften von Hochleistungskeramiken Gerne können Sie auch ein eigenes Thema für Ihre BSc/MSc Arbeit vorschlagen!

4 Themenmatrix Experiment Modellbildung Simulation Werkstoffherstellung Leistungsfähigkeit von Werkstoffen Dauerhaftigkeit von Werkstoffen Recycling

5 Thermo-rheologische Untersuchung von Kunststoffschäumen Die mechanischen Eigenschaften und somit die technischen Einsatzmöglichkeiten von Kunststoffschäumen hängen im starken Maße von deren Dichte und der Einsatztemperatur ab. Im Rahmen dieser soll diese Abhängigkeit experimentell untersucht werden. Statische und zyklische Versuche an Schäumen mit unterschiedlicher Dichten (Variation von Temperatur und Frequenz) Ergebnisauswertung und -interpretation 4 Monate Betreuer: Dr. Christian PICHLER ( christian.pichler@uibk.ac.at) NanoLab@uibk

6 Untersuchungen zum Brand- (Schutz)verhalten von Baustoffen Im Rahmen dieser sollen die Auswirkung verschiedener Brandszenarien (z.b. Tunnelbrand, Raumbrand im Hochbau) auf ausgewählte Baustoffe untersucht werden. Im zweiten Schritt soll eine Verbesserung des Feuerwiderstands durch die Anwendung von Brandschutzsystemen untersucht und gegenübergestellt werden. Brandversuche an Baumaterialien Gegenüberstellung der Ergebnisse und Bewertung 5-8 Monate Betreuer: Prof. Roman LACKNER ( Brandschutzzentrum Innsbruck

7 Experimentelle Charakterisierung des Dissipationsverhaltens zellulärer Werkstoffe Im Rahmen dieser soll das Energieabsorptionsverhalten von ausgewählten Materialien mittels Impaktversuchen charakterisiert werden. Für die Untersuchungen soll die kinetische Energie ebenso wie die Impaktorgeometrie variiert werden. Anhand der Ergebnisse sollen Aussagen über die Eignung der untersuchten Materialien hinsichtlich Bauwerks- bzw. Personenschutz getroffen werden. Durchführung Impaktversuchen Ergebnisauswertung und interpretation 4-6 Monate Betreuer: Prof. Roman LACKNER (

8 im Rahmen des Christian-Doppler Laboratoriums für Zement- und Betontechnologie Im Rahmen der Forschungs- und Entwicklungstätigkeit des Christian-Doppler Laboratoriums können an Zementund Betontechnologie interessierte Studierende ihre in Kooperation mit den Industriepartnern durchführen. Derzeitige Themen: Sorptionsverhalten von polymermodifizierten Betonen Sorptionsverhalten von Schaumbetonen Mischungsoptimierung im Bereich Leichtbeton 6 bis 12 Monate Kontakt: Dr. Seraphin UNTERBERGER ( seraphin.unterberger@uibk.ac.at)

9 Numerische Simulation des Korrosionsprozesses Der Korrosionsprozess an metallischen Oberflächen ist ein chemo-elektrisch Prozess. Im Rahmen der sollen die beschreibenden Gleichungen (Nernst-Planck Gleichung der Elektrodiffusion, Poisson Gleichung für die elektrische Potentialverteilung) implementiert werden Implementierung durch Erweiterung eines vorhandenen, hauseigenen Programms Durchführung einfacher Simulationen und Bewertung der Qualität der Ergebnisse 4 Monate Betreuer: Dr. Christian PICHLER ( christian.pichler@uibk.ac.at)

10 Numerische Simulation von Holzverbindungen im Brandfall Im Brandfall stellen aufgrund des erhöhten Temperatureintrags die Verbindungsstellen Schwachstellen in Holzkonstruktionen dar. Im Rahmen dieser soll dieser erhöhte Temperatureintrag simulationsbasiert bestimmt und bewertet werden. Erstellung eines Modells zur numerischen Untersuchung einer Stabdübelverbindung Implementierung eines Modells zur Beschreibung der thermischen Zersetzung von Holz Durchführung von numerischen Studien und Ergebnisinterpretation 4-6 Monate Betreuer: Prof. Roman LACKNER ( Brandschutzzentrum Innsbruck

11 Matrix-Faser Interaktion bei faserverstärkten Kunststoffen Bei Faserverbundmaterialien kommt es bei hoher Belastung einerseits zur Rissbildung in der Kunststoffmatrix, andererseits zum Verlust des Verbundes der Fasern mit der Matrix. Anhand einer in einer Kunststoffprobe eingebetteten Einzelfaser (Kohleund Glasfaser) sollen diese Effekte experimentell untersucht und durch Modelle abgebildet werden (2 en). Durchführung von Experimenten (1. ) Modellbildung und Simulation (2. ) 4-6 Monate Betreuer: DI. Roland TRAXL ( roland.traxl@uibk.ac.at)

12 Mechanische Eigenschaften von Hochleistungskeramiken Die mechanischen Eigenschaften (Elastizität, Festigkeit) von technischen Keramiken sind von ihrer Mikrostruktur abhängig. Im Rahmen dieser soll untersucht werden, inwieweit bestehende Modelle in der Literatur den Einfluss der Porenstruktur auf das Materialverhalten realistisch abbilden können. Aufbereitung theoretischer Modelle aus der Literatur Auswertung von Messdaten (mechanische Versuche, Mikroskopie) Gegenüberstellung der Ergebnisse und Bewertung 4 Monate Betreuer: DI. Roland TRAXL ( roland.traxl@uibk.ac.at)