Wie liest ein Textiler das Modul an einem K/D Diagramm ab?
Wenn man die Dehnung über die Kraft aufträgt, dann wäre in dem Fall die Steigung des Graphen für einen Textiler das Modul.Physiker: Modul beschreibt Kraft pro (Querschnitts-) Fläche z.B. eines FadensRandbedingung (Definitionsgemäß für das Modul!): Die Dehnung bei der Messung der Kraftaufnahme darf nur so klein sein, dass der Faden sich total erholt, also keine Dehnung übrigbleibt. D.h. in unserem Graphen misst der Physiker nur in der untersten Ecke links nahe Null.Jetzt vernachlässigt der Physiker die Dehnung selbst und das Modul hat die Einheit Kraft/Fläche (Fläche hier Querschnittsfläche).D.h. das E-Modul, der Druck undder Zug –alle haben die Einheit [Kraft / Fläche],als SI-Einheit [N/m²]. (Wobei 1N / 1m² = 1 Pascal Pa).Druck und Zug unterscheiden sich nur in der Richtung; Druck = negativer Zug.Textiler: Er fragt „Welche Kraft brauche ich für welche Dehnung“–das kann er (sie) am Steigungsdreieck seines Kraft/Dehnungs-Diagramms ablesen und sagt in seiner Sprache:Das Modul für 10% Dehnung beträgt 100N, für 20% 150N usw. –tatsächlich gibt er nur eine Kraft für eine bestimmte Dehnung an.Beim Filament macht er es richtig: Hier sagt er N/tex oder cN/dtex o.ä.Wobei in tex oder dtex die Querschnittsfläche steckt.
Was ist die SI Einheit für das E-Modul?
Pa = N/m2(N = kgm/s2)
Was versteht man unter Kriechen?
Kriechen bedeutet, dass etwas mit der Zeit länger wird, ohne dass eine hohe Last einwirkt.
Nennen Sie einen Werkstoff, der zum Kriechen neigt:
PTFE
Was ist die SI Einheit von Dichte?
Dichte = Masse/Volumen (kg/m3)
Wie stehen Druck und Zug zueinander?
Druck und Zug unterscheiden sich lediglich in der Wirkungsrichtung, bzw. im Vorzeichen. Zug ist negativer Druck.
Welche Aufgabe übernehmen Asphaltierungsgitter?
Im Straßenbelag verteilen sie auftretende Kräfte in alle Richtungen und verhindern/ verzögern Reflexionsrisse, welche durch Temperaturschwankungen oder verkehrsbedingter Belastung entstehen.
Warum ist ein Deich mit Berme standsicherer als ohne?
Eine Berme vergrößert die Fläche und verteilt somit auch den Erddruck. Besonders auf den Fuß der Böschung wird dieser reduziert. Zudem ist diese meistens noch befahrbar und Kaninchen können sich so aufgrund von Geotextilien nicht eingraben. Löcher und Einbrüche werden so auch vermieden und tragen zur Stabilität bei.
Erklären Sie das Schema Geokunststoff im Straßenbau!
Man sieht hier, dass durch das Geovlies ein ineinanderrutschen oder wegsickern der Steine verhindert wird. Das heißt, dass die Lage Steine dauerhafter gemacht werden. Die verschiedenen Schichten werden also effektiv vom Erdreich getrennt und verhindern so ein Absinken des Füllmaterials.
Was ist ein Weg, was ist eine Straße?
Ein Weg ist eine Naturstraße ohne Belag oder auch eine streifenförmige Verbindung zwischen zwei geographischen Punkten auf größtenteils begehbarem Untergrund. Ein Weg kann auch befahrbar sein, zum Beispiel wenn gebaut wird, werden auf weichem, nicht tragfähigem Boden temporäre Wege gebaut. Diese werden aber wieder zurückgebaut, sobald die Bauphase beendet ist.
Eine Straße hingegen ist ein gepflasterter, asphaltierter Weg. Sie ist begeh- und befahrbar und für motorisierten Verkehr geeignet. Zudem hat sie eine glatte Oberfläche und ist permanent, befestigt und klassifiziert
Was denken Sie, warum sind die Geogitter bituminiert?
1. Haftung zwischen Geogitter und Stein („rutschfest“)
2. Bitumen-Mantel ist vernetzt und damit chemisch resistenter als die darunterliegenden Filamente – Verwitterungs- und Hydrolyse-Schutz.
Was ist für den Physiker Druck?
--> Ergebnis einer senkrecht auf Fläche A einwirkenden Kraft F. P = F/A oder auch Kraft/Fläche (N/m2).
Für den Physiker ist Druck = Kraft/Fläche oder wenn es um Textilien geht, dann Kraft/Querschnittsfläche eines Fadens. Dies gilt aber nur für den elastischen Bereich, also der Bereich, der sich elastisch wieder zurückverformt, wenn man nicht mehr zieht. Das gilt nur für ganz kleine Dehnungen, deswegen kommt die Dehnung in der Einheit auch gar nicht vor. Die Einheit für Druck, Zug (negativer Druck) und E-Modul ist für alle Kraft/Fläche. Für diese Einheit haben die Physiker wiederum die Einheit Pascal erfunden.
Was ist die SI-Einheit für Druck?
Druck = Kraft/Fläche (N/m2) = 1 Pa
Warum dürfen ein und dieselbe Person im Sommer mit Turnschuhen auf einem bituminierten Dach umhergehen, aber nicht mit Stöckelschuhen?
Weil der Druck dann nur auf einer Stelle ist und er nicht auf die ganze Fußsohle verteilt wird und es zu Abdrücken führen kann. Die Fläche ist also kleiner und die Kräfte aber gleich und werden dementsprechend anders verteilt und sind konzentrierter an einem Punkt.
-> Damit ist die Kraft, mit der ich auftrete, gemeint. Das Gewicht was auftritt, wird als Kraft in alle Richtungen verteilt und ist demnach eine nach unten wirkende Kraft.
Schotterbett übernimmt die Aufgabe der Federung? Ist das eine plastische oder eine elastische Verformung?
Der Schotter nimmt die Stoßkräfte elastisch auf, weil er wie eine Federung wirkt. (Plastisch würde nämlich bedeuten, dass eine Verformung zurückbleibt). Das ist nur möglich, weil die scharfkantigen Schottersteine gut miteinander verdichtet und verkantet sind.
Was ist Erosion?
Unter Erosion versteht man die zerstörende Wirkung von fließendem Wasser und Wind und Eis auf die Erdoberfläche. Dadurch kommt es zu natürlichen Abtragungen von Boden und Gestein durch Wasser, Gletscher oder Wind.
Pumpbeton zu Druckkräften von 200kN/m²? wieviel Pascal sind das?
200kN/m2 = 200000 Pascal
Welchen pH-Wert hat frischer Zement oder frischer Beton?
Beton/Zement weist einen pH-Wert von ca. 12,6 auf.
Was versteht man unter selbstverlöschend?
Als Flammhemmung wird die Eigenschaft eines brennenden Stoffes bezeichnet, nach Entfernen der Zündquelle innerhalb kurzer Zeit selbstständig zu verlöschen, d. h. nicht weiterzubrennen. Solche Stoffe werden auch mit den Attributen flammhemmend oder selbstverlöschend gekennzeichnet.o. Stoffe mit einem LOI > 21
Welche beiden Aufgaben erfüllt eine Bentonit-Lage?
Bentonit dient der Quellfähigkeit und Absorption. Eingesetzt in Geovliesen erfüllt dieser in etwa die gleichen Eigenschaften wie Aktivkohle.
Bei den Deponieanlagen ist Ihnen vielleicht aufgefallen, dass es eine Drainage für Wasser gibt aber auch eine für Gase: Welche Gase würden Sie erwarten?
Man nennt diese Gase Deponiegase. Deponiegas entsteht in Mülldeponien hauptsächlich durch den bakteriologischen und chemischen Abbau von organischen Inhaltsstoffen des Mülls. Es besteht hauptsächlich aus Methan (CH4) und Kohlenstoffdioxid.
Es werden Wasser, Nährstoffe und Luft hineingepumpt? haben Sie eine Idee warum?
Damit Mikroorganismen organische Substanzen unter optimierten Bedingungen zersetzen können. Dient als Lösungstransport und Reaktionsmedium. Die Diffusionsmembran sorgt dann auch dafür, dass kein Regenwasser reinkommt und für eine gute Belüftung des Mietenkörpers.
Sie prüfen Ihr Textil und finden eine Höchstzugkraft von 100N/5cm. Wie breit müssen Sie dieses Textil nehmen, wenn Sie 100kg daran aufhängen möchten?
1 Newton = 0,101972 kgF
1 kg = 9,81 N
100 kg = 981 N
981 N / 100N/5cm = 49,05 cm
Was ist Diffusion, was ist Osmose, was ist semipermeabel?
Diffusion = selbstständige Durchmischen von Teilchen verschiedener Stoffe und den Transport durch die Zellmembran,
Osmose = einseitig gerichteter Diffusionsvorgang durch eine semipermeable Membran,
Semipermeabel = nur für eine bestimmte Substanz durchlässig/ halbdurchlässig.
Wie funktioniert ein Enteisungsmittel?
Zu den Hauptbestandteilen von Enteisungsmitteln gehören meist Isopropanol und Glycerin. Durch die Mischung des Eises mit dem Alkohol wird der Gefrierpunkt herabgesetzt und das Eis schmilzt. Da Alkohol jedoch recht schnell verdampft, wird meistens Glycerin beigemischt. Glycerin ist eine klebrige Flüssigkeit, die den Alkohol dadurch an sich bindet und dafür sorgt, dass dieser nicht so schnell verdampft und somit eine erneute Eisbildung nicht eintreten kann.
Sie haben eine Fläche gefrorenen Wassers (Eis) bei einer Außentemperatur von -2°C. Sie streuen Kochsalz darauf - wie ändert sich der Aggregatzustand des Eises?
Durch Salzstreuen werden schnee- und eisglatte Straßen wieder eisfrei. Die Zugabe von Salz zu Wasser hat noch eine weitere Folge: Die Wassermoleküle werden gehindert, bei unter 0°C einen Eiskristall aufzubauen. Die Salzlösung gefriert erst bei wesentlich niedrigeren Temperaturen, der Gefrierpunkt des Wassers sinkt. Das Eis fängt aber an zu schmelzen. Das liegt daran, dass die beiden Aggregatzustände fest und flüssig von Wasser, immer in einem, von der Temperatur abhängigen, Gleichgewicht vorliegen. Das heißt, dass sich selbst bei Minusgraden auf dem Eis ein leichter Film aus flüssigem Wasser befindet. Kommt die Eisschicht mit Kochsalz in Berührung, fängt dieses an sich in dem flüssigen Wasserfilm zu lösen. Das Streben nach dem genannten Gleichgewicht sorgt dafür, dass ein Teil des Eises schmilzt und einen neuen Wasserfilm bildet. Dadurch geht ein weiterer Teil des Kochsalzes in Lösung. Dies geht so lange, bis das Eis geschmolzen ist oder keine ausreichende Menge an Kochsalz mehr vorhanden ist. Der Vorgang Kristalle zu lösen ist endotherm, dem System wird Energie (Wärme) entzogen – das System kühlt dabei also weiter ab.
Wie ändert sich die Temperatur des Wassers / Eises?
Temperatur bleibt unter 0° und sinkt weiterhin und es schmilzt, da es nun ein Eis-Wasser-Salzgemisch ist. Wasser gefriert nicht mehr, weil der Gefrierpunkt durch das Kochsalz herabgesetzt wird.
S. 42. Bei Regen wird alles auf der Straße in Richtung Regenrinne / Böschung gespült (deshalb hat die Straße eine leichtes Seitengefälle).d.h. es wird auch ggfs. Öl mit herunter gespült. Wie können Sie jetzt dafür sorgen, dass das Öl nicht in das Grundwasser gerät? wie können Sie (einfach) Öl und Wasser trennen?
Seitlichen Rinnen werden eingefügt, um Wasser abzuleiten. Meistens sind diese noch mit einer Abdichtung versehen. Ein Beispiel vom Flughafen München wäre eine Abdichtung mit Bentonit gefüllten Vliesen, damit kein Öl und Kraftstoff ins Grundwasser gelangt. Im Straßenbau wird eine Abdichtung durch Vliesstoff unterhalb der Dichtfolie erzielt. Zudem sollte eine semipermeable Membran vorliegen, so dass das Wasser durchgeht und Öl nicht. Eine weitere einfache Option wäre es einen Scheidetrichter in die Kanalisation einzubauen.
Was ist für Sie die natürlichste Methode Hänge vor Erosion zu schützen?
Mittels Erosionsmatten (nicht natürlich), da durch die Wurzeln der Pflanzen den Hang vor Erosion geschützt wird (natürlich).
Gilt auch für Flachdächer: Wie können Sie ein(Geo-) Textil herstellen, dass nicht durchwurzelt wird?
Auf das Geotextil eine Kupferschicht aufbringen oder wenn man kleine Filme aus Kupfer auf das Textil aufdampft.
Was ist „Transluzenz“?
Unter Transluzenz versteht man die partielle Durchlässigkeit von Licht. Es ist abzugrenzen zu dem Begriff "Transparenz", da dies bedeuten würde, dass ein Körper blickdurchlässig wäre. Menschliche Haut ist beispielsweise transluzent.
Was ist PTFE?
Polyetrafluorethylen ist ein unverzweigtes, linear aufgebautes, teilkristallines Polymer aus Fluor und Kohlenstoff und ist auch unter dem Handelsnamen Teflon bekannt.
Was wäre die „richtige“, d.h. die SI-Einheit für Zug?
Zug = negativer Druck, also: N/m2
Was versteht man unter „Finite-Elemente-Methode“?
Diese Methode wird im Rahmen von Simulationen zur gezielten Strukturanalyse und -optimierung eingesetzt. Ein Ingenieur könnte mit einem FEM Programm beispielsweise berechnen, ob eine Komponente den einwirkenden Belastungen standhält. Die Finite Elemente Methode (FEM) ist ein numerisches Verfahren, in dem ein definierter Bereich bzw. eine Struktur in eine definierte (endliche) Anzahl von Subbereichen unterteilt wird. Aus den individuell errechneten technisch-mechanischen Verhalten der Subbereiche wird das Gesamtverhalten der zusammengefassten Struktur bzw. des Bereiches errechnet. Die FE-Methode wird im Bauingenieurwesen und im Maschinenbau implementiert in CAD/CAM Lösungen dazu verwendet, um zu errechnen ob ein Bauteil oder eine komplette Maschine, Architektur etc. den auf sie einwirkenden Kräften und Spannungen widerstehen kann
Überlegen Sie sich, was ein Textil alles mitbringen muss, damit es möglichst funktionell und dauerhaft für wandelbare Überdachungen eingesetzt werden kann:
Um ein Textil für eine wandelbare Überdachung einzusetzen, sollte es wasserabweisend, leicht, UV-beständig, witterungsbeständig, knickbeständig und schwer entflammbar sein. Anforderungen beinhalten, dass die tragenden Garne bzw. die Beschichtung nicht durch zu kleine Krümmungsradien der Falten beschädigt werden sollen, dass Feuchte im getrockneten Zustand vollständig abgetrocknet ist, dass es nicht zu abrasiver Beanspruchung beim Öffnen und Schließen kommt und das sich keine zu hohen Temperaturen bei Sonneneinstrahlung im gefaltenen Zustand entwickeln. Zudem kann es zu hohen Lasten durch die Bildung von Wassersäcken kommen und es können Falten an den Knickstellen entstehen. Beispielhafte Materialien wären demnach PVC beschichtetes PET Hochfest Gewebe, Acrylatlack als Topcoat (schwerentflammbar), PTFE beschichtete Gewebe, Gewebe aus organischen Materialien (eher für kurzfristige Bauten). Das Material darf nicht zu steif sein und muss sehr elastisch sein. Deswegen würde ein PTFE beschichtetes Glasgewebe eher wenig Sinn machen, da dieses eher für dauerhaftere Bauten geeignet ist und eine Faltungsproblematik aufweist und sehr steif ist. Zudem ist Aramidgewebe auch schwierig, da es einer exzellenten Beschichtung/Gummierung bedarf, um vor lokalen Schäden und UV-Einstrahlung zu schützen.
Welchen Vorteil sehen Sie für die textilen Silos gegenüber z.B. Metall-Containern?
Diese können Flüssigkeiten und Schüttgüter lagern. Zudem kann die Restfeuchte im Gewebe raus und sie sind unbeschichtet und luftdurchlässig.
Was versteht man unter einer kantileverten Maschine?
Kantilevert bedeutet, dass die Maschine einen seitlichen Eingriff haben muss.
Welchen Nachteil einer 100%igen Kunststoffbrücke gegenüber einer Metall- / Beton- Brücke, würden Sie befürchten (und dementsprechend häufig kontrollieren)?
Hier könnte es zu Problemen mit dem Brandschutz kommen und es muss sichergestellt werden, dass die Brücke ausreichend UV-beständig und witterungsbeständig ist, da das Material eventuell sonst degradiert.
100.000l Wasser mit 500kg Faseranteil – wieviel prozentig setzt man also die Dispersion an?
1L Wasser entspricht 1kg: 500kg / 100.000kg = 0,005 entspricht 0,5%
130km/h – geben Sie die Geschwindigkeit bitte in der dazugehörigen SI-Einheit an.
130.000m / 3.600s = 36,11
Nasssiebe – warum nimmt man denn nicht nur PA?
PA ist abrasionsbeständig und hat ein hohes Wiederholungsvermögen ist aber viel teurer als PET.
PET ist zudem besonders hydrolysestabilisiert.
Wenn Nadeln schädigen kann, warum verklebt man die Lagen nicht miteinander?
Weil es sonst zu Problemen mit der Delamination kommen kann und beim Entwässern die Klebepunkte sonst im Weg sind und sie stören den Durchlass und Komfort.
Das Bild „Vernadelungstechniken“ (nur hier in der E-Mail, nicht im Skript oder Handy) – welches „Drei-Eck“ (= Nadel-Querschnitt) zeigt die Nadelstellung mit der geringsten Zerstörung des Gewebes ?
Das dritte von oben. Es sind demnach die Nadeln zu wählen, wo die Einkerbung in Laufrichtung zeigt.
Normalerweise verstehen wir unter „Zweiseitigkeit“ einen Unterschied zwischen Ober- und Unterseite, oder wie die Textilerin sagt linke und rechte Seite. Erklären Sie mit Ihren Worten, was in der Papiertechnik damit gemeint ist.
In der Papiertechnik sind mit der Zweiseitigkeit Glättedifferenzen zwischen Ober- und Unterseite gemeint.
oder auch Durchlässigkeitsdifferenzen.
Nennen Sie einen häufig angewendeten Scheuertest?
Martindale Test,
Schopper Test
Wie machen Sie ein (gewolltes) Wasserzeichen in das Papier?
Wasserzeichen sind in Papier durch unterschiedliche Papierdicken eingebrachte, mittels Lichtdurchlass erkennbare Bildmarken.
PP hat eine Dichte von 0,91 g/cm³ - wie lautet die Dichte von PP in der SI-Einheit
910 kg/m3
Wie oft passt 1 nm in 1mm?
10^6 mm
Wie verändert sich die Knicksteifheit eines zylindrischen Fadens, wenn ich seinen Durchmesser verdopple (und alle anderen Variablen konstant halte)?
Die Knicksteifheit erhöht sich um den Faktor 16 (S ~ E x D4 / L² d.h. wenn ich D verdopple wird S 16x größer).
Welchen Durchmesser hat ein rundes PA6-Filament bei 1,7dtex?
r = Wurzel aus m / p x PI x L
1,7g Faden sind 10.000m lang
--> m = 1,7 g = 0,0017 kg; p = 1.120 kg/m3 (vorgegeben), L = 10.000 m
= 0.00000695089; D = 2 x r
Radius ist 6,95 µm, Durchmesser ist 13,9µm
Sie haben einen PA6-Spinnvliesstoff mit einem Flächengewicht von 150g/m² aus 5. hergestellt. Wie groß ist die zu färbende Oberfläche eines m² dieses Materials ?
Der Faden ist ein sehr langer Zylinder, abgelegt auf einer Fläche von 1m²...
Oberfläche Zylinder O:
O = 2 pi r L
Herleitung L [:]
1m² wiegt 150g
150g / 1,7g = 88,235
Also sind in dem m² 88,235 x 10.000m, also 882353m Fadenlänge L
Aus 5. (PA6-Faden mit 1,7dtex) Der Radius r ist 6,95µm
O = 2 x 3,14 x 6,95x10-6m x 882353m = 38,5 m²
Sie möchten ein Wadding anbieten. Ihr Textil weist eine Dicke von 10mm auf und ein Flächengewicht von 220g/m². Ihr Kunde möchte die Dichte wissen?
0,220 kg / 0,01 m3 = 22 kg/m3. Um an 1m³ zu kommen müssen Sie 100 Lagen des 10mm dicken Materials aufeinanderlegen (100 x 10 mm = 1.000mm = 1m Höhe, 1m² Fläche haben wir schon). Die 100 Lagen wiegen 100x 220g = 22.000g = 22kg/m3
Sie sitzen mit einem Abstand von 60cm zwischen Brustkorb und Lenkrad in Ihrem Auto. Sie fahren ungebremst mit 50km/h gegen einen Brückenfeiler.
Wieviel Zeit vergeht, bis Ihr Brustkorb auf das Lenkrad schlägt? Wenn das nicht Ihr Airbag verhindern würde)?
50 km = 50.000 m 1 h = 3.600 s 50.000 / 3600 s = 13,88 m/s Die Distanz vom 0,6 m zum Lenkrad legt er in 0,043 s zurück
GEOTEXTILIEN
Einordnung der Geotextilien:
Geotextilien - Begriffsdefinition:
Unter Geotextilien versteht man textile, aus Fasern aufgebaute Stoffe, die für Arbeiten im Tiefbau zum Trennen, Filtrieren, Drainieren und Verstärken/Armieren verwendet werden
Geotextilien sind Dichtungsbahnen (Folien), Gewirke (Geogitter) oder aus Fasern hergestellte wasser- und luftdurchlässige Vliesstoffe, Gewebe oder Verbundstoffe für den Erd- und Wasserbau
Diese beiden Definitionen schaffen eine klare Abgrenzung zu den Produkten des textilen Bauens wie Zelte, Hallen, Sonnen- und Wetterschutz
Geotextilien - Funktion und Aufbau des Textils:
Mechanische Funktion
Geotextilien trennen Bodenschichten unterschiedlicher Korngrößen. Dabei verhindern sie eine Durchmischung der einzelnen Fraktionen.
Vliesstoffe, Gewebe, Wirkwaren: Ein wichtiges Kriterium ist die erwünschte oder geforderte Dehnbarkeit.
Armierungsgewebe, die Kräfte auf den Boden übertragen, sind dehnsteife Gewebe oder Geogitter.
Hydraulische Funktion
Die filternde Wirkung von Geotextilien beschränkt sich nicht nur auf die Trennung unterschiedlich gekörnter Bodenschichten, sondern auch auf den leichten Wasserdurchgang ohne Druck.
Der Wasserdurchgang kann quer (Filtration) oder innerhalb des Textils (Drainieren) erfolgen.
Aufgaben von Geotextilien - Was bedeuten die Piktogramme?
Geotextilien eignen sich zum
mechanischen Trennen [2,6],
zum Armieren [1,4] und
zum hydraulischen Filtern [3] von zwei Böden mit unterschiedlichem Kornaufbau.
Sie können auch gegebenenfalls in der Ebene Wasser abführen (Drainieren) [5]
Aufgaben von Geotextilien - Was bedeuten die Piktogramme? (1/2)
Filtern
Als Filter halten Geotextilien Bodenbestandteile oder andere Partikel zurück, während der Durchfluss von Flüssigkeiten senkrecht zur Filterebene ermöglicht wird.
Trennen
Als Trennschicht verhindern Geotextilien die Vermischung benachbarter Bodenarten oder Füllmaterialien untereinander. Zur Anwendung kommen Vliesstoffe, Gewebe und Verbundstoffe aus synthetischen Polymeren.
Schützen
Kunststoffdichtungsbahnen, beschichtete Bauteile, aber auch andere Bauwerksteile müssen vor mechanischen
Beschädigungen geschützt werden.
Aufgaben von Geotextilien - Was bedeuten die Piktogramme? (2/2)
Bewehren
Bewehren heißt, unter oder zwischen Bodenschichten Geokunststoffe zur Aufnahme von Zugkräften einzubauen, um die mechanischen Eigenschaften von Bodenschichten zu verbessern.
Dränen
Dränen ist die flächige Fassung von Niederschlag, Grundwasser und anderen Flüssigkeiten oder Gasen und die Ableitung in der Ebene des Dränsystems.
Dichten
Die Dichtung ist von wesentlicher Bedeutung im Hinblick auf den Umwelt- und Grundwasserschutz für die Gebrauchsfähigkeit und die Lebensdauer von Bauwerken.
Unterschied Filtrieren und Drainieren:
Filtrieren= der Durchfluss von Flüssigkeiten wird senkrecht zur Filterebene ermöglicht
Drainieren= der Durchfluss von Flüssigkeiten wird horizontal zur Filterebene ermöglicht
Standardprüfungen - Was ist der wirksame Porendurchmesser?
Porendurchmesser = wirksamer Porendurchmesser bei mehrlagigen Geweben (z.B. Vliesstoffe) liegen die Ringe nie genau übereinander
Dadurch werden Partikel filtriert, die viel kleiner sind als der Porendurchmesser
D.h. der wirksame Porendurchmesser ist kleiner als der Porendurchmesser
Er wird auch als relevanter Porendurchmesser bezeichnet (=Tortorosität)
Was ist Druck?
-> Kraft pro Fläche
Einheit: N/m2 entspricht 1Pa
Aufgaben von Geotextilien im Straßenbau:
Vliesstoffe dienen als Filter und Drainage bei der Entwässerung des Straßenunterbaus oder als Trennschicht zwischen den Tragschichten und dem Untergrund. Hochfeste Geogitter und Gewebe bewehren und stabilisieren die Tragschichten und erhöhen deren Tragfähigkeit.
Asphaltarmierungsgitter verhindern oder verzögern Reflexionsrisse im Asphalt. Risse entstehen durch Temperaturschwankungen und verkehrsbedingte Belastungen. Typisch rissempfindliche Bereiche sind z.B. die bei der Straßenverbreiterung entstehenden Längsfugen, sowie Asphaltschichten auf alten Betonplatten (Expansionsfugen) und alte, gerissene Asphaltstraßen. Bei solchen Sanierungsmaßnahmen dürfen die Geotextilien Dehnungen von maximal 2-5% zulassen.
Randbereiche und Bermen entlang der Straße können mit Bentonitmatten abgedichtet werden.
Geotextilien im Straßenbau - Was ist eine Berme?
Eine Berme ist ein horizontales Stück oder ein Absatz in der Böschung eines Dammes eines Walls, einer Baugrube oder an einem Hang.
-> Sie unterteilt die Böschung in zwei oder mehrere Abschnitte. -> Eine Berme soll den Erddruck auf den Fuß der Böschung vermindern.
-> Eine Böschung mit steilem Hang und Bermen ist standsicherer als eine durchgehende Böschung ohne Bermen. Ein Böschungsbruch wird so vermieden
Schematische Wirkungsweise eines Geokunststoffes im Straßenbau:
1) Straßenbelag
2) Füllmaterial
3) Geovlies
4) Erdreich
Unterschied zwischen der linken & rechten Abb.:
Bezeichnung der einzelnen Lagen
Welche Aufgaben hat das Geovlies?
Was benutzt man als Geovlies?
Was ist der Unterschied zwischen einem Weg und einer Straße?
Ein Weg ist eine Naturstraße ohne Belag
Eine Straße ist ein Weg mit Belag (Asphalt), für den dauerhaften Verkehr gedacht
Was ist die Bewehrung im Straßenbau?
-> Beim Einbau von Geotextilien als Tragschicht sind die Durchschlagfestigkeit, die Zugfestigkeit und die Dehnfähigkeit des Materials wichtig. Die Zugfestigkeit gewährleistet die notwendige Bewehrung der Kräfte durch das Gewicht des Schüttmaterials und die Verdichtung und die Dehnfähigkeit ist wichtig, um spitze und kantige Steine ohne Beschädigung aufzunehmen.
Aufgabe:
Geogitter wehren sich gegen die Scherkräfte (durch Autos, Motorräder oder zu schwere LKW’s)
-> verhindern Verzüge im Teer
-> verhindern Schäden durch Temperaturschwankungen und verkehrsbedingte Belastungen sind u.a. Reflexionsrisse, die auch in neuen Asphaltschichten auftreten können
Was sind bituminierte Geogitter?
Aufgabe von bituminierten Geogittern:
Zur Verstärkung von Asphaltschichten
Welches Material kann dafür verwendet werden?
hochfestes Polyester PES wird bituminiert
Warum werden die bituminiert?
Weil PES nicht hydrolyse-resistent ist, Bitumen schützt PES vor Wasser
Wie stellt man hochfestes Polyester her?
langkettiges PET benutzen, welches mehrfach vertreckt wurde
Was sind die Unterschiede vom Straßen- & Eisenbahnbau?
Eisenbahnbau:
-> Wegfall der Radpneumatik führt zu ungedämpfter Lastübertragung (da keine Luft in den Reifen)
-> Bestandteil des Schienensystems: elastische Stöße werden durch das Schotterbett aufgenommen
-> Schotter ist scharfkantig (scharfkantiger Schotter verrutscht nicht oder deutlich langsamer)
Das Schüttgut muss kantig sein, damit die Steine miteinander verkeilen.
-> Schotterbett übernimmt die Aufgabe der Federung
-> höhere dynamische Belastung
-> Achslasten von Güterzügen 25 t (höher als beim Auto)
-> Schwellen und Schienen sind ein starr miteinander verbundenes System
Durch die ständige Belastung kommt es zu einem Verdrängen des Schotters aus dem Gleisbett. Alle 2-3 Jahre ist ein Nacharbeiten, d.h., ein Nachstopfen des Schotters notwendig
Aufgaben von Geotextilien im Eisenbahnbau:
-> Filtern, Drainieren, Trennen und Verstärken, aber andere Belastungen als im Straßenbau
Wie schützt man den Damm oder die Dammkrone gegen Erosion?
Überhöht bauen
durch Einbau eines zugfesten, nur wenig wasser-durchlässigen Geotextils (bspw. PP/PE)
Grundsätzliche Einbaumöglichkeiten für Geotextilien im Eisenbahnbau:
Textil wird über Böschungsrand gelegt zum halten (damit es nicht wegrutscht wird es überlappt)
und von den nächsten Schichte wird Druck ausgeübt damit es nicht herausrutscht, sonst würde die Böschung abrutschen
Warum helfen die Sandsäcke die Böschung zu stabilisieren?
-> Druck = Kraft / Fläche -> wenn man die Fläche vergrößert (im Nenner), dann wird der Druck geringer
Dadurch werden die Schienenstränge stabilisiert
-> Auflagefläche wird verdoppelt und so wird der Druck halbiert
Um die destabilisierende Verlagerung des Schotters zu verhindern, wurden Gewebesäcke mit dem Schottermaterial gefüllt, verdichtet und anschließend unter den Schwellen befestigt
Die Säcke bestanden aus einem PES-Gewebe
Bestimmte Eigenschaften von Polymeren:
Polyester:
-> nicht hydrolyse-resistent (beschichten, z.B. mit Bitumen)
PP/PE:
-> UV-sensibel (stabilisieren oder mit Erde abdecken, damit kein Licht einwirken kann)
Biologisch abbaubare Fasern:
-> nur wenn man möchte, dass sich das Material nach Wurzelbildung der Pflanzen abbaut
-> Baumwolle, Flachs, Hanf, Jute etc.
Warum muss ein Tunnel wasserdicht kontruiert werden?
->
Zur Absicherung des Tunnels muss das Eindringen von Wasser in den Beton verhindert werden, damit die Eisen-Armierung der Stützen nicht korrodiert
Das anstehende Wasser muss kontrolliert abgeleitet werden, um Vereisungen und Tropfsteine zu verhindern
Bergwasser ist oft Sulfat-haltig, d.h., sauer
Zur Tunnelabdichtung werden häufig Vliesstoffe und Folien gemeinsam verarbeitet (Vliesstoffe werden miteinander verschweißt)
Der Vliesstoff schützt die Folie während der Bauphase und des späteren Gebrauchs
Material der Folien: (PVC); HDPE;LDPE; Ethylen-Copolymer-Bitumen und im Tagebau Bitumen
Welche Schweiß-Methoden gibt es?
Thermisch
Ultraschall
Hochfrequenz
Warum liegt ein Vliesstoff hinter der Folie?
-> Vliesstoff schützt die Folie während der Bauphase & des späteren Gebrauchs vor den spitzen Steinen
Warum müssen Tunnel so geschützt werden und wie werden die Geotextilien im Tunnelbau aufgebaut?
Die Tunnelabdichtung muss:
selbstverlöschend sein (Vliesstoff & Folie um Katastrophen im Falle eines Brandes zu verhindern)
sich den Unebenheiten des Spritzbetons anpassen
beim Betonieren das Volumen halten und dicht bleiben; es kommt durch Pumpbeton zu Druckkräften von 200 kN/m2
Setzrisse überbrücken
verrottungsfest und alterungsbeständig sein
schweißbar sein
sie ist in Kontakt zu Beton und dem chemisch aggressiven Bergwasser
sie darf nicht durch ausfallenden Kalk versintern. Die Löslichkeit von Kalk nimmt ab, wenn
sich die Temperatur erhöht
das Bergwasser unter Druck war und sich entspannt
die Fließgeschwindigkeit des Wassers stark abnimmt
das Bergwasser beim Entspannen mit Luft in Kontakt kommt
Warum baut man die Tunnel überirdisch?
Zum Schutz vor herabfallendem Gestein
Was ist Betonit?
Als Bentonit bezeichnet man tonhaltiges Gestein, das durch die Verwitterung vulkanischer Aschen vor etwa 12 - 14 Millionen Jahren entstanden ist.
Anwendungs-Beispiel: Mineralische Dichtungsmatten aus Bentonit gefüllten Vliesstoffen
Deponiebau:
Beschreiben Sie die Deponie & die Aufgaben der einzelnen Geotextilien!
Eine Deponie ist ohne Geotextilien oder – Kunststoffe nicht mehr denkbar
Im Deponiebau erfüllen Geokunststoffe die Aufgaben Schützen, Filtern, Trennen
Nach unten muss eine Deponie gegen das Grundwasser abgedichtet werden (Trennmembran)
Niederschlags- und Sickerwasser müssen durch eine Drainageschicht abgeführt werden können
Häufig wird noch ein Zwischenboden eingebaut
Den Abschluss bildet die Deponieabdichtung
Beschreiben Sie die Deponie & die verwendeten Geotextilien!
Audioaufnahme 14:45min
geschlossenes System bis auf die Öffnungen mit Zulauf & Ablauf
-> es gelangt kein kontaminiertes Wasser ins Grundwasser (ergänzen mit Audio)
Mikrobiologisch Bodensanierung - Warum muss man Fluhäfen & Autobahnen gesondert reinigen?
-> Straße: Neben jeder Autobahn ist ein offenliegender Kanal, damit bei starkem Regen der Reifenabrieb sich darin sammelt und abgeführt & getrennt aufbereitet wird
-> Flughafen: Für Reifenabrieb, Kerosin & chemischer Enteiser gibt es Wassersammler neben dem Rollfeld, aus denen das Wasser ebenfalls getrennt aufbereitet wird bevor es wieder dem Wasserkreislauf zugeführt wird
Beispiel: Wie viel liter Öl verunreinigen 1 Million liter Grundwasser?
1 liter Öl verunreinigt 1 Million liter Grundwasser?
Küstenschutz - Was zeigt dieser Versuch?
Schutz vor Erosion -> Sylt wird immer kleiner, da die Wellen das Land abtragen
-> Versuch zeigt, dass wenn die Wellen das Land nicht abtragen können, dann bleibt mehr Ufer erhalten
-> Geotextilien werden anstelle von Steinen eingesetzt (Säcke mit Sand)
Dadurch werden Transportkosten und CO2 eingespart und der Aufwand ist wesentlich geringer (Sand ist vor Ort) -> Sandsäcke = “textile Steine”
-> Die hohe Masse der Sandsäcke fängt die Energie der Wellen ab und die Erosion des Ufers wird verhindert oder stark vermindert
Die Geotextilien sind…
… leichter & können vor ort benutzt werden
-> Steine und Sandsäcke erfüllen gleichen Zweck
Aufgabe dieses Geotextils -> Lage 5 ?
-> Die Lage sorgt für die Trennung, ansonsten würden die großen Steine die kleinen Steine in de Sand rein drücken & weiter verdichten
-> Dadurch würde die gesamte Steinschüttung auf Dauer nicht stabil sein
Geotextilien im Gewässerschutz - Was sind Fließgewässer, Staugewässer und Deichschutz?
Fließgewässer sind Flüsse und Bäche
Staugewässer sind Kanäle, Wehre, Stauseen
Deichschutz ist notwendig bei Kanälen, Flüssen oder im Küstenschutz
Was ist Kolk?
-> Abtragen des Bodens hinter einem Pfeilers (z.B. Brückenpfeiler im Wasser)
-> Hinter dem Pfeiler entstehen Strudel -> turbulente Strömungen entstehen & diese tragen das Bodenmaterial hinter dem Pfeiler ab.
Kolkschutz: Bei künstlichen Bauwerken, wie Brückenpfeilern und Sohlschwellen (ähnlich einem Wehr), ist die Gefahr einer Kolkbildung (Ausspülungen) wegen der turbulenten Strömung besonders groß.
Was sind Filter, Drainprodukte?
Zur Erhöhung der Standsicherheit und zur Reduzierung der Sickerlinie im Lastfall Hochwasser werden Auflastfilter auf der luftseitigen Böschung eines Deiches angeordnet. Hierdurch wird das den Deichkörper durchströmende Wasser im luftseitigen Filterbereich gefasst. Somit wird der Porenwasserdruck entspannt und ein Porenwasserüberdruck verhindert, was letztendlich die Dammstabilität sichert.
Was ist Erosionsschutz?
In steilen Böschungsbereichen entstehen bei Starkregen häufig Erosionsrinnen oder der frisch eingebrachte Grassamen wird weggewaschen.
Wie erreichen Sie Wurzelschutz?
in Böschungen oder auf Flachdächern
Wurzelschutz erreicht man, indem man eine Lage Kupfer einbringt
-> entweder Kupfer aufgedampft auf den Vliesstoff (teuer) oder
-> sobald die Wurzeln das Kupfer berühren, wachsen sie nicht weiter
Landgewinnung: Was ist abgebildet?
-> Erdreich wird in die Säcke gefüllt (können auch zusätzlich mit Samen bestückt werden)
-> Mit dem in den Säcken gefüllten Uferschlamm können richtig feste Ufer erzeugt werden
-> die einzelnen Kammern sind mit Granulat aus Nährstoffen, Samen & Humuserde befüllt
-> man kann damit Landschaftsbau betreiben
Das bestechend Einfache ist, dass hier mittels „Säcken“ der vor Ort vorhandene Sand für „verformbare“ Steine genutzt wird. Die Masse dieser „Steine“ kann ich genauso nutzen wie die Masse massiver Steine um z.B. die Wellen zu brechen, oder Unterspülungen zu verhindern ohne Steine transportieren zu müssen.
Geotextilien im Böschungsbau -
Wie werden die Lagen angeordnet, siehe Abb.?
Anlegung von unten nach oben:
- untere Textil-Lage (1) mit Erde (a) belegen
- am Hang die Textillage (1) umklappen und auf die Erdschicht (a) legen
- neue Lage Textil (2) mit Erde (b) belegen – d.h. die neue Lage Erde (b) befestigt durch ihr Gewicht die umgeklappte Textillage (1)
-> usw.
-> man nutzt die senkrecht wirkende Erdanziehungskraft und die Masse der Erdschichten selbst um steile, sichere Hänge zu konstruieren.
-> Additive als Hydrolyse- oder UV-Schutz, damit die Textilien möglicht lange halten
TEXTILES BAUEN:
Definiton - textiles Bauen:
Textile Bauten sind Strukturen bzw. Bauwerke, die mit einer abdeckenden oder raumabschließenden Haut aus textilen, beschichteten Geweben - der Membrane- bespannt sind. Um eine ausreichende Stabilität gegen Wind und Wetter zu erreichen, sind die Membranen pneumatisch oder mechanisch vorgespannt.
Es handelt sich um ortsfeste oder temporäre Dauerbauten, wie zum Beispiel Schwimmbad- oder Sporthallenüberdachungen, Stadiondächer oder wandelbare Überdachungen.
Wie lange halten textile Bauten?
Bauten halten >10 Jahre <20 Jahre
-> genauer: Gebrauchszeiträume für textile Bauwerke sind üblicherweise 20-50 Jahre. Dies gilt nicht für den Freizeitsektor, in dem man von 5-7 Jahren als Nutzungsdauer spricht.
Warum sollte man textil Bauen?
witterungs- und jahreszeitunabhängiges Bauen
leicht, farbig und von der Formgestaltung her ausgefallen sein, um eine Erlebnisarchitektur darzustellen
innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes von wenigen Wochen oder sogar Tagen realisierbar
umweltverträglich und nachhaltig (Ressourcen schonend)
Keine andere Form der Architektur schafft mit so minimalem Einsatz an Werkstoffen und Energie so maximale Funktionen, so maximale Spannweiten
Textile Membranen lassen Licht durch
Nennen Sie Vor- & Nachteile textiler Konstruktionen!
Vorteile:
Mobilität
Lichtdurchlässigkeit
Farbgestaltung
Formgebung
Große Spannweiten
Preis
Nachteile:
Wärmeisolierung (können nicht mit einem Steinhaus mithalten)
Schallisolierung (wird immer besser; schallabsorbierende Textilien auf der Unterseite)
Brandschutz
Konfektionierung nicht einfach (aber machbar)
gut berechnete, stabile Himmelshaken
Unterschied: Zeltbau & Membranstrukturen
Anwendungen Zeltbau: Tanz- & Bierzelte, VIP-Zelte, temporäre Lagerhallen, Zirkuszelte
Anwendungen Membranstrukturen: Stadiondächer, Sporthallen- & Schwimmbadüberdachungen, Ausstellungshallen, Gangüberdachungen, wandelbare Überdachungen
Abgrenzung der Membranstruktur vom Zeltbau:
-> Die wichtigsten textilen Produkte für textile Bauwerke sind Membranen.
-> Aus diesen Membranen (Kombinationen aus textilen Flächen und einer Beschichtung) werden Membran-Konstruktionen hergestellt.
-> Membran-Konstruktionen sind dauerhaft auf Zug vorgespannte Flächentragwerke, weitspannend, von geringem Eigengewicht, formweich und mit niedriger Eigenfrequenz
Nennen Sie Beispiele für Zeltbau & Membranstrukturen!
1967 Pavillon der Bundesrepublik auf der Weltausstellung in Montreal
Tragender Bestandteil war hier ein Netz aus Stahlseilen; An diesem Netz befestigt hing eine dünne, nur leicht gespannte Haut aus hochfestem, PVC-beschichteten Polyestergewebe, die der Form des Netzes somit exakt folgte
-> PVC Nachteil:
Weichmacher verdampfen; Langlebigkeit nicht so gut
daher von Silikon abgelöst
Freizeitzentrum „Moby Dick“ in Rülzheim
Das Freizeitzentrum „Moby Dick“ besteht aus Schwimmbad, Saunen, Kegelbahnen und Restaurants.
Die Dachfläche besteht aus Schall-Absorbern (PES-Abstandsgewebe) und Luftkissenkollektoren (PES-Gewebe, mit integrierter PTFE-Folie)
Freizeithalle in Hamburg für das Musical „Buddy Holly“
Gottlieb Daimler Stadion/Stuttgart
Historischer Überblick - Alt & Neu gegenübergestellt:
-> früher aus Leder, heute aus Membranen (nur die Materialien haben sich verändert)
-> aus Holz bzw. Bambus wurden Stahlkonstruktionen (Stützgestelle werden benötigt, da Fasern nur auf Zug belastbar sind)
-> Stützgestell / Gerüst benötigt
-> Mit der Entwicklung der Synthesefasern und moderner Beschichtungspolymere hat das textile Bauen eine Wandlung und Ergänzung vom Zweckbau zur Erlebnisarchitektur erfahren.
Brauchen textile Bauten eine Baugenehmigung?
Ja, sie sind einem normalen Baugenehmigungsverfahren unterworfen.
-> für ortsfeste oder temporäre Dauerbauten
Was ist die Eigenfrequenz oder sog. Resonanzfrequenz?
-> Eigenfrequenz = Resonanzfrequenz
-> Jeder Körper hat eine sog. Eigenfrequenz, wird ein Körper mit seiner Resonanzfrequenz fortwährend zu Schwingungen angeregt, können sich die Schwingungen so aufschaukeln, dass der Körper sich selbst zerstört (Bsp.: Brücke in Amerika)
-> Das kann selbst in der Architektur passieren. Berühmtestes Beispiel ist wohl die Tacoma-Brücke, die vom Wind in ihrer Eigenfrequenz zu Schwingungen angeregt wurde, bis sie zerbrach.
Was ist der unterschied einer klassischen Membran & der die wir in der textilen Architektur benutzen?
In der textilen Architektur ist die Membran ein Komposit aus Träger und der eigentlichen Beschichtung. Die Kombination aus Träger und Beschichtung nennt man in der textilen Architektur “Membran”
Welche Membranen gibt es in der textilen Architektur?
-> PVC beschichtete Polyestergewebe (Nachteil: Weichmacher verdampfen, Dauerhaftigkeit von PVC-Beschichtungen nicht so gut wie Silikon)
-> PTFE beschichtete oder laminierte Glasgewebe (mittlerweile auch HTPFE)
-> Silikonbeschichtete Glasgewebe (haben PVC-Beschichtungen abgelöst)
-> Edelstahlgewebe
Was wird auf dieser Abbildung dargestellt?
-> es geht um die Berechnung/Simulation von den einzelnen Zugkräften, die da wirken können
-> Zugkräfte sind höher, weil mit Wind gerechnet wird
Moby Dick - Freizeitzentrum:
keine Stützkonstruktion
arbeitet mit Luftdruck
Doppelwandiges Textil mit Luftdruck
Textil mit Druck belastet
es kann mit Luftkammern gearbeitet werden (zweilagige Textilien zur Eigenlast gebracht) -> Zugbelastung für Textil
Buddy Holly - Hamburg:
Stützkonstruktion von außen, an der die Membranen hängen
Textilien nur mit Zug belastet
Daimler:
Stützkonstruktion von innen und außen
dem Rad eines Fahrrads nachempfunden
ovale Fahrradspeiche
Die Membranfläche besteht aus PVC-beschichtetem PES-Gewebe.
Die Paneelen wurden mit Ultraschall verschweißt
Wasserspeicher: Was hat man da gemacht?
Vliesstoff beschichtetes Textil, wobei die Textilbahnen miteinander verschweißt wurden
dienen als Trinkwasserspeicher (Regenwasser wird gespeichert)
nur zugbelastet, dadurch, dass sie in dem Vulkankegel hängen
PVC beschichtetes, hochfestes Gewebe aus PET
Was bietet / was ist eine wandelbare Überdachungen?
• sie bieten eine Open-Air Atmosphäre und schützen vor Regen und Wind
• sie lassen den Himmel als raumabschließendes Element, ermöglichen naturgegebene Bodenformen, belassen Baumbestand als Kulisse und greifen nur gering in historische Bausubstanz ein
• schnelle Installation; oft sind keine befestigten Straßen für schwere Baumaschinen vorhanden; Montage vom Helikopter aus
• Materialien: •PVC-beschichtetes PET-Hochfest-Gewebe/ •Acrylatlack als Topcoat/schwerentflammbar
Textiles Bauen - Besondere Anforderungen:
• mögliche Schädigung der Beschichtung und der tragenden Garne durch zu kleine Krümmungsradien der Falten -> Glasträger nicht möglich, hält den häufigen Bewegungen nicht stand
• Schädigung der Membrane infolge nicht abgetrockneter Feuchte im gefalteten Zustand (-> Hydrolyse)
• Abrasive Beanspruchung der Beschichtung während des Schließens oder Öffnens
• Entwicklung hoher Temperaturen im gefalteten Membranpaket bei Sonneneinstrahlung
• hohe Lasten durch Bildung von „Wassersäcken“
Beispiele - wandelbare Überdachungen:
Rathaus, Wien, Innenhof
-> Bei diesem Beispiel handelt es sich um eine parallel verschiebbare Faltstruktur aus PVC-beschichtetem Polyestergewebe
Freilichtbühne Tecklenburg
-> mit Luft befüllte Membranflächen
Moschee von Medina
-> Innenhöfe mit Sonnenschirmen aus PTFE
Mobiles Lazarett der FESTO AG
-> mit pneumatischen „Muskeln“ vorgespanntes Gebäude
Pneumatischer Muskel:
-> Gebäude soll sich selber entfalten durch den pneumatischen Muskel
-> funktioniert bei unebenen Böden nicht
Brückenbau:
verschiedene faserverstärkte Betonarten
Beton haftet an Carbonfaser
Faser wurde entsprechend hergestellt damit Carbon besser binden kann
gute Haftung benötigt
Faserverstärkung im Beton entspricht einer reinen Zugbelastung; Beton gibt die Druckbelastung her
-> Zweck: Druck verteilen
Produkteigenschaften - Flexible Lagerbehälter:
• Schnelle und einfache Installation
• Keine Baugenehmigung notwendig
• Lange Lebensdauer
• Geringe Investitionskosten
• Leicht, faltbar, mobil
• Fertigung nach Maß
• Fassungsvermögen bis 150.000
Einsatzbereiche - Flexible Lagerbehälter:
Trink- und Regenwasserspeicherung
Lagerung von Abwässern und Flüssigdüngern im Agrarbereich
Lagerung von Löschwasser oder Emulsionen für die Brandbekämpfung
Lagerung von Bohrwasser, Mineralölen, Diesel, aggressiven Chemikalien im Baubereich
Flexible Silos:
mehrfache Nutzung durch Pfandsystem (kein Einweg Produkt)
platzsparend & zusammenfaltbar
umweltfreundlich (durch Mehrweg-Nutzung & geringere Transport- & Energiekosten)
Wie macht man ein schallabsorbierendes Textil?
-> man benötigt eine bestimmte Luftdurchlässigkeit bzw. einen bestimmten Luftdurchlässigkeitswiderstand
-> funktioniert nur wenn der Schall durch das schallabsorbierende Textil hindurchgeht, auf der schallhharten Wand dahinter reflektiert wird und dadurch zurückgeworfen wird & anschließend nochmal durch das schallabsorbierende Textil geworfen wird
Hauptaufgabe: Schallabsorption bspw. in Großraumbüros
Anwendung: flexible Trennwände oder an der Decke
Unterschied von Schalldämpfung & Schalldämmung:
Schalldämmung:
-> für tiefe Frequenzen
Schalldämpfung:
-> hohe Frequenzen
-> Textiler können nur für Schalldämpfung sorgen
-> mobile Anwendung (meist dekorativ)
-> wirken ab 1500 Hz aufwärts
Welches Material für Vorhang?
“Labor im See”
-> Um Gewässer untersuchen zu können, trennt man einen kleinen Teil des Gewässers mit textilen Schürzen ab, die bis zum Seegrund reichen. In solch einem schwimmenden Labor kann man jetzt Schadstoffe, deren Quellen und alternative Therapien erarbeiten.
Vorhang muss größere Dichte als Wasser haben (> 1g/cm3), damit der Vorhang nicht schwimmt
PAPIERMASCHINENBESPANNUNGEN
Geschichte der Papierherstellung:
-> am gesamten Prozess hat sich seit Jahren nichts verändert außer die Ingenieurskunst
-> man hat gelernt, den Prozess immer schneller zu machen
Was ist die Rohstoffbasis von Papier?
Holz bzw. Zellstoff
Lumpen und Hadern (Flachs-, Hanf-, Baumwoll-Fasern)
Altpapier
Prozessstufen der Papierherstellung:
Aufbringen einer Wasser/Faser Dispersion auf ein Nasssieb
Absaugen des Wassers
Abpressen und Verdichten
Trocknen, eventuell mit Leimpresse
Kalandrieren
Aufbringen einer Wasser-Faser-Dispersion auf ein Nasssieb:
-> Faserdispersion hat einen Fasergehalt von 0,4-0,5%
-> 0,5% Füllstoffe können dazu kommen
Rechnung Dispersion herstellen:
50kg Faser, wie viel Wasser brauchen Sie?
0,4 % Faser
Stoffauflauf:
-> etwa 20% Feststoffgehalt
-> in der Siebpartie findet die eigentlich Blattbildung statt
-> Der Stoffauflauf der Papiermaschine verteilt den hochverdünnten Papierbrei gleichmäßig über die gesamte Siebbreite.
100.000 Liter Faser-Wasser-Gemisch mit nur 500 kg Faseranteil schießen innerhalb einer Minute mit einer Geschwindigkeit von 90 - 120 km/h durch genau 1.254 wabenförmige Öffnungen.
Auf diese Weise wird eine bestmögliche Faserorientierung erzielt.
Nasssiebpartie:
-> Nach dem Stoffauflauf beginnt bereits der Entwässerungsprozess. Dies geschieht im Duoformer, zwei feinmaschigen Kunststoffsieben.
Daraus resultiert ein symmetrischer Blattaufbau und eine Gleichseitigkeit der Oberflächen.
Schon eine Sekunde nach Auftreffen des Stoffstrahls auf das Doppelsieb verlässt das Papier die Siebpartie mit einem Trockengehalt von rund 18 Prozent.
-> In der Nasssieb- oder auch Formationspartie erfolgt die Blattbildung. Durch Saugkästen wird das freie Wasser abgesaugt und die Fasermatte wird so stark verdichtet, dass die Fasern untereinander in Kontakt kommen.
-> Die Faseranordnung ist eher eine lose Schüttung als ein strukturiertes Vlies. Dies führt dazu, dass die Papierbahn die Neigung zeigt, einerseits die Oberflächenstruktur der Transportbänder anzunehmen (Markierung) und andererseits Glättedifferenzen zwischen Ober- und Unterseite zuzulassen (Zwei-Seitigkeit).
Wie kann ich ein Wasserzeichen machen?
-> Indem man bei dem Nasssieb dafür sorge, dass entsprechend dem Bild (Wasserzeichen) ein Dichteunterschied erzeugt wird
-> Der Dichteunterschied bildet sich dann ab
-> Dichte fürs Wasserzeichen kann höher oder niedriger sein
Dieser bildet sich ab
Welche Eigenschaften muss ein Nasssieb haben?
Nasssieb:
dehnungsarm & dimensionsstabil bei hoher Spannung
Beständig gegen Wasser, Säuren
Abrasionsbeständigkeit
keine Gewebemarkierungen
Gleichmäßige Wasserdurchlässigkeit
Geringer Energieverbrauch (Rohrsauger-Vakuum und Antrieb)
Wenig Zwei-Seitigkeit
Nasssiebe - flachgewebt & rundgewebt:
Flachgewebt
Bei flachgewebten Produkten muss nach dem Webprozess eine mechanische Naht angebracht werden.
-> kann man nur herstellen wenn die Maschine kantilevert ist
Rundgewebt
Bei rundgewebten Produkten müssen die Maschinen des Herstellers und die jeweilige Position in der Papiermaschine kantilevert sein, dass heißt, die Maschinen muss man seitlich öffnen können.
Was ist Zweiseitigkeit?
Nicht A und B Seite, sondern links und rechts gemeint
Was ist kantilevert?
-> Bedeutet, dass die Maschinen seitlich zu öffnen ist
-> damit man dieses Gewebe seitlich darüberschieben kann, da es kein Anfang & kein Ende gibt
Was sind Hilfsstoffe & welche gibt es?
Als Hilfsstoffe werden u.a. Füllstoffe, Farbstoffe und Leim bezeichnet. Andere Hilfsstoffe, wie z.B. Kunstharze, werden dann eingesetzt, wenn von den Papieren besondere Eigenschaften verlangt werden.
-> Titandioxid, Calziumcarbonat, Talkum, andere Kalk-Carbonate
Wie bekommt man den Filz auf den Träger ohne den Träger zu verletzen?
-> Nadeln einsetzen, die den/die Widerhaken nur auf einer Seite haben
-> Nadel muss dünner sein als der Schussabstand
-> immer mit dem Laufrichtungsschatten
Nr. 3, dritte Reihe rechts:
-> am wenigsten Verletzung des Textils
Anforderungen an Pressfilze:
Kompressibilität und Wiedererholung (=> Presszyklen < 1 sek.)
Geringe Verschmutzungsneigung (=> Harze, Füllstoffe, Altpapier, Stoffbatzen, geschlossener Wasserkreislauf)
Abrasionsbeständigkeit (=> Saugerbeläge, HD-Spritzrohre)
Temperaturbeständigkeit
Prüfmethoden zur Qualitätssicherung
Luftdurchlässigkeit
Wasserdurchlässigkeit (senkrecht und waagerecht)
Porenvolumen (bei verschiedenen Press-Drücken)
Pressfilze: Was sind Markierungen?
= Faser-, Nadelstraßen- oder Grundgewebemarkierungen (mechanische Markierungen, schlechte Abdeckung von Sieb- oder Lochwalzen führt zu Schattenmarkierungen (ähnlich Wasserzeichen ist das eine Entwässerungsmarkierung).
Was versteht man unter einer schwimmenden Walze? / Was versteht man unter Nip-Kontrolle?
Kalandarwalze, die von innen mit Öldruck betriebenen Kolben verändern können
Ziel: gleiche Dicke über die gesamte Breite
Welche anderen Polymere würden Sie empfehlen um die Haltbarkeit der verschiedenen Papiermaschinentextilien zu verlängern?
-> PEEK, PPS, PEN
hohe Zugfestigkeit,
hohe Hydrolysebeständigkeit
hohe Temperaturbeständigkeit
PTFE kriecht -> nicht zugfest -> nicht geeignet
Nennen Sie 5 Beurteilungskriterien für Trockensiebe!
Wärmeübergang
Kontaktfläche
Luftmitnahme
Markierfreiheit
Mechanische und thermische Stabilität
Höchstzugkraft und HZK/Dehnung
Reinigungsverhalten
Bahnflattern
Hydrolyse-Beständigkeit
Abrasions-Beständigkeit
Nennen Sie folgende SI-Einheiten:
Auch umrechnen können:
Wie berechne ich die Oberfläche von einem Filament?
Mikropartikel im Ozean:
A.: Zeitungs-Artikel (hypothetisch): Katastrophe maximale ! In 1km3 Ozean-Wasser wurden eine Million Mikropartikel gefunden ! Kritische Textilerin rechnet nach:
1km3 = 1.000m x 1.000m x 1.000m = 1.000.000.000 m3 1m3 = 10dm x 10dm x 10dm = 1.000 dm3 (Anmerkung: 1 dm3 = 1L)
d.h. der km3 im Ozean entspricht 1.000.000.000.000 Liter, Worin 1.000.000. Partikel gefunden wurden,
d.h. pro 1.000.000 Liter wurde 1 Partikel gefunden.
Ist das bitte eine maximale Katastrophe ?, (oder hat sich der Autor in den Einheiten geirrt ?)
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