Baustoffe und Verfahrenstechnik
- Materialuntersuchungen
Ermittlung von Porositätskennwerten keramischer Produkte
- Baustoffverarbeitung
Verbesserung von wenig tragfähigem Baugrund durch polymergebundene Schottersäulen
- Produktinnovationen
Ziegel mit Schaumbeton für gute Wärmedämmung, guten Schallschutz und gesundes Raumklima
- Granulat-Herstellung
Mit dem Drehrohrofen können verschiedene Granulate hergestellt und untersucht werden
- Baustoffentwicklung
Herstellung und Prüfung von Lehmakustikplatten
Material, Prozesse und Maschine
Betone und Mörtel
Polymerbeton
Herkömmlicher Zementbeton ist in chemisch aggressiver Umgebung oft nicht beständig. Im Ergebnis entstehen hohe wirtschaftliche Schäden durch Bauteilversagen. Bei der Herstellung von Polymerbetonen werden Bindemittel auf Basis von Polymeren verwendet. Der erhaltene Beton ist flüssigkeitsdicht, chemisch hoch beständig und mechanisch stark belastbar. Zusammen mit Partnern aus der Wirtschaft entwickelt das IAB neuartige Polymerbeton-Rezepturen und -Produkte für anspruchsvolle Anwendungen.
Keramische Roh- und Werkstoffe
Lehmbaustoffe
Lehm erfüllt alle Anforderungen an ein modernes, ökologisches bzw. baubiologisches Bindemittel. Bei der Herstellung von Lehmbaustoffen wird nahezu wenig Energie aufgewendet und fast kein CO2 emittiert. Lehm-Bauprodukte finden nicht nur Einsatz im Wohnungsbau, sondern immer häufiger Anwendung im Aus- und Umbau von großflächigen Gewerberäumen und öffentlichen Gebäudekomplexen. Öffentliche Träger entscheiden sich immer häufiger bei Sanierungsmaßnahmen von Schulen und Kindergärten für diesen Baustoff, um seine herausragenden bauklimatischen Eigenschaften zu nutzen. Forschungsarbeiten am IAB beschäftigen sich mit Produktentwicklungen rund um den Baustoff Lehm. So steht neben Lehmbauplatten und Finish-Produkten für Wandoberflächenabschlüsse die Vorfertigung von Lehmwänden im Mittelpunkt der Untersuchungen.
Nachwachsende Rohstoffe
- Messverfahren
Strömungsmessung in einer den Algenaufwuchs reduzierenden Rohrgeometrie
- Pneumatik
Kombination von pneumatischer Mess- und Regeltechnik am Beispiel eines Filterprüfstandes
- Mikroskopie
Aufnahme eines Tonminerals mittels Rasterelektronenmikroskops
Die Technik des Verfahrens entscheidet
Stoffanalytik
Für alle aufgeführten Stoffsysteme bietet das IAB modernste Methoden der Stoffanalytik und standardisierte Baustoffprüfungen an. Parallel dazu werden mittels Maschinenvermessung die Abläufe bestehender Verfahrensschritte analysiert und überprüft.
Grundoperationen der mechanischen und thermischen Verfahrenstechnik
Die im IAB untersuchten Verfahren und Prozesse lassen sich als eine Auswahl klassischer Grundoperationen der mechanischen und thermischen Verfahrenstechnik zusammenfassen:
• Abbauen und Lagern
• Transportieren und Dosieren
• Brechen und Mahlen
• Mischen und Trennen
• Brennen und Kalzinieren
• Agglomerieren und Formen
• Aufbereiten und Recyceln
Ausrüstung
Da fast alle stoffverarbeitenden Prozesse am IAB thematisiert werden können, ließe sich die Liste deutlich erweitern. Weiterhin bestimmen diese Prozesse auch die genutzte Ausrüstung, die eine Vielzahl an Geräten, Anlagen und steuerungstechnischen Komponenten umfasst.
Verarbeitungsmaschinen
Dabei stehen Verarbeitungsmaschinen für granulare und pastöse Werkstoffe im Fokus. Im Praxiseinsatz müssen verwendete Brecher, Mischer oder Verdichtungsanlagen vermehrt hochkomplexe Stoffsysteme verarbeiten. Das Forschungsspektrum erstreckt sich dabei von Fluiden über Suspensionen, Schäume und granulare Medien bis hin zu komplexen mehrphasigen Systemen, die Eigenschaften mehrerer Einzelphasen in sich vereinen.
- Qualitätssicherungssysteme
Einrichtung zur automatisierten Qualitätsüberwachung der Lage der Spannbewehrung und Maßhaltigkeit an Bahnschwellen als 100-Prozent-Prüfung
- Numerische Simulation
Simulation einer Wirbelschicht
- Optische Messmethoden
Filterkerze im Blasentest
- Leitungsfähige Hardware
Rechencluster des Rechenzentrums für die Lösung komplexer Simulationsmodelle
Kontrollgenauigkeit nach Zielstellung
Qualitätssicherungssysteme
Die Entwicklung hochwertiger Qualitätsicherungssysteme stellt ein wichtiges Wirkungsfeld des IAB Weimars dar. Im Zentrum steht dabei die Entwicklung von Mess- und Analysesystemen zur Quantifizierung des Stoffverhaltens. Auf deren Grundlage gewonnene Daten werden anschließend in der Steuerung bzw. Regelung eingesetzt und tragen somit zu einer Qualitätssteigerung in der Produktion bei.
Optische Messmethoden
Besonderes Augenmerk liegt auf den optischen Messmethoden in der Prozessüberwachung. Hier ist der große Anwendungsbereich der Bildverarbeitungssysteme zu nennen, die sich gut in der Qualitätskontrolle einsetzen lassen, da sie wichtige Merkmale wie Textur und Farbstabilität visuell erfassen. Erweitert wird dieser Messansatz durch faseroptische Verfahren, die hochauflösende Temperatur- und Dehnungsmessungen entlang des gesamten Lichtleiters ermöglichen.
Konstruktion
Erfüllt die existierende Ausrüstung das vorgegebene Anforderungsprofil nicht, werden die benötigten Geräte neu entwickelt. Dazu wird das für die jeweilige Grundoperation am besten geeignete Verfahren ausgewählt und unter verfahrenstechnischen Aspekten dimensioniert. Es folgen Konzeption und Entwurf der Maschinen sowie deren eigentliche Konstruktion, die mit der Erprobung unterschiedlicher Ausführungsvarianten einhergeht.
Optimierung
Parallel zur klassischen Entwicklungsarbeit kommen verschiedene numerische Methoden zur Optimierung bestehender und in Entwicklung befindlicher Ausrüstungen zum Einsatz. Auf Basis der analysierten Stoffeigenschaften und jeweiligen Maschinengeometrie werden numerische Modelle des Gesamtsystems abgeleitet, die sowohl das zu verarbeitende Stoffsystem als auch die Maschinendynamik des Gerätes abbilden.
Numerische Simulation
Im Anschluss an eine sichere Modellvalidierung werden mit Hilfe der numerischen Simulation Variantenrechnungen durchgeführt, die einerseits die Voraussetzung für die Weiterentwicklung der jeweiligen Komponenten schaffen und andererseits das Prozessverständnis signifikant erhöhen.