Erweiterte Untersuchungen zum Nachweis der Schutzwirksamkeit von Schutzschichten für Kunststoffdichtungen im Tunnelbau

Tunnel, die in Spritzbetonweise hergestellt werden, können zum Beispiel von Kunststoffdichtungsbahnen gegen eindringendes Wasser abgedichtet werden. Die Kunststoffdichtungsbahn und deren geotextile Schutzschicht werden während der Tunnelbauphase und der Betriebsphase durch Einzellasten und Flächendruck beansprucht. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurden solche Beanspruchungen in verschiedenen Versuchsreihen simuliert. Dazu wurden am Institut für Baustoffkunde der Universität Hannover Indexversuche mit Einzellasten (Durchdrück- und Zeitstandversuche) und bei der STUVA, Köln anwendungstechnische Versuche mit Flächendruckbeanspruchung sowie Berstdruckversuche durchgeführt. Die wichtigsten Versuchsergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: - Auf eine geotextile Schutzschicht darf keinesfalls verzichtet werden, da sonst die Kunststoffdichtungsbahn zu starke Eindrückungen erhält oder sogar perforiert wird; - Der Feuchtigkeitsgehalt einer geotextilen Schutzschicht aus Endlosfaservliesstoff hat keinen wesentlichen Einfluss auf die Tiefe der Eindrückungen in die Kunststoffdichtungsbahn; - Für die geotextile Schutzschicht sollte eine Mindestgeotextilmasse mit einem Mittelwert minus Standardabweichungen von 900 und größer als 1.200 g/m2 gewählt werden; - Dränmatten bieten einen gewissen Schutz, sollten jedoch mit einem luftseitigen Schutzvlies (Robustheitsgrad 4) versehen werden; - Beschädigungen der Kunststoffdichtungsbahn durch Vorbelastungen im Flächendruckversuch haben im Kurzzeit-Berstdruckversuch nur einen geringen Einfluss auf das mehrachsige Dehnungsverhalten. Die neuen Forschungsergebnisse sollten bei der Neufassung der ZTV-ING Berücksichtigung finden. Es wird empfohlen, Zeitstanddruckversuche als "Indextests" und Flächendruckversuche im Brunnentopf als "Anwendungstechnische Versuche" in die Regelwerke aufzunehmen

Structural fire protection for tunnels built "open cut" " calculation method

In dem geltenden Regelwerk für Straßentunnel, der ZTV-ING, ist das derzeitige rechnerische Nachweisverfahren zum baulichen Brandschutz für Rechteckrahmenquerschnitte im Teil 5, Abschnitt 2 über ein vereinfachtes Nachweisverfahren mit Ansatz eines Temperaturgradienten von 50 K in Wand und Decke geregelt. Alternativ kann nach ZTV-ING ein "genauerer" rechnerischer Nachweis durchgeführt werden, der jedoch in der Praxis kaum angewendet wird, da hierzu bisher keine eindeutigen Regelungen zur Durchführung vorliegen. Es stellen sich insbesondere die Fragen, inwieweit über einen genaueren rechnerischen Nachweis Einsparpotenziale bei der Bewehrung gegenüber dem vereinfachten Nachweis vorliegen und welchen Einfluss eine verlängerte ZTV-ING-Kurve (55 Minuten Vollbrandphase statt 25 Minuten Vollbrandphase) auf die erforderlichen Bewehrungsgehalte hat. Im vorliegenden Forschungsvorhaben wurden die genaueren rechnerischen Nachweise für typische Rechteckrahmenquerschnitte von Straßentunneln (ein- und zweizellig) auf Grundlage des Eurocodes EN 1992-1-2 [4], "Allgemeines Rechenverfahren", durchgeführt. Aufgrund des deutlich unterschiedlichen Abplatzverhaltens von Beton ohne PP-Fasern und Beton mit PP-Fasern mit entsprechendem Einfluss auf das Tragverhalten im Brandfall wurden differenzierte Berechnungen durchgeführt. Die Annahmen für die Größe und den Zeitpunkt der Betonabplatzungen basieren auf den Auswertungen von Großbrandversuchen für Rechteckrahmen [10]. In zusätzlichen statischen Berechnungen wurde der Lastfall nach dem Brand mit Berücksichtigung der veränderten Baustoffeigenschaften durch die Brandeinwirkung nachgewiesen. Auf Grundlage der durchgeführten Berechnungen wurde ein Leitfaden mit Musterstatik für den genaueren rechnerischen Brandschutznachweis erstellt. Der Leitfaden mit Musterstatik soll bei der zukünftigen Dimensionierung von Rechteckkonstruktionen von Straßentunneln einen optimierten Brandschutznachweis mit einhergehenden Kostenoptimierungen gegenüber dem bisherigen vereinfachten Brandschutznachweis ermöglichen. Es hat sich gezeigt, dass der genaue rechnerische Nachweis des Brandfalls ein komplexes Berechnungsverfahren ist, das in der Praxis noch nicht erprobt ist. Auf Grundlage der Ergebnisse des genaueren rechnerischen Nachweisverfahrens wurde ein für die Praxis zweckmäßiges Berechnungsverfahren mit Vorgabe eines von der Bauteildicke abhängigen linearen Temperaturgradienten entwickelt. Voraussetzung für die Anwendung dieses Nachweisverfahrens sind vergleichbare Randbedingungen im Brandfall hinsichtlich Größe von Betonabplatzungen und Temperaturverteilungen im Bauteil, welche bei der Verwendung von Betonen mit PP-Fasern und entsprechenden Vorgaben an Rezeptur, Herstellung und Verarbeitung gesehen werden. Für eine Fortschreibung der ZTV-ING, Teil 5, Abschnitt 2, Nr. 10 "Baulicher Brandschutz" werden entsprechende Empfehlungen formuliert.In the ZTV-ING Part 5, Section 2 the current calculation method for structural fire protection for road tunnels (open cut method) is based on a simplified calculation method with the approach of a temperature gradient of 50 K. Under certain circumstances, an advanced calculation method has to be carried out. This method is not often used in practice, because there are no clear regulations on the procedure, yet. Particulary it raises the question, how far an advanced calculation method is useful for possible savings in reinforcement in contrast to the simplified method and what influence the extended ZTV-ING curve (55 minutes fully developed fire phase instead of 25 minutes) to the required reinforcement has. In this research project the advanced calculation method is performed on for regular road tunnel cross-sections based on the "Advanced calculation method" of the euro code EN 1992-1-2 [4]. Due to the significantly different spalling behavior of concrete with and without PP-fibers with a corresponding influence on the structural behavior during and after the fire differentiated calculations were performed. The assumptions for the size and timing of concrete spalling are based on the evaluation of fire test [10]. In additional static calculations the load bearing capacity of tunnels was analyzed considering the changes in properties of material through the effects of fire. A guideline for structural fire design was created. With the guideline a structural fire design for road tunnels (cut and cover method) with cost optimization should be possible. It turned out that the advanced calculation of the fire event is a complex calculation method which is also untested in practice. Based on the results of the advanced calculation method a simplified calculation method with a linear temperature gradient, dependent on the thickness of the lining was developed. The conditions for the application of this calculation method are comparable boundary conditions in a fire case concerning the size of the concrete spalling and temperature penetration in the lining, which can be seen in the use of concrete with fibers and corresponding requirements to composition and processing. An appropriate text has been formulated as an update to the ZTV-ING Part 5, Section 2, No. 10 "Structural Fire Protection"

Untersuchung der Schutzwirksamkeit von Geotextilien bei Tunnelabdichtungen aus Kunststoffdichtungsbahnen

Kunststoffdichtungsbahnen sind empfindlich gegenüber mechanischen Beanspruchungen. Zum Schutz vor Beschädigungen wird zwischen der Spritzbetonschale und Dichtungsbahn ein Geotextil eingebaut. Die derzeit gültigen Regelwerke enthalten keine Vorgaben zur Prüfung der Wirksamkeit von Schutzschichten. Daher wurden Versuchsserien durchgeführt, in denen Dichtungsbahnen und Geotextilien zur Simulation der Wirkungen von hervorstehenden Körnern im Spritzbeton mit einem pyramidenförmigen Stempel lokal auf Druck und in einem Teil der Versuche zusätzlich auf Zug beansprucht wurden. Zudem wurden Flächendruckversuche in einem Brunnentopf mit einer mit Zuschlagkörnern beklebten Abdichtungsrücklage ausgeführt. Die Untersuchungen ergaben: a) Bei allen gewählten Versuchsvarianten und Randbedingungen nahm die Schutzwirksamkeit mit zunehmender Geotextilmasse signifikant zu. Ungeschützte Kunststoffdichtungsbahnen wurden im Vergleich dazu unzulässig deformiert. b) Die Eigenschaften und die Dicken der Dichtungsbahnen erwiesen sich ebenfalls als wesentlich. So waren bei Druckversuchen mit gleicher Druckbelastung und Schutzschicht die Einkerbungen in die PVC-Bahn tiefer als die in die PE-Bahnen. c) Bei allen untersuchten Materialkombinationen blieben die Dichtungsbahnen trotz der extremen Last- und Verformungsbeanspruchungen dicht, wiesen aber zum Teil erhebliche punktuelle Einkerbungen durch Zuschlagkörner auf. d) Mit zunehmender Geotextilmasse wurden erwartungsgemäß geringere Einkerbungen in die Kunststoffdichtungsbahn gemessen. e) Die Einkerbungen in die Kunststoffdichtungsbahn waren bei einem Endlosfaservliesstoff geringer als bei einem Stapelfaservliesstoff. - Die Versuchsergebnisse zeigen, dass eine geeignete Schutzschicht zwingend notwendig ist, um unzulässige Beschädigungen der Kunststoffdichtungsbahnen zu vermeiden

Two-peaked increase of serum myosin heavy chain-α after triathlon suggests heart muscle cell death

Objective It has been suggested that the mechanism behind cardiac troponin elevation after strenuous exercise is passage through a cell membrane with changed permeability rather than myocardial cell death. We hypothesised that an increase of cardiac specific myosin heavy chain-alpha (MHC-α; 224 kDa compared with cardiac troponin T’s (cTnT) 37 kDa) could hardly be explained by passage through a cell membrane. Methods Blood samples were collected from 56 athletes (15 female, age 42.5±9.7, range 24–70 years) before, directly after and on days 1–8 after an Ironman. Biomarkers (C reactive protein (CRP), cTnT, creatinekinase (CK), MHC-α, myoglobin (MG), creatinine (C) and N-terminal prohormone of brain natriuretic peptide (NTproBNP) were measured. Results The course of MHC-α concentration (μg/L) was 1.33±0.53 (before), 2.57±0.78 (directly after), 1.51±0.53 (day 1), 2.74±0.55 (day 4) and 1.83±0.76 (day 6). Other biomarkers showed a one-peaked increase with maximal values either directly after the race or at day 1: cTnT 76 ±80 ng/L (12–440; reference<15), NT-proBNP 776±684 ng/L (92–4700; ref.<300), CK 68±55 μkat/L (5–280; ref.<1.9), MG 2088±2350 μg/L (130–17 000; ref.<72) and creatinine 100±20 μmol/L (74–161; ref.<100), CRP 49±23 mg/L(15–119; ref.<5). Conclusion MHC-α exhibited a two-peaked increase which could represent a first release from the cytosolic pool and later from cell necrosis. This is the first investigation of MHC-α plasma concentration afterexercise

From molecule to material: Mg₂Sn as hydrogenation catalyst

The liquid-phase hydrogenation of citral has been studied for the first time over an ionogenic Zintl phase, Mg2Sn. By using this unsupported alloy, citral conversion was 20% at 448 K and the product mixture was mainly comprised of geraniol, nerol, citronellal and citronellol. The product ratio of the formation of unsaturated allyl-type alcohols to the formation of citronellal + citronellol is similar to that obtained with the unsupported alloy Ru3Sn7 and a silica supported Ru–Sn catalyst. The results clearly indicate that the polar character of active sites is a prerequisite for the chemisorption of the polar C=O group and, thus, must be a key factor in controlling the selectivity of the hydrogenation of α,β-unsaturated aldehydes

Blood biomarkers in male and female participants after an Ironman-distance triathlon.

While overall physical activity is clearly associated with a better short-term and long-term health, prolonged strenuous physical activity may result in a rise in acute levels of blood-biomarkers used in clinical practice for diagnosis of various conditions or diseases. In this study, we explored the acute effects of a full Ironman-distance triathlon on biomarkers related to heart-, liver-, kidney- and skeletal muscle damage immediately post-race and after one week's rest. We also examined if sex, age, finishing time and body composition influenced the post-race values of the biomarkers.A sample of 30 subjects was recruited (50% women) to the study. The subjects were evaluated for body composition and blood samples were taken at three occasions, before the race (T1), immediately after (T2) and one week after the race (T3). Linear regression models were fitted to analyse the independent contribution of sex and finishing time controlled for weight, body fat percentage and age, on the biomarkers at the termination of the race (T2). Linear mixed models were fitted to examine if the biomarkers differed between the sexes over time (T1-T3).Being male was a significant predictor of higher post-race (T2) levels of myoglobin, CK, and creatinine levels and body weight was negatively associated with myoglobin. In general, the models were unable to explain the variation of the dependent variables. In the linear mixed models, an interaction between time (T1-T3) and sex was seen for myoglobin and creatinine, in which women had a less pronounced response to the race.Overall women appear to tolerate the effects of prolonged strenuous physical activity better than men as illustrated by their lower values of the biomarkers both post-race as well as during recovery

Mean and 95% confidence intervals of the biomarkers by sex from baseline (T1) to recovery (T3).

<p>The horizontal lines indicate clinical reference values. The p-values are from the linear mixed models.</p

The outcome of the linear regression models.

<p>The outcome of the linear regression models.</p

Descriptive data for the study sample and the biomarkers at baseline (T1).

<p>P-values are from independent samples t-test. Clinical reference (Ref) values are provided.</p

Characterization of the CCD and CMOS cameras for grating-based phase-contrast tomography

In this article we present the quantitative characterization of CCD and CMOS sensors which are used at the experiments for microtomography operated by HZG at PETRA III at DESY in Hamburg, Germany. A standard commercial CCD camera is compared to a camera based on a CMOS sensor. This CMOS camera is modified for grating-based differential phase-contrast tomography. The main goal of the project is to quantify and to optimize the statistical parameters of this camera system. These key performance parameters such as readout noise, conversion gain and full-well capacity are used to define an optimized measurement for grating-based phase-contrast. First results will be shown