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Uticaj antiseptika i antibiotika na formiranje bakterijskog biofilma na različito teksturisanim silikonskim implantatima za dojku / The influence of antiseptic and antibiotic irrigation on bacterial biofilm formation on silicon breast implantsMarinković Marija 12 June 2019 (has links)
<p>Najčešća komplikacija nakon ugradnje silikonskih implantata za dojku je kontraktura fibrozne kapsule (KK), koja se normalno stvara oko implantata u sklopu reakcije oko stranog tela. Najozbiljnija komplikacija nakon ugradnje silikonskih implantata za dojku je anaplastični krupnoćelijski limfom koji se javlja isključivo kod pacijentkinja koje imaju ugraĎene implantate (eng. Breast-implant associated anaplastic large cell lymphoma – BIA ALCL). Uzrok nastanka ovih komplikacija ostaje nepoznat. Ustanovljeno je da se KK manje javlja kod implantata koji imaju makroteksturisanu površinu i kod onih koji su presvučeni poliuretanskom penom. S druge strane, BIA-ALCL se češće dijagnostikuje kod pacijentkinja kojima su ugraĎeni upravo makroteksturisani implantati. Subklinička infekcija koja predstavlja odgovor organizma na postojanje biofilma na ugraĎenim implantatima, predstavlja jedan od najznačajnijih etioloških faktora za nastanak KK i BIA-ALCL. Biofilm je konglomerat mirkoorganizama uronjenih u matriks koji ih štiti od dejstva antibiotika i antiseptika. Kako je nemoguće delovati medikamentozno na eradikaciju biofilma, brojni autori daju razne preporuke u cilju izbegavanja kontaminacije implantata tokom operativnog zahvata, a time i formiranja biofilma. Pored brojnih mera, savetuje se i ispiranje džepa u koji će se plasirati proteza kao i same proteze, nekim od antiseptičkih ili antibiotskih rastvora. Do sada ne postoje prihvaćene jasne preporuke o načinu ispiranja različitih implantata, objavljena su samo lična iskustva raznih autora. Ciljevi ovog istraživanja su bili da se ustanovi mogućnost formiranja biofilma četiri različite bakterije (Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa i Ralstonia pickettii) na tri različito teksturisana silikonska implantata za dojku (sa porama veličine 70-150 μm, 50–900 μm i 13 μm) u in vitro uslovima; da se ispita da li ispiranje antisepticima (oktenidindihidrohloridom i povidon jodom), ili antibiotikom (cefuroksimom) ili istovremeno mešavinom povidon joda i antibiotika pre bakterijske kontaminacije sa četiri različite bakterije ima uticaja na formiranje biofilma na tri različito teksturisana implantata za dojke u in vitro uslovima; i da se ispita efekat antiseptika u odnosu na efekat antibiotika na formiranje bakterijskog biofilma na tri različito teksturisana silikonska implantata za dojku. Istraživanje je koncipirano kao prospektivna studija u vidu eksperimenta koji je izveden u Laboratoriji za mikrobiologiju, Instituta za javno zdravlje Vojvodine u Novom Sadu. Za izvoĎenje eksperimenta korišćeni su uzorci tri vrste silikonskih implantata za dojku sa različito teksturisanom površinom, odnosno porama različite veličine: 70-150 μm, 50–900 μm, i 13 μm. Od svakog od navedenih implantata su pravljeni uzorci, sečenjem kapsula implantata na komadiće veličine 1x1 cm. Ukupno je bilo 1440 uzoraka. Na osnovu teksture uzorci su podeljeni u tri grupe: Grupa 1 (pore veličine 70-150 μm), Grupa 2 (pore veličine 50–900 μm) i Grupa 3 (pore veličine 13 μm). Svaka od ovih grupa je dalje podeljena u jednu kontrolnu grupu i po četiri ispitivane grupe. Nakon sterilizacije uzoraka svaka kontrolna grupa je kontaminirana sa po 100μl bakterijskog bujona Staphylococcus epidermidis (n=30), Staphylococcus aureus (n=30), Pseudomonas aeruginosa (n=30) i Ralstonia pickettii (n=30). Ispitivane grupe se bile podeljene prema načinima ispiranja na one u kojima su uzorci prvo ispirani: oktenidin – dihidrohloridom ili povidon jodom ili cefuroksimom ili kombinacijom povidon joda i dva antibiotika, pa potom kontaminirani sa po 100μl bakterijskog bujona Staphylococcus epidermidis (n=30), Staphylococcus aureus (n=30), Pseudomonas aeruginosa (n=30) i Ralstonia pickettii (n=30). Po završenoj kontaminaciji, uzorci su se inkubirali na temperaturi od 37°C u trajanju od 96h, čime su stvoreni uslovi za formiranje biofilma. Nakon inkubacije, svaki pojedinačni uzorak je uronjen u sterilan tripton soja bujon, izlagan soničnoj energiji u trajanju od 1minuta i zatim vorteksiran 1 minut, čime je omogućeno odvajanje nastalog biofilma od implantata. Za ispitivanje sposobnosti formiranja biofilma korišćena je modifikovana tehnika sa mikrotitar pločom po Stepanoviću. Rezultati su pokazali da sve četiri ispitivane bakterije S. epidermidis, S. aureus, P. aeruginosa i Ralstonia pickettii statistički značajno više stvaraju biofilm na implantatima sa porama veličine 50–900 μm u odnosu na pore 70-150 μm i u odnosu na pore veličine 13 μm. Biofilm se statistički značajno više stvara na porama veličine 70-150 μm u odnosu na pore 13 μm. Jedini izuzetak je Pseudomonas aeruginosa kod kojeg ne postoji statistični značajna razlika u produkciji biofilma na teksturisanim implantatima sa porama veličine 70-150 μm u odnosu na one sa porama 13 μm. TakoĎe, sve četiri ispitivane bakterije statistički značajano manje stvaraju biofilm nakon ispiranja povidon jodom, oktenidin-dihidrohloridom ili rastvorom antibiotika u sve tri grupe implantata, u odnosu na površine koje nisu ispirane. Izuzetak je S. epidermidis u Grupi 3 kod kojeg nije utvrĎeno statistički značajno manje formiranje biofilma nakon ispiranja oktenidin dihidrohloridom u odnosu na neispiranje. Cefuroksim je bio efikasniji u sprečavanju formiranja biofilma sve četiri ispitivane bakterije u odnosu na neispiranje u Grupi 1, kao i za S. epidermidis i Ralstoniu Pickettii u Grupi 2. Cefuroksim se nije pokazao statistički značajno efikasnim u sprečavanju formiranja biofilma S. aureus i P. aeruginosa u Grupi 2, kao ni kod jedne bakterije u Grupi 3. Dalje je dokazano da su antiseptici (oktenidin-dihirohlorid i povidon jod) kao i mešavina povidon joda i dva antibiotika (cefuroksim i gentamicin), statistički značajno efikasnji od ispiranja samo antibiotikomcefuroksimom u smanjenju formiranja biofilma sve četiri ispitivane bakterije kod sva tri ispitivana, različito teksturisana silikonska implantata. Rezultati su pokazali da je ispiranje povidon jodom statistički značajno efikasnije u prevenciji stvaranja biofilma kod skoro svih ispitivanih bakterija od ispiranja oktenidin- dihidrohloridom u sve tri grupe implantata. Statistički značajna razlika nije utvrĎena u prevenciji stvaranja biofilma Staphylococcus aureusa kod sve tri grupe implantata prilikom ispiranja povidon jodom u odnosu na oktenidin- dihidrohlorid, kao i kod Ralsotnia pickettii u Grupi 2. Na osnovu rezultata ove studije, preporuka je da se koriste mikroteksturisani implantati kao i da se oni, pre ugradnje isperu povidon jodom ili mešavinom povidon jod i dva antibiotika (cefuroksim i gentamicin), u cilju prevencije stvaranja biofilma, a time i postoperativnih komplikacija koje mogu nastati nakon ugradnje implantata.</p> / <p>The most common complication after breast implant surgery is contracture of capsule, which is normally formed around implants as part of foreign body reaction. The most sincere complication after this kind of surgery is breast implant associated anaplastic large cell lymphoma (BIA-ALCL). The cause of these complications is still unknown. It is evident that capsular contracture (CC) is seen less frequently in patients with macro-textured implants and in those with implants covered with polyurethane foam. On the other hand, BIA-ALCL is diagnosed more frequently in patients with those, macro-textured implants. Subclinical infection, defined as an response of organism on presence of biofilm on the implant, is considered to be one of the most important etiologic factors for CC and BIA-ALCL. Biofilm is a conglomerate of microorganisms immersed into matrix, which protects them from influence of antibiotics and antiseptics. As it is impossible to eradicate biofilms with medicaments, many authors suggest different steps in order to avoid contamination of the implant during the operation and therefore, prevent the formation of biofilm. Among many tips, it is recommended to irrigate the pocket for breast implant and the implant itself, with some antiseptic or antibiotic solution. Up till now, there is no agreed consensus on the type of irrigation for different implants. Only personal experiences of a few authors have been published. Aims of this research were: to establish the possibility of biofilm formation of four different bacteria (Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Ralstonia pickettii) on three differently textured breast implants (with pore diameter of 70-150 μm, 50–900 μm and 13 μm) in vitro; to examine whether the irrigation of implant with antiseptics (povidone iodine and octenidine dihydrochloride), antibiotics (cefuroxime) or mixture of povidone iodine and two antibiotics, before the contamination with bacteria, has an influence on the incidence on biofilm formation on three differently textured implants; and to examine the effect of antiseptics in contrast to the effect of antibiotics on biofilm formation on three differently textured breast implants. The study was conducted as a prospective research that took place at the Laboratory for microbiology, at the Institute of public health of Vojvodina in Novi Sad. For the experiment, three types of silicone breast implants were used with different pore sizes: 70-150 μm, 50–900 μm and 13 μm. Samples were made by cutting each of these types of implants into pieces sized 1x1cm. There were 1440 samples in total. According to texture, samples were divided it three groups: Group 1 (pore size 70-150 μm), Group 2 (pore size 50–900 μm) and Group 3 (pore size 13 μm). Furthermore, each of these groups was divided in one control and four test groups. After sterilisation of samples, every control group was contaminated with 100μl of bacterial broth of Staphylococcus epidermidis (n=30), Staphylococcus aureus (n=30), Pseudomonas aeruginosa (n=30) and Ralstonia pickettii (n=30). Tested groups were divided according to type of irrigation into those where samples were firstly irrigated with either: octenidine dihydrochloride of povidone iodine or cefuroxime of mixture of povidone iodine with two antibiotics, and after the irrigation, contaminated with 100μl bacterial broth of Staphylococcus epidermidis (n=30), Staphylococcus aureus (n=30), Pseudomonas aeruginosa (n=30) and Ralstonia pickettii (n=30). After contamination, samples were incubated on 37°C for 96h, which created excellent conditions for biofilm formation. After incubation, each sample was dipped into sterile tripton soy broth, and then exposed to sonic energy for 1 minute and vortexed for 1 minute, which made biofilm separate from the implant. For testing the capability of biofilm formation, modified technique with microtitar plates described by Stepanović was used. Results show that all four examined bacteria S. epidermidis, S. aureus, P. aeruginosa and Ralstonia pickettii form more biofilm on implants with pore sizes 50–900 μm compared to implants with pore size 70-150 μm and those with 13 μm. Statistical significance was found in biofilm formation on implants with pores 70-150 μm compared to implants with pores 13 μm. Furthermore, all four examined bacteria form statistically less biofilm after the irrigation with any of used solutions: povidone iodine, octenidine dihydrochloride, antibiotic solution of mixture of povidone iodine and two antibiotics, in all three groups of implants compared to surfaces that were not irrigated. The exception is S. epidermidis in Group 3, where no statistical significance was found on biofilm formation after the irrigation with octenidine dihydrochloride compared to non-irrigation. Cefuroxime was more efficient in biofilm prevention for all four tested bacteria compared to non-irrigation in Group 1 and for S. epidermidis and Ralstonia pickettii in Group 2. There was no statistical significance found in prevention of S. aureus i P. aeruginosa biofilms when irrigating with cefuroxime in Group 2, as well as for all tested bacteria in Group 3. Furthermore, it was verified that antiseptics (octenidin dihydrochloride and povidone iodine) and mixture of povidone iodine and two antibiotics (cefuroxime and gentamycin), were statistically more efficient in biofilm prevention of all four examined bacteria in all groups of implants, compared to irrigation with antibiotic-cefuroxime alone. Results show that irrigation with povidone iodine is statistically more efficient in biofilm prevention of almost all examined bacteria compared to irrigation with octenidine dihydrochloride in all groups of implants. There was not found any statistical significance in prevention of Staphylococcus aureus biofilm when irrigating with povidone iodine compared to octenidine dihydrochloride in all groups of implants, and also in biofilm prevention of Ralsotnia pickettii in Group 2. According to results of this research, it is recommended to use micro-textured implants and to irrigate them with povidone iodine or mixture of povidone iodine and two antibiotics (cefuroxime and gentamycin) prior the implementation, in order to prevent biofilm formation which is most probable cause of postoperative complications after implant surgery.</p>
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Contribution à l’étude des assemblages et connexions nécessaires à la réalisation d’un module de puissance haute température à base de jfet en carbure de silicium (SiC)Sabbah, Wissam 25 June 2013 (has links)
Le développement de composants de puissance à base de carbure de silicium (SiC) permet la réalisation d’interrupteurs pouvant fonctionner au-delà de 200°C. Le silicium présente plus de limitations au niveau physique du matériau qu’au niveau des technologies d’assemblages. Le SiC est un matériau semi-conducteur grand gap ce qui permet d’obtenir des courants de fuite inverse qui restent faibles à haute température ; d’où un fort intérêt pour des applications haute température. Mise à part son utilisation à des températures pouvant dépasser les 300°C, c’est un matériau qui permet aussi d’augmenter les fréquences de commutation ainsi que la densité de puissance par rapport à des composants à technologie silicium. Ceci en fait un candidat idéal pour des applications forte puissance dans le domaine de la traction, des protections de réseaux électriques ou de la transmission et de la distribution d’énergie. L’utilisation du SiC pour une application haute température pose le problème de son packaging, des choix de matériaux et de sa configuration. Cette thèse a pour but d’effectuer une étude de fiabilité et de durée de vie des briques technologiques d’assemblage et de connexions nécessaires à la réalisation d’un cœur de puissance haute température à base de JFET SiC. Une étude des différentes technologies d’assemblages de convertisseurs de puissance haute température est effectuée afin de définir différentes briques technologiques constitutives de ces systèmes. Cette première étude nous permet de procéder à une sélection de certaines technologies d’assemblages comme le frittage de pâtes d’argent pour la technologie de report de puces. Ces briques technologiques feront l’objet d’études plus approfondies allant de la réalisation de véhicules tests jusqu’à la mise au point des essais de cyclages associés aux techniques d’analyse nécessaires à l’étude de leur défaillance.Les études expérimentales concernent des essais de cyclage passif et de stockage thermique, l’apparition de délaminages en cours de cyclage thermique (scan acoustique, RX), le report par frittage de pâtes d’argent nano et microscopiques et la caractérisation électrique et thermique (Rth, I[V]). / The development of power components based on silicon carbide (SiC) allows for the design of power converter operating at high temperature (above 200 or 300°C). SiC is a semiconductor material with a large band gap that not only can operate in temperatures exceeding 300°C but also offers fast switching speed, high voltage blocking capability and higher thermal conductivity compared to silicon technology components. The classical die attach technology uses high temperature solder alloys which melt at around 300°C. However, even a soldered die attach with such high melting point can only operate up to a much lower temperature. Alternative die attach solutions have recently been proposed: Transient Liquid Phase Bonding, soldering with higher melting point alloys such as ZnSn, or silver sintering.Silver sintering is a very interesting technology, as silver offers very good thermal conductivity (429W/m.K, better than copper), relatively inexpensive (compared to alternative solutions which often use gold), and has a very high melting point (961°C).The implementation of two silver-sintering processes is made: one based on micrometer-scale silver particles, and one on nano-meter-scale particles. Two substrate technologies are investigated: Al2O3 DBC and Si3N4 AMB. After the process optimization, tests vehicles are assembled using nano and micro silver particles paste and a more classical high-temperature die attach technology: AuGe soldering. Multiple analyses are performed, such as thermal resistance measurement, shear tests and micro-sections to follow the evolution of the joint during thermal cycling and high-temperature storage ageing.
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Statická analýza stavebních prvků ze skla / Static Analysis of Structural Elements of GlassHořký, Radek January 2013 (has links)
They analyzed the various factors affecting the design or evaluation of structural glass. Within evaluation of structural glass element is checked selected concepts of linear elastic fracture mechanics. For modeling is used programme system ANSYS based finite element method. The results are compared with the analytical solution.
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Mise au point d'additifs siliciés pour l'adhérisation d'élastomères silicone sur supports métalliques / Development of silicon additives for bonding silicone elastomers onto metal substratesPicard, Loïc 28 November 2014 (has links)
L’objectif de ces travaux de thèse était de développer un primaire d’adhésion stable, permettant l’adhérisation de tous types d’élastomères silicone sur une grande majorité de surfaces métalliques, et ce de façon reproductible. Dans un premier temps, une étude bibliographique détaillée des différentes formulations de primaire à base de silanes utilisées pour l’adhésion de tous types d’élastomères silicone (EVC, EVF et LSR) a été effectuée. Pour compléter la compréhension du système métal/primaire d’adhésion/élastomère silicone étudié, trois formulations de primaire, dont une formulation « maison », et trois élastomères silicone ont été analysés et leurs compositions, ainsi que leurs propriétés en adhésion, ont été déterminées. La caractérisation de différentes résines silicone composant la formulation « maison » de primaire a également été effectuée. Cette dernière a ensuite été optimisée en synthétisant de nouvelles résines silicone, en ajustant les taux de chaque composant et en changeant le type de catalyseur. Dans un second temps, la caractérisation physico-chimique des primaires d’adhésion enduits sur la surface d’un métal (aluminium) a été effectuée. La topologie des films de primaire (épaisseur, rugosité et uniformité) et leurs propriétés de mouillage ont été déterminées. Ces résultats ont été complétés par la caractérisation des faciès de rupture des pièces composites métal/primaire/élastomère silicone. À la suite de ces différentes analyses complémentaires, le paramètre gouvernant la sélectivité d’un primaire d’adhésion pour un grade d’EVC a été isolé. Une courbe modèle permettant la formulation d’un primaire polyvalent a été proposée et validée par la formulation d’un primaire d’adhésion pouvant adhérer les différents grades d’EVC sélectionnés pour cette étude. / This PhD work aimed at developing a stable primer of adhesion, allowing the bonding of all types of silicone elastomers onto a vast majority of metallic surfaces, in a reproducible way. In a first approach, a detailed bibliographic study was performed on the different primer based-silane formulations used for the adhesion of any types of silicone elastomers (HCR, RTV and LSR). To better understand the metal/primer/silicone elastomer system, three primer formulations, including a homemade formulation, and three silicone elastomers were analyzed and their compositions, and adhesive properties, were determined. The characterization of different silicone resins entering in the composition of the homemade primer formulation was also carried out. The latter was optimized by synthetizing new silicone resins, by adjusting the content of each component and by changing the type of catalyst. In a second step, the characterization of the physical chemistry of the primer formulations coated on a metal surface (aluminum) was performed. The topology of the primer films (thickness, roughness and uniformity) and their wettability were determined. These information were completed by the characterization of fracture profiles of the composite part metal/primer/silicone elastomer. Following these additional analyses, the parameter governing the selectivity of a primer formulation for a grade of HCR was isolated and a model curve for the formulation of a polyvalent primer was proposed. This curve was validated by the formulation of a primer which can bond the different grades of HCR selected for this study.
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Biocompatible Electrospun Vehicles To Enhance the Effectiveness Of Anti-Fertility Strategies And Their Biomimetic Properties As Blood Vessel ScaffoldsChaparro, Francisco Javier 01 June 2018 (has links)
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Ein Beitrag zum Einsatz von höherfesten Klebstoffen bei Holz-Glas-Verbundelementen / Application of high-modulus adhesives in load-bearing timber-glass-composite elementsNicklisch, Felix 05 July 2016 (has links) (PDF)
Bestärkt durch das gesellschaftliche und wirtschaftliche Interesse an nachhaltigen und ressourcenschonenden Formen des Bauens gewinnen Holzkonstruktionen wieder unverkennbar an Bedeutung. Mit dieser Entwicklung bilden sich neue Konstruktionsprinzipien und Materialkombinationen im Bauwesen heraus, zu deren ingenieurtechnischer Beurteilung zum Teil keine ausreichenden Erkenntnisse vorliegen.
Verbundkonstruktionen aus Holz und Glas sind eine innovative Bauweise, die zu einer höheren Materialeffizienz in Fassaden beiträgt, deren Wirkungsweise aber noch nicht ausreichend hinterfragt wurde. Werden Holz und Glas durch eine tragende Klebung verbunden, lässt sich das vielfach ungenutzte Tragpotenzial ausschöpfen, das eine in Scheibenebene belastete Verglasung aufweist. Die Qualität der Klebung entscheidet dabei über die Eigenschaften und das Leistungsvermögen des Bauteils.
Die üblicherweise an dieser Schnittstelle eingesetzten Silikonklebstoffe weisen eine hohe Nachgiebigkeit und eine vergleichsweise geringe Festigkeit auf. Wenn die Verbundelemente als Aussteifung mitwirken sollen, bleibt ihr Einsatz deswegen auf Gebäude mit höchstens zwei Geschossen limitiert. Die vorliegende Arbeit trägt entscheidend zur Erweiterung der baulichen Möglichkeiten bei, indem sie der Anwendbarkeit von hochfesten Klebstoffen, die für den Einsatz im Bauwesen nur wenig erforscht sind, auf vielschichtige Weise nachgeht.
Im Fokus stehen aussteifende Holz-Glas-Verbundelemente für die Fassade. Weder die Bauart noch das Bauprodukt Klebstoff sind derzeit in Deutschland in einer Norm erfasst. Das Klären der baurechtlichen Rahmenbedingungen ist daher unerlässlich und erfolgt mit engem Bezug zum konstruktiven Glasbau. Zusätzlich zur wissenschaftlichen Interpretation wird dadurch eine praxisnahe Bewertung der Versuchsergebnisse möglich, was ein Alleinstellungsmerkmal dieser Arbeit darstellt.
Das Verformungsvermögen des Klebstoffs spielt eine zentrale Rolle bei der Materialauswahl und Gestaltung der Holz-Glas-Verbundelemente. Der Einfluss der Klebstoffsteifigkeit auf das Tragverhalten eines Einzelelements und auf dessen Interaktion mit den anderen Bestandteilen des Tragwerks wird an einem Modellgebäude untersucht. Auf Basis dieser Parameterstudie lassen sich drei Steifigkeitsbereiche definieren, auf die sich die Klebstoffauswahl für die weiteren Untersuchungen stützt.
Der experimentelle Teil der Arbeit beginnt mit der ausführlichen Charakterisierung von sieben Klebstoffen. Davon werden zwei höherfeste Klebstoffe als geeignet identifiziert. Ein Silikonklebstoff wird als Referenzmaterial zur aktuellen Anwendungspraxis festgelegt. Das Hauptaugenmerk der folgenden Experimente richtet sich auf Aspekte der Alterungsbeständigkeit und des zeitabhängigen Materialverhaltens unter langandauernder mechanischer Beanspruchung.
In labormaßstäblichen Alterungsprüfungen werden die Klebstoffproben unterschiedlichen Schadeinwirkungen ausgesetzt, die im Glas- und Fassadenbau relevant sind. Darüber hinaus erfolgen Kriechversuche an kleinen und großen Scherprüfkörpern. Letztere stellen einen besonderen Mehrwert dar, da sie eine realistische Klebfugengeometrie aufweisen und die Ergebnisse dadurch dem tatsächlichen Bauteilverhalten nahekommen. Für diese Zeitstandversuche wurde eine bislang einzigartige Versuchsanlage aus sechs Prüfrahmen mit Gasdruckfederbelastung entwickelt.
Im Ergebnis zeigt sich, dass mit den gewählten höherfesten Klebstoffen die Festigkeit der nicht gealterten Klebschichten erwartungsgemäß gesteigert werden kann. Der Bruch des Fügepartners Holz wird zum maßgebenden Versagenskriterium. Die Verformungen des Verbundelements reduzieren sich gegenüber einer Silikonklebung deutlich. Allerdings offenbaren sich in einzelnen Alterungsszenarien und unter langandauernder Belastung auch Schwachstellen dieser Klebstoffe. Ihre Verwendung kann daher nur mit konstruktiven Kompensationsmaßnahmen oder durch Abschirmen der kritischen Einwirkungsgrößen empfohlen werden. Entsprechende Vorschläge werden bei der abschließenden Bewertung der Ergebnisse unterbreitet.
Verfahren und Beurteilungsmethoden, die in dieser Arbeit angewendet und entwickelt werden, erleichtern die zukünftige Bewertung weiterer aussichtsreicher Klebstoffe für den Holz-Glas-Verbund. / Wooden constructions are on the rise again – encouraged by a strong public and economic trend towards sustainable and resource efficient buildings. Spurred by this growing interest novel design principles and material assemblies in architecture and the building industry evolve. These developments require further research due to the absence of evaluation tools and insufficient knowledge about their design.
Load-bearing timber-glass composite elements could contribute to a more efficient use of materials in façade constructions. In this case a linear adhesive bond connects the glass pane to the timber substructure. This enables an in-plane loading of the glass whose capacity is not used to its full potential in conventional façades as it is solely applied as an infill panel. The quality of the adhesive bond defines the characteristics and the performance of the whole structural component.
Structural sealants such as silicones, which are typically used for the joint, provide a high flexibility and only a low load-bearing capacity. Considering such elements being part of a bracing system, the mentioned characteristics limit the application range to buildings with not more than two stories. This thesis widens the scope with an in-depth examination of high-modulus adhesives, which have not yet been evaluated for their use in building constructions.
Timber-glass composite elements used as a bracing component in façades are the focus of this work. Neither the full structural component nor the adhesive have yet been included into German building standards. Hence it is essential to assess the general requirements of their application. The relevant aspects are clarified in the context of glass constructions. In addition to the scientific discussion of the results, this approach facilitates also a practical evaluation of the findings, which is a unique feature of this work.
The deformability of the adhesive becomes a crucial criterion when selecting the individual materials and designing the timber-glass composite elements. A case study assesses the influence of the adhesive stiffness on the behavior of a single element and its interaction with other members of the structural system. Based on the results, three different stiffness classes are introduced to support the selection process of the adhesives to be examined in further investigations.
The experimental part of this work is initiated by a comprehensive characterization of seven shortlisted adhesives. The results enable a further differentiation of suitable materials. Two adhesives qualified as suitable for the main experiments. A silicone adhesive complements the test series to serve as a reference material to the current practice. In the next phase attention is drawn to the ageing stability and on the time-dependent material behavior of the adhesives under long-term loading.
Small-scale specimens made from adhesively joint timber and glass pieces are exposed to different ageing scenarios which relate to the impacts typically encountered in façades. Beyond that, creep tests are carried out on small and large shear specimen. The latter provide extra benefit as they comprise long linear adhesive joints resembling virtually the situation in a real-size element. A specific long-term test rig was developed for this purpose comprising a loading unit with gas pressurized springs.
Based on the results it can be concluded that joints with adhesives of high and intermediate stiffness enable an increase of characteristic failure loads and a significant reduction of deformation. With the stiffer joint near-surface rupture of timber fibers becomes the prevailing failure mechanism. The timber strength limits further loading of the adhesive joint. However, ageing and creep testing reveal also shortcomings of the adhesives. Their application can only be recommended if redundant compensation measures are taken or the joint is protected against critical environmental impacts. Appropriate solutions are proposed with the final recommendations of this work.
Methods and assessment tools that have been developed and tested for this work offer the possibility of a more straight-forward evaluation of further promising adhesives and their use in load-bearing timber-glass composites.
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Ein Beitrag zum Einsatz von höherfesten Klebstoffen bei Holz-Glas-VerbundelementenNicklisch, Felix 15 March 2016 (has links)
Bestärkt durch das gesellschaftliche und wirtschaftliche Interesse an nachhaltigen und ressourcenschonenden Formen des Bauens gewinnen Holzkonstruktionen wieder unverkennbar an Bedeutung. Mit dieser Entwicklung bilden sich neue Konstruktionsprinzipien und Materialkombinationen im Bauwesen heraus, zu deren ingenieurtechnischer Beurteilung zum Teil keine ausreichenden Erkenntnisse vorliegen.
Verbundkonstruktionen aus Holz und Glas sind eine innovative Bauweise, die zu einer höheren Materialeffizienz in Fassaden beiträgt, deren Wirkungsweise aber noch nicht ausreichend hinterfragt wurde. Werden Holz und Glas durch eine tragende Klebung verbunden, lässt sich das vielfach ungenutzte Tragpotenzial ausschöpfen, das eine in Scheibenebene belastete Verglasung aufweist. Die Qualität der Klebung entscheidet dabei über die Eigenschaften und das Leistungsvermögen des Bauteils.
Die üblicherweise an dieser Schnittstelle eingesetzten Silikonklebstoffe weisen eine hohe Nachgiebigkeit und eine vergleichsweise geringe Festigkeit auf. Wenn die Verbundelemente als Aussteifung mitwirken sollen, bleibt ihr Einsatz deswegen auf Gebäude mit höchstens zwei Geschossen limitiert. Die vorliegende Arbeit trägt entscheidend zur Erweiterung der baulichen Möglichkeiten bei, indem sie der Anwendbarkeit von hochfesten Klebstoffen, die für den Einsatz im Bauwesen nur wenig erforscht sind, auf vielschichtige Weise nachgeht.
Im Fokus stehen aussteifende Holz-Glas-Verbundelemente für die Fassade. Weder die Bauart noch das Bauprodukt Klebstoff sind derzeit in Deutschland in einer Norm erfasst. Das Klären der baurechtlichen Rahmenbedingungen ist daher unerlässlich und erfolgt mit engem Bezug zum konstruktiven Glasbau. Zusätzlich zur wissenschaftlichen Interpretation wird dadurch eine praxisnahe Bewertung der Versuchsergebnisse möglich, was ein Alleinstellungsmerkmal dieser Arbeit darstellt.
Das Verformungsvermögen des Klebstoffs spielt eine zentrale Rolle bei der Materialauswahl und Gestaltung der Holz-Glas-Verbundelemente. Der Einfluss der Klebstoffsteifigkeit auf das Tragverhalten eines Einzelelements und auf dessen Interaktion mit den anderen Bestandteilen des Tragwerks wird an einem Modellgebäude untersucht. Auf Basis dieser Parameterstudie lassen sich drei Steifigkeitsbereiche definieren, auf die sich die Klebstoffauswahl für die weiteren Untersuchungen stützt.
Der experimentelle Teil der Arbeit beginnt mit der ausführlichen Charakterisierung von sieben Klebstoffen. Davon werden zwei höherfeste Klebstoffe als geeignet identifiziert. Ein Silikonklebstoff wird als Referenzmaterial zur aktuellen Anwendungspraxis festgelegt. Das Hauptaugenmerk der folgenden Experimente richtet sich auf Aspekte der Alterungsbeständigkeit und des zeitabhängigen Materialverhaltens unter langandauernder mechanischer Beanspruchung.
In labormaßstäblichen Alterungsprüfungen werden die Klebstoffproben unterschiedlichen Schadeinwirkungen ausgesetzt, die im Glas- und Fassadenbau relevant sind. Darüber hinaus erfolgen Kriechversuche an kleinen und großen Scherprüfkörpern. Letztere stellen einen besonderen Mehrwert dar, da sie eine realistische Klebfugengeometrie aufweisen und die Ergebnisse dadurch dem tatsächlichen Bauteilverhalten nahekommen. Für diese Zeitstandversuche wurde eine bislang einzigartige Versuchsanlage aus sechs Prüfrahmen mit Gasdruckfederbelastung entwickelt.
Im Ergebnis zeigt sich, dass mit den gewählten höherfesten Klebstoffen die Festigkeit der nicht gealterten Klebschichten erwartungsgemäß gesteigert werden kann. Der Bruch des Fügepartners Holz wird zum maßgebenden Versagenskriterium. Die Verformungen des Verbundelements reduzieren sich gegenüber einer Silikonklebung deutlich. Allerdings offenbaren sich in einzelnen Alterungsszenarien und unter langandauernder Belastung auch Schwachstellen dieser Klebstoffe. Ihre Verwendung kann daher nur mit konstruktiven Kompensationsmaßnahmen oder durch Abschirmen der kritischen Einwirkungsgrößen empfohlen werden. Entsprechende Vorschläge werden bei der abschließenden Bewertung der Ergebnisse unterbreitet.
Verfahren und Beurteilungsmethoden, die in dieser Arbeit angewendet und entwickelt werden, erleichtern die zukünftige Bewertung weiterer aussichtsreicher Klebstoffe für den Holz-Glas-Verbund.:1 Einleitung 13
1.1 Motivation 13
1.2 Zielsetzung 18
1.3 Abgrenzung 20
1.4 Vorgehensweise 21
2 Die Holz-Glas-Verbundbauweise 25
2.1 Tragprinzip und Wirkungsweise 25
2.2 Forschungsschwerpunkte und Anwendungen 27
2.2.1 Geklebte Verglasungssysteme für Fenster 27
2.2.2 Träger 28
2.2.3 Wandscheiben und Schubfelder 32
2.2.4 Verbundplatten 36
2.3 Tragendes Glas im Verbund 37
2.3.1 Relevanz für Holz-Glas-Verbundlösungen 37
2.3.2 Historische Vorbilder 37
2.3.3 Verbundglas und Verbund-Sicherheitsglas 38
2.3.4 Verbundträger 40
2.3.5 Wandscheiben aus Glas 43
2.4 Konstruktionsprinzipien von tragenden Wand und Fassadenelementen aus Holz und Glas 46
2.4.1 Aufbau 46
2.4.2 Verglasung 46
2.4.3 Ausbildung der Klebfuge 48
2.4.4 Marktreife Systeme mit Koppelleiste 49
2.4.5 Identifizieren geeigneter Tragsysteme 52
2.4.6 Skelett-, Tafel- und Massivholzbauweise 53
2.5 Zusammenfassung wesentlicher Erkenntnisse 55
3 Klebverbindungen im Glasbau 57
3.1 Fügen von Glas 57
3.1.1 Besondere Merkmale des Fügewerkstoffs 57
3.1.2 Wirkprinzip und Fügeverfahren 60
3.1.3 Vor- und Nachteile von Klebverbindungen 61
3.1.4 Glasoberfläche 65
3.2 Typische Anwendungsbeispiele im Glasbau 67
3.2.1 Klassifizierung 67
3.2.2 Einordung der Holz-Glas-Verbundbauweise 69
3.2.3 Structural Sealant Glazing 71
3.2.4 Ganzglaskonstruktionen 74
3.3 Planungsstrategien 76
3.3.1 Sicheres Bauteilversagen 76
3.3.2 Redundanz und Versagensszenarien 78
3.3.3 Besonderheiten bei geklebten Verglasungen 80
3.4 Baurechtliche Rahmenbedingungen 82
3.4.1 Normung und Verfahrensweise in Deutschland 82
3.4.2 Harmonisierung auf europäischer Ebene 84
3.4.3 ETAG 002 – Leitlinie für Structural Glazing 86
3.4.4 Der Weg zur geklebten Glaskonstruktion 88
4 Einfluss der Klebstoffsteifigkeit auf aussteifende Holz-Glas-Verbundtragwerke 91
4.1 Aussteifung von Holzbauten 91
4.2 Berechnungsverfahren 92
4.2.1 Begründung der Auswahl der Verfahren 92
4.2.2 Verteilung von Horizontallasten auf die Wandscheiben eines Aussteifungssystems 93
4.2.3 Wandscheibe als Schubfeld 95
4.2.4 Federmodelle 97
4.3 Randbedingungen für die Analyse 101
4.3.1 Modellgebäude 101
4.3.2 Konstruktive Gestaltung 103
4.3.3 Lastannahmen 104
4.4 Parameterstudie 107
4.4.1 Nachgiebigkeit der Kernwände 107
4.4.2 Nachgiebigkeit eines Verbundelements 108
4.4.3 Auswirkung der Elementanordnung 112
4.4.4 Lastumlagerung bei Ausfall von Elementen 114
4.4.5 Horizontallastanteil auf Fassade und Kern 116
4.5 Rückschlüsse auf die Tragsystemgestaltung und die Klebstoffauswahl 120
5 Materialauswahl und -charakterisierung 123
5.1 Untersuchungsprogramm 123
5.2 Materialeigenschaften der Fügeteile 124
5.2.1 Glas 124
5.2.2 Holz und Holzwerkstoffe 126
5.3 Klebstoffe 128
5.3.1 Auswahlkriterien für Holz-Glas-Klebungen 128
5.3.2 Vorauswahl der Klebstoffsysteme 130
5.4 Experimentelle Methoden zur Charakterisierung der Klebstoffe 134
5.4.1 Dynamisch-mechanische Analyse 134
5.4.2 Einaxialer Zugversuch 135
5.4.3 Scherversuch 138
5.5 Versuchsergebnisse 141
5.5.1 Glasübergangstemperatur 141
5.5.2 Spannungs-Dehnungs-Beziehung 145
5.5.3 Einpunktkennwerte 150
5.5.4 Scherfestigkeit und Bruchbildanalyse 151
5.6 Klebstoffauswahl für die Hauptuntersuchungen 155
6 Experimentelle Untersuchungen an Klebverbindungen im Labormaßstab 157
6.1 Methodik 157
6.1.1 Untersuchungsgegenstand 157
6.1.2 Beurteilungsgrundlagen 158
6.1.3 Untersuchungsprogramm 159
6.1.4 Auswertungsmethoden 162
6.2 Geometrie und Herstellung der Prüfkörper 164
6.2.1 Prüfkörper zum Bestimmen der Haftfestigkeit vor und nach künstlicher Alterung 164
6.2.2 Scherprüfkörper für Kriechversuche 165
6.2.3 Vorbereiten und Konditionieren der Proben 166
6.3 Verfahren zur mechanischen Prüfung und zur künstlichen Alterung 168
6.3.1 Zug- und Scherversuche 168
6.3.2 Lagerung unter UV-Bestrahlung 170
6.3.3 Lagerung in Reinigungsmittellösung 171
6.3.4 Holzfeuchtewechsel bei +20 °C 172
6.3.5 Lagerung in schwefeldioxidhaltiger Atmosphäre 173
6.3.6 Kriechversuche 174
6.4 Auswertung der Versuchsergebnisse 176
6.4.1 Anfangsfestigkeit im Scherversuch 176
6.4.2 Anfangsfestigkeit im Zugversuch 181
6.4.3 Sichtbare Veränderungen der Klebschicht 183
6.4.4 Restfestigkeit nach Alterung 185
6.4.5 Analyse der Versagensmuster 189
6.4.6 Kriechverhalten 192
6.4.7 Restfestigkeit nach Vorbelastung 198
7 Experimentelle Untersuchungen an bauteilähnlichen Prüfkörpern 201
7.1 Untersuchungsprogramm und Methodik 201
7.1.1 Ziel der Untersuchungen 201
7.1.2 Materialien 202
7.1.3 Großer Scherprüfkörper 203
7.1.4 Herstellung der Prüfkörper 205
7.1.5 Versuchsprogramm – Bauteilversuche 207
7.2 Entwicklung eines Kriechprüfstands 210
7.2.1 Prüfrahmen 210
7.2.2 Lasteinleitung 211
7.2.3 Belastungsvorgang 212
7.2.4 Messtechnik und Monitoring 213
7.2.5 Modifikation für Kurzzeitversuche 214
7.3 Große Scherversuche unter Kurz- und Langzeiteinwirkung 215
7.3.1 Tragfähigkeit bei kurzzeitiger Lasteinwirkung 215
7.3.2 Spannungsverteilung im Glas 219
7.3.3 Kriechversuche mit 1000 Stunden Laufzeit 221
7.3.4 Verlängerte Kriechversuche am Klebstoff mit mittlerer Steifigkeit 226
7.3.5 Tragfähigkeit nach Vorbelastung 230
8 Bewertung und Handlungsempfehlung 231
8.1 Alterungsverhalten 231
8.2 Korrelation der Ergebnisse aus Fügeteil- und 233
Bauteilversuchen
8.2.1 Versuche bei kurzzeitiger Lasteinwirkung 233
8.2.2 Versuche bei langandauernder Lasteinwirkung 235
8.3 Der Vorzugsklebstoff und seine Einsatzgrenzen 238
8.4 Konstruktion 241
9 Zusammenfassung und Ausblick 243
9.1 Zusammenfassung 243
9.2 Ausblick 249
10 Literatur 253
11 Abbildungsverzeichnis 263
12 Tabellenverzeichnis 267
13 Bezeichnungen 268
Anhang
A Materialkennwerte zur Klebstoffauswahl 271
B Klebverbindungen im Labormaßstab 287
C Bauteilähnliche Prüfkörper 373 / Wooden constructions are on the rise again – encouraged by a strong public and economic trend towards sustainable and resource efficient buildings. Spurred by this growing interest novel design principles and material assemblies in architecture and the building industry evolve. These developments require further research due to the absence of evaluation tools and insufficient knowledge about their design.
Load-bearing timber-glass composite elements could contribute to a more efficient use of materials in façade constructions. In this case a linear adhesive bond connects the glass pane to the timber substructure. This enables an in-plane loading of the glass whose capacity is not used to its full potential in conventional façades as it is solely applied as an infill panel. The quality of the adhesive bond defines the characteristics and the performance of the whole structural component.
Structural sealants such as silicones, which are typically used for the joint, provide a high flexibility and only a low load-bearing capacity. Considering such elements being part of a bracing system, the mentioned characteristics limit the application range to buildings with not more than two stories. This thesis widens the scope with an in-depth examination of high-modulus adhesives, which have not yet been evaluated for their use in building constructions.
Timber-glass composite elements used as a bracing component in façades are the focus of this work. Neither the full structural component nor the adhesive have yet been included into German building standards. Hence it is essential to assess the general requirements of their application. The relevant aspects are clarified in the context of glass constructions. In addition to the scientific discussion of the results, this approach facilitates also a practical evaluation of the findings, which is a unique feature of this work.
The deformability of the adhesive becomes a crucial criterion when selecting the individual materials and designing the timber-glass composite elements. A case study assesses the influence of the adhesive stiffness on the behavior of a single element and its interaction with other members of the structural system. Based on the results, three different stiffness classes are introduced to support the selection process of the adhesives to be examined in further investigations.
The experimental part of this work is initiated by a comprehensive characterization of seven shortlisted adhesives. The results enable a further differentiation of suitable materials. Two adhesives qualified as suitable for the main experiments. A silicone adhesive complements the test series to serve as a reference material to the current practice. In the next phase attention is drawn to the ageing stability and on the time-dependent material behavior of the adhesives under long-term loading.
Small-scale specimens made from adhesively joint timber and glass pieces are exposed to different ageing scenarios which relate to the impacts typically encountered in façades. Beyond that, creep tests are carried out on small and large shear specimen. The latter provide extra benefit as they comprise long linear adhesive joints resembling virtually the situation in a real-size element. A specific long-term test rig was developed for this purpose comprising a loading unit with gas pressurized springs.
Based on the results it can be concluded that joints with adhesives of high and intermediate stiffness enable an increase of characteristic failure loads and a significant reduction of deformation. With the stiffer joint near-surface rupture of timber fibers becomes the prevailing failure mechanism. The timber strength limits further loading of the adhesive joint. However, ageing and creep testing reveal also shortcomings of the adhesives. Their application can only be recommended if redundant compensation measures are taken or the joint is protected against critical environmental impacts. Appropriate solutions are proposed with the final recommendations of this work.
Methods and assessment tools that have been developed and tested for this work offer the possibility of a more straight-forward evaluation of further promising adhesives and their use in load-bearing timber-glass composites.:1 Einleitung 13
1.1 Motivation 13
1.2 Zielsetzung 18
1.3 Abgrenzung 20
1.4 Vorgehensweise 21
2 Die Holz-Glas-Verbundbauweise 25
2.1 Tragprinzip und Wirkungsweise 25
2.2 Forschungsschwerpunkte und Anwendungen 27
2.2.1 Geklebte Verglasungssysteme für Fenster 27
2.2.2 Träger 28
2.2.3 Wandscheiben und Schubfelder 32
2.2.4 Verbundplatten 36
2.3 Tragendes Glas im Verbund 37
2.3.1 Relevanz für Holz-Glas-Verbundlösungen 37
2.3.2 Historische Vorbilder 37
2.3.3 Verbundglas und Verbund-Sicherheitsglas 38
2.3.4 Verbundträger 40
2.3.5 Wandscheiben aus Glas 43
2.4 Konstruktionsprinzipien von tragenden Wand und Fassadenelementen aus Holz und Glas 46
2.4.1 Aufbau 46
2.4.2 Verglasung 46
2.4.3 Ausbildung der Klebfuge 48
2.4.4 Marktreife Systeme mit Koppelleiste 49
2.4.5 Identifizieren geeigneter Tragsysteme 52
2.4.6 Skelett-, Tafel- und Massivholzbauweise 53
2.5 Zusammenfassung wesentlicher Erkenntnisse 55
3 Klebverbindungen im Glasbau 57
3.1 Fügen von Glas 57
3.1.1 Besondere Merkmale des Fügewerkstoffs 57
3.1.2 Wirkprinzip und Fügeverfahren 60
3.1.3 Vor- und Nachteile von Klebverbindungen 61
3.1.4 Glasoberfläche 65
3.2 Typische Anwendungsbeispiele im Glasbau 67
3.2.1 Klassifizierung 67
3.2.2 Einordung der Holz-Glas-Verbundbauweise 69
3.2.3 Structural Sealant Glazing 71
3.2.4 Ganzglaskonstruktionen 74
3.3 Planungsstrategien 76
3.3.1 Sicheres Bauteilversagen 76
3.3.2 Redundanz und Versagensszenarien 78
3.3.3 Besonderheiten bei geklebten Verglasungen 80
3.4 Baurechtliche Rahmenbedingungen 82
3.4.1 Normung und Verfahrensweise in Deutschland 82
3.4.2 Harmonisierung auf europäischer Ebene 84
3.4.3 ETAG 002 – Leitlinie für Structural Glazing 86
3.4.4 Der Weg zur geklebten Glaskonstruktion 88
4 Einfluss der Klebstoffsteifigkeit auf aussteifende Holz-Glas-Verbundtragwerke 91
4.1 Aussteifung von Holzbauten 91
4.2 Berechnungsverfahren 92
4.2.1 Begründung der Auswahl der Verfahren 92
4.2.2 Verteilung von Horizontallasten auf die Wandscheiben eines Aussteifungssystems 93
4.2.3 Wandscheibe als Schubfeld 95
4.2.4 Federmodelle 97
4.3 Randbedingungen für die Analyse 101
4.3.1 Modellgebäude 101
4.3.2 Konstruktive Gestaltung 103
4.3.3 Lastannahmen 104
4.4 Parameterstudie 107
4.4.1 Nachgiebigkeit der Kernwände 107
4.4.2 Nachgiebigkeit eines Verbundelements 108
4.4.3 Auswirkung der Elementanordnung 112
4.4.4 Lastumlagerung bei Ausfall von Elementen 114
4.4.5 Horizontallastanteil auf Fassade und Kern 116
4.5 Rückschlüsse auf die Tragsystemgestaltung und die Klebstoffauswahl 120
5 Materialauswahl und -charakterisierung 123
5.1 Untersuchungsprogramm 123
5.2 Materialeigenschaften der Fügeteile 124
5.2.1 Glas 124
5.2.2 Holz und Holzwerkstoffe 126
5.3 Klebstoffe 128
5.3.1 Auswahlkriterien für Holz-Glas-Klebungen 128
5.3.2 Vorauswahl der Klebstoffsysteme 130
5.4 Experimentelle Methoden zur Charakterisierung der Klebstoffe 134
5.4.1 Dynamisch-mechanische Analyse 134
5.4.2 Einaxialer Zugversuch 135
5.4.3 Scherversuch 138
5.5 Versuchsergebnisse 141
5.5.1 Glasübergangstemperatur 141
5.5.2 Spannungs-Dehnungs-Beziehung 145
5.5.3 Einpunktkennwerte 150
5.5.4 Scherfestigkeit und Bruchbildanalyse 151
5.6 Klebstoffauswahl für die Hauptuntersuchungen 155
6 Experimentelle Untersuchungen an Klebverbindungen im Labormaßstab 157
6.1 Methodik 157
6.1.1 Untersuchungsgegenstand 157
6.1.2 Beurteilungsgrundlagen 158
6.1.3 Untersuchungsprogramm 159
6.1.4 Auswertungsmethoden 162
6.2 Geometrie und Herstellung der Prüfkörper 164
6.2.1 Prüfkörper zum Bestimmen der Haftfestigkeit vor und nach künstlicher Alterung 164
6.2.2 Scherprüfkörper für Kriechversuche 165
6.2.3 Vorbereiten und Konditionieren der Proben 166
6.3 Verfahren zur mechanischen Prüfung und zur künstlichen Alterung 168
6.3.1 Zug- und Scherversuche 168
6.3.2 Lagerung unter UV-Bestrahlung 170
6.3.3 Lagerung in Reinigungsmittellösung 171
6.3.4 Holzfeuchtewechsel bei +20 °C 172
6.3.5 Lagerung in schwefeldioxidhaltiger Atmosphäre 173
6.3.6 Kriechversuche 174
6.4 Auswertung der Versuchsergebnisse 176
6.4.1 Anfangsfestigkeit im Scherversuch 176
6.4.2 Anfangsfestigkeit im Zugversuch 181
6.4.3 Sichtbare Veränderungen der Klebschicht 183
6.4.4 Restfestigkeit nach Alterung 185
6.4.5 Analyse der Versagensmuster 189
6.4.6 Kriechverhalten 192
6.4.7 Restfestigkeit nach Vorbelastung 198
7 Experimentelle Untersuchungen an bauteilähnlichen Prüfkörpern 201
7.1 Untersuchungsprogramm und Methodik 201
7.1.1 Ziel der Untersuchungen 201
7.1.2 Materialien 202
7.1.3 Großer Scherprüfkörper 203
7.1.4 Herstellung der Prüfkörper 205
7.1.5 Versuchsprogramm – Bauteilversuche 207
7.2 Entwicklung eines Kriechprüfstands 210
7.2.1 Prüfrahmen 210
7.2.2 Lasteinleitung 211
7.2.3 Belastungsvorgang 212
7.2.4 Messtechnik und Monitoring 213
7.2.5 Modifikation für Kurzzeitversuche 214
7.3 Große Scherversuche unter Kurz- und Langzeiteinwirkung 215
7.3.1 Tragfähigkeit bei kurzzeitiger Lasteinwirkung 215
7.3.2 Spannungsverteilung im Glas 219
7.3.3 Kriechversuche mit 1000 Stunden Laufzeit 221
7.3.4 Verlängerte Kriechversuche am Klebstoff mit mittlerer Steifigkeit 226
7.3.5 Tragfähigkeit nach Vorbelastung 230
8 Bewertung und Handlungsempfehlung 231
8.1 Alterungsverhalten 231
8.2 Korrelation der Ergebnisse aus Fügeteil- und 233
Bauteilversuchen
8.2.1 Versuche bei kurzzeitiger Lasteinwirkung 233
8.2.2 Versuche bei langandauernder Lasteinwirkung 235
8.3 Der Vorzugsklebstoff und seine Einsatzgrenzen 238
8.4 Konstruktion 241
9 Zusammenfassung und Ausblick 243
9.1 Zusammenfassung 243
9.2 Ausblick 249
10 Literatur 253
11 Abbildungsverzeichnis 263
12 Tabellenverzeichnis 267
13 Bezeichnungen 268
Anhang
A Materialkennwerte zur Klebstoffauswahl 271
B Klebverbindungen im Labormaßstab 287
C Bauteilähnliche Prüfkörper 373
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