In der Arbeit erfolgen Untersuchungen einer neuartigen Materialkombination hinsichtlich ihrer Eignung als Füllmaterial für alte Bergwerksstollen zum dauerhaften Verfüllen dieser Stollen. Dazu wird ein vorhandenes Füllmaterial dahingehend modifiziert, dass es einer höheren Belastung durch den entstehenden Gebirgsdruck besser standhält. Eine Versuchsanlage für den Einsatz unter Tage wird dafür konzipiert um verschiedene Stoffgemische mit Hilfe eines Strahlrohres vor Ort herzustellen und damit Versuchsstollen zu füllen. In diesem Zusammenhang wird das Prinzip des Strahlrohres näher erläutert und ein auf die Bedingungen und Fördermengen angepasstes Strahlrohr ausgelegt, konstruiert und getestet. Parallel dazu werden mit dem gleichen Füllmaterial im Labor verschiedene Festigkeitsuntersuchungen durchgeführt. Im Anschluss wurde der Aushärtevorgang in den Teststollen dokumentiert und ausgewertet.:1. Einleitung 2. Zielstellung und Abgrenzung der Arbeit 2.1. Ziel der Arbeit 2.2. Lösungsansatz 2.3. Abgrenzung der Arbeit 3. Grundlagen 3.1. Versatzbergbau in Bernterode 3.2. Bewegungsverhältnisse im Suspensionsrohr unter Tage 3.3. Siebklassierung 3.3.1. Analyse 3.3.2. Produktionssiebung 3.4. Statischer Mischer 3.5. Strahlrohr - Funktionsprinzip 4. Realisierung der Steinsalzzugabe 4.1. Auslegung des Strahlrohres 4.1.1. Vorbemerkung 4.1.2. Richtlinien zur Auslegung 4.1.3. Berechnung des Strahlrohres 4.2. Auslegung des statischen Mischers 4.2.1. Auswahl des Mischertyps und Variantenbetrachtung 4.2.2. Berechnung 5. Analytische Untersuchungen 5.1. Grundrezeptur für die Suspension 5.2. Untersuchung des eingesetzten Halits 5.2.1. Klassierung des Halits 5.2.2. Analyse des Halits 5.2.3. Bestimmung weiterer Parameter 5.2.4. Mikroskopische Aufnahmen des Salzes 5.3. Labortechnische Untersuchungen 5.4. Druckfestigkeitsuntersuchungen im Labormaßstab 5.4.1. Beschreibung der Laborversuche 5.4.2. Probenvorbereitung 5.4.3. Durchführung der Druckversuche 5.4.4. Durchführung Langzeitlagerung 6. Experimentelle Untersuchungen unter Tage 6.1. Übersicht 6.2. Versuchsaufbau unter Tage 6.2.1. Vorversuche 6.2.2. Dauerversuche 6.3. In-situ-Versuche 6.4. Ex-situ-Versuche 7. Auswertung 7.1. Stützkornzugabe mit Hilfe eines Strahlrohres 7.2. Einaxialer Druckversuch 7.2.1. Probenvorbereitung 7.2.2. Druckversuch 7.2.3. Druckversuch Langzeitlagerung über 20 Wochen 7.2.4. Mikroskopische Aufnahmen der Bruchflächen 7.2.5. Materialfeuchtemessung 7.2.6. Materialfeuchtemessung Langzeitlagerung 7.3. In-situ-Untersuchungen 7.3.1. Messung des Verformungsmoduls Evd 7.3.2. Dichtemessungen der ausdrainierten Abschnitte 8. Zusammenfassung und Ausblick 9. Literaturverzeichnis 10. Abbildungsverzeichnis 11. Tabellenverzeichnis 12. Anlagen 12.1. Geschichte des Salzbergbaus 12.2. Begriffsdefinition – Suspension 12.3. Statischer Mischer 12.4. Technische Zeichnungen des Strahlrohres 12.5. Ergebnis der Klassierung des eingesetzten Halits 12.6. Protokoll Spülversuch Stützkorn am 15.3.2016 12.7. Protokoll einaxialer Druckversuch Labormaßstab 12.8. Protokoll einaxialer Druckversuch – Langzeitlagerung / The thesis concentrates on the research of a new material combination regarding its usefulness as a long-term filling material for old mines. Already existing filling material was modified in a way to withstand a bigger rock pressure. After a brief introduction of mining in Central Germany, resulting in the necessity of using such a technology, the established process this thesis is based on will be described in greater detail. Further, important terminology and employed technology will be clarified. Based upon this, an underground test facility is designed in order to produce different substance mixtures with the help of a radiant tube to fill the test tunnels. In this context, the principle of the radiant tube will be further clarified. The radiant tube, adjusted to the conditions and delivery rates, will then be constructed and tested. At the same time, the same filling material will be thoroughly tested in a laboratory regarding its strength and cohesiveness. Subsequently, the hardening process in the tunnels underground will be documented and evaluated.:1. Einleitung 2. Zielstellung und Abgrenzung der Arbeit 2.1. Ziel der Arbeit 2.2. Lösungsansatz 2.3. Abgrenzung der Arbeit 3. Grundlagen 3.1. Versatzbergbau in Bernterode 3.2. Bewegungsverhältnisse im Suspensionsrohr unter Tage 3.3. Siebklassierung 3.3.1. Analyse 3.3.2. Produktionssiebung 3.4. Statischer Mischer 3.5. Strahlrohr - Funktionsprinzip 4. Realisierung der Steinsalzzugabe 4.1. Auslegung des Strahlrohres 4.1.1. Vorbemerkung 4.1.2. Richtlinien zur Auslegung 4.1.3. Berechnung des Strahlrohres 4.2. Auslegung des statischen Mischers 4.2.1. Auswahl des Mischertyps und Variantenbetrachtung 4.2.2. Berechnung 5. Analytische Untersuchungen 5.1. Grundrezeptur für die Suspension 5.2. Untersuchung des eingesetzten Halits 5.2.1. Klassierung des Halits 5.2.2. Analyse des Halits 5.2.3. Bestimmung weiterer Parameter 5.2.4. Mikroskopische Aufnahmen des Salzes 5.3. Labortechnische Untersuchungen 5.4. Druckfestigkeitsuntersuchungen im Labormaßstab 5.4.1. Beschreibung der Laborversuche 5.4.2. Probenvorbereitung 5.4.3. Durchführung der Druckversuche 5.4.4. Durchführung Langzeitlagerung 6. Experimentelle Untersuchungen unter Tage 6.1. Übersicht 6.2. Versuchsaufbau unter Tage 6.2.1. Vorversuche 6.2.2. Dauerversuche 6.3. In-situ-Versuche 6.4. Ex-situ-Versuche 7. Auswertung 7.1. Stützkornzugabe mit Hilfe eines Strahlrohres 7.2. Einaxialer Druckversuch 7.2.1. Probenvorbereitung 7.2.2. Druckversuch 7.2.3. Druckversuch Langzeitlagerung über 20 Wochen 7.2.4. Mikroskopische Aufnahmen der Bruchflächen 7.2.5. Materialfeuchtemessung 7.2.6. Materialfeuchtemessung Langzeitlagerung 7.3. In-situ-Untersuchungen 7.3.1. Messung des Verformungsmoduls Evd 7.3.2. Dichtemessungen der ausdrainierten Abschnitte 8. Zusammenfassung und Ausblick 9. Literaturverzeichnis 10. Abbildungsverzeichnis 11. Tabellenverzeichnis 12. Anlagen 12.1. Geschichte des Salzbergbaus 12.2. Begriffsdefinition – Suspension 12.3. Statischer Mischer 12.4. Technische Zeichnungen des Strahlrohres 12.5. Ergebnis der Klassierung des eingesetzten Halits 12.6. Protokoll Spülversuch Stützkorn am 15.3.2016 12.7. Protokoll einaxialer Druckversuch Labormaßstab 12.8. Protokoll einaxialer Druckversuch – Langzeitlagerung

Der Anteil an SiSiC-Bauteilen in Industriebrennern hat ständig zugenommen. Durch den Einsatz von keramischen Strahlheizrohren ist es möglich, Thermoprozesse oberhalb 1150 °C durchzuführen. Ein Risiko für den Einsatz ölbeheizter Strahlheizrohre ergibt sich aus der unzuverlässigen Qualität der Heizöle in einigen potentiellen Einsatzländern. In dieser Arbeit wurde die korrosive Einwirkung von Verunreinigungen in Heizölen auf Brennerbauteile aus SiSiC systematisch untersucht. Dabei wurde für Natrium, Kalium und Eisen das korrosive Potential gegenüber SiSiC festgestellt. Von Interesse war dabei der Korrosionsmechanismus, welcher zur Zerstörung der Siliziumdioxid-Schicht führt. In dieser Arbeit wurde die Korrosion des SiSiC-Materials hinsichtlich der Temperaturabhängigkeit und der Abhängigkeit von der Konzentration der Metalle im Heizöl untersucht. Anhand der Ergebnisse ist es möglich, für SiSiC-Keramik eine Lebensdauerabschätzung vorzunehmen.

Durch das Forschungszentrum Rossendorf wurde in den Jahren 1996-1998 ein eigenes Strahlrohr fuer Experimente mit Synchrotronstrahlung an der ESRF (European Synchrotron Radioation Facility) in Grenoble/Frankreich aufgebaut. Das Strahlrohr verfuegt ueber zwei alternativ nutzbare Messplaetze fuer die Untersuchung von radioaktiven Proben mittels Roentgenabsorptionsspektroskopie und fuer Materialstrukturuntersuchungen mit Roentgendiffraktion. Der Bericht konzentriert sich auf die Arbeiten, die fuer die Steuerung der Optik und die Nutzung der Messplaetze hinsichtlich der Elektronik, Rechentechnik und Software erforderlich waren. Nach einer Beschreibung der Randbedingungen und einer Kurzcharakteristik der geraetetechnischen Basis werden wichtige Hardwarekomponenten fuer die Instrumentierung der Systeme vorgestellt. Die rechentechnische Basis wird anschliessend beschrieben. Die angewendeten Software-Grundprinzipien werden erlaeutert und diskutiert sowie an einigen Applikationen beispielhaft verdeutlicht. Abschliessend werden spezifische Probleme bei der Programmierung von Applikationen mit grafischer Bedienoberflaeche in Verbindung mit Geraetezugriffen behandelt. Tabellen, in denen die benutzten Hardware-Module und die Softwarekomponenten zusammengestellt sind, ermoeglichen einen Ueberblick ueber das Gesamtsystem. Das Literaturverzeichnis dient als Leitfaden fuer die Detaildokumentationen.

Durch das Forschungszentrum Rossendorf wurde in den Jahren 1996-1998 ein eigenes Strahlrohr fuer Experimente mit Synchrotronstrahlung an der ESRF (European Synchrotron Radioation Facility) in Grenoble/Frankreich aufgebaut. Das Strahlrohr verfuegt ueber zwei alternativ nutzbare Messplaetze fuer die Untersuchung von radioaktiven Proben mittels Roentgenabsorptionsspektroskopie und fuer Materialstrukturuntersuchungen mit Roentgendiffraktion. Der Bericht konzentriert sich auf die Arbeiten, die fuer die Steuerung der Optik und die Nutzung der Messplaetze hinsichtlich der Elektronik, Rechentechnik und Software erforderlich waren. Nach einer Beschreibung der Randbedingungen und einer Kurzcharakteristik der geraetetechnischen Basis werden wichtige Hardwarekomponenten fuer die Instrumentierung der Systeme vorgestellt. Die rechentechnische Basis wird anschliessend beschrieben. Die angewendeten Software-Grundprinzipien werden erlaeutert und diskutiert sowie an einigen Applikationen beispielhaft verdeutlicht. Abschliessend werden spezifische Probleme bei der Programmierung von Applikationen mit grafischer Bedienoberflaeche in Verbindung mit Geraetezugriffen behandelt. Tabellen, in denen die benutzten Hardware-Module und die Softwarekomponenten zusammengestellt sind, ermoeglichen einen Ueberblick ueber das Gesamtsystem. Das Literaturverzeichnis dient als Leitfaden fuer die Detaildokumentationen.

Der Anteil an SiSiC-Bauteilen in Industriebrennern hat ständig zugenommen. Durch den Einsatz von keramischen Strahlheizrohren ist es möglich, Thermoprozesse oberhalb 1150 °C durchzuführen. Ein Risiko für den Einsatz ölbeheizter Strahlheizrohre ergibt sich aus der unzuverlässigen Qualität der Heizöle in einigen potentiellen Einsatzländern. In dieser Arbeit wurde die korrosive Einwirkung von Verunreinigungen in Heizölen auf Brennerbauteile aus SiSiC systematisch untersucht. Dabei wurde für Natrium, Kalium und Eisen das korrosive Potential gegenüber SiSiC festgestellt. Von Interesse war dabei der Korrosionsmechanismus, welcher zur Zerstörung der Siliziumdioxid-Schicht führt. In dieser Arbeit wurde die Korrosion des SiSiC-Materials hinsichtlich der Temperaturabhängigkeit und der Abhängigkeit von der Konzentration der Metalle im Heizöl untersucht. Anhand der Ergebnisse ist es möglich, für SiSiC-Keramik eine Lebensdauerabschätzung vorzunehmen.