Forschung

Im Bauingenieurwesen hat sich in den letzten Jahren ein deutlicher Wandel hin zu innovativen Technologien und Materialien vollzogen. Trotz der Forcierung des Einsatzes von Werkstoffen auf der Basis alternativer und nachwachsender Rohstoffe ist die Bedeutung polymerer und polymermodifizierter Werkstoffe stets gestiegen und wird auch zukünftig aufgrund ihrer erheblich variierbaren und einzigartigen universellen Eigenschaften weiter zunehmen. Das  komplexe Zusammenwirken mit traditionellen Bauwerkstoffen sowie ökonomische als auch ökologische Aspekte erfordern ein hohes Fachwissen und spezielle Grundlagenforschungen hinsichtlich neuer innovativer Eigenschaften und deren qualitativer wie quantitativer Veränderungen, wie z. B. Tauglichkeit, Dauerhaftigkeit und Einsatzbedingungen. Ebenso werden praxisrelevante Themen aus den Bereichen Neubau, Sanierung und Instandsetzung verfolgt.

An der Professur "ChemPoWer" ist im Bereich der Grundlagenforschung der Fokus auf die Untersuchung der Interaktionen von anorganischen und organischen Stoffsystemen gerichtet. Dabei wird sowohl die Wechselwirkung von traditionellen Polymeren auf petrochemischer Basis als auch das Verhalten biobasierter Materialien in mineralischen Systemen betrachtet. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Erforschung des Einflusses der Mikrostruktur auf die Dauerhaftigkeit und die lastabhängigen und die lastunabhängigen mechanischen Eigenschaften von polymermodifizierten Mörteln und Betonen. Parallel dazu wird auch auf dem Gebiet der alternativen Bindemittelsysteme, wie beispielsweise den Geopolymeren, gearbeitet.

Mit der Anwendung polymerer Werkstoffe in hybriden Strukturen setzte sich ein Forschungsthema auseinander, welches das große Potential von Materialhybriden für das Bauingenieurwesen aufgezeigt hat. Die Weiterverfolgung dieses Themas steht für die nächsten Jahre auf der Agenda.

Ein aktuelles Forschungsfeld befasst sich mit den polymergebundenen und polymermodifizierten Materialien für besondere Anwendungen, beispielsweise in der Bauwerksinstandsetzung.

Das Ausloten der materialwissenschaftlichen und technologischen Aspekte der thermochemischen Energiespeicherung ist ein weiteres Zukunftsfeld der Forschung an der Professur.

 

 

Forschungsprojekte

BMWi

 "PolyUpSand; Substitution von Bausanden und -kies durch das Upcycling von mineralischen Abprodukten aus Industrie und Bergbau zur Herstellung eines neuen polymeren Bauwerkstoffes für Fertigteile im Abwasserbereich"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM
  • Laufzeit: Januar 2019 - Dezember 2020

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 "DIGICRETE; Digitalisierung des Betonerhärtungsprozesses zur Vermeidung von Temperaturrissen (Digitalization of the concreting process to avoid temperature cracks)"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: Oktober 2018 - September 2020

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"AnoFORM; Entwicklung eines alternativen anorganischen Bindersystems für Formsande in der Gießereiindustrie; Mineralische-Stoffsysteme-Beeinflussung des Abbindeverhaltens von Wassergläsern durch alumosilikatische u./o. phosphalthalige Zusätze"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: August 2017 - Juli 2019

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"InnoAnti-Mould-Filler; Modulares Anti-Schimmel-Beschichtungssystem mit kombinierter Biozid- und Thermoschutz-Ausrüstung für Innen-wand-Oberflächen im Wärmebrückenbereich; Rezepturentwicklung und Funktionalitätsnachweis der fungiziden Beschichtungen im Labormaßstab"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: September 2017 - August 2019

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"MultiPoTens; Multifunktionselemente aus Polymerbeton mit Spanngliedern aus nachwachsenden Rohstoffen"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: März 2016 - August 2018

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"BioFM;Betonfließmittel aus NaWaRo zur Entwicklung einer dezentralen, lokal produzierenden Verfahrenstechnik"

  •  Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: Juni 2015 - Mai 2017

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"Architekturestrich; Hocheffiziente Komplextechnologie für neuartige gebrauchswertgesteigerte Architekturestriche; Chemotechnische Oberflächenstrukturierung von Architekturestrichen"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: März 2015 - November 2016
    Verlängerung der Laufzeit (kostenneutrale Verlängerung):  Dezember 2016 - Februar 2017

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"MetaTon-Deko; Entwicklung von keramischen Dekorationserzeugnissen auf der Basis von MetaTon und Entwicklung eines adäquaten Niedertemperatur-Herstellungsverfahrens Baustoffchemische Untersuchungen am MetaTon und Endprodukt unter dem Aspekt der Dauerhaftigkeit"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: November 2014 – Juni 2017

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"Biomanipulierte Bildwerke; Entwicklung von polymergebundenen Mörteln und Betonen zur Herstellung von dünnwandigen, filigranen und formstabilen Reliefs und Bildwerken mit gezielter Manipulation der Oberfläche durch Mikroorganismen"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: Juli 2014 - März 2017

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"AquaDens; Entwicklung von Abdichtungsverfahrens auf der Basis kunststoff-modifizierter Trockenmörtel zur Abdichtung von Mauerwerksgründungen in enger städtischer Bebauung und schwierigen Bodenverhältnissen"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: März 2014 – Februar 2016
    Verlängerung der Laufzeit (kostenneutrale Verlängerung):
    29.02.2016 -31.05.2016

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"Bio-Add-Fliesenkleber; Entwicklung von biopolymeren Additiven für mineralische Fliesenkleber auf der Basis chemisch modifizierter Biopolymergemischen zur Optimierung der Frischmörteleigenschaften und des Hydratationsverhaltens"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: Juni 2013 – Mai 2015

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"Schiefermehl; Aktivierung von Schiefermehl zur Erzielung eines puzzolanischen Zumahlstoffes für Mörtel und Beton; Werkstoffentwicklung auf der Basis von thermisch aktiviertem Schiefermehl"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: Juni 2013 –Januar 2015
  • Federführend betreut Prof. Ludwig (Werkstoffe des Bauens) dieses Projekt

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"Sauerstoffregenerator; Entwicklung eines Sauerstoffregenerators zur zyklischen Bereitstellung von elektrolytisch reinem Sauerstoff in einem Inertgasstrom; Oxidkeramische Stoffsysteme-verfahrenstechnischen Parameter für den zyklenstabilen regenerativen Einsatz"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: Januar 2013 – Dezember 2014

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"PolCon, Entwicklung einer einfachen Rohstoffanalysesystematik auf Basis der Untersuchung von Polymerbetonen mit unterschiedlichen Füllstoffen sowie von Bauteilen unter Material-, Umwelt- und Dauerhaftigkeitsaspekten"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: Oktober 2012 - November 2014

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"Kernleime, Entwicklung eines innovativen Abbindebeschleunigers auf Getreidemehlbasis für Gipsmassen bei der Gipskartonplattenherstellung"

  • Kooperationsprojekt im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
  • Laufzeit: September 2012 – Februar 2015


"Innovative Maschinengestelle mit Präzisionsführungsflächen auf Basis von Spezialbeton: Entwicklung eines Spezialbetons und einer Oberflächenbeschichtung für Gestellkomponenten mit Präzisionsführungsflächen"

  • Verbundforschungsprojekt im Rahmen der Initiative AiF ZIM mit der TU Ilmenau, der TETRA GmbH und der E. Reitz Natursteintechnik GmbH
  • Laufzeit: September 2011 - August 2013


"Leak-Proof Technology - Innovativer Spezialbeton für offene, stark frequentierte Tragwerkskonstruktionen (Parkhäuser)"

  • Laufzeit: Januar 2010 - Oktober 2011

 

 

BBR/BBSR

"Entwicklung neuartiger praxistauglicher Verankerungs- und Übergreifungslösungen von Bewehrung aus Faserverbundkunststoff"

  • Förderung: Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) im Rahmen der Forschungsinitiative „Zukunft Bau“
  • Projektpartner: Leibniz Universität Hannover, Institut für Massivbau und HALFEN GmbH Artern
  • Laufzeit: 15.05.2019 - 15.05.2021

"Glas-Hybrid-Elemente mit transluzenten Zwischenschichten zur Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäudehüllen" im Rahmen der Forschungsinitiative "Zukunft Bau"

  • Laufzeit: Juli 2009 - März 2011

BMBF

Verbundvorhaben AlgiTherm: "Weiterentwicklung, Optimierung und Skalierung alginatbasierter Komposit-Materialien zur thermochemischen Speicherung"

  • Zuwendung aus dem Sondervermögen "Energie- und Klimafonds"
  • BMBF-Partner im Verbundvorhaben: Universität Hamburg
  • Laufzeit: 01/2019 bis 12/2021
  • Förderkennzeichen:03EK3060B

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InnoProfile-Transfer Nachwuchsgruppe: "Methoden zur Entwicklung und Applikation innovativer, funktionaler Materialien für die Bauwerksinstandsetzung – nuBau Transfer"

  • BMBF-Programm "InnoProfile-Transfer"
  • Anschlussforschungsprojekt an das InnoProfile-Projekt "Methoden und Baustoffe zur nutzerorientierten Bausanierung - nuBau"
  • anteilige Finanzierung durch KMU
  •  Laufzeit: 01/2014 bis 12/2018
  • Kurzbeschreibung:

Es werden die im InnoProfile-Ausgangsprojekt: "Methoden und Baustoffe zur nutzerorientierten Bausanierung- nuBau" gewonnenen Erkenntnisse zu Materialentwicklung und –prüfung aufgegriffen und im Rahmen einer Forschergruppe hinsichtlich der strukturierten Entwicklung und zielsicheren Applikation innovativer, funktionaler Materialien für die Bauwerksinstandsetzung weiterverfolgt. Der Fokus liegt darauf, von Nutzern formulierte Anforderungen an Sanierungsmethoden, Materialien und deren Applikation zu berücksichtigen und zu systematisieren. Dabei werden insbesondere die Technik (technologische Aspekte, Richtlinien, Vorschriften etc.), die Wirtschaftlichkeit (Kosten, -einsparpotentiale, Nachhaltigkeit, Energie u. ä.) sowie der Erhalt vorhandener Bausubstanz unter historischen, gestalterischen und denkmalpflegerischen Gesichtspunkten untersucht. Aus materialwissenschaftlicher Sicht liegt der Fokus auf Baustoffen für die Betoninstandsetzung, auf Ergänzungsmaterialien für Holzbauteile sowie auf speziellen Materialien der Projektpartner.

Link: http://www.springer-vdi-verlag.de/bauing/2014/01/76618.html

http://www.bauingenieur24.de/fachbeitraege/forschung/materialforschung-bauwe

Link: nuBau-Transfer

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Verbundvorhaben ThessaPor: "Optimierung der Speicherdichte eines thermochemischen Speichers für solare Wärme unter der Verwendung von Komposit-Materialien aus Salzhydraten und hierarchisch strukturierten porösen Trägermaterialien"

  • Laufzeit: 1. August 2012 bis 31. Juli 2017

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Mitantragsteller des Projektes InnoProfile "Methoden und Baustoffe zur nutzerorientierten Bausanierung" Link

  • Laufzeit: November 2007 - Januar 2013

 "Verbundvorhaben ThessaPor; Optimierung der Speicherdichte eines Thermochemischen Speichers für solare Wärme unter Verwendung von Komposit-Materialien aus Salzhydraten und hierarchisch strukturierten porösen Trägermaterialien"

  • BMBF-Programm “Verbundvorhaben ThessaPor“
  • Laufzeit: August 2012 – Juli 2017 

"Polymermodifizierter Beton (PCC) für innovative Anwendungen im Verkehrsbau"

"Screening" -Phase im Rahmen des ForMaT-Programms

  • Laufzeit: November 2008 - April 2009

 

Mitantragsteller des Projektes InnoProfile "Methoden und Baustoffe zur nutzerorientierten Bausanierung" Link

  • Laufzeit: November 2007 - Januar 2013

Link: nuBau-Transfer

DAAD

"Aufbau eines Studienangebotes für brasilianische Undergraduate-Stipendiaten des Programms Ciencia sem Fronteiras Alemanha"

Laufzeit: Dezember 2011 - Februar 2012

DFG

Bewilligung eines Geräteantrages mit Unterstützung durch das TMWWDG für ein Gekoppeltes Messystem (FFF-MALS-ICP-MS)

  • Beschaffungszeitraum: 2019

"Experimentelle Untersuchungen und mikrostrukturbasierte Modellierung des elastischen und viskoelastischen Verhaltens von PCC in Abhängigkeit von der Temperatur"

  • Laufzeit: 36 Monate (voraussichtlicher Projektbeginn März 2020)

"Identifizierung polydisperser granularer Gefüge zur Bewertung der Stabilität weitgestufter Böden bei hydraulischer Beanspruchung"(Mitantragsteller Professur Grundbau)

  • Laufzeit: 01.04.2017 - 31.03.2020

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Bewilligung eines Geräteantrages mit Unterstützung durch das TMBWK für ein 3D-Nanofokus-Computertomographiesystem

  • Beschaffungszeitraum: 2013
  • Laufzeit: 1. Januar 2013 bis 31. Dezember 2014

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Mitantragsteller im Graduiertenkolleg "Bewertung gekoppelter numerischer Partialmodelle im konstruktiven Ingenieurbau" 

  • Laufzeit: 1. Phase: Juni 2008 - November 2012
  • Laufzeit: 2. Phase: Dezember 2012 - Mai 2017

http://www.uni-weimar.de/de/bauingenieurwesen/forschung-und-kunst/grk1462/

"Trag- und Verformungsverhalten von polymermodifiziertem Beton mit gezielter Verbesserung der duktilen Materialeigenschaften"

  • Laufzeit: Oktober 2007 - September 2009

„Teilprojekt B3 "Dauerhaftigkeit von polymermodifizierten Mörteln und Beton" im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 524 "Werkstoffe und Konstruktionen für die Revitalisierung von Bauwerken"

  • Laufzeit: Juli 1999 - Juni 2006

     

 

 

TMWWDG

 

"Marktreifeentwicklung eines neuartigen, hochfesten Ergänzungsmaterials mit geringer Dichte“

  • Laufzeit: 15.03.2019 bis 31.08.2019

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"Gekoppeltes Thermoanalysesystem zur Ermittlung einer adäquaten Rohstoffperformance für nachhaltige Bindebaustoffe"

  • Laufzeit: 1. Juni 2016 bis 30. April 2017

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Universitätsinterne Förderung

Anschubfinanzierung "Entwicklung anorganischer und ressourcenschonender organischer Klebstoffe für modularisierte Bausysteme"

  • Laufzeit: November 2017 - Oktober 2018

Anschubfinanzierung "Untersuchung der Mikrostruktur von Baustoffen hinsichtlich des Einflusses auf Wärmetransort"

  • Laufzeit: Mai 2015 - April 2016

Anschubfinanzierung "Grundlagenuntersuchungen zur Entwicklung nachhaltiger Werkstoffe für die Wärmedämmung von Gebäuden in Bhutan auf Basis lokal vorhandener Materialien"

  • Laufzeit: Mai 2015 - April 2016

Anschubfinanzierung "Precision Concrete"

  • Laufzeit: Juni 2010 - Mai 2011 

Anschubfinanzierung "Duktiler Beton"

  • Laufzeit: Juni 2006 - Dezember 2006