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Schlagwort: Stahl

  • Neue Erkenntnisse zur Stabilität von Stahl unter Wasserstoffeinfluss

    Neue Erkenntnisse zur Stabilität von Stahl unter Wasserstoffeinfluss

    Forschende des Labors für Fügetechnologie und Korrosion an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) untersuchen die Mechanismen, die zur Wasserstoffversprödung von Stahl führen. In der besonderen Aufmerksamkeit des Teams um Chiara Menegus und Claudia Cancellieri steht das Wirken des Wasserstoffs an der Grenzschicht zwischen einer Passivierungsschicht und dem Metall, heisst es in einer Mitteilung.

    Unter der Passivierungsschicht versteht man eine etwa 5 Nanometer starke Oxidschicht, die bei der Oxidation von im Stahl enthaltenem Chrom entsteht. Die Passivierungsschicht schützt den Stahl vor weiterer Korrosion. Wie sich bei Untersuchungen zeigte, können aber an der Grenzfläche zwischen der Passivierungsschicht und dem Metall einzelne Wasserstoffatome reagieren und die schützende Oxidschicht abbauen. Dies führt schliesslich zur Versprödung des Stahls und kann Materialbrüche herbeiführen, so beobachtet an Bauten wie der Carolabrücke in Dresden, dem Londoner Wolkenkratzer 122 Leadenhall Street oder Teilen der Bay Bridge in San Francisco.

    Der Nachweis der Wasserstoffatome in der Grenzfläche ist jedoch kompliziert. „Es ist schwierig, eine verborgene Grenzfläche im Inneren des Materials zu untersuchen, ohne die Probe zu zerstören“, wird Forschungsleiterin Claudia Cancellieri in der Mitteilung zitiert.

    Für die Untersuchungen nutzten die Forschenden die harte Röntgenphotoelektronenspektroskopie (Englisch: Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy, kurz HAXPES). Mit dieser Methode liess sich zeigen, dass der Wasserstoff die Passivierungsschicht abbaute.

    In einem weiteren Schritt sollen in Zusammenarbeit mit dem Ion Beam Physics Lab der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) unterschiedliche Eisen-Chromlegierungen untersucht und resistente Oxidschichten gefunden werden. Erkenntnisse aus diesen Forschungen könnten zum Bau langlebiger Brücken sowie zu besserer Infrastruktur für die Lagerung und den Transport von Wasserstoff führen, heisst es in der Mitteilung.

  • Hybridbauweisen aus Holz, Beton und Stahl

    Hybridbauweisen aus Holz, Beton und Stahl

    Einbindung und Verknüpfungstechnologien
    Eine bedeutende Herausforderung bei Hybridkonstruktionen liegt in der Integration verschiedener Materialien. Bei der Verbindung von Holz und Beton müssen spezielle Verbindungselemente verwendet werden, um die unterschiedlichen Eigenschaften der Materialien, wie beispielsweise die feuchte Empfindlichkeit von Holz, zu berücksichtigen.

    Verständnis für Bauteile mit gemischter Struktur entwickeln
    Hybride Bauteile vereinen zwei oder mehr Materialien, die aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften sorgfältig ausgewählt werden. Ein Beispiel hierfür ist die Kombination von Beton, der Druckkräfte aufnehmen kann, und Stahl, der für Zugkräfte verantwortlich ist. Durch diese Zusammenstellung entstehen innovative Konstruktionen, die mit den einzelnen Werkstoffen allein nicht umsetzbar wären.

    Anwendungen im Bereich der vorgefertigten Bauteile
    Im Bereich des Fertigteilbaus werden Hybridbauweisen insbesondere für die Produktion grosser und schwerer Bauteile eingesetzt. Hierbei werden die Bauteile zunächst separat hergestellt und später zu einer Gesamtheit zusammengefügt. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine flexiblere Gestaltung und vereinfacht den Transport sowie die Montage.

    Revolutionäre Kombinationen für Decken
    Innovative Deckenkonstruktionen mit einem Sandwichquerschnitt verwenden Hybridtechnologien, um robuste und gleichzeitig leichte Bauteile herzustellen. Diese fortschrittliche Technologie erlaubt die Einbindung von Installationssystemen und trägt zur Energieeffizienz des Gebäudes bei.

    Verbindung von Holz und Beton
    Die Verbindung von Holz und Beton in Deckenkonstruktionen bietet die Möglichkeit, die Stärken beider Materialien zu kombinieren und ihre Schwächen auszugleichen. Holz kann dabei die tragende Rolle übernehmen, während Beton für Schalldämmung und die Einbindung von Heiz- oder Kühlsystemen genutzt wird.

    Innovative Fortschritte in der Zukunft
    Die Weiterentwicklung von Hybridbauweisen strebt danach, leistungsfähigere, kostengünstigere und umweltfreundlichere Bautechniken zu ermöglichen. Dies beinhaltet verbesserte Herstellungsverfahren, die Steigerung der Tragfähigkeit und die Beschleunigung des Bauprozesses. Insgesamt repräsentieren hybride Bauweisen einen zukunftsorientierten Ansatz im Bauwesen, der die Vorzüge unterschiedlicher Materialien vereint, um effiziente, nachhaltige und ästhetisch ansprechende Bauwerke zu schaffen.

  • Sieger der Bern Upcycling Challenge sind gekürt

    Sieger der Bern Upcycling Challenge sind gekürt

    Die Sieger der ersten Bern Upcycling Challenge stehen fest: Scrimber, Mymyio und Second Life Recharger. Der Preis des Departements Wirtschaft der Fachhochschule Bern und des Förderfonds der Berner Kantonalbank ist mit insgesamt 30’000 Franken dotiert. Er wurde beim 2. Anwenderforum in Bern verliehen.

    Laut einer Medienmitteilung soll der Wettbewerb die Transformation zu einer Kreislaufwirtschaft in der Region stimulieren und einen aktiven Beitrag zum nachhaltigen Umbau der Unternehmen leisten. Gleichzeitig soll die Grossregion Bern als wichtiger Standort für die Kreislaufwirtschaft positioniert werden.

    Auf Platz 1 wählte die Jury das Projekt Scrimber. Dessen hochwertige tragenden Bauprodukte aus Holz können Beton und Stahl und damit CO2-Emissionen im Bauwesen ersetzen. Die Holzplatten werden aus minderwertigen Holzsortimenten wie kleinere, unregelmässige Stammquerschnitte oder Seitenware aus Sägewerken sowie aus Altholz hergestellt. Nach einer ersten Nutzungsphase in einem Gebäude können die Teile wiederverwendet werden.

    Platz 2 ging an die Upcycling-Möbel von Mymyio. Sie werden mit ausgemustertem Büromaterial hergestellt, was aber nicht erkennbar ist. Mymyio kann aus Lagerbeständen mit wertvollen Rohstoffen sogar massgeschneiderte Produkt- und Projektlösungen anbieten.

    Auf Platz 3 landete das Projekt Second Life Battery Recharger, ein System, mit dem alte Batterien von E-Bikes neu genutzt werden können. Es wurde von der Ausbildungs- und Erlebnisplattform Swiss Bike Park Oberried entwickelt, gemeinsam mit Partnern wie Gustoil, Petrusso, Thömus, Twinner, Stromer und der GVB Kulturstiftung.

  • EPFL schlägt CO2-Mineralisierung direkt in Industrieprozessen vor

    EPFL schlägt CO2-Mineralisierung direkt in Industrieprozessen vor

    EPFL-Ingenieurinnen und -Ingenieure des Labors für industrielle Prozess- und Energiesystemtechnik in Sitten schlagen die Zusammenführung bisher getrennter industrieller Prozesse in einem System vor, um die CO2-Emissionen in Schlüsselsektoren erheblich zu senken. Dafür zeigen sie das Potenzial zur Erreichung von Netto Null und Negativemissionen durch die Abscheidung und Mineralisierung von Kohlenstoff direkt vor Ort auf. Für ihre nun veröffentlichte Studie konzentrierten sie sich auf die Sektoren Zementproduktion, Stahlherstellung und Kehrichtverbrennung.

    In dieser Studie wird eine Lösung vorgestellt, bei der die CO2-Abscheidung und -Mineralisierung in den Produktionsprozess selbst integriert wird. Die daraus entstehenden Karbonate können laut einer Mitteilung der EPFL sicher gelagert oder als Baumaterial verwendet werden. Nebenprodukte der Mineralisierung können in die Zementmischung integriert werden.

    „Netto-Null kann nicht allein durch den Ersatz fossiler Brennstoffe durch erneuerbare Energien erreicht werden“, erläutert Professor und Laborleiter François Marechal. „In dieser Studie zeigen wir, wie wichtig es ist, einen prozessintegrierten Ansatz zu verfolgen, um die Kosten für die CO2-Abscheidung und -Speicherung zu senken.“ Dass diese Studie auch das Potenzial für netto-negative Emissionen aufgezeigt hat, hält Sarah Holmes von der Royal Society of Chemistry für entscheidend.

    Die Studie zeigt, dass diese Art der Speicherung von CO2 zu Kosten von bis zu 85 Euro pro Tonne CO2 möglich ist. Sie rechnet auch vor, dass diese Lösung auf dem europäischen Kontinent jährlich zu einer Verringerung von 860 Millionen Tonnen CO2 führen würde. Die Einsparungen im Vergleich zu den sozialen Kosten der Untätigkeit lägen pro Jahr bei 107 Milliarden Euro.

  • Morand Constructions Métalliques baut erstes Tragwerk aus dekarbonisiertem Stahl

    Morand Constructions Métalliques baut erstes Tragwerk aus dekarbonisiertem Stahl

    Das Metallbauunternehmen Morand Constructions Métalliques mit Sitz in Enney hat für das neue Autohaus DIMAB in Rossens das schweizweit erste Tragwerk aus dekarbonisiertem Stahl gebaut. Dekarbonisierter Stahl setzt mit 333 Kilogramm CO2 pro Tonne siebenmal weniger Kohlenstoffdioxid frei, heisst es in einer Mitteilung des Stahlbau Zentrum Schweiz (SZS). Klassischer Stahl aus dem Stahlwerk verursacht 2300 Kilogramm Kohlenstoffdioxid je Tonne.

    Die ökologisch nachhaltigen Stahlträger wurden den Angaben zufolge in einem Lichtbogenofen aus Altstahl und mit 100 Prozent erneuerbarem Strom produziert. Auch das Recyclen von Stahl setzt mit 600 Kilogramm CO2 je Tonne vergleichsweise wenig Treibhausgase frei und ist seit mehr als 100 Jahren gängige Praxis. Kommt bei der Herstellung noch Strom aus zu 100 Prozent erneuerbaren Energiequellen hinzu, „halbieren sich fast die Umweltauswirkungen eines dekarbonisierten Stahls – und das bei einem geringen Mehrpreis von 2 bis 4 Prozent“, heisst es weiter.