Application of low-cost carbon black from lignin highly depends on the materials properties, which might by determined by raw material and processing conditions. Four different technical lignins were subjected to thermostabilization followed by stepwise heat treatment up to a temperature of 2000 °C in order to obtain micro-sized carbon particles. The development of the pore structure, graphitization and inner surfaces were investigated by X-ray scattering complemented by scanning electron microscopy and FTIR spectroscopy. Lignosulfonate-based carbons exhibit a complex pore structure with nanopores and mesopores that evolve by heat treatment. Organosolv, kraft and soda lignin-based samples exhibit distinct pores growing steadily with heat treatment temperature. All carbons exhibit increasing pore size of about 0.5–2 nm and increasing inner surface, with a strong increase between 1200 °C and 1600 °C. The chemistry and bonding nature shifts from basic organic material towards pure graphite. The crystallite size was found to increase with the increasing degree of graphitization. Heat treatment of just 1600 °C might be sufficient for many applications, allowing to reduce production energy while maintaining materials properties.
Various methods are available for the calculation of timber–concrete composite floors. The gamma method, which is important in construction practice, as well as the differential equation method, are based on the simplified assumption of a continuous bond between wood and concrete. This makes it possible to analytically calculate the internally statically indeterminate partial section sizes and deformation sizes, analogous to the force size method. In this paper, two typical load situations of concentrated loads (central and off-centre) were analytically and numerically evaluated and compared using the above-mentioned methods (gamma and differential equation), with a discrete method for the case of a timber beam reinforced with a concrete slab using screws as fasteners. The calculation results show significant deviations, which speak for the application of discrete methods in certain load situations and thus limit the usability of the gamma method under certain conditions. For the problem of deflection determination, which is not dealt with in the literature for the discrete method, a numerical method is described in the present work, which was first developed and presented by the first author.
Der Einsatz von Holz im Bauwesen als natürlicher und nachhaltiger Baustoff wird immer bedeutender. Neue Entwicklungen gehen dahin, Holz auch im mehrgeschossigen Wohn‐ und Bürobau zu verwenden. Neben den ökologischen Vorteilen steht für den Nutzer auch das günstige Raumklima und das unmittelbare Erleben von Holzoberflächen an Wand und Decke im Vordergrund. Im Geschossbau hat sich insbesondere die Holz‐Betonverbundbauweise, die die statischen Vorteile beider Baustoffe optimal nutzt, als zukunftsweisend erwiesen. Die hier beschriebene Holz‐Betonverbunddecke besteht aus CLT‐Platten und Betonfertigteilelementen. Sie stellt eine Neu‐ und Weiterentwicklung herkömmlicher Verbunddecken mit Aufbeton dar. Das Holzelement nimmt dabei überwiegend die Zug‐ bzw. Biegezugkräfte und die Betonplatte hauptsächlich die Druck‐ bzw. Biegedruckkräfte auf. Die notwendige Schubverbindung erfolgt dabei über sog. Knaggen (Schubkerven), die im Holz eingefräst und im Beton in komplementärer Form geschalt sind. Die Verbindung ist des Weiteren mit einer Klebeverbindung gesichert. Neben der schrittweisen Entwicklung der Konstruktion, insbesondere der Knagge, und der passenden Herstellungsmethode wurden zur Bestimmung des Tragverhaltens experimentelle Untersuchungen in Form von Schubversuchen an Kleinkörpern und mehreren Großbiegeversuchen an Deckenelementen im Maßstab 1 : 1 durchgeführt. Im Vordergrund stand dabei die Untersuchung der Funktionsweise der Knaggen und der Eignung der Verbunddecke selbst. Um ein geeignetes Berechnungsverfahren zu finden, wurden das Gamma‐Verfahren und das diskrete Verfahren angewendet und mit den Ergebnissen der Biegeversuche verglichen.
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