Klebverbindungen in flüssigen Medien für den konstruktiven Glasbau

Diese Arbeit untersucht lastabtragende Klebungen unter ständiger Beanspruchung durch flüssige Medien und bewertet deren Potenzial für den konstruktiven Glasbau. Im Vordergrund steht zunächst die Frage, wie sich Klebverbindungen in ständiger Flüssigkeit verhalten. Welchen Einfluss haben statische und dynamische Beanspruchungen auf die Verbundeigenschaften? Und wie wirken sich unterschiedliche Lasteinwirkungsdauern aus? Ausgehend von diesen zentralen Fragestellungen wird ein umfangreiches Prüfprogramm mit zugehörigem Bewertungskonzept entwickelt und an zehn ausgewählten Klebstoffen angewendet. Experimentelle Kleinteilprüfungen bestimmen die mechanischen Kennwerte des reinen Klebstoffs nach Lagerung in flüssigen Medien. Weiterführend analysieren Verbundprüfungen den Einfluss flüssiger Medien auf die Verbundeigenschaften der Klebverbindung zum Fügepartner Glas. Das Prüfprogramm beinhaltet zudem kombinierte Prüfungen aus Wasserlagerung mit mechanischer Zug-Schwellbeanspruchung sowie Wasserlagerung mit gleichzeitiger Dauerbeanspruchung. Die gewonnenen Ergebnisse werden direkt auf das Referenzbeispiel eines plattenförmigen Photobioreaktors angewendet. Dieses Glaselement dient zur Kultivierung von Mikroalgen und ist zentraler Bestandteil einer neuartigen Bioenergiefassade. Im Inneren des Photobioreaktors befinden sich lastabtragende Klebverbindungen, die ständig dem flüssigen Kulturmedium ausgesetzt sind. Zwei dieser plattenförmigen Photobioreaktoren mit einer Höhe von 3,00 m werden realisiert und ihr Verhalten in verschiedenen Lastzuständen analysiert. Für die lastabtragenden Verklebungen im Innenraum wird der Vorzugsklebstoff aus den Kleinteilprüfungen verwendet. Die gesamte experimentelle Versuchsdurchführung begleiten numerische Simulationen. Die Arbeit liefert einen Beitrag zu lastabtragenden Klebver-bindungen mit ständiger Beanspruchung durch Flüssigkeiten. Die Ergebnisse aus Kleinteilprüfungen werden an einem Referenzbeispiel des konstruktiven Glasbaus praktisch umge
This doctoral thesis analyses load-bearing adhesives in glass constructions which are permanently immersed in fluid environments. In particular, the study focuses on the following key questions: How do structural adhesives behave during permanent fluid immersion? Does the failure mode during fluid exposition differ between static and dynamic load situations? And what are the effects of short- and long-term load durations on adhesive properties? In order to answer the stated research questions, experimental studies are executed. Additional numerical simulations accompany the entire test program. The paper distinguishes experimental studies on small-scale specimens and full-scale specimens. Initial tensile tests on small-scale specimens analyse the mechanical properties and their sensitivity towards ageing mediums. The test series evaluates the adhesive properties to glass under the influence of am-bient temperatures and liquid ageing mediums like water, base and acid solution as well as hydroxide peroxide solution. The small-scale tests also consider long-term creep tests and mechanical-cycle loading. The gathered results are evaluated against a set of selection criteria to identify the most suitable adhesive system out of the range of initially ten tested adhesive systems. Finally, the preferred adhesive system is applied on a full-scale reference example, which is a flat plate photobioreactor. Two photobioreactor panels with a height of 3,00 m are assembled and tested. The panel is part of a bioenergy facade that cultivates microalgae in the building skin. In general, the photobioreactor panel resembles an insulating glass unit. Deviating from conventional glazing systems its front and back glass panes are joint by inner structural adhesives. Since the panel is filled with algae medium its adhesive connections are immersed in liquid algae medium. In summary, the doctoral thesis deepens the current knowledge on adhesives in glass constructions under permanent fluid