Seismic wallpaper kann die Welt ein wenig mehr erdbebensicher!

Ein High-Tech Kleb-und Glasfasergewebe können Häuser sicherer.

Einstürzende Decken und Wände gelegt Leben in Gefahr. Die Menschen in vielen Teilen der Welt leben in ständiger Angst vor Erdbeben, die ganze Städte zu Schutthaufen reduzieren können. Forscher von Bayer MaterialScience in Zusammenarbeit mit industriellen und akademischen Partnern, haben eine wirtschaftliche und wirksame Erdbeben Schutzmaßnahme in Form von Glasfasergewebe mit einem speziellen Klebstoff, der die Stabilität des Mauerwerks erhöht Kombination entwickelt und reduziert damit das Risiko, dass Wohn-und Bürogebäude wird in Todesfallen verwandeln.
Die zum Patent angemeldete EQ-Top-System ist so einfach wie Tapeten installieren.

Wenn die Erde bebt, zählt jede Sekunde. Ein starkes Erdbeben verwandelt Wohnung und Bürogebäuden in Todesfallen. Bilder aus Haiti, Chile, China, Neuseeland und Japan zeigen die verheerenden Auswirkungen dieser Naturkatastrophe mit Rettungsteams Durchsuchen zerstörten Gebäuden und Trümmerhaufen nach Überlebenden.
Gebäude stürzen in Bruchteilen von Sekunden, wie Häuser von Karten. "Auch kleinere Erdbeben können zu dramatischen Schäden, insbesondere an Mauerwerk", Erklärt Professor Lothar Stempniewski, Direktor des Instituts für Massivbau und Baustofftechnologie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).
Der Grad der Zerstörung hängt weniger von der Schwere des Erdbebens auf der Richter-Skala als auf "wie lange die Strukturen durch die destruktive Energie aus dem Untergrund sind erschüttert", sagt er.
Stempniewski wurde untersucht "Erdbebenschutz für Gebäude" für viele Jahre. Gemeinsam mit Experten von Bayer MaterialScience und KAST, ein Unternehmen in Sonthofen, Bayern, hat er nun eine effektive und kostengünstige Maßnahme, die zusätzlichen Schutz gegen Erdbeben bietet entwickelt. EQ-Top ist eine spezielle Glasfasergewebe "Das wird einfach an der Wand wie eine Tapete geklebt", erklärt Michael Engel, Projektleiter bei Bayer MaterialScience.

"Wenn wir den Zusammenbruch des Mauerwerks kann verzögern oder im besten Fall verhindern, dass es überhaupt, können wir Leben retten" Stempniewski hinzu. Mit seinen Kollegen am Institut, Stempniewski suchten daher nach Lösungen, effektive, kostengünstige und einfach zu installieren sind. Zur gleichen Zeit, müssen sie einen lang anhaltenden Schutz und geben Anwohnern die kostbaren Sekunden extra zu entkommen.

Die Nachfrage nach Schutz Systemen dieser Art ist enorm. Mehr als 1.3 Milliarden Menschen leben weltweit in Erdbebengebieten. "Der Ausgangspunkt für unsere Arbeit war es, Erdbebenschutz in Rumänien, eine der Regionen in Europa mit dem höchsten Risiko von Erdbeben zu verbessern", Stempniewski sagt. In ihren Versuchen, die KIT-Wissenschaftler identifizierten charakteristischen Bruch Verhaltensweisen in Ziegel und Mörtel Strukturen: "Anfangs sie an Stellen, wo Belastungen besonders hoch sind, wie die Ecken von Türzargen, Fenstern oder der Mörtel zwischen Steinen ergeben," nach dem KIT Wissenschaftler. Das gab ihnen die Idee, die Wände mit einer Schicht aus einem Glasfasergewebe, um die Stabilität des Mauerwerks zu erhöhen. "Aber gewöhnliche Tapetenkleister unfähig Übertragung der komplexen Lasten aus dem Mauerwerk der Stoff ist", erklärt Dr. Matthias Wintermantel, ein Bayer MaterialScience Klebstoffen Experte.

Basierend auf Polyurethan-Dispersion Dispercoll ™ U ist die wasserabweisende Kleber das entscheidende Bindeglied zwischen dem Glasfasergewebe und der Putzoberfläche. Es hilft, die Aufprallenergie des Erdbebens über die gesamte Wandfläche verteilen. Selbst wenn Gelenke über die gesamte Länge der Wand (links), der Klebstoff und Glasfasergewebe halten das Mauerwerk zusammen knacken. Die neue EQ-Top-System systematisch stärkt die Schwachstellen in einer Wand, wie Türrahmen und Fenstern. Dies erhöht die Sicherheit für die Bewohner.

Lebensrettende Stoff: die dünne Tapete von speziellen Glasfasern stabilisiert Mauerwerk und hilft zu verzögern - oder sogar verhindern - den Zusammenbruch des gesamten Häuserblocks, wie hier in Adapazari, Türkei

In einer Forschungskooperation mit KIT und den Stoff Spezialisten aus KAST, Wintermantel und seine Bayer Material Science Team entwickelten deshalb die Schlüsselkomponente für den neuen EQ-Top-System: ein spezieller Klebstoff fest verankert den neuen "seismische Tapete" der Putzoberfläche. "Wir zuvor getesteten alle konventionellen Klebstoffen - vom einfachen Tapetenkleister spezielle Hochleistungs-Klebstoff. Nicht einer von ihnen war in der Lage, die harte Forderung nach Vereinigung Flexibilität und gute Haftfestigkeit erfüllen ", sagte Moritz Urban, ein Doktorand am KIT-Institut. Die Testsubstanzen wurden entweder zu schwach und losgelöst von der Wand oder waren so spröde, daß sie den Putz gezogen rechts weg. Es war die Arbeit der Bayer Material-Science Wissenschaftler, die über die entscheidenden Fortschritt in Erdbebenschutz gebracht. Sagt Stempniewski: "Der Klebstoff ist das Bindeglied zwischen der Glasfaser und der Wand und müssen daher gleichermaßen gut an beiden Oberflächen." Die flexible Spezialkleber nun verwendet auf der vielseitigen Polyurethan-Dispersion Dispercoll ™ U von Bayer Material Science erstellt beruht. Dieses Produkt wird auch verwendet, um die Glasfasergewebe, die gibt es hohe Reißfestigkeit, unter anderem zu behandeln. Ein weiterer großer Vorteil des Klebers ist, dass es auf Wasserbasis und enthält keine organischen Lösungsmittel, so dass EQ-Top ist ideal für den Innenbereich geeignet bedeutet,.
"EQ-Top ermöglicht es uns, gezielt zu stärken, die Schwachstellen in der Wand", erklärt Engel. Der Schutzmechanismus funktioniert wie die Diagonalen eines Fachwerkhauses. Sie verteilt die Aufprallenergie des Erdbebens über die gesamte Wandfläche, die somit hilft, die Energie zu absorbieren und zu verhindern, weist der Spannungskonzentration wie Türrahmen und Fenstern, die unter der Last. Selbst wenn Gelenke entlang der vollen Länge der Wand knacken, halten das Glasfasergewebe und Klebstoff die Steine ​​zusammen, verhindert oder zumindest verzögert den Kollaps von Chunks von Mauerwerk und schützt die Bewohner.

Aber die Entwickler hatten mehr als nur den Sicherheitsaspekt im Auge. Die schützende Tapete war auch so konzipiert, dass einfach zu installieren, Im Gegensatz zu Systemen in der Lage, die harte Forderung nach Vereinigung Flexibilität und gute Haftfestigkeit zu erfüllen ", sagte Moritz Urban, ein Doktorand am KIT-Institut. Die Testsubstanzen wurden entweder zu schwach und losgelöst von der Wand oder waren so spröde, daß sie den Putz gezogen rechts weg.
Es war die Arbeit der Bayer Material-Science Wissenschaftler, die über die entscheidenden Fortschritt in Erdbebenschutz gebracht. Sagt Stempniewski: "Der Klebstoff ist das Bindeglied zwischen der Glasfaser und der Wand und müssen daher gleichermaßen gut an beiden Oberflächen."Die flexible Spezialkleber jetzt verwendet wird auf der vielseitigen Polyurethan-Dispersion Dispercoll ™-U von Bayer Material Science erstellt. Dieses Produkt wird auch verwendet, um die Glasfasergewebe, die gibt es hohe Reißfestigkeit, unter anderem zu behandeln.
Ein weiterer großer Vorteil des Klebers ist, dass es auf Wasserbasis und enthält keine organischen Lösungsmittel, so dass EQ-Top ist ideal für den Innenbereich geeignet bedeutet.

"EQ-Top ermöglicht es uns, gezielt zu stärken, die Schwachstellen in der Wand,", Erklärt Engel. Der Schutzmechanismus funktioniert wie die Diagonalen eines Fachwerkhauses. Sie verteilt die Aufprallenergie des Erdbebens über die gesamte Wandfläche, die somit hilft, die Energie zu absorbieren und zu verhindern, weist der Spannungskonzentration wie Türrahmen und Fenstern, die unter der Last. Selbst wenn Gelenke über die gesamte Länge der Wand reißen, halten das Glasfasergewebe und Klebstoff die Steine ​​zusammen, , verhindert oder zumindest verzögert den Kollaps von Chunks von Mauerwerk und schützt die Bewohner.

Aber die Entwickler hatten mehr als nur den Sicherheitsaspekt im Auge. Die schützende Tapete wurde auch entworfen, um einfach zu installieren, im Gegensatz zu Systemen auf Kohlenstoff-Fasern, bei denen der Putz muss zunächst entfernt werden, ein Prozess, der sowohl sehr schmutzig und sehr teuer ist basiert.
Carbon-Faser-Systeme können daher nur in aufwendigen und teuren Sanierungen verwendet werden. "EQ-Top leicht durch gewöhnliche Tapezierer installiert werden," Engel sagt, in der Regel macht die Installation sehr viel billiger.

Die intensive Entwicklungsarbeit hat sich gelohnt. EQ-Top konnte sich in zahlreichen Tests beweisen. Die Forscher nahmen ihr System an seine Grenzen für die Tests. Sie verwendeten riesigen hydraulischen Pressen an einem Segment der Wand nach der anderen zu vernichten - einige verstärkt durch die EQ-Top-System und andere, ohne dass es zum Vergleich. Der Unterschied war bemerkenswert. Die Steine ​​in der geschützten Wand hat unter sehr starkem Druck bröckeln, aber das Glasfasergewebe und Klebstoff immer hielt sie zusammen. Dagegen ist die unverstärkten Wand einfach eingeklappt.

Stresstests: Moritz Urban (Foto, links) bringt die seismische Tapete eine Mauer in der Testhalle. Später wird die Mauer als wäre es bei einem Erdbeben erschüttert werden. Auch wenn die Steine ​​unter starker Belastung zerbröseln, halten das Glasfasergewebe und Klebstoff die verstärkte Wand zusammen. Im Laufe der vielen Tests, optimierte Klebstoffe Experte Dr. Matthias Wintermantel (Foto, rechts) den speziellen Klebstoff in einer solchen Weise, dass die wichtige Schutzschicht fest bleibt auf den Putz Oberfläche angebracht.

Die groß angelegte Tests, bei denen die Forscher ganze Wände mit und ohne Türen auf einem riesigen Rütteltisch aufgebaut waren besonders spektakulär. Die Tabelle aus einer dicken Stahlplatte aufgebaut, wurde systematisch vibrieren. Die Schwingungen wurden den Aufbauten übertragen - genau wie bei einem Erdbeben, wenn die Erde bebt. "Wir waren von den Ergebnissen überrascht. Walls verstärkt mit EQ-Top praktisch unmöglich war, zu zerstören während der Tests,"Stempniewski sagt.

Die Forscher sind überzeugt, dass die EQ-Top-System hätte verhindert werden können die schlimmsten Folgen des Glasfasergewebe verhindert Gebäude aus kollabierenden Weitere Informationen zum Thema Schutz vor Erdbeben jüngsten Erdbeben. "In der New Zealand Beben in frühen 2011, sehr viele Wände zerbröckelte und viele Häuser völlig zusammengebrochen als Ergebnis", sagt KIT-Forscher Moritz Urban. Der Wissenschaftler schätzt, dass das System verhindert 60 um 70 Prozent des Schadens haben. "Oft ist es nicht viel, um den Zusammenbruch eines Gebäudes zu verhindern," Urban sagt. Die Wissenschaftler erhalten bereits Anfragen über den Erdbebenschutz wallpaper aus der ganzen Welt. Die EQ-Top-System wird in Kürze auf den Markt zu gehen, den Menschen in Erdbebengebieten ein paar kostbare Sekunden und schützt dadurch viele von ihnen vor den schlimmsten Folgen von Erdbeben.

Text und Bilder: mit freundlicher Genehmigung BAYER, Kast und KIT
http://www.research.bayer.com/seismic-wallpaper

Kommentare

  1. Kathmandu ist Lage in einer der weltweit aktivsten Erdbebengebieten und mehr 90 Prozent der Haushalte sind anfällig für Zerstörung durch Erdbeben.
    Dies könnte die magische Lösung sein, wenn es erschwinglich für die nepali Bevölkerung. Weitere Informationen in Englisch sein wird healpful.