Ingo Burgert: Katalogdaten im Herbstsemester 2017

NameHerr Prof. Dr. Ingo Burgert
LehrgebietHolzbasierte Materialien
Adresse
Institut für Baustoffe (IfB)
ETH Zürich, HCP G 27.2
Leopold-Ruzicka-Weg 4
8093 Zürich
SWITZERLAND
Telefon+41 44 633 77 73
E-Mailiburgert@ethz.ch
DepartementBau, Umwelt und Geomatik
BeziehungOrdentlicher Professor

NummerTitelECTSUmfangDozierende
101-0615-01LWerkstoffe III Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 4 KP4PR. J. Flatt, I. Burgert, P. Lura, H. Richner, F. Wittel
KurzbeschreibungVermittlung von grundlegendem und praxisbezogenem Wissen über wichtige Baustoffe und Untersuchungsverfahren.
LernzielVermittlung von grundlegendem und praxisbezogenem Wissen über wichtige Baustoffe und Untersuchungsverfahren.
Inhalto Vorstellung der Materialprüfmaschinen und Durchführung verschiedener Prüfverfahren an metallischen Werkstoffen (Zugversuch, Härteprüfung, Biegeprüfung und Kerbschlagprüfung).
o Theoretische und praktische Behandlung von Aspekten der Betontechnologie wie: Mischungsentwurf, Herstellung , Einbau sowie Prüfung des Betons auf seine mechanischen Eigenschaften.
o Eigenschaften der Steine und Mörtel in einem Mauerwerk und deren Zusammenwirken. Parameter wie Druckfestigkeit, E-Modul, Wasseraufnahme, Wärmeleitfähigkeit von Mauerwerk werden vorgestellt sowie Hinweise zur konstruktiven Gestaltung gegeben.
o Besonderheiten des Werkstoffes Holz werden aufgezeigt: Anisotropie, Hygroskopizität, Schwinden und Quellen, Einfluss der Dimension auf die Festigkeitseigenschaften. Verschiedene Prüfmethoden an Holz werden erklärt und praktische Versuche durchgeführt.
o Die Grundlagen der Raster-Elektronenmikroskopie werden in praktischen Übungen mit dem ESEM (Atmosphärisches Raster-Elektronenmikroskop) vermittelt.
o Ein erster Einblick in die Grundlagen und Anwendung der Finite Elemente Methode wird in praktischen Übungen vermittelt.
o Die Thematik der Dauerhaftigkeit eines Bauwerks wird behandelt. Eingehend wird die Potentialmessung zur Detektierung und Ortung der Korrosion von Stahl in Beton theoretisch und praktisch behandelt.
SkriptZu jedem Thema wird ein Skript abgegeben. Download auf der Vorlesungsseite unter www.ifb.ethz.ch/education
101-0617-00LMaterials IV Information 3 KP2GH. J. Herrmann, I. Burgert, R. J. Flatt, F. Wittel
KurzbeschreibungThis lecture is focused on current issues of materials research from various fields. It provides an overview on various directions of research on civil engineering materials and is intended to simplify the further choice of courses.
LernzielBased on the bachelor courses „Materials I-III“, current, fundamental, and important issues of specific building materials are addressed. Next to aspects of material production, usage and properties, their interaction with the environment e.g. by durability and environmental impact are addressed. This course is intended to simplify the further selection of courses.
InhaltThe lecture is segmented into 13 important problems, namely:
1. Materials, Structures, and Sustainability
2. Granular matter: (DEM)
3. Fracture mechanics and size effects in concrete
4. Cyclic failure of asphalt (Fatigue)
5. Mechanics and failure of fiber reinforces materials
6. Wood: from the tree to the beam (multi scale approaches)
7. Transport and degradation in porous building materials
8. Rheology
9. Plasticity
10. Foam (e.g. polymers)
11. Gluing and coating (surfaces)
12. Asbestos, nano particles and hazardous substances
13. Biomimetics in Constructions
Skriptdownload from www.ifb.ethz.ch/education
Literaturdownload from www.ifb.ethz.ch/education
Voraussetzungen / BesonderesThe lecture will be given in english.
101-0637-01LHolz und Holzwerkstoffe3 KP2GA. Frangi, I. Burgert, G. Fink, M. Fontana, R. Steiger
KurzbeschreibungKennenlernen der charakteristischen Eigenschaften des Holzes als anisotroper poröser Werkstoff und optimaler Einsatz im Holzbau. Geschichte, ökol. Aspekte, Gefüge, Trocknung/Feuchtigkeitsaufnahme, Schwinden, mech. Verhalten, viskoelastisches Verh., Holzabbau/-schutz, zerstörende Mechanismen, konstr. und chem. Holzschutz, Sortieren, Brandverhalten.
Vollholz, Brettschichtholz und Holzwerkstoffen.
LernzielHolz ist der weltweit bedeutendste nachwachsende Roh-, Bau- und Werkstoff. Aufgrund seiner biologischen Herkunft hat Holz einen kapillarporösen, zelligen und daher ausgeprägt anisotropen Gefügeaufbau, der im Makro-, Mikro- und Nanogefüge zudem sehr inhomogen ist. Holz besteht aus teilkristalliner Cellulose als Armierungssubstanz und amorphem Lignin als Matrixsubstanz; es ist daher hygroskopisch und schwindet und quillt bei Holzfeuchteänderungen. Es ist zudem biologisch abbaubar und brennbar.
Zwischen diesen grundlegenden Eigenschaften, die grösstenteils auch die Holzwerkstoffe (Derivate von Holz) kennzeichnen, und den Werkstoffeigenschaften bestehen enge Zusammenhänge. Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, die charakteristischen Eigenschaften von Holz und Holzwerkstoffen besser kennenzulernen, um diese im Holzbau optimal einzusetzen.
InhaltÖkonomische und ökologische Aspekte des Holzbaus (Trends weltweit und in der Schweiz; das Ökoprofil des Baustoffs Holz)
Nano- bis Makrogefüge von Nadel- und Laubholz
Eigenschaften von Holz und Holzwerkstoffen. Die besondere Bedeutung der feuchtephysikalischen Eigenschaften
Die Holztrocknung als wichtiger Verarbeitungsschritt
Abbau- und Schädigungsmechanismen biotischer und abiotischer Art
Konzept und Elemente eines integrierten Holzschutzes: Baulich-konzeptionelle und detailkonstruktive Massnahmen, richtige Materialwahl, chemische und physikalische Behandlungen, Oberflächenbeschichtung
Bauteile aus Vollholz, Brettschichtholz und Holzwerkstoffen.
Brandverhalten, Brandschutz: Brandschutzkonzepte, Feuerwiderstand, konstruktive Massnahmen
Beispiele
SkriptAbdrucke der gezeigten Folien, ergänzende Schriften
Literatur- U. Lohmann: Holzhandbuch, 2. Aufl., DRW-Verlag Stuttgart, 1982
- R. von Halasz, C. Scheer (Hrsg.): Holzbau-Taschenbuch, Band 1: Grundlagen, Entwurf und Konstruktionen, 8. Aufl., Verlag Ernst & Sohn, Berlin., 1986
Voraussetzungen / BesonderesDie Vorlesung ist mit einer halbtägigen Exkursion verbunden.

Voraussetzungen: Grundkenntnisse der Baustoffkunde
101-0637-10LHolzstruktur und Funktion Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Maximale Teilnehmerzahl: 15
3 KP2GI. Burgert, E. R. Zürcher
KurzbeschreibungDie Vorlesung Holzstruktur und Funktion vermittelt den Studierenden grundlegende Kenntnisse über den Aufbau von Nadel- und Laubhölzern sowie über allgemeine und holzartspezifische Zusammenhänge zwischen Wachstumsprozessen, Holzeigenschaften und den Funktionen des Holzes im Baum.
LernzielLernziel ist ein grundlegendes Verständnis der Anatomie des Holzes sowie deren Beeinflussung durch endogene und exogene Einflussfaktoren. Dazu sollen die Studierenden in die Lage versetzt werden, prominente mitteleuropäische Holzarten auf der mikroskopischen und makroskopischen Ebene zu erkennen. Vertieft wird dies mit Bestimmungsübungen für die Nadelhölzer, welche mittels eines Bestimmungsschlüssels eindeutig zu bestimmen sind. Darüber hinaus sollen Kenntnisse über die Zusammenhänge zwischen Baumwachstum, Holzeigenschaften und den Funktionen des Holzes im Baum vermittelt werden. Dabei steht die Funktion des Holzes im Baum im Vordergrund, es sollen allerdings auch Querbezüge zur technologischen Bedeutung, welche in den Vorlesungen Holzphysik sowie Holzeigenschaften und Holzbearbeitung behandelt wird, aufgezeigt werden.
InhaltIn einer allgemeinen Einführung in die Holzanatomie werden der generelle Aufbau von Nadel- und Laubholz behandelt. Dabei werden die Baumarten auch im Hinblick auf Diversität und grundlegende Variabilität sowie deren Einflussfaktoren betrachtet. Danach liegt der Schwerpunkt auf der Holzanatomie prominenter mitteleuropäischer Nadel- und Laubholzarten. Hierbei werden die Studierenden sowohl auf der mikroskopischen als auch auf der makroskopischen Ebene in der Holzartenerkennung geschult. Für die Nadelhölzer werden darüber hinaus vertiefende Bestimmungsübungen durchgeführt. In den weiteren Vorlesungen werden darauf aufbauend Zusammenhänge zwischen Holzstruktur, Eigenschaften und Funktion im Baum unter Berücksichtigung der Wachstumsdynamik dargestellt. Dabei werden insbesondere die Themenbereiche mechanische Stabilität und Wassertransport, Ästigkeit, Reaktionsholzbildung (Druckholz, Zugholz), Drehwuchs, Wachstumsspannungen und Verkernung sowie das adaptive Wachstum ausführlich behandelt.
101-0637-20LHolzbearbeitung und -verarbeitung3 KP2GI. Burgert, O. F. Kläusler
KurzbeschreibungDie Vorlesung Holzbearbeitung und -verarbeitung vermittelt den Studierenden grundlegende Kenntnisse über technologische Eigenschaften des Holzes und der Holzwerkstoffe sowie deren Bearbeitung und Verarbeitung zur Herstellung einer breiten Palette von industriellen Holzprodukten.
LernzielLernziel ist ein grundlegendes Verständnis der dominierenden Holzbe- und -verarbeitungsprozesse, welche zur Herstellung von industriellen Holzprodukten zur Anwendung kommen. Hierzu wird einleitend die wirtschaftliche Bedeutung der Ressource Holz vorgestellt und erforderliche Kenntnisse über die technologischen Eigenschaften des Holzes vermittelt. Die Studierenden sollen mit Abschluss der Vorlesung in der Lage sein, schlüssige Zusammenhänge zwischen Holzarten und deren Eigenschaften sowie geeigneten Bearbeitungsprozessen und den daraus resultierenden Holzprodukten herzustellen.
InhaltDie allgemeine Einführung stellt die wirtschaftliche Bedeutung des Rohstoffs Holz im globalen, europäischen und schweizerischen Kontext vor und beleuchtet Aspekte der Nachhaltigkeit in der Holzproduktion und der Zertifizierung. Im Folgenden werden erforderliche Kenntnisse zu den allgemeinen und holzartspezifischen Zusammenhängen zwischen Struktur und Eigenschaften vermittelt. Danach werden verschiedene volkswirtschaftlich relevante Holzbe- und -verarbeitungsprozesse vorgestellt und detailliert hinsichtlich Holzartenwahl, Prozessparametern sowie Produkteigenschaften betrachtet. Der Hauptaugenmerk wird dabei im Bereich von Vollholzprodukten auf die Schnittholzherstellung und die Trocknung gelegt. Mit Blick auf die Furnierherstellung werden Kenntnisse über das Dämpfen, den Furnierschnitt und die Herstellung von Lagenholzwerkstoffen vermittelt. Desweitern wird die Technologie zur Herstellung von Span- und Faserwerkstoffen sowie die gängige Produktpalette vorgestellt und bearbeitet. Dieser Themenblock wird durch grundlegende Einblicke in die Papierherstellung abgerundet. Im Anschluss werden die Themenbereiche Verklebung und Holzschutz betrachtet und dabei Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes von Holz und Holzwerkstoffen erörtert. Zum Abschluss der Vorlesung wird durch eine Exkursion zu einem Schweizer Holzbearbeitungs-unternehmen der Praxisbezug vertieft.
327-1221-00LBiological and Bio-Inspired Materials Information
Students that already enroled in this course during their Bachelor's degree studies are not allowed to enrol again in their Master's.
3 KP3GA. R. Studart, I. Burgert, E. Cabane, R. Nicolosi Libanori
KurzbeschreibungThe aim of this course is to impart knowledge on the underlying principles governing the design of biological materials and on strategies to fabricate synthetic model systems whose structural organization resembles those of natural materials.
LernzielThe course first offers a comprehensive introduction to evolutive aspects of materials design in nature and a general overview about the most common biopolymers and biominerals found in biological materials. Next, current approaches to fabricate bio-inspired materials are presented, followed by a detailed evaluation of their structure-property relationships with focus on mechanical, optical, surface and adaptive properties.
InhaltThis course is structured in 3 blocks:
Block (I): Fundamentals of engineering in biological materials
- Biological engineering principles
- Basic building blocks found in biological materials

Block (II): Replicating biological design principles in synthetic materials
- Biological and bio-inspired materials: polymer-reinforced and ceramic-toughened composites
- Lightweight biological and bio-inspired materials
- Functional biological and bio-inspired materials: surfaces, self-healing and adaptive materials

Block (III): Bio-inspired design and systems
- Mechanical actuation - plant systems
- Bio-inspiration in the built environment
SkriptCopies of the slides will be made available for download before each lecture.
LiteraturThe course is mainly based on the books listed below. Additional references will be provided during the lectures.

1. M. A. Meyers and P-Y. Chen; Biological Materials Science - Biological Materials, Bioinspired Materials and Biomaterials. (Cambridge University Press, 2014).
2. P. Fratzl, J. W. C. Dunlop and R. Weinkamer; Materials Design Inspired by Nature: Function Through Inner Architecture. (The Royal Society of Chemistry, 2013).
3. A. R. Studart, R. Libanori, R. M. Erb, Functional Gradients in Biological Composites in Bio- and Bioinspired Nanomaterials. (Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2014), pp. 335-368.
701-0901-00LETH Week 2017: Manufacturing the Future Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
All ETH Bachelor¿s, Master¿s and exchange students can take part in the ETH week. No prior knowledge is required
1 KP3SR. Knutti, C. Bratrich, S. Brusoni, I. Burgert, A. Cabello Llamas, F. Gramazio, G. Grote, A. Krause, M. Meboldt, A. R. Studart, A. Vaterlaus
KurzbeschreibungThe ETH Week is an innovative one-week course designed to foster critical thinking and creative learning. Students from all departments as well as professors and external experts will work together in interdisciplinary teams. They will develop interventions that could play a role in solving some of our most pressing global challenges. In 2017, ETH Week will focus on the topic of manufacturing.
Lernziel- Domain specific knowledge: Students have immersed knowledge about a certain complex, societal topic which will be selected every year. They understand the complex system context of the current topic, by comprehending its scientific, technical, political, social, ecological and economic perspectives.

- Analytical skills: The ETH Week participants are able to structure complex problems systematically using selected methods. They are able to acquire further knowledge and to critically analyze the knowledge in interdisciplinary groups and with experts and the help of team tutors.

- Design skills: The students are able to use their knowledge and skills to develop concrete approaches for problem solving and decision making to a selected problem statement, critically reflect these approaches, assess their feasibility, to transfer them into a concrete form (physical model, prototypes, strategy paper, etc.) and to present this work in a creative way (role-plays, videos, exhibitions, etc.).

- Self-competence: The students are able to plan their work effectively, efficiently and autonomously. By considering approaches from different disciplines they are able to make a judgment and form a personal opinion. In exchange with non-academic partners from business, politics, administration, nongovernmental organizations and media they are able to communicate appropriately, present their results professionally and creatively and convince a critical audience.

- Social competence: The students are able to work in multidisciplinary teams, i.e. they can reflect critically their own discipline, debate with students from other disciplines and experts in a critical-constructive and respectful way and can relate their own positions to different intellectual approaches. They can assess how far they are able to actively make a contribution to society by using their personal and professional talents and skills and as "Change Agents".
InhaltThe week is mainly about problem solving and design thinking applied to the complex manufacturing world. During ETH Week students will have the opportunity to work in small interdisciplinary groups, allowing them to critically analyze both their own approaches and those of other disciplines, and to integrate these into their work.

While deepening their knowledge about how manufacturing works, students will be introduced to various methods and tools for generating creative ideas and understand how different people are affected by each part of the system. In addition to lectures and literature, students will acquire knowledge via excursions into the real world, empirical observations, and conversations with researchers and experts.

A key attribute of the ETH Week is that students are expected to find their own problem, rather than just solve the problem that has been handed to them.

Therefore, the first three days of the week will concentrate on identifying a problem the individual teams will work on, while the last two days are focused on generating solutions and communicating the team's ideas.
Voraussetzungen / BesonderesNo prerequisites. Program is open to Bachelor and Masters from all ETH Departments. All students must apply through a competitive application process at www.ethz.ch/ethweek. Participation is subject to successful selection through this competitive process.