Verbesserung der seismischen Kapazität von Mauerwerkswänden durch Verwendung von Elastomerlagern

Ein großer Teil der Schäden wie auch der Verluste an Gesundheit und Leben im Erdbebenfall hat mit dem frühzeitigen Versagen von Mauerwerksbauten zu tun. Unbewehrtes Mauerwerk, wie es in vielen Ländern üblich ist, weist naturgemäß einen begrenzten Erdbebenwiderstand auf, da Zugspannungen und Zugkräfte nicht wie bei Stahlbeton- oder Stahlbauten aufgenommen werden können. Aus diesem Grund wurde bereits mit verschiedenen Methoden versucht, die Tragfähigkeit von Mauerwerk im Erdbebenfall zu verbessern. Modernes Mauerwerk kann auch als bewehrtes oder eingefasstes Mauerwerk hergestellt werden. Bei bewehrtem Mauerwerk kann durch die Bewehrung der Widerstand bei Beanspruchung als Scheibe wie als Platte verbessert werden, während durch Einfassung mit Stahlbetonelementen in erster Linie die Scheibentragfähigkeit sowie die Verbindung zu angrenzenden Bauteilen verbessert wird. Eine andere interessante Möglichkeit ist das Aufbringen textiler Mauerwerksverstärkungen oder von hochfesten Lamellen. In dieser Arbeit wird ein ganz anderer Weg beschritten, indem weiche Fugen Spannungsspitzen reduzieren sowie eine höhere Verformbarkeit gewährleiten. Dies ist im Erdbebenfall sehr hilfreich, da die Widerstandfähigkeit eines Bauwerks oder Bauteils letztlich von der Energieaufnahmefähigkeit, also dem Produkt aus Tragfähigkeit und Verformbarkeit bestimmt wird. Wenn also gleichzeitig durch die weichen Fugen keine Schwächung oder sogar eine Tragfähigkeitserhöhung stattfindet, kann der Erdbebenwiderstand gesteigert werden. Im Kern der Dissertation steht die Entwicklung der Baukonstruktion einer Mauerwerkstruktur mit einer neuartigen Ausbildung der Mauerwerksfugen, nämlich Elastomerlager und Epoxydharzkleber anstatt üblichem Dünnbettmörtel. Das Elastomerlager wird zwischen die Steinschichten einer Mauerwerkswand eingefügt und damit verklebt. Die Auswirkung dieses Ansatzes auf das Verhalten der Mauerwerkstruktur wird unter dynamischer und quasi-statischer Last numerisch und experimentell untersucht und dargestellt.

Untersuchungen zu kumulativen psychischen und physiologischen Effekten des fliegenden Personals auf der Kurzstrecke

Die fliegerische Tätigkeit auf der Kurzstrecke in der zivilen Luftfahrt unterliegt arbeitsspezifischen Belastungsfaktoren, die sich in wesentlichen Punkten von denen auf der Langstrecke unterscheiden. Eine hohe Arbeitsbelastung auf der Kurzstrecke ist mit vielen Starts und Landungen am Tag verbunden. Neben der Anzahl der Flugabschnitte können auch lange Flugdienstzeiten und/oder unregelmäßige Arbeitszeiten sowie der Zeitdruck während der Einsätze auf der Kurzstrecke zur Belastung für Cockpitbesatzungsmitglieder werden und zu Ermüdungserscheinungen führen. Bisher wurden flugmedizinische und -psychologische Daten hauptsächlich auf der Langstrecke in Bezug auf die Auswirkungen der Jet-Leg Symptomatik und kaum auf der Kurzstrecke erhoben. Deshalb wurde im Rahmen des DLR- Projekts „Untersuchungen zu kumulativen psychischen und physiologischen Effekten des fliegenden Personals auf der Kurzstrecke“ eine Langzeituntersuchung zur Belastung/Beanspruchung, Ermüdung sowie Erholung des Cockpitpersonals auf der Kurzstrecke über jeweils 56 Tage durchgeführt. In Zusammenarbeit mit der Deutschen Lufthansa AG dauerte die Untersuchung zu den Auswirkungen arbeitsspezifischer Belastungsfaktoren auf die Cockpitbesatzungsmitglieder der Boeing 737-Flotte von 2003 bis 2006. ZIEL: Unter Berücksichtigung theoretisch fundierter arbeitspsychologischer Konzepte war das Ziel der Studie, kumulative und akute Effekte auf das Schlaf-Wach-Verhalten, auf die Belastung/Beanspruchung sowie auf die Müdigkeit zu identifizieren, die durch aufeinander folgende Einsätze auf der Kurzstrecke innerhalb eines Zeitraums von acht Wochen auftreten können. Hierfür wurden Daten von 29 Piloten (N=13 Kapitäne; N=16 Erste Offiziere) aufgezeichnet. Das Durchschnittsalter lag bei 33,8 ± 7,9 Jahren (Kapitäne: 42,0 ± 3,8 Jahre; Erste Offiziere: 27,4 ± 2,2 Jahre). METHODEN: Über ein Handheld PC konnten effizient Fragebögen bearbeitet und das Sleep Log sowie das Flight Log geführt werden. Die subjektive Ermüdung und Arbeitsbeanspruchung wurden durch standardisierte Fragebögen (z.B. Ermüdungsskala von Samn & Perelli (1982), NASA-TLX) operationalisiert. Im Sleep Log und im Flight Log wurden das Schlaf-Wach-Verhalten sowie flugspezifische Daten dokumentiert (z.B. Dienstbeginn, Dienstende, Flugabschnitte, Zielorte, etc.). Der Schlaf-Wach-Zyklus wurde mittels der Aktimetrie während des gesamten Messverlaufs aufgezeichnet. Die objektive Leistungsfähigkeit wurde täglich morgens und abends mit Hilfe einer computergestützten Psychomotor Vigilance Task (PVT) nach Dinges & Powell (1985) erfasst. Die Leistung in der PVT diente als Indikator für die Ermüdung eines Piloten. Zusätzliche Befragungen mit Paper-Pencil-Fragebögen sollten Aufschluss über relevante, psychosoziale Randbedingungen geben, die bei den täglichen Erhebungen nicht berücksichtigt wurden (z.B. Arbeitszufriedenheit; Essgewohnheiten; Kollegenbeziehungen). ERGEBNISSE: Unter Beachtung kumulativer Effekte wurde über die Studiendauer keine Veränderung in der Schlafqualität und im Schlafbedürfnis festgestellt. Die Müdigkeit nahm dagegen während der achtwöchigen Untersuchung zu. Die Reaktionszeit in der PVT zeigte an Flugdiensttagen eine Verschlechterung über die Zeit. Insgesamt wurden keine kritischen längerfristigen Effekte analysiert. Akute signifikante Effekte wurden bei der Ermüdung, der Gesamtbelastung und der Leistungsfähigkeit an Flugdiensttagen gefunden. Die Ermüdung als auch die Gesamtbelastung stiegen bei zunehmender Flugdienstdauer und Leganzahl und die Leistung nahm in der PVT ab. Der „time on task“ Effekt zeigte sich besonders in der Ermüdung durch die fliegerische Tätigkeit ab einer Flugdienstzeit von > 10 Stunden und > 4 Legs pro Tag. SCHLUSSFOLGERUNG: Mit diesen Ergebnissen konnte eine wissenschaftliche Datenbasis geschaffen werden aus der Empfehlungen resultieren, wie die Einsatzplanung für das Cockpitpersonal auf der Kurzstrecke unter flugmedizinischen und flugpsychologischen Gesichtspunkten optimiert werden kann. Zudem kann ein sachgerechter Beitrag im Rahmen der Diskussion zur Flugdienst- und Ruhezeitenregelung auf europäischer Ebene geleistet werden.

Mikroanalytische Verfahren zur Untersuchung verschiedener Aspekte der Rissinitiierung und Rissausbreitung

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden mikroanalytische Verfahren zur Untersuchung der verschiedenen Aspekte der Rissinitiierung und –Ausbreitung unter zyklischer Belastung angewendet und gekoppelt, um somit die Informationstiefe durch Korrelation der Ergebnisse zu vergrößern. Die eingesetzten mikroanalytischen Verfahren werden auf verschiedene polykristalline Werkstoffe mit kubisch-raumzentrierter und kubisch-flächenzentierter Gitterstruktur angewendet. Dabei steht der Einfluss der Mikrostruktur auf die Ausbreitung von Ermüdungsrissen in diesen Werkstoffen im Vordergrund. Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten mikrostrukturellen Größen hinsichtlich der Rissinitiierung und -ausbreitung sind die Phasenverteilung, die Korngröße und –Orientierung, die plastische Verformung infolge von Versetzungsbewegungen und die lokale Beanspruchung. Die Methode der Beugung rückgestreuter Elektronen (EBSD) im Rasterelektronenmikroskop steht dabei im Vordergrund der Untersuchungen der mikrostrukturellen Größen. Zu dieser Methode werden Bildkorrelationsverfahren in ihrer Anwendung untersucht, um lokale Verformungen im Bereich der Rissspitze mikrostrukturell kurzer Risse zu erfassen. Die Kopplung der Verfahren liefert ein vertieftes Verständnis der Schädigungsprozesse bei Ermüdungsbelastung an der Oberfläche. Neben der Untersuchung oberflächenbasierter Aspekte bei der Initiierung und Ausbreitung mikro-strukturell kurzer Risse werden volumenbasierte Methoden in Form mikrocomputertomographischer Verfahren eingesetzt, um das Ausbreitungsverhalten nicht nur an der Oberfläche zu untersuchen, sondern auch zusätzlich in Tiefenrichtung. In diesem Zusammenhang werden in-situ Versuche mit hochbrillianter Röntgenstrahlung am Synchrotron SPring-8 vorgestellt und mittels Methoden der Volumenkorrelation ausgewertet. Die Kopplung der Ergebnisse aus den einzelnen analytischen Verfahren liefert ein Betrag zur Ursachenfindung von Rissinitiierung und –Ausbreitung auf mikrostruktureller Ebene sowohl für oberflächen- als auch volumenbehafte Aspekte.

Experimental investigation into the effect of stress on dissolution and growth of very soluble brittle salts in aqueous solution

Das Studium der Auflösungs- und Wachstumsprozesse an Feststoff-Flüssigkeits-Grenzflächen unter nicht-hydrostatischen Beanspruchungen ist wesentlich für das Verständnis von Defor-mationsprozessen, die in der Erde ablaufen. Unter diesen genannten Prozessen gehört die Drucklösung zu den wichtigsten duktilen Deformationsprozessen, von der Diagenese bishin zur niedrig- bis mittelgradigen metamorphen Bedingungen. Bisher ist allerdings wenig darüber bekannt, welche mechanischen, physikalischen oder chemischen Potentialenergie-Gradienten die Drucklösung steuern. I.a. wird angenommen, daß die Drucklösung durch Un-terschiede kristallplastischer Verformungsenergien oder aber durch Unterschiede der Normal-beanspruchung an Korngrenzen gesteuert wird. Unterschiede der elastischen Verformungs-energien werden dabei allerdings als zu gering erachtet, um einen signifikanten Beitrag zu leisten. Aus diesem Grund werden sie als mögliche treibende Kräfte für die Drucklösung vernachlässigt. Andererseits haben neue experimentelle und theoretische Untersuchungen gezeigt, daß die elastische Verformung in der Tat einen starken Einfluß auf Lösungs- und Wachstumsmechanismen von Kristallen in einer Lösung haben kann. Da die in der Erdkruste vorherrschenden Deformationsmechanismen überwiegend im elastischen Verformungsbereich der Gesteine ablaufen, ist es sehr wichtig, das Verständnis für die Effekte, die die elastische Verformung verursacht, zu erweitern, und ihre Rolle während der Deformation durch Drucklösung zu definieren. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Experimenten, bei denen der Effekt der mechanisch kompressiven Beanspruchung auf Lösungs- und Wachstumsprozesse von Einzelkristallen unterschiedlicher, sehr gut löslicher, elastisch/spröder Salze untersucht wurde. Diese Salze wurden als Analoga gesteinsbildender Minerale wie Quarz und Calcit ausgewählt. Der Einfluß von Stress auf die Ausbildung der Oberflächenmikrostrukturen in einer untersättigten Lösung wurde an Kaliumalaun untersucht.Lösungsrillen (20 – 40 µm breit, 10 – 40 µm tief und 20 – 80 µm Abstand) entwickelten sich in den Bereichen, in denen die Beanspruchung im Kristall am größten war. Sie verschwanden wieder, sobald der Kristall entlastet wurde. Diese Rillen entwickelten sich parallel zu niedrig indizierten kristallographischen Richtungen und sub-perpendikular zu den Trajektorien, die der maximalen, lokalen kompressiven Beanspruchung entsprachen. Die Größe der Lösungsrillen hing von der lokalen Oberflächenbeanspruchung, der Oberflächenenergie und dem Untersättigungsgrad der wässrigen Lösung ab. Die mikrostrukturelle Entwicklung der Kristalloberflächen stimmte gut mit den theoretischen Vorhersagen überein, die auf den Modellen von Heidug & Leroy (1994) und Leroy & Heidug (1994) basieren. Der Einfluß der Beanspruchung auf die Auflösungsrate wurde an Natriumchlorat-Einzelkristallen untersucht. Dabei wurde herausgefunden, daß sich gestresste Kristalle schneller lösen als Kristalle, auf die keine Beanspruchung einwirkt. Der experimentell beobachtete Anstieg der Auflösungsrate der gestressten Kristalle war ein bis zwei Größenordnungen höher als theoretisch erwartet. Die Auflösungsrate stieg linear mit dem Stress an, und der Anstieg war um so größer, je stärker die Lösung untersättigt war. Außerdem wurde der Effekt der Bean-spruchung auf das Kristallwachstum an Kaliumalaun- und Kaliumdihydrogenphosphat-Ein-zelkristallen untersucht. Die Wachstumsrate der Flächen {100} und {110} von Kalium-alaun war bei Beanspruchung stark reduziert. Für all diese Ergebnisse spielte die Oberflächenrauhigkeit der Kristalle eine Schlüsselrolle, indem sie eine nicht-homogene Stressverteilung auf der Kristalloberfläche verursachte. Die Resultate zeigen, daß die elastische Verformung eine signifikante Rolle während der Drucklösung spielen kann, und eine signifikante Deformation in der oberen Kruste verursachen kann, bei Beanspruchungen, die geringer sind, als gemeinhin angenommen wird. Somit folgt, daß die elastische Bean-spruchung berücksichtigt werden muß, wenn mikrophysikalische Deformationsmodelle entwickelt werden sollen.

Struktur und rheologische Eigenschaften von PS-PI und PS-PB Blockcopolymeren

In der vorliegenden Arbeit wurde das Orientierungsverhalten der Mikrophasenseparation von industriellen und eigens synthetisierten Blockcopolymeren unter Extrusion untersucht.Dabei stellte sich heraus, daß bis auf eine Probe mit hexagonaler Morphologie die Mikrophasenseparationen der untersuchten Systeme unter dem Einfluß der Scherströmung derart in Extrusionsrichtung gedehnt werden, daß eine Art 'pseudo-lamellare' Morphologie entsteht. Aus Röntgenstreumessungen wurde die Güte dieser Orientierung in Form von Ordnungsparametern bestimmt. Dabei zeigte sich, daß der Orientierungsgrad der Proben deutlich von der Scherrate der Extrusion abhängt.Mit Hilfe von Zugversuchen konnte die mechanische Festigkeit der untersuchten Extrudate analysiert werden, wobei sich eine dem Ordnungsgrad analoge Scherratenabhängigkeit zeigte. Somit hat die rheologische Beanspruchung der Materialien einen deutlichen Einfluß auf deren mechanische Festigkeit.Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurde die Orientierung und die Reorientierung einer lamellaren Morphologie durch oszillatorische Verscherung mit großen Amplituden (LAOS) untersucht.Bei der Untersuchung des Orientierungsexperimentes zeigte sich, daß die exponentielle Abnahme der relativen Intensität des 3. Obertons (I3/I1) des fouriertransformierten Spektrums des Drehmomentes dazu genutzt werden konnte, um die Kinetik des Orientierungsprozesses zu bestimmen.Bei der Untersuchung des Umorientierungsprozesses konnte gezeigt werden, daß die nicht-lineare mechanische Antwort geeignet ist, um die Entwicklung bimodaler Orientierungsverteilungen zu verfolgen.

Hydrodynamics and solid dosage form disintegration/dissolution : immediate release tablets and novel in situ polyelectrolyte gastroretentive drug delivery systems

Solid oral dosage form disintegration in the human stomach is a highly complex process dependent on physicochemical properties of the stomach contents as well as on physical variables such as hydrodynamics and mechanical stress. Understanding the role of hydrodynamics and forces in disintegration of oral solid dosage forms can help to improve in vitro disintegration testing and the predictive power of the in vitro test. The aim of this work was to obtain a deep understanding of the influence of changing hydrodynamic conditions on solid oral dosage form performance. Therefore, the hydrodynamic conditions and forces present in the compendial PhEur/USP disintegration test device were characterized using a computational fluid dynamics (CFD) approach. Furthermore, a modified device was developed and the hydrodynamic conditions present were simulated using CFD. This modified device was applied in two case studies comprising immediate release (IR) tablets and gastroretentive drug delivery systems (GRDDS). Due to the description of movement provided in the PhEur, the movement velocity of the basket-rack assembly follows a sinusoidal profile. Therefore, hydrodynamic conditions are changing continually throughout the movement cycle. CFD simulations revealed that the dosage form is exposed to a wide range of fluid velocities and shear forces during the test. The hydrodynamic conditions in the compendial device are highly variable and cannot be controlled. A new, modified disintegration test device based on computerized numerical control (CNC) technique was developed. The modified device can be moved in all three dimensions and radial movement is also possible. Simple and complex moving profiles can be developed and the influence of the hydrodynamic conditions on oral solid dosage form performance can be evaluated. Furthermore, a modified basket was designed that allows two-sided fluid flow. CFD simulations of the hydrodynamics and forces in the modified device revealed significant differences in the fluid flow field and forces when compared to the compendial device. Due to the CNC technique moving velocity and direction are arbitrary and hydrodynamics become controllable. The modified disintegration test device was utilized to examine the influence of moving velocity on disintegration times of IR tablets. Insights into the influence of moving speed, medium viscosity and basket design on disintegration times were obtained. An exponential relationship between moving velocity of the modified basket and disintegration times was established in simulated gastric fluid. The same relationship was found between the disintegration times and the CFD predicted average shear stress on the tablet surface. Furthermore, a GRDDS was developed based on the approach of an in situ polyelectrolyte complex (PEC). Different complexes composed of different grades of chitosan and carrageenan and different ratios of those were investigated for their swelling behavior, mechanical stability, and in vitro drug release. With an optimized formulation the influence of changing hydrodynamic conditions on the swelling behavior and the drug release profile was demonstrated using the modified disintegration test device. Both, swelling behavior and drug release, were largely dependent on the hydrodynamic conditions. Concluding, it has been shown within this thesis that the application of the modified disintegration test device allows for detailed insights into the influence of hydrodynamic conditions on solid oral dosage form disintegration and dissolution. By the application of appropriate test conditions, the predictive power of in vitro disintegration testing can be improved using the modified disintegration test device. Furthermore, CFD has proven a powerful tool to examine the hydrodynamics and forces in the compendial as well as in the modified disintegration test device. rn

Neuartige Maschinenelemente in der Fördertechnik und Logistik : Hochfeste, laufende Faserseile

Materialflusssysteme und fördertechnische Anlagen und Maschinen lassen sich herunterbrechen auf die Fördermittel, die Groß- und Unterbaugruppen bis hin zu den Basiselementen wie z.B. Tragmittel, Bremse, Kupplung, Zahnrad und Antrieb (Abb. 1). Eine sehr wesentliche sicherheitstechnische Funktion kommt dem Tragmittel zu. Das am häufigsten in verschiedensten Anwendungsfällen wie Kran, Aufzug, Seilbahn, Hebezeugen usw. eingesetzte Tragmittel ist bisher noch mit Abstand das Stahldrahtseil. Dabei wird zwischen vorwiegend auf zug- und zugschwellbeanspruchte Seile und schwellend auf Biegung beanspruchte über Scheiben laufende Seile unterschieden. Im Bereich der modernen Wachstumsbranchen Fördertechnik und Logistik steigen die Anforderungen an die Tragmittel Seile hinsichtlich der Lebensdauer, der Ablegereifeerkennung, der Reduzierung der Masse bei gleichzeitiger Steigerung von Bruchkräften, Verzicht auf Schmierung bis hin zu gekoppelten Funktionalitäten aus Kraft übertragen, Beanspruchung messen, Daten übertragen und Selbstüberwachung des Seils. Die hohen Anforderungen an die nächsten Generationen Tragmittel sind nicht ausschließlich mit Stahldrahtseilen zu erfüllen. Vielmehr müssen neuartige Maschinenelemente aus spezifischen Materialien mit angepassten Eigenschaften als Tragmittel in der Materialflusstechnik und Logistik Einzug halten.

Effekte spezifischer Interventionen im Sportunterricht auf die exekutiven Funktionen von Primarschulkindern

Einleitung Die Annahme, dass Sport nicht nur positive Effekte auf die körperliche Gesundheit, sondern auch auf die kognitive Leistung haben kann, konnte anhand experimenteller Studien mit Erwachsenen weitgehend bestätigt werden. Ob dieselben Effekte auch bei Kindern und Jugendlichen vorzufinden sind, kann mit Blick auf die mangelnde empirische Evidenz in dieser Altersgruppe kaum zufriedenstellend beantwortet werden (Chang et al., 2012). Will man zudem der Frage nach den Wirkmechanismen nachgehen, sind Unter-suchungsdesigns angezeigt, die theoriegeleitet verschiedene Sportinterventionen mit unterschiedlichen Beanspruchungsmodalitäten kombinieren. So ist unter der Annahme der cardiovascular fitness hypothesis (Etnier et al., 2006) zur gezielten Förderung der kognitiven Leistungsfähigkeit ein systematisches Ausdauertraining sinnvoll, während theoretische Ansätze, die neurophysiologische Korrelate zur Erklärung des Zusammenhangs zwischen Sport und Kognition heranziehen (Diamond, 2000) eher kognitiv sowie koordinativ anspruchsvolle Sportangebote nahelegen würden. Daher geht der vorliegende Beitrag der Frage nach, ob spezifisch konzipierte langfristige Interventionen im Sportunterricht einen spezifischen Effekt auf die kognitive Leistungsfähigkeit von Primarschulkindern haben können. Methode Im Rahmen der quasiexperimentellen Längsschnittstudie „Sport und Kognition“ (SpuK_5.0) wurden insgesamt 250 Schülerinnen und Schüler von 16 fünften Klassen untersucht. Während knapp zwei Monaten absolvierten je vier Klassen während zwei Lektionen des obligatorischen Sportunterrichts entweder ein spielsportbezogenes EF-Training oder ein Ausdauertraining resp. ein kognitives oder kein spezifisches Training (Kontrollgruppe mit regulärem Sportunterricht). Durch die Konzeption dieser vier Experi-mentalbedingungen wurde sichergestellt, dass alle vier möglichen Kombinationen aus hoher resp. niedriger kognitiver und körperlicher Beanspruchung im Design repräsentiert waren. Ergebnisse und Diskussion Im Beitrag werden erste Ergebnisse der noch laufendenden SpuK_5.0-Studie vorgestellt und vor dem Hintergrund aktueller theoretischer Annahmen zu den zugrundeliegenden Wirkmechanismen diskutiert. Literatur Chang, Y. K., Labban, J. D., Gapin, J. I., & Etnier, J. L. (2012). The effects of acute exercise on cognitive performance: A meta-analysis. Brain Research, 1453, 87-101. Diamond, A. (2000). Close interrelation of motor development and cognitive development and of the cere-bellum and prefrontal cortex. Child Development, 71, 44-56. Etnier, J. L., Nowell, P. M., Landers, D. M., & Sibley, B. A. (2006). A meta-regression to examine the rela-tionship between aerobic fitness and cognitive performance. BRAIN RESEARCH, 52, 119-130.

Sportmotorische Leistungsfähigkeit und schulische Leistung – Zum mediierenden Effekt der exekutiven Funktionen

Introduction: Die sportmotorische Leistungsfähigkeit (SMLF) hängt nicht nur positiv mit der körperlichen Gesundheit zusammen, sondern gilt auch als Prädiktor für die schulische Leistung (SL) (van der Niet, Hartmann, Smith, & Visscher, 2014). Um die Frage zu beantworten, wie denn zwei auf den ersten Blick so distale Merkmale zusammenhängen sollen, werden unterschiedliche erklärende Variablen diskutiert, wobei die kognitive Stimulationshypothese die exekutiven Funktionen (EF) als mediierende Variable im Zusammenhang zwischen SMLF und SL postuliert. Die Annahme hierbei ist, dass die mit komplexen motorischen Kontrollprozessen einhergehende kognitive Beanspruchung bei einem wiederholten Ausführen von nicht-automatisierten sportbezogenen Handlungen zu einer Aktivierung und somit Förderung der EF führt (Best, 2010). EF, verstanden als höhere kognitive Prozesse, die ein zielorientiertes und situationsangepasstes Handeln erlauben, sind für den schulischen Erfolg von zentraler Bedeutung und gleichzeitig wichtige Prädiktoren der SL (Diamond, 2013). Obwohl diese Mediation seit einigen Jahren in der Literatur diskutiert wird, wurde sie bis heute noch nicht mit Hilfe längsschnittlicher Daten geprüft. Daher wird im Folgenden der mediierende Effekt der EF im Zusammenhang zwischen SMLF und SL getestet. Methods: Im Rahmen der Studie Sport und Kognition 5.0 wurden insgesamt 237 Primarschulkinder (52.3% ♀; 11.31 ± 0.62 Jahre) zu drei Messzeitpunkten in ihrer SMLF (T1) und ihren EF (T2) getestet. Zusätzlich wurde die SL (T3) mittels objektiver Schulleistungstests (Mathematik und Deutsch) erhoben. Um die Hauptfragestellung zu prüfen, ob die SL vorwiegend mediiert über die EF durch die SMLF vorhergesagt werden kann, wurde eine bootstrapping-basierte Mediationsanalyse in AMOS 22 durchgeführt. Results: Das theoretisch abgeleitete Strukturgleichungsmodell (2 (22, N = 237) = 30.357, p = .110; CFI = .978) weist eine zufriedenstellende Anpassungsgüte auf. Erwartungsgemäss zerfällt der Zusammenhang innerhalb des Mediationsmodells zwischen der SMLF und der SL, alsbald die EF ins Modell aufgenommen werden (β = .16, p = .634). Sowohl der Zusammenhang zwischen der SMLF und den EF (β = .38, p = .039), als auch der Zusammenhang zwischen den EF und der SL fallen signifikant aus (β = .91, p = .001) und ergeben dabei eine volle Mediation über den indirekten (p = .021) und totalen Effekt (p = .001). Discussion/Conclusion: Die erstmals vorliegenden längsschnittlichen Daten bestätigen den Zusammenhang zwischen SMLF und SL bei einer Mediation über die EF und decken sich mit den, aus einem querschnittlichen Design stammenden, Befunden von van der Niet et al. (2014). Zur Steigerung der schulischen Leistung sollten zukünftige Schulsportinterventionen die SMLF von Kindern erhöhen und dabei die EF bei der Auswahl von sportlichen Aufgaben mitberücksichtigen. References: Best, J. R. (2010). Effects of physical activity on children’s executive function: Contributions of experimental research on aerobic exercise. Developmental Review, 30, 331-351. Diamond, A. (2013). Executive functions. Annual Review of Psychology, 64, 135-168. van der Niet, A. G., Hartmann, E., Smith, J. & Visscher, C. (2014). Modeling relationships between physical fitness, executive functioning, and academic achievement in primary school children. Psychology of Sport & Exercise, 15(4), 319-325.

Die Effekte einer akuten Bewegungsintervention auf die Konzentrationsleistung von Primarschulkindern

Introduction: Da es sich bei der Konzentrationsleistung um einen zentralen Prädiktor für den Lernerfolg und die akademische Leistung von Schülerinnen und Schülern handelt (Steinmayr, Ziegler, & Träuble, 2010), ist ihre Förderung im Kontext der Schule von hoher Relevanz. Obwohl von Vertretern der „Bewegten Schule“ seit den 90er-Jahren positive Effekte von Bewegungspausen auf die Konzentrationsleistung diskutiert werden, mangelt es bisher an empirischer Evidenz. Die Resultate der wenigen Studien, welche zum Thema durchgeführt wurden, lieferten inkonsistente Befunde. Sie deuten jedoch mehrheitlich darauf hin, dass sich 10 bis 20-minütige Bewegungspausen kurzfristig positiv auf die Konzentrationsleistung von Primarschulkindern auswirken (Janssen, Toussaint, van Mechelen, & Verhagen, 2014). Ob diese Effekte auch durch kürzere und daher im Kontext der Schule praktikablere Interventionen erreicht werden können, ist bisher unklar. Deshalb wird im vorliegenden Beitrag untersucht, ob sich 5-minütige körperliche Aktivität positiv auf die Konzentrationsleistung von Primarschulkindern auswirkt. Methods: Im Rahmen einer randomisierten Kontrollgruppenstudie wurden insgesamt 97 Schülerinnen und Schüler von 5 fünften Klassen (MAlter11.75±.47 Jahre; 44.3% Mädchen) untersucht. Die Experimental-gruppe absolvierte während 5 Minuten eine Bewegungspause, in welcher koordinativ anspruchsvolle bilaterale Ganzkörperübungen durchgeführt wurden. Die Kontrollgruppe hörte sich während dieser Zeit ein Hörbuch an. Vor und nach der Intervention respektive der Kontrollbedingung wurde mit dem Test d2-R (Brickenkamp, Schmidt-Atzert, & Liepmann, 2010) die Aufmerksamkeits- und Konzentrationsleistung erhoben. Results: Zweifaktorielle Varianzanalysen mit Messwiederholung zeigten für die Konzentrationsleistung eine signifikante Interaktion zwischen Gruppe und Testzeitpunkt (F(1, 95) = 3.80, p = .03 (einseitig), Eta2= .04). Da es sich dabei um einen stärkeren Anstieg bei der Experimentalgruppe handelt, weist dieses Resultat auf die positive Wirkung der Bewegungspause hin. Discussion/Conclusion: Die Ergebnisse erweitern den Forschungsstand, indem sie zeigen, dass neben 10 bis 20-minütigen Bewegungspausen auch Bewegungspausen von kürzerer Dauer die Konzentrationsleistung von Primarschulkindern positiv beeinflussen. Es kann deshalb die Empfehlung abgegeben werden, im Kontext der Primarschule regelmässig Bewegungspausen von wenigen Minuten durchzuführen, um die Konzentrationsleistung der Schülerinnen und Schüler kurzfristig wiederherzustellen bzw. zu erhöhen. Ob die Verbesserung der Konzentrationsleistung auf die körperliche Aktivierung, die kognitive Beanspruchung der Bewegungspause oder die Kombination der beiden zurückzuführen ist, muss in weiteren Studien geprüft werden.

Einfluss des Trampolinsprungtuchs und der Sprunghöhe auf die Vertikalbeschleunigung an der Brustwirbelsäule

Die 2011 für das Trampolinturnen eingeführte, instrumentierte Bewertung der Sprunghöhe hatte die Entwicklung wurfstärkerer Sprungtücher und damit eine Zunahme der Sprunghöhen zur Folge. Inwieweit dabei die Beanspruchung des Bewegungsapparates gestiegen ist, wird durch vergleichende biomechanische Analysen verschiedener Sprünge von Athlet/innen des deutschen Nationalkaders auf dem alten 6x4- und dem neuen 4x4 -Sprungtuch untersucht. Erste Analysen zeigten, dass sich die Zunahme der Sprunghöhe auf dem 4x4-Tuch notwendigerweise in einem größeren Kraftstoß begründet, dieser aber nicht durch eine längere Tuchkontaktzeit, sondern durch eine höhere Kraft zustande kommt (Kredel, Eisele, Schweizer, Kuhn & Riehle, 2014). In der Folge soll nun der Einfluss dieser Kraftzunahme auf Bewegungsparameter und Beanspruchung untersucht werden. Kinematische Merkmale von Körper- und Wirbelsäulensegmenten wurden mit einem Vicon-T40s-System aufgezeichnet, während die Bodenreaktionskraftverläufe mit vier Kis t-ler-Kraftmessplatten erfasst wurden. Eine individualisierte, inversdynamische Modellierung der Tuchkontaktphasen soll Aufschluss über die Beanspruchungsunterschiede relevanter Gelenksstrukturen (Sprung-, Knie-, Hüftgelenk, LWS, BWS) geben. Zur Modellvalidierung dient die mittels Beschleunigungssensor erfasste Brustwirbelsäulenkinematik, deren Ausprägung in Bezug zur Sprunghöhe Gegenstand des aktuellen Untersuchungsteils war. Analysen von 102 Standsprüngen zeigen Zusammenhänge zwischen der Sprunghöhe und sowohl der mittleren (4x4: r(44)=.90, p<.001; 6x4: r(54)=.83, p<.001), als auch der maximalen (4x4: r(44)=.65, p<.001; 6x4: r(54)=.80, p<.001) Vertikalbeschleunigung der Brus twirbelsäule während des Tuchkontakts. Sind die Beschleunigungswerte – und damit die Belastungen – im mittleren Sprunghöhenbereich in ähnlichen Größenordnungen, ist festzuhalten, dass die durch das 4x4-Tuch erreichbaren größeren Sprunghöhen nicht nur einen weiteren Anstieg der mittleren, sondern auch eine weitere Erhöhung der maximalen Vertikalbeschleunigung zur Folge haben (Maximum 4x4: 151.4 m/s2 vs. 6x4: 139.6 m/s2) und somit die Maximalbelastung der Athlet/innen zunimmt. Aktuell wird dieser Befund bei den komplexeren Sprungvarianten verifiziert und die Gelenksbeansp.ruchung modelliert

Sportmotorische Leistungsfähigkeit und schulische Leistung – Zum mediierenden Effekt der exekutiven Funktionen

Die sportmotorische Leistungsfähigkeit (SMLF) gilt in jüngster Zeit als ein Prädiktor für schulische Leistung (SL) (Diamond, 2013). Um die Frage zu beantworten, wie denn zwei auf den ersten Blick so distale Merkmale zusammenhängen sollen, werden unterschiedliche erklärende Variablen diskutiert, wobei die kognitive Stimulationshypothese die exekutiven Funktionen (EF) als mediierende Variable im Zusammenhang zwischen SMLF und SL postuliert. Die Annahme hierbei ist, dass die mit komplexen motorischen Kontrollprozessen einhergehende kognitive Beanspruchung bei einem wiederholten Ausführen von nicht-automatisierten sportbezogenen Handlungen zu einer Aktivierung und somit Förderung der EF führt (Best, 2010). Der mediierende Effekt der EF im Zusammenhang zwischen der SMLF und der SL wird seit einigen Jahren in der Literatur diskutiert und wird im Folgenden innerhalb einer längsschnittlichen Untersuchung getestet. Im Rahmen der Studie SpuK wurden 237 Primarschulkinder (52.3% ♀; 11.31 ± 0.62 Jahre) zu drei Messzeitpunkten in ihrer SMLF (T1) und ihren EF (T2) getestet. Zur Ermittlung der SMLF wurden drei sportmotorische Tests in den Bereichen Koordination, Ausdauer und Schnellkraft durchgeführt. Die EF Inhibition, kognitive Flexibilität und Arbeitsgedächtnis wurden computerbasiert über den N-Back- und Flanker-Test operationalisiert. Zusätzlich wurde die SL (T3) mittels objektiver Schulleistungstests erhoben. Um die Hauptfragestellung zu prüfen, wurde eine bootstrapping basierte Mediationsanalyse in AMOS durchgeführt. Das Strukturgleichungsmodell (2 (22, N=237)=30.357, p=.110; CFI=.978) weist eine zufriedenstellende Anpassungsgüte auf. Erwartungsgemäss zerfällt der Zusammenhang innerhalb des Mediationsmodells zwischen der SMLF und der SL, alsbald die EF ins Modell aufgenommen werden (β=.16, p= .634). Sowohl der Zusammenhang zwischen der SMLF und den EF (β=.38, p= .039), als auch der Zusammenhang zwischen den EF und der SL fallen signifikant aus (β=.91, p=.001) und ergeben dabei eine volle Mediation über den indirekten (p=.021) und totalen Effekt (p=.001). Die vorliegenden längs-schnittlichen Daten bestätigen den Zusammenhang zwischen SMLF und SL bei einer Mediation über die EF und bestätigen somit die aus querschnittlichem Design stammenden Resultate von van der Niet et al. (2014). Literatur Best, J. R. (2010). Effects of physical activity on children’s executive function: Contributions of ex-perimental research on aerobic exercise. Developmental Review, 30, 331-351. Diamond, A. (2013). Executive functions. Annual Review of Psychology, 64, 135-168. van der Niet, A. G., Hartmann, E., Smith, J. & Visscher, C. (2014). Modeling relationships between physical fitness, executive functioning, and academic achievement in primary school chil-dren. Psychology of Sport & Exercise, 15(4), 319-325.

Probleme und Risiken bei der geplanten Einlagerung radioaktiver Abfälle in einen nordwestdeutschen Salzstock

Der Plan, große Mengen radioaktiver Materialien in Salinar- gesteine von Salzstöcken einzulagern, schließt die Rück- holbarkeit praktisch aus. Bei der Abschätzung des Langzeitverhaltens der Gesteine, der Grubenbaue und des gesamten Diapirs sind - wie auch beim Einlagerungsvorgang selbst - Fehler nicht auszuschließen und nicht korrigierbar. Die Antragsteller behandeln die geowissenschaftlichen Aspekte der Einlagerung (Teilprojekt 6) nicht qualifiziert und widmen den damit verbundenen Problemen eine unangemessen geringe Aufmerksamkeit. Sie lassen die einem solchen Projekt adäquate planerische Sorgfalt vermissen, gehen mit den zur Verfügung stehenden Daten in ihrer Argumentation ungenau oder selektiv um und erwecken den Eindruck, unter der Erdoberfläche nach dem 'trial-and-error'-Prinzip Vorgehen zu wollen. Salzstöcke sind tektonisch grundsätzlich instabile Gesteinskörper. Die an ihrem Aufbau überwiegend beteiligten Gesteine sind die wasserlöslichsten der Erdkruste; sie reagieren am empfindlichsten auf mechanische und thermische Beanspruchung und sind am reaktionsfähigsten bei möglichen Interaktionen zwischen Einlagerungsmaterial und Einlagerungsmedium. Salzstöcke sind die auf bergtechnische Eingriffe am sensibelsten reagierenden Gesteinskörper, insbesondere, wenn der am Salzspiegel herrschende Lösungszustand gestört wird, wenn durch künstliche Hohlräume im Innern Kriechbewegung (Konvergenz) des gesamten Salinars ausgelöst wird und wenn mit der Einlagerung thermische Belastungen einhergehen, welche höher sind als die mit der Gesteinsbildung und -Umbildung verbundenen Temperaturen es jemals waren. Daß trotz dieser Empfindlichkeit Gewinnungsbergbau in Diapiren möglich ist, ist kein Beleg für ihre Eignung als Endlager. Die Geowissenschaften verfügen über Modellvorstellungen zur Deutung der Salinargenese, des Salzaufstiegs und des gebirgsmechanischen Verhaltens. Diese Modelle sind teils als 'Lehrbuchwahrheit1 allgemein akzeptiert, werden z.T. aber auch als Hypothesen kontrovers diskutiert. Langzeitprognosen über das Verhalten von Gesteinen sind nicht verläßlich, wenn sie auf widersprochenen Modellvorstellungen über das Wesen von Gesteinen und Gesteinsverhalten beruhen. Die Salzstockauswahl ging der geowissenschaftlichen Erkundung voraus. Die wenigen publizierten Daten zur regionalen Geologie lassen nicht auf einen bergbautechnisch besonders leicht zu beherrschenden Salzstock schließen. Die Lage des Diapirs im Verbreitungsgebiet wasserreicher quartärzeitlicher Rinnensysteme spricht genauso gegen die Standortwahl wie die zu erwartende komplizierte Interntektonik und die politisch bedingte Unerforschbarkeit der Gesamtstruktur Gorleben-Rambow. Als Fehlentscheidung ist die durch Landkäufe am Standort Gorleben vorweggenommene Auswahl des Fabrikgeländes einschließlich Schachtanlage und Tritiumwasser-Verpressung auf dem Salzstock zu werten. Der nicht auszuschließende "Störfall Wassereinbruch" kann sich über Tage auf die Standsicherheit der riesigen Gebäude und Lagerbecken zerstörerisch auswirken und so Kontamination der Umgebung verursachen. Geowissenschaftliche Gründe, Erfahrungen aus der Bergbaukunde und die Erwartung, daß man fehlerhaftes Handeln nicht ausschließen kann, führen den Verfasser zu der Überzeugung, daß die Endlagerung radioaktiver Abfälle im Salz nicht zu empfehlen und nicht zu verantworten ist.

Geologie und Hydrogeologie im Raum Bad Pyrmont unter besonderer Berücksichtigung des Quellensystems

The hydrodynamics and hydrochemistry of salt and fresh water from solid rock aquifer systems in the Pyrmont area are described and interpreted on the basis of recent investigations including geoelectrics, isotope hydrology, soil air analysis. Theories on the source of the springs in this area are developed, which explain the different compositions of the springs and make it possible to protect them. Data from new and re-interpretated drill holes, borehole logs and outcrops suggest a revision of the geological structure of the Pyrmont dome. Bad Pyrmont is situated on a wide dome of Triassic rocks in the southern part of the Lower Saxony uplands. Inversion of the relief has caused the development of an erosional basin surrounded by prominent ridges. Deep faults developed at the crest of the dome as this part of the structure was subjected to the strongest tectonic stress. Subrosion of the Zechstein salts in the western part of the dome has caused the main salt bed to wedge out below the western part of the dome along a N-S striking structure; this structure is refered to as the „Salzhang“ (salt slope). West of the „Salzhang“, where subrosion has removed the salt bed that prevents gas rising from below, carbon dioxide of deep volcanic origin can now rise to the surface. Hydraulic cross sections illustrate the presence of extensive and deep-seated groundwater flow within the entire Pyrmont dome. While groundwater flow is directed vertically downwards in the ridges surrounding the dome, centripetal horizontal flow predominates the intermediate area. In the central part of the dome, groundwater rises to join the River Emmer, which is the main receiving water course in the central part of the eroded basin. The depth of the saltwater/freshwater interface is determinated by the weight of the superimposed freshwater body. Hydrochemical cross sections show the shape and position of the interface and document a certain degree of hydrochemical zonation of the gently mineralized fresh water. Genetic relationships between the two main water types and the hydrochemical zones of the freshwater body are discussed. The knowledge of the hydrogeological relationship in the Bad Pyrmont aquifer systems permits a spatially narrow coexistence of wells withdrawing groundwater for different purposes (medicinal, mineral, drinking and industrial water).

Der Kauffunger Kalkstein (Bober-Katzbach Gebirge, Polen): Petrographie, Fossilinventar, Stratigraphie

In the Western Sudetes (Mts.) in SW Poland carbonate rocks occur which are well known in the older German literature as ’’Kauffung Limestone” or ’’Wojcieszow Limestone” in recent publications, respectively. They are intercalated in sedimentary (shales) and volcanic (greenstone) successions and are, presumed - due to the lack of index fossils - to be Cambrian in age. These deposits occur in a variety of isolated massifs in the Bober-Katzbach Mts. where they have been mined in many quarries in the past. In a single location (Polom quarry near Wojcieszow) they are exploited up until today. The predominantly calcitic rocks display a wide variety of different lithologies and are, consequently, subdivided into the following lithological units which differ in textural characteristics, mineral constituents, and different grades of diagenetic and metamorphic alteration: 1. Calcite Marble: massive, calcitic, chiefly metamorphic recrystallized. 2. Zebra Limestone: dolomitic-calcitic, certain content of metasomatic silica, fine bedding as a result of microbial calcite precipitation or of diagenetic to metamorphic separation of carbonate and silica constituents. 3. Massive matrix Dolomite: compact, of diagenetic to metamorphic origin. 4. Dolomite Marble: metamorphic. 5. Hydrothermal Dolomite: hydrothermal alteration of limestone, postdating the tectonic deformation. The recent appearance of ’’Kauffung Limestone” is mainly a result of regional metamorphosis at low temperature up to about 300°C and locally high pressure. The typical textural features are stress induced, mostly protomylonitic calcite recrystallisation and generally slowly or not infected dolomite crystals. The different reactions of the two carbonate phases are attributed to their mineral properties. Rhyolitic and dacitic dykes penetrating the carbonate rocks are interpreted as a result of post- orogenic, probably Carboniferous or Permian volcanism. Microprobe investigation on the carbonates revealed a stochiometric composition of dolomite and calcite. The stable isotope content (8 c 0,8* ^C) reflects increased crystallisation temperature of the carbonate minerals (8 O von -7,75 bis -15,78). A variety of fossil remains have been extracted from bulk samples, consisting of sponge needles, floral components, foramini- fera, and vertebrate remains the latter two of which indicate a depositional age younger than Ordovician. Due to the stratigraphic re-attribution of the Kauffung Limestone, the hypothesis of a Cambrian/Ordovician rifting in the Western Sudetes should be abandoned.