Bestimmung der Niedrigscherviskosität (LSV) und der Nullscherviskosität (ZSV)
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- Ulrike Ziegler
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1 Bestimmung der Niedrigscherviskosität (LSV) und der Nullscherviskosität (ZSV) Michael Gehrke Workshop Dynamisches Workshop Scherrheometer Dynamisches Dipl.-Ing. Scherrheometer Michael Gehrke 1
2 Gliederung 1. Sinn 2. Theorie 3. Durchführung 4. Ergebnisse ZSV / LSV Warum? Was? Wie? Was (bringt uns das)? 2
3 Collop, Khanzada Planche, Dreessen NCHRP Report 459 3
4 Gliederung 1. Sinn 2. Theorie 3. Durchführung 4. Ergebnisse 4
5 Viskosität [Pa s] ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 unmodifiziert PmB PmB H wachsmodifiziert Schergeschwindigkeit [1/s] 5
6 Gliederung 1. Sinn 2. Theorie 3. Durchführung 1. Kriechversuch 2. Schergeschwindigkeits-Durchlauf 3. Mehrfacher Kriechtest (s. M(S)CR) 4. Frequenz-Durchlauf ( LSV) 4. Ergebnisse de Visscher et al. 6
7 Deformation 4,7 4,2 3,7 3,2 2,7 2,2 1,7 1,2 0,7 0, Gesamtdeformation Spontan-elastische Deformation Verzögert-elastische Deformation Viskoses Fließen Zeit 7
8 Kriechkomplianz Deformation 4,7 4,2 3,7 3,2 2,7 2,2 1,7 1,2 0,7 0, unmodifiziertes Bitumen PmB PmB H Zeit 8
9 Kriechkomplianz Kriechkomplianz J (Nachgiebigkeit) Bitumen A (100 Pa) Bitumen A (50 Pa) Bitumen A (50 -> 100 Pa) Bitumen B (100 Pa) Deformation J = γ / τ = 1 / G mit: γ = Deformation τ = Scherspannung Zeit Bitumen A (100 Pa) Bitumen A (50 Pa) Bitumen A (50 -> 100 Pa) Bitumen B (100 Pa) Zeit 9
10 Anderer Ansatz: Temperatur bindemittelabhängig - Zeitersparnis - Stationäre Verhältnisse - Keine Zerstörung von Strukturen - Parallelplattengeometrie (Ø 25 mm; d: 0,5 1 2 mm) - DSR im Rotationsmodus - Bevorzugte Prüftemperatur: 60 C Pa s η Pa s - Schritt 1: Spannungs-Durchlauf (Scherraten-Durchlauf) - Schritt 2: Kriechfließen bei gegebenem Spannungsniveau (Bestimmung der ZSV) 10
11 dyn. Viskosität [Pa a] /70 25/55-55 A 40/ A 50/70 + FT-Wachs Scherspannung [Pa] 11
12 Kriechkomplianz [1/Pa] dyn. Viskosität [Pa a] Scherrate [1/sec] Kriechkomplianz [1/Pa] , ,1 0,01 50/70 (10 Pa) 50/70 (50 Pa) 50/70 (100 Pa) 50/70 25/55-55 A 40/ A 50/70 + FT-Wachs 0, ,0001 0, ,00001 Zeit [sec] 40/ A (1 Pa) 40/ A (10 Pa) 40/ A (50 Pa) 10 0, , Zeit [sec] 0,1 0, Scherspannung [Pa] 0, Zeit [sec] 40/ A (10 Pa) 40/ A (50 Pa) 12
13 Kriechkomplianz [1/Pa] 100 ZSV = η 0 = lim tcreep 1 / [J creep (t) / t] = 900 / (J Ende J Ende-900sec ) ,1 0,01 50/70 (50 Pa) Bitumen J Ende-900 sec J Ende ZSV 25/55-55 A (50 Pa) - [1/Pa] [1/Pa] 40/ A [Pa (10 Pa) s] 40/ A (50 Pa) 50/70 39,1 41,7 346,2 0,001 0, , , , , , , ,00 25/55-55 A 5,35 5, / A (50 Pa) Zeit [sec] 4,95 5, / A (10 Pa) 0,55 0,
14 Gliederung 1. Sinn 2. Theorie 3. Durchführung 1. Kriechversuch 2. Schergeschwindigkeits-Durchlauf 3. Mehrfacher Kriechtest (s. M(S)CR) 4. Frequenz-Durchlauf ( LSV) 4. Ergebnisse 14
15 Kriechkompianz 4,7 4,2 3,7 3,2 2,7 2,2 1,7 1,2 0,7 0, η 0 = lim tcreep 1 / [J creep (t) / t] η 0 = lim trecovery t creep / J2 recovery Belastungsphase Entlastungsphase Gesamtdeformation Spontan-elastische Deformation Verzögert-elastische Deformation Viskoses Fließen Desmazes et al. Zeit 15
16 Gliederung 1. Sinn 2. Theorie 3. Durchführung 1. Kriechversuch 2. Schergeschwindigkeits-Durchlauf 3. Mehrfacher Kriechtest (s. M(S)CR) 4. Frequenz-Durchlauf ( LSV) 4. Ergebnisse 16
17 - Parallelplattengeometrie (Ø 25 mm; d: 0,5 1 2 mm) - DSR im Oszillationsmodus - Im LVE-Bereich (z.b. 10 % Deformation) - LSV = Pa s EVT bestimmen - (Schritt 0: Amplitudendurchlauf: Bestimmung des LVE-Bereichs) - Schritt 1: Temperatur-Durchlauf: Bestimmung von EVT1 (bei 0,01 Hz) - Schritt 2: Frequenz-Durchlauf: Bestimmung von EVT2 (bei 0,001 Hz) und ΔT 17
18 Kompl. Viskosität [Pa s] /70 25/55-55 A 40/ A 50/70 + FT-Wachs /55-55 A 50/70 40/ A 50/70 + FT-Wachs 100 0, Temperatur Deformation [ [-] C] 18
19 Kompl. Kompl. Viskosität Viskosität [Pa [Pa s] s] /70 (49,5 C) 50/70 25/55-55 A (60,5 C) 25/55-55 A 40/ A (65,0 C) 40/ A 50/70 + FT-Wachs (67,5 C) 50/70 + FT-Wachs /55-55 A 50/70 40/ A 50/70 + FT-Wachs ,0001 0, , , , Temperatur Deformation Frequenz [Hz] [ [-] C] 19
20 Kompl. Kompl. Viskosität Viskosität [Pa [Pa s] s] Bitumen EVT1 ΔT EVT2 LSV (60 C) - C C C Pa s /70 49,5 0,9 50, /55-55 A 60,5 1,7 62, / A 65,0 2,4 67, /70 + FT-Wachs 67,5 4,6 72, Kompl. Viskosität [Pa s] /70 (49,5 C) 50/70 25/55-55 A (60,5 C) 25/55-55 A 40/ A (65,0 C) 40/ A 50/70 + FT-Wachs (67,5 C) 50/70 + FT-Wachs 25/55-55 A 50/70 40/ A 50/70 + FT-Wachs ,0001 0, , , , Temperatur Deformation Frequenz [Hz] [ [-] C] 20
21 Gliederung 1. Sinn 2. Theorie 3. Durchführung 4. Ergebnisse 21
![Bitumen LSV ZSV - [Pa s] [Pa s] 50/70 386 346 25/55-55 A 2.374 2.](/docs-images/96/130166291/images/22-1.jpg "571 40/100-65 A 4.283 22.500 van Rooijen, de Bondt?. η(γ) η*(ω)?")
22 Bitumen LSV ZSV - [Pa s] [Pa s] 50/ /55-55 A / A van Rooijen, de Bondt?. η(γ) η*(ω)? 22
23 Guericke, Schlame van Rooijen, de Bondt 23
24 Morea et al. 24
25 Bestimmung der Niedrigscherviskosität (LSV) und der Nullscherviskosität (ZSV) Michael Gehrke ENDE Workshop Dynamisches Workshop Scherrheometer Dynamisches Dipl.-Ing. Scherrheometer Michael Gehrke 25
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