Anwendungen von Prüfungen im DSR

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1 Anwendungen von Prüfungen im DSR Tobias Hagner Workshop Dynamisches Workshop Scherrheometer Dynamisches Dr.-Ing. Scherrheometer Tobias Hagner 1

2 Prüfungen mittels Dynamischem Scherrheometer + Messungen über einen Temperaturbereich + Trennung visko-elastischer Eigenschaften + physikalische Materialeigenschaften + statische, rotierende und oszillierende Beanspruchungen gute Korrelationen zu konventionellen Prüfmethoden Wozu brauchen wir die Prüfung im DSR? schlechte Korrelationen zu konventionellen Prüfmethoden Was bringt die Prüfung im DSR zusätzlich? 2

3 Rheologische Prüfverfahren ZSV, LSV MSCRT BBR DSR Platte-Platte DSR Platte-Kegel Brechpunkt Fraaß Erweichungspunkt Nadelpenetration kinematische Viskosität 3

4 Viskositätsmessungen DIN EN DIN EN kinematische Viskosität z.b. Cannon-Fenske Anforderungen in DIN EN dynamische Viskosität Platte-Kegel Rotationsmodus Prüftemperatur 135 C (60 C) Prüftemperatur 60 C bis 150 C 4

5 viskositätsveränderte Bindemittel 5

6 Viskositätsmessungen DIN EN DIN EN dynamische Viskosität Vakuum-Kapillaren Anforderungen in DIN EN komplexe Viskosität Platte-Platte Oszillationsmodus Prüftemperatur 60 C Prüftemperatur 0 C bis 90 C 6

7 Eurobitume Data Collection Untersuchungsumfang 146 Datensätze - 69 x Straßenbaubitumen - 58 x Polymermodifizierte Bitumen - 15 x Harte Straßenbaubitumen - 4 x Spezialbitumen insgesamt über Datenpunkte Quelle: Data Collection, Eurobitume Prüfverfahren konventionelle Prüfverfahren DSR (T-sweep, f-sweep, ZSV, LSV), BBR, KD Original, RTFOT, PAV 7

8 Dynamische Viskosität Quelle: Data Collection, Eurobitume 8

9 Konsistenz bei erhöhter Gebrauchstemperatur DIN EN 1427 DIN EN Erweichungspunkt Ring und Kugel komplexer Schermodul Anforderungen in DIN EN DIN EN Platte-Platte Oszillationsmodus Prüftemperatur Quelle: ARBIT 0 C bis 90 C 9

10 Erweichungspunkt Straßenbaubitumen Quelle: Data Collection, Eurobitume 10

11 Erweichungspunkt Polymermodifizierter Bitumen Quelle: Data Collection, Eurobitume; ARBIT 11

12 Alterung Polymermodifizierter Bitumen Quelle: FE , ISBS 12

13 Alterung Polymermodifizierter Bitumen Quelle: FE , ISBS 13

14 Konsistenz bei mittlerer Gebrauchstemperatur DIN EN 1426 DIN EN Nadelpenetration komplexer Schermodul Anforderungen in DIN EN DIN EN Platte-Platte Oszillationsmodus Prüftemperatur Quelle: ARBIT 0 C bis 90 C 14

15 Nadelpenetration Straßenbaubitumen Quelle: Data Collection, Eurobitume 15

16 Nadelpenetration Polymermodifizierter Bitumen Quelle: Data Collection, Eurobitume 16

17 Dehnungsrückstellung DIN EN AL MSCR- Prüfung elastische Rückstellung durchschnittliche prozentuale Erholung Anforderungen in DIN EN Platte-Platte MSCRT Prüftemperatur 60 C 17

18 Elastische Rückstellung FE lediglich Nachweisverfahren für Polymere Quelle: ARBIT keine Zusammenhänge mit den Gebrauchseigenschaften von Asphalt 18

19 Elastische Rückstellung FE Differenzierung der Bindemittel Quelle: asphalt institute Korrelation mit dem Verformungsverhalten von Asphalt 19

20 durchschnittliche prozentuale Erholung 20

21 Sprödigkeit bei niedriger Gebrauchstemperatur DIN EN DIN EN Brechpunkt nach Fraaß Phasenwinkel Anforderungen in DIN EN DIN EN Platte-Platte Oszillationsmodus Prüftemperatur 30 C 21

22 Brechpunkt nach Fraaß Quelle: Data Collection, Eurobitume 22

23 Tieftemperaturverhalten Quelle: Data Collection, Eurobitume 23

24 Prüfungen mittels Dynamischem Scherrheometers kinematische Viskosität DIN EN dynamische Viskosität η (Platte-Kegel) dynamische Viskosität DIN EN komplexe Viskosität η* (Platte-Platte) Erweichungspunkt R&K DIN EN 1427 komplexer Schermodul G* (Platte-Platte) Änderung des Erweichungspunktes R&K DIN EN 1427 Speichermodul G (Platte-Platte) Nadelpenetration DIN EN 1426 komplexer Schermodul G* (Platte-Platte) Elastische Rückstellung DIN EN durchschnittliche prozentuale Erholung R N (MSCRT) Brechpunkt nach Fraaß DIN EN Phasenwinkel δ (Platte-Platte) 24

25 Beurteilung der Kennwerte hohe Steifigkeit (großes G*) und elastisches Verhalten (kleines δ) für großen Verformungswiderstand geringe Steifigkeit (kleines G*) und viskoses Verhalten (großes δ) für gute Relaxationsfähigkeit 25

26 Black-Diagramm (T-sweep) 26

27 Cole-Cole-Diagramm (T-sweep) 27

28 Verformungseigenschaften Asphalt TP A-StB Teil 25 B1 DIN EN Bestimmung des Verformungsverhaltens von Walzasphalt bei Wärme Phasenwinkel Platte-Platte Oszillationsmodus Quelle: HNL Einaxialer Druckschwellversuch an zylindrischen Probekörpern Prüftemperatur 50 C 28

29 Verformungsverhalten von Asphalt mit PmB Quelle: FE , HNL 29

30 Verformungsverhalten von Asphalt mit PmB Quelle: FE , HNL 30

31 Kälteeigenschaften Asphalt TP A-StB Teil 46 DIN EN Rissbeständigkeit gegenüber Kälteangriff Phasenwinkel Platte-Platte Oszillationsmodus Abkühlversuche an prismatischen Probekörpern Prüftemperatur Quelle: ISBS 30 C 31

32 Tieftemperaturverhalten PmB 25/55-55 A Quelle: FE ; ISBS 32

33 Tieftemperaturverhalten SMA 8 S mit PmB 25/55-55 A Quelle: FE ; ISBS 33

34 Prüfungen mittels Dynamischen Scherrheometers 34