BITUMEN Untersuchungsmöglichkeiten und erste Erfahrungen mit den neuen Messverfahren

Transkript

1 BITUMEN Untersuchungsmöglichkeiten und Institut Dr.-Ing. Gauer

2 Gliederung Untersuchungsmöglichkeiten Laborverfahren zur Bindemittelalterung RTFOT/PAV Bitumenkennwerte zur Erfahrungssammlung Erste Ergebnisse NV-Bitumen Zusammenfassung

3 Untersuchungsmöglichkeiten Organoleptische Beurteilung Mikroskopie Chemische Zusammensetzung Klassische Prüfungen Neue Prüfverfahren Rheologie Bild: Abruf

4 Organoleptische Beurteilung Vergangenheit Gutes Goudron muss bei 10 C völlig erstarrt, bei gewöhnlicher Temperatur aber elastisch sein, bei Handwärme sich in Fäden ziehen lassen, ohne an den Fingern haften zu bleiben; es muss auch bei längerem Kauen im Munde zähe bleiben und nur wenig Petroleumgeschmack entwickeln. Auszug aus: Preis-Tarif für Asphaltiererarbeiten der k. k. Reichshaupt- und Residenzstadt Wien (1912)

5 Untersuchungsmöglichkeiten Organoleptische Beurteilung Mikroskopie Chemische Zusammensetzung Klassische Prüfungen Neue Prüfverfahren Rheologie Bild: Abruf

6 Klassische Prüfungen Erweichungspunkt Ring und Kugel Nadelpenetration Asphalt im Straßenbau, 2. Auflage, J. Hutschenreuther, T. Wörner

7 Klassische Prüfungen Erweichungspunkt Ring und Kugel Nadelpenetration Elastische Rückstellung Brechpunkt nach Fraaß Asphalt im Straßenbau, 2. Auflage, J. Hutschenreuther, T. Wörner

8 Untersuchungsmöglichkeiten Organoleptische Beurteilung Mikroskopie Chemische Zusammensetzung Klassische Prüfungen Neue Prüfverfahren Rheologie Bild: Abruf

9 Rheologische Eigenschaften Dynamischer Scherrheometer (DSR) Bending Beam Rheometer (BBR)

10 Rheologische Eigenschaften Dynamischer Scherrheometer (DSR) Bending Beam Rheometer (BBR) (1) T-Sweep: Verformungsverhalten (50 C bis 80 C) Ermüdungsverhalten (bei 30 C) visko-elastisches Verhalten (2) MSCR-Prüfung: Gebrauchsverhalten (bei 60 C) Verformungsverhalten

11 Rheologische Eigenschaften Dynamischer Scherrheometer (DSR) Bending Beam Rheometer (BBR) (1) T-Sweep: Verformungsverhalten (50 C bis 80 C) (3) Bestimmung des Ermüdungsverhalten Erstarrungsbeginns (bei 30 C) visko-elastisches von Verhalten Wachsen in viskositätsveränderten (2) MSCR-Prüfung: Gebrauchsverhalten Bindemitteln (bei 60 C) Verformungsverhalten

12 Rheologische Eigenschaften Dynamischer Scherrheometer (DSR) Bending Beam Rheometer (BBR) (1) T-Sweep (2) MSCR-Prüfung (3) Bestimmung des Erstarrungsbeginns von Wachsen in viskositätsveränderten Bindemitteln Tieftemperaturverhaltens Steifigkeit und Relaxationsfähigkeit?

13 Untersuchungsmöglichkeiten Organoleptische Beurteilung Klassische Prüfungen Neue Prüfverfahren Rheologie Bild: Abruf

14 Rolling Thin Film Oven Test Kurzzeitalterung Prüfbedingungen: - Bitumenmenge je Flasche: 35 g - Prüftemperatur: 163 C - Alterungsdauer: 75 min - Halterdrehzahl: 15 U/min - Luftmenge: 4,0 l/min Bestimmung des Masseverlusts Weiterführende Untersuchungen Weitere Alterung im PAV

15 Pressure Aging Vessel Langzeitalterung Prüfbedingungen: - Bitumenmenge: 10 x 50 g - Prüftemperatur: 100 C - Alterungsdauer: 20 h - Luftdruck: 2,1 MPa Weiterführende Untersuchungen

16 Bitumenkennwerte für die Erfahrungssammlung Verantwortlicher TL Bitumen-StB 07/13 (je Quartal) Bindemittelhersteller TL Asphalt-StB 07/13 (Abhängig von der Tonnage) Asphaltmischguthersteller ZTV Asphalt-StB 07/13 Kontrollprüfung Merkmal oder Eigenschaft frisch RTFOT PAV frisch RTFOT PAV rückgewonnen Penetration bei 25 C Erweichungspunkt Ring und Kugel 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 DSR T-Sweep 1, ,2 DSR MSCR 1, ,2 BBR 1, ,2 1 30/45, 50/70, 70/100, 160/ /55-55, 10/40-65, 40/100-65

17 Nadelpenetration 50/70

18 Nadelpenetration 50/70 Alterungszustand Zulässig Min. Ergebnis Max. Ergebnis Einheit Frisch 50 bis [0,1 mm] RTFOT 50 (verleibende Penetration) % RTFOT + PAV Keine Anforderung [0,1 mm] [%]

19 Nadelpenetration 50/70

20 T-Sweep Straßenbaubitumen ~ Pa

21 T-Sweep Straßenbaubitumen 60 Straßenbaubitumen T bei G* = 15 kpa [ C] EP RuK [ C] 30/45 50/70 70/ /220

22 T-Sweep PmB PmB /40-65A T bei G* = 15 kpa [ C] /55-55A 40/100-65A EP RuK [ C] 10/40-65A 25/55-55A 40/100-65A

23 T-Sweep 25/55-55 A

24 T-Sweep MSCR-Prüfung (25/55-55 A)

25 Wachse (Seminar Füllstoffe und Additive in Kunststoffen, Vortrag: Wachse in Kunststoffen - nicht nur Fließverbesserung, Hr. Lechner, Peine 06./ )

26 NV-Bitumen (DSR: Rotationsmodus)

27 NV-Bitumen (DSR: Rotationsmodus) /70 50/70 Scherspannung σ [Pa] /70 + Wachs 50/70+Sasobit 25/ /55-55 A 25/ Wachs 25/55-55 A+Sasobit Temperatur T [ C]

28 Zusammenfassung Untersuchungsmöglichkeiten Methoden zur Bindemittelalterung im Labor RTFOT Kurzzeitalterung PAV Langzeitalterung Straßenbaubitumen: EP R&K = T(15 kpa) [ C] PmB: keine Korrelation zwischen EP R&K und T(G*) PmB 25/55-55 A: Unterschiedlicher Verlauf der Phasenwinkel zwischen 50 C und 70 C PmB 25/55-55 A: Korrelation zwischen nicht rückformbarer Anteil MSCR (3,200 kpa) und Verlustmodul (T-Sweep, bei 60 C) NV-Bitumen: Kristallisationspunkt der Wachse beeinflussen die Scherspannung. Temperatur beim Knick ist vom verwendeten Wachs abhängig.

29 Abschlussfrage Straßenbaubitumen PmB

30 Vielen Dank! Institut Dr.-Ing. Gauer