Detailergebnis zu DOK-Nr. 67730
Mikromechanische Untersuchungen zur Phasentrennung im Bitumen durch eine Kombination von Rasterkraftmikroskopie (AFM) und Dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) (Orig. engl.: Micromechanical investigation of phase separation in bitumen by combining atomic force microscopy with differential scanning calorimetry results)
| Autoren |
B. Birgisson N. Kringos P.K. Das V. Wallqvist |
|---|---|
| Sachgebiete |
9.1 Bitumen, Asphalt |
Road Materials and Pavement Design 14 (2013) Supplement 1: EATA 2013, S. 25-37, 8 B, 3 T, zahlr. Q
Das thermo-rheologische Verhalten von Bitumen hängt entscheidend von der chemischen Struktur und der intermolekularen Mikrostruktur des Bitumens ab. Der Aufsatz konzentriert sich zunächst auf die Erklärung grundlegender Mechanismen des Phänomens der Mikrostruktur, der Mobilität und der Geschwindigkeit der Änderung der Mikrostruktur aufgrund äußerer Einflüsse. Unter Zuhilfenahme der Kombination von AFM und DSC wurden systematische Untersuchungen zur Phasentrennung an vier unterschiedlichen Bitumen mit EP RuK zwischen 46 und 78 °C angestellt. Die Prüfungen erfolgten bei ansteigender und fallender Temperatur zwischen 30 und 60 °C, wodurch sich die Möglichkeit ergab, Kristallisations- und Schmelzeffekte getrennt zu analysieren. Bitumen neigt unter bestimmten kinematischen Bedingungen zur Phasentrennung, was entscheidend von der Temperaturhistorie abhängig ist. Mittels AFM lässt sich die Oberflächenstruktur, die Phasentrennung und auch die Auswirkung auf mechanische Eigenschaften wie Adhäsion und Steifigkeit beschreiben. Die Betrachtung im Mikrobereich hilft, die physikalische und chemische Änderung aufgrund von Alterung und Healing grundlegend zu verstehen. Die in Kombination anzuwendenden Prüfverfahren AFM und DSC sind geeignet, die Phasentrennung von Bitumen zu erkennen. Es wurde gezeigt, dass sich die geprüften Bitumen völlig unterschiedlich verhalten und dass hierfür maßgeblich die Wachs/Paraffin-Fraktion verantwortlich ist. Die meisten geprüften Bitumen besitzen eine kristallisierende Fraktion, einige wenige aber nicht. Zur Umsetzung dieser Erkenntnisse in den Asphaltmaßstab wird weitere Forschung empfohlen.