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Detailergebnis zu DOK-Nr. 69397

Einfluss der Herstellungsbedingungen auf die Struktur der inneren Vernetzung von Gummimodifiziertem Bitumen (CRMA) (Orig. engl.: Effects of interaction conditions on internal network structure of crumb rubber-modified asphalts)

Autoren	M. Abdelrahman M. Ragab
Sachgebiete	9.1 Bitumen, Asphalt 9.10 Gummi, Kautschuk, Asbest

Asphalt Materials and Mixtures 2014, Volume 1. Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2014 (Transportation Research Record (TRB) H. 2444) S. 130-141, 8 B, 17 Q

Die innere Netzwerkstruktur ist für die rheologischen Eigenschaften von Gummimodifiziertem Bitumen (CRMA) entscheidend. Die Interaktion zwischen Gummi (CRM) und Bitumen ergibt sich durch Anschwellen der CRM-Partikel durch Absorption der leichten Aromaten aus dem Bitumen; die festen Gummipartikel verbleiben in der flüssigen Phase des Bitumens. Es wurden zwei Basisbitumen unterschiedlicher Härten mit einem definierten Typ Gummi in einem Mengenanteil von 10 M.-% vermischt. Zur Herstellung des CRMA wurde ein Hochschermischer bei Variation der Mischgeschwindigkeit in drei Stufen (10, 30 und 50 Hz) und der Mischtemperatur in ebenfalls drei Stufen (160, 190 und 220 °C) eingesetzt. Proben des CRMA wurden nach Mischdauern von 15, 60, 120, 240 und 480 Minuten entnommen und der DSR-Analytik bei 70 °C unterzogen. Darüber hinaus wurde in einem "Lösungstest" der Anteil an festem Gummi mit Toluol herausgewaschen und quantifiziert. Des Weiteren wurden thermogravimetrische Analysen gemäß ASTM E-1131 und FTIR-Spektroskopien durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass in Abhängigkeit von der Menge an löslichem Gummi und der verbleibenden festen Gummikomponente die Interaktion im CRMA und die rheologischen Eigenschaften entscheidend beeinflusst werden. Durch eine intensive Ausbildung des dreidimensionalen Netzwerks in der flüssigen Phase des CRMA verbessern sich die Steifigkeit (Komplexer Schermodul G*) und die Elastizität (Phasenwinkel delta). Als besonders günstig hat sich bei der Herstellung die Kombination einer moderaten Mischtemperatur von 190 °C bei einer Mischgeschwindigkeit von 50 Hz gezeigt. Bereits die Reduzierung der Herstelltemperatur auf 160 °C führt zu deutlich ungünstigeren physikalischen Eigenschaften, weil die gewünschte Schwellung des Gummis behindert wird. Bei einer Mischtemperatur von 220 °C kommt es zu ernsten Depolymerisations- und Devulkanisationsprozessen, mit welchen eine deutliche Verschlechterung der Eigenschaften des Gummimodifizierten Bitumens (CRMA) einhergeht.