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Detailergebnis zu DOK-Nr. 70430

Vergleich der Zylinder-Geometrie mit der Platte/Platte-Geometrie bei der DSR-Analytik (Orig. engl.: Comparison of concentric cylinder and parallel plate geometries for asphalt binder testing with a dynamic shear rheometer)

Autoren	J. Harvey D. Jones F. Farshidi S.S. Hung
Sachgebiete	9.0 Allgemeines, Prüfverfahren, Probenahme, Güteüberwachung 9.1 Bitumen, Asphalt

Asphalt Materials and Mixtures 2015, Volume 1. Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2015 (Transportation Research Record (TRB) H. 2505) S. 108-114, 5 B, 4 T, 9 Q

Aufgrund gesetzlicher Bestimmungen müssen in Kalifornien (USA) mindestens 35 % des Bitumens durch recyceltes Gummi ersetzt werden. Untersuchungsgegenstand der vorgestellten Arbeit sind relativ große Gummipartikel aus Altreifen mit Korngrößen bis zu 2,36 mm, die unmittelbar am Asphaltmischwerk zu einem gummimodifizierten Bitumen verarbeitet werden. Bei der prüftechnischen Ansprache dieses Gummigranulat/Bitumen-Gemisches stößt die DSR-Analytik mit der Platte/Platte-Geometrie an ihre Grenzen, da die Gummipartikel an den Platten reiben und somit die rheologischen Eigenschaften des Gummis gegenüber denen des Gummigranulat/Bitumen-Gemisches dominieren. Aus dem Grunde wurde eine alternative Geometrie erprobt, die in dem Paper "konzentrische Zylinder-Geometrie" genannt wird. Bei dieser Messgeometrie handelt es sich um einen äußeren und einen rotierenden inneren Zylinder, wobei zwischen den Zylinderwänden das Schergefälle erzeugt wird. Der Vorteil dieser Zylinder-Geometrie gegenüber der Platte/Platte-Geometrie ist unter anderem die Verwendung einer deutlich größeren Probemenge von 25 g. Gegenstand der systematischen Untersuchungen waren drei konventionelle Destillationsbitumen PG 64-16 unterschiedlicher Hersteller, ein Polymermodifiziertes Bitumen PG 64-28 PM und ein im Nassverfahren mit Gummimehl (Partikelgröße < 300 µm) hergestelltes gummimodifiziertes Bitumen PG 64-28 TR (TR). Die Prüfungen wurden am frischen und am RTFOT-gealterten Bitumen durchgeführt. Bei der RTFOT-Alterung wurde festgestellt, dass das TR-Bitumen während der Rotation die Flaschenwandung nicht vollständig bedeckte. Zudem gab es Probleme, das TR-Bitumen nach Versuchsende aus der Flasche herauszukratzen. Daher wurde beim TR-Bitumen die RTFOT-Alterung durch eine TFO-Alterung ersetzt. Beide Alterungsverfahren unterscheiden sich signifikant: Die RTFOT-Alterung erwies sich als deutlich schärfer. Die DSR-Versuche wurden mit beiden genannten Messgeometrien durchgeführt und die Ergebnisse - Komplexer Schermodul G*, Phasenverschiebungswinkel delta, Prüfgröße G*/sin delta - vergleichend ausgewertet. Als Fazit wird herausgearbeitet, dass zwischen den mit beiden Messgeometrien gewonnenen Ergebnissen keine Unterschiede bestehen. Weitere Untersuchungen wurden mit dem Ziel gestartet, ein Spezifikationssystem für das am Asphaltmischwerk mit Gummigranulat modifizierte Bitumen zu entwickeln.