Detailergebnis zu DOK-Nr. 75929
Experimentelle Untersuchung der Quellung von Gummi im Bitumen (Orig. engl.: Experimental investigation of rubber swelling in bitumen)
| Autoren |
H. Wang X. Liu P. Apostolidis S. Erkens A. Scarpas |
|---|---|
| Sachgebiete |
9.1 Bitumen, Asphalt 9.10 Gummi, Kautschuk, Asbest |
Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board Vol. 2674, H. 2, 2020, S. 203-212, 6 B, 2 T, 23 Q. - Online-Ressource: verfügbar unter: http://journals.sagepub.com/home/trr
Bei der Quellung von Gummigranulat im Bitumen handelt es sich um eine diffusions-induzierte Volumenexpansion. Sie spielt eine dominierende Rolle bei der Entwicklung von gummimodifiziertem Bitumen und deren Eigenschaften. Ziel der Studie ist es, die Kinetik der Bitumendiffusion eines Gummigranulats aus Lkw-Reifen im Hinblick auf das Gleichgewicht der Quellungseigenschaften und der mechanischen Eigenschaften des Gummigranulats vor und nach dem Quellen bei verschiedenen hohen Temperaturen zu untersuchen. Die Ergebnisse der Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie zeigen, dass während der Wechselwirkung im Temperaturbereich von 160 bis 200 °C keine Auflösung des Gummigranulats auftritt. Aliphatische Verbindungen aus dem Bitumen diffundierten während des Quellprozesses bevorzugt in das Gummigranulat. Die Diffusionskoeffizienten des Bitumens wurden durch einen Sorptionsversuch unter Verwendung der gravimetrischen Methode bestimmt. Der Diffusionskoeffizient steigt mit steigender Temperatur in einer Arrhenius-Form. Die Volumenexpansion des Gummigranulats während des Quellens wurde durch Röntgen-Computertomografie-Scanbilder erfasst. Das Gummigranulat quillt im frühen Stadium schneller auf, dann verlangsamt sich die Expansionsrate. Das Quellverhältnis stieg nach 36 Stunden von 1,97 bei 160 °C auf 3,03 bei 200 °C. Mechanische Tests mit einem Dynamischen Scherrheometer zeigen, dass das gequollene Gummigranulat im Vergleich zu dem trockenen Gummigranulat weicher wird und ein offensichtliches viskoelastisches Verhalten zeigt. Mit steigender Temperatur sind der Erweichungseffekt und der Viskoseeffekt signifikanter. Die erhaltenen Parameter können in Quell- und mikromechanischen Modellen implementiert werden, um die Bindemitteleigenschaften besser vorherzusagen.