Detailergebnis zu DOK-Nr. 79884
Benetzungskinetik eines Bitumentropfens auf einem Glassubstrat (Orig. engl.: Wetting kinetics of a bitumen droplet on a glass substrate)
| Autoren |
A. Thiriet L. Tigier V. Gaudefroy J.-P. Terrier J. Cantot J.-M. Piau E. Chailleux |
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| Sachgebiete |
9.1 Bitumen, Asphalt |
Road Materials and Pavement Design 24 (2023) Supplement 1: EATA 2023, S. 424-436, 14 B, 6 T, zahlr. Q
Kaltasphalt ist ein Straßenbelag, der üblicherweise durch Mischen von Gesteinskörnungen bei Umgebungstemperatur und einer Bitumenemulsion hergestellt wird, die auf Temperaturen zwischen 40 °C und 70 °C erhitzt wird. Die Steifigkeit dieses Materials nimmt nach dem Einbau im Laufe der Zeit zu, was als Aushärtung bezeichnet wird. Zahlreiche chemische und physikalische Mechanismen scheinen an diesem Aushärtungsprozess beteiligt zu sein, der unmittelbar nach dem Brechen der Emulsion stattfindet. Um zu verstehen, wie Grenzflächenkräfte in Kaltasphalt nach dem Emulsionsbruch wirken, wurde ein neues Versuchsverfahren entwickelt. Damit soll nachgebildet werden, was passiert, wenn ein Bitumentropfen kurz nach dem Emulsionsbruch mit einem Gesteinskörnungsteilchen in Kontakt kommt. Ein Bitumentropfen wird auf einen im Wasser befindlichen Glasobjektträger aufgebracht und anschließend das Wasser entfernt. Die Ausbreitung wird durch Messung des Kontaktwinkels des Bitumentropfens auf dem Glasobjektträger im Laufe der Zeit realisiert. Wie erwartet, ist die Benetzungskinetik stark von der Temperatur abhängig, aber der Gleichgewichtszustand der Benetzung (endgültiger Kontaktwinkel) scheint temperaturunabhängig zu sein. Das wichtigste Ergebnis der dargestellten Untersuchungen ist der maßgebliche Einfluss der Temperatur. Tatsächlich beträgt die Gesamtbenetzungszeit bei 35 °C nahezu 8 Stunden und bei 10 °C fast acht Jahre. Die Beziehung zwischen der Viskosität bei 0 Hz und der Benetzungshalbwertszeit wurde als linear ermittelt. Diese Beziehung ist dem hier untersuchten System Bitumen/Glas/Luft geschuldet und leitet sich aus den Grenzflächeneigenschaften der drei Medien ab.