03.05.2013 1 Bestimmung der Dynamischen Viskosität - FGSV
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03.05.2013 1 Bestimmung der Dynamischen Viskosität - FGSV
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<strong>03.05.2013</strong><br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
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<strong>Bestimmung</strong> <strong>der</strong> <strong>Dynamischen</strong> <strong>Viskosität</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken<br />
Motivation<br />
• Kennwerte für die <strong>Viskosität</strong> anzugeben nach den TL Bitumen-StB<br />
• für Straßenbaubitumen gemäß TL Bitumen-StB<br />
• kin. <strong>Viskosität</strong> bei 135 °C (DIN EN 12595) - NR<br />
• dyn. <strong>Viskosität</strong> bei 60 °C (DIN EN 12596) - NR<br />
• für Polymermodifizierte Bitumen<br />
• gemäß den TL Bitumen kein Prüfgegenstand<br />
• EVT 1000<br />
EVT 100, Äquiviskositätstemperatur<br />
• <strong>Viskosität</strong> unabdingbar zur Beurteilung viskositätsverän<strong>der</strong>ter<br />
Bitumen<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 2<br />
1
<strong>03.05.2013</strong><br />
<strong>Viskosität</strong> - Teil <strong>der</strong> Gebrauchseigenschaft<br />
Quelle: SHRP/Bellin<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 3<br />
Definitionen<br />
<strong>Viskosität</strong><br />
• Eigenschaft eines Stoffes unter Einwirkung einer Spannung zu<br />
fließen und sich dabei irreversibel zu verformen.<br />
• Die bei <strong>der</strong> Verformung aufgenommene Spannung hängt von <strong>der</strong><br />
Verformungsgeschwindigkeit ab.<br />
• Bei newtonschen Flüssigkeiten verhalten sich Scherspannung<br />
und Schergeschwindigkeit zueinan<strong>der</strong> proportional.<br />
• Bei nicht-newtonschen Flüssigkeiten besteht keine<br />
Proportionalität zwischen Scherspannung und<br />
Schergeschwindigkeit.<br />
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2
<strong>03.05.2013</strong><br />
Newtonsche Flüssigkeit –<br />
Dynamische <strong>Viskosität</strong> η<br />
Bitumen verhalten sich bei Temperaturen oberhalb des EP RuK<br />
im Regelfall wie newtonsche Flüssigkeiten<br />
Dyn. <strong>Viskosität</strong> η<br />
η = τ /D [Pa⋅s] es gilt: 1 Pa⋅s = 1 N⋅s/m²<br />
Kinematische <strong>Viskosität</strong> ν<br />
ν kinematische <strong>Viskosität</strong> ist dichtebezogen, wird nach<br />
Maxwell abgeleitet<br />
!<br />
ν=η/ρ [m²/s] ! Angabe meist in mm²/s<br />
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Zusammenhang kinematischer ν<br />
und dyn. <strong>Viskosität</strong> η<br />
Beziehungen: ν=η/ρ [m²/s] bzw. η= ν⋅ ρ [Pa⋅s]<br />
100·<br />
100<br />
²<br />
Näherungsweise: 1.000 ν [mm²] ≈ 1 η [Pa·s]<br />
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3
<strong>03.05.2013</strong><br />
Normen, die die <strong>Viskosität</strong><br />
bitumenhaltiger Bindemittel zum Inhalt haben<br />
Nummer Titel Bitumenhaltige Bindemittel - Jahr<br />
DIN 1342-2 <strong>Viskosität</strong> – Teil 2: Newtonsche Flüssigkeiten 11/2003<br />
E DIN 52007-1 Bestimmen <strong>der</strong> <strong>Viskosität</strong> - Teil 1: Allgemeine Grundlagen<br />
und Auswertung<br />
4/2013<br />
Entwurf<br />
E DIN 52007-2<br />
Bestimmen <strong>der</strong> <strong>Viskosität</strong>-Teil 2: Messung mit dem<br />
Kugelzieh-Viskosimeter<br />
10/2012<br />
Entwurf<br />
E DIN EN 12595 <strong>Bestimmung</strong> <strong>der</strong> kinematischen <strong>Viskosität</strong> 02/2013<br />
Entwurf<br />
E DIN EN 12596<br />
DIN EN 13302<br />
DIN EN 13702<br />
DIN CEN/TS<br />
15324<br />
DIN CEN/TS<br />
15325<br />
<strong>Bestimmung</strong> <strong>der</strong> dynamischen <strong>Viskosität</strong> mit Vakuum-<br />
Kapillaren<br />
<strong>Bestimmung</strong> <strong>der</strong> dynamischen <strong>Viskosität</strong> mit einem<br />
Viskosimeter mit rotieren<strong>der</strong> Spindel<br />
<strong>Bestimmung</strong> <strong>der</strong> dynamischen <strong>Viskosität</strong> von modifiziertem<br />
Bitumen mit dem Platte-Kegel-Verfahren<br />
<strong>Bestimmung</strong> <strong>der</strong> Äquiviskositätstemperatur basierend auf<br />
<strong>Viskosität</strong> bei niedriger Schergeschwindigkeit mithilfe des<br />
DSR<br />
<strong>Bestimmung</strong> <strong>der</strong> Null-Scherviskosität mittels<br />
Schubspannungs-Rheometer<br />
02/2013<br />
Entwurf<br />
06/2010<br />
11/2010<br />
08/2008<br />
04/2008<br />
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Genormte Viskosimeter n. E DIN 52007-1 (4/2013)<br />
nicht aufgeführt in <strong>der</strong> Liste sind:<br />
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4
<strong>03.05.2013</strong><br />
Messgeräte: Auswahl kin. <strong>Viskosität</strong> E DIN 12595<br />
Cannon-Fenske-<br />
Viskosimeter<br />
Zeitfuchs-Kreuz-<br />
Viskosimeter<br />
BS/IP/RF- Rückfluss-<br />
Viskosimeter<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 9<br />
Messgeräte: Auswahl dyn. <strong>Viskosität</strong> E DIN 12596<br />
Kugelzieh-Viskosimeter<br />
Cannon-Manning-<br />
Vakuum-Kapillar-<br />
Viskosimeter<br />
Asphalt-Institut-<br />
Vakuum-Kapillar-<br />
Viskosimeter<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 10<br />
5
<strong>03.05.2013</strong><br />
Messgeräte – Familie: rotierende Spindel<br />
DIN EN 13302:2010<br />
Beispiele für Spindel und Koaxialkörper<br />
Quelle: Haake-Handbuch<br />
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Dyn. <strong>Viskosität</strong><br />
Platte-Kegel-Verfahren DIN EN 13702<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 12<br />
6
<strong>03.05.2013</strong><br />
Dyn. <strong>Viskosität</strong> – Platte-Kegel-Verfahren<br />
DIN EN 13702<br />
• Applizieren <strong>der</strong> Bitumenprobe auf die Platte<br />
• Anfahren des oberen Kegels bis zum Spitzenabstand 1,5 mm<br />
• Rotieren des Kegels durch Aufbringen einer Schergeschwindigkeit<br />
• Messen des Drehmoments<br />
• Berechnen <strong>der</strong> Scherspannung<br />
• Berechnen <strong>der</strong> dyn. <strong>Viskosität</strong><br />
η=τ/γ<br />
mit:<br />
γ=Schergeschwindigkeit in s -1<br />
τ = Scherspannung in Pa<br />
τ= A x M d<br />
A <strong>der</strong> Kegelfaktor in m -3<br />
M d das Drehmoment in N⋅ m<br />
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Komplexe <strong>Viskosität</strong> –<br />
Platte-Platte-Verfahren mittels DSR<br />
• 1 mm dicke Bitumenprobe zwischen einer festen und einer sich drehenden<br />
Scheibe<br />
• Aufbringen einer definierten Schergeschwindigkeit (Schergefälle,<br />
Scherrate)<br />
• dadurch bewegt sich <strong>der</strong> Punkt A in Richtung Punkt B und darüber hinaus<br />
• Messen des Drehmoments, Berechnen <strong>der</strong> Schubspannung<br />
• Berechnen <strong>der</strong> komplexen <strong>Viskosität</strong><br />
Schergeschwindigkeit<br />
sich drehende<br />
Platte<br />
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7
<strong>03.05.2013</strong><br />
Baupraktisch interessierende <strong>Viskosität</strong>sbereiche<br />
In <strong>der</strong> Praxis kann für die kinematische <strong>Viskosität</strong> mit<br />
folgenden Werten gearbeitet werden:<br />
Spritzen<br />
40 - 50 mm²/s<br />
Herstellen/Mischen 100 - 200 mm²/s<br />
Verdichten im Labor 500 bis 600 mm²/s<br />
(s. DIN 1996 T 4)<br />
Mindestgrenze für Einbau 1.000 mm²/s (*<br />
E DIN 52007:2013<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 15<br />
<strong>Viskosität</strong>en Straßenbaubitumen und PmB<br />
T V =135 °C<br />
Quelle: Shell Bitumen<br />
T V =145 °C<br />
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8
<strong>03.05.2013</strong><br />
Was wird gemessen?<br />
Zeit TemperaturSoll-Scherrate Scherrate Abweichung<br />
Schubspannung<br />
Dyn.<br />
<strong>Viskosität</strong><br />
Normalkaft<br />
(s) (°C) (1/s) (1/s) (%) (Pa) (Pa·s) (g)<br />
10 150,00 0,16 0,16 0,48 0,04 0,25 -0,10<br />
20 149,90 0,25 0,25 0,45 0,06 0,24 -0,04<br />
30 149,90 0,40 0,40 0,44 0,10 0,24 -0,20<br />
40 150,00 0,63 0,63 0,45 0,15 0,24 0,03<br />
50 150,10 1,01 1,00 0,45 0,23 0,23 -0,07<br />
60 150,10 1,59 1,58 0,45 0,37 0,23 0,05<br />
71 149,90 2,52 2,51 0,45 0,59 0,23 0,10<br />
81 149,9090 399 3,99 397 3,97 045 0,45 093 0,93 023 0,23 000 0,00<br />
91 150,10 6,32 6,29 0,45 1,46 0,23 0,20<br />
101 150,10 10,00 9,96 0,45 2,30 0,23 -0,20<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 17<br />
Protokollauszüge 50/70 bei 150 °C<br />
Temperature Shearstress<br />
(°C) (Pa)<br />
Shearrate<br />
(s‐¹)<br />
Dyn.viscosityNormal force<br />
(Pa s) (N)<br />
y [Pa*s]<br />
Shear viscosit<br />
150,01 1,08 2,571 0,42 ‐0,06787<br />
150 1,331 3,215 0,4139 ‐0,06815<br />
150,01 1,67 4,016 0,4158 ‐0,06818<br />
150,01 2,088 5,019 0,416 ‐0,06825<br />
150,01 2,609 6,273 0,416 ‐0,06815<br />
150 3,266 7,837 0,4167 ‐0,06798<br />
150 4,118 9,874 0,417 ‐0,06828<br />
150,01 5,14 12,36 0,4159 ‐0,06771<br />
150 6,435 15,44 0,4167 ‐0,06849<br />
150 8,043 19,3 0,4168 ‐0,06744<br />
1,E+00 150 10,05 24,11 0,4167 ‐0,06782<br />
150 12,67 30,36 0,4173 ‐0,06724<br />
150 15,86 37,94 0,4179 ‐0,06744<br />
150 19,89 47,41 0,4195 ‐0,06802<br />
150 24,73 59,24 0,4175 ‐0,06782<br />
150 30,97 74,44 0,4161 ‐0,0682<br />
150 38,67 93,01 0,4158 ‐0,06776<br />
1,E-01<br />
1,00E+00 1,00E+01 1,00E+02<br />
Shear rate(s-¹)<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 18<br />
9
<strong>03.05.2013</strong><br />
Protokollauszüge 50/70 bei 90 °C<br />
Temperature Shearstress<br />
(°C) ( Pa)<br />
Shearrate<br />
(s‐¹)<br />
Dyn.viscosity<br />
(Pa s)<br />
Normal<br />
force(N)<br />
89,92 0,5189 0,0222 23,37 ‐0,07894<br />
89,92 0,6484 0,0277 23,41 ‐0,07843,<br />
89,93 0,8108 0,03465 23,4 ‐0,07895<br />
89,93 1,014 0,04328 23,42 ‐0,07869<br />
89,93 1,268 0,05408 23,44 ‐0,07978<br />
89,94 1,585 0,06758 23,46 ‐0,07982<br />
89,94 1,983 0,08445 23,48 ‐0,07846<br />
89,94 2,48 0,1055 23,5 ‐0,07906<br />
89,94 3,102 0,1318 23,53 ‐0,07884<br />
89,95 3,879 0,1647 23,55 ‐0,07878<br />
1,E+02 89,95 4,847 0,2059 23,55 ‐0,07836<br />
89,95 6,151 0,2612 23,55 ‐0,07879<br />
Pa*s]<br />
Shear viscosity [P<br />
1,E+01<br />
1,E+00<br />
1,E-02 1,E-01 1,E+00 1,E+01 1,E+02<br />
Shear rate(s-¹)<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 19<br />
Protokollauszüge 50/70 bei 30 °C<br />
Temperature Shearstress<br />
(°C) (Pa)<br />
Shea rrate<br />
(s‐¹)<br />
Dyn.viscosityNormal force<br />
(Pa s) (N)<br />
29,96 1,67E+03 0,01736 9,62E+04 ‐0,2015<br />
29,97 1,95E+03 0,02295 8,52E+04 ‐0,1934<br />
29,97 2,66E+03 0,02857 9,30E+04 04 ‐0,1604<br />
29,97 3,28E+03 0,03541 9,26E+04 ‐0,124<br />
29,97 4,22E+03 0,04466 9,45E+04 ‐0,06732<br />
29,98 5,28E+03 0,0554 9,53E+04 0,01352<br />
29,98 6,68E+03 0,06954 9,60E+04 0,1265<br />
29,98 8,38E+03 0,08672 9,66E+04 0,2836<br />
29,98 1,05E+04 0,1086 9,68E+04 0,5062<br />
29,98 1,31E+04 0,1358 9,64E+04 0,8142<br />
29,98 1,61E+04 0,1699 9,50E+04 1,231<br />
1,E+07<br />
29,98 1,97E+04 0,2122 9,27E+04 1,768<br />
[Pa*s]<br />
Shear viscosity<br />
1,E+06<br />
1,E+05<br />
1,E+04<br />
1,E+03<br />
1,E-02 1,E-01 1,E+00<br />
Shear rate(s-¹)<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 20<br />
10
<strong>03.05.2013</strong><br />
Protokollauszüge 50/70<br />
Temperatursweep, Auflösung 5 K bzw. 10 K<br />
y [Pa*s]<br />
Shear viscosit<br />
Temperature<br />
[°C]<br />
Dyn. viscosity<br />
[Pa∙s]<br />
150 0,41691<br />
140 0,65329<br />
130 1,1131711317<br />
120 2,06228<br />
115 2,90790<br />
110 4,18962<br />
105 6,18624<br />
1,E+05<br />
95 14,70194<br />
90 23,45467<br />
1,E+04<br />
80 66,76036<br />
1,E+03<br />
70 226,75000<br />
1,E+02 60 910,70625<br />
1,E+01<br />
50 3643,58824<br />
40 13491,17647<br />
1,E+00<br />
30 94165,00000<br />
1,E-01<br />
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160<br />
Temperature [°C]<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 21<br />
Protokollauszüge 50/70 organischer<br />
Zusatz (Wachs) –bei 150 °C<br />
Temperature Shearstress<br />
(°C) (Pa)<br />
Shearrate<br />
(s‐¹)<br />
Dyn.viscosity<br />
(Pa s)<br />
Normal<br />
force(N)<br />
150,1 0,7543 2,031 0,3715 8,54E‐03<br />
150,1 0,957 2,569 0,3724 0,01029<br />
150,09 1,174 3,215 0,3651 9,75E‐03<br />
150,09 1,467 4,017 0,3652 0,01109<br />
150,09 1,812 5,02 0,3609 9,88E‐03<br />
150,09 2,26 6,272 0,3603 0,01102<br />
150,08 2,824 7,838 0,3602 0,01141<br />
150,08 3,507 9,794 0,3581 0,01111<br />
150,08 4,388 12,36 0,355 0,01166<br />
150,08 5,474 15,44 0,3545 0,01159<br />
150,07 6,822 19,3 0,3535 0,0129<br />
150,07 8,527 24,11 0,3536 0,01293<br />
1,E+00<br />
Shear viscosity [Pa*s]<br />
1,E-01<br />
1,00E-02 1,00E-01 1,00E+00 1,00E+01 1,00E+02<br />
Shear rate(s-¹)<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 22<br />
11
<strong>03.05.2013</strong><br />
Protokollauszüge 50/70 organischer<br />
Zusatz (Wachs) - bei 80 °C<br />
Temperature Shearstress<br />
(°C) ( Pa)<br />
Shearrate<br />
(s‐¹)<br />
Dyn.viscosity<br />
(Pa s)<br />
Normal<br />
force(N)<br />
79,86 4,52 6,67E‐03 677,3 0,01393<br />
79,86 10,22 0,01394 732,8 0,01326<br />
79,87 16,34 0,01975 827,1 0,01337<br />
79,88 20,84 0,02302 905,2 0,01358<br />
79,88 25,87 0,02957 874,9 0,01406<br />
79,89 29,68 0,03461 857,4 0,01557<br />
79,89 34,63 0,04463 775,9 0,01594<br />
79,9 38,87 0,05527 703,2 0,01898<br />
1,E+03<br />
sity [Pa*s]<br />
Shear viscos<br />
1,E+02<br />
1,E+01<br />
1,E+00<br />
1,E-02 1,E-01 1,E+00 1,E+01 1,E+02<br />
Shear rate(s-¹)<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 23<br />
Protokollauszüge 50/70 organischer<br />
Zusatz (Wachs) - bei 70 °C<br />
Temperature Shearstress<br />
(°C) (Pa)<br />
Shear rate<br />
(s‐¹)<br />
Dyn.viscosity Normal force<br />
(Pa s) (N)<br />
69,86 14,48 4,44E‐03 3,26E+03 ‐9,02E‐03<br />
69,86 28,56 0,01204 2,37E+03 ‐7,93E‐03<br />
69,87 56,5 ‐2,13E‐03<br />
69,87 52,99 0,01939 2,73E+03 3,13E‐03<br />
69,88 61,65 0,02775 2,22E+03 8,42E‐03<br />
69,89 74,24 0,03623 2,05E+03 0,01219<br />
69,89 82,99 0,04527 1,83E+03 0,0151<br />
69,89 92,8 0,05531 1,68E+03 0,01838<br />
1,E+04<br />
sity [Pa*s]<br />
Shear viscos<br />
1,E+03<br />
1,E+02<br />
1,E+01<br />
1,E+00<br />
1,E-02 1,E-01 1,E+00 1,E+01 1,E+02<br />
Shear rate(s-¹)<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 24<br />
12
<strong>03.05.2013</strong><br />
Protokollauszüge 50/70 organischer<br />
Zusatz (Wachs) - bei 30 °C<br />
Temperature Shearstress<br />
(°C) (Pa)<br />
Shearrate<br />
(s‐¹)<br />
Dyn.viscosity Normal force<br />
(Pa s) (N)<br />
29,97 4,21E+03 0,03416 1,23E+05 ‐0,01089<br />
29,97 5,44E+03 0,04488 1,21E+05 0,06831<br />
29,98 6,85E+03 0,05539 1,24E+05 0,1744<br />
29,98 8,59E+03 0,06913 1,24E+05 0,3171<br />
29,98 1,08E+04 0,08685 1,25E+05 0,5151<br />
29,98 1,35E+04 0,1083 1,24E+05 0,7894<br />
29,98 1,67E+04 0,1357 1,23E+05 1,159<br />
29,98 2,04E+04 0,1696 1,21E+05 1,646<br />
29,98 2,48E+04 0,2122 1,17E+05 2,258<br />
1,E+06<br />
[Pa*s]<br />
Shear viscosity<br />
1,E+05<br />
1,E+04<br />
1,E-02 1,E-01 1,E+00<br />
Shear rate(s-¹)<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 25<br />
Protokollauszüge 50/70 organischer<br />
Zusatz (Wachs) - Temperatursweep<br />
Temperature<br />
[°C]<br />
Shear viscosity<br />
[Pa∙s]<br />
150 0,35876<br />
1,E+06 140 0,54472<br />
130 0,89713<br />
1,E+05<br />
1,E+04<br />
1,E+03<br />
120<br />
110<br />
100<br />
1,60694<br />
3,13138<br />
6,70192<br />
115<br />
105<br />
95<br />
2,21684<br />
4,54481<br />
10,28308<br />
90 15,97148<br />
1,E+02<br />
80 794,22500<br />
70 2306,2857128571<br />
1,E+01<br />
60 2498,91667<br />
50 6218,81250<br />
1,E+00<br />
40<br />
30 122400,00000<br />
Shear viscosity [Pa*s]<br />
S<br />
1,E-01<br />
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150<br />
Temperature [°C]<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 26<br />
13
<strong>03.05.2013</strong><br />
Dyn. <strong>Viskosität</strong>en: Einfluss <strong>der</strong> Prüfgeometrie<br />
Koaxial (Spindel) - Platte/Kegel - Platte/Platte (DSR)<br />
1,E+06<br />
1,E+05<br />
1,E+04<br />
Shear viscosity [Pa*s]<br />
1,E+03<br />
1,E+02<br />
1,E+01<br />
1,E+00<br />
1,E-01<br />
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150<br />
Temperature [°C]<br />
50/70_Kegel 50/70+Wachs A_Spindel 50/70+Wachs A_Kegel 50/70+Wachs A_Platte (DSR)<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 27<br />
Dyn. <strong>Viskosität</strong><br />
Einfluss <strong>der</strong> Bitumenart und -sorte<br />
1,E+04<br />
1,E+03<br />
Shear viscosity [Pa*s]<br />
1,E+02<br />
1,E+01<br />
∆≈25 K<br />
1,E+00<br />
1,E-01<br />
70 80 90 100 110 120 130 140 150<br />
Temperature [°C]<br />
70/100_Z 30/45_Z 25/55-55_Z<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 28<br />
14
<strong>03.05.2013</strong><br />
<strong>Viskosität</strong> - Einfluss organischer Zusätze<br />
(Wachse) Beispiel 50/70<br />
1,E+04<br />
1,E+03<br />
Shear viscosity [Pa*s]<br />
1,E+02<br />
1,E+01<br />
1,E+00<br />
∆≈ 7K<br />
1,E-01<br />
70 80 90 100 110 120 130 140 150<br />
Temperature [°C]<br />
50/70_Z 50/70+Sasobit_Z + Wachs A 50/70+Licomont_Z + Wachs B 50/70+Asphaltan + Wachs C B_Z<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 29<br />
<strong>Viskosität</strong> - organischer Zusatz (Wachs)<br />
Wachs A_Z<br />
Zylin<strong>der</strong> (Spind)<br />
Temperature [°C] Shear viscosity [Pa*s]<br />
160,0 1,08E‐02<br />
155,0 1,11E‐02<br />
150,0 1,17E‐02<br />
145,0 1,24E‐02<br />
140,00 1,36E‐02<br />
135,0 1,46E‐02<br />
130,0 1,56E‐02<br />
120,0 1,82E‐02<br />
115,0 2,06E‐02<br />
110,0 1,94E‐01<br />
105,0 6,63E+00<br />
100,0 4,14E+02<br />
95,0 1,37E+07<br />
1,E+08<br />
1,E+07<br />
1,E+06<br />
1E+05 1,E+05<br />
Pa*s]<br />
Shear viscosity [P<br />
1,E+04<br />
1,E+03<br />
1,E+02<br />
1,E+01<br />
1,E+00<br />
1,E-01<br />
120 °C<br />
110 °C<br />
100 °C<br />
1,E-02<br />
30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160<br />
Temperature [°C]<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 30<br />
15
<strong>03.05.2013</strong><br />
<strong>Viskosität</strong> eines Wachses<br />
und eines 50/70 mit 3% Wachs A<br />
1,E+04<br />
1,E+03<br />
Shear viscosity [Pa*s]<br />
1,E+02<br />
1,E+01<br />
1,E+00<br />
1,E-01<br />
1,E-02<br />
70 80 90 100 110 120 130 140 150<br />
Temperature [°C]<br />
Sasobit_Z Wachs A<br />
50/70+Sasobit_Z<br />
+ Wachs A<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 31<br />
Einfluss <strong>der</strong> Richtung <strong>der</strong> Temperierung<br />
Dynamische <strong>Viskosität</strong> an PmB 25/55-55 A – Wachs C<br />
Erwärmungs- und Abkühlungstrend von 60°C --> 130°C -->60°<br />
1,E+04<br />
dynam<br />
mische <strong>Viskosität</strong> η [Pas]<br />
1,E+03<br />
1,E+02<br />
1,E+01<br />
1,E+00<br />
Frisch Abkühlungstrend<br />
Frisch Erwärmungstrend<br />
Erwärmungstrend<br />
Frisch<br />
1,E-01<br />
60 70 80 90 100 110 120 130<br />
Temperatur [°C]<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 32<br />
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<strong>03.05.2013</strong><br />
Zusammenfassung<br />
• Bitumen besitzt viskose Elemente<br />
• Kinematische und dynamische <strong>Viskosität</strong> sind über die Dichte des<br />
Bitumens miteinan<strong>der</strong> verknüpft<br />
• Wird nur von <strong>Viskosität</strong> gesprochen, ist meist die kinematische<br />
<strong>Viskosität</strong> gemeint<br />
• Zahlenwertmäßig unterscheidet sich die kin. <strong>Viskosität</strong> (mm²/s)<br />
mit Faktor 1.000 von <strong>der</strong> dyn. <strong>Viskosität</strong> (Pa·s)<br />
• Prüfgeometrie Spindel und Platte/Kegel sind anwendbar, sofern<br />
Gerätefaktoren bekannt sind und Gerät kalibriert wurde.<br />
• DSR-Gerät kann mit Spindel, Patte/Kegel und Platte/Platte-<br />
Geometrie bestückt werden<br />
• Platte/Platte Geometrie für <strong>Viskosität</strong>smessungen nur mit<br />
Einschränkungen<br />
• Überprüfung des newtonschen Verhaltens immer erfor<strong>der</strong>lich<br />
• Insbeson<strong>der</strong>e bei viskositätsverän<strong>der</strong>ten Bitumen sind<br />
Kenntnisse über die <strong>Viskosität</strong> äußerst hilfreich<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Renken | DSR-Workshop Dynamisches Scherrheometer I 30. April 2013 Köln-Deutz I 33<br />
Kontakt<br />
p.renken@tu-bs.de<br />
Tel.: 0049 531- 62062 (Sek)<br />
Tel.: 0049 531- 62052 (D)<br />
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