Bestimmung des komplexen Moduls G* und des ... - FGSV
Bestimmung des komplexen Moduls G* und des ... - FGSV
Bestimmung des komplexen Moduls G* und des ... - FGSV
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
<strong>Bestimmung</strong> <strong>des</strong> <strong>komplexen</strong><br />
<strong>Moduls</strong> <strong>G*</strong> <strong>und</strong> <strong>des</strong><br />
Phasenwinkels<br />
Bernd Wallner<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
Inhalt<br />
• Rheologisches<br />
• Messgr<strong>und</strong>lagen<br />
– TL Bitumen<br />
– DIN EN 14770<br />
• Präzision<br />
• Quellen<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
Rheologie<br />
Lehre vom Verformungs- <strong>und</strong><br />
Fließverhalten von Stoffen<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
Rheologie<br />
Fließverhalten im Zwei-Platten-Modell<br />
Schubspannung = F/A [N/m²]<br />
Deformation = u/h [ ]<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
Dynamisches Scherrheometer<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
DSR - Platte/Platte<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
DSR - Oszillation<br />
(h)<br />
<br />
2T<br />
<br />
r³<br />
<br />
<br />
rh<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
ideal elastisches Verhalten<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
ideal viskoses Verhalten<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
viskoelastisches Verhalten<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
Komplexer Schermodul<br />
<strong>G*</strong> = max / max [Pa]<br />
τ = Schubspannung [N/m²]<br />
= Deformation [ ]<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
Phasenwinkel<br />
= t / t * 360° [°]<br />
t = Zeitverzögerung [s]<br />
t = Schwingungsdauer [s]<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
Zusammenhang <strong>G*</strong> <strong>und</strong> <br />
Speichermodul G‘<br />
elastischer Anteil von <strong>G*</strong><br />
G‘ = <strong>G*</strong>•cos [Pa]<br />
G’’<br />
<strong>G*</strong><br />
Verlustmodul G‘‘<br />
viskoser Anteil von <strong>G*</strong><br />
G‘‘ = <strong>G*</strong>•sin [Pa]<br />
Verlustmodul<br />
Phasenwinkel <br />
Speichermodul<br />
G’<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
linearer Bereich<br />
komplexer Schermodul<br />
1<br />
0,1<br />
Bereich lineares<br />
viskoelastisches<br />
Verhalten<br />
0,01<br />
0,01 0,1 1 10<br />
Deformation oder Schubspannung<br />
nichtlineares<br />
Verhalten<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
TL Bitumen-StB 07<br />
• zur Erfahrungssammlung: Verformungsverhalten im DSR<br />
nach DIN EN 14770 a ( a oszillierende Beanspruchung, <strong>G*</strong> <strong>und</strong> )<br />
– Straßenbaubitumen<br />
– Polymermodifizierten Bitumen<br />
• Abschnitt 5.3<br />
– konstante Frequenz 1,59 Hz<br />
– Temperatursweep 30 bis 90 °C ( a max. 10°C-Schritte)<br />
•<br />
a weitere Parameter<br />
– parallele Platten mit Ø 25mm <strong>und</strong> h 1mm (1kPa ≤ <strong>G*</strong> ≤ 100kPa)<br />
– Deformation aus linearem Bereich (0,005 bis 0,100) oder<br />
– Schubspannung aus linearem Bereich<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
DIN EN 14770<br />
• Probenvorbereitung nach DIN EN 12594<br />
• Erwärmung der Probe<br />
– (85 ± 5) °C oberhalb <strong>des</strong> EP RuK oder 180°C<br />
– Homogenisieren<br />
• Probenherstellung z.Zt. in Diskussion<br />
– Gussformen/Trennlagen<br />
– Probengefäße<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
DIN EN 14770<br />
• Präzision<br />
– unter Wiederholbedingungen: Annahmekriterien <strong>G*</strong> ±15%, ±3°<br />
– Vergleichspräzision RILEM-Versuch: <strong>G*</strong>
Temperatursweep<br />
1,0E+07<br />
90<br />
komplexer Schubmodul <strong>G*</strong> [Pa]<br />
1,0E+06<br />
1,0E+05<br />
1,0E+04<br />
1,0E+03<br />
1,0E+02<br />
85<br />
80<br />
50<br />
45<br />
40<br />
20 30 40 50 60 70 80 90 100<br />
Temperatur [°C]<br />
75<br />
70<br />
65<br />
60<br />
55<br />
Phasenwinkel [°]<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
einfache Interpretation<br />
<strong>G*</strong> <br />
steigt mit der<br />
Viskosität <strong>des</strong> Bindemittels<br />
kleine Werte<br />
elastisches Verhalten<br />
steigt durch die<br />
Alterung <strong>des</strong> Bindemittels<br />
große Werte<br />
viskoses Verhalten<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
– typische Verläufe<br />
Quelle: Hutschenreuther, Wörner, Asphalt im Straßenbau,<br />
2. Auflage 2010, Kirschbaum Verlag, Bonn<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
Quellen<br />
• <strong>FGSV</strong>-Laborantenschulung 2013: Zentralvorträge aus<br />
Darmstadt, Dresden<br />
• TL Bitumen StB-07, Ausgabe 2007, <strong>FGSV</strong>-Verlag, Köln<br />
• DIN EN 14770:2012-08, Beuth-Verlag, Berlin<br />
• Hutschenreuther, Wörner: Asphalt im Straßenbau,<br />
2. Auflage 2010, Kirschbaum Verlag, Bonn<br />
• div. Skripten <strong>und</strong> Vorträge, TU München, Centrum<br />
Baustoffe <strong>und</strong> Materialprüfung<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
Kontakt<br />
----------------------------------------------------------------------------<br />
Technische Universität München<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner<br />
Centrum Baustoffe <strong>und</strong> Materialprüfung<br />
MPA BAU Abteilung Baustoffe<br />
AG 5 Bitumenhaltige Baustoffe <strong>und</strong> Gesteine<br />
FG Bitumen <strong>und</strong> Abdichtungen<br />
Baumbachstraße 7<br />
81245 München<br />
Tel: +49.89.289.27072<br />
Fax: +49.89.289.27069<br />
wallner@cbm.bv.tum.de<br />
www.cbm.bv.tum.de<br />
----------------------------------------------------------------------------<br />
Workshop Dynamisches Scherrheometer<br />
30. April 2013 in Köln<br />
Dr.-Ing. Bernd Wallner
Change language