DIN CEN TS 15324-2008 Bitumen and bituminous binders - Determination of equiviscous temperature based on Low Shear Viscosity using a Dynamic Shear Rheometer in low frequency oscill.pdf

1、August 2008 Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINNormenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 13DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 75.140; 91.100.50!

2、,pV“9779651www.din.deDVornormDIN CEN/TS 15324Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel Bestimmung der quiviskosittstemperatur basierend auf Viskositt beiniedriger Schergeschwindigkeit mit Hilfe eines dynamischenScher-Rheometers in niederfrequentem Schwingungsmodus;Deutsche Fassung CEN/TS 15324:2008Bitu

3、men and bituminous binders Determination of equiviscous temperature based on Low Shear Viscosity using a DynamicShear Rheometer in low frequency oscillation mode;German version CEN/TS 15324:2008Bitumes et liants bitumineux Dtermination de la temprature dquiviscosit base sur la mesure de la viscosit

4、faible taux de cisaillement utilisant un rhomtre cisaillement dynamique (DSR) enmode oscillatoire basse frquence;Version allemande CEN/TS 15324:2008Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 26 SeitenDIN CEN/TS 15324:2008-08 2 Nationales Vorwort Dieses Do

5、kument DIN CEN/TS 15324 wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 336 Bitumenhaltige Bindemittel“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom AFNOR (Frankreich) gehalten wird. Das zustndige deutsche Gremium ist der Gemeinschaftsausschuss NA 062-03-32 GA Bitumen; Prfver-fahren und Anforderungen fr die Bindemittel“

6、 im Normenausschuss Materialprfung (NMP). Vornorm TECHNISCHE SPEZIFIKATION TECHNICAL SPECIFICATION SPCIFICATION TECHNIQUE CEN/TS 15324 April 2008 ICS 91.100.50 Deutsche Fassung Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel Bestimmung der quiviskosittstemperatur basierend auf Viskositt bei niedriger Scherge

7、schwindigkeit mit Hilfe eines dynamischen Scher-Rheometers in niederfrequentem Schwingungsmodus Bitumen and bituminous binders Determination of equiviscous temperature based on Low Shear Viscosity using a Dynamic Shear Rheometer in low frequency oscillation mode Bitumes et liants bitumineux Dtermina

8、tion de la temprature dquiviscosit base sur la mesure de la viscosit faible taux de cisaillement utilisant un rhomtre cisaillement dynamique (DSR) en mode oscillatoire basse frquence Diese Technische spezifikation (CEN/TS) wurde vom CEN am 23. Mrz 2007 als eine knftige Norm zur vorlufigen Anwendung

9、angenommen. Die Gltigkeitsdauer dieser CEN/TS ist zunchst auf drei Jahre begrenzt. Nach zwei Jahren werden die Mitglieder des CEN gebeten, ihre Stellungnahmen abzugeben, insbesondere ber die Frage, ob die CEN/TS in eine Europische Norm umgewandelt werden kann. Die CEN Mitglieder sind verpflichtet, d

10、as Vorhandensein dieser CEN/TS in der gleichen Weise wie bei einer EN anzukndigen und die CEN/TS verfgbar zu machen. Es ist zulssig, entgegenstehende nationale Normen bis zur Entscheidung ber eine mgliche Umwandlung der CEN/TS in eine EN (parallel zur CEN/TS) beizubehalten. CEN-Mitglieder sind die n

11、ationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanie

12、n, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATIONManagement-Zentrum: rue de Stassart, 36 B-1050 Brssel 2008 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in we

13、lchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.Ref. Nr. CEN/TS 15324:2008 DCEN/TS 15324:2008 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich .4 2 Normative Verweisungen4 3 Begriffe .4 4 Kurzbeschreibung .7 5 Prfeinrichtung 8 6 Vorbereitung des Rheometers und der Probe

14、n8 7 Durchfhrung 10 8 Angabe der Ergebnisse 12 9 Przision 13 10 Prfberichte. 14 Anhang A (informativ) Prfbeispiele 15 Anhang B (informativ) Verfahren zur Temperaturberprfung . 23 Literaturhinweise . 24 DIN CEN/TS 15324:2008-08 Vornorm CEN/TS 15324:2008 (D) 3 Vorwort Dieses Dokument (CEN/TS 15324:200

15、8) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 336 Bitumenhaltige Bindemittel“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom AFNOR gehalten wird. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und/oder CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle

16、 diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lnder gehalten, diese Technische Spezifikation anzukndigen: Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,

17、Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zypern. DIN CEN/TS 15324:2008-08 Vornorm CEN/TS 15324:2008 (D) 4 1 Anwendungsber

18、eich Dieses Dokument beschreibt die Bestimmung der quiviskosittstemperatur (EVT, en: EquiViscous Tem-perature) an Proben von Bitumen oder bitumenhaltigem Bindemittel basierend auf einer festgelegten praxisbezogenen Viskositt bei niedriger Schergeschwindigkeit (LSV, en: Low Shear Viscosity) mit Hilfe

19、 eines dynamischen Scher-Rheometers (DSR, en: Dynamic Shear Rheometer) im niederfrequenten Schwingungsmodus. Die in dieser Bindemittelprfung gemessene quiviskosittstemperatur (EVT) wird als Gebrauchstauglich-keitsindikator fr den partiellen Beitrag des bitumenhaltigen Bindemittels zum Widerstand ein

20、er Schicht aus verdichtetem Asphaltmischgut gegen Spurrinnenbildung bei erhhten Temperaturen der Fahrbahndecke unter Nutzungsbedingungen angesehen. Das in diesem Dokument beschriebene Prfverfahren ist auf nicht gealterte, gealterte und wiedergewonnene bitumenhaltige Bindemittel, einschlielich polyme

21、rmodifizierter Bindemittel (PmB), anwendbar. WARNUNG Die Anwendung dieses Dokuments kann den Umgang mit gefhrlichen Substanzen und Ausrstungsteilen und die Ausfhrung gefhrlicher Arbeitsgnge einschlieen. Dieses Dokument erhebt nicht den Anspruch, alle mit seiner Anwendung verbundenen Sicherheitsprobl

22、eme anzu- sprechen. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders dieses Dokuments, geeignete Verhaltensregeln zur Sicherheit und Gesundheit festzulegen und die Anwendbarkeit einschrnkender Vorschriften vor der Anwendung zu bestimmen. Da dieses Dokument die Handhabung von Prfeinrichtungen und Bindemit

23、teln bei hohen Temperaturen einschliet, sind beim Umgang mit heiem Bindemittel stets Schutzhandschuhe und Schutzbrillen zu tragen, und es ist jeglicher Kontakt mit der ungeschtzten Haut zu vermeiden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments er

24、forderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). EN 12594, Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel Vorbereitung von Untersuchungsproben ISO 5725-2, Ac

25、curacy (trueness and precision) of measurement methods and results Part 2: Basic method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 komplexer Schubmodul G* GiGGiGeGGi+=+= s

26、incos*(i2= 1) (1) Dabei ist G* der komplexe Schubmodul, in Pascal (Pa); * die harmonische sinusfrmige Schubspannung, in Pascal (Pa); * die harmonische sinusfrmige Scherdehnung; *G der Betrag des komplexen Schubmoduls, Quotient aus maximaler Spannung und maxi-maler Dehnung bei harmonischer sinusfrmig

27、er Oszillation; DIN CEN/TS 15324:2008-08 Vornorm CEN/TS 15324:2008 (D) 5 der Phasenwinkel des komplexen Schubmoduls, Phasenverschiebung zwischen Spannung und Dehnung bei harmonischer sinusfrmiger Oszillation; G der Realteil des komplexen Schubmoduls (Speichermoduls); G der Imaginrteil des komplexen

28、Schubmoduls (Verlustmodul). ANMERKUNG |*| = ist der Betrag der harmonischen, sinusfrmigen Scherdehnung, ebenfalls mit Bezug auf die Dehnungsamplitude (siehe Gleichung 9). 3.2 komplexe Viskositt * = iGiGiG * * die harmonische sinusfrmige Schubspannung, in Pascal (Pa); der Realteil der komplexen Visko

29、sitt (dynamische Viskositt); der Imaginrteil der komplexen Viskositt; die Winkelfrequenz, in Radiant/Sekunde (rad/s). f 2GG*= * Betrag der komplexen Viskositt, Quotient aus maximaler Schubspannung zu maximaler relativer Schergeschwindigkeit bei harmonischer sinusfrmiger Oszillation, in (Pas); die Wi

30、nkelfrequenz der harmonischen sinusfrmigen Oszillation, in Radiant/Sekunde (rad/s). f die Frequenz der harmonischen sinusfrmigen Oszillation (Hz). Die Winkelfrequenz (rad/s) und die Frequenz f (Hz) stehen in Relation nach folgender Gleichung: = 2f = 6,28318 f (4) 3.3 Nullscherviskositt (ZSV, en: zer

31、o shear viscosity) 0dynamische Viskositt von Bitumen, hngt von der Schubspannung oder der relativen Schergeschwindigkeit ab (d. h., es ist ein nicht-newtonscher Stoff). Strukturviskositt oder pseudoplastisches Verhalten ist dadurch gekennzeichnet, dass die Viskositt mit zunehmender Schubspannung ode

32、r Schergeschwindigkeit zwischen den beiden wohldefinierten Werten Nullscherviskositt“ 0bei Null und Grenzviskositt“ bei unendlich hoher Schubspannung oder Schergeschwindigkeit abnimmt (Bild 1). DIN CEN/TS 15324:2008-08 Vornorm CEN/TS 15324:2008 (D) 6 Die dynamische Viskositt im Bereich zwischen 0und

33、 wird als scheinbare Viskositt“ bezeichnet, da sie von den (jeweils gewhlten) Belastungsbedingungen abhngt. Legende X log Scherspannung oder log Schergeschwindigkeit direktes Gieen auf die Prfplatte. Im letzteren Fall ist so viel Bindemittel aus dem Probenflschchen auf die Prfgeometrie zu gieen, das

34、s dort ein berschuss vorliegt, der fr die gewhlte Messgeometrie ausreicht. Restliches im Probenflschchen verbliebenes Bindemittel ist zu verwerfen. Falls dieses Vorgehen bevorzugt wird, kann die erforderliche Bindemittelmenge auch direkt, annhernd in die Mitte der verwendeten Messgeometrie eingewoge

35、n werden. Es ist nach 6.4 fortzufahren. Werden Gussformen verwendet, so ist gengend Bindemittel in die Gussform zu gieen. Um eine aufein-anderfolgende Erwrmung der Proben zu vermeiden, knnen auf dieser Stufe mehrere Prfkrper vorbereitet werden. Restliches im Probenflschchen verbliebenes Bindemittel

36、ist zu verwerfen. Die mit der Abdeckung versehenen Gussformen oder Platten sind vor der Prfung bei Umgebungstemperatur zu lagern. Alle Prfkrper, die nicht innerhalb von 7 Tagen ab der Herstellung geprft werden, sind zu verwerfen. Um die Auswirkungen der Probenvorbereitung zu verringern, ist es ratsa

37、m, die Prfkrper 24 h vor der Messung zu gieen. Wenn notwendig, sind die Prfkrper vor der Prfung in einem Khlschrank (5 C) zu lagern, um so steif zu werden, damit sie angemessen, ohne Verformung aus den Gussformen zu lsen sind. Um eine physikalische Verfestigung zu vermeiden, wird empfohlen, die Prfk

38、rper nicht lnger in der Khlkammer zu belassen, als zum Erreichen einer angemessenen Steifigkeit erforderlich ist. Die empfohlene Zeitdauer betrgt 10 min und darf 30 min nicht berschreiten. Die Prfkrper sind zu beschneiden und aus den Gussformen zu lsen. Jegliches mglicherweise verwendete Entformungs

39、mittel ist abzuwischen. Die Prfkrper sind auf der sauberen, trockenen Prfplatte zu befestigen. DIN CEN/TS 15324:2008-08 Vornorm CEN/TS 15324:2008 (D) 10 6.4 Einstellen des Plattenabstandes und Abgleichen der Prfkrper Nachdem die Prfkrper wie oben beschrieben in das Rheometer eingesetzt wurden, ist d

40、as Rheometer auf den ausgewhlten Plattenabstand +0,05 mm einzustellen. Jegliches berflssige Bindemittel ist mit einem Messer oder Spatel abzunehmen. Das Werkzeug kann auf einer Kochplatte oder mit einer Flamme erwrmt werden. Nach diesem Abgleichen ist die gegenberliegende Platte so anzuheben oder ab

41、zusenken, dass der eingestellte Prfabstand ( 0,01 mm) eingehalten wird. Dabei darf nicht abgeglichen werden. Bedeckt der Prfkrper nicht die gesamte Messplatte (was durch eine leichte Wlbung am Rand des Prfkrpers angezeigt wird), so ist der Prfkrper zu entfernen, die Rheometerplatten sind erneut vorz

42、ubereiten und es ist ein frischer Prfkrper herzustellen. ANMERKUNG Ein guter Verbund von Prfkrpern und Platten ist eine Grundvoraussetzung fr eine erfolgreiche Prfung. Der Verbund ist von der Temperatur der Platten zu Beginn der Prfung abhngig. Betrgt diese Temperatur weniger als 40 C, so ist eine k

43、urzzeitige Erhhung der Temperatur notwendig, ohne dabei den Erweichungspunkt zu berschreiten, um sicherzustellen, dass das Bindemittel an den Prfplatten klebt. 7 Durchfhrung 7.1 Prfung Teil 1, Temperaturdurchlauf: Bestimmung der EVT1 Das Rheometer ist so einzustellen, dass die Prfung im Schwingungsm

44、odus erfolgt (siehe Anmerkung 1). Der Temperaturdurchlauf muss von der niedrigeren zur hheren Temperatur verlaufen, bei jeder Prftemperatur sind mindestens zwei vollstndige Zyklen zu berwachen (siehe Anmerkung 2 und Anmerkung 3). Es ist gengend Zeit zu lassen, um auf jeder Stufe das Temperaturgleich

45、gewicht zu erreichen (siehe Anmerkung 4). Die angewendete Dehnung muss innerhalb des linearen viskoelastischen Bereichs liegen (siehe Anmer-kung 5). Fr jeden Temperaturerhhungsschritt ist fr beide Zyklen die Viskositt bei niedriger Schergeschwindigkeit G* der komplexe Schubmodul, in Kilopascal (kPa)

46、. Falls die Beschaffenheit der Untersuchungsprobe unbekannt ist oder die Polymerkonzentration einer PmB-Probe einen Wert berschreitet, der fr Norm-PmB fr den Straenbau typisch ist, muss der Bereich des linearen viskoelastischen Verhaltens experimentell bestimmt werden. Dies kann ebenfalls in der DSR

47、-Ausrstung mit Hilfe eines Amplituden-durchlaufs unter Verwendung eines zustzlichen Teils des Probenmaterials bei einer Prftemperatur von annhernd EVT1 durchgefhrt werden. Whrend des Amplitudendurchlaufs ist der komplexe Modul als Funktion der aufgebrachten Dehnung zu bestimmen. Der horizontale Teil

48、 der Kurve stellt den linearen viskoelastischen Bereich dar. Der Zielwert der Dehnung sollte innerhalb des linearen viskoelastischen Bereiches nicht hher als zwei Drittel des maximalen Dehnungs-wertes liegen. ANMERKUNG 6 Es wird 1 b) Art und vollstndige Bezeichnung der untersuchten Probe; c) Verweisung auf diese Europische Norm; d) Datum der Prfung; e) Durchmesser der Prfplatte, auf 0,1 mm, und Plattenabstand, auf 1 m; f) Zieldehnung , auf 0,001; g) Zielfrequenz f, auf 0