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Workshop Dynamisches Scherrheometer30. April 2013 in Köln Dr.-Ing. Bernd Wallner
Bestimmung des komplexenModuls G* und des
Phasenwinkels
Bernd Wallner
Workshop Dynamisches Scherrheometer30. April 2013 in Köln
Workshop Dynamisches Scherrheometer30. April 2013 in Köln Dr.-Ing. Bernd Wallner
Inhalt• Rheologisches• Messgrundlagen
– TL Bitumen– DIN EN 14770
• Präzision• Quellen
Workshop Dynamisches Scherrheometer30. April 2013 in Köln Dr.-Ing. Bernd Wallner
RheologieLehre vom Verformungs- und
Fließverhalten von Stoffen
Workshop Dynamisches Scherrheometer30. April 2013 in Köln Dr.-Ing. Bernd Wallner
RheologieFließverhalten im Zwei-Platten-Modell
Schubspannung = F/A [N/m²]Deformation = u/h [ ]
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Dynamisches Scherrheometer
Workshop Dynamisches Scherrheometer30. April 2013 in Köln Dr.-Ing. Bernd Wallner
DSR - Platte/Platte
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DSR - Oszillation
³2rT
rh
(h)
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ideal elastisches Verhalten
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ideal viskoses Verhalten
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viskoelastisches Verhalten
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Komplexer Schermodul
G* = max / max [Pa]τ = Schubspannung [N/m²]
= Deformation [ ]
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Phasenwinkel
= t / t * 360° [°]t = Zeitverzögerung [s]
t = Schwingungsdauer [s]
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Zusammenhang G* und
Speichermodul G‘elastischer Anteil von G*
G‘ = G*cos [Pa]
Verlustmodul G‘‘viskoser Anteil von G*
G‘‘ = G*sin [Pa]
G*G*
G’G’
G’’G’’
SpeichermodulSpeichermodulVe
rlust
mod
ulVe
rlust
mod
ul
Phasenwinkel Phasenwinkel
G*
G’
G’’
SpeichermodulVe
rlust
mod
ul
Phasenwinkel
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linearer Bereich
0,01
0,1
1
0,01 0,1 1 10
ko
mp
lex
er
Sch
erm
od
ul
Deformation oder Schubspannung
Bereich lineares viskoelastisches
Verhalten
nichtlinearesVerhalten
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TL Bitumen-StB 07• zur Erfahrungssammlung: Verformungsverhalten im DSR
nach DIN EN 14770a (aoszillierende Beanspruchung, G* und )– Straßenbaubitumen– Polymermodifizierten Bitumen
• Abschnitt 5.3– konstante Frequenz 1,59 Hz– Temperatursweep 30 bis 90 °C (amax. 10°C-Schritte)
• aweitere Parameter– parallele Platten mit Ø 25mm und h 1mm (1kPa ≤ G* ≤ 100kPa)– Deformation aus linearem Bereich (0,005 bis 0,100) oder– Schubspannung aus linearem Bereich
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DIN EN 14770• Probenvorbereitung nach DIN EN 12594• Erwärmung der Probe
– (85 ± 5) °C oberhalb des EP RuK oder 180°C– Homogenisieren
• Probenherstellung z.Zt. in Diskussion– Gussformen/Trennlagen– Probengefäße
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DIN EN 14770• Präzision
– unter Wiederholbedingungen: Annahmekriterien G* ±15%, ±3°– Vergleichspräzision RILEM-Versuch: G* <10%, <5%
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Temperatursweep
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
1,0E+02
1,0E+03
1,0E+04
1,0E+05
1,0E+06
1,0E+07
20 30 40 50 60 70 80 90 100
Phas
enw
inke
l[°
]
kom
plex
er S
chub
mod
ul G
* [Pa
]
Temperatur [°C]
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einfache Interpretation
steigt mit derViskosität des Bindemittels
steigt durch dieAlterung des Bindemittels
kleine Werteelastisches Verhalten
große Werteviskoses Verhalten
G*
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– typische Verläufe
Quelle: Hutschenreuther, Wörner, Asphalt im Straßenbau, 2. Auflage 2010, Kirschbaum Verlag, Bonn
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Quellen• FGSV-Laborantenschulung 2013: Zentralvorträge aus
Darmstadt, Dresden• TL Bitumen StB-07, Ausgabe 2007, FGSV-Verlag, Köln• DIN EN 14770:2012-08, Beuth-Verlag, Berlin• Hutschenreuther, Wörner: Asphalt im Straßenbau,
2. Auflage 2010, Kirschbaum Verlag, Bonn• div. Skripten und Vorträge, TU München, Centrum
Baustoffe und Materialprüfung
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Kontakt----------------------------------------------------------------------------
Technische Universität MünchenDr.-Ing. Bernd Wallner
Centrum Baustoffe und MaterialprüfungMPA BAU Abteilung Baustoffe
AG 5 Bitumenhaltige Baustoffe und GesteineFG Bitumen und Abdichtungen
Baumbachstraße 781245 München
Tel: +49.89.289.27072Fax: [email protected]
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![]Moduls and Students_ Worksheets of Narrative Text 1](https://img.pdfslide.us/doc/110x75/577cce681a28ab9e788dffda/moduls-and-students-worksheets-of-narrative-text-1.jpg)
