Date
2020Metadata
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Dissertation
Wechselwirkungen zwischen der Bitumenstruktur und Zusätzen bei Alterung
Abstract
Asphalt wird aus Gesteinskörnungen und Bitumen hergestellt. Dabei beeinflussen insbesondere die temperaturabhängigen visko-elastischen Bindemitteleigenschaften das Gebrauchsverhalten des Baustoffes und somit die Dauerhaftigkeit und Nutzungsdauer einer Asphaltstraße maßgeblich. Hierbei ist vor allem die Alterungsempfindlichkeit des Bitumens von großer Bedeutung. Bitumenalterung bewirkt eine Veränderung der chemischen und physikalischen Bitumeneigenschaften. Der mit der Bindemittelalterung einhergehende Verlust an Flexibilität kann zum vorzeitigen Substanzverlust und zur Rissbildung des Asphalts während der Nutzungsdauer führen.Bitumeneigenschaften sind grundsätzlich durch die Zugabe organischer und anorganischer Zusätze über einen großen Temperaturbereich beeinflussbar. Folglich ist das Verständnis über die Wirkungsweise der Zusätze im Bitumen und deren Auswirkungen auf das irreversible Alterungsverhalten von essentieller Bedeutung. Gegenstand der Dissertation ist die Beurteilung der Wechselwirkungen von Bitumen mit ausgewählten Bindemittelzusätzen auf Basis chemischer und physikalischer Bindemitteleigenschaften. Zum Erreichen der Zielstellung erfolgte eine interdisziplinäre Betrachtung alterungsbedingter Wirkungen von Zusätzen unter Betrachtung des kolloidalen Bitumenmodells. Hierbei konnten physikalische und chemische Untersuchungsmethoden erfolgreich eingesetzt werden, um die Kolloidstruktur von Bitumen individuell für die eingesetzten Zusätze phänomenologisch zu erweitern. Diese Grundlage ermöglichte die Beurteilung des Alterungsverhaltens von Bitumen/Zusatz-Gemischen durch die Einteilung in Suspensionen und Flüssigkeitsgemischen.
Asphalt pavements consist of aggregates and bituminous binders. Especially the visco-elastic characteristics of the binder dominate the performance and the life-time of an asphalt pavement. The aging sensitivity of the bitumen is particularly important. Bitumen aging causes a change in the chemical and physical properties of the bitumen. The loss of flexibility associated with the aging of the binder can lead to premature loss of substance and the formation of cracks in the asphalt during its servicelife. Basically binder properties can be influenced by adding organic and inorganic additives within a wide temperature range. Because of that understanding the interaction between bituminous binders and additives and the effects on irreversible binder aging behavior is essential. The objective of the dissertation is to evaluate the interaction between bitumen and selected binder additives on chemical and physical properties. Furthermore, an interdisciplinary analysis of aging effects of additives was carried out regarding the colloidal bitumen structure. Both, physical and chemical binder investigation methods were applied to phenomenologically extend the colloid bitumen structure model for each additive individually. At the end advanced theories of aging of bitumen/additive-systems are derived.
Citation
@phdthesis{doi:10.17170/kobra-202112075176,
author={Simnofske, Diana},
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Except where otherwise noted, this item's license is described as Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International