Rezensionen
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Lars Neutag
Entwicklung eines Optimierungssystems zur Konzeption von Asphaltmischungen für besondere Anwendungen unter Verwendung von recyclierten Altreifen
Buchvorstellung
Die Wiederverwendung des Gummis von Altreifen wird in Deutschland - im Gegensatz zu den USA- nur zögerlich betrieben. Die Arbeit will einen Beitrag zur Erhöhung der Akzeptanz des Reifen-Recyclings leisten und beschäftigt sich mit dem Einsatz von aufbereitetem Gummi aus Altreifen in Bitumen (GmB) und Asphalt. Die für das Untersuchungsprogramm eingesetzten Varianten des GmB wurden bei Variation des Basisbitumens in drei Stufen (50/70, 70/100, 160/220), der Provenienz in zwei Stufen (Venezuela, Russland), der Gummizugabemenge in drei Stufen (5, 10 und 15 %) sowie der Kornklasse des Gummigranulats in ebenfalls drei Stufen mittels optimierter Verfahren im Laboratorium hergestellt. An den GmB wurden die konventionellen Kennwerte (EP RuK, Nadelpenetration, BP nach Fraaß, dynamische Viskosität) und Kennwerte aus erweiterten Bitumenprüfungen (Biegekriechsteifigkeit bei -16 grad aus der BBR-Analytik, komplexer Schermodul G* und Phasenverschiebungswinkel aus der DSR-Analytik, Formänderungsarbeit w0,2-0,4 aus der KD-Analytik) bestimmt.
Anhand dieser Ergebnisse wurde eine Anzahl von GmB ausgewählt, mit denen AC 8 D S-Asphalte gemischt und dann Asphalt-Probekörper mit vergleichbaren Hohlraumgehalten von 3 Vol.-% hergestellt wurden. An diesen Asphalt Probekörpern wurden ausgewählte Gebrauchseigenschaften festgestellt, zum Beispiel das Verformungsverhalten mittels Spurbildungsversuch, die Steifigkeit mittels Spaltzug-Schwellversuch und die Ermüdungseigenschaft ebenfalls mittels Spaltzug-Schwellversuchen. Letztere wurden bei unterschiedlichen Temperaturen vorgenommen und aus den Ergebnissen ein Temperaturempfindlichkeitsfaktor berechnet. Die multiplen linearen Regressionsanalysen ergaben unter anderem, dass für die Prognose der Asphalteigenschaft Steifigkeit die Kombination von Nadelpenetration und Phasenverschiebungswinkel und für die Temperaturempfindlichkeit des Asphalts gegenüber Kälterissbildung die Kombination von Biegekriechsteifigkeit und Schermodul G* maßgebend sind.
Die Modifikation des GmB wird letztlich auf die gewünschten Bindemitteleigenschaften optimiert. Sind die Bindemittelkennwerte dann bekannt, lassen sich in einem weiteren Schritt die Asphalteigenschaften prognostizieren. Offene Fragen werden hinsichtlich der Bestimmung des Bindemittelgehalts im Rahmen von Kontrollprüfungen, dem GmB-Herstellungs- beziehungsweise Modifizierungsverfahren, der bauvertraglichen Abwicklung und einigen Aspekten des Gefährdungspotenzials gesehen. Dadurch wird aber der Vorteil nicht geschmälert, den der Autor darin sieht, dass nunmehr ein Tool zur Verfügung steht, mit dem eine Gummimodifizierung gezielt vorgenommen werden kann, um für den speziellen Anwendungszweck gewünschte Asphalteigenschaften zu erhalten.
Lars Neutag
Entwicklung eines Optimierungssystems zur Konzeption von Asphaltmischungen für besondere Anwendungen unter Verwendung von recyclierten Altreifen
Rezension
Seit den 1920er-Jahren wurden vereinzelt Untersuchungen in Europa sowie den USA mit Modifizierungen unter Verwendung von Gummipartikeln durchgeführt. Der größte Teil der Forschung, der jedoch sehr widersprüchlich ist, wurde in den letzten 15 Jahren in den USA unternommen. Deshalb war das Ziel der Arbeit eine systematische Untersuchung von unterschiedlichen Zugabemengen und Größen der Gummipartikel (recyclierte Altreifen) in verschiedenen Ausgangsbitumen und eine Auswahl dieser Bitumenvarianten hinsichtlich deren Auswirkungen auf die Asphalteigenschaften zu untersuchen. Die Eigenschaften der modifizierten Bitumen wurden mit den konventionellen Prüfungen Nadelpenetration, Dichte und Erweichungspunkt Ring und Kugel sowie mit den weiterführenden Prüfungen Bending Beam Rheometer, Dynamischer Scherrheometer und Kraftduktilität verifiziert.
Für die Bestimmung der Eigenschaften der modifizierten Asphalte wurde der Spurbildungstest durchgeführt sowie das Haftverhalten, die Steifigkeit und Ermüdungsfestigkeit bestimmt. Die Prüfergebnisse der untersuchten Bitumenvarianten bestätigen den Ansatz, dass sich durch die Verwendung von Gummipartikeln bei der Bitumenmodifikation gezielt die Gebrauchseigenschaften des Bitumens beeinflussen lassen. Aus den durchgeführten Bitumen und Asphaltprüfungen lassen sich durch die Modifikation mit Gummigranulat sowohl ein verbessertes Tieftemperaturverhalten als auch eine verbesserte Wärmestandfestigkeit nachweisen.
