Die Beurteilung der Affinität zwischen Bitumen und Gestein mit Hilfe der Randwinkelmessung
Diplomarbeit im Sommersemester 2007
Betreut von Prof. Dr.-Ing. Udo Hinterwäller und Dipl.-Ing. Kathrin Hunstock, Eurovia Bottrop
Bearbeitet von Melanie Gessner
Aufgabenstellung
Die Nutzungsdauer einer Asphaltbefestigung hängt u.a. maßgeblich von der Affinität zwischen dem Bindemittel Bitumen und dem Gestein ab. Derzeit wird diese Prüfung in der DIN EN 12697-11 beschrieben. Eine Problematik liegt darin, dass der nach der Beanspruchung der Materialien verbleibende Umhüllungsgrad lediglich visuell abgeschätzt werden kann. Es entsteht ein subjektives Prüfergebnis mit einer oft unzureichenden Reproduzierbarkeit.
Daher sind Verfahren heranzuziehen, die die Affinität zwischen zwei Körpern präziser beschreiben. Eine Möglichkeit stellt die sog. Randwinkelmessung dar. Hierbei wird ein Tropfen heißes Bitumen auf eine Gesteinsoberfläche aufgebracht und seine zeitliche Ausbildung mit einer Kamera festgehalten. Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll die Anwendbarkeit dieses Verfahrens für die Affinitätsbeurteilung untersucht werden. Parallel hierzu sind Versuche nach der o.g. Norm durchzuführen.
Wesentliche Ergebnisse
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einem neuen Prüfverfahren, um die Haftung bitumenhaltiger Bindemittel an Gesteinskörnungen zu beurteilen. Im ersten Schritt werden Affinitätsprüfungen nach DIN 1996 und DIN EN 12697 durchgeführt. Es folgen Randwinkelmessungen an ausgewählten Bindemittel-Gesteinskombinationen. Das Verfahren nach DIN 1996 vermag kaum zu differenzieren, belegt aber die bekannte Tatsache, dass basische Gesteine i.d.R. ein besseres Haftverhalten als saure Gesteine aufzeigen. Eine ähnliche Tendenz findet sich bei der Prüfung nach DIN EN 12697 ("Rolling-bottle-test"), insbesondere in Kombination mit modifizierten Bindemitteln. Die zahlreichen Messwerte der Randwinkelmessung hingegen liefern hiervon abweichende, z.T. auch konträre Ergebnisse. So stellen sich diese Baustoffe jetzt als eher haftkritisch dar. Korrelationen zwischen den Prüfverfahren sind damit nicht zu erkennen. Vor- und Nachteile der Randwinkelmessung werden herausgestellt und konkrete Empfehlungen zur weiteren Verbesserung des Verfahrens werden gegeben.