nya funktionella testmetoder för bindemedel - · pdf filebitumen standardisation 2.2.2005...

1

T Blomberg

1 2.2.2005

Bitumen standardisation

Nya funktionella testmetoderför bindemedel

Metoddag - 14. Mars 2005

T Blomberg

2


2.2.2005

Standardiseringsläge idag

Vägbitumen EN 12591:19995-årsrevision 2004, färdig 2007EU mandat

Hårda vägbitumen EN 13924Bitumen 10/20 & 15/25EU mandatFärdig 2005

2

T Blomberg

3


2.2.2005

PMB-specifikationer EN 14023EU mandatFärdig 2005

Specifikationer för bitumenemulsioner EN 13808EU mandatFärdig 2005

Specifikationer för bitumenlösningar prEN xxxxxUnder arbete, blir sammatyp som föremulsionerFärdig 2007

T Blomberg

4


2.2.2005

EU mandat

• Ej nationella specialförhållanden

• Nationella deviationer är inte tillåtna⇒ Sveriges A-deviation på viskositet @ 60 °C försvinner

• Bara en testmetod per en egenskap- (RTFOT/TFOT/RFT)

• Produsentens produkt kontroll

• CE märket

3

T Blomberg

5


2.2.2005

= 40= 45 = 50 = 55 = 60= 65= 70 = 75 = 80 TBRNPD

200-300

120-200

90-150

75-130

65-105

40-100

45-80 25-55 10-40TBRNPD

109876543210

Classes for the essential requirements of PMB

NPD – No performance determinedTBR – To be reported

Penetration at 25 ºC

Softening point

Classes of convenience - PMB

T Blomberg

6


2.2.2005

Vägbitumen specifikationer

EN 12591

Version 1 – EN 12591:1999

Version 2 – hEN 12591:2005

Revision varje 5 år

Performance related standards

Version 1 – CEN TR:2005

Ny version vid behov

hEN PR-specification

4

T Blomberg

7


2.2.2005

Nya testmetoder

• Kompleksmodul (DSR) prEN 14770

• Zero Shear Viscosity – ZSV (oskillation)EVT 2000 Pas prEN xxxx

• Zero Shear Viscosity – ZSV (krypning)viskositet @ 60 ºC prEN xxxx

• Pressurised Aging Vessel prEN 14769

• Bending Beam Rheometer prEN 14771

T Blomberg

8


2.2.2005

BENDING BEAM RHEOMETER (BBR)

• Bindemedelbalkens böjning vid lågatemperaturer mätas i BBR-testen

• Bindemedlets styvhet räknas

• Testresultat ger bindemedlets kritiska temperatur

5

T Blomberg

9


2.2.2005

BBR utrustning

Air bearing

Load cell

Deformation measuring

Liquid bath

Thermometer

T Blomberg

10


2.2.2005

BBR testprincip

6

T Blomberg

11


2.2.2005

BBR testresultat

Testas vid tre olika temperaturer

T Blomberg

12


2.2.2005

BBR testmetod

+ Metoden är i allmän bruk i USA och Euroopassa

+ Repeterbarheten är bra

+ Bra korrelation med vägbitumenets lågtemperaturegenskaper

± Korrelationen är inte ännu verifierad för PMB

- m-värdets betydelse är tveksam, specielt för PMB

7

T Blomberg

13


2.2.2005

Höga beläggningstemperaturer

Testmetoder:

– Kompleksmodul - DSR,– Zero Shear Viscosity ZSV, oskillation– Zero Shear Viscosity ZSV, krypning

T Blomberg

14


2.2.2005

Kompleksmoduls mätning - DSR

Apply oscillating stress

SampleMeasure oscillating strain

Fixed lower plate

Time

Time

Stress

Strainδ γ

σ

G* (Stiffness) = σ/ γTIME OF TEST = 1 hr for one T°C and one frequency

and 4 to 6 hrs for ≠ T°C and frequencies

8

T Blomberg

15


2.2.2005

Zero shear viscosity - oskillation

• Bindemedlets viskositet vid mycket lågaskyvhastigheter, som närmar sig noll

• Kan användas också för PMB

+ Utrustningen är i allmän bruk (DSR)

± Korrelationer med asfaltens deformation @ 60°C

T Blomberg

16


2.2.2005

ZSV: Oskillationsmetod

10

100

1000

0,1 10 1000 100000Angular frequency (rad/s)

Com

plex

vis

cosi

ty (P

a.s)

nK )(10

app ϖη

η+

=Simplified Cross model:

9

T Blomberg

17


2.2.2005

Zero shear viscosity - krypning

• Bindemedlets viskositet vid “statisk” kryptest

• Kan användas också för PMB

+ Utrustningen är i allmän bruk (DSR)

± Bra korrelationer med asfaltens deformation @ 60°C

- Testmetoden kräver långa testtider

T Blomberg

18


2.2.2005

ZSV: Creep/Creep recovery testprincip

Time

Com

plia

nce

J(t)

=1/η0

= tcreep/η0

Creep recovery Creep

tcreep

10

T Blomberg

19


2.2.2005

ZSV - oskillation

• EVT - temperatur @ 2000 Pas(mjukpunkt)

ZSV - krypning

• Viskositet @ 60 °C

EN-metoder under arbete inom CEN

T Blomberg

20


2.2.2005

Pressure Aging Vessel (PAV), EN 14769(föråldring under tryck)

• Testförhållandena:20 timmar @ 90-110ºC / tryck 2.1 MPa.

• Mycket använt i USA och Europa.

• Beskriver bindemedlets förhårdning i beläggningen.

• Metodens korrelation med europeiska förhållandena är inte verifierad.

11

T Blomberg

21


2.2.2005

PAV-utrustning

T Blomberg

22


2.2.2005

Performance related specifications

Data collection framework

12

T Blomberg

23


2.2.2005

Density

Solubility

Flash point

- Increase in softening point R&B

- Retained penetration @ 25 °C

RTFOT - Change in mass

Storage stability (PMB)

Elastic recovery @ 10 °C & 25 °C (PMB)

Fraass breaking point

Kinematic viscosity @ 135 °C

Dynamic viscosity @ 60 °C

Softening point R&B

Penetration @ 25 °C

LTASTAFresh

Binder conditionCharacteristic

PRODUCT DESCRIPTION ACCORDING TO CONVENTIONAL SPECIFICATIONS

T Blomberg

24


2.2.2005

Adhesion Test to be confirmed

Vialit pendulum @ test conditions

Tensile test @ test conditions

Force ductility @ test conditions

Cohesion

Bending beam rheometer (BBR) @ test cond.

Stiffness at low service temperature

Complex modulus (DSR) @ test conditions

Stiffness at intermediate service temperature

Zero shear viscosity 2 (creep) @ test conditions

Zero shear viscosity 1 (oscillation) @ test cond.

Complex modulus (DSR) @ test conditions

Stiffness at high service temperature

LTASTAFresh

Binder conditionCharacteristic

PERFORMANCE-RELATED PROPERTIES

13

T Blomberg

25


2.2.2005

CENpro

cess

T Blomberg

26


2.2.2005

Bitumen ringanalys 2004Finland

FortumResearchNaantali refineryPorvoo refinery

LemminkäinenCentral laboratoryLohja factory

Icopal/Factory

Katepal

Oulu University

ValtatieVTT

EstlandRoad Admin.

Sverige

NynäsNynäshamnGöteborg

Skanska SverigeVästNordSyd

Vägverket produktion

VTI

NCC

KTH

Total 28 laboratorier

DanmarkIcopal Central lab

NorgeSINTEF

BelgienNynas/Antwerp

KinaPNAC laboratory

UKEastham Refinery

NynasEasthamDundee

14

T Blomberg

27


2.2.2005

Testmetoder

Bitumen

• 50/70

• 160/220

Penetration 25 ºC

Softening point

Dynamic viscosity 60 ºC

Kinematic viscosity 135 ºC

Fraass breaking point

Flash point COC

RTFOT

- change of mass

- penetration 25 ºC

- softening point

- retained penetration

- change of softening point

T Blomberg

28


2.2.2005

Reproduserbarhet (R) enligt ASTM C 670

Resultat jämförades mot metodens reproduserbarhet

Rn = Kn * (R2/2,8)

Rn = max skillnaden mellan testresultater

Kn = konstant för n laboratories från ASTM C 670

R2 = max skillnaden mellan två testresultater enligt metoden

15

T Blomberg

29


2.2.2005

50/70

40

45

50

55

60

0 5 10 15 20 25

Pen

etra

tio

n @

25

C

Average Max diff

T Blomberg

30


2.2.2005

160/220

130

135

140

145

150

155

160

165

170

175

180

0 5 10 15 20 25

Pen

etra

tio

n @

25

C

AverageMax diff

16

T Blomberg

31


2.2.2005

38

43

48

53

0 5 10 15 20 25

So

ften

ing

po

int

160/220

50/70

nya funktionella testmetoder för bindemedel - · pdf filebitumen standardisation 2.2.2005...

Documents