DIN 52007-1-2013 Bitumen and bituminous binders - Determination of viscosity - Part 1 General principles and evaluation《沥青和沥青粘合剂 粘度的测定 第1部分 一般原理和评定》.pdf

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1、Oktober 2013DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINNormenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 8DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 91.

2、100.50!%(qE“2057834www.din.deDDIN 52007-1Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel Bestimmung der Viskositt Teil 1: Allgemeine Grundlagen und AuswertungBitumen and bituminous binders Determination of viscosity Part 1: General principles and evaluationBitumes et liants bitumineux Dtermination de la visc

3、osit Partie 1: lments gnraux et exploitationAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 52007-1:2006-09www.beuth.deGesamtumfang 11 SeitenDIN 52007-1:2013-10 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 5 2 Normative Verweisungen . 5 3 Begriffe 5 4 Einheiten 5 5 Visko

4、simeter 6 6 Messung der Viskositt 6 7 Graphische Auswertung im Viskositt-Temperatur-Blatt 7 8 Angabe der Ergebnisse 8 9 Przision (nach DIN EN ISO 4259) . 8 Anhang A (normativ) Viskositt-Temperatur-Blatt 9 Literaturhinweise . 11 DIN 52007-1:2013-10 3 Vorwort Dieses Dokument wurde im Gemeinschaftsarbe

5、itsausschuss NA 062-03-32 GA Bitumen; Prfverfahren und Anforderungen fr die Bindemittel“ der Normenausschsse Materialprfung (NMP) und Bauwesen (NABau) im DIN erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr v

6、erantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Die Normenreihe DIN 52007, Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel Bestimmung der Viskositt besteht aus folgenden Teilen: Teil 1: Allgemeine Grundlagen und Auswertung Teil 2: Messung mit dem Kugelzieh-Viskosimeter nderunge

7、n Gegenber DIN 52007-1:2006-09 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Normative Verweisungen aktualisiert; b) Literaturhinweise um DIN EN 12595 und DIN EN 12596 ergnzt; c) Bild 1 als Formblatt in den neuen Anhang A verschoben; d) Dokument redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 1995: 1929,

8、1934, 1941-11, 1960x-02 DIN 52007-1: 1980-12, 2006-09 DIN 52007-1:2013-10 4 Einleitung Dieses Dokument enthlt die allgemeinen Angaben zur Bestimmung der Viskositt von bitumenhaltigen Bindemitteln lediglich in dem Temperaturbereich, in dem sie sich wie Newtonsche Flssigkeiten verhalten. Bitumenhaltig

9、e Bindemittel sind kolloid-disperse Systeme und verhalten sich deshalb nicht in allen Temperaturbereichen wie Newtonsche Flssigkeiten. Mit abnehmender Temperatur, beginnend etwa beim Erweichungspunkt Ring und Kugel (nach DIN EN 1427), wird die gemessene (scheinbare) Viskositt zuneh-mend abhngig von

10、der bei der Messung auftretenden Schubspannung bzw. dem Geschwindigkeitsgeflle. Fr Flssigkeiten, die dem Newtonschen Gesetz nicht folgen, ist die Viskositt keine nur temperatur-abhngige Kenngre; sie wird auch von der Schubspannung bzw. dem Geschwindigkeitsgeflle beeinflusst. Die im nicht-Newtonschen

11、 Bereich ermittelte Viskositt stellt demzufolge nur eine scheinbare Viskositt“ dar. So verhalten sich Bitumen z. B. zwar bei den Verarbeitungstemperaturen wie eine Newtonsche Flssigkeit, dagegen bei den Gebrauchstemperaturen der weiterverarbeitenden Erzeugnisse (z. B. Asphaltstraen, Dach- und Dichtu

12、ngsbahnen) weitgehend wie eine nicht-Newtonsche Flssigkeit. Es ist fr die Praxis notwendig, den Verlauf der Viskositt in Abhngigkeit von der Temperatur zu kennen, damit fr Frderung und Verarbeitung die jeweils zweckmige Temperatur gewhlt werden kann und Hinweise ber das Gebrauchsverhalten mglich sin

13、d. DIN 52007-1:2013-10 5 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument enthlt allgemeine Angaben zur Bestimmung der Viskositt von bitumenhaltigen Bindemitteln als physikalische Gre und des Viskositt-Temperatur-Verhaltens in dem Temperaturbereich, in dem diese Bindemittel sich wie eine Newtonsche Flssigkeit ve

14、rhalten. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe de

15、s in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 1342-1, Viskositt Teil 1: Rheologische Begriffe DIN 51366, Prfung von Minerall-Kohlenwasserstoffen Messung der kinematischen Viskositt mit dem Cannon-Fenske-Viskosimeter fr undurchsichtige Flssigkeiten DIN 51562-1, Viskosimetrie Me

16、ssung der kinematischen Viskositt mit dem Ubbelohde-Viskosimeter Teil 1: Bauform und Durchfhrung der Messung DIN 52007-2, Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel Bestimmung der Viskositt Teil 2: Messung mit dem Kugelzieh-Viskosimeter DIN 53015, Viskosimetrie Messung der Viskositt mit dem Kugelfallvis

17、kosimeter nach Hppler DIN EN 12846-2, Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel Bestimmung des Ausflusszeit mittels Ausflussviskosimeter Teil 2: Verschnittene und gefluxte bitumenhaltige Bindemittel DIN EN ISO 4259, Minerallerzeugnisse Bestimmung und Anwendung der Werte fr die Przision von Prfverfahren

18、 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN 1342-1. 4 Einheiten 4.1 Dynamische Viskositt Die SI-Einheit1)der dynamischen Viskositt ist die Pascal-Sekunde (Pa s). 1 Pa s = 1 N s/m2Gebruchliche dezimale Teile: sdPa1sPa1,0msN1,02= Das Newton (N) ist die SI-Einheit der Kra

19、ft; das Pascal (Pa) ist die SI-Einheit des Druckes (1 Pa = 1 N/m2). 1) SI bedeutet: Internationales Einheiten-System. DIN 52007-1:2013-10 6 4.2 Kinematische Viskositt Der Quotient aus der dynamischen Viskositt und der Dichte (Viskositt-Dichte-Verhltnis) wird kinematische Viskositt genannt. = Die SI-

20、Einheit der kinematischen Viskositt ist m2/s. Gebruchliche dezimale Teile: 1 cm2/s = 104m2/s 5 Viskosimeter Fr die Viskosittsmessung drfen nur Viskosimeter benutzt werden, die das Messen in physikalischen Viskositts-Einheiten gestatten. Das anzuwendende Viskosimeter und die dazugehrigen Messeinricht

21、ungen sind nach den Erfordernissen bezglich Messbereich und Messgenauigkeit auszuwhlen. Tabelle 1 enthlt eine bersicht ber Viskosimeter, die fr die Messung Newtonscher Flssigkeiten genormt sind (siehe 6.1). Zur Kennzeichnung des Flieverhaltens bitumenhaltiger Bindemittel werden auch konventionelle G

22、erte, z. B. das Ausflussviskosimeter nach DIN EN 12846-2, verwendet. Wegen Unzulnglichkeiten des Messprinzips ist eine Umrechnung der mit diesen Gerten erhaltenen Messergebnisse in Einheiten der Viskositt (siehe Abschnitt 4) unzulssig. 6 Messung der Viskositt 6.1 Bei bitumenhaltigen Bindemitteln kan

23、n innerhalb der in Tabelle 1 angegebenen Messbereiche fr die Viskosimeter bereits nicht-Newtonsches Flieen auftreten. Die Versuchsbedingungen, insbesondere die Messtemperatur, mssen deshalb so gewhlt werden, dass das Bindemittel sich im Newtonschen Bereich befindet. Nicht-Newtonsches Verhalten wird

24、dadurch erkennbar, dass entweder a) bei Messungen unter gleicher Temperatur, aber unterschiedlicher Schubspannung bzw. unterschied-lichem Geschwindigkeitsgeflle unterschiedliche Viskositts-Ergebnisse erhalten werden; je kleiner die Schubspannung bzw. das Geschwindigkeitsgeflle, umso grer knnen die U

25、nterschiede sein oder b) bei Messungen unter verschiedenen Temperaturen, aber bei sonst gleichen Messbedingungen Ergebnisse erhalten werden, die im Viskositt-Temperatur-Blatt (siehe 7.2) von der Linearitt abweichen; mit abnehmender Temperatur wird diese Abweichung im Allgemeinen grer. 6.2 Einzelheit

26、en zur Messung der Viskositt sind in den Prfnormen fr die betreffenden Viskositts-Messverfahren enthalten. Es wird empfohlen, die Viskositt jeweils bei drei verschiedenen Temperaturen zu messen, die um mindestens jeweils 20 C voneinander entfernt liegen. Die Prftemperaturen sind so zu wh-len, dass d

27、er Viskosittswert fr die gewnschte Temperatur durch Interpolieren (nicht durch Extrapolieren) erhalten werden kann. DIN 52007-1:2013-10 7 Tabelle 1 Viskosimeter, die fr die Messung Newtonscher Flssigkeiten genormt sind Viskosimeter Messgre Messbereich Einheit DIN Ubbelohde-Viskosimeter, Normal-Ausfh

28、rung kinematische Viskositt 0,8 bis 50 000 mm2/s 51562-1 Cannon-Fenske-Viskosimeter fr undurchsichtige Flssigkeiten kinematische Viskositt 0,4 bis 20 000 mm2/s 51366 Kugelfallviskosimeter nach Hppler dynamische Viskositt 0,6 bis 250 000 mPa s 53015 Kugelzieh-Viskosimeter dynamische Viskositt 1 bis 1

29、 null 108mPa s 52007-2 7 Graphische Auswertung im Viskositt-Temperatur-Blatt 7.1 Allgemeines Das Viskositt-Temperatur-Blatt nach dem Bild A.1 dient zur vergleichenden Beurteilung des Viskositt-Temperatur-Verhaltens verschiedener Bindemittelarten und -sorten sowie zur graphischen Ermittlung der einer

30、 bestimmten Viskositt zugeordneten Temperatur (quiviskosittstemperaturen EVT2) von bitumen-haltigen Bindemitteln. 7.2 Aufbau des Viskositt-Temperatur-Blattes Die Abzisse ist auf der Basis des Logarithmus der absoluten Temperatur T in K geteilt, jedoch mit der zugehrigen Temperatur in C beschriftet.

31、Auf der Ordinate ist der Logarithmus des Logarithmus der kinematischen Viskositt lg (lg ) in mm2/s aufgetragen. In dem Viskositt-Temperatur-Blatt nach Bild A.1 knnen Viskosittswerte von 20 mm2/s bis 109mm2/s in einem Temperaturbereich von 40 C bis 250 C aufgetragen und abgelesen werden. Das Achsenve

32、rhltnis Ordinate zu Abszisse betrgt 3 : 4. In diesem Viskositt-Temperatur-Blatt bilden Abszisse und Viskositt-Temperatur-Gerade bei Bitumen einen Winkel von etwa 35. Je grer der Winkel, desto temperaturabhngiger ist die Viskositt des geprften bitumenhaltigen Bindemittels. 7.3 Darstellung des Viskosi

33、tt-Temperatur-Verhaltens Die nach Abschnitt 6 ermittelten Messwerte werden im Viskositt-Temperatur-Blatt eingetragen und mitein-ander verbunden. Starke Abweichungen der Verbindungslinie vom geradlinigen Verlauf lassen Messfehler erkennen oder deuten darauf hin, dass bereits nicht-Newtonsches Verhalt

34、en des bitumenhaltigen Bindemittels vorliegt (siehe auch 6.1). 7.4 Bestimmung von kinematischen Viskositten und von Temperaturen Aus der auf dem Viskositt-Temperatur-Blatt eingezeichneten Geraden lsst sich fr die Newtonschen Flssigkeiten fr jede Temperatur innerhalb des Temperaturbereiches der Messw

35、erte der zugehrige Viskosittswert (Bestimmung von aus T) oder umgekehrt fr jede Viskositt die zugeordnete Temperatur (Bestimmung von T aus ) direkt ablesen. 2) EVT: equi-viscous temperature DIN 52007-1:2013-10 8 7.5 quiviskosittstemperaturen In dem Viskositt-Temperatur-Blatt sind als Strichlinien di

36、e kinematischen Viskositten von 100 mm2/s und von 1 000 mm2/s besonders hervorgehoben. ANMERKUNG 100 mm2/s ist die ungefhre Viskositt der Bindemittel bei der Herstellung von Mischgut in Asphaltmischanlagen. 1 000 mm2/s ist die ungefhre obere Viskosittsgrenze der Bindemittel, bei der ein Einbau von W

37、alzasphalt unter gnstigsten Bedingungen gerade noch mglich ist. Mit Hilfe der Schnittpunkte der Viskositt-Temperatur-Geraden eines bitumenhaltigen Bindemittels mit den beiden Strichlinien erhlt man die charakteristischen quiviskosittstemperaturen EVT 100 und EVT 1 000 fr dieses Bindemittel. 8 Angabe

38、 der Ergebnisse Bei Viskosittsangaben fr bitumenhaltige Bindemittel sollte aus Grnden der Einheitlichkeit bevorzugt die kinematische Viskositt in mm2/s angegeben werden. Besteht eine Prfnorm fr das angewandte Viskositts-Messverfahren, so ist sie mit dem Ergebnis anzugeben. 9 Przision (nach DIN EN IS

39、O 4259) Sofern die Prfnorm fr das angewandte Viskositts-Messverfahren nicht speziell fr die Anwendung auf bitumenhaltige Bindemittel aufgestellt worden ist, knnen die Przisionswerte grer als in der betreffenden Norm angegeben sein. DIN 52007-1:2013-10 9 Anhang A (normativ) Viskositt-Temperatur-Blatt

40、 Dem Anwender dieses Viskositt-Temperatur-Blattes ist unbeschadet der Rechte des DIN an der Gesamtheit des Dokumentes die Vervielfltigung des Formblattes gestattet. DIN 52007-1:2013-10 10 Legende X Temperatur C Y kinematische Viskositt mm2/s Bild A.1 Viskositt-Temperatur-Blatt DIN 52007-1:2013-10 11

41、 Literaturhinweise Barth, E. J.: Asphalt and Technology. New York: Gordon and Breach Science Publishers 1962. Duthie, J. L.: Spezifikationsvorschlge fr Bitumen aufgrund exakt-rheologischer Eigenschaftsmerkmale. Bitumen Teere Asphalte Peche 23 (1972), S. 466473. Heukelom, W.: Eine verbesserte Methode

42、 der Charakterisierung von Bitumen mit Hilfe ihrer mechanischen Eigenschaften. Bitumen 36 (1974), H. 2, S. 4556. Hofberg, A. J.: Bituminous Materials. Vol. 1: Asphalts, Tars and Pitches. New York: John Wiley and Sons Inc. 1964. Klopfer, H.: ber das nicht-Newtonsche Verhalten von reinem und verfllert

43、em Destillationsbitumen B 45 im Temperaturbereich zwischen 0 und 45 C. Bitumen Teere Asphalte Peche 19 (1968), S. 431440. Traxler, R. W.: Asphalt, Its Composition, Properties and Uses. New York: Reinhold Publishing Corporation 1961. Ubbelohde, L.: Zur Viskosimetrie. 7. Aufl. Bearb. von G. H. Gttner

44、und W. Weber. Stuttgart: Hirzel-Verlag 1965. Vater, E.-J.: Viskoelastisches Verhalten von Destillationsbitumen. Bitumen Teere Asphalte Peche 23 (1972), S. 349358. ASTM D 2493: Standard viscosity-temperature Chart for asphalts. DIN 1342-3, Viskositt Teil 3: Nicht Newtonsche Flssigkeiten DIN 53017, Vi

45、skosimetrie Bestimmung des Temperaturkoeffizienten der Viskositt von Flssigkeiten DIN 53019-1, Viskosimetrie Messung von Viskositten und Fliekurven mit Rotationsviskosimetern Teil 1: Grundlagen und Messgeometrie DIN 53019-3, Viskosimetrie Messung von Viskositten und Fliekurven mit Rotationsviskosime

46、tern Teil 3: Messabweichungen und Korrektionen DIN EN 1427, Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel Bestimmung des Erweichungspunktes Ring- und Kugel-Verfahren DIN EN 12595, Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel Bestimmung der kinematischen Viskositt DIN EN 12596, Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel Bestimmung der dynamischen Viskositt mit Vakuum-Kapillaren DIN EN ISO 3104, Minerallerzeugnisse Durchsichtige und undurchsichtige Flssigkeiten Bestimmung der kinematischen Viskositt und Berechnung der dynamischen Viskositt