EN 13302 Bestämning av dynamisk viskositet hos bituminöst bindemedel med hjälp av roterande axelapparat

EN 13302 Bestämning av dynamisk viskositet hos bituminöst bindemedel med hjälp av roterande axelapparat

Den europeiska standarden ”EN 13302 Bitumen och bituminösa bindemedel - Bestämning av dynamisk viskositet hos bituminösa bindemedel med hjälp av en roterande axelapparat” beskriver metoden för att bestämma den dynamiska viskositeten hos olika bituminösa bindemedel (modifierade och omodifierade bituminösa bindemedel, bituminösa emulsioner, avdragna och fluidiserade bituminösa bindemedel) med hjälp av en roterande axelapparat (koaxialviskosimeter).

EN 13302 Bestämning av dynamisk viskositet hos bituminöst bindemedel med hjälp av roterande axelapparat

Detta anger standardapplikationstemperaturer, men dynamisk viskositet kan mätas vid andra temperaturer om det behövs. På liknande sätt kan mätningar vid standardvärden för skjuvhastigheter ersättas eller kompletteras med mätningar vid ytterligare skjuvhastigheter om det behövs.

I princip mäter vridmoment som appliceras på en roterande axel (t.ex. en cylinder) i en speciell provbehållare som innehåller testprovet axelns relativa rotationsmotstånd och ger ett mått på provets dynamiska viskositet. För att erhålla den verkliga dynamiska viskositeten vid testtemperaturen kan det vara nödvändigt att tillämpa en formfaktor.

Eftersom icke-newtonska viskositetsvärden återspeglar vätskans och mätsystemets beteende, inte unika materialegenskaper, är det känt att mätningar gjorda med denna metod inte alltid förutsäger prestanda under driftsförhållanden. Jämförelser mellan icke-newtonska viskositeter bör endast göras för mätningar gjorda under liknande skjuvspänningsförhållanden.

Bitumen och bituminösa bindemedel används ofta inom vägbyggen, takläggning, vattentätningssystem och industriella tillämpningar. En av deras viktigaste reologiska egenskaper är dynamisk viskositet, som beskriver materialets motstånd mot flytning under en applicerad kraft. Att bestämma dynamisk viskositet med hjälp av en roterande axelanordning är en metod som beskrivs i detalj i standarden EN 13302.

Denna standard specificerar en metod för mätning av den dynamiska viskositeten hos bituminösa bindemedel vid höga temperaturer med hjälp av en roterande viskometer utrustad med en axel. Testet är tillämpligt på:

  • Asfaltbeläggningsbitumen
  • Polymermodifierad bitumen
  • Industriell bitumen
  • Bituminösa bindemedel som används vid asfaltproduktion.

Denna metod ger viskositetsvärden som hjälper till att karakterisera användnings- och prestandaegenskaperna hos bindemedel under produktion, transport och applicering.

Testprincipen baseras på det motstånd som en roterande axel möter i ett uppvärmt prov av bituminöst bindemedel. Axeln sänks ner i bindemedlet och roteras med konstant hastighet. Enheten mäter det vridmoment som krävs för att få axeln att rotera. Detta vridmoment är direkt relaterat till materialets viskositet. Högre vridmoment indikerar:

  • Högre viskositet
  • Större motstånd mot flöde.

Omvänt indikerar lägre vridmoment följande:

  • Lägre viskositet
  • Fler strömningsfunktioner

Apparaten omvandlar automatiskt vridmomentmätningar till dynamiska viskositetsvärden.

Utrustningen som används i testerna inkluderar följande:

  • Rotationsviskosimeter
    • Motordrivet roterande axelsystem
    • Digital vridmomentmätning
    • Variabla rotationshastigheter
  • Temperaturkontrollsystem
    • Värmekammare eller termiskt kontrollerad provbehållare
    • Noggrann temperaturreglering
  • Miller: Olika axelgeometrier kan användas beroende på följande:
    • Viskositetsområde
    • Kontakttyp
    • Testtemperatur
  • Provbehållare: Specialbehållare utformade för att säkerställa jämnt nedsänkningsdjup och temperaturfördelning i schaktet.

Testet följer vanligtvis dessa steg:

  • Provberedning: Det bituminösa bindemedlet värms försiktigt upp tills det blir tillräckligt flytande för testning.
  • Temperaturkonditionering: Provet förvaras vanligtvis vid följande temperaturer:
    • 135 derece
    • 150 derece
    • 165 derece
    • Andra temperaturer som anges i produktstandarderna.
  • Schaktinstallation: En lämplig axel väljs och nedsänks i provet enligt standardens krav.
  • Mätning: När axeln roterar med en förutbestämd hastighet registrerar viskometern vridmomentet som härrör från bindemedlets motstånd.
  • Beräkning: Enheten beräknar dynamisk viskositet, vanligtvis uttryckt i enheter som Pascal-sekunder och millipascal-sekunder.

Flera faktorer kan påverka viskositetsmätningar avsevärt:

  • Temperatur: Bitumenviskositet är starkt beroende av temperaturen. Även små temperaturvariationer kan orsaka betydande förändringar i den uppmätta viskositeten.
  • Axelval: Felaktigt axelval kan leda till följande:
    • För högt vridmoment
    • Otillräckligt vridmoment
    • Minskad noggrannhet
  • Rotationshastighet: Bituminösa bindemedel kan uppvisa icke-newtonskt beteende, vilket gör rotationshastigheten till en avgörande parameter.
  • Provhomogenitet: Dåligt blandade prover kan ge inkonsekventa resultat.

Den beskrivna metoden används inom följande områden:

  • Kvalitetskontroll:
    • Verifiering av produktionskonsekvens.
    • Partiacceptanstest
  • Produkt-utveckling:
    • Utvärdering av nya bindemedelsformuleringar.
    • Utvärdering av polymermodifierade bindemedel
  • Asfaltproduktion:
    • Bestämning av blandningstemperaturer.
    • Bestämning av pumptemperaturer.
    • Bedömning av bearbetbarhet
  • Forskning och utveckling:
    • Reologisk karakterisering
    • Prestandastudier

Dynamisk viskositet är en viktig parameter eftersom den påverkar följande:

  • Pumpbarhet hos bindemedel
  • Lagringsstabilitet
  • Blandningseffektivitet med aggregat.
  • Beläggningsprestanda
  • Komprimeringsegenskaper hos asfaltblandningar
  • Energiförbrukning under produktionen

Viskositetsmätning är särskilt viktigt för polymermodifierad bitumen eftersom modifieringar kan förändra flödesbeteendet avsevärt.

Fördelarna med rotationsaxelmetoden är följande:

  • En relativt enkel process.
  • God repeterbarhet.
  • Lämplig för ett brett viskositetsområde.
  • Snabbtest
  • Det är allmänt accepterat internationellt.
  • Lämplig för rutinmässig kvalitetskontroll.

Några av de begränsningar som ingår i denna standard är:

  • Mätningarna är känsliga för temperaturreglering.
  • Vissa höghållfasta bindemedel kan uppvisa skjuvrelaterat beteende.
  • Resultat som erhålls vid en viss temperatur kanske inte representerar prestandan vid andra temperaturer.

Sammanfattningsvis definierar standarden EN 13302 en standardiserad metod för att bestämma den dynamiska viskositeten hos bitumenbindemedel med hjälp av en roterande axelapparat. Denna testmetod gör det möjligt för tillverkare, laboratorier och vägmyndigheter att bedöma flytegenskaper, tillverkningslämplighet och kvalitetskonsistens genom att mäta motståndet hos uppvärmd bitumen mot axelrotation. Noggrann viskositetsmätning är avgörande för korrekt hantering, blandning, transport och långsiktig prestanda hos bitumenbaserade material som används i vägbeläggningar och industriella tillämpningar.

I många år har vår organisation, med sin kompetenta och erfarna personal, förstått sina kunders behov, tillhandahållit de avancerade testtjänster de behöver och hjälpt dem med att etablera, implementera och förbättra ledningssystem. Inom detta ramverk tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med standarden EN 13302.

WhatsApp