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| 12 Zusammenfassung der Ergebnisse Die Ergebnisse der Kontaktwinkelmessung auf den Objektträgern geben eine geringe Wiederholbarkeit wieder. Aufgrund der großen Spannweite bei der Wasserlagerung sind die Objektträger aus Glas unter den geprüften Bedingungen nicht zur Prüfung des Adhäsionsvermögens von Bindemitteln bzw. als Referenzmaterial zu Mineralstoffen geeignet. Ein Ziel der Forschungsarbeit war die Validierung des Prüfverfahrens „Beurteilung der Benetzbarkeit und des Adhäsionsvermögens von Bitumen mittels Kontaktwinkelmessungen“. Die Ergebnisse der Kontaktwinkelmessungen Bitumen - Mineralstoffe nach der Benetzung zeigen bei allen Bitumen die beste Benetzung bei dem Quarzit. Eine gute Benetzbarkeit hat daneben durchgehend die helle Grauwacke. Die zweitschlechteste Benetzbarkeit findet man bei der dunklen Grauwacke. Auffallend ist, dass das Gestein mit der besten Benetzbarkeit, den geringsten Verdrängungswiderstand gegenüber Wasser aufzeigt. Die gute Benetzbarkeit des Quarzits, ist mit dessen hoch polarer Oberfläche zu erklären. Der hohe polare Anteil verstärkt wiederum die hydrophile Eigenschaft des Gesteins. Dies begründet den hohen Differenzwinkel bzw. die verstärkte Verdrängung der Bitumentropfen. Die vielfach geäußerte Meinung, dass das Benetzungsverhalten ein Ausdruck für das Haftverhalten bei Wasserlagerung ist, trifft nicht zu. Die Untersuchungen zeigen, dass das paraffinbasische Bitumen mit dem geringsten Benetzungswinkel die geringste Adhäsion unter Wassereinfluss besitzt. Das paraffin-naphtenbasische Bitumen besitzt im Vergleich überwiegend ein „mäßiges“ Adhäsionsvermögen. Ein sehr gutes Adhäsionsvermögen hat bei Wasserlagerung, ausgenommen beim Quarzit und der hellen Grauwacke, das naphtenbasische Bitumen (siehe Tabellen unten). Die Modifizierung der Grundbitumen hat einen signifikanten Einfluss auf das Haftverhalten. Die wachsmodifizierten Bitumen besitzen bei der Prüfung unter dem Erweichungspunkt (5°C unter E.P. R. u. K.) bei allen Bitumen ein sehr gutes Adhäsionsvermögen. Dies trifft ebenfalls auf die Modifizierung mit Haftmitteln zu. Klassifizierungstabelle des
Adhäsionsvermögens nach 2 h Wasserlagerung
Einzelheiten unter: >> Auswertung der
Versuchsergebnisse
Die Polymermodifizierung des paraffinbasischen Bitumen hat sehr positive Auswirkungen auf die Adhäsion. Das Adhäsionsvermögen, das zuvor auf Kalk als „sehr schlecht“ einzustufen war, konnte durch die Polymermodifizierung als „sehr gut“ klassifiziert werden. Ein konträren Einfluss hat der Polymerzusatz auf das naphtenbasische Bitumen. Auf Kalk-, Diabas- und Quarzitoberflächen verschlechterte sich das Haftverhalten. Die Ergebnisse des polymermodifizierten paraffin-naphtenbasischen Bitumen veranschaulichen ein verbessertes Adhäsionsvermögen. Ebenfalls konnte der negative Einfluss von Regenwasser belegt werden. Die Auswertung der Differenzwinkel spiegeln eine verstärkte Bitumenverdrängung wieder. Die unterschiedlichen Messwerte der Bitumen bei der Oberflächenspannung scheinen keinen Einfluss auf das Benetzungsverhalten zu haben. Das paraffinbasische Bitumen mit der höchsten Oberflächenspannung hat die beste Benetzung bzw. die kleinsten Kontaktwinkel. Zusätzlich lassen sich quantitative Ergebnisse unter Anwendung des Prüfverfahrens „Beurteilung der Benetzbarkeit und des Adhäsionsvermögens von Bitumen mittels Kontaktwinkelmessungen“ mit einer statistischen Sicherheit von 95 % erzielen. Ein Vorteil des Prüfverfahrens ist die direkte Bewertung der Haftung zwischen zwei Haftpartnern, wodurch beliebige Kombinationen aus Bindemitteln und Mineralstoffen getestet werden können. Des weiteren ist eine Beurteilung der Adhäsion bereits nach zwei Stunden Prüfzeit (siehe Tabellen unten) möglich. Es ist auf der einen Seite eine eindeutige Klassifizierung des Adhäsionsvermögens der geprüften Bitumen und auf der anderen der Mineralstoffe erkennbar. Mit der quantitativen Größe des Differenzwinkels konnte das Adhäsionsvermögen verschiedener Haftpartnern unter Wassereinfluss eindeutig beurteilt werden. Ferner konnte der Einfluss von Bitumen unterschiedlicher Provenienz, verschiedener Bitumen - Modifikationen, der Mineralstoffe sowie der Einfluss von Regenwasser nachgewiesen werden. Die erzielten Messergebnisse könnten durch Spaltzugversuche bestätigt werden. Klassifizierung des
Adhäsionsvermögens (Haftung) nach 2 h Wasserlagerung
Bitumen B 1:
Naphtenbasisches Bitumen
Bitumen B 2: Paraffin -
naphtenbasisches Bitumen
Bitumen B 3: Paraffinbasisches Bitumen
Einzelheiten unter: >> Auswertung der
Versuchsergebnisse
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