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| 8.1 Tropfenherstellung 8.2 Versuchsablauf Die Methode des hängenden Tropfens ist eine universelle Methode, um die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten zu bestimmen. Hierbei wird die Oberflächenspannung aus der Kontur eines hängenden Tropfens bestimmt. Die Oberflächenspannung nach der Methode des hängenden Tropfens wird mit Hilfe der Software mittels Young – Laplace Gleichung berechnet  Abb.12:
Tropfengeometrie eines axialsymmetrischen Tropfens
Laplace - Gleichung
 sl = Oberflächenspannung der Flüssigkeit [mN/m] R1, R2 = Hauptkrümmungsradien [m] r = Dichte des Bitumens [g/cm3] g = Erdbeschleunigung [m/s3] h = vertikale Höhe des Tropfens [m] Mit einem manuellen Spritzenmodul wird ein Tropfen aus einer Nadel dosiert. Der Tropfen bildet sich am unteren Ende der Dosiernadel. Er sollte so groß wie möglich sein. Befindet sich der hängende Tropfen am Kanülenende, nimmt der Tropfen eine für die Flüssigkeit charakteristische Form an. Es stellt sich ein hydromechanischer Gleichgewichtszustand ein. Die Form des Tropfens wird hauptsächlich durch zwei Kräfte bestimmt (der Schwerkraft und der Oberflächenspannung). Dieses Kräftegleichgewicht wird durch die Young - Laplace Gleichung beschrieben. [13]  Abb.13:
Kontaktwinkelmessgerät G 10 des Herstellers KRÜSS
8.1 Tropfenherstellung Bei der Herstellung des hängenden Tropfens am Kanülenende kam es anfangs zu einer ungewollten Benetzung des Bitumens an der Außenfläche der Kanüle. Um eine Verfälschung der Ergebnisse abzuwenden, wurde die Kanüle an der Außenfläche vor der Messung mit Dichlordimethylsilan (ca. 2 %) in n-Heptan gelöst hydrophobiert. Um den Einfluss der Alterung bzw. Oxidierung des Bitumens im gleichen Maße zu berücksichtigen, erfolgte die Messung der Oberflächenspannung stets nach etwa zwei Minuten Dosierzeit. Zu Beginn der Messung sind die ersten 2 bis 3 Tropfen abzutropfen, um einen eventuellen Einfluss von Verschmutzungen an den Innenwänden der Spritze bzw. Kanüle zu vermeiden. Die Messung des hängenden Tropfens erfolgte kurz vor dem Abriss (Abb.: 17). Die Messung wurde ausgelöst, sobald sich der Tropfen im hydromechanischen Gleichgewichtszustand befindet. Kanüle Spritze  Abb.14: Abbildung
der Spritze mit Kanüle
 Abb.15:
Bitumentropfen – Herstellung mit Spritzenhalterung in Temperierzelle
Abb.16: Bildschirmdarstellung des Tropfenbildes Dosierung eines hängenden
Tropfens
Die Herstellung des Tropfens erfolgte
schrittweise, bis sich der Tropfen im Gleichgewichtszustand kurz vor
dem Abriss
befand.
 Abb.17: Erzeugung
des hängenden Tropfens
8.2 Versuchsablauf Messung der
Oberflächenspannung: Bitumen
 Tab.13: Versuchsablauf: Messung der Oberflächenspannung |
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