Reometr BBR

Reologia jest działem mechaniki ośrodków ciągłych zajmującym się plastycznymi deformacjami oraz płynięciem substancji. Termin ten został zainspirowany słynnym stwierdzeniem Heraklita „panta rhei” – wszystko płynie. Systemy pomiarowe wykorzystywane w tym obszarze badań znane są jako reometry.

Reometr pozwala na wykonywanie pomiarów dla wielu rodzajów materiałów – od rozcieńczonych roztworów, poprzez substancje półpłynne (żele) aż do stopionych lub stałych jak np. asfalty. Urządzenia pozwalają na wykonywanie pomiarów w pewnym zakresie szybkości ścinania, temperatur czy skali czasowych, umożliwiając kontrolę jakości badanych materiałów w sposób dokładny i powtarzalny, a nowoczesne reometry także w pełni zautomatyzowany.

Jednym ze stosowanych w drogownictwie jest reometr belki zginanej BBR (bending beam reometer).

Wzrastające natężenia ruchu i obciążenie osi pojazdów wymagają od konstruktorów dróg stosowania nowych technologii oraz wysokiej jakości materiałów stosowanych do ich budowy. Jak wynika z programu Strategic Highway Research Program, za jedną z przyczyn powstawania zniszczeń nawierzchni asfaltowych odpowiada niska jakość zastosowanego lepiszcza. To z kolei wymusza stosowanie modyfikatorów, mających za zadanie poprawę własności lepiszcza. Przewiduje się wprowadzenie nowych wymagań wobec asfaltów drogowych, opartych o zmienione lub całkowicie nowe metody badawcze. Oczekuje się, że będą one lepiej opisywać właściwości lepkosprężyste w szerokim zakresie temperatur eksploatacyjnych. Zmiany metod badawczych mają swoje uzasadnienie w coraz częstszym stosowaniu lepiszczy o poprawionych właściwościach jak np. polimeroasfalty, których to właściwości nie zostały jeszcze do końca poznane.

Takim rozwiązaniem jest pomiar sztywności pełzania w reometrze zginanej belki, czyli BBR.
Reometr zginanej belki ma zastąpić pomiar temperatury łamliwości metodą Fraassa.
Za pomocą BBR mierzy się pełzanie lepiszcza asfaltowego pod stałym obciążeniem w różnych wartościach temperatury i na tej podstawie uzyskuje się krzywą podatności na pełzanie tego lepiszcza w funkcji czasu. Przeprowadzenie badania w kilku wartościach temperatury pozwala określić wrażliwość temperaturową danego lepiszcza asfaltowego w zakresie podatności na pełzanie.
Przyjęto, że wartość sztywności pełzania S(t) nie powinna być większa niż 300 MPa, co powinno zapewnić odporność lepiszcza na powstawanie spękań niskotemperaturowych.
Wartość parametru m zmiany sztywności w funkcji czasu obciążenia powinna być większa niż 0,300. Taka wartość parametru m zapewnia większą relaksację naprężeń powstających w lepiszczu podczas niskich temperatur.
Badanie w aparacie BBR  przeprowadza się w zakresie temperatur 0 do -30^oC, a próbki wcześniej poddaje się starzeniu metodami RTFOT oraz PAV.
Próbki w formie beleczek o wymiarach 125 x 12,5 x 6,25 mm umieszcza się w reometrze, gdzie w zadanej temperaturze obciąża się je określoną siłą w określonym czasie.

Najnowocześniejszym modelem reometru BBR jest wolnostojące urządzenie o numerze katalogowym 20-44220 produkcji firmy niemieckiej firmy Infratest.

Jest to w pełni zautomatyzowane rozwiązanie, sterowane za pomocą komputera, zapewniającego akwizycję danych oraz raportowanie wyników przeprowadzonych badań.
Producent zdecydował się zastosować konstrukcję wolnostojąca, co skutecznie eliminuje wibracje mogące mieć negatywny wpływ na wynik przeprowadzanego pomiaru, a zastosowane najwyższej klasy systemy pomiarowe oferują niezwykłą dokładność.
Graficzne, przyjazne użytkownikowi menu umożliwia szybkie i sprawne określenie parametrów badania.

Zachęcamy do śledzenia naszego bloga, na łamach którego będziemy publikować kolejne teksty związane z badaniami materiałowymi oraz aparaturą kontrolno – pomiarową.