TY - CONF A1 - Böhning, Martin A1 - Robertson, Daniela A1 - Schröder, Hartmut T1 - Autoclave testing: a new approach for the evaluation of oxidative long-term resistance of geosynthetics T2 - EuroGeo4, 4th European Geosynthetics Conference, September 7-10, 2008, Edinburgh, UK N2 - Oxidative long time resistance is essential for many polyolefin based products, especially if repair or exchange is not possible as encountered in many building and geotechnical applications. Current regulations and recommendations for geosynthetics cover mainly the needs of a maximum lifetime of 25 years, though many applications require longer lifetimes up to 100 years and more. Reliable testing of the long time oxidation resistance is complicated by the complex interplay of physicochemical processes and reactions in combination with the need of relatively short testing durations, usually not exceeding 12 months. Thus for conventional atmospheric oven testing, the use of temperatures higher than 100 °C is inevitable, making conclusive Arrhenius extrapolations often questionable. Practical assessments of oxidative durability consist of exposures under accelerated ageing conditions with subsequent characterization of exposed material samples with respect to their residual stabilization and/or their mechanical properties. The autoclave test combines exposures at elevated temperatures with higher oxygen pressures and is performed with material samples immersed in a well defined aqueous medium representing critical environments in geosynthetic applications and including extraction of additives. Under these conditions meaningful results can be obtained within reasonable testing durations at only moderately elevated temperatures up to 80 °C. Application of different physicochemical methods, such as tensile testing, OIT /HP-OIT and analysis of residual antioxidant content (ICOT), in order to determine the time dependent degradation behaviour, reveal valuable information about mechanisms and effectiveness of the used antioxidants. Corresponding results for exposures at different temperatures and oxygen pressures are the basis for a 3D-extrapolation in order to estimate the expected service life. Different empirical models are presented and discussed with respect to their practical impact. T2 - EuroGeo4, 4th European Geosynthetics Conference CY - Edinburgh, UK DA - 2008-09-07 KW - Ageing KW - Degradation KW - Geotextiles KW - Polyolefin KW - Polypropylene KW - Oxidative resistance KW - Lifetime prediction PY - 2008 IS - Paper 143 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-18424 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Werner A1 - Jakob, Ines A1 - Robertson, Daniela A1 - Tatzky-Gerth, Renate A1 - Wöhlecke, Andreas T1 - Die oxidative Alterung von Geokunststoffen aus Polyethylen und Polypropylen T2 - Fachtagung Nutzungsdauer von Rohren und Geokunststoffen aus Polyolefinen N2 - Geokunststoffe aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) müssen mit Antioxidantien (AO) stabilisiert werden, damit sie die für die Anwendung in der Geotechnik erforderliche Lebensdauer erreichen. Die Lebensdauer ist dann aber nicht durch die Empfindlichkeit des Polymers gegen Oxidation, sondern durch den Verlust der AO im Laufe der Zeit bedingt. AO können durch den Verbrauch bei Oxidationsreaktionen, durch den Abbau im Polymer, durch die Wanderung an dessen Oberfläche, durch den Abbau auf der Oberfläche, schließlich durch Abdampfen von der Oberfläche oder durch sich Lösen in einem umgebenden flüssigen Medium verloren gehen. Bei den Geokunststoffen aus PP und PE wie auch bei anderen polyolefinen Kunststoffprodukten findet man häufig zwei bestimmte „Pakete“ aus Antioxidantien: (1) eine Kombination von Substanzen aus bestimmten Klassen von sterisch gehinderten Phenolen und Phosphiten und (2) eine Substanz aus der Klasse der sterisch gehinderten Amine (HAS) in Verbindung mit einer geringfügigen phenolischen und phosphitischen Verarbeitungsstabilisierung der Formmasse. Der Verlust der AO wie auch der oxidative Abbau der mechanischen Eigenschaften des Geokunststoffs verläuft ganz unterschiedlich, je nachdem mit welchem Paket stabilisiert wurde. Diese Unterschiede werden im Rahmen eines „3-Stadien-Modells“ diskutiert. Stadium A: die Antioxidantien gehen verloren. Stadium B: die Oxidation läuft langsam an. Stadium C: die Oxidation wirkt sich mehr oder weniger drastisch auf die Produkteigenschaften aus. Dabei zeigt sich, dass das Modell nur auf das Paket 1 anwendbar ist. Im Falle des Pakets 2 findet in gewissem Umfang schon im Stadium A ein oxidativer Abbau statt, ln beiden Fällen ist es aber die AO-Verlustzeit die eigentlich die Lebensdauer bestimmt. Es werden dann Abschätzungen der Lebensdauer von PEHDDichtungsbahnen und von PP-Vliesstoffen gegeben. Die Prüfung und Bewertung der oxidativen Beständigkeit muss die Eigenart der Wirkung und des Verlusts unterschiedlicher Stabilisierungen berücksichtigen. Vor diesem Hintergrund wird die Hochdruck-Autoklav-Prüfung beurteilt. Es werden die Besonderheiten dieser Prüfmethode aufgezeigt, die sich jeweils bei der Anwendung auf Produkte ergeben, die entweder mit dem Paket 1 oder dem Paket 2 stabilisiert wurden. Eine Vorhersage der Lebensdauer unter Anwendungsbedingungen aus den Ergebnissen der Autoklav-Prüfung ist sehr schwierig und vermutlich nur in bestimmten Fällen überhaupt möglich. Ähnliches gilt auch für die vergleichende Bewertung der oxidativen Beständigkeit von Produkten. T2 - Fachtagung Nutzungsdauer von Rohren und Geokunststoffen aus Polyolefinen CY - Würzburg, Germany DA - 14.11.2013 KW - Geokunststoffe KW - PE KW - PP KW - Oxidative Alterung PY - 2013 SP - 1 EP - 48 PB - SKZ - Das Kunststoff-Zentrum CY - Würzburg AN - OPUS4-29606 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Robertson, Daniela A1 - Böhning, Martin A1 - Goering, Harald A1 - Schröder, Hartmut T1 - Evaluation of antioxidant activity in polyolefin based materials after accelerated ageing T2 - GEFTA Jahresversammlung, FET Symposium T2 - GEFTA Jahresversammlung, FET Symposium CY - Bremerhaven, Germany DA - 2007-09-12 PY - 2007 AN - OPUS4-15800 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Robertson, Daniela T1 - Evaluierung des Autoklaventests nach DIN EN ISO 13438 zur Untersuchung der Oxidationsbeständigkeit von Geokunststoffen auf Polyolefinbasis T2 - VSVI Seminar T2 - VSVI Seminar CY - Münster, Germany DA - 2012-02-28 PY - 2012 AN - OPUS4-27213 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Robertson, Daniela A1 - Kaundinya, I. T1 - High Pressure Autoclave Test (HPAT) for measuring oxidative resistance of polyolefinic products T2 - Polymertec2014 T2 - Polymertec2014 CY - Merseburg, Germany DA - 2014-06-25 PY - 2014 AN - OPUS4-30989 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Robertson, Daniela A1 - Kaundinya, I. T1 - Influence of transition metal ions on the thermo-oxidative degradation of polyethylene geomembranes (GBR-P) used in road tunnels T2 - 10th International Conference on Geosynthetics T2 - 10th International Conference on Geosynthetics CY - Berlin, Germany DA - 2014-09-21 PY - 2014 AN - OPUS4-31532 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Robertson, Daniela A1 - Kaundinya, I. ED - Ziegler, M. ED - Bräu, G. ED - Heerten, G. ED - Laackmann, K. T1 - Influence of transition metal ions on the thermo-oxidative degradation of polyethylene geomembranes (GBR-P) used in road tunnels T2 - 10th International conference on geosynthetics (Proceedings) T2 - 10th International conference on geosynthetics CY - Berlin, Germany DA - 2014-09-21 KW - Oxidation KW - Degradation KW - Transition metal ion KW - Acceleration KW - Very low density polyethylene (VLDPE) PY - 2014 SN - 978-3-9813953-9-6 SP - Paper 170, 1 EP - 7 AN - OPUS4-31716 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Robertson, Daniela A1 - Bronstein, Z. A1 - Brummermann, K. T1 - Materialeigenschaften von Kunststoffdichtungsbahnen bestehender Straßentunnel (Abschlussbericht) N2 - Im Zuge von Nachrüstungsarbeiten konnten Kunststoffdichtungsbahnproben (KDB) aus fünf deutschen Straßentunneln entnommen werden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens FE 15.461/2008/ERB "Materialeigenschaften von Kunststoffdichtungsbahnen bestehender Straßentunnel" beauftragte das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS), vertreten durch die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), die ausgebauten KDB-Proben systematisch zu untersuchen. Die Kunststoffdichtungsbahnen waren zwischen 10 und 23 Jahren in den jeweiligen Straßentunneln eingebaut. Im ersten Schritt wurden die Materialeigenschaften der KDB-Proben mit dafür geeigneten Methoden charakterisiert, wie Thermischen Analysen (DSC,OIT), Dichtebestimmung, Zugprüfung (mechanischen Eigenschaften), Ermittlung des Stabilisatorgehalts (ICOT), der Dicke der KDB sowie der Qualität der Fügenaht und der geotextilen Schutzschicht. Im Verlauf des Vorhabens wurden Bergwasserproben aus den Straßentunneln entnommen und analysiert. Der Auftraggeber übermittelte der BAM die Ergebnisse zur Auswertung. Bei der Entnahme wurden folgende Parameter vor Ort bestimmt: Entnahmetemperatur, pH-Wert sowie partiell der Sauerstoffgehalt. Im Prüflabor wurden dann die Bestimmung der Leitfähigkeit und die Elementaranalyse mittels ICP-OES zur Bestimmung der Metallionenkonzentration (u. a. Eisen, Mangan und Kupfer)durchgeführt. Zusätzlich wurden weiterführende Versuche zur Oxidationsbeständigkeit im Autoklaven in Anlehnung an DIN EN ISO 13438 durchgeführt, um den Einfluss von Metallionen auf die oxidative Beständigkeit zu untersuchen. Mit Hilfe der Daten aus der Bergwasseranalyse wurde ein geeignetes Modellmedium entwickelt, die im Autoklaventest an einem bereits ohne Metallionen untersuchten Produkt (Produkt II, FE 15.449/207/ERB) erprobt wurden. Die aus diesem Forschungsprojekt entstehenden neuen Erkenntnisse sollen in die aktuelle Normungs- und Gremienarbeit eingebracht werden. KW - Polyolefine KW - Dichtungsbahnen KW - Oxidative Langzeitbeständigkeit KW - Medieneinfluss PY - 2014 UR - http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2015/830/pdf/B107.pdf SN - 978-3-95606-104-2 SN - 0943-9293 IS - B 107 SP - 1 EP - 58 PB - Fachverlag NW in der Carl Schünemann Verlag GmbH CY - Bergisch Gladbach AN - OPUS4-32590 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Robertson, Daniela A1 - Bronstein, Z. A1 - Brummermann, K. T1 - Materialeigenschaften von Kunststoffdichtungsbahnen bestehender Straßentunnel (Kurzbericht) T2 - Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen - Brücken- und Ingenieurbau N2 - Im Zuge von Nachrüstungsarbeiten konnten Kunststoffdichtungsbahnproben (KDB) aus fünf deutschen Straßentunneln entnommen werden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens FE 15.461/2008/ERB "Materialeigenschaften von Kunststoffdichtungsbahnen bestehender Straßentunnel" beauftragte das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS), vertreten durch die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), die ausgebauten KDB-Proben systematisch zu untersuchen. Die Kunststoffdichtungsbahnen waren zwischen 10 und 23 Jahren in den jeweiligen Straßentunneln eingebaut. Im ersten Schritt wurden die Materialeigenschaften der KDB-Proben mit dafür geeigneten Methoden charakterisiert, wie Thermischen Analysen (DSC,OIT), Dichtebestimmung, Zugprüfung (mechanischen Eigenschaften), Ermittlung des Stabilisatorgehalts (ICOT), der Dicke der KDB sowie der Qualität der Fügenaht und der geotextilen Schutzschicht. Im Verlauf des Vorhabens wurden Bergwasserproben aus den Straßentunneln entnommen und analysiert. Der Auftraggeber übermittelte der BAM die Ergebnisse zur Auswertung. Bei der Entnahme wurden folgende Parameter vor Ort bestimmt: Entnahmetemperatur, pH-Wert sowie partiell der Sauerstoffgehalt. Im Prüflabor wurden dann die Bestimmung der Leitfähigkeit und die Elementaranalyse mittels ICP-OES zur Bestimmung der Metallionenkonzentration (u. a. Eisen, Mangan und Kupfer)durchgeführt. Zusätzlich wurden weiterführende Versuche zur Oxidationsbeständigkeit im Autoklaven in Anlehnung an DIN EN ISO 13438 durchgeführt, um den Einfluss von Metallionen auf die oxidative Beständigkeit zu untersuchen. Mit Hilfe der Daten aus der Bergwasseranalyse wurde ein geeignetes Modellmedium entwickelt, die im Autoklaventest an einem bereits ohne Metallionen untersuchten Produkt (Produkt II, FE 15.449/207/ERB) erprobt wurden. Die aus diesem Forschungsprojekt entstehenden neuen Erkenntnisse sollen in die aktuelle Normungs- und Gremienarbeit eingebracht werden. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- In the course of retrofitting works geomembrane samples (GBR-P) were removed from German road tunnels. In the framework of the research project FE 15.461/2008/ERB "Material properties of geosynthetic liners removed from existing road tunnel constructions" instructed by the Federal Highway Research Institute (BASt), the Federal Institute for Material Research and Testing (BAM) investigated removed GBR-P products received from five different road tunnels. The GBR-P products were installed for a period of 10 up to 23 years in the respective road tunnels. In the first step, the material properties of the natural aged geomembranes were characterized using suitable methods, such as thermal analysis (DSC and standard OIT), density, tensile tests (mechanical properties), the thickness of the geomembrane, the stabilizer content (ICOT), the quality of the seam weld (shear and peel properties) and on a selected GBR-P products the burst strength and the water permeability was determined. During the course of the project, mountain water samples were taken from the road tunnels and analyzed. The field parameter such as the pH-value, the oxygen content as well as the sampling temperature of the mountain water was determined. In the laboratory, the determination of the conductivity and the elementary analysis by ICP-OES to determine the metal ion content (iron, copper, manganese etc) was performed. In addition, further autoclave tests according to DIN EN ISO 13438 were performed to investigate the influence of different metal ions on the oxidative stability. For this purpose, a model medium was developed, which was tested in the autoclave test on an already examined product (product II from the R&D project FE 15.449/2007/ERB). The results from the R&D project findings will be incorporated into the standards and committee work. KW - Polyolefine KW - Dichtungsbahnen KW - Oxidative Langzeitbeständigkeit KW - Medieneinfluss PY - 2014 UR - http://bast.opus.hbz-nrw.de SN - 978-3-95606-104-2 SN - 0943-9293 N1 - Sprachen: Deutsch/Englisch - Languages: German/English IS - B 107 SP - 1 EP - 5 PB - Fachverlag NW in der Carl Schünemann Verlag GmbH CY - Bergisch Gladbach AN - OPUS4-32589 LA - mul AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Robertson, Daniela A1 - Böhning, Martin A1 - Schröder, Hartmut A1 - Brummermann, K. A1 - Kaudinya, I. A1 - Saathoff, F. T1 - Möglichkeiten der Abschätzung der Langzeitbeständigkeit von Kunststoffdichtungsbahnen (KDB) auf Polyolefinbasis für den Tunnelbau T2 - 12. Informations- und Vortragstagung über "Kunststoffe in der Geotechnik" N2 - Im Rahmen eines von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) initiierten Forschungsvorhabens (15.449/2007/ERB: „Prüfverfahren zur Beurteilung der Lebensdauer von Kunststoffdichtungsbahnen für Straßentunnel“) wurden anhand von Untersuchungen an Kunststoffdichtungsbahnen (KDB) auf Basis von Polyolefinwerkstoffen die Möglichkeiten der Beurteilung der oxidativen Langzeitbeständigkeit sondiert. Im Mittelpunkt stand die Erprobung des Autoklaventests in Anlehnung an DIN EN ISO 13438 (Methode C1/C2) an ausgewählten, für den Tunnelbau repräsentativen marktüblichen KDB-Produkten. Die Untersuchungen im Autoklaven bei erhöhten Temperaturen (60 °C, 70 °C und 80 °C) und Sauerstoffdrücken (11, 21 und 51 bar) wurden durch vergleichende Versuche im Wärmeschrank (Ofen) bei erhöhter Temperatur (85 °C) in Anlehnung an DIN EN 14575 ergänzt. Die KDBProdukte wurden außerdem einer eingehenden Materialcharakterisierung (Zugprüfung, DMA, DSC) unterzogen. Weiterhin wurden Bauwerksdaten recherchiert und auf ihre Nutzbarkeit zur Bewertung und Prüfbarkeit der Langzeitbeständigkeit von KDB in Tunneln betrachtet. Ziel war auch, die Anwendbarkeit des bisher vorgeschlagenen Extrapolationsmodells zur Auswertung der Ergebnisse von Autoklaventests an im Tunnelbau marktüblichen Produkten für Nutzungsdauern über 25 Jahre zu überprüfen und zur Entwicklung eines geeigneten Prüfverfahrens beizutragen. Der Beitrag geht auf Ergebnisse des Vorhabens ein und zeigt erste Schlussfolgerungen und weiteren Untersuchungsbedarf auf. Die Ergebnisse werden in den „Empfehlungen zu Dichtungssystemen im Tunnelbau EAG-EDT“ des Arbeitskreises 5.1 „Kunststoffe in der Geotechnik und im Wasserbau“ berücksichtigt, deren 2. Auflage in Vorbereitung ist. Aspekte des thermischen Verhaltens der eingesetzten Werkstoffe sowie mögliche Anpassungen der Prüfrandbedingungen für die Autoklaventests werden ergänzt und Hinweise zur Interpretation von Prüfergebnissen gegeben. Außerdem wurden inzwischen ausgehend von den Ergebnissen des Forschungsvorhabens erste Autoklaven-Ringversuche in drei Prüfinstitutionen initiiert. T2 - 12. Informations- und Vortragstagung über "Kunststoffe in der Geotechnik" CY - Munich, Germany DA - 03.03.2011 KW - Kunststoffdichtungsbahnen auf Polyolefinbasis KW - Oxidative Langzeitbeständigkeit KW - Autoklaventest - beschleunigte Alterung KW - DSC KW - DMA PY - 2011 SN - 978-3-940476-26-5 IS - Geotechnik Sonderheft 2011 SP - 35 EP - 42 AN - OPUS4-24399 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -