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Zeitraffende Bestimmung des Langzeit-Kriechverhaltens

An moderne Kunststoffbauteile wie Rohrsysteme, Dränmatten oder Geogitterbewehrungen werden Mindestlebensdauer-Anforderungen von 50 Jahren und mehr gestellt. Für deren Langzeit-Auslegung werden deshalb Aussagen zum Zeitstand- und Kriechverhalten für diese langen Zeiträume benötigt. Die Bestimmung dieser Daten über konventionelle Zeitstandversuche ist in solchen Fällen sowohl zeitlich als auch wirtschaftlich nicht zumutbar. Deshalb sind zeitraffende Messmethoden, die es erlauben, innerhalb kürzerer Zeit zu gesicherten Aussagen über das Langzeitdeformationsverhalten zu gelangen, äußerst wichtig.

Sehr häufig basiert diese Zeitraffung auf dem Zeit-Temperatur-Verschiebungsprinzip. Die konventionelle Methode benutzt es, um durch eine Vielzahl an Kriechversuchen bei unterschiedlichen Temperaturen eine sogenannte Masterkurve zu erstellen. Diese Methode ist seit langem bewährt, um das Kriechverhalten bei der Referenztemperatur auch für Zeiten vorherzusagen, die deutlich länger sind als die eigentlichen Messzeiten. Die Anwendbarkeit des Zeit-Temperatur-Verschiebungsprinzips zur Vorhersage des Langzeitverhaltens konnte bereits für eine Vielzahl von Kunststoffen nachgewiesen werden.

Damit verwandt ist eine noch sehr neue Methode zur zeitraffenden Ermittlung des Kriechverhaltens, die sogenannte Stepped Isothermal Method (SIM). Sie gewann in den letzten Jahren im Bereich der Prüfung von Geokunststoffen zunehmend an Bedeutung. Mit dieser Methode ist es teilweise möglich, mittels stufenweiser Erhöhung der Temperatur Masterkurven für Zeiten bis etwa 100 Jahre mit einem gesamten Messaufwand von nur 1 bis 2 Tagen zu bestimmen. Das Prinzip der Stepped Isothermal Method ist in der folgenden Grafik dargestellt.

Prinzip der Stepped Isothermal Method (SIM)

Prinzip der Stepped Isothermal Method (SIM)

Zur Klärung, inwieweit die Stepped Isothermal Method auch zur Prognose des Langzeit-Kriechverhaltens an ihren Kunststoff-Materialien und -Bauteilen geeignet ist, nehmen Sie gerne Kontakt mit uns auf.