امولسیون های قیر

Share

 

امولسیون های قیر

معمولاً برای اینکه بتوان از قیر استفاده کرد نیاز است که این ماده ویسکوز را به مایع روان تبدیل کرد. در اصل سه روش برای تبدیل قیر با ویسکوزیته بالا به یک مایع با ویسکوزیته پایین وجود دارد:

  • حرارت دادن

  • استفاده از یک حلال و حل کردن قیر در آن

  • امولسیون کردن قیر

امولسیون قیر یک سیستم دوفازی شامل قیر، آب و یک یا چند افزودنی برای کمک به تشکیل و پایداری و اصلاح خواص امولسیون است. قیر به صورت ذرات گسسته در سراسر فاز آب با قطر 0.1 تا 50 میکرومتر بوسیله بار الکترواستاتیک پخش و این بار بوسیله امولسی فایر پایدار شده است.

امولسیون های قیر به چهار کلاس تقسیم می شود؛ که دو کلاس اول تاکنون بیشترین استفاده را داشته اند:

  • امولسیون های کاتیونی

  • امولسیون های آنیونی

  • امولسیون های غیر یونی

  • امولسیون های تثبیت شده با رس (clay stabilized emulsions)

اصطلاحات کاتیونی و آنیونی از بار الکتریکی ذرات قیر گرفته شده است. این سیستم شناسایی از یک قانون اساسی الکتریسیته (دفع بارهای هم نام، جذب بارهای ناهمنام) مشتق شده است. اگر یک پتانسیل الکتریکی بین دو الکترود غوطه ور در یک امولسیون حاوی ذرات قیر با بار منفی به‌کاربرده بشود این ذرات به سمت آند مهاجرت می کنند. در چنین حالتی امولسیون را آنیونی می گویند. برعکس، در سیستم حاوی ذرات قیر با بار مثبت ذرات به سمت کاتد مهاجرت می کنند و سیستم را کاتیونی می گویند. ذرات قیر در امولسیون غیر یونی خنثی هستند و بنابراین به سمت هیچ یک از الکترود ها مهاجرت نمی کنند. این نوع امولسیون ها به ندرت در بزرگ را ه ها استفاده می شوند.

امولسیون های پایدار شده با رس، بجای استفاده در جاده سازی در صنعت استفاده می شوند. در این مواد امولسی فایرها پودرهای رس طبیعی یا فرآوری شده و یا بنتونیت با سایزهای خیلی کمتر از سایز ذرات قیر در امولسیون هستند. اگرچه ذرات قیر ممکن است حامل مقداری بار ضعیف باشند، مکانیسم اولیه که مانع تراکم می شود شامل حفاظت مکانیکی سطح ذرات قیر بوسیله پودرها است و ساختار تیکسوتروپ (thixotropic) امولسیون که مانع حرکت ذرات قیر می شود.

در سال 1906 اولین پتنت درزمینهٔ استفاده از قیرهای پخش شده در آب منتشر شد. در ابتدا تلاش هایی برای تولید امولسیون توسط وسایل مکانیکی ضعیف انجام شد. به هرحال بعد از مدتی مشخص شد عملیات مکانیکی به تنهایی کافی نیست و امروزه از امولسی فایرها استفاده می شود. ابتدا، اسیدهای آلی طبیعی در قیر بوسیله اضافه کردن سدیم یا پتاسیم هیدروکسید به فاز آبی استفاده می‌شد. واکنش های بعدی یک صابون آنیونی را ایجاد می کند که امولسیون را پایدار می کند. تعداد زیادی از اسیدهای شیمیایی برای افزایش پایداری قیرهای امولسیون آنیونی استفاده می شود. شامل باقی مانده تبخیر اسیدهای چرب، رزین اسیدها (rosin acids)، هیدروکسی استاریک اسید و لیگنین سولفونات ها (Lingnin Sulphonates) که همه می توانند قبل از تولید امولسیون با قیر مخلوط بشوند و یا در فاز آبی قلیایی حل بشوند.

از اوایل سال های 1950 استفاده از امولسی فایرهای کاتیونی به دلیل سازگاری آن ها با بسیاری از سطوح جامد به طور ویژه گسترش یافت و این یک خاصیت مهم در صنعت راه سازی است زیرا در این صنعت فاکتور چسبندگی بسیار ضروری است. امولسی فایرهای کاتیونی که بیشتر استفاده می شوند شامل آمین ها (amines)، امیدآمین ها (amidoanimes) و امیدازولیوم ها (imidazolines) هستند.

امولسیون های قیر
5 (100%) 1 vote

قیرهای مولتی گرید

Share

قیرهای مولتی گرید

بایندر جاده ایده آل باید سختی و رفتار خزشی واحدی در تمام محدوده دماهای سرویس دهی داشته باشد. قیرهای مولتی گرید به همین منظور ایجادشده و نسبت به قیرهای نفوذی حساسیت کمتری نسبت به دما دارند.

در اواسط سال های 1980 کمپانی شل یک رنج از قیرهای مولتی گرید به نام مولتی فالت (Multiphalte) را معرفی کرد که بوسیله فرآیند پالایش ویژه ای تولید می شوند. قیرهای مولتی فالت حساسیت دمایی کمتری دارند و این باعث بهبود کارایی قیر در دماهای بالا و نشان دادن خواص بهتر در دماهای پایین نسبت به گرید های سخت می شود و به همین دلیل استفاده از مولتی فالت ها در روکش جاده ها مناسب است.

شکل 5.13 مفهوم قیر مولتی فالت را نشان می دهد. این شکل ماژول های (modulus) کامل چهار نوع قیر در دمای 10 درجه سانتی گراد را نشان می دهد. در فرکانس های بالا یا رنج دمای پایین سختی مولتی فالت کمتر از قیرهای نفوذی از درجه مشابه است و در ناحیه فرکانس های پایین یا دمای بالا مولتی فالت ماژول بیشتری از قیرهای نفوذی دارد. این نتایج به روشنی نشان می دهد که قیرهای مولتی فالت تا زمانی که رفتار خود در دمای پایین را حفظ کنند دارای مقاومت rutting بهتری نسبت به قیرهای نفوذی هستند.

کمپانی شل در سال 1990 مولتی فالت (HM High Modulus) را در فرانسه اجرا کرد. این مولتی گرید 20/30 نسبت به قیرهای نفوذی سخت در دماهای پایین کارایی بهتری دارد بنابراین خطر ایجاد ترک ناشی از خستگی دمایی را کاهش می دهد. همچنین MH خواص anti-rutting و ویژگی های ساختاری عالی دارد.

مطالعات آزمایشگاهی زیادی بر روی قیرها و آسفالت های مولتی گرید به منظور پیش بینی کارایی آن ها در جاده و مقاومت rutting آن ها و شکستی در دمای پایین انجام شده است. بیشتر آزمایشات بررسی مقاومت تغییر شکل قیرهای مولتی گرید توسط آزمون wheel-track در ( French Laboratoires Central des Ponts et Chaussees) به اختصار (LCPC ) انجام شده است. این آزمون به طور پیوسته عمق شیار به وجود آمده توسط چرخ در دمای 60 درجه سانتی گراد را اندازه گیری می کند. شکل 5/14 تغییر شکل مولتی فالت 35/50، مولتی فالت HM و قیر نفوذی 35/50 را در این آزمون نشان می دهد. این تغییر شکل بعد از 30000 دور برای بایندر های مولتی فالت بیش از نصف است.

513comparison-of-the-master-curves-of-multiphalt

514

قیرهای مولتی گرید
5 (100%) 3 votes