پایداری امولسیون قیر

Share

پایداری امولسیون قیر

امولسیون ها، به‌ویژه آن هایی که دارای مقدار قیر کم و ویسکوزیته پایین هستند تمایل به ته نشینی دارند. در دمای محیط قیرهایی که معمولاً برای تولید امولسیون استفاده می شود دارای دانسیته کمی بیشتر از فاز آبی هستند. درنتیجه، ذرات قیر تمایل به سقوط در فاز مایع دارند و درنتیجه یک لایه غنی از قیر در ته و یک لایه کم قیر در قسمت بالای امولسیون ایجاد می شود. سرعت حرکت ذرات به سمت پایین را می توان بوسیله قانون استاک (Stokes law) تخمین زد؛

stokes law

که g نیروی گرانروی، r قطر ذره، p1 زون مخصوص (specific gravity) قیر و p2 وزن مخصوص فاز آبی و n ویسکوزیته فاز آبی است.

به هر حال قانون استوک برای ذراتی به کار می رود که دارای حرکت آزاد هستند و نیروی درونی خاصی ندارند و این شرایط معمولاً در امولسیون قیر دیده نمی شود.

ته نشینی را می توان بوسیله مساوی کردن دانسیته دو فاز کاهش داد. یک راه برای رسیدن به این هدف افزودن کلسیم کلراید به فاز آبی است. به هر حال از آنجایی که ضریب گسترش دمایی قیر و فاز آبی یکسان نیست، دانسیته آن ها فقط در دماهای مشخصی باهم برابر می شود. از آنجایی که ذرات بزرگتر با سرعت بیشتری از ذرات کوچکتر ته نشین می شود، می توان ته نشینی را با کاهش اندازه ذرات و یا کاهش رنج اندازه ذرات حاضر در امولسیون کاهش داد. به علاوه افزایش ویسکوزیته فاز آبی می تواند باعث کاهش ته نشینی گردد. درواقع اگر فاز آبی بتواند رفتار غیر نیوتونی داشته باشد، ته نشینی به طور کامل حذف می شود. علاوه بر گراویتی، نیروهای جاذبه و دافعه بین ذرات قیر وجود دارد که به دلیل وجود امولسی فایر است و می تواند باعث کاهش و یا افزایش ته نشینی بشود.

انعقاد بعد از ته نشینی در دو مرحله انجام می شود. اول، ذرات قیر تجمع کرده و یک توده را ایجاد می کنند، این پدیده برگشت پذیر است و لخته شدن نام دارد. دوم، لخته های ایجاد شده در یکدیگر نفوذ می کنند و ذرات بزرگتری را به وجود می آورند. این فرآیند برگشت ناپذیر انعقاد نام دارد. فرآیند انعقاد می توانند خود به خودی باشد و یا بوسیله حرکات مکانیکی ایجاد بشود.

پایداری در هنگام حرارت دادن، پمپ کردن و حمل:

دو ذره قیر در امولسیون اگر با یکدیگر تماس داشته باشند منعقد می شوند. از تماس دو ذره بوسیله دافعه بار الکتریکی و حفاظت مکانیکی حاصل از امولسی فایر جلوگیری می شود. هر نیرویی که بر این نیروهای محافظ غلبه کند می تواند لخته شدن و انعقاد را افزایش دهد. جریان (Flow) امولسیون در اثر پمپ شدن، حرارت یا حمل از این نوع نیروها است. به علاوه بعضی از امولسی فایر ها تمایل به ایجاد کف دارند که این امر به دلیل قرار گرفتن ذرات تحت تأثیر نیروی کشش سطحی حباب ها خود باعث انعقاد می شود.

 صادرات قیر،  انواع قیر، قیر پلیمری، قیر 60/70 چیست؟، وزن مخصوص قیر، آسفالت پلیمری چیست؟، چگالی قیر، قیمت قیر، درجه نفوذ قیر، قیر صادراتی، حلال قیر چیست؟، انواع قیر، قیر چیست؟، امولسیون قیر

 

پایداری امولسیون قیر
5 (100%) 1 vote

تولید قیر امولسیونی

Share

تولید قیر امولسیونی

بیشتر قیرهای امولسیونی بوسیله آسیاب کلوئیدی پیوسته (colloid mill) تولید می شود. این دستگاه شامل یک روتور (چرخانه) سرعت بالا است که با سرعت 1000 تا 6000 دور بر دقیقه در یک سیم پیچ می چرخد. فضای بین روتور و سیم پیچ معمولاً 0.25 تا 0.50 میلی متر و قابل تنظیم است.

قیر داغ و محلول های امولسی فایر به طور جداگانه اما همزمان به داخل آسیاب کلوئیدی پیوسته وارد می شوند. دمای این دو ترکیب برای کنترل فرآیند مهم است. ویسکوزیته قیر ورودی به آسیاب کلوئیدی نباید بیشتر از 0.2 پاسکال یا 2 پواز باشد. معمولاً از قیر پن گرید برای ساخت امولسیون قیر استفاده می شود و برای رسیدن به ویسکوزیته ذکر شده دما را در رنج 100 تا 140 درجه سانتی گراد تنظیم می کنند. برای جلوگیری از جوشیدن آب، دمای آب را طوری انتخاب می کنند که دمای مخلوط نهایی کمتر از 90 درجه سانتی گراد بشود. وقتی قیر و محلول های امولسی فایر وارد آسیاب کلوئیدی می شوند تحت تأثیر نیروی برشی شدیدی قرار می گیرند که باعث می شود قیر به ذرات کوچکی تبدیل بشود. این ذرات بوسیله امولسی فایر پوشانده می شود و سطح قطرات را یک بار الکتریکی فرا می گیرد. نیروی الکترواستاتیک بوجود آمده مانع از تجمع دوباره ذرات می شود.

وقتی قیر استفاده شده از نوع پن گرید و نرم نباشد فرآیند بسیار سخت تر است. دمای بالاتری برای پمپ کردن و پخش شدن قیر در آسیاب لازم است و برای پخش شدن قیر آسیاب باید از نیروی بیشتری استفاده کند و درنتیجه باعث افزایش دمای محصول می شود. برای استفاده از قیرهای با ویسکوزیته بالا به همراه امولسی فایرهای معمولی از آسیاب های تحت فشار استفاده می شود و باعث افزایش خروجی با قیرهای معمولی می گردد. امولسیون های با دمای بیشتر از 130 درجه سانتی گراد تحت فشار تولید می شوند و امولسیون تولید شده باید قبل از ذخیره سازی در تانک های معمولی تا کمتر از 100 درجه سانتی گراد سرد شود.

بجای آسیاب کلوئیدی می توان از مخلوط کن استاتیک (static mixer) استفاده کرد. این مخلوط کن فاقد قطعات محرک است. تنش بالای موردنیاز برای تولید امولسیون بوسیله پمپ کردن مواد ورودی با سرعت بالا بر روی تیغه های طراحی شده برای ایجاد جریان بسیار ناآرام بوجود می آید. نداشتن قطعه متحرک و اورنگ های شافت (shaft seals) از مزایای بارز این نوع بلندر است و از مزایای دیگر این مخلوط کن استاتیک کنترل سایز ذرات قیر و درنتیجه کنترل خواص امولسیون است.

از یک فرآیند بچ می توان برای تولید حجم کم از امولسیون استفاده کرد. نوع مخلوط کن استفاده شده بر اساس خواص نهایی محصول انتخاب می شود. می توان از پروانه سرعت بالا برای امولسیون جاده ای با ویسکوزیته بالا و یا از یک میکسر آهسته با تیغه Z برای امولسیون های خمیر مانند صنعتی استفاده کرد.

شماتیک تجهیزات تولید امولسیون قیر به شکل پیوسته و بچ در شکل زیر نشان داده شده است.

emulsion-manufacrure1

 

تولید قیر امولسیونی
5 (100%) 2 votes