مشخصات HAUC The Highway Authorities and Utilities Committee چیست؟

از اوایل قرن بیستم از یک نوع آسفالت آماده سرد به نام Cold Lay Macadam در انگلستان برای پوشش و تعمیر جاده ها استفاده می شود. چنین موادی بوسیله روان کردن (fluxing) قیر با روغن های سبک تولید می شود که باعث کاهش ویسکوزیته بایندر می گردد. این امر باعث می شود مواد برای مدت نامحدودی قابل استفاده باشند که بستگی به مقدار Flux oil اضافه شده به مخلوط دارد. ضعف های کارایی این نوع مواد کات بک استفاده اولیه آن‌ها برای تعمیر ترانشه ها را محدود می کند؛ که در آن‌ها Fluxed macadam به عنوان مواد موقت اولیه برای جایگزین شدن با آسفالت داغ معمولی وقتی لایه های پایینی ترانشه به طور کامل تثبیت شده، پخش می شوند.

در سال 1992 HAUC خصوصیتی را معرفی کرد که این خصوصیت به بازسازی فوری حفاری جاده نیاز دارد. به دلیل مقدار کم مواد موردنیاز و دوری برخی سایت ها، معمولاً استفاده از آسفالت داغ غیرممکن است؛ بنابراین HAUC تقاضایی برای استفاده از مواد سرد جهت پوشش دائمی (PCSMs: Permanent Cold lay Surfacing Materials) ایجاد کرد و استفاده آن ها را به لحاظ شاخص کارایی بر اساس مشخصات آسفالت های داغ بررسی کرد.

آسفالت داغ معادل بوسیله اندازه گیری سختی و مقاومت به تغییر شکل دائمی هسته ای به قطر 150 میلی متر استخراج شده از آزمایش‌ مخلوط های موردنظر مشخص می شود. همانطور که PCSM ها در طول زمان کامل می شوند (cure)، انتظار نمی‌رود آسفالت داغ معادل را تا دو سال بتوان به دست آورد. معیارهایی که باید بعد از دو سال برای PCSM ها به دست آورد در جدول 6.1 و 6.2 آمده است.

یک شناساگر وضعیت کلی مواد، اندازه‌گیری مقدار باطله (void content) هسته ها است. مواد پایدار برای استفاده در جاده باید دارای مقدار باطله بین 2 تا 10 درصد در پایان یک دوره ارزیابی دوساله باشد.

معرفی مشخصات HAUC انگیزه ای برای توسعه مخلوط های سرد در انگلستان بوجود آورد که تا قبل از آن وجود نداشت. یک نتیجه کارهای توسعه انجام شده، توسعه فنّاوری خواهد بود که اجازه خواهد داد اطلاعات و تجربیات به دیگر بخش ها نظیر پایه، بایندر و سطح انتقال یابد و درنهایت امکان ساخت جاده فقط با آسفالت سرد به تنهایی ممکن خواهد بود.

امولسیون قیر چیست؟ امولسیفایر چیست؟ روش تهیه قیر امولسیونی، تولید قیر امولسیونی، کاربرد قیر امولسیونی

بررسی تأثیرات خواص قیر استفاده شده بر امولسیون قیر

مقدار الکترولیت قیر:

معمولاً قیر حاوی مقدار کمی الکترولیت (سدیم کلرید) است. مقدار الکترولیت از مقادیر خیلی کم تا چند صد قسمت بر میلیون است، به عنوان مثال 0.1 درصد که به صورت کریستال های بسیار ریز در سراسر قیر پخش شده است. این مقدار کم الکترولیت می تواند تأثیر قابل توجهی بر ویسکوزیته امولسیون تولید شده از قیر داشته باشد. اگر مقدار الکترولیت تا 20 پی پی ام باشد تأثیر کمی دارد و یا اصلاً تأثیری ندارد. با افزایش مقدار الکترولیت ویسکوزیته امولسیون ساخته شده از قیر (برای مقدار مشخصی از قیر) به یک مقدار ماکزیمم افزایش می یابد و هنگامی که غلظت الکترولیت به 300 پی پی ام برسد ناگهان ویسکوزیته کاهش می یابد. علت این اتفاق مربوط به خاصیت اسمز (osmosis) است. اگرچه قیر یک عامل ضد آب عالی است، لایه های نازک قیر وقتی ضخامتشان کمتر از یک میکرون است به طور کامل در برابر آب غیرقابل نفوذ نیستند. در چنین ضخامتی، لایه قیر مانند یک غشای نیمه نفوذپذیر (semi-permeable) عمل می کند. در امولسیون قیر، بعضی ذرات شامل کریستال های الکترولیت هستند که باعث کاهش در فشار اسمزی می شوند بنابراین آب به داخل ذرات نفوذ می کند تا فشار درونی و بیرونی را متعادل نماید. این پدیده باعث افزایش حجم ذرات و درنتیجه کاهش مقدار آب در فاز پیوسته می شود. اگر تعداد ذراتی که تحت تأثیر این پدیده قرار می گیرد زیاد باشد، ویسکوزیته امولسیون به مقدار قابل توجهی تغییر می کند.

در غلظت های بالای الکترولیت، نفوذ قیر تا جایی ادامه میابد که ذرات قیر پرشده با آب منفجر بشوند و همه آب به دام افتاده آزاد شود و این نقطه ای است که ویسکوزیته قیر به طور ناگهانی سقوط می کند، همچنین مقدار حجم فاز پیوسته واقعی به مقدار اسمی خودش باز می گردد. این مطلوب نیست که قیرهای حاصل از انفجار ذرات بتوانند لخته شدن ذرات دیگر را شروع کنند.

برای ساخت امولسیون قیر معمولاً مقادیر متوسط نمک سودمند است زیرا اجازه تولید امولسیون قیر با درصد قیر کمتر را می دهد. معمولاً به طور طبیعی مقدار الکترولیت قیر کم است و می توان با اضافه کردن الکترولیت آن را به طور مصنوعی افزایش داد. برای اینکه الکترولیت مؤثر باشد باید مقدار آن خیلی کم باشد و کریستال های آن به خوبی در قیر پخش شود. تأثیر مقادیر زیاد الکترولیت طبیعی را می توان بوسیله اضافه کردن الکترولیت (به عنوان مثال کلسیم کلرید) به فاز آبی امولسیون کاهش داد.

دانسیته قیر:

دانسیته بالای قیر می تواند باعث ته نشینی سریع امولسیون و درنتیجه لخته شدن آن در فرایند ذخیره سازی ایستا شود. این مشکل می تواند بوسیله اضافه کردن حلال با نقطه جوش بالا (مثل نفت سفید) به قیری که یک درجه سخت تر از قیرهای معمولی است کاهش یابد. روش دیگر برای حل این مشکل افزایش وزن مخصوص فاز آبی بوسیله اضافه کردن کلسیم کلرید یا استفاده از یک امولسیفایر است که این امولسیفایر یک مقدار عملکرد (yield value) را به فاز آبی اضافه می کند.

مقدار اسید:

وجود نفتنیک اسید طبیعی در قیر برای تولید بیشتر امولسیون های آنیونی یک مزیت است. در طول فرآیند امولسیون شدن، اسید با قلیای اضافی موجود در فاز آبی واکنش می دهد و به عنوان یک امولسیفایر طبیعی کارآمد عمل می کند. به‌هرحال بعضی از امولسیون های صنعتی را نمی توان بوسیله قیرهای اسیدی تهیه کرد، سطح ذرات نفتنیک اسید را به امولسیفایر موجود در فاز آبی ترجیح می دهد و درنتیجه امولسیون ناپایدار می گردد.