اصلاح قیر با استفاده از پلی یورتان ها

Share

اصلاح قیر با استفاده از پلی یورتان ها

   مقدمه

این فصل در مورد اصلاح‌کننده‌های واکنشی مبتنی بر پلیمرهای حاوی گروه‌های عامل مخصوصاً پلیمرهای ایزوسانات عامل دار با وزن مولکولی کم می‌باشد.یک اصلاح کوتاه‌مدت قیر در طول عملیات مخلوط کردن و یک اصلاح بلندمدت قیر در طول مدت طولانی پخت انجام می‌پذیرد.به‌هرحال نتایج تجربی نشان می‌دهد که درجات قیر به واکنش قیر و ریزساختارها بستگی دارد.بر این اساس،ماهیت کلوئیدی قیر به‌شدت تحت تأثیر خصوصیات نهایی نمونه قیر اصلاح‌شده به‌وسیله پلیمرهای واکنشی مبتنی بر ایزوسیانات می‌باشد.به همین ترتیب،مکانیسم اصلاح‌کننده‌های واکنشی قیر شامل مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی است که شناسایی‌شده است.بنابراین اصلاح قیر به‌وسیله تشکیل درجا پلیمرهای مبتنی بر پلی یورتان/اوره که در ماتریکس قیر است،توصیف‌شده است.مجموعه‌ای از واکنش‌ها بین آب و ایزوسیانات پایه قیر اصلاح‌شده برای ارتقاء فوم در فرایند دماپایین استفاده‌شده است که می‌تواند در کاربردهای جدیدی که در آن به یک بایندر فومی  نیاز است مورداستفاده قرار گیرد.روش فوم واکنشی پیشنهادشده در اینجا شامل واکنش‌های بین آب و گروه ایزوسیانات های آزاد است که باعث تولید یک آمین و آزاد شدن دی‌اکسید کربن است.

   اصلاح قیر به‌وسیله پلیمرها

قیر به‌عنوان یک ماده قهوه‌ای تیره تا مشکی‌رنگ توصیف‌شده که به‌طور عمده از تقطیر جزء به‌جزء نفت خام به دست می‌آید.این ماده به‌طور گسترده به‌عنوان بایندر مصالح معدنی در روکش جاده‌ها و پیاده‌روها استفاده می‌شود.هم‌چنین یک ماده ضد آب بوده که به‌عنوان درزگیر کاربرد داشته و برای عایق سازی پشت‌بام‌ها هم استفاده می‌شود.(Singh و همکاران 2003؛Ait-Kadi و همکاران 1996).

قیر یک ساختار پیچیده شیمیایی بالا را نشان می‌دهد.این شامل انواع مختلفی از مولکول‌ها می‌باشد که در دو گروه اصلی (ازنظر حلالیت در هپتان نرمال)تقسیم‌بندی می‌شوند که شامل مالتن ها و آسفالتن ها است.آسفالتن ها از دووجهی‌های تغلیظ شده و گروه‌های قطبی هترواتم،سیستم‌های آروماتیک‌های قطبی حلقوی و مقدار زیادی گروه‌های عامل دار قطبی هترواتم تشکیل‌شده است(Dong و همکاران 2005).اجزاء مالتن می‌تواند به سه بخش تقسیم‌بندی شود،این بخش‌ها شامل:اشباع‌ها،آروماتیک‌ها و رزین‌هاست که بر اساس تفاوت در حلالیت و قطبیت تقسیم‌بندی می‌شوند(Redelius 2000).

مواد افزودنی پلیمری مانند پلی الفین ها،کو پلیمرهای بلوکی،خورده لاستیک و یا پلیمرهای بازیافتی به‌طور گسترده‌ای جهت بالا بردن خواص قیر استفاده می‌شوند(Ait-Kadi و همکاران1996،Fawcett و Mc Nally 2001،Navarro و همکاران 2004،Garcia-Morales و همکاران 2004).یک افزودنی قیر باید باعث بهبود خصوصیات بایندر در هر دو شرایط سرویس‌های دماپایین و سرویس‌های دمابالا شود(Zanzotto و همکاران 2000).درنتیجه باید دارای قدرت کافی برای مقاومت در  برابر بارهای ترافیکی در دماهای بالا که ممکن است باعث تغییر شکل دائمی شود را داشته باشد و همچنین انعطاف‌پذیری کافی را برای جلوگیری از تنش‌های حرارتی بیش‌ازحد در دماهای روسازی پایین را دارا باشد.علاوه بر آن باید توانایی تحمل حرارتی در زمان سرویس را بدون شکست و یا تغییر شکل داشته باشد(Ait-Kadi و همکاران1996).علاوه بر این عامل اصلاح‌کننده قیر باید به‌راحتی در یک مخلوط با ویسکوزیته زیاد در دمای سرویس مخلوط شود.می‌بایست دارای ویسکوزیته‌ای باشد که اجازه استفاده از آن در تولید مواد استاندارد برای سنگ‌فرش را بدهد.علاوه بر این،باید دارای مقاومت بسیار زیادی در برابر نور ماوراءبنفش،فعل‌وانفعالات حرارتی و آب،عدم شسته شدگی مواد تشکیل‌دهنده آن‌که برای محیط‌زیست مضر می‌باشد بوده و به‌راحتی نیز در دسترس باشد(Garcia-Morales و همکاران2004).

پلیمرهایی که به‌طورمعمول برای اصلاح قیر مورداستفاده قرار می‌گیرند شامل کو پلیمرهای استایرن-بوتادین-استایرن (SBS)،اتیلن وینیل استات (EVA)،پلی‌اتیلن(LDPE،HDPE و غیره) و پلیمرهای ضایعاتی(پلاستیک‌های ضایعاتی مصرف‌شده در کشاورزی،تایر لاستیکی خورد شده و غیره) می‌باشند.در اغلب پلیمرها،فرایند مخلوط ممکن است اثر قابل‌توجهی بر مشخصات فنی حاصل از ترکیب و همچنین در هزینه‌های کل عملیات داشته باشد(Luو Isacsson،2001).بدین ترتیب فرایند حرارتی برش بالا(170-180درجه سانتی گراد)برای کاستن تفاوت ویسکوزیته بین پلیمر و قیر برای به دست آوردن پراکندگی پلیمری مناسب ضروری می‌باشد.درنتیجه،بایندر نهایی ممکن است تحت یک پیرشدگی اولیه که عمدتاً به دلیل اکسیداسیون ترکیبات مالتن و تخریب پلیمری قرارگرفته که منجر به کاهش عملکرد مکانیکی مورد انتظار بایندر قیری شود(Fawcett و Mc Nally 2001، Luو Isacsson 2001،Airey 2003).علاوه براین استفاده از پلیمرها با وزن مولکول بالا ممکن است منجر به ایجاد عملکرد ترمودینامیکی ناپایدار قیر اصلاح‌شده شود و به‌راحتی جدایش فازی در طول ذخیره‌سازی در دمای بالا رخ دهد.

به‌عنوان یک جایگزین،استفاده از پلیمرهای واکنشی به‌عنوان اصلاح‌کننده‌های بایندر مورد ارزیابی قرارگرفته است. این پلیمرهای واکنشی ارزان‌تر،برای مخلوط شدن راحت‌تر و دارای سازگاری بیشتری با قیر نسبت به پلیمرهای استاندارد است؛زیرا توانایی تشکیل پیوند شیمیایی با بعضی از ترکیبات قیر رادارند و درنتیجه باعث تغییر در ساختار و خصوصیات بایندر نهایی می‌شوند.به‌تبع آن استحکام بایندر اصلاح‌شده افزایش‌یافته ،منجر به کاهش حساسیت دمایی شده و پایداری ذخیره‌سازی را بهبود می‌بخشد (2005،TrakarnprukوChanathup).مثال‌هایی از پلیمرهای واکنشی استفاده‌شده برای برنامه‌های کاربردی قیر شامل پلی اتیلن-کو-متیل اکریلات،Terpolymerهای اتیلن،گلیسیدیل متا کریلات حاوی حلقه‌های اپوکسی و گروه استر،معمولاً متیل،اتیل یا بوتیل اکریلات،پلیمرهای مبتنی بر ایزوسیانات،رزین‌های فنولیک و غیره است.


برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

اصلاح قیر به‌وسیله پلیمرهای واکنشی مبتنی بر ایزوسیانات

اصلاح قیر با استفاده از پلی یورتان ها
5 (100%) 2 votes

شکست امولسیون قیری اصلاح شده پلیمری PMBE

Share

شکست امولسیون قیری اصلاح شده پلیمری PMBE

همانطور كه در بخش پيش ، اظهار شد PMBEها و امولسيون هاي اصلاح نشده در برخي از خصوصيات بسيار به هم شبيه هستند ؛ بجز خصوصيات بايندر آن ها. اين امر در مورد خصوصيات شكست نيز اعمال مي شود كه در يك چهارچوب نظري مشابه براي هر دونوع امولسيون در نظر گرفته مي شود. به هرحال تفاوت ها در رئولوژي بايندر و مورفولوژي ويژه (لاتكس اصلاح كننده امولسيون) هنوز هم يافت مي شود.

براي درك و فهميدن شكست امولسيون قيري ، داشتن تعريف دقيق از آنچه كه شكست معني مي شود ، لازم است. آنچه براي تعريف شكست بيان مي شودنشان دهنده مجموعه ای است از تمام حوادث كه منجر به تحول امولسيون بايندر اوليه به بايندر نهايي مي شود. انعقاد به عنوان يك مرحله خاص در طول فرايند شكست معرفي مي شود كه در آن قطرات بايندر به قطرات بزرگتر تبديل مي شود كه درمورد جزئيات آن بعداً صحبت خواهيم كرد. اين تعاريف براي شكست و انعقاد در تطابق با تعاريف مورد قبول توسط اتحاديه بين المللي شيمي محض و كاربردي مي باشد.

قطرات اوليه بايندر داراي عمر محدود بوده و تمايل به انعقاد دارند. در اينجا ثبات باید به عنوان پايداري ترمودینامیکی تعبير و تفسير گردد نه به عنوان پايداري ذخيره سازي (Lesueur,Pohi-2004). امولسيون را هنگامي پايدار مي نامند كه قطرات ، هويت خود را به عنوان مخالف يك امولسيون ناپايدار در جايي كه قطرات تمايل به انعقاد براي تشكيل فرم نهايي بايندر دارند را حفظ كنند.از این رو،شکست امولسیون را می توان از نظر عقلانی به عنوان یک نتیجه از دو رویداد توصیف کرد(شکل 4-2):

  1. ناپدید شدن دافعه الکترواستاتیک بین قطرات(انقباض ژله ای)

  2. غلظت قیر بسیار بالا(تشکیل فیلم)

مسیرهای شکست امولسیون قیری.انقباض ژله ای می تواند بر اثر واکنش بین ذرات فعال شده و یا با حضور عامل شکست (مانند آهک هیدراته و یا سیمان)این امر محقق شود

شكل شماره 4-2      مسیرهای شکست امولسیون قیری.انقباض ژله ای می تواند بر اثر واکنش بین ذرات فعال شده و یا با حضور عامل شکست (مانند آهک هیدراته و یا سیمان)این امر محقق شود

اولین مورد منتهی شدن به شکست بوسیله انقباض ژله ای با امولسیون های کاتیونی متداول تر است.گاهی اوقات عامل شکست به منظور ترویج بی ثباتی استفاده می شود.مانند آهک هیدراته و یا سیمان(Cross 1999 – Niazi , Jalili 2009).

توجه داشته باشید که شیر بسیار پایداری از آهک با 45 درصد کسرجامد در حال حاضر دردسترس بوده و به عنوان یک عامل شکست امولسیون در ریز رویه ها(Microsurfacing) و یا Tack coatها استفاده می شود.هنگامی که یک امولسیون طی انقباض ژله ای شکست،سینتیک تشکیل فیلم بایندر به وسیله سه پارامتر اداره می شود(Bonakdarو همکاران 2001):

  • ویسکوزیته بایندر: یک بایندر نرم و یا یک بایندر نرم شده توسط عامل گدازنده بسیار سریع تر از نوع سخت آن منعقد می شود.دمای بالا به سود تشکیل فیلم است زیرا باعث کاهش ویسکوزیته قیر می شود.

  • اندازه ذرات: وجود ذرات درشت باعث سینتیک آهسته تر انقباض است.

  • کشش سطحی آب-بایندر: کشش و تنش بالاتر به معنای سینتیک سریع تر می باشد.

حضور سورفاکتانت بومی در برخی از قیرها،بسته به منشأ آن، به عنوان ارتباط دهنده سریعتر سینتیک شکست شناخته شده است. (Chaverot و همکاران 2008)

عامل دوم که در آن تبخیر ، یک نیروی محرکه برای شکست است نمونه ای از امولسیون های آنیونی است.با توجه به خطر موجود بر اثر عامل آب و هوایی که باعث تحریک در شکست امولسیون می شود تکنولوژی های معتبر بیشتر بر پایه شکست به وسیله انقباض ژله ای استوار شده اند. به هرحال شرایط مطلوب آب و هوایی ( به عنوان مثال گرم و خشک) معمولاً باعث شتاب در سینتیک شکست حتی برای طرح انقباض ژله ای است. به هر حال باید توجه داشته باشید که باید از تبخیر با سرعت زیاد اجتناب شود زیرا تبخیر آب می تواند باعث تشکیل یک پوسته ضد آب شود. (Lesueur و همکاان 2003). راه حل قابل ارائه در این حالت ممکن است در کاهش ضخامت فیلم امولسیون بوده ( فقط برای کاربردهایی مانند Chipseals) و یا صبر برای ایجاد شرایط خفیف تر دمایی (بطور مثال اجتناب از کار در ساعات گرم روز).

در تمامی موارد ، مورفولوژی فیلم بایندر نهایی وابسته به درجه حرارت می باشد. همانطور که در بخش قبلی توضیح داده شد روش خشک کردن سریع در آزمایشگاه می تواند باعث هدایت مورفولوژی شود این امر بخصوص درمورد امولسیون های اصلاح شده با لاتکس صدق می کند. (شکل 5-2)

هرگونه تلاش برای سرعت بخشیدن به فرایند شکست مصنوعی از طریق ایجاد شرایط خشک کردن بیش از حد وسریع ممکن است باعث از بین رفتن مورفولوژی امولسیون اصلاح شده با لاتکس گردد.این مورفولوژی خاص و منحصر بفرد امولسیون اصلاح شده با لاتکس است.

به عنوان نتیجه گیری،محتوای پلیمر کمتر از 2تا3درصد وزنی می تواند تفاوت های بزرگی در خصوصیات رئولوژیکی بایندر بهبود یافته وارد کند.برای داشتن فاز پلیمر پیوسته به بیش از 6 درصد وزنی PMB ساخته شده طی فرآیند گرم نیاز است.(Lesueur 2009).این امر به وضوح در کار Forbes و همکاران به اثبات رسیده است که در آن از مسیرهای مختلفی برای ساخت PMBE استفاده شده که از نظر مورفولوژی بایندر مورد مطالعه قرار گرفته اند.همان پلیمر یا به صورت یک لاتکس برای بدست آوردن                  

  Co-emulsification و یا  Post-addition  مورد استفاده قرار گرفته و یا با قیر برای داشتن امولسیون PMB مخلوط شده است(شکل 6-2).

با سه درصد وزنی همان قیر و پلیمر در تمام موارد،فاز غنی پلیمر پیوسته از امولسیون اصلاح شده با لاتکس بدون در نظر گرفتن مسیر انتخاب شده بدست می آید   (مانند Post  و یا Pre-addition).

شكل شماره 5-2      مسیر شکست امولسیون اصلاح شده با لاتکس.پس از شکست،قطعات کوچک لاتکس به وسیله ذرات بزرگتر محبوس می شوند(a).این امر در نهایت باعث ایجاد یک شبکه پلیمری پیوسته اطراف ذرات قیر می شود(b).اسکن نمایش داده شده از امولسیون اصلاح شده با لاتکس به وسیله میکروسکوپ الکترونی(c).در این مورد اخیر،نمونه تحت تاثیر OsO4 برای ساخت یک پلیمر غیر محلول قرار گرفته و قیر آن بوسیله MEK (متیل اتیل کتون)استخراج شده است.

 

شكل شماره 6-2      تاثیرات مسیر انتخاب شده بر مورفولوژی بایندر باقیمانده.پلیمر در تمامی موارد حضور دارد و به تعداد 3 درصد وزنی به قیر 180/220 اضافه شده است.در مورد اول(a) پلیمر به فرم لاتکس اضافه شده و یک                   Co-emulsified را با قیر تشکیل می دهد.این یک شبکه غنی پلیمر پیوسته را تشکیل می دهد.در مورد دوم (b) پلیمر برای تشکیل یک PMB ابتدا به قیر با یک فاز غنی آسفالتن پیوسته با اجزاء غنی پلیمر اضافه می شود.توجه داشته باشید که اندازه ذرات اجزاء غنی پلیمر کوچکتر از ذرات PMB اصلی می باشد.(Forbes و همکاران 2001)


برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

موارد استفاده از امولسیون قیری اصلاح‌شده پلیمری

شکست امولسیون قیری اصلاح شده پلیمری PMBE
5 (100%) 14 votes

تولید امولسیون قیری اصلاح شده پلیمری PMBE

Share

تولید امولسیون قیری اصلاح شده پلیمری PMBE

تولید PMBE با توجه به امولسیون PMB کار بسیار ظریفی می باشد. نخست ، ویسکوزیته بالا از PMBها باعث می شود که روند انجام کار با درجه حرارت بالا انجام پذیرد. شرایط کاری عادی برای امولسیون های اصلاح نشده معمولاً در دمای نزدیک درجه حرارت قیر در 140 تا 150 سانتیگراد و یک فاز مایع با حرارت 50 درجه سانتیگراد است. (Salmon 2006).

با استفاده از این شرایط و با فاز معمول به نسبت 65درصد وزنی قیر ، امولسیون در دمای حدود 90 درجه سانتیگراد از آسیاب کلوئیدی خارج می شود. مشکل با بایندرهایی که نیازمند درجه حرارت بالا در طول فرآوری هستند یک مورد در تمامی PMBها است و در مورد قیر سخت ، مشکل این است که درجه حرارت باید افزایش یابد و درنتیجه خطر رسیدن به دمای 100 درجه سانتیگراد هنگام خروج از آسیاب کلوئیدی وجود دارد. به طور معمول سیستم های خنک کننده به کار گرفته می شوند. اما نزدیکی به نقطه جوش ،به ضرر امولسیون بوده و تولید نسبت بیشتری از قطرات بزرگ در امولسیون می کند. این امر به نوبه خود در ثبات ذخیره سازی اثر گذاشته و باعث ایجاد انسداد در طول فرایند پمپاژ می شود. جالب است توجه داشته باشید که این مشکل در PMB اصلاح شده با EVA کمتر دیده می شود،که گرانروی در درجه حرارت بالا معمولا کمتر از قیر مادر می باشد. از این رو EVA اصلاح کننده برای امولسیون PMB بسیار مطلوب می باشد. ثانیاً رئولوژی PMB متمایز از قیر دست نخورده است. سازگار دقیقی از گسست قطرات قیر و انعقاد در آسیاب کلوئیدی تاکنون به خوبی شناخته شده نیست. (Gingras-Durand 1994-Ajour 1977 و همکاران 2005)

تغییر شکل قطرات PMB سخت تر از تغییرذرات قیر نرمال می باشد. درحقیقت ، اجزای پلیمری غنی در داخل PMB فقط دارای خصوصیات الاستومری نیستند. (Lesueur و همکاران 1998)

بلکه در ابتدا در اندازه بزرگتر (معمولاً ذرات با میانگین قطر 10 تا 50 میکرون) از سایز قطرات نهایی (به طور معمول ذرات با قطر 5 میکرون) می باشند. بنا بر این مرحله شکست قطره ، سخت تر است. به عنوان یک نتیجه ، و در صورت عدم وجود هرگونه تغییر در شرایط عملیاتی آسیاب کلوئیدی ، امولسیون های PMBE معمولاً درشت تر از اندازه ذرات امولسیون قیری دست نخورده متناظر خود ، برای همان گرانروی و محتوای بایندر می باشند که این امر دوباره بر ثبات ذخیره سازی و افزایش خطر انسداد در پمپاژ موثر می باشد.

تغییرات کوچک که به سختی خصوصیات رئولوژیکی بایندر باقی مانده را تغییر می دهد ، می تواند فرآیند شکل گیری امولسیون را تحت تاثیر قرار دهد. شکل 2-2 تفاوت در توزیع ذرات برای امولسیون های ساخته شده با دو پلیمر که دارای خصوصیات رئولوژیکی یکسان برای PMB با اندازه گیری آزمون ها متداول را نشان می دهد. (ازجمله گرانروی در دمای امولسیون)

به هر حال پلیمر شماره 1 توزیع اندازه ذرات بهتری دارد، به راحتی از حفره های محدودکننده مقدار ذرات بزرگتر عبور می کند. (با اندازه گیری مقادیر مانده روی اَلَک 800 میکرون با استفاده از استاندارد EN 1429) در حالی که پلیمر شماره 2 امولسیون خارج از این مشخصات ارائه داده است. (باقیمانده بر روی الک 0/1 درصد)

تامین کننده های پلیمری معمولاً درجات پلیمری خاص را برای امولسیون های PMB توصیه می کنند که دارای کمترین اشکالات می باشند. در همه موارد امولسیون های تجاری PMB در سفارش ، فرمول بندی شده که باعث توزیع اندازه ذرات کافی و ثبات ذخیره سازی کافی می شود.اگرچه تکنولوژی امولسیون سازی جدید بر پایه تکنولوژی نسبت فاز داخلی بالا ، شامل ورقه های نازک برشی از امولسیون غلیظ ، ساخت و تولید امولسیون های PMB را راحت تر کرده است. (Lesueur و همکاران 2009)

هنگامیکه PMBEها به وسیله لاتکس اضافی تولید شد ، تمام مشکلات مشاهده شده در مورد امولسیون های PMB برطرف می شود. در مورد لاتکس Co-emulsification لاتکس عموماً پایدار بوده با اندازه ذرات ریز (نزدیک به 200 میکرون)  و در چنین مقدار کمی (معمولا 2 تا 3 درصد وزنی پلیمر باقی ماند بر اساس قیر) به سختی در طول مخلوط در آسیاب کلوئیدی تحت تأثیر قرار می گیرد. پس نتیجه میگیریم که حضور آن اثر قابل توجهی در تولید امولسیون نداشته و مزیت اصلی آن پراکندگی خوب از لاتکس در PMBE است.

درمورد لاتکس Post-addition لاتکس به طور منظم و مستقیم به قیر امولسیون در کارخانه و یا در مرحله قبل از استفاده،اضافه می شود. این راه حل ، قدیمی و آسان است. ولی پراکندگی لاتکس معمولا ناکارآمدتر بوده و باید از زمان ذخیره سازی طولانی برای جلوگیری از خامه ای شدن لاتکس جلوگیری شود و دستگاه های مخلوط کن جهت تولید محصول با همگنی قابل قبول در محل حضور داشته باشد.

شكل شماره 2-2    

برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

خصوصیات و ویژگی‌های امولسیون قیری اصلاح‌شده پلیمری PMBE

 

Rate this post

قیر اصلاح‌شده با پلیمر

Share

قیر اصلاح‌شده با پلیمر

مفهوم ساختن،مخلوط کردن و با آلیاژ کردن دو یا چند ماده برای شکل دادن یک محصول واحد با خصوصیات فیزیکی متفاوت نسبت به مواد تشکیل‌دهنده امر تازه‌ای  نیست.خصوصیات مکانیکی،الکتریکی،شیمیایی و دیگر مشخصات به‌وسیله رفتارهای فازی تبیین می‌شوند.به‌طور مثال از ترکیب فلز روی با مس یک فرم فازی واحد تشکیل می‌شود که آلیاژ برنج نامیده شده و دارای خصوصیات مکانیکی برتر نسبت به هر دو جزء تشکیل‌دهنده خود می‌باشد.مخلوط‌های پلیمری (Polyblends) مخلوط‌های فیزیکی از هومو و یا کوپلیمرها با ساختارهای متفاوت هستند.Bates در سال 1991 و Paul در سال 1980 مطالعاتی در مورد رفتار فازی پلیمر-پلیمر و قابلیت امتزاج پلیمر-پلیمر(قابلیت آمیختن و اختلاط بدون از دست دادن خواص خود)داشته‌اند.

همگنی و یکدستی در مخلوط به حرارت و آنتروپی اختلاط بستگی دارد.وضعیت امتزاج در مخلوط به‌وسیله انرژی آزاد اختلاط اداره می‌شود. (?Gmix)

فرمول 1-1                            

?Hmix،آنتالپی اختلاط است، ?Smix تغییرات آنتروپی در اختلاط و T درجه حرارت مطلق است.

شرط لازم برای امتزاج این است که 0>Gmix و   باشد.که ϕ کسر مولی از یک جزء می‌باشد.

در فرمول 1-1 آنتروپی ترکیبی اختلاط بستگی به تعداد مولکول‌ها در واحد حجم طبق فرمول زیر اداره می‌شود:

فرمول 1-2                            

که با افزایش وزن مولکولی کاهش می‌یابد.مفهوم آن این است که هنگامی‌که اجزاء مخلوط پلیمرها هستند(به‌عنوان‌مثال مولکول‌های بزرگ)تغییرات آنتروپی در واحد حجم بسیار کوچک خواهد بود و درجه حرارت اختلاط( ?Hmix)  به‌تنهایی یکدستی و همگنی مخلوطرا تعیین می‌کند.درجه حرارت اختلاط تا حد زیادی ناشی از انرژی‌های پیوند(به‌طور مثال پیوندهای هیدروژنی)بین زنجیره‌های پلیمری مجاور هم می‌باشد.به‌طورکلی پلیمرها تمایل امتزاج با یکدیگر را ندارند،به‌استثنای مخلوط‌های پلی استایرن و اکسید پلی فنیلن.

اضافه کردن عوامل سازگار کننده پلیمرها ویا کنترل فاز مورفولوژی در طول فرآوری می‌تواند به امتزاج کمک کند.

قیر یکی از مواد ترموپلاستیک کم‌هزینه و مهم است که کاربردهای بسیاری در ساخت‌وساز و مهندسی مواد دارد.به‌هرحال قیر ازلحاظ خصوصیات مکانیکی ضعیف بوده زیرا در دماهای کم سخت و شکننده است و در محیط‌های گرم،نرم و روان می‌شود.یکی از روش‌های بهبود عملکرد قیر ترکیب آن با پلیمرهای مصنوعی است.تعداد زیادی از پلیمرها برای اصلاح قیر مورداستفاده قرارگرفته‌اند که شامل پلی‌اتیلن‌ها،پلی الیفین ها،هوموپلیمرها وکوپلیمرهای استایرن،آینومرها،اتیلن وینیل استات ها و کوپلیمرهای اکلیریک،لاستیک(رابر)،مخلوط‌های پلیمری و خیلی مواد دیگر می‌باشد.اخیراً علاقه شدیدی برای استفاده از پلاستیک بازیافتی و یا ضایعات پلاستیکی ازجمله تایرهای لاستیکی برای اصلاح قیر به وجود آمده است.

پلی‌اتیلن به‌عنوان یک اصلاح‌کننده جذاب برای قیر که در صنعت جاده‌سازی و عایق‌کاری پشت‌بام کاربرد دارد اثبات‌شده است.این امر دارای چندین دلیل می‌باشد ولی مهم‌ترین آن کم‌هزینه‌تر بودن این ماده نسبت به سایر اصلاح‌کننده‌هاست.به‌هرحال افزایش قیمت پلیمرهای بکر محققین را واداشت که در مورداستفاده از پلیمرهای بازیافتی و یا ضایعات پلیمر با قیر مطالعاتی را انجام دهند. Tappeiner و Male مدت‌ها پیش در سال 1993 فهمیدند که اضافه کردن پلیمرها بازیافتی با چگالی کم (LDPE) به قیر بسیار مفیدتر و دارای مزیت‌های بیشتری است تا اضافه کردن (LDPE) های بکر به آن.

مزایای دیگر آن شامل استحکام کششی بیش‌تر،افزایش خاصیت ضربه‌گیری،افزایش مقاومت در برابر خستگی و کاهش درجه حرارت شکنندگی است.علاوه بر این متوجه شدند که،اضافه کردن بیش از 20 درصد وزنی سایر پلیمرها به همراه LDPE های بازیافتی به قیر هیچ اثر سوء بر روی خصوصیات قیر اصلاح‌شده ندارد.

پراکندگی پلی‌اتیلن‌ها در قیر به‌آسانی در دمای 140 تا180 درجه سانتی گراد و تحت شرایط برش بالا(High shear) انجام می‌پذیرد.ذرات پلی‌اتیلن مذاب به‌تدریج جذب ترکیبات آلیفاتیک قیر شده و تا حدی حل می‌شوند که تشکیل یک فرم کشسان و الاستیک با ویسکوزیته بالا دهند.همچنین باعث افزایش نقطه نرمی شده،به‌خصوص در بارگذاری‌های بالاتر از پلی‌اتیلن.

Jew و همکاران نشان دادند که پراکندگی پلی‌اتیلن‌های اصلاح‌کننده را می‌توان تثبیت کرد و عملکردش را توسط شرایط اختلاط و حضور عوامل پراکنده‌کننده مانند کو پلیمرهای مسدودکننده(به‌طور مثال استایرن-بوتادین-استایرن) تحت تأثیر قرارداد.حضور یک کوپلیمر مسدودکننده برای کمک بیش‌تر در استحکام،کشیدگی و سختی است ولی باعث کاهش اندک مودول هم می‌شود.یکی از ضررهای PE های اصلاح‌کننده قیر این است که ذرات پلی استایرن تمایل به حرکت به سمت لایه سطحی قیر مایع رادارند.اخیراً Polacco و همکاران گزارش دادند که خصوصیات مکانیکی و رئولوژیکی طیف وسیعی از پلی‌اتیلن‌های عامل دار و غیرعامل دار و اختلافات فراوان ای را در برهم‌کنش‌های پلیمر-قیر مشاهده کرده‌اند.

استفاده از ترموپلاستیک های الاستومر برای اصلاح قیر به‌سرعت در حال رشد است.این مواد رفتار پلیمرهای خطی را در طول عملیات پرحرارت به‌عنوان رابرهای ولکانیزه در دمای محیط رادارند.انواع کلی رابرهایی که برای اصلاح خواص قیر مورداستفاده قرار می‌گیرند شامل استایرن-بوتادین رابر(SBR)،پلیمرهای شبکه‌ای،ترموپلاستیک رابرها مانند استایرن-بوتادین-استایرن(SBS) و استایرن-ایزوپرن-استایرن(SIS) و اولیفینیک رابرها ست.Bahl و همکاران به این نتیجه ریدند که هنگامی یک الاستومر ترموپلاستیک از کو پلیمرهای نوع مسدودکننده استایرن به قیر داغ اضافه کنیم،بلافاصله بعدازآن نفوذ به ذرات پلیمر آغازشده و دامنه استایرن رابرها متورم می‌شود.تحت تأثیر برش ،پلیمرهای متورم شده شروع به حرکت و پراکندگی در قیر می‌کنند(شکل 5-1).

Bull و همکاران فرض را بر این گذاشتند که پلی استایرن مسدودکننده SBS،به دامنه‌های کوچک‌تری متراکم شده که به‌صورت اتصالات عرضی فیزیکی برای پلی بوتادین مسدودکننده حد واسط به‌منظور تشکیل یک شبکه الاستومری تبدیل می‌شوند.Bull و Vonk فاز مورفولوژی مخلوط SBS قیر را موردبررسی قرار داده و نشان دادند که چگونه ترکیبات قیر در دو فاز با الاستومرهای SBS آمیخته‌شده و تحت تأثیر خواص ترکیبی و خصوصیات هر فاز قرار می‌گیرد.

آن‌ها با بررسی بسیاری از عوامل به این نتیجه رسیدند که:

  • ترکیب‌بندی قیر عامل مؤثر در خصوصیات مخلوط می‌باشد.

  • خصوصیات مخلوط تا حد زیادی توسط فازهای تشکیل‌دهنده مدیریت می‌شود.

  • مخلوط دو الاستومر با قیر درصورتی‌که وزن مولکولی آن‌ها شبیه هم باشد ممکن است تشکیل یک شبکه واحد دهند.

  • قیر آروماتیسته بالا و دارای وزن مولکولی پایین،مخلوطی با نقطه نرمی پایین تشکیل می‌دهد.

مراحل مخلوط شدن SBS در قیر-Bull و Vonk 1988

شکل شماره 5-1    مراحل مخلوط شدن SBS در قیر-Bull و Vonk 1988

Rozeveld و همکاران مطالعاتی را در مورد شبکه مورفولوژی تعدادی از رابرها مبتنی بر استایرن و مخلوط‌های الاستومر قیر را انجام دادند.این مؤلفان یک شبکه از فیبرهای متشکل از آسفالتن ها / میسل های رزین با وزن مولکولی بالا را ارائه کردند.میکروسکوپ‌های اتمی و میکروسکوپ‌های کانفوکال لیزری اطلاعات مفیدی در مورد ریزساختارهای قیر و پلیمرهای اصلاح‌کننده قیر ارائه دادند.(Jager و همکاران2004-Loeber و همکاران1996-Forbas و همکاران2001)

Heimerikx اثبات کرد که مورفولوژی SBS و ترکیبات قیر یک اثر قابل‌توجهی بر خصوصیات قیرهای اصلاح‌شده دارند.قیرهای اصلاح‌شده با SBS،کاربردهای بسیار زیادی پیداکرده‌اند.به‌طور عمده در صنعت جاده‌سازی و عایق‌کاری پشت‌بام‌ها؛با یک ترکیب معمولی شامل 3 تا 15 درصد وزنی SBS.

Valkering و Vonk نشان دادند که اصلاح قیر به‌وسیله کو پلیمرهای SBS خطی،  منجر به تغییرات قابل‌توجهی در خصوصیات رئولوژیکی قیر می‌شود(حتی در درصدهای وزنی کم‌تر از 3 درصد).این تغییرات مفید به توسعه فاز غنی از پلیمر نسبت داده می‌شود.

خصوصیات رئولوژیک و ویسکوالاستیک طیف وسیعی از پلیمرهای اصلاح‌کننده قیر موردمطالعه قرارگرفته‌اند که فقط شامل SBS ها نمی‌شوند.به‌طور مثال شامل EVA،PP،PEو مخلوط‌های PE می‌باشد.عملکرد  SBSاصلاح‌کننده قیر هنگامی‌که در جاده‌سازی و عایق‌کاری پشت‌بام‌ها به‌کاربرده می‌شود یک موضوع اصلی و مهم برای تحقیق می‌باشد.به‌طور مثال Vonk و همکاران مقاومت در برابر پیری را در قیرهای اصلاح‌شده با SBS که به‌عنوان بایندر در جاده‌ها به‌کاربرده شده است را موردمطالعه قراردادند.بهبود خصوصیات(مانند بهبود انعطاف‌پذیری در دماهای پایین،مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی و مقاومت در برابر فرسایش)به‌وسیله SBSهای اصلاح‌کننده به دست می‌آید.به‌هرحال گرمایش بیش‌ازحد SBSهای اصلاح‌کننده قیر ممکن است منجر به ایجاد حالت ژله‌ای شود.به همین خاطر S(EB)Sهای اصلاح‌کننده قیر ممکن است برای مکان‌هایی که شرایط گرمایی شدید غالب است مفیدتر باشد.{ S(EB)S =استایرن-اتیلن+بوتایلن-استایرن}

مخلوط پلیمرها ازجمله SBSها با قیر ازلحاظ ترمودینامیکی ناپایدار می‌باشد و جدایش فازی در دماهای بالا اتفاق می‌افتد  که درنتیجه موجب کاهش خواص قیر می‌شود. تلاش‌های زیادی برای تمرکز بر روی بهبود پایداری حرارتی این مخلوط‌ها انجام‌گرفته است. یکی از این تلاش‌ها که بر پایه شکل‌گیری تعاملات یونی قابل‌برگشت بین قیر و SBS می‌باشد،توسط Engle و همکاران در سال 1991 انجام‌گرفته است.

قیر و SBS به‌وسیله پیوند در گروه‌های کربوکسیلیک اسید مخلوط اصلاح شیمیایی شده و سرانجام گروه‌های اسیدی به‌وسیله روی استات دی هیدارت خنثی می‌شود. هیچ‌گونه فاز جدایش ماکروسکپی در مخلوط حاصله در زیر میکروسکوپ نوری مشاهده نشد. امروزه بیشتر مطالعات بر روی استفاده از پلیمرهای واکنشی برای اصلاح خصوصیات مورفولوژی و رئولوژیکی و تثبیت پایداری قیر متمرکزشده است.

حاصل قیرهای اصلاح‌شده افزایش مقاومت شیار شدگی و ثبات قیر است. Morisson و همکاران  ترکیبات مختلفی از پلی‌اتیلن‌های کلردار را با قیر موردبررسی قرار داده و سعی در بهبود سازگاری بین دو جزء تشکیل‌دهنده به‌وسیله اضافه کردن مقادیر کوچک کاتالیست های Friedel-Craft و آلومینیوم‌تری کلراید بی‌آب کردند. کاتالیست برای وادار کردن انجام واکنش بین پلیمر و فاز قیری اضافه می‌شود.

بهبود سازگاری بین پلی‌اتیلن کلردار و قیر مشاهده‌شده که باعث افزایش قابل‌توجه خصوصیات در دمای بالا و دمای پایین می‌شود. هر دو پلیمر ترموپلاستیک و ترموسیتینگ (قابل سفت شدن در برابر حرارت) مورداستفاده قرارگرفته و بهبود قابل‌توجهی در خصوصیات مشاهده‌شده است ، مخصوصاً در افزایش نقطه نرمی و بهبود سفتی ، بهبود حالت پذیری در دماهای پایین و تر شوندگی.

خصوصیات مخلوط قیر – پلیمر ممکن است به‌وسیله اصلاح سازی شیمیایی هر یک از پلیمرها (کلرزنی – سولفوناسیون) و یا قیر توسط پیوند پلیمر بر روی قیر بهبود یابد. نتیجه اصلی این‌گونه اصلاحات ، افزایش سازگاری بین پلیمر و قیر می‌باشد. هنگامی‌که مواد گرماسخت (Thermoset) با قیر مخلوط شوند،خصوصیات مکانیکی پیشرفته و ازدیاد طول در نقطه شکست به دست می‌آید.

اپوکسیدها و رزین‌های پلی اورتان هنگامی‌که با قیر مخلوط می‌شوند ، استفاده‌های گسترده‌ای پیدا می‌کنند  مخصوصاً در رنگ‌های ضد خوردگی. اخیراً تلاش‌هایی در جهت اصلاح قیر خودبه‌خود و یا اصلاح مخلوط قیر-پلیمر توسط سیلیکات‌های ورقه‌ای         (نانو رس‌ها) انجام‌گرفته است. مخلوط سه‌تایی از پلیمر ، نانو رس و قیر می‌تواند به‌وسیله تکنیک فرآوری پلیمری متداول آماده شود. Sureshkumar و همکاران نشان دادند که نانو رس‌ها می‌توانند در عمل ، به‌عنوان یک سازگار کننده برای مخلوط قیر-EVA عمل کرده و باعث تغییر رفتار رئولوژیکی سیستم شود. افزودن نانو رس‌ها باعث بهبود بیشتر خاصیت پایداری در مخلوط قیر – SBS می‌شود.

رفتار رئولوژیکی و خصوصیات ویسکوالاستیک قیر و پلیمرهای اصلاح‌کننده بسیار مهم می‌باشد. رئولوژی تعدادی از پلیمرهای اصلاح‌کننده سیستم قیر تاکنون با جزئیات موردبررسی قرارگرفته است مخصوصاً Polacco و همکاران، رابطه بین پلیمرهای معمار و رفتار ویسکوالاستیک های غیرخطی آسفالت‌های اصلاح‌شده را توصیف کردند. و سودمند بودن رئولوژی را در تعیین شکل‌گیری ساختارهای شبکه‌ای اثبات کردند.


برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

مقدمه‌ای بر قیر اصلاح‌شده پلیمری

 

Rate this post

ذخایر ماسه های قیری ایالات کنتاکی و کالیفرنیا،رومانی و آذربایجان

Share

ذخایر ماسه های قیری ایالات کنتاکی و کالیفرنیا،رومانی و آذربایجان

14-انباشت  Davis-Dismal CreekوKyrock  ایالت کنتاکی

انباشت آسفالتی Davis-Dismal Creek وKyrock  در بخش  Edmonson ایالت کنتاکی آمریکا واقع‌شده (شکل شماره17). قیر در ماسه‌سنگ پنسیلوانین سازند Pottsville وجود دارد.در انباشت Davis-Dismal Creek ماسه‌سنگ‌ها دارای لایه‌بندی نازک و شیلی است. درصورتی‌که در ذخیره Kyrock کنگلومراها در ماسه‌سنگ قاعده قرارگرفته است.بیش‌ترین مقدار آسفالت در ماسه‌سنگ‌های Bee springs وجود دارد.رخساره‌ها غیر دریایی است. لایه‌های ذغال سنگی،ماسه‌سنگ‌های Bee springs را از ماسه‌سنگ‌های کنگلومرایی قاعده جدا می‌کند.شیب بین 3 الی 4 درجه است. توالی‌ها به‌وسیله دگرشیبی می سی‌سی پین-پنسیلوانین پوشش داده می‌شوند.

نقشه زمین‌شناسی ایالت کنتاکی،نشان‌دهنده محل انباشت‌های اصلی آسفالت

شکل شماره 17     نقشه زمین‌شناسی ایالت کنتاکی،نشان‌دهنده محل انباشت‌های اصلی آسفالت

15-انباشت  Derna،رومانی

ذخیره Derna در قسمت شرق،شمال شرقی منطقه Oradia بین رودخانه‌های Sabes koros و Berrettyo قرارگرفته است(شکل شماره18). ماسه قیری لیگنیتی در پلیوسن بالایی سازند Pannonian به وجود آمده است. رخساره‌های سنگ مخزن،غیردریایی بوده و نشان‌دهنده رسوب‌گذاری در طول یک دوره پسرفت است. دگرشیبی در انباشت‌های ائوسن و میوسن مشاهده می‌شود.نقشه زمین‌شناسی و محل انباشت آسفالتی Dernaشکل شماره 18     نقشه زمین‌شناسی و محل انباشت آسفالتی Derna

16-انباشت  Cheildag،منطقه Kobystan آذربایجان

این انباشت در میوسن میانی منطقه Cheildag در 15 مایلی غرب و جنوب غرب شهر باکو آذربایجان قرارگرفته است. ماسه‌ها در طبقه جنوبی تاقدیس Cheildag رخنمون دارند.

17-انباشت  Santa Cruz،کالیفرنیا

این انباشت در 56 مایلی جنوب سانفرانسیسکو در ماسه‌سنگ‌های میوسن سازندهای Monteray و Vaqueros قرارگرفته است. این انباشت کمی قدیمی‌تر از انباشت Edna و Sisquoc می‌باشد. ازلحاظ سنگ‌شناسی شامل ماسه‌سنگ‌های ناپیوسته غالباً ریگ‌دار با ذرات متوسط به همراه کوارتزهای زاویه‌دار تا گرد است. دایک های ماسه‌سنگی شیل های Monteray را قطع می‌کنند.سنگ‌ها ولایه ها دارای شیب بین 3 الی 7 درجه به سمت جنوب بوده و بر روی دیوریت های کوارتز دار کرتاسه قرارگرفته‌اند(شکل شماره19).

 مقطع عرضی انباشت ماسه‌های قیری Santa Cruz،کالیفرنیا

شکل شماره 19     مقطع عرضی انباشت ماسه‌های قیری Santa Cruz،کالیفرنیا

Rate this post

ذخایر ماسه قیری کانادا،ونزوئلا و ایالت متحده آمریکا

Share

ذخایر ماسه قیری کانادا،ونزوئلا و ایالت متحده آمریکا

2- ذخایر جزیره Melville،کانادا

جزیره Melville در ساحل شمالی خلیج ماری در 1450 مایلی شمال ادمونتون قرار دارد(شکل شماره5).ماسه سنگ های تریاس از سازند Bjorne این منطقه آغشته به آسفالت طبیعی می باشد.

انباشت های ناحیه آتاباسکا دارای رخساره دلتایی و کراس بدینگ یکسان هستند.این رخساره برروی یک دگرشیبی با سن تریاس همراه با رسوبات به شدت چین خورده پنسیلوانین-پرمین قرار گرفته است،که بیشترین رخنمون آن در قسمت جنوبی در حاشیه حوضه Svedrup قرار دارد(شکل شماره6).

این انباشت های ژوراسیک برروی Disconformity سازند Bjorne قرار گرفته اند.این انباشت که در سال 1962 کشف شد در فواصل زمانی در طول یک رخنمون 60 مایلی دیده شده است.

این ماسه های غنی تمایل دارند که همراه با نواحی پرتنش و یا نزدیک محل های گسلی تشکیل شوند.اگر ماسه های این تشکیلات به صورت جانبی پیوسته بوده(این موضوع هنوز اثبات نشده است)و دارای اشباع شدگی از قیر(به طور میانگین در حدود 50 درصد میزان اشباع شدگی ماسه های قیری آتاباسکا)به سمت شمال سازند Bjorne برای حدود یک مایل را داشته باشد،این انباشت در رده سوم بزرگترین انباشت های ماسه قیری زمین قرار خواهد گرفت.

نقشه زمین شناسی ماسه های قیری جزیره Melville کانادا

شکل شماره 5     نقشه زمین شناسی ماسه های قیری جزیره Melville کانادا

مقطع عرضی شمالی جنوبی نشان دهنده مشخصات زمین شناسی ماسه قیری جزیرهMelville کانادا

شکل شماره 6     مقطع عرضی شمالی جنوبی نشان دهنده مشخصات زمین شناسی ماسه قیری جزیرهMelville کانادا

3- ذخایر کمربند قیری Oficina-Temblador ،شرق ونزوئلا

کمربند قیری  Oficina-Temblador درناحیه شرق ونزوئلا در امتداد شمالی رودخانه Orinoco قرار گرفته است(شکل شماره7).با این که این منطقه از لحاظ زمین شناسی به خوبی بررسی و مطالعه نشده است ولی تصور می شود که این انباشت ماسه های قیری بزرگ تر از انباشت MCMurray-Wabiskaw باشد.این انباشت در لایه های الیگوسن سازند Oficina قرار گرفته است.این ماسه ها درمناطق شمالی که نفت بیش تری دارند دارای خصوصیات رنگ خاکستری روشن،دانه بندی ریز تا درشت به همراه لیگنیت،سیلت وشیل های نشان دهنده رخساره های دلتایی است.

از لحاظ ساختاری،سازند Oficina با سازند کرتاسه Temblador همپوشانی می کند و در سمت جنوب،بخشی از ناحیه ماسه های قیری برروی سپر Guiana واقع شده است و شیب این منطقه نیز در حدود 2 الی 4 درجه به سمت شمال است.

قشه مکان ماسه قیری Oficina-Temblador ،شرق ونزوئلا

شکل شماره 7     نقشه مکان ماسه قیری Oficina-Temblador ،شرق ونزوئلا

4- ذخیره Bemolanga،ماداگاسکار

انباشت Bemolanga در ناحیه Morafenobe در شرق ماداگاسکار واقع شده است.این انباشت از نظر میزان ذخیره،سومین انباشت شناخته شده ماسه های قیری زمین می باشد که در بخش بالایی قسمت زیرین گروه Isalo واقع شده است(زمان زمین شناسی تریاس)(شکل شماره8).

ماسه های زرد رنگ،قرمز و سفید با کراس بدینگ رسوبات قاره ای از سیستم Karroo که بخش عمده آن شن و سنگ ریزه بوده و شن های متخلخل به صورت محلی توسط رس های Bemolanga پوشش داده شده اند.نزدیک ترین دگرشیبی شناخته شده در توالی Bemolanga در قاعده انباشت Aptian ظاهر می شود که برروی سنگ آهک Bathonian قرار گرفته است.دایک های کرتاسه یا جدیدتر از آن،ماسه های قیری را با کک های محلی ناشی از آسفالت قطع می کنند.

نقشه زمین شناسی ماسه های قیری Bemolanga،ماداگاسکار

شکل شماره 8     نقشه زمین شناسی ماسه های قیری Bemolanga،ماداگاسکار

مقطع عرضی زمین شناسی ماسه های قیری Bemolanga،ماداگاسکار

شکل شماره 9     مقطع عرضی زمین شناسی ماسه های قیری Bemolanga،ماداگاسکار


 

برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

ذخایر ماسه های قیری ایالات متحده آمریکا و آلبانی

Rate this post

خواص ژئوشیمیایی آسفالت طبیعی

Share

خواص ژئوشیمیایی آسفالت طبیعی

کاهش شدید در سری آلکان ها از ویژگی‌های آسفالت طبیعی است و این امر یکی از شواهد قابل‌اطمینان در مورد تجزیه بیولوژیکی است.این فرضیه به‌وسیله الگوی گاز-کروماتوگرافی بخش اشباع هیدروکربن اثبات‌شده است که چند نمونه از آن در شکل شماره 1 نشان داده‌شده است. از دیگر ویژگی‌های مشترک این است که آسفالت‌ها طیف وسیعی از خصوصیات شیمیایی و ترکیبات ناخالص را دربرمی گیرند.بدین ترتیب،دامنه محتوی اشباع‌شده از 0/5 تا 34 درصد و دامنه آرومتیک/ نسبت اشباع از 36 تا 0/5 درصد می‌باشد که در جدول شماره 2 ارائه‌شده است.

با رسم این پارامترها بر روی محور X-Y (شکل شماره1)یک ابزار بصری برای مقایسه بین نمونه‌ها فراهم می‌شود.هر نقطه تقریبی از منحنی هذلولی به‌صورت تصادفی به نمایندگی از نفت خام یا نمونه آسفالت را به سمت افقی حرکت دهیم به‌عنوان یک نتیجه تجزیه باکتریایی و به سمت بعد عمودی با تغییرات آلتراسیون حرارتی است.

شکل شماره 1 – رابطه بین محتوی اشباع در کلروفرم استخراج شده و نسبت آروماتیک/ اشباع برای آسفالت های طبیعی مختلف . =آسفالت سوییس =آسفالت ناحیه آکیتن =ماسه های قیری آتاباسکا =آسفالت های همراه با باریت یا روی X=دیگر آسفالت ها(ترینیداد،ایالات متحده آمریکا،جنوب غربی آفریقا)

آسفالت‌ها به‌طور گسترده‌ای دارای مقدار متفاوت گوگرد می‌باشند.ولی این تفاوت در مقدار گوگرد لزوماً نشان‌دهنده مقدار آلتراسیون کم‌تر یا بیش‌تر نیست زیرا ممکن است منعکس‌کننده مقدار گوگرد موجود در نفت خام اولیه باشد.

خصوصیات مورد توقع از آسفالت ممکن است مربوط به سطح بلوغ نفت خام در مراحل آغازین تجزیه بیولوژیکی باشد.برای پلیمرهای دارای شبکه سه‌بعدی مانند کروژن ها،این رابطه به‌صورت نسبتی که Cr/Ct نامیده می‌شود بیان‌شده است.این‌گونه به نظر می‌رسد که یک توصیف مشابهی در مورد نفت خام،آسفالت طبیعی و Rock extract از طریق نسبت Cr/Ct  اجزاء با وزن مولکولی بالا(مانند آسفالتن ها)به‌دست‌آمده باشد. این مقدار متغیر از 0/10 الی 0/85 درصد به‌وسیله تعداد بزرگی از اندازه‌گیری‌های انجام‌شده بر روی نفت و موارد مربوط از پنج قاره مستند شده است.ازآنجاکه مقدار ثبت‌شده برای آسفالت طبیعی (جدول شماره2) در محـدوده 0/40 تا 0/65 درصد است،این آسفالت‌ها احتمالاً از نفت خام نابالغ تا نیمه بالغ نشأت گرفته‌اند.                                       

جدول شماره 2 خواص شیمیایی آسفالت طبیعی

  جدول شماره 2 خواص شیمیایی آسفالت طبیعی



برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:    

                                                                      

خواص ژئوشیمیایی آسفالت طبیعی
5 (100%) 15 votes