راهنمای جامع قیر، بخش سی و یکم- قیرهای گرید نفوذپذیری، گرید نفوذی سخت و گرید ویسکوزیته

Share

قیرهای گرید نفوذپذیری، گرید نفوذی سخت و گرید ویسکوزیته

قیرهای گریـد نفـوذی از طـریق آزمـون‌های نفوذپذیـری (BSI, 2007a)، نقـطه نـرمی (BSI, 2007b) تقسیم‌بندی می‌شوند. نام‌گذاری آن‌ها بر اساس درجه نفوذشان است. برای مثال قیر نفوذی 40/60 دارای محدوده نفوذپذیری از 40 تا 60 می‌باشد. واحد نفوذپذیری دسی میلی‌متر است (0/1 میلی‌متر). این واحدی است که در تست نفوذ اندازه‌گیری می‌شود. قابلیت نفوذ قیر یا همان آزمایش درجه نفوذ مرسوم‌ترین آزمایش برای اندازه‌گیری قوام قیر است. قابلیت نفوذ قیر را بر اساس مقدار نفوذ یک سوزن استاندارد در دمای 25 درجه ­سانتی­گراد در داخل قیر تعریف می‌کنند. این سوزن تحت اثر نیرویی معادل 100 گرم است. مقدار نفوذ این سوزن استاندارد را بعد از پنج ثانیه اندازه می‌گیرند و آن را به‌عنوان قابلیت نفوذ تعریف می‌کنند. قیرهای نرم‌تر قابلیت نفوذ بیشتر دارند.

در مورد آزمون نقطه نرمی در فصل 6 به‌طور مفصل بحث خواهد شد. جداول A1، B1، A2 و B2 آزمون استاندارد EN 12591 جزئیاتی از پارامترهای عملکردی کلیدی را ارائه می‌کنند. این جزئیات به‌طور خلاصه در جداول شماره 5-1 و 5-2 منتشرشده است.

علاوه بر قیرهای سخت با گرید نفوذی، قیرهای نرم‌تر هم توسط روش آزمون EN 12591 پوشش داده می‌شوند. ازآنجاکه آزمون‌های نفوذپذیری و نقطه نرمی برای قیرهای نرم کاربری ندارند، اندازه‌گیری ویسکوزیته در دمای 135 درجه سانتی‌گراد به‌عنوان ویژگی اصلی نمایش‌دهنده خصوصیات مورداستفاده قرار می‌گیرد. این گریدها نیز اغلب قیر گرید ویسکوزیته نامیده شده و خصوصیات آن‌ها طبق روش آزمون اسـتاندارد EN 12591 در جـدول شـماره 5-3 خلاصه‌شده است.

قیرهای سخت نفوذی دارای ویسکوزیته بسیار پایین بوده و نمایانگر انتهای دیگر مقیاس ویسکوزیته هستند. این‌ها به‌طورکلی تنها توسط محدوده نفوذپذیری‌شان مشخص و طبقه‌بندی می‌شوند. در سال‌های اخیر، تمایل به استفاده از قیرهای سخت در آسفالت بیش‌تر شده است.


جدول 5-1    خصوصیات قیرهای گرید روسازی با نفوذپذیری از 0/1×20 میلی‌متر تا 0/1×220 میلی‌متر، جداول A1 و B1 روش آزمون EN 12591 شامل مثال‌هایی از الزامات خاص منطقه‌ای است (BSI 2009 a)

جدول 5-2    خصوصیات قیرهای گرید نفوذی با نفوذپذیری از 0/1×250 میلی‌متر تا 0/1×900 میلی‌متر، جداول A2 و B2 روش آزمون EN 12591، (BSI 2009 a)
 
جدول 5-3    خصوصیات قیرهای نرم گرید روسازی با درجه‌بنـدی ویـسـکوزیته، جداول A3 و B3 روش آزمون EN 12591، (BSI 2009 a)

برای مشاهده ادامه مطلب برروی لینک زیر کلیک کنید:


برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

راهنمای جامع قیر، بخش بیست و هفتم- رابطه بین ماهیت، ساختار و رئولوژی قیر

Share

راهنمای جامع قیر، بخش بیست و هفتم- رابطه بین ماهیت، ساختار و رئولوژی قیر

تأثیر اجزاء تشکیل‌دهنده قیر بر خواص آن

تأثیر اجزاء تشکیل‌دهنده قیر (ترکیبات SARA) بر روی خصوصیات قیر درگذشته موردمطالعه قرارگرفته است (Griffin و Miles 1961، Griffin و همکاران 1959، McKay و همکاران 1978 و Reerink 1973). با ثابت نگه‌داشتن غلظت آسفالتن در یک نمونه و تغییر اجزاء دیگر موارد زیر مشاهده‌شده است:

  • افزایش مقدار آروماتیک با نسبت ثابت اشباع به رزین به‌غیراز کاهش اندک حساسیت برشی، تأثیر کمی بر رئولوژی دارد.
  • ثابت نگه‌داشتن نسبت رزین به آروماتیک و افزایش مقدار اشباع‌ها موجب نرم‌تر شدن قیر می‌شود.
  • افزایش رزین باعث سخت‌تر شدن قیر شده، شاخص نفوذپذیری و حساسیت برشی را کاهش داده ولی ویسکوزیته را افزایش می‌دهد.

هم‌چنین دیده‌شده که خصوصیات رئولوژیکی قیر وابستگی شدیدی به مقدار آسفالتن دارد (Lin و همکاران 1996). در یک دمای ثابت با افزایش غلظت آسفالتن مخلوط شده در مالتن، ویسکوزیته قیر نیز افزوده می‌شود. بااین‌حال، افزایش ویسکوزیته درصورتی‌که آسفالتن های کروی به‌خوبی حل‌نشده باشند، به‌طور قابل‌توجهی بیش‌تر از حد انتظار خواهد بود. این نشان می‌دهد که آسفالتن ها می‌توانند با یکدیگر و یا با محیط حل‌کننده واکنش داشته باشند. حتی در محلول رقیق تولوئن، ویسکوزیته با افزایش غلظت آسفالتن، افزایش می‌یابد.

آسفالتن ها به‌صورت پشته‌های بشقاب مانند بوده و از ساختارهای حلقه‌ای آروماتیک/نفتنیک تشکیل‌شده‌اند. ویسکوزیته محلول، مخصوصاً یک محلول رقیق، به شکل ذرات آسفالتن وابسته است. اندازه ذرات فقط هنگامی‌که با افزایش سایز یک تغییر شکل به وجود آید اهمیت دارد. در دماهای بالا، پیوند نگه‌دارنده ذرات آسفالتن شکسته شده و موجب تغییر شکل و اندازه ذرات و یا خوشه‌ها می‌شود. متعاقباً با افزایش دما، ویسکوزیته کاهش می‌یابد. با سرد شدن قیر مذاب پیوند بین ریز تجمعات آسفالتن برای تشکیل خوشه برقرار می‌شود.

افزایش چشمگیر رفتار غیر نیوتنی قیر سرد ناشی از جاذبه‌های درون‌مولکولی و بین‌مولکولی مابین آسفالتن ها و دیگر اجزاء می‌باشد. تحت برش، این جاذبه‌ها به شکلی تغییر شکل داده و یا حتی از هم جدا می‌شوند. در دماهای محیطی، رئولوژی قیر به درجه پیوند ذرات آسفالتن و مقدار نسبی اجزاء موجود در سیستم که بر این پیوندها اثرگذار هستند، بستگی دارد.

پرسش‌ها در مورد واکنش بین رزین‌ها و آسفالتن ها در پژوهشی توسط Mullins در سال 2010 موردبررسی قرارگرفته است. شواهدی وجود دارد که نشان‌دهنده تعامل و واکنش محدود بین ریز تجمعات آسفالتن و اجزاء رزین است (2010،Mullins).

استدلال مطرح‌شده برای حمایت از تئوری وجود برهم‌کنش بین رزین‌ها و آسفالتن ها برای تثبیت آسفالتن ها این است که ریز تجمعات آسفالتن و یا پراکندگی آن‌ها در تولوئن در صورت عدم حضور رزین پایدار می‌باشد (2010،Mullins). آزمایش جدایش آسفالتن ها از نفت خام نشان داد که مقدار رزین کم‌تر از حد انتظار بوده و این شاهدی است از تأثیر محدودکننده رزین‌ها بر روی ریز تجمعات آسفالتن.

مطالعات دیگری با به‌کارگیری اندازه‌گیری میکرو سنجی (به‌طور مثال اندازه‌گیری تغییرات بسیار کوچک با افزایش دما) نشان داد که یک تعاملی بین فاز رزین و آسفالتن وجود دارد. این اندازه‌گیری با آنچه توسط شبیه‌سازی‌ها پیش‌بینی‌شده بود قابل‌مقایسه است. مطالعات دیگر شامل اندازه‌گیری پراکندگی نوترون با زاویه کوچک نشان داد که اندازه ریز تجمعات آسفالتن در حضور رزین‌ها کوچک‌تر بوده و این بیان‌کننده وجود یک واکنش بین این دو جزء تشکیل‌دهنده قیر است. البته در مدل Dickie و Yen-Mullins به پرسش‌ها در مورد واکنش بین رزین و آسفالتن و میزان آن جوابی داده نشده است.


برای مشاهده ادامه مطلب برروی لینک زیر کلیک کنید:


برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید: