آزمایش های قیر

آزمایش های قیر

zip

04 f 2016

آزمایش های قیر

آزمایش های قیر

قیر ماده‌ای است سیاه رنگ و خمیری شکل که در عایقکاری رطوبت و ساخت آسفالت کاربرد دارد. قیر انواع گوناگونی دارد که هر یک از انواع آن، دارای کاربرد خاصی است. قیر از مشتقات نفت است و اغلب در پالایشگاه نفت تولید می‌شود. بدون شك واژه قیر نزد توده مردم واژه ای آشنا است ؛ اما شاید این ماده به آن اندازه كه در عرف عامیانه ماده ای شناخته شده و مشخص است برای متخصصین فن معروف و مشخص نباشد . در برداشت عامیانه”قیر ماده ای سیاه ، بدبو و گاهی ناخوشایند است و كه خاصیت مشخص دارد : چسبندگی و آب بندی ، منشأ آن از نفت می باشد و در تهیه آسفالت یا قیرگونی بام بكار می رود ” و البته این نگاهی از دور به قیر است كه تنها مشخصات ظاهری آن را در بردارد.

آغاز صنعت مدرن قیر را می توان به سال 1712 میلادی نسبت داد كه سنگ های قیر طبیعی در فرانسه كشف شدند . در آن هنگام مواد قیری را به صورت كلوخه روی سطح جاده های محلی پخش می كردند ؛ این تكنیك كاملاً مؤفقیت آمیز بود و در مدت كوتاهی پیشرفت هایی در كار به صورت پودر كردن و گرم كردن مواد قبل از استفاده ، حاصل شد . با پیشرفت علم و تكنولوژی ، قیر كاربردهای بسیار متنوع و گسترده ای در صنایع گوناگون و جهت مصارف مختلف منجمله راهسازی ، پوشش ، كف ، بام لوله های زیرزمینی محافظ فلزات ، آب بندی مخازن ، كانالها، پل ها ، تثبیت شن های روان ، رنگ آمیزی و … پیدا نموده است.

آزمایش های قیر

آزمایش های متداول قیر شامل موارد زیر است :
تعیین چگالی قیر
تعیین حلالیت قیر
تعیین درجه نفوذ قیر
تعیین نرمی قیر
خاصیت شکل پذیری قیر
آزمایش نقطه اشتعال قیر
تعیین کند روانی
افت وزنی قیر بر اثر حرارت
لعاب نازک قیر
آزمایش فراس

آزمایش حلالیت قیر

برای انجام این آزمایش از استاندارد AASHTO استفاده می شود که بر اساس این روش بایستی قیر در سولفات کربن حل شود . ناخالصی قیر را با عبور دادن محلول از یک لایه صافی به دست می آورند . درجه خلوص قیر از تقسیم وزن قیر حل شده به وزن قیر اولیه بر حسب درصد به دست می آید.

آزمایش درجه نفوز قیر

مقدار درجه نفوذ به وسیله نشانه سختی ، اندازه گیری و ارزیابی می گردد. در این آزمایش مقدار نفوذ سوزنی با مشخصات استاندارد تحت اثر وزنی معادل صد گرم در مدت 5ثانیه در قیر 25 درجه بر حسب دهم میلی متر اندازه گیری می شود . درجه نفوذ کمتر نشان دهنده قیر سفت تر و درجه نفوذ بیشتر نشانه قیر شل تر است.
قیرهای متداول در راه سازی دارای درجه نفوذ 40-50 ، 60-70 و 85-100 می باشند . هر قدر آب و هوای منطقه گرمتر و یا برای یک منطقه معین میزان ترافیک وسایل نقلیه بیشتر باشد باید از قیر با درجه نفوذ کمتری استفاده کرد.

آزمایش تعیین نقطه نرمی قیر

به منظور مقایسه حساسیت قیرها نسبت به تغییر درجه حرارت ، آزمایش تعیین درجه نرمی انجام می شود. طبق تعریف درجه نرمی، درجه حرارتی است که یک قیر از حالت جامد به حالت روان در می آید. قیری که درجه نرمی آن بیشتر باشد کمتر در مقابل تغییرات درجه حرارت حساس بوده و درجه نفوذ و کند روانی آن نیز کمتر تغییر می کند .
این آزمایش با استفاده از روش حلقه و گلوله انجام می شود . بدین ترتیب که ابتدا قیر در داخل حلقه آزمایش ریخته شده ، سپس در ظرفی که در آن آب با درجه حرارت 4درجه سانتی گراد وجود دارد قرار داده می شود و گلوله فلزی بر روی آن قرار می گیرد. سپس از پایین به ظرف حرارت می دهیم تا اینکه قیر نرم شود و گلوله از داخل آن عبور کند و با صفحه زیرین تماس پیدا کند . دمایی که در آن گلوله به صفحه زیرین برسد نقطه یا درجه نرمی قیر نامیده می شود.
نقطه نرمی قیرهای متداول در روسازی 35-70 درجه سانتی گراد می باشد.

خاصیت انگمی (شکل پذیری) قیر

به طور کلی قابلیت شکل پذیری خاصیتی از ماده می باشد که به آن اجازه تغییر شکل زیاد بدون شکستگی را می دهد .
هر اندازه قیری چسبنده تر باشد قابلیت شکل پذیری آن بیشتر خواهد بود. تنش حاصل از عبور وسایل نقلیه، روسازی را وادار به حرکت اندکی می کند لذا چنانچه قیر مصرف شده فاقد خاصیت انگمی باشد این حرکت ها باعث پیدایش ترک مخصوصا در فصول سرد سال میگردد.

آزمایش نقطه اشتعال قیر

با توجه به اینکه دمای قیر مورد استفاده در برخی مخلوط ها نظیر آسفالت ماستیکی بالا می باشد و در درجه حرارت های بالا خطر آتش سوزی را افزایش می دهد لذا نقطه اشتعال قیر را تعیین می نمایند.

آزمایش کندروانی قیر

قیرهایی که در دمای 25 درجه سانتی گراد دارای درجه نفوذ یکسانی می باشند در دمای بالاتر رفتار روانی و کند روانی مشابهی دارند هرچه دما افزایش یابد کند روانی قیر کاهش پیدا می کند. روشهای مختلفی جهت اندازه گیری کند روانی قیر وجود دارد که دو روش پرکاربرد آن عبارت اند از:

کندروانی کینماتیکی

کندروانی مطلق

مقاومت داخلی مایعات را که مانع حرکت و جریان آنها می شود ، ویسکوزیته یا گرانروی و یا کندروانی می نامند.
این کند روانی برای مایعات بر حسب پوآز سنجیده می شود که همان پاسکال بر ثانیه می باشد.کندروانی قیر کمیتی است که خواص قیر را در درجه حرارت های بالا که معمولا درجه حرارت هایی است که در عمل مخلوط های قیری ساخته می شوند، مشخص می نمایند.این کمیت در تعیین عملکرد قیر موثر است به طوری که هر اندازه قیر نسبت به گرما حساس تر باشد ، کندروانی آن در درجه حرارت های بالا کمتر خواهد بود. از جمله نکات اجرایی مهمی که می توان از کمیت کندروانی قیرها استخراج نمود ، آن است که هر چه کندروانی قیر کمتر باشد استفاده از آن قیر برای تولید و پخش آسفالت راحت تر خواهد بود و نیز جابجایی قیر از مخازن و اختلاط قیر با مصالح سنگی به سهولت انجام می شود.

نکته قابل تامل دیگر آن است که کندروانی قیر با پایداری آسفالت با تغییرات دما رابطه مستقیم دارد.بدین معنا که اگر کندروانی کم باشد،قیر در گرمای تابستان حالت خمیری پیدا خواهد کرد و سبب مواج شدن آسفالت زیر بار ترافیک می شود و نیز پدیده قیر زدگی رخ خواهد داد. همچنین اگر کندروانی قیر زیاد باشد در سرمای زمستان آسفالت ها دچار ترک خوردگی خواهند شد.
روشهای مختلفی برای تعیین کندروانی قیرها موجود است که از جمله آنها:
روش سی بولت-فورل
روش استاندارد تار ویسکومتر (STV)
روش ویسکومتر رد وود(Red Wood )
روش کینماتیکی

روش سی بولت – فورل

برای تعیین کندروانی قیرهای مخلوط بکار می رود. در این دستگاه زمان لازم بر حسب ثانیه برای آنکه مقدار 60سانتی متر مکعب قیر مایع در دمای 135 درجه سانتی گراد از مجرای دستگاه سی بولت – فورل فرو ریزد تعیین می شود .

روش رد وود

برای تعیین کندروانی قیرهای مایع استفاده می شود . از آنجایی که قطر سوراخ این ویسکومتر کوچک است ، لذا قیرهای خالص و حتی قیرهای مخلوط به کندی از آن عبور کرده و مدت زمان زیادی نیاز دارند. از این ویسکومتر در اندازه گیری کندروانی قیرهایی که همراه با حلال هایی چون کروزین،گازوییل وگازولین که در تهیه قیرهای مخلوط به کار می روند استفاده می شود.

روش کینماتیکی

در روش اندازه گیری کندروانی به روش کینماتیکی ، با عبور مقدار 50 میلی متر قیر مورد آزمایش با درجه حرارت 40 درجه سانتی گراد از مجرای لوله استاندارد دستگاه زمانی که صرف عبور قیر شده است را یاد داشت می کنیم و این زمان را به عنوان کندروانی قیر محسوب می نماییم.

روش استاندارد تار ویسکومتر

این ویسکومتر که به ویسکومتر S.T.V معروف می باشد ، برای اندازه گیری کندروانی قیرهای مخلوط و نیز قیرهای قطران کاربرد دارد . این ویسکومتر مشابه ویسکومتر رد وود می باشد که در آن حجم معینی قیر از درون سوراخی با قطر معین در درجه حرارت مشخص عبور نموده و زمان عبور بر حسب ثانیه آن را به عنوان کندروانی قیر ثبت می نماید. این روش در استاندارد ASTM گنجانده شده است.

آزمایش لعاب نازک قیر

قیر در تماس با هوا و حرارت به مرور زمان سخت تر شده و مولکولهای آن در اثر حرارت تغییر شکل داده و هیدروژن خود را از دست می دهد . لذا چسبندگی و دوام این قیر نسبت به قیر اولیه کمتر خواهد شد و قیر دچار فرسودگی شده که منشا بسیاری از خرابی های روسازی می باشد . در این آزمایش قیر در ظرف مخصوص به شکل قشر نازکی به ضخامت تقریبی 3 میلیمتر قرار می دهند و سپس ظرف را به مدت 5 ساعت در دمای 163درجه سانتیگراد قرار می دهند. پس از اتمام این مدت درجه نفوذ و نقطه نرمی قیر را تعیین می کنند و نتیجه را با نتایج قبل مقایسه می نمایند.

نقص های استاندارد فعلی

عدم اندازه گیری خصوصیات قیر در دماهای پایین
عدم تطابق شرایط فیزیکی آزمایش ها با شرایط واقعی
عدم تناسب آزمایشات برای اندازه گیری خصوصیات قیر در حرارت های بالا
عدم پیش بینی چگونگی سخت شدن قیر در طول زمان

برنامه تحقیقات شارپ از سال 1993 تحقیقات گسترده ای را در مورد قیر و آسفالت انجام داد و به دنبال آزمایشاتی بودند که بتوانند موارد زیر را برای قیر ارزیابی کنند :
مقاومت در برابر تغییر شکل
مقاومت در برابر ترک خوردگی حرارتی در سرما
مقاومت در برابر خستگی
پیش بینی نحوه سخت شدن قیر در کارخانه آسفالت
پیش بینی نحون سخت شدن قیر در اثر مرور زمان

آزمایش های قیر.آزمایش های قیر.آزمایش های قیر.آزمایش های قیر.آزمایش های قیر.آزمایش های قیر.آزمایش های قیر.آزمایش های قیر.آزمایش های قیر.آزمایش های قیر.آزمایش های قیر.آزمایش های قیر.آزمایش های قیر.آزمایش های قیر.