درود بر دنبال کنندگان سایت آسفالت ایران، ما اومدیم با یک پست آموزشی بسیار جذاب و کاربردی در حوزه تجهیزات آزمایشگاه قیر و آسفالت. معمولا مخاطبین سایت ما بعد از بررسی اصول انواع آزمایش های قیر امولسیونی به دنبال پیدا کردن تمامی آزمایشات قیر های امولسیونی می‌باشند. حال اگر بخواهند بدون دانستن تمامی آزمایش قیر های امولسیونی دست به آزمایش بزنند، تاثیراتی منفی به دنبال خواهد داشت. ما در این پست آموزشی آزمایش های قیر امولسیونی که با تجهیزات آزمایشگاه قیر و آسفالت انجام میشود را آموزش خواهیم داد. با ما همراه باشید تا با آخرین نکات این پست آموزشی بیش از پیش آشنا شوید.
آزمایش ویسکوزیته سيبولت فيورول
یکی از آزمایش های قیر امولسیونی،آزمایش ويسكوزيته سيبولت – فيورول است که (Saybolt Furol ViscosiTest) جهت اندازه گیری قوام قیرهای امولسیونی مورد استفاده قرار می گیرد. برای افزایش دقت آزمایش و انجام صحیح آن، آزمایش در یکی از دو دمای (°25 درجه سانتیگراد) و (°50 درجه سانتیگراد) و بسته به مشخصات و رده قیر امولسیونی صورت می پذیرد. برای انجام آزمایش در دمای °25 درجه سانتیگراد. نمونه قیر کاملاً هم زده شده و به مدت ۳۰ دقیقه در دمای آزمایش عمل آوری می گردد. سپس نمونه به کمک یک سرند یا صافی با چشمه های 0.85mm بداخل ویسکومتر استاندارد سیبولت – فیورول که در مجرای آن یک درپوش قرار گرفته، ریخته میشود.
روش انجام آزمایش بدین صورت است که در پوش موجود در مجرا بیرون کشیده شده و مدت زمانی که طول میکشد تا 60 میلی لیتر قیر از مجرای ظرف بگذرد، اندازه گیری می شود. (شکل ۲-۳۸) این فاصله زمانی به عنوان ویسکوزیته سیبولت فیورول گزارش شده و بر حسب ثانیه اندازه گیری می شود. هر چه ماده غلیظ تر باشد، مدت زمان لازم برای عبور قیر از مجرای ظرف بیشتر خواهد شد. بنابرین افزایش زمان سیبولت فیورول نشان دهنده ویسکوزیته بالاتر قیر امولسیونی می باشد.
دستگاه ازمایش ویکسوزیته سیبولت
برای انجام آزمایش در دمای (°50 درجه سانتیگراد) ابتدا نمونه تا دمای آزمایش ( °3±50 درجه سانتیگراد) گرم شده و از طریق صافی به درون ویسکومتر ریخته می شود. سپس همانند حالت قبل، در پوش برداشته شده و مدت زمان لازم جهت عبور قیر از مجرای ظرف به همان روش قبلی اندازه گرفته می شود. آزمایش ویسکوزیته سیبولت فیورول برای آن دسته از قیرهای امولسیونی مناسب است. که حداقل زمان لازم جهت عبور آنها از مجرای ظرف آزمایش در حد 20S باشد.
آزمایش پایداری حین ذخیره سازی و ته نشینی
گلبول های ریز قیرهای امولسیونی حین ذخیره سازی، تمایل به نشست یا ته نشینی در کف مخزن دارند. هدف از انجام این دو آزمایش، مشخص نمودن میزان تمایل گلبول های قیر حسین ذخیره سازی می باشد. به کمک این آزمایش، مصرف کنندگان می توانند تمهیدات لازم را جهت جلوگیری از جدا شدن فازهای قیر و آب حین نگهداری و ذخیره سازی قیرهای امولسیونی در یک بازه زمانی را فراهم نمایند.
برای انجام هر یک از این آزمایش ها، نمونه قیری به حجم (milliliter) 500 داخل یک استوانه مدرج ریخته می شود. پس از ریختن نمونه بداخل ظرفT درب آن بسته و محکم شده و ظرف بدون حرکت نگه داشته می شود. برای انجام آزمایش پایداری نمونه در دمای (°3±25 درجه سانتیگراد) به مدت ۲۴ ساعت دست نخورده و بدون حرکت باقی می ماند. اما برای انجام آزمایش به نشینی، نمونه باید در همین دما و تحت همان شرایط به مدت ۵ روز قرار گیرد.
پس از پایان مدت ذخیره سازی، نمونه های کوچک قیری از بخشهای تحتانی و فوقانی ظرف استوانه ای خارج می گردند. هر کدام از نمونه ها به طور جداگانه داخل یک بشر آزمایشگاهی ریخته و توزین می شوند. سپس نمونه ها به مدت ۳ ساعت در دمای (°163 درجه سانتیگراد) حرارت میبینند تا آب آنها تبخیر شود. پس از سرد شدن نمونه و رسیدن به دمای اتاق نمونه ها مجدداً توزین میگردند. اختلاف وزن نمونه های قیر تهیه شده از قسمت تحتانی و فوقانی ظرف استوانه ای، معرف میزان ته نشینی گلبولهای قیر امولسیونی میباشد
طبقه بندی
در آزمایش های قیر امولسیونی، آزمایش طبقه بندی (Classification Test) برای شناسایی قیرهای امولسیونی تندگیر کاتیونی و تمایز آن ها از سایر انواع قیرها بکار می رود. این شناسایی از طریق عدم قابلیت قیر در اندود کردن یک مخلوط ماسه ای صورت می پذیرد. برای انجام آزمایش، 465g ماسه استاندارد تمیز و خشک (ماسه اتاوا) را با 35 نمونه امولسیون قیر در یک بشر به مدت ۲ دقیقه کاملاً مخلوط می کنند.
پس از این مرحله، امولسیون قیری اضافی جدا شده و مخلوط جهت بررسی چشمی بر روی کاغذ خشک کن قرار داده می شود. بخشی از ماسه که با قیر اندود نشده است. در مقایسه با بخش اندود شده ماسه به عنوان معیار سنجش و تشخیص قیر امولسیونی تند گیر کاتیونی مد نظر قرار میگیرد.
آزمایش قابلیت دمولسیون
از آزمایش قابلیت دمولسیون (Demulsibility Test) برای شناسایی قیرهای امولسیونی تندگیر استفاده می شود. در ایــن آزمایش، نرخ نسبی شکست لایه ای نازک از امولسیون قیر به هنگام پخش بر سطح خاک یا مصالح سنگی ملاک شناسایی قرار می گیرد. کلرید کلسیم ماده ای است که موجب به هم چسبیدن گلبول های ریز قیر در این امولسیون ها می شود. در این آزمایش، محلولی متشکل از کلرید کلسیم و آب کاملاً با امولسیون قیر مخلوط شده و سپس مخلوط حاصل بر روی یک صافی ریخته میشود تا مشخص شود که گلبولهای قیر چقدر به یکدیگر چسبیده اند.
در آزمایش قیرهای امولسیونی تندگیر (RS)، از یک محلول بسیار رقیق کلرید کلسیم و آب استفاده می شود. غلظت محلول مورد استفاده و حداقل مقدار قیر باقیمانده بر روی صافی بر اساس دستورالعمل ها و مشخصات فنی موجود تعیین می شود. بالا بودن قابلیت دمولسیون، یک امولسیون قیری تندگیر را مشخص می سازد که انتظار میرود بلافاصله پس از پخش بر روی مصالح سنگی شکسته شود. هرگاه قیرهای امولسیونی تندگیر کاتیونی بدین ترتیب مورد آزمایش قرار گیرن،د به جای محلول کلرید کلسیم، از محلول سدیم دیو کتایل سولفوساسینیت (sodium Dioctyl Sulfosuccinate) در آب استفاده می شود.
آزمایش اختلاط با سیمان
برای شناسایی قیرهای امولسیونی دیرگیر (SS)، به جای آزمایش قابلیت دمولسیون از آزمایش اختلاط با سیمان استفاده می شود. جهت اطمینان کامل از عدم به هم پیوستن سریع گلبول های ریز قیر به یکدیگر به هنگام تماس با مصالح سنگی ریزدانه یا خاک های غبار شکلف این آزمایش برای قیرهای امولسیونی کاتیونی و یر نفتی آنیونی تواماً انجام می شود.
برای انجام آزمایش، 100 میلی لیتر از امولسیون قیر (که تا %55 به کمک آب رقیق شده) با 50g از سیمان پرتلند تیپ III (سیمان زودگیر) مخلوط می شود. پس از مخلوط کردن این اجزا به مدت یک دقیقه، 150 میلی لیتر آب به مخلوط اضافه شده و هم زدن به مدت سه دقیقه دیگر ادامه می یابد. سپس مخلوط حاصل روی یک الک آزمایشگاهی با چشمه هایی به اندازه 1.4mm ریخته و شستشو شده و درصد مواد باقیمانده بر روی الک محاسبه می گردد. برای قیرهای امولسیونی دیرگیر (SS)، مطلوب است مقدار کمتری از مواد بر روی الک بماند.
آزمایش قابلیت اندود کردن و مقاومت در برابر آب:
در این آزمایش سه هدف دنبال میشود:
- تعیین قابلیت قیر امولسیونی جهت اندود کردن کامل مصالح سنگی
- دوام لایه نازک قیر بر روی مصالح سنگی حین فرآیند اختلاط
- مقاومت در برابر فرآیند شسته شدن با آب پس از اختلاط
این آزمایش عمدتاً جهت شناسایی قیرهای امولسیونی با گیرش متوسط، مناسب برای اختلاط با مصالح سنگی درشت دانه آهکی صورت میپذیرد. در صورتی که کربنات کلسیم در کل آزمایش حذف شود، از سایر مصالح سنگی نیز می توان در این آزمایش استفاده کرد این آزمایش برای قیرهای امولسیونی تندگیر یا دیرگیر کاربرد ندارد. برای انجام آزمایش، 461g از مصالح سنگی استاندارد با 4g پودر کربنات کلسیم مخلوط می شود.
سپس مخلوط حاصل با 35g از قیر امولسیونی به مدت ۵ دقیقه کاملاً مخلوط می گردد. در مرحله بعد، حدوداً نیمی از مخلوط جهت بررسی چشمی بر روی کاغذ خشک کن قرار داده شده، مساحت سطح سنگدانه های آغشته به قیر مورد مطالعه قرار می گیرد. بقیه مخلوط تحت با پاشیدن آب شستشو میگردد تا حدی که آب حاصل از شستشو کاملاً تمیز و شفاف شود. پس از این مرحله، نمونه شسته شده بر روی کاغذ خشک کن قرار گرفته و وضعیت اندود قیری مصالح سنگی ارزیابی می گردد.
سپس همین مراحل با استفاده از مصالح سنگی مرطوب و خیس تکرار شده و نمونه ها بطور چشمی بلحاظ میزان اندود شدن با قیر و اندود قیری باقیمانده بر روی آنها پس از شستشو با آب تحت فشار مورد بررسی قرار می گیرند.
_________________________________________________________________
شاید دوست داشته باشید بخوانید✔️
_________________________________________________________________
آزمایش تعیین بار الکتریکی ذرات
آزمایش تعیین بار الکتریکی ذرات (Particle Charge Test) جهت شناسایی قیرهای امولسیونی کاتیونی مورد استفاده قرار می گیرد. برای انجام آزمایش، ابتدا نمونه قیر تا دمای °50 درجه سانتیگراد حرارت داده شده. سپس به درون بشری به حجم 250 میلی متر ریخته می شود. سپس یک الکترود مثبت (آند) و یک الکترود منفی (کاند) در داخل نمونه قرار داده شده و دو سر آنها به کمک سیم به یک منبع الکتریکی با جریان مستقیم با شدت جریان حداقل 8 میلی آمپر متصل می شوند.
پس از مدت ۳۰ دقیقه و یا هنگامی که شدت جریان الکتریسیته به 2 میلی آمپر کاهش یافت، الکترودها مورد بررسی قرار میگیرند. اگر مقدار قیر رسوب یافته بر روی الکترود کانـد بـه شکل مشهودی بیشتر از الکترود آند باشد. این امر نشانه آن است که قیر مورد آزمایش از نوع امولسیونی کاتیونی می باشد. باید توجه نمود که ممکن است این آزمایش برای قیرهای کاتیونی دیرگیر (CSS) نتیجه مشخصی بدست ندهد. در این حالت استفاده از مخلوط قیر امولسیونی با ماسه سیلیسی (مطابق با 244 ASTM D ) جهت آزمایش توصیه می شود.
آزمایش الک
آزمایش الک (Sieve Test) در واقع مکمل آزمایش ته نشینی بوده و هدف مشابهی از آن دنبال می شود. از این آزمایش جهت تعیین درصد اجزای تشکیل دهنده قیر اعم از گلبول های ریز و نسبتاً بزرگ ذرات الیاف کلوخه ها و … استفاده می شود. این اجزا ممکن است در کار تجهیزات مورد استفاده در تولید آسفالت اختلال ایجاد کرده و یا موجب اندود شدن غیر یکنواخت سنگدانه ها گردند. از آنجایی که آغشتگی ناهمگون و غیر یکنواخت سنگدانه ها به قیر ممکن است توسط آزمایش ته نشینی قابل آشکارسازی نباشد اهمیت انجام این آزمایش بیش از پیش مشخص میگردد. این مقاله ادامه دارد…
سخن پایانی
همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید، آسفالت ایران منبع مهمی برای اطلاعات مفید در مورد آزمایشات قیر و آسفالت است.
در صورتی که از مطالعه این پست آموزشی لذت بردید، خوشحال می‌شویم که در شبکه‌های اجتماعی خود آسفالت ایران را به دیگر دوستان خود معرفی کنید. ❤
همچنین این مقاله آزمایش های قیر امولسیونی از کتاب آسفالت ترجمه کتاب ms-4 از موسسه آسفالت آمریکا_ویرایش هفتم بر گرفته شده است.