آزمایشگاه قیر

آزمایشگاه قیر

 

واحد تحقیق و توسعه شرکت معادن سرمک :

قیر به عنوان یکی از محصولات پالایشگاههای کشور با کمیت قابل توجه، علاوه بر استفاده در صنعت راه سازی در موارد متعدد دیگری از قبیل صنایع عایق کاری، پوششهای حفاظتی و ضد خوردگی نظیر پوشش لوله ها و پوشش های ضد رطوبتی نظیر پوشش بام و ... مورد استفاده قرار میگیرد.

منظورازایجاد این واحد پژوهشی بوجودآوردن امکانات انجام فعالیت های تحقیقاتی و خدمات علمی آزمایشگاهی درزمینه قیر و فرموله کردن محصولات مربوطه و کاربرد آنها و حل مشکلات و رفع نیازهای این صنعت بوده است.

واحد تحقیق و توسعه این شرکت بابهره گیری ازدانش فنی ، نیروی انسانی متخصص و تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته درزمینه های زیر فعالیت می نماید:

الف- انجام فعالیتهای تحقیقاتی به منظور افزایش مرغوبیت فرآورده های قیری ، بهبود روشهای کاربرد قیر، فرموله کردن فرآورده های ویژه قیری و ساخت آنها ، کاربرد قیرهای طبیعی (معدنی) جهت تولید فرآورده ها باارزش افزوده، فراورده های مربوطه اصلاح قیر با افزودنیهای مختلف از جمله پلیمرها، رفع نیازهای صنایع و جایگزین سازی فرآورده های وارداتی قیر بامحصولات داخلی کنترل انواع قیرها و فرآورده های قیری ، وارداتی و داخلی، انجام آزمایشهای کیفی .


ب- انجام خدمات علمی آزمایشگاهی مربوط به انواع قیرها و فرآورده های متنوع قیری نظیر پوشش لوله ها، امولسیون های قیر، لایه های عایق بام، درزبندها، ماستیک ها ، پرایمرها، قیرزیربدنه واگن و اتومبیل و قیرهای پلیمری که در این زمینه موفق به اختراع نوع خواصی از قیر فراوری شده ایم که مناسب برای انواع شرایط آب و هوایی میباشد.

 

-اندازه گیری نقطه نرمی (Softening Point)
-اندازه گیری درجه نفوذ (Penetration)
-اندازه گیری میزان کشش (Ductility)
-اندازه گیری نقطه شکست (Fraass Breaking Point)
- بررسی اثردما و هوا روی قیر(Thin Film Oven Test)
-اندازه گیری گرانروی (Viscosity)
-اندازه گیری وزن مخصوص (Specific Gravity)
-اندازه گیری حلالیت یادرجه خلوص قیر (Solubility)
-اندازه گیری نقطه اشتعال (Flash Point)
-اندازه گیری میزان چسبندگی (Peel Test)
-اندازه گیری میزان شره(حرکت دراثرگرما) (Sag Test)

 

 آزمايش قابليت نفوذ قير (Penetration of Bitumen ، ASTM-D5 )

هدف : تعيين درجه نفوذ قير
  نمونه قير پس از ريخته شدن در ظرف مخصوص و قرارگيری در يک حمام آب با درجه ثابت 25 درجه سانتيگراد پس از مدت حداقل 5/1 ساعت تحت نفوذ سوزن استاندارد با بار 100 گرم در مدت 5 ثانيه قرار می‌گيرد. ميزان نفوذ سوزن در قير بر حسب دهم ميليمتر به عنوان درجه نفوذ قير اندازه‌گيری ميشود .

مقدمه

    آزمایش درجه نفوذ قیر برای تعیین سختی نسبی قیرهای دمیده و قیرهای خالص استفاده می شود. یکی از کاربردهای درجه نفوذ در نامگذاری قیرهای خالص و قیرهای دمیده است. قیرهای خالص تنها بر این اساس نامگذاری می شوند اما معیار نامگذاری قیرهای دمیده علاوه بر درجه نفوذ قیر ، درجه نرمی قیر نیز می باشد. به عنوان نمونه ، قیرهای 50-40، 70-60، 100-85 و ... از جمله قیرهای خالص معمول در راهسازی می باشند. دو عددی که همراه قیر خالص می آید بیانگر آن است که درجه نفوذ قیر در این محدوده قرار دارد. قیرهای R85/25  ،R90/15 ، R110/10 و ... نمونه هایی از قیرهای دمیده متداول در ایران است که عدد اول آن بیانگر درجه نفوذ قیر و عدد دوم بیانگر نقطه نرمی قیر است.

    بر حسب تعریف، درجه نفوذ قیر عبارت است از مقدار طولی ( بر حسب میلیمتر ) است که یک سوزن استاندارد با شکل معین تحت اثر باری معادل 0/100 گرم در مدت 5 ثانیه در قیری که در درجه حرارت 25 درجه سانتیگراد است ، نفوذ نماید.

یکی از موارد کاربردی نتایج این آزمایش آن است که هر چه آب و هوای منطقه ای که قرار است قیر را در آنجا استفاده نماییم گرم تر باشد یا میزان آمد و شد بیشتر و بار وسایل نقلیه سنگین تر باشد ، باید از قیری با درجه نفوذ بیشتر استفاده نمود و بالعکس هرچه آب و هوای منطقه مورد نظر سردتر باشد ، باید از قیرهای با درجه نفوذ کمتری استفاده نمود.

    بنابراین هرچه قیر سخت تر باشد، درجه نفوذ آن کمتر و هرچه درجه نفوذ قیر بیشتر باشد قیر نرم تر خواهد بود. قیرهایی که درجه نفوذ آنها حدود 80 باشد، در آسفالتهایی نظیر بتن آسفالتی و قیرهای با درجه نفوذ بیشتر در ماکادام قیر و آسفالت سرد بکار برده می شوند.

این آزمایش در استانداردهای زیر به طور مفطل شرح داده شده است:

Standard Methods, IP. 49/58

ASTM Methods,D: 5-52

در صورتی که آزمایش درجه‌ی نفوذ را در دمایی مساوی با نقطه‌ی نرمی قیر انجام دهیم برای همه‌ی قیرها درجه‌ی نفوذ 800 به دست می‌آید لذا پارامتری به نام درجه نفوذ تعریف شده است که نشانه‌ی حساسیت قیر به تغییرات دما می‌باشد. هرچه نشانه‌ی درجه نفوذ کمتر باشد حساسیت قیر به تغییرات دما بیشتر است. برای قیرهای راهسازی نشانه‌ی درجه نفوذ از 2- تا 2+ متغیر است. این نشانه برای قیرهای قطران از 2- کوچکتر و برای قیرهای دمیده از 2+ بزرگتر است.

هدف آزمایش

    هدف از آزمایش درجه نفوذ قیر ، تعیین سختی نسبی قیرهای خالص و دمیده می باشد که جهت نامگذاری این قیرها استفاده می شود.

وسایل آزمایش

  • دستگاه مخصوص درجه نفوذ
  • دماسنج
  • کاردک
  • حمام آب گرم
  • دو ظرف کوچک با اندازه های مختلف
  • کورنومتر

 

آزمايش تعيين وزن مخصوص قير (ASTM : D70 ) 

مقدمه
    روش های مختلفی برای تعیین وزن مخصوص قیر وجود دارد که مبنای همه این روش ها، قانون ارشمیدس می باشد. طبق تعریف، وزن مخصوص قیر عبارت است از نسبت وزن حجم معینی از قیر به وزن آب هم حجم آن در درجه حرارت معین. از جمله روش های موجود برای تعیین وزن مخصوص قیر عبارت است از:
•    روش بوته نیکلی
•    روش پیکنومتر

دانستن وزن مخصوص قیر از دو جهت دارای اهمیت است:

  1. از آنجا که می دانیم هرجا صحبت از مقدار قیر در آسفالت به میان می آید، آن را به صورت درصد وزنی بیان می نمایند، در صورتی که قیر عملا به صورت حجمی اندازه گیری می شود؛ بنابراین دانستن رابطه بین وزن و حجم قیر ضروری است. هم چنین چون قیر را عموما گرم می کنند، لذا دانستن ضریب انبساط حرارتی قیر نیز الزامی است تا بتوان وزن مخصوص قیر را در هر درجه حرارتی محاسبه نمود. در غیر این صورت وزن مخصوص قیر را باید در درجه حرارت مورد نیاز تعیین و اندازه گیری کرد.
  2. وزن مخصوص قیر ابزار مناسبی برای تعیین منبع قیرها می باشد. برای مثال وزن مخصوص قیرهای نفت حدود 1.0 و وزن مخصوص قیرهای قطران بسته به طرز تهیه آنها بین 1.10 تا 1.25 متغیر است. این وزن مخصوص ها در دمای معین 15.6 یا 20 درجه سانتیگراد تعیین می شوند.

شرح کامل آزمایش تعیین وزن مخصوص قیر در استانداردهای زیر به تفضیل آمده است:

برای قیرهای نفت    Standard Methods, (IP. 59/57 method F)

برای قیرهای قطران    Standard Methods, (G.IP. -57, method A)

ASTM Methods, (D: 70-52)

در همه استانداردهای ذکر شده از پیکنومتر برای سنجش وزن مخصوص قیر استفاده می شود.

    همان طور که می دانید حجم قیر تابعی از درجه حرارت است؛ در نتیجه لازم است در تعیین حجم قیر پارامتر درجه حرارت را ثابت درنظر بگیریم. اما در صورت انجام آزمایش در دماهای متفاوت می توان از رابطه تقریبی زیر استفاده نمود:

    که در آن :

V: حجم قیر در دمای t است.

c: ضریب انقباض حرارتی حجم قیر است که برای قیرهای با چگالی کمتر از 0.966 برابر 0.00072 و برای قیرهای با چگالی بیشتر از 0.966 برابر 0.00063 است.

: حجم قیر در دمای 15.6 درجه سانتیگراد است.

هدف آزمایش

    هدف از این آزمایش، تعیین وزن مخصوص قیر در دمای مشخص می باشد.

وسایل آزمایش

  • حدود 60 گرم قیر مورد نظر
  • پیکنومتر
  • دماسنج
  • ترازوی دقیق
  • حمام آب گرم

آزمايش کندروانی قیر(ASTM : D88 ) 

مقدمه

    مقاومت داخلی مایعات را که مانع حرکت و جریان آنها می شود ، ویسکوزیته یا گرانروی و یا کندروانی می نامند. این کندروانی برای مایعات برحسب پوآز سنجیده می شود که همان پاسکال- ثانیه  می باشد. از آنجایی که قیرهایی که در دمای 25 درجه سانتیگراد دارای درجه نفوذ یکسانی هستند ، ممکن است سختی متفاوتی در دماهای بالاتر داشته باشند، ضرورت ایجاد می کند که آزمایشی انجام شود تا این تفاوت ها را به نمایش بکشد.

    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 نماید. 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 قیرزدگی رخ خواهد داد. هم چنین اگر کندروانی قیر زیاد باشد در سرمای زمستان آسفالت ها دچار ترک خوردگی خواهند شد.

روش های مختلفی برای تعیین کندروانی قیرها موجود است که از جمله آنها می توان روش سی بولت- فورل، روش استاندارد تار ویسکومتر (S.T.V) ، روش ویسکومتر ردوود (Red Wood) و روش کینماتیکی را نام برد. روشی که ما در ادامه پیش خواهیم گرفت روش سی بولت- فورل است اما در ذیل به توضیح اجمالی درباره هر یک از روش های فوق الذکر می پردازیم:

روش سی بولت- فورل:

    ویسکومتر سی بولت- فورل برای تعیین کندروانی قیرهای مخلوط بکار می رود و به طور کلی مشابه ویسکومتر S.T.V بوده و نوع اصلاح شده ویسکومتر ردوود تلقی می شود. از آنجایی که قطر سوراخ ویسکومتر سی بولت- فورل کوچکتر از قطر سوراخ ویسکومتر S.T.V می باشد، بنابراین درجه حرارت آزمایش در این ویسکومتر بالاتر خواهد بود. در دستگاه سی بولت- فورل کندروانی، زمان لازم بر حسب ثانیه برای آنکه مقدار 60 سانتی متر مکعب قیر مایع در دمای 135 درجه سانتیگراد از مجرای دستگاه سی بولت- فورل فرو ریزد تعیین می شود. شرح این روش در استاندارد زیر مفصلا آمده است:

ASTM Methods, D: 88-53

روش ردوود

    از ویسکومتر ردوود 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، گازوئیل و گازولین که در تهیه قیرهای مخلوط به کار می روند، استفاده می شود. می توان برای یافتن مطالب بیشتر به استانداردهای زیر مراجعه نمود:

Standard Methods, (IP. 70/57)

Standard Methods, (Paragraph 21.11)

 

روش کینماتیکی

    در روش اندازه گیری کندروانی به روش کینماتیکی، با عبور مقدار 50 میلی لیتر قیر مورد آزمایش با درجه حرارت 40 درجه سانتیگراد از مجرای لوله استاندارد دستگاه زمانی که صرف عبور قیر شده است را یادداشت 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 ردوود 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 نمایند. این روش در استانداردASTM گنجانده نشده است، اما در استانداردهای زیر مندرج است:

Standard Methods, (IP. 72/58)

Standard Methods, (RT. 2/57)

هدف آزمایش

    هدف از آزمایش ویسکوزیته، تعیین خواص روانی قیر در دماهای بالا و تعیین عملکرد آسفالت می باشد.

وسایل آزمایش

  • دستگاه سی بولت- فورل
  • دماسنج
  • قیرمذاب
  • ظرف مخصوص

قبل از شروع آزمایش، ابتدا باید دستگاه سی بولت- فورل را با حلال تتراکلرید کربن یا نفت سفید شست و خشک نمود. حال قیر را تا دمای حدود 138 درجه سانتیگراد حرارت می دهیم و از الک نمره 200 عبور می دهیم تا ناخالصی های آن گرفته شود. دستگاه سی بولت- فورل را روشن می کنیم تا دمای روغن پیرامون مخزن قیر، به حدود 135 درجه سانتیگراد برسد. این دما را باید با دماسنج پیوسته اندازه گیری نماییم. حال قیر را در داخل مخزن دستگاه می ریزیم و میله روی نازل را بالا می کشیم و زمانی را که طی آن ظرف شیشه ای زیر نازل به اندازه 60 سانتیمتر مکعب از قیر پر شود را محاسبه می کنیم. این زمان بر حسب ثانیه، همان کندروانی قیر خواهد بود.

  •     دقت شود که پس از انجام آزمایش ظرف شیشه ای را از قیر خالی نموده و با حلال مناسب آن را تمیز نمایید.

 

آزمايش تعيين درجه نرمی قير (ASTM : D36 ) 

مقدمه:

   نقطه نرمی قیر عبارت است از درجه حرارتی که در آن قیر حالت نرمی پیدا می کند. به طور کلی می توان گفت که همه قیرها در این درجه حرارت به یک گرانروی مشخص می رسند. نقطه نرمی قیر به روش های مختلفی اندازه گیری می شود که یکی از این روشها،  روشی به نام حلقه و گلوله است که در آن نقطه نرمی را درجه حرارتی که در آن گلوله ها از حلقه عبور نموده و به سطح برنجی تحتانی به فاصله 25 میلیمتری برسد، تعریف می کنند.

   مشروح روش حلقه و گلوله در استانداردهای زیر آمده است:

برای قیرهای نفت                         Standard Methods , IP.58/56

برای قیرهای قطران                           Standard Methods ,IP.3/57

                                               ASTM Standard Methods D:36-2

   جهت به کار بردن قیر در روسازی راه های جاده ها و باند پرواز هواپیما ، نیاز است از قیری با درجه نرمی به خصوص استفاده شود که مقدار آن به کاربرد ما و شرایط محیطی که قیر قرار است در آن به کار برده شود، بستگی دارد. به عنوان مثال اگر درجه حرارت متوسط سالیانه منطقه ای زیاد باشد باید از قیر کند روانتری برای ساختن روسازی آسفالت استفاده نمود. هم چنین هر اندازه تعداد و وزن وسایل نقلیه عبوری بیشتر باشد، باید از قیر کند روانتری برای ساختن مخلوط های قیری استفاده نمود.

هدف:

   یکی از اهداف این آزمایش محاسبه مقدار مقاومت قیر خالص و مصالح ساخته شده با آن قیر نسبت به تغییرات درجه حرارت می باشد.

وسایل آزمایش:

  • دو عدد ساچمه
  • دو عدد حلقه
  • بشر شیشه ای
  • دماسنج
  • دستگاه گرمکن
  • کاردک
  • یک سطح شیشه ای ( صاف )
  • قیر
  • چراغ
  • پایه های نگهدارنده حلقه ها

 

روش انجام آزمایش:

    روش انجام این آزمایش بدین صورت است که ابتدا حلقه ها را روی سطح شیشه ای که به روغن آغشته است ، قرار می دهیم. روغن سبب می شود که قیر به شیشه نچسبد. عمق این حلقه ها در حدود 8 میلی متر است. قیر را که قبلا داغ شده است به آرامی در داخل حلقه ها می ریزیم به طوری که حلقه کاملا پر شود.

چون عملا پر کردن حلقه ها به صورت کامل بسیار مشکل است بهتر است به اندازه ای قیر در داخل آنها بریزیم که نیاز به ریختن مجدد نداشته باشد اما اگر کمی زیادتر ریخته شد ، مشکلی پیش نخواهد آمد ، چرا که پس از سرد شدن قیر داخل حلقه ها ، سطح حلقه ها را با کاردک صاف خواهیم نمود تا اضافه قیر حلقه ها برداشته شود. برای صاف نمودن سطح قیر لازم است که کاردک داغ شده را با زاویه 45 درجه روی سطح حلقه ها بکشیم. سطح زیرین حلقه ها نیز به جهت استفاده از سطح شیشه ای ، خود بخود صاف خواهد شد.

پس از سرد شدن قیر و صاف نمودن سطح آن ،‌ حلقه ها را درجای خود در داخل بشر ( روی پایه ها ) قرار می دهیم. سپس بشر را تا حدود 5 سانتی متر بالای حلقه ها از آب مقطر پر می کنیم . البته لازم است گفته شود که در آزمایشگاه به علت محدودیت های موجود از آب معمولی استفاده می کنیم.

    حال مجموعه بشر را در دستگاه گرمکن قرار می دهیم تا دمای آب درون آن به 25 درجه سانتیگراد برسد که برای نیل به این هدف لازم است بشر به مدت 15 دقیقه در گرمکن بماند. در پایان 15 دقیقه باید دمای آب داخل بشر به 25 درجه سانتیگراد رسیده باشد.

اکنون بشر را از گرمکن بیرون آورده و ساچمه ها را در مرکز حلقه ها روی قیر قرار می دهیم و بشر را روی چراغ می گذاریم. نکته بسیار مهم در این آزمایش ، روند گرمادهی به بشر و محتوی آن یعنی قیر است. از آنجا که این آزمایش به حرارت بسیار حساس است ، پس لازم است که در همه آزمایشها از یک سرعت حرارت دهی استفاده شود. بنابراین ما نیز حرارت را به گونه ای تنظیم می کنیم که در هر دقیقه 5 درجه به دمای آب افزوده شود و این مهم را در حین حرارت دادن با دماسنج کنترل می کنیم. عملیات گرمادهی را آنقدر ادامه می دهیم تا ساچمه های روی قیرها به سطح تیغه فلزی زیر حلقه ها برسند و برای هر کدام دمایی که این عمل اتفاق افتاده است را قرائت کرده و یادداشت می کنیم. سپس متوسط دو دمای بدست آمده را به عنوان نقطه نرمی قیر در نظر می گیریم.

   نقطه نرمی قیر خالص 70/60 معمولا 45 تا 54 درجه سانتیگراد است.

آزمايش خاصیت انگمی قير (ASTM : D113 ) 

مقدمه

    در رابطه با علت استفاده از قیر در راهسازی مواردی چون نفوذ ناپذیری در برابر آب، ارزان قیمت بودن، خاصیت چسبندگی و غیره مطرح شده است. بنابراین چسبندگی قیرها که بارزترین ویژگی مثبت آنها به شمار می آید، باید برای انواع قیرها تعیین شود و حداقل میزان این چسبندگی کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که قیر مصرفی در آسفالت توانایی چسباندن سنگدانه ها به یکدیگر را داشته و می تواند مصالح را به خوبی اندود نماید.

  در آزمایشگاه برای تعیین شاخصی از چسبندگی قیر، مقدار قابلیت شکل پذیری قیر را می سنجند؛ بدین صورت که هر چه قیر شکل پذیرتر باشد، چسبنده تر است و بالعکس. خاصیت شکل پذیری قیر عبارتند از مقدار ازدیاد طول یک نمونه قیر بر حسب سانتیمتر که به صورت استاندارد کشیده شده (با سرعت معین و در دمای مشخص) تا به طول پارگی یا انقطاع برسد. طول نمونه درست قبل از پاره شدن بر حسب سانتیمتر به خاصیت شکل پذیری یا انگمی موسوم است.

از جمله عواملی که بر خاصیت انگمی تاثیر دارد، درجه سختی قیر است. بدین صورت که هر چه قیر سخت تر و شکننده تر باشد خاصیت انگمی آن کمتر است و بالعکس. بنابراین باید در نظر داشت اگر قیر را در یک محیط سردسیر استفاده می نماییم، از خاصیت انگمی مناسبی برخوردار باشد تا از بروز ترک در آسفالت جلوگیری شود. می دانیم که در اثر عبور وسایل نقلیه از سطح راه، تنش هایی در آسفالت ایجاد می شود که سبب بروز جنبش های خفیفی در قیر آسفالت می گردد و در صورتی که قیر نتواند این جنبش ها را تحمل نماید به ویژه در فصل سرما، باید انتظار بروز ترکهایی در آسفالت را داشته باشیم.

    درجه حرارت عامل دیگری است که می تواند بر خاصیت انگمی قیرها تاثیر بگذارد به طوری که خاصیت انگمی هر جسمی در درجه حرارتی خاص انجام می شود و برای آن که قیر در مقابل تغییرات درجه حرارت که موجب انبساط و انقباض آن می گردد، مقاوم باشد، بایستی دارای خاصیت انگمی مناسبی باشد.

    شرح این آزمایش در استانداردهای زیر به تفصیل آمده است:

Standard Methods, (IP. 32/55)

ASTM Methods, D: 113-44

          استانداردهای ذکر شده به طور کلی مشابه یکدیگرند با این تفاوت که در استاندارد ASTM ، در دمای 15 درجه سیلسیوس نمونه با سرعت 1 سانتیمتر بر دقیقه کشیده می شود اما در روش استاندارد، نمونه در دمای 25 درجه سیلسیوس با سرعت 5 سانتیمتر بر دقیقه کشیده می شود.

هدف آزمایش

    هدف از آزمایش خاصیت انگمی، تعیین میزان شکل پذیری یک نمونه قیر در دمای معین است که این پارامتر بر میزان کارایی قیر نیز تاثیرگذار خواهد بود.

وسایل آزمایش

  • دستگاه آزمایش انگمی
  • دو عدد قالب
  • دماسنج
  • کاردک
  • خط کش
  • قیر مذاب

روش انجام آزمایش

    قالب این آزمایش از جنس برنج است و دارای ابعاد مشخصی است که در شکل زیر می توانید اندازه قسمت های مختلف آن را مشاهده نمایید.

برای شروع آزمایش، ابتدا باید دو عدد قالب را تمیز نموده و سطوح داخلی آن را به روغن آمیخته نمود تا از چسبیدن قیر به قالب و ایجاد خطا در نتیجه آزمایش جلوگیری شود. سپس قیر مذاب را که از الک شماره 5 عبور نموده، به طور یکنواخت و به آرامی در قالب ها می ریزیم. باید دقت شود قالب ها بیش از حد پر نشوند؛ اما در صورت بروز چنین مشکلی، نگران نشوید زیرا در مراحل بعدی می توان آن را برطرف نمود!

پس از پر نمودن قالب ها، مدتی صبر می کنیم تا قیر در دمای محیط سرد شود و به اصطلاح خود را بگیرد. اکنون می توانیم به وسیله یک کاردک داغ، اضافی قیر را از سطح قالب ها برداشت. برای این کار دقت شود که زاویه کاردک با افق بهتر است 45 درجه باشد. پس از مسطح کردن سطح قالب ها باید آنها را در داخل حمام آب گرم دستگاه قرار داد تا مدت 90 دقیقه در دمای 25 درجه باقی بماند. دستگاه مذکور از قابلیت تنظیم دما برخوردار می باشد و امکان این را فراهم می نماید تا دمای آب گرم روی 25 درجه بماند، اما همواره نیاز است که این دما توسط دماسنج اندازه گیری شود، زیرا امکان عدم یکسان بودن دما در نقاط مختلف حمام وجود دارد.

    قطعه های جانبی میانی و کفی زیر را از قالب ها جدا می نماییم و سپس قالب ها را بر روی گیره­های دستگاه سوار می کنیم و آنگاه دستگاه را روشن می نماییم تا با سرعت یکنواخت 5 سانتی متر بر دقیقه عمل کشش را انجام دهد.

هنگامی که قیر در اثر کشیدن پاره شد، باید طولی را که در آن این اتفاق افتاد را اندازه گرفته و این طول را بر حسب سانتی متر به عنوان خاصیت انگمی قیر در نظر می گرفت. متوسط طول دو قالب قیر را به عنوان خاصیت انگمی ثبت می نماییم.

 

آزمايش افت وزنی قير (ASTM : D6 )

مقدمه

    افت وزنی قیر عبارت است از درصد افت وزنی نمونه قیری که در مدت 5 ساعت در درجه حرارت 163 درجه سانتیگراد در دستگاه مجهز به تهویه قرار می گیرد. این آزمایش به آزمایش لعاب نازک نیز معروف است. در حقیقت آزمایش افت وزنی قیر، یک نوع تقطیر قیر می باشد که نتیجه آن معیاری است که فراریت نسبی حلال های قیر را در 163 درجه سانتیگراد نشان می دهد. علت انتخاب دمای 163 درجه آن است که در این دما، عمل اختلاط قیر و مصالح سنگی برای تهیه آسفالت در این دما صورت می پذیرد.

    افت وزنی قیرهای خالصی که در راهسازی به کار می روند پس از انجام این آزمایش، کمتر از یک درصد می باشند؛ و معمولا برای پی بردن به خواص قیری که روی آن آزمایش لعاب نازک انجام شده، پس از پایان آزمایش تحت آزمایش های قابلیت نفوذ و نقطه نرمی قرار می دهند. توجه نمایید که هر چه قیر نرم تر باشد یعنی درجه نفوذ آن بیشتر باشد، افت وزنی آن نیز بیشتر خواهد بود.

    از جمله پدیده های مورد ذکر در مورد آسفالت، پدیده پیر شدگی است که علت آن کاهش وزن قیر در اثر حرارت، اکسیداسیون و اشعه uv و تبدیل روغن به رزین و رزین به آسفالتین می باشد که آزمایش افت وزنی قیر می تواند معیاری خوب برای پیش بینی این پدیده باشد. نکته قابل ذکر دیگر این است که حداکثر میزان افت وزنی مطابق آیین نامه، برابر 0.8% می باشد.

  این آزمایش به طور مفصل در استانداردهای زیر شرح داده شده است:

Standard Methods, (IP. 45/58)

ASTM Methods D: 6-39T

هدف آزمایش

    هدف از آزمایش افت وزنی قیر، تعیین میزان کاهش وزن قیر در اثر حرارت 163 درجه ای و هم چنین تعیین میزان فراریت نسبی حلال های قیر است.

وسایل آزمایش

  • ظرف استوانه ای
  • 50 گرم قیر مذاب
  • گرمخانه دارای تهویه
  • ترازو
  • روش انجام آزمایش

    ابتدا ظرف استوانه ای را تمیز می نماییم. این ظرف استوانه ای دارای قطر 55 میلی متر و ارتفاع 35 میلی متر می باشد و دارای کفی مسطح است. اکنون ظرف استوانه ای را وزن می نماییم. مقدار 50 گرم قیر مذاب را در داخل این ظرف می ریزیم و پس از سرد شدن، آن را در داخل گرمخانه برای مدت 5 ساعت قرار می دهیم. توجه نمایید که دمای گرمخانه بر روی 163 درجه سانتیگراد تنظیم شده است و نیز گرمخانه دارای تهویه هوا می باشد.

    پس از طی شدن 5 ساعت و سرد شدن استوانه، بار دیگر مجموعه قیر و ظرف را مورد توزین قرار می دهیم و مقدار آن را یادداشت می نماییم. نتیجه آزمایش را بایستی بر حسب کاهش وزن قیر نسبت به وزن اولیه آن سنجید که مطابق فرمول زیر بدست می آید:

 

که در آن:

w1: وزن ظرف و قیر قبل از قرار دادن در گرمخانه

w2: وزن ظرف و قیر بعد از قرار دادن در گرمخانه

 

آزمايش درجه اشتعال قير (ASTM : D95 ) 

مقدمه

   درجه اشتعال قیر به درجه حرارتی اطلاق می شود که وقتی دمای قیر به آن می رسد، با نزدیک نمودن شعله به سطح آزاد آن ، جرقه ای در سطح آن دیده شود. همان طور که می دانید قیرهای خالص، قطران و مخلوط آنها آتشگیر می باشند؛ لذا باید بدانیم که قیرهایی را که با آنها کار می کنیم را تا چه دمایی می توانیم گرم نماییم، بدون آنکه قیر دچار اشتعال و یا سوختن شود. این مطلب از لحاظ ایمنی در کارگاه و آزمایشگاه بسیار حائز اهمیت است و در صورت عدم توجه به این مطلب می تواند خطرساز باشد!

   آزمایش تعیین درجه اشتعال قیر را می توان با دو نوع دستگاه انجام داد:

  • دستگاه درجه اشتعال رو باز
  • دستگاه درجه اشتعال رو بسته

از آن جهت که در دستگاه رو بسته تمام مقادیر بخار های قابل اشتعال آزاد شده از قیر ، جمع آوری می شود ، لذا درجه اشتعالی که با این دستگاه تعیین می شود تا حدی کوچکتر از درجه اشتعالی خواهد بود که با دستگاه رو باز تعیین شده است.

   چون که قیر در دمای بالاتر از  خواص خود را از دست خواهد داد ، لذا نباید درجه حرارت قیر از این مقدار فراتر رود.

شرح کامل این آزمایش را می توانید در استانداردهای زیر ملاحظه نمایید:

   - درجه اشتعال قیر به روش ظرف روباز:

ASTM Methods:D 92-52

AASHTO Methods:T 48-53

       

  - درجه اشتعال قیر به روش ظرف رو بسته:

ASTM Methods:D 93

AASHTO Methods:T 73

 

هدف:

   هدف از آزمایش درجه اشتعال ، تعیین درجه حرارتی است که در آن قیر مشتعل می شود و نیز تعیین درجه حرارتی که قیر در آن دما می سوزد. لازم به یادآوری است که تمام افرادی که با قیر سروکار دارند باید به خوبی از درجه اشتعال قیری که با آن کار می نمایند ، آگاه باشند تا از خطرات احتمالی ناشی از مشتعل شدن قیر در اثر حرارت دادن بیش از حد در کارگاه ها جلوگیری شود.

وسایل آزمایش:

  • ظرف قیر
  • گیره نگهدارنده
  • وسیله گرم کننده
  • دماسنج
  • تجهیزات تولید شعله
  • کرنومتر

روش انجام آزمایش:

   در صورتی که از قیر جامد یا نیمه جامد در این آزمایش استفاده می نمایید، باید آن را تا 176 درجه سانتیگراد گرم نمود تا ذوب شود. سپس قیر مذاب را در داخل ظرف مخصوص دستگاه آزمایش می ریزیم؛ به قدری که پر گردد. هوای محبوس شده در قیر باید خارج شود و سطح قیر با کاردک صاف گردد. حال به قیر فرصت می دهیم تا سرد شود.

   اکنون ظرف قیر سرد شده را بر روی دستگاه آزمایش سوار می نماییم و دماسنج را بر روی پایه نگهدرنده قرار می دهیم ؛ به طوری که قسمت تحتانی دماسنج به ته ظرف برخورد ننماید.

   ابتدا درجه اشتعال قیر را به صورت تقریبی بدست می آوریم تا از نتیجه آن در آزمایش اصلی بتوانیم استفاده نماییم. پس در این مرحله بدون توجه به سرعت گرمادهی با سرعت ثابت حدود 12 درجه سانتیگراد در دقیقه قیر را گرم می نماییم و با عبور دادن شعله از روی قیر در دمای بالای 250 درجه سانتیگراد ، دمایی را که به ازای آن در سطح قیر جرقه ایجاد می شود ، را به عنوان درجه اشتعال تخمینی در نظر می گیریم.

حال آزمایش اصلی را با تنظیم درجه حرارت به طوری که در هر دقیقه 16.7 درجه سانتیگراد تغییر نماید ، شروع می کنیم. هنگامی که درجه حرارت قیر به 56 درجه سانتیگراد رسید، سرعت گرم شدن قیر را به 5 درجه سانتیگراد بر دقیقه کاهش می دهیم. زمانی که دمای قیر به 28 درجه سانتیگراد مانده به درجه اشتعال تخمینی قیر رسید ، به ازای هر سه درجه یکبار شعله را از روی قیر عبور می دهیم.

   این کار را تا زمانی ادامه می دهیم که هنگام عبور شعله، جرقه ای در سطح قیر نمایان شود. این درجه را به عنوان درجه اشتعال قیر ثبت می نماییم.

 

                                                                                               قیرهای آسفالتی

Usage

Category

Name - Bitumen

Item

Road Asphalting

40 / 30

Paving Bitumen

1

Road Asphalting

50 / 40

Paving Bitumen

2

Road Asphalting

70 / 60

Paving Bitumen

3

Road Asphalting

100 / 85

Paving Bitumen

4

Road Asphalting

150 / 120

Paving Bitumen

5

Road Asphalting

300 / 200

Paving Bitumen

6

 

 

                                                                                   قیرهای عایق

Usage

Category

Name - Bitumen

Item

Insulation

R 90 / 15

Blown Bitumen (Roofing Bitumen)

1

Insulation

R 80 / 25

Blown Bitumen (Roofing Bitumen)

2

 

       

                                                                                       قیرهای زیرسازی

Usage

Category

Name - Bitumen

Item

Road Asphalting Prime Coating

MC-250

Cutback Bitumen

1

Road Asphalting Prime Coating

Emulsion

Cutback Bitumen

Emulsion (Green Bitumen)

2

 

کات بک يك نوع قير محلول است كه براي توليد اين نوع قير از حلالهاي نفتي مانند نفت سفيد جهت تبديل قير به قيرهاي محلول يا مايع استفاده مي شود تا در هنگام استفاده حلال نفتي تبخير شده و قير براي ايجاد چسبندگي مورد نظر باقي بماند
كاربرد: اين نوع قير بيشتر در صنايع راه سازي بعنوان ماده چسبنده مابين زيرسازي راه و روكش آسفالت استفاده مي گردد.