آزمایش تعیین نقطه نرمی قیر در واقع یکی از دلایل مخلوط آسفالتی طبق مشخصات بودن نقطه نرمی با حدود تعریف شده در استاندارد می باشد هدف از آزمایش تعیین نقطه نرمی قیر ، مقاومت قیر خالص نسبت به درجه حرارت می باشد تعیین نقطه نرمی یکی از روش های تعیین میزان استحکام قیر می باشد .
تعریف نقطه نرمی قیر
تعیین نقطه نرمی قیر میانگین دماهایی است که در آن با افزایش دما و نرم شدن قیر به حد کافی به طوری که به گلوله ها اجازه می دهد در آنها فرورفته و فاصله ای معادل ۲۵ میلیمتر را به سمت پایین طی کند.قیر و مواد قیری دارای خاصیت جالبی با عنوان گرانروی کشسان یا ویسکوالاستیک هستند.
این خاصیت سبب می شود قیرها نقطه ذوب مشخصی نداشته باشند. اگر دمای قیر و مواد قیری افزایش پیدا کند به تدریج ویسکوزیته آن ها کمتر شده و نرم تر می شوند. به همین دلیل نقطه نرمی تعریف شده تا به عنوان روشی قراردادی و تکرارپذیر برای قیر و مواد قیری شناخته شود.
این استاندارد برای دسته بندی قیرها جهت بررسی یکنواختی محموله های قیری مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین نقطه نرمی قیر جهت بررسی میل ماده قیری به جاری شدن در دماهای بالا جهت سرویس دهی مورد استفاده قرار می گیرد.
برای تعیین نقطه نرمی قیر از ابزار حلقه و گلوله (Ring & Ball) استفاده می شود. برای تامین دمای آزمایش هم از قرار گرفتن ابزار رینگ اند بال در یک مایع جهت انتقال حرارت بکار می رود.
با توجه به نقطه نرمی احتمالی مایع مورد استفاده جهت انتقال حرارت متفاوت خواهد بود. برای دماهای 30 تا 80 درجه سانتی گراد از آب مقطر و برای دماهایی فراتر از 80 و کمتر از 157 درجه سانتی گراد هم از گلیسیرین به عنوان مایع انتقال دهنده حرارت بکار برده می شود.
تاثیر استفاده از نوع قیر در مناطق با دمای مختلف
استفاده از قیر در مناطق سردسیر با نرمی پایین‌تر و ویسکوزیته بیشتر و در مناطق گرمسیر استفاده از قیر با نرمی بیشتر و ویسکوزیته کمتر
هرچه کندروانی قیر بیشتر باشد خواص جامد بیشتری از خود نشان می دهد واضح است در دماهای بالاتر قیر با کند روانی کمتر استفاده شود و در دماهای پایین‌تر قیر با کندروانی بیشتر استفاده می شود .
نکاتی که در زمان تهیه آزمونه باید رعایت کرد:
- بهتر است پس از اخذ نمونه در کارخانه یا پالایشگاه ، ظرف حاوی نمونه جهت جلوگیری از ورود آب به نمونه ی اخذ شده ، درب آن را بسته و جهت انجام آزمایش به آزمایشگاه انتقال بدهید. در صورتی که نمونه گیری با ظرف انجام شده و احتمال اینکه آب به نمونه رسیده باشد باید نمونه را تا ۱۳۰ درجه سانتیگراد حرارت داده تا پس از تبخیر آب آزمونه ها از آن تهیه شود ، در زمان حرارت دهی بهتر است نمونه هم زده شود تا آب موجود در نمونه کاملا تبخیر شود.
- جهت اخذ نمونه قیر پالایشی دمای اخذ آن نباید از ۱۱۰ درجه سانتیگراد بالاتر رفته و زمان حرارت دهی غیر پالایشی باید کمتر از ۲ ساعت باشد
تجهیزات مورد نیاز:
برای آزمایش تعیین نقطه نرمی قیر به این تجهیزات نیاز است.
- حلقه و گلوله
- صفحه زیر سری نمونه گیری
- نگهدارنده گلوله در مرکز حلقه
- بشر به عنوان حمام مایع
- پایه نگهدارنده حلقه
- دماسنج ۱۵ و یا ۱۶ درجه سانتی گراد
- مایع حمام شامل آب مقطر یا گلیسیرین
- هات پلیت
لوازم آزمایش نرمی قیر
آسفالت ایران تمامی تجهیزات مورد نیاز انجام این آزمایش را برای شما مهندسان در فروشگاه آسفالت ایران آماده کرده است.
هات پلیت
روش انجام آزمایش:
برای تعیین نرمی قیر باید نمونه قیر را به دمای ۱۱۰-۲ ۱۰۵ درجه سانتی گراد برسانید و درون حلقه ها بریزید و آن را به مدت حداقل ۳۰ دقیقه در دمای محیط خنک کنید . قبل از آن حلقه ها را به دمای نمونه گیری برسانید و بر روی صفحه زیر سری اندود شده با ماده چرب کننده قرار دهید .
حداکثر تا ۴ ساعت پس از نمونه گیری بایستی آزمایش به پایان برسد . پس از خنک شدن ، غیر اضافی را توسط کاردک داغ برداشته و سطح آن را صاف کنید برای قیر های با نقطه نرمی کمتر از ۸۰ درجه سانتی گراد، آب مقطر و دماسنج C۱۵ استفاده شود و دمای حمام مایع در آغاز آزمایش ۵ درجه سانتیگراد باشد .
برای قیرهای با نقطه نرمی بیش از ۸۰ نیز از مایع گلیسرین و دماسنج C۱۶ استفاده شود و دمای حمام مایع در آغاز آزمایش ۳۰ درجه سانتیگراد باشدگلوله را بر روی دیوار قرار داده و مجموعه نگهدارنده و دماسنج روی آن را درون بشر قرار دهید . برای سرد شدن حمام مایع میتوان از یخچال یا آب سرد استفاده کرد یا شعله را روشن کنید و انرژی آن را به نحوی تنظیم کنید که دمای مایع حدود پنج درجه در دقیقه افزایش یابد .
همچنین عمق آب تا محل حلقه و گلوله حدود ۱۰۵ میلی متر باشد . دمایی را که در آن قیر در اثر نرم شدن روان گردیده و حلقه به صفحه زیر آن می چسبد را به عنوان نقطه نرمی قیر ثبت کنید.
استاندارد آزمون تعیین نقطه نرمی قیر و مواد قیری
برای تعیین نقطه نرمی قیر و مواد قیری استاندارد بین المللی ASTM D36 طراحی و تدوین شده است. در این استاندارد نقطه نرمی قیر به عنوان میانگین دما تعریف می شود. این میانگین دما برای طی فاصله ای مشخص توسط دو گلوله تعیین می شود. به این صورت که دو قرص قیر در حلقه ها شارژ شده سپس با قرار گرفتن حلقه در حمام آب یا گلیسیرین، گلوله های فلزی روی قرص های قیر گذاشته می شوند.
در ادامه با افزایش دما قرص های قیری به اندازه ای نرم می شوند که به گلوله ها اجازه می دهند تا از قرص های قیری عبور کرده و فاصله ای معادل 25 میلی متر را عبور کنند. میانگین دماهای عبور گلوله ها را نقطه نرمی می گویند. علاوه بر تجهیزات رینگ اند بال (حلقه و گلوله) برای تعیین نقطه نرمی قیر با توجه به دماهای آزمون نیاز به دماسنج های کالیبره شده داریم.
برای آزمون هایی که از آب مقطر به عنوان مایع انتقال دهنده حرارت استفاده می شود دماسنج ASTM 15C با بازه دمایی 2- تا 80+ درجه سانتی گراد به کار می رود. برای دماهای بالاتر از 80 درجه سانتی گراد، گلیسیرین در حمام آزمون ریخته می شود و دماسنج ASTM 16C استفاده شده که بازه دمایی 30+ تا 200+ درجه سانتی گراد دارد.
قیر و دوام آسفالت
کاربرد قیر در صنایع مختلف
قیر ماده‌ای است سیاه رنگ، چسبنده 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.
یر یک ماده غیر کریستالی جامد یا چسبناک است که از نفت، با فرآیند طبیعی یا پالایشگاهی مشتق شده و به طور قابل ملاحظه ای در دی سولفید کربن محلول است. این آسفالت در حالت جامد و قیر معدنی در حالت نیمه سیال است و رنگ آن قهوه ای یا سیاه است. قیر ماده ای است که در آسفالت وجود دارد و یک هیدروکربن است که از تقطیر جزئی نفت خام بدست می آید. حاوی 87 درصد کربن، 11 درصد هیدروژن و 2 درصد اکسیژن است.
-1 قیر مقطر
قیر مقطر با تقطیر نفت در چند مرحله تحت فشار کاهش یافته در دمای 350 تا 380 درجه سانتی گراد به دست می آید. قیر نرم تا متوسط سخت تولید می شود که عمدتا در راهسازی استفاده می شود.
2- قیر خلاء بالا
در حین پردازش بیشتر یا تقطیر بیشتر قیرهای مقطر در خلاء به اصطلاح قیر خلاء بالا ایجاد می شود که به دلیل سختی آن عمدتا در تولید آسفالت ماستیک، لایه، رنگ و عایق استفاده می شود.
3- قیر اکسید شده
اینها در دمای 250 درجه سانتی گراد با دمیدن هوا در قیر مقطر ایجاد می شوند که بسته به محصول، دما و زمان دمیدن، خواص قیر را از نظر مقاومت در برابر حرارت و سرما بهبود می بخشد. آنها برای تولید چسب، عایق لوله و غشاهای سقف و ضد آب استفاده می شوند.
4- قیر اصلاح شده با پلیمر
قیر پلیمری با پیوند عرضی شیمیایی قیر و پلیمر های تقطیر شده تولید می شود که در آن رفتار گرمایی و کشسانی قیر تغییر می کند. از آن برای مناطق ترافیکی با استرس زیاد در ساخت جاده ها و فرودگاه ها و همچنین برای تولید غشاهای بام و آب بندی با کیفیت بالا استفاده می شود.
آسفالت ایران
همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید، آسفالت ایران منبع مهمی برای اطلاعات مفید در مورد آزمایش تعیین نقطه نرمی قیر است. همچنین مطالب قبلی وبسایت در مورد قیر میتواند به شما کمک کند. امیدواریم این مقاله برای تعیین نقطه نرمی قیر به شما در درک نحوه آزمون نرمی قیر و نحوه انتخاب تجهیزات آزمایش کمک کند. لطفاً برای سوالات یا راهنمایی و خرید تجهیزات آزمایشگاه بتن و تجهیزات آزمایشگاه خاک و تجهیزات آزمایشگاه قیر و آسفالت در برند و جنس های مختلف در مورد درخواست خود با کارشناسان مجموعه ما تماس بگیرید
روش استاندارد آزمایش:ASTM D36