آزمایش های قیرهای اموسیونی و نقش افزودنی ها- بخش اول
تفسیر مناسب نتایج آزمایشات می تواند کمک بزرگی در تعیین ویژگی امولسیون قیری نماید. به همان صورت که در تکنولوژی قیر امولسیون پیشرفت هایی صورت گرفته است به طور مشابه در آزمایشات امولسیون نیز پیشرفت هایی صورت گرفته است.
برخی از این آزمایش ها جهت اندازه گیری چگونگی عملکرد طراحی شده اند. آزمایش های دیگر جهت تعیین ترکیب، میزان سازگاری و پایداری مواد تشکیل دهنده امولسیون طراحی شده اند. آزمایشات امولسیون به طور معمول جهت حصول اهداف زیر می باشند:
• تامین داده برای نیازهای مشخص شده
• کنترل کیفیت و یکنواختی محصول در طول تولید و استفاده
• پیش بینی و کنترل مشخصات مربوط به جابجایی، ذخیره سازی و عملکرد محصول هنگام استفاده
• تعیین بار الکتریکی و واکنش پذیری
• تعیین خصوصیات فیزیکی مربوط به حمل و نقل و انبارداری
•
تعیین خصوصیات عملکردی
مرور ویژگی های امولسیون های استفاده شده در ایالات متحده محدوده وسیعی از نیاز به آزمون ها را آشکار می سازد. بسیاری از آنها مستقیماً مربوط به امولسیون های تولیدی توسط تولید کنندگان خاص می باشد. از آنجایی که بحث راجع به تمام نیازها و روش های آزمایش، غیر عملی است این مقاله به طور ابتدایی با روش های ASTMD244 و AASHTOT59 سر و کار دارد. البته تعدادی از آزمایشات که در ASTM نیستند و بر روی امولسیون های اصلاح شده با پلیمر انجام می گیرند نیز مورد بررسی قرار گرفته اند. ASTM شرایط مربوط به پذیرش برخی از این آزمایشات را مورد رسیدگی قرار می دهد. تعدادی آزمایش جدید بخصوص برای قیر پایه وجود دارند که در مرحله تحقیق و توسعه هستند. به عنوان مثال SHRP از روش و دستگاه های آزمایش و مشخصات جدید استفاده می کند که بخشی از مشخصات مربوط به روش طرح اختلاط ممتاز هستند. بسیاری از این آزمایشات به طور معمول قابل دسترس بوده و شاید بتوان آن ها را بر روی قیر باقی مانده امولسیون انجام داد. آزمایش ها جهت تشخیص بهتر رفتارهای گوناگون قیر پایه قیر امولسیون و قیر باقیمانده و همچنین قیرهای اصلاح شده طراحی شده اند. از آنجایی که این آزمایش ها در تعیین ویژگی های امولسیون موثر هستند در این مقاله به آن اشاره شده اند.
آزمایشات قیر امولسیون
انجام نمونه گیری مناسب جهت رسیدن به نتایج معتبر ضروری است. قیرهای امولسیونی گرم شده، برخی گرم ذخیره می گردند و برخی نیز حمل شده و به صورت گرم استفاده می شوند. نمونه های گرم گرفته شده در حین آزمایش اغلب در دمای محیط به آزمایشگاه می رسند. برای اطمینان از یکنواختی مخلوط، نمونه باید بهم زده شود. تکان دادن نمونه مجاز نمی باشد.
آزمایش تعیین بار الکتریکی
امولسیون های قیری به دو گروه عمده آنیونیک و کاتیونیک طبقه بندی می شوند که هر گروه خود به سه زیر گروه تقسیم بندی میشوند:
• زودشکن
• کند شکن
• دیر شکن
آزمایش تعیین بار الکتریکی، آزمایشی است که با قرار دادن الکترودهای مثبت و منفی در امولسیون انجام می گیرد. این کار توسط فروبردن الکترود مثبت(آند) و الکترود منفی(کاتد) در نمونه امولسیون و اتصال آن به منبع الکتریکی جریان مستقیم(DC) کنترل شده انجام می گیرد. برحسب آن که الکترود منفی یا الکترود مثبت با قیر اندود شود، امولسیون به ترتیب کاتیونیک و یا آنیونیک خواهد بود(استاندارد EN1430)
آزمایش بار الکتریکی ذرات
آزمایش تعیین واکنش پذیری
در آزمایش هایی به نام های آزمایش شاخص فیلر(استانداردEN13075-1) و آزمایش مخلوط سیمان (استانداردEN1284) فیلرهای معدنی مانند سیمان به امولسیون افزوده می شوند. میزان واکنش پذیری امولسیون بر حسب مقدار فیلر موردنیاز تا شکسته شدن قیر امولسیون محاسبه می گردد. همچنین میزان واکنش پذیری امولسیون به وسیله محلول یونی با بارالکتریکی مخالف امولسیون تعیین می شود. واکنش پذیری امولسیون های کاتیونیک با محلول های آنیونیک و امولسیون های آنیونیک با کلریدکلسیم تعیین می شود. این آزمایش معیاری موسوم به قابلیت امولسیون شدن را ارائه می کند.(استانداردASTM-D244 )
گرانروی(ویسکوزیته) امولسیون
ویسکوزیته به صورت مقاومت سیال در مقابل جاری شدن تعریف می شود. برای امولسیون های قیری، آزمایش ویسکوزیته سیبولت فیورل به عنوان معیار سنجش ویسکوزیته استفاده می گردد. نتایج ویسکوزیته سیبولت به صورت ثانیه، گزارش می گردد. با توجه به نوع امولسیون یکی از دو دمای 25ᵒC و 50ᵒC آزمایش استفاده می شود.
آزمایش لخته شدن امولسیون
آزمایش لخته شدن امولسیون، سرعت نسبی لخته شدن ذرات معلق قیر در امولسیون زودشکن(زمانی که روی مصالح یا خاک به صورت فیله نازک پخش شود) نشان می دهد.
کلرید کلسیم باعث می شود که گلبول های ریز قیر حاضر در امولسیون آنیونی لخته شود. محلول کلریدکلسیم و آب با امولسیون زود شکن به طور کامل مخلوط شده و ترکیب از روی الک عبور داده می شود تا میزان انعقاد گلبول های قیر تعیین شود. ضوابط غلظت محلول و حداقل مقدار قیر مانده روی الک را تعیین می کند(اغلب این مقدار 60 درصد می باشد). پیش بینی می شود که امولسیون های تندشکن به محض تماس با مصالح سنگی(مانند چیپ سیل) می شکنند. آزمایش های مشابه برروی امولسیون های تندشکن کاتیونی نیز انجام می گیرد. البته در آنها به جای محلول کلرید کلسیم، محلول دی اکتیل سدیم سولفوساکسینات استفاده می شود.
آزمایش تشخیص امولسیون تندشکن کاتیونی
این آزمایش اخیرا در ASTMD 244 مطرح شده است و جایگزین آزمایش طبقه بندی امولسیون شده است. مشابه آزمایش طبقه بندی این آزمایش نیز شامل پوشش ماسه سیلیسی می باشد. در این آزمایش جدید ابتدا ماسه با اسیدکلریدرک و الکل ایزوپروپیل شسته می شود اما شبیه آزمایش طبقه بندی نبوده و هیچ گونه سیمان پرتلند استفاده نمی شود. امولسیون با ماسه برای دو دقیقه مخلوط می شوند در انتهای دوره اختلاط، مقایسه سطح پوشیده شده با امولسیون و سطح پوشیده نشده معیاری برای تعیین امولسیون تند شکن کاتیونی تلقی می شود.
آزمایش تشخیص امولسیون ها ی دیرشکن کاتیونی
این آزمایش نیز به طور نسبی یک آزمایش جدید است که اگر نتایج بار الکتریکی به دست نیامد از آن استفاده می شود. مقدار مشخصی از ماسه سیلیسی که قبلاً شسته و خشک شده است با مقدار مشخص از امولسیون کاتیونی دیر شکن، مخلوط می شود و تا وقتی که مصالح به طور کامل پوشیده شود اختلاط ادامه می یابد. مقدار امولسیون در مخلوط باید 5 درصد وزن ماسه باشد. مخلوط را برای 24 ساعت عمل آوری کرده و سپس در محفظه آب مقطر در حال جوش قرار می دهند، پس از ده دقیقه نمونه را روی سطح صاف قرار داده و پوشش مصالح را بررسی می کنند اگر پوشش بیش از 50% کل مخلوط باشد نتیجه آزمایش برای امولسیون دیر شکن کاتیونی مثبت تلقی می شود.