آزمایش تعیین کندروانی قیر

آزمایش تعیین کندروانی قیر 

براساس استاندارد (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 (Pa×s) 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 استاندارد ASTM 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

روش انجام آزمایش

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.