تعیین ترکیبات قیر با استفاده از تست نفوذ

در دهه های اخیر تحقیقات زیادی بر روی قیر انجام شده است. قیر یک مایع سیاه یا قهوه ای خیلی ویسکوز و یا نیمه جامد است که در نفت خام و یا به صورت طبیعی یافت می شود. معمولاً قیر شامل ۸۳ تا ۸۶ درصد کربن، ۹ تا ۱۰ درصد هیدروژن، ۱ تا ۵ درصد سولفور و کمتر از یک درصد اکسیژن و نیتروژن و به مقدار کمی فلزات مانند وانادیم و نیکل است. به علاوه قیر یک سیستم کلوئیدی است که ترکیبات با بیشترین وزن مولکولی یعنی آسفالتن ها و ترکیبات با کمترین وزن مولکولی یعنی مالتن ها (آروماتیک ها، ترکیبات اشباع و رزین ها) در مخلوط هیدروکربن های اشباع شده حل شده اند و مقدار هترواتم ها به این ترتیب است: S< A< R< As

استفاده از قیر در ساخت آسفالت باعث افزایش علاقه به تحقیق درباره کشف خواص رئولوژیک این ماده شده است زیرا این خواص در ساخت و کیفیت آسفالت بسیار مهم است. در حقیقت مدل های کلوئیدی قبلی بر اساس مشاهده خواص رئولوژیکی ترسیم شده است. قبل تر از آن افرادی که با قیر کار می کردند مشاهده کرده بودند که دما تأثیر قابل توجهی بر ثبات قیر دارد؛ اما به دلیل ویسکوزیته بالای قیر در دمای اتاق، توصیف قیر به صورت خمیری یا نیمه جامد گیج کننده است و به همین دلیل مشخص کردن رفتار رئولوژیک قیر سخت است.

تست نفوذ اولین روشی است که به مقاومت ویسکوزیته مواد مربوط می شود. در واقع تست نفوذ می تواند به طور غیر مستقیم اطلاعاتی درباره ترکیبات شیمیایی قیر ارائه بدهد. آسفالتن مسئول قدرت و سختی قیر، رزین ها مسئول چسبندگی و انعطاف پذیری و روغن ها مسئول ویسکوزیته و روان شدگی قیر هستند. اگر نفوذ قیر در یک رنج دمایی بررسی شود می توان حساسیت قیر به دما را بررسی کرد و برای بررسی خواص حرارتی قیر از روش( DSC Differential Scanning Calorimetry) استفاده می شود.

 به علاوه  از تست نفوذ DSC در شرایط دمایی  و با بارهای مختلف برای مطالعه رفتار مکانیکی و حرارتی قیر استفاده شده است.

برای مطالعه بیشتر به مقاله زیر مراجعه نمایید:

Penetration testing and thermal behavior of bitumen 35/50 and modified bitumen 13/4

Hamzaoui, S. Guessasma, and A. Bennabi