حساسیت دمایی_ شاخص نفوذ (PI) قیر

همه قیرها از خود خواص ترموپلاستیک نشان می دهند، یعنی در اثر حرارت نرم  و در اثر سرما سخت می شوند. چندین معادله وجود دارد که نشان می دهد ویسکوزیته (انسجام) چگونه با دما تغییر می کند. یکی از این معادلات که از همه مشهورتر است توسط Pfeiffer و Van Doormaal تعریف شده است. اگر لگاریتم نفوذ P در مقابل دما T، رسم شود خط راستی به دست می آید، معادله ۴٫

که A  حساسیت دمایی لگاریتم نفوذ و K یک مقدار ثابت است. مقدار A از ۰٫۰۱۵ تا ۰٫۰۶ متغیر است و نشان می دهد که ممکن است تفاوت قابل توجهی بین حساسیت دمایی باشد. Pfeiffer و Van Doormaal معادله ای را برای حساسیت دمایی توسعه دادند که در آن مقدار حساسیت دمایی برای قیر جاده ای حدود صفر در نظر گرفته شده است. به همین دلیل آن ها شاخص نفوذ(PI) را تعریف کرده اند:

یا به طور صریح:

مقدار PI از حدود ۳- برای قیرهای با حساسیت دمایی بالا تا حدود ۷+ برای قیرهای به شدت دمیده با حساسیت دمایی پایین (PI بالا) است. PI به طور صریح تابعی از A است و بنابراین ممکن است با هدف مشابهی استفاده شود. مقادیر A و PI می تواند از اندازه گیری نفوذ در دو دما T₁ و T₂ بوسیله معادله ۷ بدست آید:

ثبات در نقطه نرمی به دو طریق به عنوان نفوذ بیان شده است، روش اول برون یابی خطی لگاریتم نفوذ در مقابل دما و روش دوم، اندازه گیری مستقیم بوسیله یک سوزن نفوذ بلند تر در دمای نقطه نرمی استاندارد. Pfeiffer و Van Doormaal کشف کردند که بیشتر قیرها در نقطه نرمی ASTM نفوذی برابر با ۸۰۰ دسی میلیمتر دارند. با جایگزینی T₂ در معادله ۷ بوسیله دمای نقطه نرمی ASTM و نفوذ در دمای T₂ با ۸۰۰ معادله ۸ را بدست آوردند:

جایگزینی این معادله در معادله PI و فرض دمای ۲۵ درجه سانتی گراد برای نفوذ معادله ۹را می دهد:

فرض نفوذ ۸۰۰ در نقطه نرمی برای همه قیرها صادق نیست. بنابراین توصیه می شود حساسیت دمایی بوسیله اندازه گیری نفوذ در دو دمای T­_۱ و T₂ محاسبه شود.

نموگراف های(nomograph) نشان داده شده در شکل ۱۲ و شکل ۱۳ می تواند مقدار تقریبی PI را با استفاده از نفوذ در ۲۵ درجه سانتی گراد و دمای نقطه نرمی و یا به وسیله نفوذ قیر در دو دمای مختلف نشان دهد. به دلیل گسترده بودن مقدار واقعی نفوذ در دمای نقطه نرمی، مقدار PI اندازه گیری شده بوسیله یک نفوذ و یک نقطه نرمی ممکن است متفاوت از مقدار دقیق محاسبه شده از دو نفوذ باشد. به هرحال، از آنجا که به طور کلی شکل خواص  برای کنترل قیر به نام مشخصات تشخیص داده می شود، استفاده از این شکل ها متداول است.

یک مشکل شاخص نفوذ PI این است که از تغییر در خواص قیر در یک محدوده کوچک دمایی برای مشخص کردن قیر استفاده می کند. در برخی موارد برون یابی سایر دما ها ممکن است باعث خطا شود. PI  می تواند برای بدست آوردن یک تقریب خوب از رفتار مورد انتظار قیر استفاده شود اما تأیید بوسیله اندازه گیری های سختی و ویسکوزیته نیاز است.