کاربردهای امولسیون های قیر

بیشتر امولسیون های قیر برای پوشش دادن سطوح استفاده می شوند. به هرحال، تطبیق پذیری امولسیون ها، آن ها را برای کاربردهای مختلفی مناسب کرده است.

دوغاب های درزگیر Slurry Seals

دوغاب های درزگیر مخلوطی از قیر امولسیونی و سنگ‌دانه های درجه بندی شده از لحاظ درجه غلظت جاری شدن هستند. در عمل، بوسیله وسایل مخصوص مواد باهم مخلوط و به صورت یک لایه نازک پخش می شوند. این فرآیند اولین بار ۵۰ سال پیش به برای تعمیر و نگه داری باندهای فرودگاه استفاده شد. در حال حاضر، امولسیون های آنیونی نیمه پایدار استفاده می شود که ضخامت به‌کاررفته ۳ میلی متر بوده و ساعت ها برای تبخیر شدن آب و سخت شدن لایه زمان لازم است. فرمولاسیون مخصوص و امولسیون های کاتیونی زمان کامل شدن فرایند را تا چند دقیقه کاهش می دهند، اگر لایه های نازک تر استفاده شود، یک درجه از بافت می تواند به دست آید که فرآیند را برای تعمیر و نگه داری جاده مناسب می کند.

استفاده از امولسیون قیر در مصالح سرد (آسفالت سرد):

افزایش نگرانی ها درباره صرفه جویی انرژی و حفاظت محیط زیست باعث ایجاد علاقه به تولید آسفالت سرد شده است. سازمان حفاظت محیط زیست انگلستان از سال ۱۹۹۰ تاکنون با افزایش سخت گیری نسبت به انتشار آلودگی از کارخانه‌های تولید آسفالت تأثیر فزاینده ای بر صنعت بزرگراه داشته است. قوانین مشابه ای در برخی دیگر از کشورهای پیشرفته و نه همه آن ها اعمال شده است. اگرچه تولید آسفالت سرد در مقیاس بزرگ در کشورهایی مانند انگلستان ایده جدیدی است، اما چند سالی است که استفاده از آسفالت امولسیونی امری عادی است.

در کشور فرانسه از سال ۱۹۶۰ به منظور تقویت و بازسازی جاده های با ترافیک سبک و همکاری بین پیمانکاران و مقامات به منظور توسعه موادی با عنوان grave emulsion از مصالح سرد استفاده می شود. اگرچه به طور سنتی مواد با درجه بندی پیوسته ۲۰ میلی متر استفاده می شود، grave emulsion مدرن معمولاً شامل ذرات ۱۴ میلی‌متری با مقدار ۴ تا ۴٫۵ درصد قیر است. grave emulsion می تواند انباشته بشود، بوسیله تجهیزات معمولی راه سازی یا تیغه گریدر به صورت یک لایه پخش بشود و در شرایط محیط فشرده شود. اگرچه این مواد در اصل برای تعمیرات جزئی استفاده می شود، اخیراً از آن در لایه های ساختاری جاده های با ترافیک متوسط هم استفاده شده است. در سال ۱۹۹۳ در کشور فرانسه یک استاندارد ملی برای grave emulsion معرفی شد.

پیشرفت های مشابهی در ایالات متحده امریکا اتفاق افتاده است و مسائل زیست محیطی و دور بودن بعضی سایت ها از کارخانه های تولید آسفالت باعث ایجاد انگیزه برای استفاده از آسفالت سرد شده است. انستیتو آسفالت کتاب A Basic Emulsion Manual, MS-19 را در سال ۱۹۸۶ و ویرایش سوم آن Asphalt Cold Mix Manual, MS-14 را در سال ۱۹۸۹ و Thickness Design Manual MS-1 شامل مخلوط آسفالت سرد با نام Emulsified Asphalt Materials (MAMs) را در سال ۱۹۹۱ منتشر کرد. در سال ۱۹۹۲ تقریباً ۵۰ میلیون تن آسفالت سرد در آمریکا مصرف شد که حدود ۱۰ درصد کل آسفالت تولیدی بود.

آسفالت سرد یک چالش جدیدی را برای مهندس هایی که به طور سنتی روی آسفالت داغ کار می‌کردند ایجاد کرده است. درحالی‌که مخلوط های داغ وابسته به خواص ویسکوالاستیک قیر هستند، مخلوط های امولسیونی یک سری جدید از شرایط را معرفی می کنند که باید در نظر گرفته شود تا مواد با موفقیت تولید و استفاده بشوند. شیمی سطح سنگ دانه ها نقش مهمی خواهد داشت و امولسیون باید با مینرالوژی (mineralogy) انواع مختلف سنگ ها طراحی شده باشد.

تئوری مخلوط های سرد:

تصور کلاسیک درباره روش کار مخلوط سرد این است که امولسیون در زمان اختلاط یا فشردگی می شکند، سنگ دانه ها پوشش داده می شوند و استحکام با گذشت زمان افزایش می یابد. افزایش استحکام به دلیل فرار آب از مخلوط و لخته شدن و درنتیجه چسبیدن ذرات قیر است.

به هرحال، ویژگی های کارایی اولیه یا قابلیت ذخیره سازی مواد و درنتیجه افزایش استحکام مکانیکی در شکل درجا باهم در تضاد هستند. بوسیله طراحی امولسیون برای تولید مخلوطی که بتواند روزها یا هفته ها قابل استفاده باقی بماند، افزایش چسبندگی در مخلوط فشرده، درنتیجه، استحکام بدست آمده از مخلوط به تعویق می افتد. اگر امولسیون برای تولید یک شکست سریع طراحی شده باشد بنابراین سختی مخلوط به سرعت افزایش می یابد و درنتیجه، مدت کمی قابل استفاده خواهد بود؛ بنابراین، این پتانسیل برای اختراع فنّاوری‌های جدید به منظور رفع چنین مشکلاتی وجود دارد به طوری که مخلوط آسفالت سرد نیز بتواند کارایی شبیه به آسفالت داغ داشته باشد.