قیر امولسیونی

تخصصی ترین مطالب، کلیپ ها و فیلم های آموزشی، راهکارها و رفع مشکلات صنعت قیر، آسفالت و عایق را در کانال تخصصی ما دریافت کنید
https://telegram.me/FGPco

تاریخچه قیرامولسیونی

اولين قیر امولسیون در سال ۱۹۲۲ توسط هيو الن مكي ثبت شد.در آن زمان صنايع اتومبيل سازي پيشرفت زيادي داشت و تعداد زيادي جاده در حال ساخته شدن بود. توليد قیر امولسيون در فرانسه كه به عنوان مهد اين تكنولوژي معروف است از ۱۰۰۰۰ تن در سال ۱۹۲۳ به ۳۰۰۰۰۰ تن در زمان جنگ جهاني دوم افزايش يافت و در سال ۱۹۷۰ به ۱۲۰۰۰۰۰ تن رسيد.

امروزه ۳۰ % تمام جاده هاي فرانسه از امولسيون ساخته شده اند و در تمام نقاط دنيا در حال ساخت هستند. اكثر قيرهايي كه در راه سازي مصرف مي شوند در حرارت معمولي حالت خميري و نيمه جامد دارند. به همين جهت در عمليات آسفالت پوششي ابتدا بايستي به كمك حرارت آنها را سيال نموده وسپس قشر نازكي از آنها را در سطح راه پخش نمود.

امولسیون قیری چیست؟
امولسيون قيري عبارتست از پراکندن مولکولهاي قير با قطر متوسط 0.1 تا 10 ميکرون در فاز آبي، اين يک سوسپانسيون روغن در آب که قير به عنوان فاز روغني ( با درصد 52 تا 68 درصد) در فاز آبي (با درصد 43 تا 32 درصد ) معلق مي شود.
امولسیون قیری مخلوطی دو فازی مرکب از قیر و آب است که به کمک ماده امولسیون ساز ساخته می شود. در این مخلوط، قیر در آب نشده بلکه به صورت گلبولهایی بسیار ریز در آب شناور است. در بعضی موارد ممکن است همراه با ماده امولسیون ساز، ماده پایدار کننده نیزاستفاده گردد. رنگ امولسیون قیری قبل از مصرف قهوه ای است و بعد از شکستن و تبخیر آب به رنگ سیاه قیر تبدیل می شود.

امولسيفاير چيست ؟
قير با آب ترکيب نمي شود. جهت ايجاد پايداري و معلق نگهداشتن مولکولهاي قير در آب نياز به ماده واسطه اي مي باشد که با احاطه کردن مولکولهاي قير و همبارکردن آنها از به هم چسبيدن آنها جلوگيري نمايد. امولسيفاير ماده اي است که مولکول آن از دو قسمت آبدوست و چربي دوست تشکيل گرديده است. قسمت چربي دوست آن به قير و قسمت آبدوست آن به مولکولهاي آب مي چسبند و با ايجاد سپر از چسبيدن مولکولهاي قير به يکديگر جلوگيري مي نمايند.

کلوئيدميل (colloidal-Mill) چيست؟
مهمترين قسمت پلانت توليد امولسيون ميل آن مي باشد. اين ميکسر از دو قسمت اصلي روتور و استاتور تشکيل شده است. آب و قير بدرون اين دستگاه وارد مي شوند، قير ورودي تحت اثر دوران سريع قسمت روتور به ذرات بسيار ريز تبديل شده و امولسيفاير موجود درآب مولکولهاي قير را احاطه کرده و امولسيون از ميکسر خارج مي شود.

انواع امولسيون :
امولسيونها از نقطه نظر بار به دو نوع کاتيونيک و آنيونيک واز نقطه نظر زمان شکستن به سه نوع تندـ شکن، متوسط ـ شکن و کندشکن تقسيم مي شوند.

شکستن امولسيون چيست؟
شکستن امولسيون عبارتست از تبادل بار الکتريکي مولکولهاي امولسيفاير با مصالح سنگي منجر به از بين رفتن فشار، محافظ مولکولهاي قير شده و اين فرصت را ايجاد مي کند که يکديگر را جذب کرده و به شکل قير درآيند.

ميزان پاشش امولسيون در مترمربع چقدر است؟
ميزان پاشش امولسيون بر روي آسفالت (تک ـ کت ) بسته به وضعيت سطح بين 250 تاحداکثر 500 گرم در مترمربع و براي اجراي پرايم ـ کت بين 800 تا 1200 گرم در مترمربع مي باشد.

چيپ ـ سيل ( chip- seal) چيست ؟
چيپ ـ سيل يا آسفالت سطحي عبارتست از پخش يک لايه امولسيون و پوشاندن آن با مصالح شني دانه اي .

ساخت امولسیون های قیری
امروزه دو روش برای تهیه امولسیون های قیری در راهسازی متداول است که عبارتند از:
1-    روش پیوسته
2-    روش پیمانه ای
تفاوت اصلی این دو روش در آن است که در تهیه امولسیون قیری به روش پیوسته، فاز قیری و فاز آبی بصورت لحظه ای آماده و به سیستم تولید تزریق می­گردد. در صورتیکه در روش پیمانه ای فاز آبی بصورت مجزا در دو پیمانه آماده شده و یا فاز قیری بصورت  لحظه ای در آسیاب کلوئیدی مخلوط می­گردد. در فرایند تولید امولسیون قیری، محلول امولسیون ساز و قیر از درون آسیاب عبور داده می شوند تا امولسیون ساخته شود. پمپ ها، محلول امولسیون ساز و قیر را وارد آسیاب می نمایند. محلول امولسیون ساز شامل آب، امولسیون ساز، اسید و در صورت لزوم پایدار کننده است که با دقت و با نسبتهای مناسبی مخلوط می شوند تا محلول یکنواخت با درجه اسیدی مورد نظر بدست آید. قیر مورد استفاده می تواند قیر خالص یا قیر مخلوط شده با یک حلال نفتی مثل نفت سفید یا گازوئیل و یا روغنهای گیاهی باشد. امولسیون خارج شده از آسیاب داغ است. لذا قبل از انتقال به مخزن ذخیره باید وارد مبدل­های حرارتی شده تا به دمای مناسب برسد و سپس وارد مخزن ذخیره گردد.

دمای امولسیون در هنگام ساخت هرگز نباید به بیش از 100 درجه سانتیگراد برسد و باید بین 85 تا 95 درجه سانتیگراد نگهداشته شود. به منظور اجتناب از بالا رفتن موضعی دما، اختلاف دمای بین قیر و محلول امولسیون ساز باید تا حد امکان کم باشد. قیر بایستی آنقدر گرم باشد  که قابل پمپ شدن باشد. برای امولسیون با 60 درصد قیر، مجموعه دمای دو فاز باید حدود 195 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شود و دمای امولسیون در قسمت خروجی آسیاب در  حدود 90 درجه سانتیگراد باشد.  قبل از تولید امولسیون قیری باید فرمولی مناسب برای ساخت آن با توجه به کاربرد و خصوصیات مربوط و استانداردهای مربوطه انتخاب شود.

ویژگی های قیر امولسیون:
1. امکان حمل به مکان های دور دست به صورت فله (با تانکر قیرپاش، کامیون و تریلی) یا بشکه (ترجیحا بشکه روغن).
2. توانایی استفاده از آسفالت با ضخامت های کم.
3. سرعت پخش بالای آسفالت سطحی یا نازک و همینطور، افزایش عملیات آسفالت به علت خشک شدن کم تر از 2 ساعت.
4. مناسب جهت هر نوع آسفالت، اساس و روکش (خیابان- اتوبان- باند فرودگاه).
5. عدم نیاز به حرارت دهی حین نگهداری، حمل و پاشش.
6. قابل مصرف در دمای محیط (از دمای حداقل 5 درجه و حداکثر 80 درجه سلسیوس) و بر روی روسازی های مرطوب.
7. نفوذپذیری مناسب به علت سیالیت بالا.
8. پیچیده نبودن ماشین آلات مورد نیاز و سهولت استفاده.
9. سازگاری کامل با محیط زیست و آلاینده نبودن چه در فرآیند ساخت و تولید و چه در فرآیند حمل، پاشش و شکست.
10. شکست سریع قیر امولسیون در تقابل با مصالح سنگی و هوا (تنها 1 تا 2 ساعت).
11. سمی نبودن و عاری از هرگونه بود.
12. عدم قابلیت آتشگیری هنگام نگه داری، حمل و اجرا.
13. تغییر رنگ از قهوه ای به سیاه پس از فرآیند شکست قیر امولسیون و آماده شدن برای تردد یا اجرای لایه بعدی آسفالت.
14. دادن حرارت غیر مستقی مدر صورت کاهش دمای محیط به کم تر از 5 درجه سلسیوس، با سیستمی مانند لوله کشی روغن داغ جهت افزایش  دما به 5 تا 15 درجه به منظور جلوگیری از یخ زدن و دوفاز شدن.
15. ماندگاری در مخزن حداقل تا 3 ماه در دمای قیده شده در بند 6. ( در صورت دوجداره بودن مخزن نگه دارنده و میکسر داشتن و هر هفته یا هر دوهفته استفاده از میکسر به مدت 1 ساعت در هر نوبت، این محصول تا حدود 4 ماه همگن و مخلوط باقی می ماند).
16. پمپ و تخلیه از تانکر تریلی به کف مخزن ذخیره و رها نکردن قیر امولسیون از ارتفاع بیش از 30 سانتی متر (جهت نگه داری در مخزن، قیر امولسیون حتما باید به پایین منبع پمپ شود و یا با شیلنگی که تا انتهای مخزن ذخیره می رود، از تانکر تریلی به مخزن ذخیره پمپ شود. در صورتی که از بالا رها شود، کف می کند و دوفاز می شود).
17. شکسته و شسته بودن مصالح سنگی و به همراه نداشتن خاک (یا مصالح 3- 0 در سنگدانه ها) تا قیر امولسیون که به خاطر بالا بودن چسبندگی خود به اولین جسم در تماسش می چسبد، به جای چسبیدن به خاک روی مصالح، به خود مصالح سنگی هدف بچسبد و گلوله گلوله یا رول نشود (مصالح سنگی نشسته را کافی است با ماشین آب پاش، آب پاشی کنیم تا خاک یا مصالح 3- 0 در لابه لای مصالح سنگی هدف فرو رود و به نوعی مصالح سنگی را از خاک عاری کنیم تا بالاترین سطح چسبندگی بین قیر امولسیون و مصالح سنگی مورد نظر را به دست آوریم).

جابجایی امولسیون های قیری
به هنگام جابجایی امولسیون های قیری از مخزنی به مخزن دیگر باید نکات زیر رعایت گردد:
*هنگام گرم کردن، امولسیون قیری را به آرامی هم بزنید تا موجب حذف یا کاهش ایجاد پیوسته قیری گردد.
*در زمستان از یخ زدن پمپ ها، شیرها و لوله ها جلوگیری شود. محتویات پمپ را خالی نموده یا آنها را با ضد یخ مطابق با توصیه کارخانه سازنده پر کنید.
*هنگامی که از لوله ها استفاده نمی شود با باز کردن دو راهی ها و دمیدن، آنها را تخلیه نمایید.
*از پمپهای با فاصله جدار داخلی مناسب برای جابجایی امولسیون های قیری استفاده گردد. نداشتن فاصله جدار داخلی مناسب باعث چسبیدن و گرفتگی پمپ ها می شود.
*به منظور رفع گرفتگی پمپ، دیواره محافظ یا لوله های جدار پمپ به ملایمت گرم شود.
*برای راه اندازی آسان پمپ، آن را تا حدود 65 درجه سانتیگراد گرم نمایید.
*برای سهولت در راه اندازی مجدد پمپی که حتی برای مدت کوتاهی از سرویس خارج می شود، باید آن را با یک حلال نفتی پر کنید.
*هنگام رقیق کردن امولسیون قیری با آب ، باید سازگاری آب مصرفی با امولسیون قیری با آزمایش کنترل گردد.
*در صورت امکان از آب گرم برای رقیق کردن استفاده شود. همیشه آب را به آرامی به امولسیون قیری اضافه کنید و هیچگاه امولسیون قیری را به آب اضافه ننمایید.
*تا حد امکان از پمپ کردن و هم زدن مکرر امولسیون قیری اجتناب گردد، زیرا ممکن است غلظت آن کاهش یابد. همچنین با این عمل ممکن است حباب هوا وارد امولسیون قیری شده و باعث ناپایداری آن می گردد.

*از مخلوط کردن انواع مختلف امولسیون قیری در مخازن ذخیره، وسایل انتقال و دستگاه پخش کن خودداری شود.
برای مثال اگر امولسیون های قیری آنیونیک و کاتیونیک مخلوط شوند، مخلوط حاصل خواهد شکست و به آب و قیر دلمه شده تبدیل می گردد.
*از آنجایی که وجه تمایز امولسیون های قیری مختلف به صورت چشمی مشکل است، همیشه یک نمونه آزمایشی از مخلوط امولسیون قیری جدید و امولسیون قیری از قبل ذخیره شده به منظور انجام آزمایش تعیین سازگاری مخلوط تهیه می شود.
*به منظور جلوگیری از کف نمودن امولسیون قیری، لوله های ورودی و برگشتی در ته مخزن قرار داده شوند.
*پمپ کردن از ته مخزن ناهماهنگی امولسیون قیری را که روی آن پیوسته قیری ایجاد شده، کاهش می دهد.
*امولسیون های قیری که در یک گروه قرار گرفته اند، می توانند از نظر شیمیایی و عملکرد کاملا متفاوت باشند.
*حمل امولسیون قیری بایستی با کامیونهایی انجام گیرد که مجهز به وسیله بازرسی و تنظیم جریان مایعات باشند.

*امولسیون های قیری را که مدت طولانی ذخیره شده اند، باید با به گردش در آوردن آن یا به گونه ای دیگر هم زده شود.
*از پمپ های با فاصله جدار داخلی کم یا بدون فاصله برای پمپ نمودن امولسیون قیری استفاده نشود زیرا ممکن است باعث گرفتگی و از کار ایستادن پمپها شود.
*برای گرم کردن جدار محافظ یا لوله های جدار پمپ نباید از گرمای زیاد استفاده شود، گرمای زیاد ممکن است به پمپ آسیب برساند و قیر نیز سخت تر شود.
*امولسیون های قیری تندشکن نباید رقیق شوند. امولسیون های قیری کند شکن و دیر شکن را می توان با آب رقیق نمود، اما همیشه باید آب را به آرامی به *امولسیون قیری اضافه کرد، برخی از انواع امولسیون های قیری نظیر امولسیون قیری کندشکن آنیونیک، باید تنها توسط کارخانه تولید کننده با آب رقیق شوند.
*امولسیون های قیری نباید به مخازن ذخیره ماشینها ی تانکردار یا دستگاه پخش قیر که دارای مواد باقیمانده ناسازگار با امولسیون قیری می باشند تخلیه شوند.

آزمایشهای آزمایشگاهی معمولاٌ برای یکی از چهار هدف زیر انجام می شوند:
1- برای اندازه گیری خواص امولسیون های قیری در ارتباط با حمل، ذخیره سازی و اجرا.
2- برای کنترل کیفیت و یکنواختی فراورده در ضمن ساخت و مصرف.
3-    به منظور تهیه روشهای استاندارد برای مشخصات فنی.
4-    برای پیش بینی یا کنترل عملیات اجرایی.
آزمایش های قیر امولسیونی تحت عناوین آزمایش های تعیین اجزای تشکیل دهنده ، غلظت ، پایداری و بررسی باقی مانده از تقطیر امولسیون قیری انجام می شوند.



آزمایش های تعیین اجزای تشکیل دهنده امولسیون قیری عبارتند از:
    تعیین مقدار آب
    تعیین مقدار باقی مانده از تقطیر
    شناسایی ماده روغنی تقطیر شده با روش ریز تقطیر
    تعیین باقیمانده در اثر تبخیر
    تعیین بار الکتریکی ذرات امولسیون قیری کاتیونیک

آزمایش تعیین غلظت امولسیون قیری شامل:
    تعیین کندروانی امولسیون قیری به روش سیبولت فیورل

تعیین پایداری امولسیون قیری شامل:
    گلوله شدن
    نشست
    اختلاط با سیمان
    آزمایش پوشش
    قابلیت امتزاج با آب
    یخ زدگی
    قابلیت اندود و مقاومت در مقابل آب
    پایداری در هنگام ذخیره سازی

آزمایشهای بررسی قیر باقیمانده از تقطیر امولسیون قیری شامل:
    تعیین چگالی باقیمانده
    تعیین مقدار خاکستر
    تعیین میزان حلالیت قیر در تری کلروراتیلن
    تعیین درجه نفوذ
    تعیین قابلیت شکل پذیری
    آزمایش شناوری

 

کارخانه تولید قیر امولسیونی از نوع پیمانه ای (Bach Plants)
در کارخانه تولید امولسیون قیر از نوع پیمانه ای، محلول امولسیون ساز، در یک مخزن پیمانه ای تهیه و مخلوط می شود. اگر حلال باید به کار برده شود، آن را به قیر اضافه می نمایند، پس برای قیر یک مخزن پیمانه ای نیاز می باشد. علاوه بر این، حلال نیز باید در خط تولید اضافه شود. امکان دارد که  موادی با حجم زیاد، یعنی قیر و آب، به وسیله استفاده از شاخص نشان دهنده ارتفاع اندازه گیری شوند. فقط موادی با حجم کم، یعنی حلال و مواد شیمیایی، باید به وسیله یک دستگاه حجمی بهتر، وزن یا اندازه گیری شوند.
در ساده ترین کارخانه های امولسیون قیر از نوع پیمانه ای، پیمانه های قیر و محلول امولسیون ساز در حجم هایی که مطابق با باقیمانه قیر خواسته شده است فراهم می شود و سپس در میان آسیاب کلوئیدی، جاذبه ای فراهم می شود تا اینکه مخازن پیمانه ای خالی شود. نصب خیلی بهتر شامل پمپ هایی است که امکان دارد از ریزش باقیمانده قیر جلوگیری کند تا سرانجام به همه محصولات، کیفیت خیلی بهتر بدهد.

کارخانه تولید قیر امولسیونی از نوع پیوسته (Continues Plants)
کارخانه تولید امولسیون قیر از نوع پیوسته، مخازن پیمانه ای، قیر و محلول امولسیون سازی که مستقیماً تهیه شود را ندارد. محلول امولسیون ساز به طور اتوماتیک تهیه می شود و طبق فرمولاسیون انتخاب شده، به وسیله وارد کردن امولسیون ساز، اسید و پایدار کننده به داخل آب، قبل از ورود آب به داخل آسیاب، واکنش بین امولسیون ساز و اسید اتفاق می افتد.
آب به وسیله یک گرمکن دائمی، تا یک دمای مناسب گرم می شود. کارخانه تولید قیر امولسیون از نوع پیوسته، نیاز به امولسیون سازهایی دارد که به آسانی در آب پخش شوند تا اینکه اجازه یابند به تندی با اسید واکنش دهند. برای کنترل در اسید، درست قبل از آسیاب، یک PH متر در آب قرار می گیرد. همچنین قیر و اگر لازم باشد حلال، به طور پیوسته وارد آسیاب می شوند. قیر درون یک مخزن، در دمای مناسب نگه داشته می شود. کارخانه تولید قیر امولسیون از نوع دائمی تا هنگامی که ماده و فضای نگهداری در دسترس باشد. می تواند کار کند.
مزایای عمده کارخانه تولید امولسیون قیر از نوع پیوسته نسبت به نوع پیمانه ای:
تغییر سریع از یک نوع امولسیون به نوع دیگر
به کار و هزینه جابجایی کمتری نیاز می باشد.
خطرات سلامت نسبت به مواد شیمایی تقریباً از بین می رود.
استفاده بیشتر از طریق حذف پیمانه ها

ویسکوزیته (کندروانی) قیر امولسیونی
مقاومت سیالات را در برابر جاری شدن، کندروانی گویند. برای تعیین کندروانی امولسیون قیری از وسیکوزیته سنج سیبولت فیورول استفاده می شود. کندروانی امولسیون قیری باید به اندازه ای باشد تا در مدت زمان ذخیره سازی در محدوده قابل قبولی باقی بماند. لذا تولید کنندگان باید قادر به تولید امولسیون قیری با کندروانی مورد نظر باشند. عوامل تأثیر گذار بر کندروانی امولسیون قیر عبارتند از:
میزان قیر، دمای امولسیون قیری و توزیع اندازه ذرات قیر پخش شده در امولسیون، نوع و مقدار ماده امولسیون ساز، نوع و مقدار پایدار کننده، و میزان املاح موجود در قیر

نشست قیر امولسیونی
نشست فرآیندی است که طی آن فاز قیر یا بخشی از آن به سمت ته ظرف امولسیون حرکت می کند. اگر ذرات قیر در امولسیون نشست نمایند، بدین معنی نیست که امولسیون قیر ناپایدار است. غالباً هم زدن آرام، امولسیون قیری را به کیفیت اولیه بر می گرداند. به هر حال، اگر پایداری امولسیون قیر ضعیف باشد، ممکن است نشست منجر به انعقاد و شکست امولسیون قیری گردد. در این حالت با هم زدن نمی توان کیفیت امولسیون را به مدت زیادی حفظ کرد. در جه نشست امولسیون نشان دهنده عمر بهره برداری از آن می باشد.
نشست امولسیون به واسطه نیروی ثقل و اختلاف وزن مخصوص بین دو فاز آن می باشد، حتی اگر این اختلاف کم باشد. همچنین اگر ذرات قیر در امولسیون، درشت و میزان قیر کمتر از 65% باشد، نشست ممکن است اتفاق بیفتد. سرعت سقوط ذرات قیر در امولسیون بستگی به میزان قیر در امولسیون دارد که با افزایش مقدار قیر کاهش پیدا می کند. در امولسیون های قیری حاوی بیش از 65% قیر معمولاً نشست، بسیار کم و ناچیز است. برخی از روش هایی که برای کاهش یا جلوگیری از نشست استفاده می شوند عبارتند از:
کاهش وزن مخصوص قیر با افزودن حلال
افزایش غلظت فاز آب با اضافه کردن ماده تغلیظ کننده
جلوگیری از لخته شدن با تغییر نوع و غلظت پایدار کننده و امولسیون ساز یا با تغییر درجه اسیدی
کاهش اندازه ذرات قیر، به عنوان مثال آسیاب نمودن بهتر با تغییر ماده امولسیون ساز
بهبود شرایط ذخیره سازی از جمله نگهداری امولسیون قیری در دمای بالاتر از دمای محیط

شکست قیرامولسیونی
امولسیون می بایست در خلال مراحل نگهداری وحمل و نقل پایدار باشد. اما به هنگام استفاده به سرعت بشکند، این کیفیت به آسانی با امولسیون های کاتیونی دست یافتنی است، زیرا امولسیون های کاتیونی در تماس با  بشتر مصالح دانه ای به طور شیمیایی واکنش داده و شکسته می شوند.
در بیشتر موارد مصالح دانه ای دارای بار منفی می باشند و به همین خاطر امولسیون سازهایی با بار مثبت به طور الکترواستاتیک جذب مصالح دانه ای شده و باعث می شوند که امولسیون شکسته شود و علاوه بر این امولسیون سازها در این مقطع به عنوان یک عنصر چسبیده عمل می کنند.
عمل شکست می تواند از طریق انتخاب امولسیون ساز و محتوای امولسیون ساز کنترل شود. سایر عواملی که بر شکست تأثیر می گذارند عبارتند از دما، رطوبت و نوع قیر.

خامه ای شدن قیرامولسیونی
در بعضی حالات ذرات قیر در امولسیون به سمت بالا می آیند، این پدیده خامه ای شدن نامیده می شود و زمانی اتفاق می افتد که وزن مخصوص قیر کمتر از وزن مخصوص آب باشد، به عنوان مثال، مقدار حلال در قیر زیاد باشد..

لخته شدن قیرامولسیونی
لخته شدن فرآیندی استکه در آن ذرات قیر شروع به چسبیدن به یکدیگر می نمایند. اغلب اوقات در این فرآیند ذره بزرگتر مرکزی که ذرات کوچکتر اطراف آن را احاطه نموده، تشکیل می شود. ذرات لخته شده قیر غالباً با هم زدن مجدد پراکنده می شوند.

انعقاد قیرامولسیونی
به فرآیندی که ذرات قیر در امولسیون به یکدیگر بپیوندند و به شکل ذرات بزرگتر درآیند، انعقاد گویند. غالباً انعقاد به دنبال لخته شدن اتفاق می افتد. این فرآیند می تواند به علت اعمال مکانیکی نظیر هم زدن، پمپ کردن یا لرزاندن شروع شود. پدیده انعقاد که در فرآیند شکستن امولسیون قیری اتفاق می افتد به نوع مصالح سنگی بستگی دارد.

مولسیفایر موجود در قیرامولسیونی
امولسیفایر در امولسیون قیر استفاده می شود و باعث خواصی به شرح زیر می گردد:
با کاهش کشش سطحی بین آب و قیر باعث آسان شدن تشکیل امولسیون می گردد.
تعیین می کند امولسیون تشکیل شده از نوع آب در روغن و یا روغن در آب باشد.
به وسیله جلوگیری از انعقاد قطره ها باعث پایداری امولسیون می شود.
تعیین خواص کارایی امولسیون مانند نرخ تنظیم (setting rate) و چسبندگی بر عهده امولسیفایر است.
امولسیفایر تنها جزء تشکیل دهنده پراهمیت در انواع امولسیون های قیر در آب است. برای اینکه این ماده مؤثر باشد باید در آب حل بشود و بین خواص آب دوستی (hydrophilic) و چربی دوستی (lipophilic) آن تعادل برقرار باشد. می توان از یک امولسیفایر یا ترکیبی از امولسیفایرها برای بدست آوردن خواص ویژه استفاده کرد.
در امولسیون، قسمت یونی امولسیفایر روی سطح قطره های قیر قرار می گیرد در صورتی که زنجیرهای هیدروکربنی خود را به سطح قیر می پیچانند و با آن پیوند برقرار می کنند (شکل ۶٫۱).
امولسیون ها ممکن است محتوی امولسیفایرهای آزاد باشند که این امر می تواند بر خواص نهایی تأثیرگذار باشد. قسمت یونی امولسیفایر به قطرات خودشان یک بار وارد می کنند و یون های مخالف مثل سدیم و کلرید به داخل فاز آب نفوذ می کنند.
در اینجا سه نوع سورفاکتانت را بررسی می کنیم:
در سورفاکتانت های آنیونی گروه های قطبی و الکتروظرفیتی (electrovalent) در سرها دارای بار منفی هستند و یک بار منفی را به سطح قطرهای قیر وارد می کنند.
R-COO–Na+
در سورفاکتانت های کاتیونی گروه های قطبی و الکتروظرفیتی (electrovalent) در سرها دارای بار مثبت هستند و یک بار مثبت را به سطح قطرهای قیر وارد می کنند.
R-NH3+Cl–
در امولسیفایر های غیر یونی، گروه های آب دوست در سرها بدون یونی شدن کوالانس و قطبی هستند و حل می شوند؛ و هر باری که در قیر باشد ناشی از گونه های یونی موجود در خود قیر است.
R-COO(CH2CH2O)xH
در امولسیفایرهای ساده با ساختار ذکرشده در بالا R نشان دهنده قسمت آب دوست است و معمولاً یک زنجیر هیدروکربن بلند شامل ۸ تا ۲۲ کربن است که از چربی های طبیعی و روغن ها مانند پیه (tallow) و یا مانند آلکیل بنزن از نفت مشتق شده است. قسمت آب دوست یا سر آب دوست می تواند شامل آمین ها، سولفونات ها، کربوکسیلات ها، گروه های اتری و الکلی باشد. از امولسیفایرهای دارای یک سر با گروه های چندعاملی شامل یک یا چند نوع از عوامل ذکرشده در بالا به شکل گسترده ای استفاده می شوند.
 

امولسیفایر
همان طور که می دانید مواد روغنی (مثلاً قیر) و آب در هم حل نمی شوند و آن ها را غیر قابل اختلاط می‌نامند. چنانچه مخلوط ماده روغنی (قیر) و آب را به شدت تكان دهيم دو مايع دريكديگر پخش شده و در نتيجه تشکیل امولسیون می‌دهند. وقتی یک امولسیون برای مدتی ساکن می‌ماند قطره‌های ماده روغنی شروع به جدا شدن از آب می‌کنند. برای متوقف کردن این فرایند از امولسی فایر استفاده می‌شود. امولسی‌ فایر در واقع از شکستن امولسیون جلوگیری می‌کند. از نمونه‌های امولسیون در صنایع غذایی می توان به شیر، کره، مارگارین، مایونز و بستنی اشاره کرد.

علت به وجود آمدن قیرامولسیونی
از آنجائي كه تهيه تسهيلات و دستگاههاي گرم كردن قير در نقاط دور دست نه مقدور بوده و نه مقرون به صرفه است متخصصين آسفالت سعي نمودند كه به طريقي كاربرد قير سرد را در راهسازي عملي سازند. با پيدايش امولسيون قير نه تنها عملاً كاربرد قير در سرما مقدور گرديد بلكه نقصي هم كه در كاربرد قيرهاي مخلوط وجود دارد در اين مورد ملاحظه نميگردد. زيرا قیرهای امولسیون بسيار سيال بوده و بفر ض مرطوب بودن سطح راه و يا مصالح مورد مصرف، چسبندگي مناسبي بين قير و مصالح به وجود می آورد.
هر امولسيون از يك سيستم با دو فاز غير قابل امتزاج تشكيل ميشود. يكي از دو فاز به صورت گلبول و يا گلوله هاي كوچك در داخل فاز ديگر پراكنده است. فازي كه به صورت گلوله كوچك ميباشد، فاز داخلي ناميده مي شود و فازي كه اطراف اين گلوله هاي را فرا گرفته بنام فاز خارجي يا فاز پيوسته موسوم است در هر امولسيون به روشهاي مختلف ميتوان مشخص نمود كه كدام فاز پيوسته و كدام فاز غير پيوسته است. به عنوان مثال در امولسيون”روغن-در-آب” روغن فاز عير پيوسته و آب فاز پيوسته را تشكيل مي دهد. امولسيون هاي قير به طور كلي از نوع امولسيون هاي روغن-در- آب مي باشندكه فاز غير پيوسته را گلوله هاي كوچك قير كه در آب پراكنده اند تشكيل مي دهد.

ذخیره سازی امولسیون های قیری
هنگام ذخیره سازی امولسیون قیری به نکات زیر بایستی توجه گردد:
    بر حسب مورد مصرف امولسیون قیری در دمای 10 تا 55 درجه سانتیگراد ذخیره شود.
    برای گرم کردن مخازن ذخیره از لوله های مارپیچی حاوی آب یا روغن داغ استفاده می شود. دما در سطح لوله های مارپیچ نباید بیش از 85 درجه سانتیگراد باشد.
    گروه های خاص امولسیون قیری باید در دمای مشخص ذخیره شوند. دمای ذخیره سازی امولسیون قیری که برای قیر پاشی به کار می رود، بیش از دمای ذخیره سازی برای امولسیون های قیری مصرفی در مخلوط با مصالح سنگی است. به عنوان مثال امولسیون قیری مورد مصرف در قیر پاشی از گروه تندشکن  با کند روانی زیاد در دمای 20 تا 70 درجه سانتیگراد ذخیره می شود. از طرف دیگر این امولسیون های قیری در همین محدوده دمایی مورد استفاده قرار میگیرند. امولسیون های قیری با کند روانی کم در دماهای پایین تر ذخیره می شوند. جدول زیر دمای کاربردی انواع امولسیون های قیری را نشان می دهد. امولسیون های قیری که برای تهیه مخلوطهای آسفالتی مورد استفاده قرار می گیرند، بایستی در دمای حدود مشخص شده در جدول مصرف شوند.
دمای امولسیون های قیری نباید به بیش از 85 درجه سانتیگراد برسد. در دماهای بالا، آب امولسیون قیری تبخیر می شود و موجب افزایش کند روانی و ایجاد لایه قیر در مخزن می گردد. امولسیون قیری در این حالت کارایی لازم را از دست می دهد ضمنا خالی نمودن مخزن مشکل خواهد شد.

عایق های امولسیونی
عایق‌های امولسیونی پایه قیری از جمله قیرهای امولسیونی اند که در آنها قیرهایی با درجه نفوذ و دمای نرمی مختلف به واسطه امولسیون کننده ای همچون بنتونیت در دمای حداکثر 80 تا 90 درجه سانتیگراد در آب به امولسیون تبدیل می‌شوند. این عایق ها پس از خشک شدن در برابر نفوذ آب مقاوم شده و خواص فیزیکی و مکانیکی بهتری نسبت به قیر نشان می‌دهند. اما با وجود این مزایا، عایق ایجاد شده دارای خواص فیزیکی و شیمیایی مناسب برای مقاومت در گستره دمایی بالا نیست. در کشور ایران به دلیل تنوع آب و هوایی و برخورداری از گستره دمایی بسیار بالا در طول سال یا حتی شبانه روز نیاز به عایقی با کارایی بیشتر محسوس است. از طرفی یکی از کاربردهای بسیار گسترده پلیمرها، استفاده از آنها در اصلاح خواص فیزیکی و شیمیایی قیرهاست که بدین وسیله می‌توان ضعف‌های یاد شده را تقویت کرد. در این پژوهش، با به کارگیری پلیمر SBS و رزین HVS در امولسیون سعی در بررسی خواص تک تک اجزای تشکیل دهنده امولسیون و تهیه عایقی با خواص فیزیکی و شیمیایی بهتر شده است. بنابراین اثر هر یک از اجزای تشکیل دهنده این امولسیون بررسی و مشخص شده که بیشترین مقدار مجاز استفاده از بنتئونیت 11% است. مشخص شده است. افزایش آمیخته SBS و HVS در مقادیر ثابت 11% بتائتیا پایداری گرمایی، انعطاف پذیری در سرما، پایداری امولسیون و حتی مقدار چسبندگی را تا حد بسیار زیادی افزایش می‌دهد. افزایش مقدار آب در زمان تولید تا حدود 44% موجب ازدیاد پایداری گرمایی و انعطاف پذیری عایق می‌شود و اثر زیادی بر پایداری امولسیون ندارد. بنابراین بهترین مقدار درصد آب بین 29 تا 44% انتخاب شده است. با جمع بندی نتایج به دست آمده در این طرح مشخص می‌شود. بهترین مقدار بنتونیت در امولسیون 11%، حداکثر مقدار آب در حین تولید 44% و بهترین مقدار آمیخته باید 7% باشد، تا امولسیون افزون بر خواص پایداری گرمایی خوب، انعطاف پذیری زیاد، چسبندگی مناسب، دارای مقاومت زیاد در برابر امولسیون شدن مجدد و پایداری خوب باشد.

عایق‌های امولسیونی پایه قیری از جمله قیرهای امولسیونی اند که در آنها قیرهایی با درجه نفوذ و دمای نرمی مختلف به واسطه امولسیون کننده ای همچون بنتونیت در دمای حداکثر 80 تا 90 درجه در آب به امولسیون تبدیل می‌شوند.
واژه بنتونیت از اصطلاح محلی شیل‌های بنتون واقع در ایالات وایومینگ آمریکا گرفته شده است. بنتونیت یک فیلوسیلیکات آلومینیم دار با فرمول (Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2.nH2O است که به طور عمده از مونت موریلونیت یا کانی‌های گروه اسمکتیت تشکیل شده است. بنتونیت به دو نوع بنتونیت‌های متورم یا بنتونیت‌های سدیم دار بنتونیت‌های غیر متورم یا بنتونیت‌های کلسیم دار دسته بندی می‌شوند .
از آنجا که این عایق ها پایه آبی اند به راحتی با بتن سیمان مخلوط شده و افزون بر افزایش دوام و ماندگاری بتن در برابر تغییرات دما ، به عنوان عایق‌های ضد صدا و گرما نیز به خوبی عمل می‌کنند
 کاربری و نحوه استفاده آسان و هزینه کم تولید این عایق ها سبب می‌شود که بتوان از آنها در کلیه بام‌های با شیب‌های کم و زیاد استفاده کرد . این عایق در کلیه سامانه‌های ضد خوردگی، برای مثال در پوشش‌های لوله ها و صنایع عمرانی نیز قابل استفاده است .
این عایق ها پس از خشک شدن، در برابر نفوذ آب مقاوم شده و خواص فیزیکی و مکانیکی آنها کاملاً تحت اثر خواص فیزیکی و مکانیکی قیر قرار دارند .
 از سوی دیگر از آنجا که عایق‌های امولسیونی فاقد حلال‌های آلی هستند، امروزه بسیار مورد توجه سازمان محیط زیست، کاربرها و حتی تولید کنندگان هستند . حداکثر پایداری گرمایی این نوع از عایق‌های امولسیونی مطابق استاندارد ASTM D 1227-95، 100 درجه سانتیگراد و حداکثر انعطاف پذیری آنها در سرمای صفر درجه سانتیگراد است

بهترین مقدار پودر بنتونیت در یک عایق امولسیونی بین 10 تا 11% است و از آنجا که افزایش بنتونیت پایداری گرمایی را افزایش می‌دهد، مقدار بهینه آن 11% باید انتخاب شود. همچنین، افزایش آمیخته SBS و HVS در مقدارهای ثابت 11% بنتونیت پایداری گرمایی، انعطاف پذریر در سرما، پایداری امولسیون و حتی مقدار چسبندگی را تا حد بسیار زیادی افزایش می‌دهد. بنابراین افزایش مقدار آمیخته تا 7% نتایج بسیار خوبی را در بر خواهد داشت.
مقدار آب اثر بسیار زیادی بر خواص امولسیون دارد. به طوری که افزایش مقدار آن در زمان تولید پایداری گرمایی و انعطاف پذیری عایق را افزایش می‌دهد. از سوی دیگر، افزایش آب تا بیش از 44%، احتمال امولسیون شدن عایق را افزایش می‌دهد و اثر زیادی بر پایداری امولسیون ندارد (بیشترین عامل تغییرات پایداری امولسیون تغییرات مقدار حلال با HVS است). از این رو، بهترین درصد آب می‌تواند بین 39 تا 44% انتخاب شود.

پرایمر قیری آبی
پرایمر قیری آبی محصولی تک جزئی بر پایه قیر و پودرهای معدنی مخصوص است که قابلیت رقیق شدن با آب را داشته و در هنگام اجرا از چسبندگی خوبی به سطوح بتنی، آجری، آسفالت و دیگر مصالح ساختمانی برخوردار می باشد.پس از خشک شدن پرایمر قیری آبی در مقابل نفوذ رطوبت و بخار آب مقاوم خواهد بود. پرایمر قیری آبی از امتیازاتی چون اجرای سرد و ساده، شکل پذیری مناسب، دوام شیمیایی خوب در برابر اسیدها و بازهای ضعیف و هزینه کم در مقایسه با سایر روش های محافظت و آب بندی برخوردار است.

کاربرد پرایمر قیری آبی
 پرایمر قیری آبی را با 15 تا 20 درصد آب رقیق کرده و با استفاده از قلم مو یا غلتک در موارد زیر اجرا میکنند:
– محافظت از بتن های مدفون در خاک
– عایق کاری دیوارها، سقف ها، استخرها و مخازن آب
– پوشش دهی لوله های سیمانی یا فلزی
–  ایجاد لایه محافظ در برابر بخار
– استفاده به عنوان آسفالت سرد در صورت اختلاط با ماسه مناسب
توجه: پیش از خشک شدن ابزار کار پرایمر قیری آبی، آنها را با آب تمیز کنید.

مشخصات فنی پرایمر قیری آبی
• مایع غلیظ سیاه – قهوه ای رنگ می باشد.
• وزن مخصوص آن در حالت خمیری 1150 کیلوگرم در متر مکعب می باشد.
• مقاومت حرارتی آن 100 درجه سانتیگراد است.
• انعطاف پذیری آنتا 5- درجه سانتیگراد است.
• مقاومت در برابر حلال های روغنی و نفتی ضعیف است.
• زمان خشک شدن حدود 24 ساعت در 25 درجه سانتیگراد می باشد.
• اشتعال پذیر نیست.

میزان مصرف پرایمر قیری آبی
هر لیتر از  پرایمر قیری آبی برای پوشش دهی حدود 2 متر مربع از سطح کافی است.
شرایط نگهداری پرایمر قیری آبی
پرایمر قیری آبی در محل سرپوشیده به دور از تابش مستقیم نور خورشید و در دمای بالاتر از 5+ درجه سانتیگراد تا 6 ماه قابل نگه داری است. در صورت طولانی شدن انبارداری پرایمر قیری آبی بهتر است پیش از استفاده، محتوی داخل سطل هم زده شود.

امولسیون‌‌های آسفالت گوگردی
جهت بهبود و پوشش بهتر قیر به مصالح سنگی‌، صرفه جویی در انرژی‌، تنوع بیشتر و كاربرد در شرایط آب و هوایی متفاوت از امولسیون‌های آسفالتی گوگردی استفاده می‌كنند. امولسیون‌های آسفالت گوگردی شامل فازهای مختلفی هستند كه درصد و مقدار اجزاء تشكیل دهنده هر فاز از تركیبی به تركیب دیگر متفاوت است‌. تفاوت تركیب‌های مختلف فقط در مقدار و درصد فازها است و پروسه تولید در تمام آن‌ها مشابه است.
تركیب مورد نظر امولسیون آسفالت گوگردی شامل فازهای زیر است.
فاز قیری
این فاز شامل ۴۰ تا ۷۰ درصد قیر روسازی، ۱۰ تا ۵۰ درصد گوگرد و ۵ تا ۳۰ درصد هیدروكربن نفتی مایع به عنوان عامل نرم كننده است.
فاز آبی
این فاز شامل مقدار جزئی آب و ماده امولسیون ساز با غلظت ۰/۲ تا ۴ درصد وزنی بر اساس كل تركیب است.
این تركیب‌ها باید طوری باشد تا از تغییر شكل یافتن و شیاردار شدن آسفالت توسط و اتومبیل به‌ خصوص در هوای گرم جلوگیری كند برای رسیدن به تركیب با خصوصیات اجرایی مناسب درصد گوگرد باید بین ۲۰ تا ۳۰ درصد گوگرد باشد.

‍ ویسکوزیته قیرامولسیونی
از آنجا که قیر امولسیونی مورد استفاده ترمیم های سطحی، در اغلب موارد پاشیده می شوند مقدار ویسکوزیته قیر امولسیونی در شرایط پاشش بسیار مهم است. متأسفانه اندازه گیری ویسکوزیته قیر امولسیونی کار دشواری است. در پاشیدن امولسیون، در دمای 90 درجه سانتیگراد سرعت های برش بالایی اعمال می شوند که باعث شروع فرآیند شکسته شدن امولسیون می شود.این مورد، از نظر فنی مطلوب می باشد ولی از دیدگاه رئولوژی یک مشکل عمده وجود دارد. ویسکوزیته قیر امولسیونی معمولاً توسط ویسکومتر روزنه ای اندازه گرفته می شود که در آن سرعت برش نسبتاً پایین است. در هر حال اگر هر بخش از امولسیون فقط یک بار از ناحیه اعمال برش عبور کند، اثرات ناشی از تبخیر آب از سطح امولسیون (در شرایط حاد تشکیل پوسته) روی جریان آن در زیر ویسکومتر اثری ندارد.
ویسکوزیته قیر امولسیونی غلیط به ندرت ویژگی های نیوتنی از خود نشان می دهند. در عوض ویسکوزیته ظاهری آنها با سرعت برش تغییر می کند. علاوه بر این سرعت تغییر ویسکوزیته قیر امولسیونی با دما در امولسیون های مختلف یکسان نیست. در مقایسه دو امولسیون مختلف ممکن است یکی از انها در دمای پاشش 85 درجه سلسیوس ویسکوزیته پایین تری داشته و بهتر پاشیده شود. در حالی که در دمای جاده 30 درجه سانتیگراد ویسکوزیته بالاتری داشته و دیرتر در سطح جاده خشک شود. از این رو اندازه گیری ویسکوزیته تنها در یک دما گمراه کننده است. هر چند که اندازه گیری ویسکوزیته کار دشواری باشد.
سه راه عملی برای افزایش ویسکوزیته یک امولسیون وجود دارد:
* افزایش غلظت قیر
* افزایش ویسکوزیته فاز پیوسته (آبی)
* کاهش گسترده توزیته اندازه ذرات قیر
 

( شما می توانید برای مشاهده هر یک از موضوعات زیر روی آن کلیک کنید )