قیر

قیر چیست؟

قير ماده اي است مركب و بسيار پيچيده كه از دير باز توسط بشر شناخته شده بوده است و در ساخت وسايل ساختماني و تزييني، ساخت پروتزهاي مصنوعي، ضد آب كردن كشتي و حتي موميايي كردن مورد استفاده قرار مي گرفته است. قير بصورت طبيعي از زير پوسته زمين بصورت چشمه، درياچه و معادن سطحي به شكل جامد و مايع رخ مي نمايد. در واقع، اين قير طبيعي بود كه در گذشته توسط نياكان بشر مورد استفاده قرار مي گرفت و در اواخر قرن نوزدهم در راهسازي مورد استفاده قرار گرفت و در نهايت با كشف نفت و پالايش آن و ايجاد پسمانده قير، مسير براي استفاده وسيع قير در راهسازي باز شد. رويه هاي آسفالتي ساخته شده به كمك قير امروزه راههاي بسيار هموار و ايمن براي خودروهاي سبك و سنگين و باندهاي فرود با كيفيت براي نشست و برخاست هواپيماها و حتي زيرسازي هاي ريل بسيار خوبي براي قطارها فراهم مي آورد. عايق هاي رطوبتي ساختماني و كاربردهاي صنعتي مانند پوشش هاي حفاظتي لوله هاي خطوط انتقال نفت و گاز و خطوط انتقال نيرو همگي حاكي از قابليت پوشش دهي و ضد آب بودن قير دارند.

طبق آمار سال 2019، در حال حاضر حدود 220 ميليون تن قير در سراسر جهان و 9 ميليون تن قير در كشور ما توليد مي شود كه در صورت افزايش ظرفيت پالايشگاهها اين سهم 4 درصد باز هم بيشتر خواهد شد.

انواع روش تولید قیر

توليد قير به روش تقطير

تولید قیر بروش هوادهي

تولید قیر بروش كاتاليستي

مقایسه انواع روش تولی

قير امروزه به صورت عمده از نفت به دست مي آيد. دو روش كلي براي به دست آوردن قير از نفت وجود دارد:

روش تقطير و روش هوادهی

در روش اول بسته به خوراك و نحوه پالايش پس از تقطير در خلاء يك قير داراي مشخصات فيزيكي لازم براي استفاده در راهسازي و كاربردهاي صنعتي به دست مي آيد. در شكلهاي 2-2 و 2-3 و جدول 2-4 اطلاعات مربوط به روش تقطير پسمانده خلاء توليد قير آورده شده است.

در روش دوم پسمانده خلاء به دست آمده معمولا گرانروي بسيار پايين و درجه نفوذ بسيار بالا 400-300 دهم ميليمتر دارد. اين محصول آسفالتن پاييني داشته و قابل استفاده براي راهسازي در مناطق گرمسير و معتدل نمي باشد. براي اينكه بتوان اين پسمانده قير شكل را به قيري با خواص فيزيكي مناسب تبديل كرد بايد در طي فرايندي مولكولهاي سنگين مانند آسفالتن ها را در آن افزايش داد. براي انجام اينكار از هوا كه مخلوطي از گازهاي مختلف مانند اكسيژن، نيتروژن، دي اكسيد كربن و غيره است را به كمك يك كمپرسور فشرده مي سازند و در بالاتر از oC200 از پايين به درون يك برج حاوي قير مذاب تزريق مي كنند. اين فرايند مي تواند پيوسته يا ناپيوسته باشد. اين فرايند كه به نام فرايند نيمه هوادهي شناخته مي شود به توليد قيرهاي نيمه دميده با درجه نفوذ و نقطه نرمي مناسب (100/85 يا 70/60) منجر مي شود كه در كاربردهاي راهسازي و عايق رطوبتي ساختماني استفاده مي شوند. در صورتيكه در همان واحد يا واحد هوادهي بعدي فرايند هوادهي ادامه داده شود به تدريج درجه نفوذ قير كاهش و نقطه نرمي آن افزايش مي يابد. نتيجه قيرهاي دميده سفت مي باشند به درجه نفوذهاي بسيار پايين و نقطه نرمي هاي بسيار بالا 10/110، 15/90 و 25/85. اين نوع قيرها كاربردهاي ساختماني داشته و به عنوان مواد افزودني در عايق رطوبتي استفاده مي شوند.

همانطوركه گفته شد فرايند هوادهي مي تواند به صورت پيوسته يا ناپيوسته در توليد قيرهاي دميده و نيمه دميده بكار برده شود. علاوه بر اين، اين فرايند را مي توان در حضور يك كاتاليست يا بدون حضور آن انجام داد. كاتاليست مناسب باعث تسهيل فرايند هيدروژن گيري و تبديل اجزاء قير به مولكولهاي سنگين تر مي شود. در ادامه به ترتيب به تشريح فرايند ناپيوسته و پيوسته مي پردازيم.

فرايند هوادهي ناپيوسته (پيمانه اي)

در فرآيندهاي هوادهي ناپيوسته (پيمانه اي) برج مورد نظر با مقدار مناسبي قير پر مي‌شود. خوراک به وسيله چرخش قير بين کوره و برج پيش گرم مي شود. در برخي واحدهاي غير پالايشگاهي قير با استفاده از لولة آتش خوار برج پيش گرم مي شود که بر کيفيت محصول اثر منفي مي گذارد. هرگاه دماي قير به oC240-190 برسد هوادهي شروع مي شود. سپس گرماي حاصل از واكنش اكسيژن هوا با اجزاء قير دماي عمليات را تا oC260-240 بالا برده و ثابت مي‌شود. با نمونه‌برداري در زمانهاي مختلف و رسيدن به مشخصات مورد نظر عمليات متوقف مي‌شود. زمان فرايند بين 3 تا 24 ساعت تغيير مي كند. در شكل 3-1 يك فرآيند ناپيوسته نشان داده شده است. محصول پس از سرد شدن پمپ شده و براي بسته بندي منتقل مي گردد . در هنگام خنک شدن وقتي دما به زير oC210-200 مي رسد بايد از پاشيدن آب به درون ظرف پرهيز شود، زيرا پديدة کف کردن پيش مي آيد. همچنين در آغاز عمليات از تزريق و پاشش آب بايد خودداري شود تا از کف کردن و انفجار پيشگيري شود. در شكل 3-2 نمونه اي از فرايند پيمانه اي يا ناپيوسته هوادهي قير نشان داده شده است

کاربردهای و استفاده قیر

روسازي فرودگاهي
كاربرد در راه آهن

روسازي پلها

پيست هاي آزمايش خودرو

كاربردهاي هيدروليكي

رويه سازي هاي رنگي

حاشیه ها

درزگیرها

کاربرد صنعتی

انواع قیر

قير ماده هيدروكربني است كه داراي تعريف، ويژگي، منابع و خواص مي باشد. مواد قيري از نفت نيز متنوع تر مي باشند زيرا قير علاوه بر نفت منابع ديگري نيز دارد. قيرها بسته به منشاء به سه دسته

قيرهاي طبيعي

قيرهاي نفتي و

قيرهاي قطراني

انواع گریدهای قیر

نفوذی (60/70-80/100 …

ویسکوزیتی یا گرانروی (10 ، 20 و وی جی 30

محلول (ام سی 30 ، آر سی 70

امولسیون ( اس اس 1 ، سی آر اس

اکسیده ( قیر 115/15 ، 85/25

سخت (اچ 150 ، 115/15

انواع بسته بندی قیر

قير امروزه به صورتهاي مختلفي به بازار مصرف عرضه مي شود. در مورد مقصدهاي داخلي و حجم زياد از تانكرهاي قير استفاده مي شود ولي براي مصارف كمتر و يا مسيرها و زمانهاي طولاني بسته به رده قير از انواع بسته بندي بشكه اي، Polybag (B2bag) يا كارتني استفاده مي شود. در مورد قيرهاي معمولي نفوذي از بسته بندي هاي بشكه اي و يا پلي بگ يا كانتينر استفاده مي شود. در مورد قيرهاي دميده يا سفت از بسته بندي كارتني استفاده مي شود. در شكلهاي 3-17 تا 3-19 انواع بسته بندي هاي قير نشان داده شده است. در مورد قير طبيعي شرايط تا اندازه اي متفاوت است و مي توان آن را در كيسه هاي پلي پروپيلني به صورت پودر جامد بسته بندي و در كيسه هاي پلاستيكي يا در داخل ظروف فلزي و كارتني حمل كرد

روش حمل قيرهاي اصلاح شده با پليمرهايي مانند خانواده SBS در مسيرها و براي مدت طولاني به شرح پي آمد مي باشد. در اين روش قير در ابتداء با پليمر مخلوط شده و قير پليمري مناسب توليد مي شود. سپس با استفاده از اين مفهوم كه گرما و حرارت خيلي راحتتر در قطعات كوچك قير نفوذ مي كنند بسته هاي 3-2 كيلويي با روكشهاي پلي اتيلني تهيه مي شوند. پس از سرد شدن اين بلوك هاي قيري كه حمل آنها بسيار ساده نيز مي باشد، آنها را در بسته هاي بزرگتر كارتني قرارداده و توسط كاميون هاي اتاقدار به سادگي انبار، ذخيره و به محل مصرف حمل مي شوند. سپس در محل مصرف اين قطعات را در داخل مخزن قير مذاب با يا بدون همزن ريخته و بسادگي ذوب شده و قابل مصرف مي شوند.

خطرات كار با قير

بيشترين خطري كه در كار با قير متصور است تماس قير داغ با پوست مي باشد. در دوره زماني بسيار طولاني كه از قير استفاده شده است هيچ گزارشي مبني خطر قير روي پوست در كار با قير وجود ندارد. در مورد قيرهاي محلول و قيرابه ها به دليل دماي پايين تر استفاده از آنها احتمال تماس با پوست بيشتر است كه بايد از آن پرهيز شود. در تماس با قيرهاي محلول احتمال نفوذ حلال آنها به درون بدن از راه پوست پووست وجود دارد. وجود حلال در بدن اثرات سرطان زايي دارد. تماس با قيرابه ها باعث تحريك پوست و چشم مي شود و در برخي اشخاص باعث بروز حساسيت مي شود.

آزمون ها و آزمایش های قیر

1- آزمون درجه نفوذ پذيري (ASTM.D-5, ISIRI.2950) :

آزمایش درجه نفوذ برای تعیین سختی قیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این آزمایش از یک سوزن استاندارد تحت اثر بار ۱۰۰ گرمی در مدت ۵ ثانیه به داخل قیر در دمای ۲۵ درجه نفوذ می‌کند. مقدار نفوذ برحسب دهم میلی متر درجه نفوذ نامیده می‌شود. هر چه درجه نفوذ کم تر باشد قیر سخت تر است.

2- آزمون نقطه نرمي (ASTM.D-36, ISIRI.2951,3868) :

درجه نرمی دمایی است که با رسیدن قیر به آن دما، قیر از حالت جامد به حالت روان در می‌آید. هرچه درجه نرمی قیر بیش تر باشد، حساسیت کم تری نسبت به تغیرات دما دارد. اين آزمايش با استفاده از دستگاه گوي و حلقه در آب مقطر (30 تا 80 درجه سانتيگراد) ، گلسيرين (بالاي 80 تا 157 درجه سانتيگراد) و اتيلن گليكول (30 تا 110 درجه سانتيگراد) انجام مي گردد.

خلاصه روش: دو ديسك افقي از قير كه در حلقه‌هاي برنجي قرار دارند، در يك حمام مايع در حالي كه بر روي هر كدام، يك ساچمه فولادي قرار گرفته است، با آهنگ دمائي كنترل شده حرارت داده مي شوند. هنگامي كه قير موجود بر روي هر يك از ديسكها به حد كافي نرم شود، ساچمه‌هاي احاطه شده با قير از ارتفاع 25 ميلي متري سقوط مي‌كنند. نقطه نرمي به صورت ميانگين دمايي كه قير به مرحله فوق‌الذكر مي‌رسد، گزارش داده مي‌شود.

3- آزمون كشش پذيري  (ASTM.D-113, ISIRI.602,2955,3866) :

اين آزمايش جهت اندازه گيري قابليت كشش قير در دماي 25 درجه سانتيگراد مي باشد.

در اين آزمايش، نمونه قيري در داخل قالب برنجي مخصوص آزمايش ريخته شده و سپس در بين دو فك دستگاه قرار مي‌گيرد. دستگاه نمونه را در دماي معين و با سرعت معيني مي‌كشد. در اين آزمايش، ميزان تغيير شكل قير بر حسب سانتيمتر اندازه‌گيري مي‌گردد.  مقدار افزایش طول نمونه را قبل از پاره شدن خاصیت انکمی قیر گویند.

4- آزمون نقطه اشتعال (ASTM.D-92 , ISIRI .2954) :

نقطه اشتعال دمایی است که اگر قیر به آن دما برسد، گازهای متصاعد از آن با نزدیک شدن شعله، مشتعل می‌شوند و در سطح آن شعله به وجود می‌آید. حداکثر دمایی که می‌توان قیر را گرم کرد به درجه اشتعال محدود می‌شود.

خلاصه روش: ظرف آزمايش تا سطح معيني با نمونه پر مي‌شود. دماي  نمونه ابتدا سريعاً و سپس با نرخ ثابت به آرامي تا نزديكي نقطه اشتعال افزوده مي شود. در فواصل معين يك شعله آزمايش كوچك از  روي  ظرف عبور داده مي‌شود.كمترين دمايي كه باعث مي شود تا بخارات بالاي سطح مايع مشتعل شود، به عنوان نقطه اشتعال در نظر گرفته مي‌شود.

5- آزمون حلاليت  (ASTM.D-2042 , ISIRI .2953) :

اين آزمايش جهت تعيين ميزان حلاليت مواد قيري حاصل از نفت كه عاري از مواد معدني مي باشد، يا مقدار كمي از اين مواد را دارند. حلال مورد استفاده تتراكلريد كربن است. بنابراین اگر نمونه‌ای از قیر را در این ماده حل کنیم، ناخالصی‌های آن باقی می‌ماند و  درجهٔ خلوص قیريا ميزان حلاليت آن را می‌توانیم تعیین کنیم.  

خلاصه روش: نمونه در تري كلرواتيلن حل مي‌شود و از ميان يك صفحه الياف شيشه‌اي (صافي) عبور داده مي‌شود. ماده نامحلول شسته، خشك شده و وزن مي‌شود و درصد مواد ناخالص حاصل مي‌گردد.

6- تست لكه  (AASHTO.102 , ISIRI .2949) :

اين آزمون فقط براي مواد قيري حاصل از نفت كاربرد دارد و قيرهاي طبيعي را كه ممكن است مواد قيري نامحلول در گزيلن داشته باشند نمي توان با اين روش تست كرد.

7- چگالي  (ASTM.D-70 , ISIRI .3872) :

اين آزمون جهت اندازگيري چگالي  مواد قيري به روش پيكنومتر در دماي 25 درجه سانتيگراد مي باشد.

خلاصه روش: مقدار مشخصي از قير را داخل پيكنومتر هاي استاندارد و كاليبره شده ريخته، بعد از خنك شدن و  توزين، بقيه پيكنومتر را با آب مقطر پر نموده و با استفاده تغييرات حجمي ايجاد شده در قير، وزن مخصوص قير تعيين مي‌شود.

8- افت حرارتي   (ASTM.D-6 , ISIRI .2957) :

اين آزمون براي تعيين مقدار وزني مواد قيري از دست رفته در اثر گرما مي باشد.افت وزنی قیر در دمای بالا، در اثر تبخیر قسمتی از روغن‌ها و ترکیبات نفتی آن است.  افت وزنی قیر درآون در دمای ۱۶۳ درجه سانتی گراد و در مدت ۵ ساعت اندازه گیری می‌شود.

9- افت درجه نفوذپذيري پس از حرارت   ( (ASTM.D-6&D-5 , ISIRI——- :

جهت اندازه گيري ميزان كاهش درجه نفوذپذيري پس از حرارت  (دماي 163 درجه سانتی گراد و در مدت ۵ ساعت )از اين روش استفاده مي گردد.

10- نقطه شكست   (ASTM.——,IP 80-1975 , ISIRI .3867) :

نقطه شكست دمايي است  كه در آن اولين شكست در سطح قير حاصل آيد. وقتي كه فيلم نازك قير روي يك پلاك فلزي تحت شرايط مخصوص سرد و خم مي‏گردد با پيدايش ترك در سطح قير آزمايش فراس كامل مي‏شود .

11- دانسيته نسبي قير جامد  (ASTM.D71 , ISIRI .3874) :

اين آزمون جهت تعيين جرم حجمي قيرهاي جامدي مي باشدكه نقطه نرمي آنها بالاتر از 70 درجه ساتنيگراد است.

12- شناوري مواد قيري  (ASTM.D139 , ISIRI .597) :

اين آزمون نحوه شناوري جهت مواد قيري را شامل مي شود.

13- مقدار واكس (EN 12606 , ISIRI .——) :

اين آزمون جهت تعيين ميزان واكس موجود درقير كاربرد دارد.

14- مقدار قير (ASTM.D-4, ISIRI .——) :

اين آزمايش به منظور تعيين درصد قير در موادي كه حداقل مقدار 25 درصد قير دارند ، كاربرد دارد.

15- تععين مقدار آب  در فراورده هاي نفتي و قيري به واسطه تقطير  (ASTM.D-95, ISIRI .——) :

اين روش آزمون جهت تعيين ميزان آب در محدوده 0 تا 25 درصد حجم در توليدات نفتي،تارها و ديگر مواد قيري با استفاده از روش تقطير كاربرد دارد.

خلاصه روش: قير محتوي حلال و آب غير قابل اختلاط تقطير شده، حلال تغليظ شده و آب پيوسته در يك ظرف مدرج مجزا جمع مي‌گردد. در اين فرايند آب موجود در ظرف مدرج اندازه‌گيري ‌مي‌شود و حلال به دستگاه بر مي‌گردد.

16-آزمايش تعيين افت حرارتي  قير با استفاده از آون دوار (ASTM D1754)

هدف: اندازه‌گيري اثر گرما بر روي قشر متحرك مواد قيري نيمه جامد. با اندازه‌گيري خواص انتخاب شده قير قبل و بعد از آزمايش، اثرات اين عوامل تعيين مي‌شوند. 

 خلاصه روش: قشر  نازكي از  مواد قيري در گرمخانه   دوار با دماي 163 درجه سانتيگراد به مدت 5 ساعت گرم مي‌شود. اثر حرارت بر روي نمونه قيري به كمك تغييراتي كه در مقادير آزمايشهاي فيزيكي قبل و بعد از قرار دادن نمونه قير درگرمخانه ايجاد مي‌گردد، اندازه‌گيري مي‌شود.

آزمايش‌هاي انجام شده بر روي قير خالص (OB)

·        آزمايش ويسكوزيته چرخشي

·        آزمايش رئومتر برشي ديناميكي

 آزمايش‌هاي انجام شده بر روي قير حرارت ديده باقيمانده از آزمايش لعاب نازك چرخشي(RTFO)

·        آزمايش رئومتر برشي ديناميكي

 آزمايش‌هاي انجام شده بر روي قير حرارت ديده باقيمانده از محفظه تسريع پيرشدگي              (Pressure Aging Vessel)

·        آزمايش تعيين سختي قير تحت خزش

·        آزمايش كشش مستقيم

دستگاه ظرف فشارPAV  (Pressure Aging Vessel ) AASHTO:PP1-98

هدف: بررسي چگونگي سخت شدن قير در طول عمر آن

خلاصه روش: نمونه قير در مقابل هواي فشرده و دماي بالا (90 الي 110 درجه سانتي گراد) قرار مي‌گيرد تا عمل پيري در طول دوره عمر آن تسريع شود. اين آزمايش حدود 20 ساعت طول مي‌کشد. پس از اين فرآيند، بمنظور بررسي خصوصيات قير پير شده، مجدداً تحت آزمايش‌هاي تعيين خصوصيات فيزيکي قرار مي‌گيرد.

 ويسکومتر چرخشي (Rotational Viscometer)  ASTM .D-4402

هدف: تعيين ويسکوزيته قيرها، خصوصاً قيرهاي پليمري و اصلاح شده و رسم منحني هاي کند رواني- دما

خلاصه روش: مقداري قير حدود 10 تا 15 گرم، درون ظرف استوانه‌اي ريخته مي‌شود و سپس با اعمال پيچش توسط يک استوانه ديگر داخل ظرف، ميزان ويسکوزيته با توجه به ميزان تنش پيچشي تعيين مي‌شود.

دستگاه لعاب نازک چرخشي  RTFO(Rolling Thin Film Oven) و TFO (Thin Film Oven)

ASTM D1754 و ASTM D2872

هدف: شبيه سازي پيرشدگي قير در هنگام ساخت در کارخانه آسفالت

خلاصه روش: نمونه قير به مدت 85 دقيقه در دماي 163 درجه سانتيگراد در محفظه  RTFOو در صورت لزوم به مدت 5 ساعت در محفظه TFO قرار مي‌گيرد. پس از اين فرآيند، جهت بررسي خصوصيات قير پير شده، مجدداً تحت آزمايش‌هاي تعيين خصوصيات فيزيکي قرار مي‌گيرد.

آزمايش تنش-كرنش (Stress-Strain Test)
هدف: تعيين رابطه تنش-كرنش در مخلوط آسفالتي

اين آزمايش به كمك قالبهاي كشش غير مستقيم قابل اجرا مي‌باشد. در اين آزمايش، تنش اعمالي به نمونه مخلوط آسفالتي بصورت متناوب افزايش مي‌يابد و كرنش متناظر با آن اندازه‌گيري مي‌شود. اين آزمايش تا شكست نمونه ادامه مي‌يابد و در نهايت نمودار تنش و كرنش نمونه مخلوط آسفالتي ترسيم مي‌گردد.

آزمايش خزش (Creep Test) BS 598 و NCHRP 9-19

هدف: تعيين سختي خزشي و تغيير شكل ماندگار

آزمايش خزش همانند آزمايش شيارافتادگي براي بررسي تغيير شكل‌هاي ماندگار روسازي آسفالتي استفاده مي‌شود. اين آزمايش به دو صورت استاتيكي و ديناميكي انجام مي‌شود. با انجام اين آزمايش، با كاهش در تغيير شكل‌هاي ماندگار، مي‌توان مخلوط آسفالتي مناسب براي اجرا در محل را شناسايي كرد. در اين آزمايش، مي‌توان با استفاده از قالب ويژه، فشار جانبي مشابه موقعيت مخلوط آسفالتي در محل را به نمونه آسفالتي اعمال نمود.

آزمايش كشش غير مستقيم (Indirect Tensile Test) ASTM D4123-82 و AASHTO TP31-94

هدف: تعيين مدول برجهندگي نمونه استوانه‌اي شكل مخلوط آسفالتي

مدول برجهندگي نمونه استوانه‌اي مخلوط آسفالتي بعد از 20 پالس بارگذاري، با تقسيم تنش بر كرنش برگشت پذير نمونه بدست مي‌آيد. هر پالس بارگذاري شامل زمان بارگذاري و زمان استراحت مي‌باشد. اين آزمايش در سه دماي 5 و 25 و 40 درجه سانتيگراد انجام مي‌شود و در نهايت نمودار مدول برجهندگي در مقابل دما ترسيم مي‌گردد.

 تعيين عمر خستگي مخلوط هاي آسفالتي (Beam Fatigue) SHRP M-009

هدف: اندازه‌گيري مدول سختي و عمر خستگي مخلوط آسفالتي متراكم تحت تکرار بار ديناميکي

خلاصه روش: يک نمونه تيرچه به ابعاد تقريبي 60 50 380 ميليمتر ساخته مي‌شود. پس از نصب نمونه، بار در دو نقطه به نمونه اعمال مي‌گردد. ابتدا با اعمال 50 چرخه بارگذاري، سختي اوليه نمونه محاسبه مي‌شود و سپس نمونه تا رسيدن به 50 درصد سختي اوليه تحت بارگذاري ديناميکي قرار مي‌گيرد. معمولا بارگذاري تحت کرنش ثابت 750 – 250 ميکرو استرين اعمال مي‌گردد. دماي آزمايش نيز 20 درجه سانتي گراد مي‌باشد. نتايج آزمايش شامل نمودارهاي سختي – تعداد سيکل بارگذاري، انرژي تلف شده – تعداد سيکل بارگذاري و تعداد چرخه هاي بارگذاري تا مرحله گسيختگي مي باشد.

 رئومتر برش ديناميکي(Dynamic Shear Rheometer) AASHTO-TP5

هدف: تعيين ويژگي‌هاي کندرواني و الاستيک قير

خلاصه روش: يک قشر نازک قير بين دو صفحه فلزي قرار مي‌گيرد و درمحدوده دماي 5 تا 85 درجه سانتيگراد تحت برش (با تنش ثابت يا کرنش ثابت) قرار مي‌گيرد. در اين فرآيند مدول پيچيده تنش برشي (G*) و اختلاف فاز (d) تعيين مي‌شوند.

دستگاه متراکم کننده چرخشي (Gyratory Campactor) TP4

هدف: تراکم نمونه مخلوط آسفالتي

خلاصه روش: نمونه مخلوط آسفالتي به وزن تقريبي 1200 و يا 4700 گرم و تحت فشار ثابت حدود 600 کيلو پاسکال قرار مي‌گيرد. چکش بارگذاري با زاويه 25/1 درجه و تعداد 180 دور، نمونه را به صورت ورز دادن متراکم مي‌کند. در حين تراکم در هر دور خصوصيات حجمي مخلوط آسفالتي شامل وزن مخصوص واقعي و درصد فضاي خالي مخلوط تعيين مي‌شود

 تعيين ميزان شيار افتادگي مخلوط آسفالتي متراكم (wheel track)

هدف: تعيين پتانسيل تغيير شکل هاي ماندگار مخلوط‌هاي آسفالتي در دماي بالا

خلاصه روش: يک نمونه به ابعاد 5 30 30 سانتي متر زير چرخ بارگذاري با فشار 4/6 – 5/5 کيلوگرم بر سانتي متر مربع قرار مي‌گيرد. ميزان عمق شيار بر حسب ميليمتر در طول آزمايش (حدود 10000 سيکل) اندازه‌گيري مي‌شود.

رئومتر تيرچه خمشي (Bending Beam Rheometer) ASTM D6648

هدف: تعيين خصوصيات مقاومت (شکست) تيرچه قيري يا رفتار خزشي قير در دماهاي پائينتر از صفر درجه سانتيگراد

خلاصه روش: يک تيرچه از قير ساخته مي‌شود. اين تيرچه در دماي پايين (زير صفر)  به مدت 4 دقيقه تحت بار ثابت قرار   مي‌گيرد و مقدار افت و خيز حاصله در وسط تيرچه در تمام مدت اندازه گيري مي‌شود و به ترتيب سختي خزشي (Creep Stiffness) و نرخ خزش (Creep Rate) محاسبه مي‌شود.

 تعيين درصد قير مخلوط (Asphalt content) ASTM:6107

هدف: تعيين درصد قير نمونه‌هاي استوانه‌اي آزمايشگاهي يا مغزه اخذ شده از سطح راه

خلاصه روش: وزن اوليه نمونه تعيين مي‌شود. سپس نمونه تحت دماي بالا (حدود c0 540) داخل محفظه دستگاه به مدت 3 تا 4 ساعت (تا رسيدن به وزن ثابت) قرار مي‌گيرد. در اين فرآيند قير نمونه مي‌سوزد. اختلاف وزن حاصل برابر درصد قير نمونه مي‌باشد.

کشش مستقيم (Direct Tension Tester) TP3-00

هدف: تعيين سختي قير با اندازه‌گيري ميزان كشش در هنگام شکست در دماي آزمايش

خلاصه روش: يک نمونه قير І شکل به طول 4 سانتي متر ساخته شده و در قالب مخصوص دستگاه نصب مي‌گردد و با سرعت ثابت در دماي مورد لزوم (6+ و 36-) کشيده مي‌شود و در لحظه شکست مقدار کشيدگي ثبت مي‌شود

آزمون هاي قير محلول

1-  تعيين ويسكوزيته قير به روش كينماتيك (ASTM D-2170) :

اين آزمون جهت تعيين كندرواني قيرهاي مايع و  باقيمانده تقطير  قيرهاي مايع در  دماي 60  درجه  سانتيگراد و  همچنين قيرهاي خالص در  دماي   135  درجه  سانتيگراد  با محدوده كندرواني بين 60 تا 100000 سانتي  استوكس.

 خلاصه روش: مدت زمان عبور حجم ثابتي از قير از لوله مويين با كندرواني سنج اندازه‌گيري مي‌شود. كندرواني كينماتيك، از ضرب كردن زمان عبور برحسب ثانيه در ضريب كاليبراسيون كندرواني سنج بدست مي‌آيد.

2-  تقطير قيرهاي محلول(ASTM D-402) :

اين آزمايش به منظور تقطير قيرهاي محلول مي‌باشد. در اين روش مقدار مواد فرار تشكيل دهنده فرآورده‌هاي قيري محلول اندازه‌گيري مي‌شود.

خلاصه روش: 200 ميلي ليتر نمونه در فلاسك 500 ميلي ليتر با نرخ دمائي كنترل شونده تا دماي 360 درجه سانتيگراد، تقطير شده و حجمهاي تقطير شده، در دماهاي مشخص، اندازه‌گيري مي‌شوند. باقيمانده تقطير و نيز بخارات تقطير شده در صورت لزوم مورد آزمايش واقع شوند.

گراويتي (ASTM D-3142) :

اين آزمون جهت اندازه گيري ميزان گراويتي قير محلول كاربرد دارد.

خلاصه روش: مقداري از نمونه را در ظرف مخصوص ريخته  ، ظرف در حمام 60 درجه سانتيگراد قرار داده مي شود و توسط هايدرومتر گراويتي قير اندازه گيري مي شود.

آزمايش بر باقيمانده تقطيرقير محلول مانند آزمون هاي قير جامد مي باشد.

آزمايش هاي قير امولسيون

      1-  آزمايش باقيمانده تقطير وماده روغني تقطير شده

هدف: اندازه‌گيري كمي باقيمانده تقطير و ماده روغني تقطير شده درامولسيونهاي قيري

خلاصه روش:  مقدار مشخصي از امولسيون را در يك ظرف فلزي مخصوص كه از قبل وزن شده است ريخته و توسط  يك مشعل حلقه اي به دقت و به آرامي حرارت مي‌دهند. بخارات حاصله در يك كندانسور به مايع تبديل شده و در يك استوانه مدرج جمع مي‌شوند. پس از پايان آزمايش دوباره ظرف را وزن نموده و درصد باقيمانده تقطير را محاسبه مي‌كنند.

      2- آزمايش تعيين باقيمانده حاصل از تقطير

هدف:  تعيين درصد باقيمانده حاصل  از تقطير و انجام آزمايش هاي  لازم

خلاصه روش: مقدار مشخصي از امولسيون را توزين كرده و در بشر مناسب ريخته و آن را در يك دستگاه گرم كن در دما و زمان مشخص قرار مي‌دهند و سپس آنها را خنك كرده و توزين مي‌نمايند و از اين طريق درصد باقيمانده حاصل از تبخير را گزارش مي‌دهند.

·       3- آزمايش تعيين بار ذره اي امولسيونهاي كاتيونيك

هدف: شناسايي امولسيونهاي كاتيونيك قير

اين امولسيونها داراي ذرات با بار مثبت بوده كه تحت اثر يك جريان مستقيم به سمت الكترود با بار منفي مهاجرت مي‌نمايند.

خلاصه روش: مقدار مشخصي از امولسيون را در يك بشر ريخته و دو الكترود را داخل آن قرار مي‌دهند. پس از عبور مقدار مشخصي از جريان مستقيم، جريان را قطع نموده و الكترودها را با يك جريان آرام و باريك آب مقطر به ملايمت شستشو داده و از طريق بازبيني الكترودها نوع امولسيون را تعيين مي‌نمايند.

·     4-   آزمايش تعيين ويسكوزيته قير به روش سيبولت- فيورل(ASTM D88)

هدف: تعين كندواني سيبولت فيورل فرآورده‌هاي نفتي در دماي بين 21 تا 99 درجه سانتيگراد

خلاصه روش: زمان عبور مقدار 60 ميلي ليتر قير امولسيون از داخل يك مجراي كاليبره شده تحت شرايط كنترل شده برحسب ثانيه اندازه گرفته مي‌شود. اين زمان با استفاده از يك ضريب، تصحيح شده و به صورت كندرواني نمونه در آن دما گزارش مي‌شود.

     5-  آزمايش تعيين لخته شدن يا شکستن

هدف: در اين آزمايش حساسيت کلوئيدهاي محافظ كه بمنظور پايدار کردن امولسيون در مقابل شکستن بكار مي‌رود (امولسيو فاير)، بوسيله واکنش آن با محلول کلريد کلسيم اندازه‌گيري مي‌شود.

خلاصه روش: مقدار مشخص از امولسيون را به همراه يک  همزن و الك نمره 14 توزين کرده و در يک بشر به دماي مناسب مي رسانند. سپس با توجه به نوع امولسيون، مقدار مشخصي از يک  واکنشگر را به آن مي افزايند. سپس مخلوط را به ديواره بشر ساييده و ورز مي‌دهند تا از اختلاط آن با امولسيون اطمينان حاصل شود. سپس مخلوط را با آب مقطر از الك سيمي عبور داده و رسوب باقيمانده روي الك سيمي را تا دماي 163 درجه سانتيگراد گرم کرده و سپس توزين مي‌نمايند و با محاسبات لازم درصد لخته شدن را محاسبه مي‌کنند.

·        6-آزمايش تعيين مقدار ته نشيني

هدف: تعيين مهاجرت ذرات امولسيون براثر ماندن  در مخازن و همچنين تمايل  ذرات قيرموجود  در امولسيون به انباشته شدن در زمان نگهداري در انبار يا حمل.

خلاصه روش: مقدار مشخصي از امولسيون را در يک بشر مناسب ريخته و درب آن رابسته و به مدت 5 روز در دماي آزمايش به طور ساکن قرار مي‌دهند. سپس با يک پيپت از سطح بالا و پايين امولسيون مقدار مشخصي برداشته و آزمايش تقطير را بر روي هر دو نمونه انجام داده و نتيجه ته نشيني را به صورت درصد ته نشيني بيان مي‌كنند.

      7- آزمايش الک

هدف: تعيين ميزان يكنواختي امولسيونها از طريق عبور دادن امولسيون از الک مربوطه

خلاصه روش: مقدار مشخصي از امولسيون را که از قبل توزين شده، از الک 20 عبور داده و سپس الک را در دماي محيط خشک کرده، توزين نموده و سپس درصد باقيمانده بر روي الک مشخص مي‌شود.

     8-   آزمايش يخ زدگي

هدف: با توجه به محتواي آب موجود در امولسيونها، يکي از آزمايشهاي مورد توجه، قرار دادن امولسيون تحت سرما و گرماي شديد است تا از اين طريق ميزان مقاومت امولسيون را وقتي در معرض دماي پايينتر از نقطه انجماد آب قرار مي‌گيرد، تعيين کند.

خلاصه روش: امولسيون را در يک ظرف فلزي ريخته و درب آن را مي‌بندند و به مدت 12 ساعت در دماي 8/