آزمایش کشش قیر
هدف از این آزمایش تعیین خاصیت انگمی (Ductitlity) قیر و مقایسه این خاصیت در انواع مختلف قیر می باشد. با
انجام این آزمایش معیاری برای اندازه گیری کشش و چسبندگی قیر بدست می آید.
قیرهایی که در راه سازی بکار می روند باید دارای مشخصات فنی معینی باشند
تا روسازی ساخته شده در اثر نامناسب بودن قیر مصرفی خراب نشود. قیری که در
راه سازی به کار می رود. باید دارای خاصیت چسبندگی زیاد باشد تا دانه های
مصالح سنگی را بخوبی اندود کرده و آنها را به یکدیگر بچسباند. برای تعیین
نشانه ای از چسبندگی قیرها مقدار قابلیت شکل پذیری آنها اندازه گیری می
شود. زیرا هر اندازه قیری چسبنده تر باشد دارای قابلیت شکل پذیری بیشتری
خواهد بود.
طبق تعریف، خاصیت شکل پذیری (انگمی) یک قیر
عبارتست از میزان افزایش طولی که نمونه قیر با شکل و ابعاد معین می تواند
کش بیاید تا پاره نشود
وسایل آزمایش :
1 – قالب :
قالب
از جنس برنج و به ابعاد نشان داده شده در شکل ساخته می شود که متشکل از دو
گیره و دو بغل بند است. وقتی که چهار قطعه قالب را در کنار هم می چینیم.
ابعاد و حدود تغییرات مجاز آن باید مطابق مقادیر مندرج در شکل باشد.
2 – حمام آب (بن ماری) :
حمام
آب برای نگهداری نمونه ها در دمای آزمایش بکار می رود که نباید حدود این
تغییرات بیش از 0.1 درجه سانتیگراد یا 0.18 درجه فارنهایت باشد. حجم آب
داخل حمام هم نباید کمتر از 10 لیتر باشد. محل قرار گیری نمونه ها باید
بگونه ای باشد که ارتفاع سطح آب از بالای آن 10 سانتیمتر و فاصله زیریت
نمونه تا کف حمام، حداقل 5 سانتیمتر باشد. نکته مهم در مورد حمام آب این
است که به هنگام انجام آزمایش نباید هیچ گونه ضربه ای به آن بخورد. به خاطر
اینکه نمونه ها در هنگام گسیخته شدن خیلی حساس هستند و کمترین ضربه ای
باعث تاب برداشتن نمونه ها می شود.
3- ماشین آزمایش (دستگاه کشش قیر):
وسیله
ای که بتواند نمونه قیر را بصورت مداوم و با سرعت ثابت آزمایش تحت کشش
قرار دهد می تواند مورد استفاده قرار بگیرد.برای کشیدن نمونه ها از ستگاه
DOW استفاده مینماییم.در این نوع دستگاه نمونه های قیر با سرعت ثابت ( مثلا
5 سانتیمتر در دقیقه برای آزمایش ما) و در دمای ثابت 0.5 ± 25 درجه
سانتیگراد کشیده می شوند تا گسیخته شوند.در هنگام کشش. نمونه ها در داخل آب
قرار دارند. ارتفاع آب در بالای نمونه و نیز فاصله سطح زیرین نمونه تا کف
مخزن باید حداقل 2.5 سانتی متر باشد. آب داخل دستگاه در هنگام آزمایش نباید
تحت هیچ گونه لغزش و اغتشاش قرار گیرد.
4- دما سنج:
دماسنج مورد استفاده باید دارای شرایط زیر باشد.
شماره دما سنج بر اساس ASTM محدوده دماسنج
63C -8 to 32°C
63F 18 to 89°F
توجه
: در صورتی که آزمایش در حمام استاندارد نفوذ و در دمای 25°C 77°F انجام
می گیرد دما سنج استاندارد D5 در ASTM می تواند جایگزین دماسنج بالا گردد.
نکته
: در دستگاهی که در آزمایشگاه روسازی مورد استفاده قرارمی گیرد. که در زیر
صفحه پایین آن Heater برای تنظیم دمای حمام و نیز پمپ و تصفیه کننده قرار
گرفته است که این مجموعه با گرم کردن و به جریان انداختن آب باعث تعادل
گرمایی در مجموعه می گردند.
روش آزمایش :
نمونه
هایی که درایت آزمایش مورد استفاده قرار می گیرند بایدتحت شرایط خاصی به
عمل آورده شده باشد که البته به دلیل محدودیت زمان آزمایش قبلاً این مراحل
توسط مسؤول آزمایشگاه انجام می گردد.
ابتدا باید صفحه برنجی
را با پارچه آغشته به مخلوطی از گلیسیرین و دکسترین ( و یا پارافین) چرب
کنید. به همین ترتیب سطح داخلی بغل بندها را نیز چرب کنید. باید به این
نکته توجه شود که سطح داخلی گیره ها نباید به روغن آغشته گردد. چرا که باید
گیره ها به نمونه قبر بچسبند و یا روغنی شدن این گیره ها این عمل ناقص
انجام گردیده و ممکن است حتی قبل از پاره شدن نمونه ها، نمونه ها از گیره
ها جدا شوند. قطعات قالب را پس از چرب شدن قسمتهای لازم بر روی صفحه برنجی
می چینیم. قیر را به آرامی و به صورت یکنواخت گرم می کنیم وهمین که به
اندازه لازم روان شد از الک شماره 50 (میکرومتر 300) رد می کنیم.
سپس
آن را به آرامی داخل قالب می ریزیم. باید توجه شود که صفحه برنجی باید
کاملآً مسطح و تراز باشد چرا که در غیر این صورت ممکن است قسمتی از کف قالب
از سطح صفحه جدا شود و بلعث گردد که کف نمونه ناصاف شود. باید مواظب بود
که قسمتهای مختلف قالب از هم جدا نشوند. قیر را به صورت رفت و برگشتی در
لایه های نازک می ریزیم .
به طوری که در پایان سطح قیر کمی
بالاتر از سطح قالب باشد. قالب را در دمای اتاق حدود 30 الی 40 دقیقه قرار
می دهیم تا به آرامی خشک شود. سپس آن را در حمام آب 15ْc به مدت 30 دقیقه
قرار می دهیم. سپس قیر موجود را با یک چاقوی گرم شده برش می دهیم تا فقط تا
سطح بالای قالب پر از قیر باشد.
صفحه برنجی و قالب حاوی مواد
قیری را در حمام آب در دمای معین برای مدت زمان حدود 85 الی 95 دقیقه در
داخل آب با دمای 15ْc قرار می دهیم.
سپس قیر را از صفحه جدا می کنیم و نیز بغل بندها را نیز جدا نموده و بلافاصله آزمایش را انجام می دهیم.
سوراخهای
موجود بر روی گیره ها را بر روی سوزنها و گیره های ماشین آزمایش قرار می
دهیم. و دستگاه را روشن می کنیم تا دو گیره با سرعت ثابتی شروع به دور شدن
از هم بکنند. سرعت دور شدن دو گیره از هم باید برابر 5 سانیمتر بر دقیقه و
با اختلافی در حدود 5%± باشد – البته دو روش آزمایش وجود دارد که نمونه ها
در یکی با سرعت 2.5 سانتی متر بر دقیقه و در دیگری با سرعت 5 سانتیمتر بر
دقیقه از هم دور می شوند که در این آزمایش که مطابق ASTM D113 می باشد از
روش دوم استفاده می شود. فاصله بین دو گیره را از لحظه ای که شروع به کشیده
شدن می کنند تا لحظه پاره شدن را به سانتیمتر اندازه می گیریم.
در
طول زمان آزمایش، آب داخل تانک (حمام آب) باید نمونه ها را بالا و پایین
حداقل 5و2 سانتیمتر بپوشاند و باید به طور مداوم دما را در دمای آزمایش 0.5
± 25 درجه سانتیگراد نگهدارد.
اگر ماده قیری در تماس با سطح مایع و یا در تماس با ته حمام آبی قرار گیرد.
آزمایش
نمی تواند ازمایش نرمال به حساب آید. در این حالت وزن مخصوص حمام آب را با
اضافه کردن متیل الکل و یا سدیم کلراید تنظیم می کنیم. بگونه ای که ماده
قیر در طول آزمایش نه به سطح آب بیاید و نه با کف حمام در تماس باشد.
گزارش :
یک
آزمایش نرمال آزمایش است که ماده بین دو گیره تا یک نقطه خ اصی کشیده شود و
یا آنقدر نازک شود که پارگی در نقطه ای که عملاً سطح تماسی وجود نداشته
باشد اتفاق بیفتد.
این آزمایش را با 2 الی 3 نمونه انجام می
دهند و در نهایت فاصله ای که در آن پارگی اتفاق بیفتد را یادداشت کرده و از
آنهامیانگین می گیرند و به عنوان خاصیت انگمی این قیر گزارش می دهند.
طبق
استانداردهای مختلف، محدودیتهایی برای استفاده از قیرهای مختلف بر اساس
خاصیت انگمی آنها ارائه گردیده است. یک نمونه از این محدودیت ها، مطابق
استاندارد ASTM و آیین نامه سازمان برنامه بودجه به نقل از کتاب روسازی راه
دکتر امیرمحمد طباطبایی مطابق جدول زیر می باشد.
در
آزمایشی که ما انجام دادیم ، نمونه ها تا حد نهایی دستگاه کشیده شدند ولی
هیچگونه گسیختگی مشاهده نشد. یعنی تا حد نهایی دستگاه موجود (150 سانتیمتر)
نمونه ها بدون گسیخته شدن کشیده شدند و این حاکی از خاصیت شکل پذیری بالای
نمونه های موجود بود.البته در آخر آزمایش نمونه ها به کف ظرف خیلی نزدیک
شده بودند که باید این مشکل با اضافه کردن موادی به آب داخل تانک و افزایش
چگالی آن برطرف می گردید.
پاسخ سؤالات :
1 – چرا باید نمونه قیر را صاف کرد؟
چون
در این آزمایش نمونه ها در حال کشش می باشند و در نهایت ضخامت بسیار اندکی
پیدا می کنند. لذا اگر اختلافاتی در ضخامت نمونه درقسمتهای مختلف آن وجود
داشته باشد، باعث خواهد شد که نمونه در قسمتهای ضعیف اولیه ( قسمتهایی که
ضخامت اندکی دارند) زودتر گسیخته شود و در نتیجه نتایج آزمایش را تحت تأثیر
قرار دهد.
2 – نگهداری نمونه های قیر به مدت حدد 90 درقیقه در حمام آب برای چه منظوری است؟
اولاً
با نگهداری نمونه ها به مدت 90 دقیقه در آب باعث می شود که تمام نمونه ها
به تعادل گرمایی برسند و در نتیجه دما را که یکی از مسائل اصلی در تغییر
خاصیت انگمی قیر است را در کل نمونه ها ثابت می کنیم.
از طرف
دیگر با قراردادن نمونه ها در 15 درجه سانتیگراد که دمای نسبتاً پایینی است
نمونه ها را در حالتی قرار می دهیم که بتوان براحتی آنها را از صفحه برنجی
و بدون چسبیدن آنها به صفحه و بغل گیرها جدا نمود.
3 – حدود پراکندگی مجاز نتایج در این آزمایش چیست؟
در
استاندارد 85-D113 در قسمت دقت آزمایش نموداری بدین منظور ارائه گردیده
است که حدود مجاز برای پراکندگی نتایج را ارائه می دهد. که بر اساس این
نمودار حدود پراکندگی در این آزمایش یعنی اختلافی که بین دو نتیجه حاصل ،
می تواند وجود داشته باشد، بین 0.6 الی 10cm می باشد.
4 – اهمیت عملی خاصیت انگمی قیر چیست؟
وظیفه
اصلی قیر، چسباندن مصالح شن و ماسه ای می باشد. یعنی با این آزمایش می
توان معیاری برای اندازه گیری و مقایسه اصلی ترین وظیفه قیر بدست آورد.
قیری که در راهسازی بکار می رود باید دارای خاصیت چسبندگی زیاد باشد تا
دانه های مصالح سنگی را به خوبی اندود کرده و آنها را بیکدیگر بچسباند که
قابلیت شکل پذیری قیر ، نشانه ای از چسبندگی آنها می باشد.
به نقل از: http://forum.geomapia.net