قیر به عنوان یکی از کاربردی‌ترین مواد در صنایع مختلف شناخته می‌شود و به سبب ویژگی‌های منحصربه‌فردی همچون چسبندگی بسیار بالا و مقاومت بالا در برابر نفوذ آب و رطوبت استفاده‌های متعددی دارند. برای تعیین کیفیت قیر طبیعی، قیر معدنی ، صنعتی و … آزمایش‌های متعددی انجام می‌شود. آزمایش افت وزن قیر نیز از جمله آزمایش‌های مهم و کاربردی است که با نام آزمایش لعاب نازک نیز شناخته می‌شود. در حقیقت آزمایش افت وزنی قیرها نشان دهنده میزان فراریت نسبی حلال‌های قیر است. در ادامه مطلب به بررسی تست افت وزنی قیر و نحوه اجرای آن پرداخته خواهد شد.
مهم‌ترین آزمایش‌ها بر روی قیر یا بیتومن
در حقیقت قیر به ماده‌ای سیاه رنگ گفته می‌شود که از انواع هیدروکربن‌های جامد ساخته می‌شوند. قیر نوعی از مشتقات نفتی است که انواع مختلفی همچون قیر طبیعی یا گیلسونایت ، قیر معدنی و قیر صنعتی دارد و می‌تواند در حلال‌هایی همچون سولفید کربن و تتراکلریدکربن به راحتی حل می‌شود. این ماده می‌تواند کاربردهای متعددی در صنایع مختلف داشته باشد که به دلیل مقاومت بالای آن در برابر نفوذ آب و رطوبت و چسبندگی بالا می‌باشد.
قیر ماده‌ای بسیار کاربردی در صنایع مختلف است و لازم است که کیفیت آن همواره مورد بررسی قرار بگیرد. از جمله مهم‌ترین آزمایش‌هایی که بر روی قیر انجام می‌شود می‌توان به درجه نفوذ، گرانروی، درجه اشتعال، افت وزنی، درجه خلوص و درجه نرمی اشاره کرد که هر کدام می‌توانند ویژگی‌ها و مشخصات مختلفی از انواع قیرها را ارزیابی کنند.
آزمایش افت وزنی قیر چیست؟
افت وزنی قیر در حقیقت میزان افت وزن نمونه‌ای از بیتومن را نشان می‌دهد که به مدت 5 ساعت در دمای 163 درجه سانتی‌گراد و در داخل دستگاه مجهز به تهویه نگهداری شده است. همانطور که گفته شد این آزمایش با نام آزمایش لعاب نازک نیز شناخته می‌شود. در حقیقت آزمایش لعاب نازک یک نوع تقطیر قیر است که نتیجه آن معیار و ملاکی است که میزان فراریت نسبی حلال‌های قیر را در دمای 163 درجه نشان می‌دهد. دمای 163 درجه به این دلیل برای این آزمایش اتخاذ می‌شود که عمل اختلاط قیر و مصالح مختلف برای تولید آسفالت‌ها استفاده می‌شود. میزان افت وزنی قیر طبیعی و قیرهای صنعتی که در راه‌سازی استفاده می‌شود بعد از انجام این تست کمتر از یک درصد خواهد بود.
برای پی بردن به خواص قیری که مورد آزمایش قرار گرفته است باید آن را بعد از اتمام تست‌ها تحت آزمایش‌های قابلیت نفوذ و نقطه نرمی قرار داد. هر چه قیرها نرم‌تر باشند به معنی درجه نفوذ بیشتر آنها خواهد بود و در نتیجه میزان افت وزنی آن نیز بیشتر خواهد بود.
دلایل افت وزنی قیر
آزمایش افت وزنی قیر می‌تواند به افزایش راندمان و کارایی آن کمک ویژه‌ای کند چرا که می‌تواند از عوارض و آسیب‌هایی همچون پیر شدگی قیر جلوگیری کند. در حقیقت پیرشدگی قیر به پدیده‌ای گفته می‌شود که آسفالت به مرور زمان دچار کاهش وزن قیر در اثر حرارت می‌شود. همچنین افت وزنی می‌تواند ناشی از اکسیداسیون و اشعه UV باشد که باعث می‌شود که روغن موجود در قیر به رزین تبدیل شود و در نهایت رزین به آسفالتین تبدیل می‌شود و باعث کاهش وزن قیر می‌شود. بر اساس آیین‌نامه‌های استاندارد حداکثر میزان افت وزنی مجاز قیرها برابر با 0.8% می‌باشد.
هدف از تست افت وزنی چیست؟
آزمایش افت وزنی برای انواع قیرها بر اساس استانداردهای Standard Methods, IP. 45/58 و ASTM Methods D: 6-39T انجام می‌شود و هدف اصلی از اجرای آن مشخص کردن میزان کاهش وزن قیر بر اثر حرارت 163 درجه‌ای است. این آزمایش همچنین باعث می‌شود که میزان فراریت نسبی حلال‌های قیر نیز مشخص شود.
نحوه انجام تست افت وزنی
برای انجام آزمایش افت وزنی قیر لازم است که ابتدا 50 گرم قیر مذاب را آماده کرد و سپس یک ظرف استوانه‌ای با قطر 55 میلی‌متر و ارتفاع 35 میلی‌متر که از کف مسطحی برخوردار است آماده می‌شود. در مرحله بعد باید وزن ظرف استوانه‌ای یادداشت شده و تحت عنوان W1 ثبت شود. در مرحله بعدی باید 50 گرم قیر مذاب آماده شده را در داخل ظرف استوانه‌ای ریخته و بعد از آنکه سرد شد آن را به داخل گرمخانه‌ای که به دستگاه تهویه مجهز شده است انتقال داد. ظرف باید به مدت 5 ساعت در داخل گرمخانه و با دمای 163 درجه سانتی‌گراد باقی بماند. بعد از گذشت 5 ساعت و بعد از آنکه ظرف حاوی قیر سرد شد دوباره آن را توزین کرده و مقدار آن به عنوان W2 یادداشت می‌شود. در نهایت با استفاده از فرمول زیر می‌توان میزان افت وزنی قیر را ارزیابی نمود.
جمع‌بندی نهایی
قیر به عنوان یکی از کاربردی‌ترین مواد در صنایع مختلف شناخته می‌شود که به اشکال مختلفی همچون قیر طبیعی، پودر قیر معدنی، قیر صنعتی و … وجود دارد. آزمایش‌های مختلفی برای ارزیابی ویژگی‌ها و مشخصات مختلف قیر انجام می‌شود که آزمایش افت وزنی یکی از مهم‌ترین آنها است که نشان دهنده میزان کاهش وزن قیر در دمای 163 درجه به مدت زمان 5 ساعت است.