ویسکوزیته قیر یک ویژگی اساسی است که تعیین می‌کند این ماده در دمای خاص یا محدوده دمایی مشخص چگونه رفتار می‌کند. واحد اصلی ویسکوزیته، پاسکال ثانیه (Pa s) است. ویسکوزیته مطلق یا دینامیک قیر که بر حسب پاسکال ثانیه اندازه‌گیری می‌شود، نسبت تنش برشی اعمال‌شده به نمونه (بر حسب پاسکال) به نرخ برشی بر حسب ثانیه است (1 پاسکال = 10 پواز). ویسکوزیته مطلق قیر را می‌توان با استفاده از ویسکومتر صفحه‌ای لغزان اندازه‌گیری کرد. برای بسیاری از اهداف، معمولاً ویسکوزیته قیر با اندازه‌گیری زمان لازم برای عبور مقدار مشخصی از ماده از یک روزنه استاندارد تعیین می‌شود. این روش‌ها برای تعیین و مقایسه مناسب هستند و در صورت نیاز، نتایج را می‌توان به واحدهای ویسکوزیته پایه‌ای‌تر تبدیل کرد.
کاربردهای قیر درجه ویسکوزیته:
کلاس ویسکوزیته قیر، درجه‌ای از قیر پالایشگاهی است که از هوادهی خلاء در برج تقطیر به دست می‌آید و بر اساس ویسکوزیته آن تقسیم‌بندی می‌شود. رایج‌ترین کاربرد این نوع قیر در ساخت جاده‌ها، عایق‌کاری، ساخت‌وساز ساختمان و تولید قیر مایع است. از نظر محل استفاده، قیر VG30 برای آب‌وهوای معتدل مناسب‌تر است.
طبقه‌بندی قیر درجه ویسکوزیته:
آزمون ویسکوزیته در دماهای 60 و 135 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری می‌شود که به ترتیب دمای سطح جاده در تابستان و دمای اختلاط آسفالت است. درجه نفوذ در دمای 25 درجه سانتی‌گراد، که میانگین دمای سالانه پوشش آسفالت است، نیز در مشخصات این استاندارد قیر ذکر شده است. دسته‌بندی قیر درجه ویسکوزیته بر اساس نتایج آزمون ویسکوزیته انجام می‌شود. این دسته از قیر که کاربردهای زیادی در مناطق گرم دارد، به زودی جایگزین قیر نفوذی خواهد شد.
انواع مختلف قیر درجه ویسکوزیته:
قیر درجه ویسکوزیته نوعی قیر استاندارد است که برای سنگ‌فرش، ساخت جاده و تولید آسفالت با ویژگی‌های خاص مناسب است. به دلیل خواص ارتجاعی، برای اتصالات بسیار قوی و انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود.
نکته: قیر AC نوعی قیر سیمانی جامد است که مخفف Asphalt Cement است و از تقطیر نفت خام به دست می‌آید.
قیر AC-2.5:
قیر AC-2.5 نوعی قیر سیمانی با ویسکوزیته 250 پواز در دمای 60 درجه سانتی‌گراد است. این قیر نرم‌ترین درجه در میان تمامی قیرها محسوب می‌شود. درواقع قیر AC-2.5 به دلیل ویسکوزیته پایین، برای تولید مخلوط‌های قیر نرم مناسب نیست و نمی‌تواند مقاومت لازم در برابر جابجایی و سایر مشکلات مرتبط با دمای بالا و بار ترافیکی سنگین را بهبود بخشد.
قیر AC-5:
لازم به ذکر است قیر AC5 نوعی قیر آسفالتی است که به دلیل ویسکوزیته پایین، بیشتر در مناطق سردسیر استفاده می‌شود. این آسفالت برای کشورهای سرد مانند کانادا مناسب است. دمای نگهداری قیر AC5 بین 135 تا 163 درجه سانتی‌گراد توصیه می‌شود. دمای بالا می‌تواند باعث سخت‌شدن قیر و افزایش هزینه‌های گرمایشی شود. قیر AC5 برای ساخت جاده در آب‌وهوای سرد مناسب است. همچنین، این قیر برای تولید مخلوط‌های آسفالتی، امولسیون برای برخی درجات قیر، قیر اصلاح‌شده و قیر کات‌بک استفاده می‌شود.
قیر AC-10:
قیر AC10 محصول برش سنگین نفت خام است. رایج‌ترین کاربرد این ترکیب ارتجاعی در صنعت ساخت‌وساز، تولید عایق رطوبتی، تولید برخی ترکیبات شیمیایی و مهم‌تر از همه، صنعت ساخت جاده است. همچنین، ترکیب قیر AC10 با شن، آسفالتی را تشکیل می‌دهد که برای تعمیر، بازسازی و احداث جاده‌های درون‌شهری و برون‌شهری استفاده می‌شود.
قیر AC-20:
قیر AC20 بر اساس درجه ویسکوزیته (درجه روان‌بودن) دسته‌بندی می‌شود. به عبارت دیگر، هرچه درجه بالاتر باشد، قیر سفت‌تر است. قیر AC20 نوعی قیر استاندارد است که برای سنگ‌فرش، ساخت جاده و تولید آسفالت با ویژگی‌های خاص مناسب است. به دلیل خواص ارتجاعی، برای اتصالات بسیار قوی و انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود.
قیر AC-30:
قیر AC30 درجه‌ای از ویسکوزیته قیر است که ویسکوزیته آن در دمای 60 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری می‌شود. کاربرد اصلی این قیر در ساخت جاده در مناطق گرم و معتدل است. این قیر برای پروژه‌های ساخت جاده در مناطق گرم و خشک مناسب است. همچنین، برای تولید برخی انواع پرایمر آسفالت مفید است. لذا قیر AC30 در ساخت جاده، روکش‌سازی و برخی کاربردهای صنعتی و تولید مخلوط‌های آسفالتی، امولسیون قیر، قیر کات‌بک و قیر اصلاح‌شده استفاده می‌شود.
قیر AC-40:
باید گفت قیر AC40 برای ساخت پیاده‌روها و آسفالت در مناطق گرمسیری مانند کمربندهای گرمسیری هند یا حتی جنوب ایران مناسب است. هنگام خرید این قیر باید به این نکته توجه کرد. از آنجا که قیر AC40 در هوای گرم پایداری بالایی دارد، برای تعمیر یا ساخت جاده‌ها و پیاده‌روها در مناطق گرمسیری که میانگین دمای هوا بالا است، مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته است. همچنین، تطبیق‌پذیری قیر AC40 برای استفاده در آسفالت گرم، تقاضا برای این محصول را افزایش داده است.
ویسکوزیته به عنوان یک پارامتر فناوری و عملکردی کلیدی در زمینه چسب‌های قیری:
ویسکوزیته یک پارامتر فناوری و عملکردی کلیدی در زمینه چسب‌های قیری است. تعاریف و روش‌های آزمون مختلف بر اهمیت آن تأکید دارند. در زمینه قیر، ویسکوزیته نشان‌دهنده اصطکاک داخلی است که هنگام جابجایی ذرات بین لایه‌ها رخ می‌دهد.
قیرها، مانند مایعات، دارای ویژگی‌های رئولوژیکی پیچیده‌ای هستند. ویسکوزیته آنها در پاسخ به دما، نرخ برش، مدت زمان آزمون و جزئیات روش‌شناسی مورد استفاده تغییر می‌کند. بنابراین، برای اطمینان از قابلیت مقایسه نتایج ویسکوزیته، رعایت شرایط اندازه‌گیری دقیق‌شده ضروری است: دمای مناسب، سیستم‌های اندازه‌گیری کالیبره‌شده، نرخ‌های برش ثابت و مدت زمان آزمون استاندارد.
انحراف از این شرایط ممکن است منجر به مقایسه و جایگزینی نادرست نتایج ویسکوزیته شود و نتیجه‌گیری‌های گمراه‌کننده‌ای به همراه داشته باشد. به‌ویژه، رابطه معکوس بین دمای قیر و ویسکوزیته، کاربرد آن را در تعیین ویژگی‌های ویسکوزیته-دما، که برای تعیین دمای پمپاژ، پوشش سنگدانه و تراکم روسازه ضروری است، نشان می‌دهد.
با این حال، باید احتیاط کرد، به‌ویژه در مورد قیرهای اصلاح‌شده با پلیمر و قیرهای بسیار اصلاح‌شده HiMA، که ویژگی‌های منحصر به فرد ناشی از ترکیبات پلیمری، روابط ویسکوزیته-دما را برای تعیین دقیق دما نامناسب می‌کند. در چنین مواردی، دماهای به‌دست‌آمده از این روابط باید به‌عنوان مقادیر تقریبی در نظر گرفته شوند که پیچیدگی مواد را منعکس می‌کنند.
قیر دقیقاً چیست و ویسکوزیته آن چگونه چنین نقش مهمی در ساخت جاده ایفا می‌کند؟
قیر را به‌عنوان چسب سیاهی در نظر بگیرید که همه چیز را به هم متصل می‌کند. این ماده مایعی پیچیده با ویژگی‌های منحصر به فرد است و یکی از ویژگی‌های تعیین‌کننده آن مقاومت در برابر جریان است که به آن ویسکوزیته می‌گوییم. همان‌طور که عسل در یخچال غلیظ و در گرما رقیق می‌شود، ویسکوزیته قیر نیز با دما تغییر می‌کند. هرچه دما بیشتر شود، قیر راحت‌تر جریان می‌یابد.
این حساسیت به دما بسیار مهم است. هنگام ساخت جاده‌ها، به قیری نیاز داریم که در هوای سرد به اندازه‌کافی انعطاف‌پذیر باشد تا از ترک‌خوردگی جلوگیری کند و در عین حال در هوای گرم به اندازه‌کافی سفت باشد تا از ایجاد فرورفتگی تحت بار ترافیکی سنگین جلوگیری کند.
این‌جاست که قیر درجه ویسکوزیته (VG) وارد عمل می‌شود. این قیر بر اساس ویسکوزیته آن درجه‌بندی می‌شود، مانند طیفی از رقیق و روان (VG10) تا غلیظ و کند (VG40). انتخاب درجه مناسب برای کار بسیار مهم است. تصور کنید از عسل برای ساخت جاده در تابستان استفاده کنید – نتیجه یک آشفتگی چسبنده خواهد بود!
اما قیر چیزی بیش از یک چسب حساس به دما است. این ماده همچنین چسبندگی چشم‌گیری دارد و به سنگ‌ها (سنگدانه‌ها) در مخلوط‌های آسفالت می‌چسبد. این ویژگی جاده‌های ما را محکم نگه می‌دارد و از فرسودگی آنها تحت فشار جلوگیری می‌کند.
علاوه بر این، قیر بادوام است و در برابر آب‌وهوای سخت و سایش ناشی از ترافیک مقاومت می‌کند. این ماده حتی در برابر آب مقاوم است و از پایه جاده در برابر آسیب‌های ناشی از آب محافظت می‌کند، که می‌تواند دشمن اصلی آسفالت باشد.
و انعطاف‌پذیری آن را فراموش نکنید. قیر مانند یک نوار لاستیکی می‌تواند کشیده شود و به شکل اولیه خود بازگردد، که به آن اجازه می‌دهد ضربه ناشی از وسایل نقلیه را بدون ترک‌خوردگی جذب کند.
بنابراین، دفعه بعد که روی جاده‌ای صاف و مقاوم رانندگی می‌کنید، قهرمان خاموش زیر لاستیک‌های خود را به خاطر بسپارید – قیر. این ماده‌ای شگفت‌انگیز است و درک ویسکوزیته و سایر ویژگی‌های آن کلید ساخت جاده‌هایی است که برای ماندگاری ساخته شده‌اند.