بسم الله الرحمن الرحیم
آزمایشگاه مصالح ساختمانی
تهیه کننده : دکتر بهزاد زراعت
آزمایش درجه اشتعال قیر
مقدمه :
درجه اشتعال قیر به درجه حرارتی اطلاق می شود که وقتی دمای قیر به آن می رسد، با نزدیک نمودن شعله به سطح آزاد آن ، جرقه ای در سطح آن دیده شود. همان طور که می دانید قیرهای خالص، قطران و مخلوط آنها آتشگیر می باشند؛ لذا باید بدانیم که قیرهایی را که با آنها کار می کنیم را تا چه دمایی می توانیم گرم نماییم، بدون آنکه قیر دچار اشتعال و یا سوختن شود. این مطلب از لحاظ ایمنی در کارگاه و آزمایشگاه بسیار حائز اهمیت است و در صورت عدم توجه به این مطلب می تواند خطرساز باشد!
آزمایش تعیین درجه اشتعال قیر را می توان با دو نوع دستگاه انجام داد:
دستگاه درجه اشتعال رو باز
دستگاه درجه اشتعال رو بسته
از آن جهت که در دستگاه رو بسته تمام مقادیر بخار های قابل اشتعال آزاد شده از قیر ، جمع آوری می شود ، لذا درجه اشتعالی که با این دستگاه تعیین می شود تا حدی کوچکتر از درجه اشتعالی خواهد بود که با دستگاه رو باز تعیین شده است.
چون که قیر در دمای بالاتر از 176 درجه سانتی گراد خواص خود را از دست خواهد داد ، لذا نباید درجه حرارت قیر از این مقدار فراتر رود.
شرح کامل این آزمایش را می توانید در استانداردهای زیر ملاحظه نمایید :
– درجه اشتعال قیر به روش ظرف روباز:
ASTM Methods:D 92-52
AASHTO Methods:T 48-53
– درجه اشتعال قیر به روش ظرف رو بسته:
ASTM Methods:D 93
AASHTO Methods:T 73
هدف:
هدف از آزمایش درجه اشتعال ، تعیین درجه حرارتی است که در آن قیر مشتعل می شود و نیز تعیین درجه حرارتی که قیر در آن دما می سوزد. لازم به یادآوری است که تمام افرادی که با قیر سروکار دارند باید به خوبی از درجه اشتعال قیری که با آن کار می نمایند ، آگاه باشند تا از خطرات احتمالی ناشی از مشتعل شدن قیر در اثر حرارت دادن بیش از حد در کارگاه ها جلوگیری شود.
وسایل آزمایش:
ظرف قیر
گیره نگهدارنده
وسیله گرم کننده
دماسنج
تجهیزات تولید شعله
کرنومتر
روش انجام آزمایش:
در صورتی که از قیر جامد یا نیمه جامد در این آزمایش استفاده می نمایید، باید آن را تا 176 درجه سانتیگراد گرم نمود تا ذوب شود. سپس قیر مذاب را در داخل ظرف مخصوص دستگاه آزمایش می ریزیم؛ به قدری که پر گردد. هوای محبوس شده در قیر باید خارج شود و سطح قیر با کاردک صاف گردد. حال به قیر فرصت می دهیم تا سرد شود.
اکنون ظرف قیر سرد شده را بر روی دستگاه آزمایش سوار می نماییم و دماسنج را بر روی پایه نگهدرنده قرار می دهیم ؛ به طوری که قسمت تحتانی دماسنج به ته ظرف برخورد ننماید.
ابتدا درجه اشتعال قیر را به صورت تقریبی بدست می آوریم تا از نتیجه آن در آزمایش اصلی بتوانیم استفاده نماییم. پس در این مرحله بدون توجه به سرعت گرمادهی با سرعت ثابت حدود 12 درجه سانتیگراد در دقیقه قیر را گرم می نماییم و با عبور دادن شعله از روی قیر در دمای بالای 250 درجه سانتیگراد ، دمایی را که به ازای آن در سطح قیر جرقه ایجاد می شود ، را به عنوان درجه اشتعال تخمینی در نظر می گیریم.
حال آزمایش اصلی را با تنظیم درجه حرارت به طوری که در هر دقیقه 16.7 درجه سانتیگراد تغییر نماید ، شروع می کنیم. هنگامی که درجه حرارت قیر به 56 درجه سانتیگراد رسید، سرعت گرم شدن قیر را به 5 درجه سانتیگراد بر دقیقه کاهش می دهیم. زمانی که دمای قیر به 28 درجه سانتیگراد مانده به درجه اشتعال تخمینی قیر رسید ، به ازای هر سه درجه یکبار شعله را از روی قیر عبور می دهیم.
این کار را تا زمانی ادامه می دهیم که هنگام عبور شعله، جرقه ای در سطح قیر نمایان شود. این درجه را به عنوان درجه اشتعال قیر ثبت می نماییم.
ادامه روش انجام آزمایش :
مقداری قیر را حدود 60 درجه یا تا دمایی بالاتر از نقطه نرمی گرم می نماییم و سپس درون ظرف مخصوص می ریزیم. این ظرف دارای 5/5 سانتیمتر قطر و 5/3 سانتیمتر ارتفاع می باشد. باید دقت شود که سطح قیر کاملا صاف و بدون حباب باشد. جهت صاف نمودن سطح قیر می توان از کاردک استفاده نمود. ظرف حاوی قیر را در معرض هوای آزمایشگاه قرار می دهیم تا قیر سرد شود. سپس ظرف قیر را در داخل حمام آب گرم با درجه حرارت 25 درجه قرار می دهیم تا پس از یک ساعت و نیم قیر با آب داخل حمام به تعادل برسد.
ظرف را از درون حمام آب گرم خارج کرده و سطح آن را با دستمال نخی خشک می نماییم. طوری ظرف را زیر دستگاه تعیین درجه نفوذ قرار می دهیم که نوک سوزن و نوک تصویر آن در سطح براق قیر بر روی هم منطبق شوند.
حال درجه دستگاه را صفر می نماییم و با زدن کورنومتر، سوزنی که وزن آن با متعلقاتش 100 گرم می باشد رها می شود و طی 5 ثانیه مقدار نفوذ سوزن روی صفحه مدرج قرائت می شود و یادداشت می شود. این آزمایش برای هر نمونه ( هر ظرف ) 5 تا 10 بار انجام می شود و مقادیر بدست آمده یادداشت می شود. توجه نمایید که مقادیر بدست آمده بر حسب دهم میلیمتر می باشد. باید دقت نمایید که فواصلی سوزن در قیر نفوذ می کند از یکدیگر فاصله تقریبا یکسانی داشته باشند و به لبه ظرف بیش از حد نزدیک نباشد تا خطای آزمایش کم شود.
این تعداد آزمایش سبب می شود که خطای آزمایش کاهش یابد. میانگین اعداد بدست آمده همان میزان درجه نفوذ قیر خواهد بود.
با تشکر از
همراهی صمیمانه شما