درجه نفوذ قیر چیست؟
بر حسب تعریف، آزمایش درجه نفوذ قیر عبارت است از مقدار طول (بر حسب میلی‌متر) که یک سوزن استاندارد با شکل معین تحت اثر باری معادل 100 گرم در مدت 5 ثانیه در قیری که در حرارت 25 درجه سانتیگراد است، نفوذ نماید. این آزمایش با استاندارد ASTM D5 برای تعیین سختی نسبی قیرهای دمیده و قیرهای خالص استفاده می‌شود.
هدف از آزمایش: تعیین سختی نسبی قیرهای خالص و دمیده است که جهت نامگذاری این قیرها استفاده می‌شود.
کاربرد آزمایش درجه نفوذ قیر
یکی از کاربردهای آزمایش در نامگذاری قیرهای خالص و قیرهای دمیده است. قیرهای خالص تنها بر این اساس نامگذاری می شوند، اما معیار نامگذاری قیرهای دمیده علاوه بر میزان نفوذ، میزان نرمی قیر نیز می باشد. به عنوان نمونه ، قیرهای 40-50 ، 60-70 ، 85-100 و … از جمله قیرهای خالص معمول در راهسازی می باشند. دو عددی که همراه قیر خالص می آید بیانگر آن است که درجه نفوذ در این محدوده قرار دارد. قیرهای 25/85R ،15/90R ، 10/110R و … نمونه‌هایی از قیرهای دمیده متداول در ایران است که عدد اول آن بیانگر میزان نفوذ قیر و عدد دوم بیانگر نقطه نرمی قیر است.
- هر چه آب و هوای منطقه ای که قرار است قیر را در آنجا استفاده نماییم گرم تر باشد یا میزان آمد و شد بیشتر و بار وسایل نقلیه سنگین تر باشد ، باید از قیری با درجه نفوذ بیشتر استفاده نمود و بالعکس هرچه آب و هوای منطقه مورد نظر سردتر باشد ، باید از قیرهای با درجه نفوذ کمتری استفاده نمود.
- بنابراین هرچه قیر سخت تر باشد، درجه نفوذ آن کمتر و هرچه درجه نفوذ بیشتر باشد قیر نرم تر خواهد بود. قیرهایی که درجه نفوذ آنها حدود 80 باشد، در آسفالت‌هایی نظیر بتن آسفالتی و قیرهای با درجه نفوذ بیشتر در ماکادام قیر و آسفالت سرد بکار برده می‌شوند.
استاندارد و وسایل آزمایش
- Standard Methods, (IP. 49/58)
- ASTM Methods, (D: 5-52)
- دستگاه مخصوص درجه نفوذ
- دماسنج
- کاردک
- حمام آب گرم
- دو ظرف کوچک با اندازه های مختلف
- کورنومتر
شرح آزمایش درجه نفوذ قیر
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 3.5 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 می‌نماییم. طوری ظرف را زیر دستگاه قرار داده 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 است رها می‌شود و طی 5 ثانیه مقدار نفوذ سوزن روی صفحه مدرج قرائت و یادداشت می شود. این آزمایش برای هر نمونه (هر ظرف) 5 تا 10 بار انجام شده و مقادیر بدست آمده یادداشت می‌شود. توجه نمایید که مقادیر بدست آمده بر حسب دهم میلی‌متر است. باید دقت نمایید فواصلی که سوزن در قیر نفوذ می‌کند 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 قابلیت نفوذ قیر خواهد بود.
گفت و گو