آزمايش کشش قير Ductitlity

آزمايش کشش قير Ductitlity

آزمايش کشش قير Ductitlity

خاصیت کشش قیر(Ductility) به مقدار طول یک نمونه از قیر (بر حسب سانتی متر) گفته می شود که به شکل استاندارد کشیده و طویل شده تا به نقطه انقطاع برسد. قیری که خاصیت کشش آن مناسب باشد در مقابل تغییرات دما منبسط و منقبض نخواهد شد.

خاصیت کشش به درجه سختی قیر بستگی دارد و قیری که خاصیت کشش آن کم باشد سخت و شکننده خواهد بود. در صورتیکه قیر خاصیت کشش مناسبی داشته باشد و در آسفالت مصرف گردد در فصل سرد زمستان بندرت بر روی آن ترک ایجاد خواهد شد.

آزمايش کشش قير
هدف آزمايش :
هدف از اين آزمايش تعيين خاصيت انگمي (Ductitlity) قير و مقايسه اين خاصيت در انواع مختلف قير مي باشد. با انجام اين آزمايش معياري براي اندازه گيري کشش و چسبندگي قير بدست مي آيد. قيرهايي که در راه سازي بکار مي روند بايد داراي مشخصات فني معيني باشند تا روسازي ساخته شده در اثر نامناسب بودن قير مصرفي خراب نشود. قيري که در راه سازي به کار مي رود. بايد داراي خاصيت چسبندگي زياد باشد تا دانه هاي مصالح سنگي را بخوبي اندود کرده و آنها را به يکديگر بچسباند. براي تعيين نشانه اي از چسبندگي قيرها مقدار قابليت شکل پذيري آنها اندازه گيري مي شود. زيرا هر اندازه قيري چسبنده تر باشد داراي قابليت شکل پذيري بيشتري خواهد بود.
طبق تعريف، خاصيت شکل پذيري (انگمي) يک قير عبارتست از ميزان افزايش طولي که نمونه قير با شکل و ابعاد معين مي تواند کش بيايد تا پاره نشود
وسايل آزمايش :
۱ – قالب :
قالب از جنس برنج و به ابعاد نشان داده شده در شکل ساخته مي شود که متشکل از دو گيره و دو بغل بند است. وقتي که چهار قطعه قالب را در کنار هم مي چينيم. ابعاد و حدود تغييرات مجاز آن بايد مطابق مقادير مندرج در شکل باشد.
۲ – حمام آب (بن ماري) :
حمام آب براي نگهداري نمونه ها در دماي آزمايش بکار مي رود که نبايد حدود اين تغييرات بيش از ۰.۱ درجه سانتيگراد يا ۰.۱۸ درجه فارنهايت باشد. حجم آب داخل حمام هم نبايد کمتر از ۱۰ ليتر باشد. محل قرار گيري نمونه ها بايد بگونه اي باشد که ارتفاع سطح آب از بالاي آن ۱۰ سانتيمتر و فاصله زيريت نمونه تا کف حمام، حداقل ۵ سانتيمتر باشد. نکته مهم در مورد حمام آب اين است که به هنگام انجام آزمايش نبايد هيچ گونه ضربه اي به آن بخورد. به خاطر اينکه نمونه ها در هنگام گسيخته شدن خيلي حساس هستند و کمترين ضربه اي باعث تاب برداشتن نمونه ها مي شود.
۳- ماشين آزمايش (دستگاه کشش قير):
وسيله اي که بتواند نمونه قير را بصورت مداوم و با سرعت ثابت آزمايش تحت کشش قرار دهد مي تواند مورد استفاده قرار بگيرد.براي کشيدن نمونه ها از ستگاه DOW استفاده مينماييم.در اين نوع دستگاه نمونه هاي قير با سرعت ثابت ( مثلا ۵ سانتيمتر در دقيقه براي آزمايش ما) و در دماي ثابت ۰.۵ ± ۲۵ درجه سانتيگراد کشيده مي شوند تا گسيخته شوند.در هنگام کشش. نمونه ها در داخل آب قرار دارند. ارتفاع آب در بالاي نمونه و نيز فاصله سطح زيرين نمونه تا کف مخزن بايد حداقل ۲.۵ سانتي متر باشد. آب داخل دستگاه در هنگام آزمايش نبايد تحت هيچ گونه لغزش و اغتشاش قرار گيرد.
۴- دما سنج:
دماسنج مورد استفاده بايد داراي شرايط زير باشد.
شماره دما سنج بر اساس ASTM محدوده دماسنج
۶۳C -8 to 32°C
۶۳F 18 to 89°F
توجه : در صورتي که آزمايش در حمام استاندارد نفوذ و در دماي ۲۵°C 77°F انجام مي گيرد دما سنج استاندارد D5 در ASTM مي تواند جايگزين دماسنج بالا گردد.
نکته : در دستگاهي که در آزمايشگاه روسازي مورد استفاده قرارمي گيرد. که در زير صفحه پايين آن Heater براي تنظيم دماي حمام و نيز پمپ و تصفيه کننده قرار گرفته است که اين مجموعه با گرم کردن و به جريان انداختن آب باعث تعادل گرمايي در مجموعه مي گردند.
روش آزمايش :
نمونه هايي که درايت آزمايش مورد استفاده قرار مي گيرند بايدتحت شرايط خاصي به عمل آورده شده باشد که البته به دليل محدوديت زمان آزمايش قبلاً اين مراحل توسط مسؤول آزمايشگاه انجام مي گردد.
ابتدا بايد صفحه برنجي را با پارچه آغشته به مخلوطي از گليسيرين و دکسترين ( و يا پارافين) چرب کنيد. به همين ترتيب سطح داخلي بغل بندها را نيز چرب کنيد. بايد به اين نکته توجه شود که سطح داخلي گيره ها نبايد به روغن آغشته گردد. چرا که بايد گيره ها به نمونه قبر بچسبند و يا روغني شدن اين گيره ها اين عمل ناقص انجام گرديده و ممکن است حتي قبل از پاره شدن نمونه ها، نمونه ها از گيره ها جدا شوند. قطعات قالب را پس از چرب شدن قسمتهاي لازم بر روي صفحه برنجي مي چينيم. قير را به آرامي و به صورت يکنواخت گرم مي کنيم وهمين که به اندازه لازم روان شد از الک شماره ۵۰ (ميکرومتر ۳۰۰) رد مي کنيم.
سپس آن را به آرامي داخل قالب مي ريزيم. بايد توجه شود که صفحه برنجي بايد کاملآً مسطح و تراز باشد چرا که در غير اين صورت ممکن است قسمتي از کف قالب از سطح صفحه جدا شود و بلعث گردد که کف نمونه ناصاف شود. بايد مواظب بود که قسمتهاي مختلف قالب از هم جدا نشوند. قير را به صورت رفت و برگشتي در لايه هاي نازک مي ريزيم .
به طوري که در پايان سطح قير کمي بالاتر از سطح قالب باشد. قالب را در دماي اتاق حدود ۳۰ الي ۴۰ دقيقه قرار مي دهيم تا به آرامي خشک شود. سپس آن را در حمام آب ۱۵ْc به مدت ۳۰ دقيقه قرار مي دهيم. سپس قير موجود را با يک چاقوي گرم شده برش مي دهيم تا فقط تا سطح بالاي قالب پر از قير باشد.
صفحه برنجي و قالب حاوي مواد قيري را در حمام آب در دماي معين براي مدت زمان حدود ۸۵ الي ۹۵ دقيقه در داخل آب با دماي ۱۵ْc قرار مي دهيم.
سپس قير را از صفحه جدا مي کنيم و نيز بغل بندها را نيز جدا نموده و بلافاصله آزمايش را انجام مي دهيم.
سوراخهاي موجود بر روي گيره ها را بر روي سوزنها و گيره هاي ماشين آزمايش قرار مي دهيم. و دستگاه را روشن مي کنيم تا دو گيره با سرعت ثابتي شروع به دور شدن از هم بکنند. سرعت دور شدن دو گيره از هم بايد برابر ۵ سانيمتر بر دقيقه و با اختلافي در حدود ۵%± باشد – البته دو روش آزمايش وجود دارد که نمونه ها در يکي با سرعت ۲.۵ سانتي متر بر دقيقه و در ديگري با سرعت ۵ سانتيمتر بر دقيقه از هم دور مي شوند که در اين آزمايش که مطابق ASTM D113 مي باشد از روش دوم استفاده مي شود. فاصله بين دو گيره را از لحظه اي که شروع به کشيده شدن مي کنند تا لحظه پاره شدن را به سانتيمتر اندازه مي گيريم.
در طول زمان آزمايش، آب داخل تانک (حمام آب) بايد نمونه ها را بالا و پايين حداقل ۵و۲ سانتيمتر بپوشاند و بايد به طور مداوم دما را در دماي آزمايش ۰.۵ ± ۲۵ درجه سانتيگراد نگهدارد.
اگر ماده قيري در تماس با سطح مايع و يا در تماس با ته حمام آبي قرار گيرد.
آزمايش نمي تواند ازمايش نرمال به حساب آيد. در اين حالت وزن مخصوص حمام آب را با اضافه کردن متيل الکل و يا سديم کلرايد تنظيم مي کنيم. بگونه اي که ماده قير در طول آزمايش نه به سطح آب بيايد و نه با کف حمام در تماس باشد.
گزارش :
يک آزمايش نرمال آزمايش است که ماده بين دو گيره تا يک نقطه خ اصي کشيده شود و يا آنقدر نازک شود که پارگي در نقطه اي که عملاً سطح تماسي وجود نداشته باشد اتفاق بيفتد.
اين آزمايش را با ۲ الي ۳ نمونه انجام مي دهند و در نهايت فاصله اي که در آن پارگي اتفاق بيفتد را يادداشت کرده و از آنهاميانگين مي گيرند و به عنوان خاصيت انگمي اين قير گزارش مي دهند.
طبق استانداردهاي مختلف، محدوديتهايي براي استفاده از قيرهاي مختلف بر اساس خاصيت انگمي آنها ارائه گرديده است. يک نمونه از اين محدوديت ها، مطابق استاندارد ASTM و آيين نامه سازمان برنامه بودجه به نقل از کتاب روسازي راه دکتر اميرمحمد طباطبايي مطابق جدول زير مي باشد.
در آزمايشي که ما انجام داديم ، نمونه ها تا حد نهايي دستگاه کشيده شدند ولي هيچگونه گسيختگي مشاهده نشد. يعني تا حد نهايي دستگاه موجود (۱۵۰ سانتيمتر) نمونه ها بدون گسيخته شدن کشيده شدند و اين حاکي از خاصيت شکل پذيري بالاي نمونه هاي موجود بود.البته در آخر آزمايش نمونه ها به کف ظرف خيلي نزديک شده بودند که بايد اين مشکل با اضافه کردن موادي به آب داخل تانک و افزايش چگالي آن برطرف مي گرديد.
پاسخ سؤالات :
۱ – چرا بايد نمونه قير را صاف کرد؟
چون در اين آزمايش نمونه ها در حال کشش مي باشند و در نهايت ضخامت بسيار اندکي پيدا مي کنند. لذا اگر اختلافاتي در ضخامت نمونه درقسمتهاي مختلف آن وجود داشته باشد، باعث خواهد شد که نمونه در قسمتهاي ضعيف اوليه ( قسمتهايي که ضخامت اندکي دارند) زودتر گسيخته شود و در نتيجه نتايج آزمايش را تحت تأثير قرار دهد.
۲ – نگهداري نمونه هاي قير به مدت حدد ۹۰ درقيقه در حمام آب براي چه منظوري است؟
اولاً با نگهداري نمونه ها به مدت ۹۰ دقيقه در آب باعث مي شود که تمام نمونه ها به تعادل گرمايي برسند و در نتيجه دما را که يکي از مسائل اصلي در تغيير خاصيت انگمي قير است را در کل نمونه ها ثابت مي کنيم.
از طرف ديگر با قراردادن نمونه ها در ۱۵ درجه سانتيگراد که دماي نسبتاً پاييني است نمونه ها را در حالتي قرار مي دهيم که بتوان براحتي آنها را از صفحه برنجي و بدون چسبيدن آنها به صفحه و بغل گيرها جدا نمود.
۳ – حدود پراکندگي مجاز نتايج در اين آزمايش چيست؟
در استاندارد ۸۵-D113 در قسمت دقت آزمايش نموداري بدين منظور ارائه گرديده است که حدود مجاز براي پراکندگي نتايج را ارائه مي دهد. که بر اساس اين نمودار حدود پراکندگي در اين آزمايش يعني اختلافي که بين دو نتيجه حاصل ، مي تواند وجود داشته باشد، بين ۰.۶ الي ۱۰cm مي باشد.
۴ – اهميت عملي خاصيت انگمي قير چيست؟
وظيفه اصلي قير، چسباندن مصالح شن و ماسه اي مي باشد. يعني با اين آزمايش مي توان معياري براي اندازه گيري و مقايسه اصلي ترين وظيفه قير بدست آورد. قيري که در راهسازي بکار مي رود بايد داراي خاصيت چسبندگي زياد باشد تا دانه هاي مصالح سنگي را به خوبي اندود کرده و آنها را بيکديگر بچسباند که قابليت شکل پذيري قير ، نشانه اي از چسبندگي آنها مي باشد.

افزودن دیدگاه جدید