گروه فیدار

رابطه بین ساختار و رئولوژی قیر

رابطه بین ساختار و رئولوژی قیر

رابطه بین ساختار و رئولوژی قیر

رابطه بین ساختار و رئولوژی قیر

اختلاط سیستماتیک ترکیبات اشباع، آروماتیک ها، رزین ها و آسفالتن به دست آمده از قیر، تأثیر ساختار قیر بر رئولوژی آن را مشخص می کند. بوسیله ثابت نگه داشتن مقدار آسفالتن و تغییر مقدار ترکیبات دیگر نتایج زیر به دست می آید:

  • افزایش مقدار آروماتیک در حضور مقادیر ثابت از ترکیبات اشباع و رزین ها تأثیر کمی بر رئولوژی به غیر از کاهش حساسیت برشی (shear susceptibility) دارد.

  • ثابت نگه داشتن نسبت رزین به آروماتیک و افزایش مقدار مواد اشباع باعث نرمی قیر می شود.

  • افزایش رزین ها باعث سخت شدن قیر، کاهش شاخص نفوذ و حساسیت برشی و افزایش ویسکوزیته می شود.

همچنین نشان داده شده که خواص رئولوژیک قیر به شدت به مقدار آسفالتن وابسته است. در دمای ثابت، ویسکوزیته یک قیر با افزایش غلظت آسفالتن مخلوط شده با مالتن افزایش می یابد. به هر حال اگر آسفالتن ها به شکل کروی باشند (قسمت های حل نشده) افزایش در ویسکوزیته به طور قابل توجهی بیشتر از مقادیر قابل انتظار است. این نشان می دهد که آسفالتن ها می توانند با یکدیگر برهمکنش داشته باشند یا انحلال متوسط است. حتی در یک محلول رقیق تولوئن با افزایش آسفالتن های مرتبط با غلظت های حل نشده افزایش ویسکوزیته به مقدار پنج برابر آسفالتن استفاده شده مشاهده شد. اعتقاد بر این است که آسفالتن قیر توده ای از ورق های شبه صفحه است که از ساختار حلقه های آروماتیک/ نفتنیک ساخته شده است. ویسکوزیته یک محلول، به طور ویژه یک محلول رقیق، به شکل ذرات آسفالتن وابسته است. سایز ذرات هنگامی مهم است که با افزایش سایز شکل ذرات تغییر کند. در دماهای بالا، پیوندهای هیدروژنی که صفحات / توده ها را به یکدیگر پیوند می دهند شکسته می شود و در نتیجه باعث تغییر شکل و سایز آسفالتن ها می شود. تفکیک گونه های آسفالتن تا نیمه محدود (limiting moiety) ادامه می یابد، جایی که صفحه واحد از آروماتیک متراکم شده و حلقه های نفتنیک حاصل شود. درنتیجه با افزایش دما ویسکوزیته کاهش می یابد. به هرحال با سرد شدن قیر داغ آسفالتن ها با یکدیگر تجمع می کنند تا صفحات را ایجاد کنند. این ها، به نوبه خود، با گونه های شیمایی دیگر شامل آروماتیک ها و رزین ها برهمکنش دارند به علاوه با یکدیگر برای تشکیل ذرات آسفالتن گسسته، انباشته می شوند.

افزایش قابل توجه رفتار غیر نیوتونی در یک قیر سرد نتیجه جاذبه های بین مولکولی و درون مولکولی بین آسفالتن ها و دیگر گونه ها است. تحت برش، این تجمع های گسترش یافته تغییر شکل خواهند داد و حتی تجزیه خواهند شد به شکلی که توسط نظریه نیوتونی کلاسیک قابل توصیف نیست. درنتیجه در شرایط محیط و دمای متوسط این نتیجه گیری معقول به نظر می رسد که رئولوژی قیر ها بوسیله درجه تجمع ذرات آسفالتن و مقدار نسبی گونه های دیگر موجود در سیستم به منظور پایدار کردن این تجمع کنترل می شود.

 

5/5 - (1 امتیاز)
Share

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Share