اختبار نقطة التليين (الكرة والحلقة) (Softening Point (Ring & Ball

D 36 – 96 Standard Test Method for Softening Point (Ring-and-Ball Apparatus)

اختبار نقطة التليين (الكرة والحلقة)

هذه الطريقة تستخدم لتعيين قيمة Softening Point  فى المدى من 30-157 درجة سليزية

·        يغمر الجهاز فى:-

السائل المستخدم كحمام يوضع فيه الجهاز	مدى درجة الحرارة المناسبة للسائل المستخدم
الماء المقطر	30-80
USP Glycerin جلسرين	80-157
ايثلين جليكول	30-110

الهدف من التجربة : تستخدم فى تصنيف البيتومين

الأجهزة

-          الحلقات بالابعاد الموجودة فى الشكل السابق .

-          سطح السكب قطره 50-75 مم  pouring plate.

-          كرتين بقطر 9.5 مم ووزن 3.5 ± 0.5 جم .

-          الاطار المستخدم لتثبيت الكرة فى المركز على العينة .

-          بيكر لا يقل قطره الداخلى عن 85 مم وعمق لا يقل عن 120 مم .

-          ماسك الحلقات ومجموعة الادوات المستخدمة فى التجربة ويكون ارتفاع قاعدته السفلية عن قعر البيكر تساوى 16 ± 3 مم .

-          ترمومتر بمدى (-2 الى 80 ) درجة سليزية ، أو ( 30 الى 200 ) حسب نوع السائل المستخدم ويتم تعليقه على الحامل.

-          جهاز تسخين electric hot plate.

السوائل المستخدمة

1-      ماء مقطر ويكون مغلى قبل التجربة بوقت بسيط freshly boiled distilled water ، ويستخدم الماء المغلى لتجنب فقاعات الهواء التى قد تؤثر على نتيجة الاختبار .

2-      جلسرين وتكون flash point  له هى 160 درجة سليزية .

3-      ايثلين جليكول ودرجة الغليان له 195 – 197 درجة .

هام : ايثلين جليكول سام سواء تم استنشاقه كبخار او ابتلاعه ، لذا تجنب ملامسته او استنشاق الابخرة منه.

ملاحظات

·         لمنع التصاق البيتومين بحلقة السكب يتم تغطية سطح الحلقة النحاسى باستخدام الشحم او الزيت .

·         سخن عينة البيتومين بعناية وقلب باستمرار لتتجنب الحرارة الزائدة فى بعض الاماكن دون الاخرى        local overheating  ،حتى تصبح سائلة بشكل كافى لتُسكب ، قلب بحرص لتتجنب دخول الهواء فى العينة .

·         لا تقم بتسخين العينة لاكثر من ساعتين لتصل الى الحالة السائلة التى تسمح لك بسكبها .

·         يجب الا تزيد درجة الحرارة عند التسخين عن + 110 درجة اكبر من قيمة softening point  المتوقعة .

·         اذا كان يجب اعادة الاختبار لا تقم باعادة تسخين نفس العينة أبداً واستخدم عينة جديدة تماماً .

·         يتم تسخين الحلقتين النحاسيتين الى درجة حرارة سكب البيتومين تقريباً .

·         مسافة سقوط العينة من الحلقة الى القاعدة التى تحتها هى 25 مم .

·         اسكب العينة بحيث تكون زايدة زيادة طفيفة داخل الحلقات النحاسية واتركها تبرد فى درجة حرارة الغرفة مدة 30 دقيقة كما فى الصورة .

·         بعد أن تبرد العينة قم بازالة الزيادة منها مستخدماً سكين ساخن بحيث يكون سطح البيتومين مستوى مع الحلقة النحاسية .

 الخطوات

1-      اختيار السائل المستخدم :

-            يتم اختيار السائل حسب قيمة نقطة التليين ، فمثلاً لو قيمتها تقع ما بين 30 -80 درجة سنستخدم الماء المغلى حديثاً وتكون درجة حرارة البداية 5 ± 1 درجة .

-          لقيم نقطة التليين الواقعة بين 80 – 157 درجة نستخدم الجلسرين وتكون درجة حرارة الاختبار 30 ± 1 درجة .

-          ايثيلين جليكول يستخدم لقيم نقطة التليين بين 30 – 110 درجة وتكون درجة حرارة الحمام 5 ± 1 درجة.

ملاحظة  : 

بالنسبة للاختبارات المرجعية يتم عمل التجربة لقيم نقطة تليين أقل من 80 درجة فى حمام مائى وللقيم أعلى من 80 درجة يتم عمل التجربة فى حمام جلسرين glycerin bath  .

2-      ركب الجهاز كما بالشكل السابق واملأ البيكر حتى يكون عمق السائل هو 105 ± 3 مم

3-      ضع البيكر فى ماء مثلج أو قم بالتسخين حتى تصل لدرجة حرارة البدأ المطلوبة لمدة 15 دقيقة .

4-      باستخدام ملقاط forceps  ضع كل كرة مكانها فى ball-centering guide  .

5-      قم بتسخين البيكر من اسفل بحيث يكون معدل ارتفاع الحرارة فى قراءة الترمومتر هى 5 درجات كل دقيقة .

ملحوظة : 

لا تأخذ قيمة متوسط ارتفاع الحرارة أثناء الاختبار ، حيث أن الحد الاقصى المسموح به لكل واحد دقيقة بعد مضى 3 دقائق يجب أن تكون  ± 0.5 درجة ويتم رفض أى اختبار لا يقع ارتفاع الحرارة فيه ضمن هذه الحدود.

6-      سجل درجة الحرارة لكل كرة وحلقة فى اللحظة التى يلمس فيها البيتومين المحيط بالكرة السطح السفلى.

ملحوظة : 

اذا كان الاختلاف بين درجتى الحرارة للكرتين تتعدى 1 درجة تعاد التجربة من البداية .

الحسابات

-          لعينة بيتومين تكون قيمة نقطة التليين التى تم تعيينها فى حمام مائى أق من تلك التى تم اجرائها فى حمام جلسرين .

-          تحت اى ظرف لو كان متوسط القرائتين لدرجتى الحرارة تساوى 85 درجة أو اعلى يتم اعادة اجراء الاختبار فى حمام جلسرين ، والسبب وراء درجة 85 بالضبط هو أنه أقل درجة تم الحصول عليها لقيمة نقطة التليين من الجلسرين كانت 84.5 درجة .

-          تحت أى ظرف لو كانت قيم درجة الحرارة المحصول عليها من حمام جلسرين تساوى 80 درجة أو أقل يتم اعادة اجراء الاختبار فى حمام مائى .

-          لو أردنا تحويل نقطة التليين الاعلى من 80 درجة التى حصلنا عليها باستخدام حمام مائى الى قيمتها لو استخدمنا حمام جلسرين نستخدم معامل تصحيح للاسفلت يساوى +4.2 درجة .

-          معادلة التصحيح فى حالة لو كنا استخدمنا ايثلين جليكول لنحول نتيجة نقطة التليين الى مثيلتها باستخدام الماء والجلسرين هى

SP (Glycerin) = 1.026583*SP(Ethylene Glycol)-1.334968̊ C.

SP (Water)     = 0.974118*SP(Ethylene Glycol)-1.44459̊ C.

ملحوظة

فى الاخر نتائج الاختبار تختلف للشخص الواحد بحد أقصى 1.2 درجة ،ونتائج عدة مختبرات تختلف بحد أقصى 2 درجة فى حال استخدمنا نفس المواد .