قیر امولسیون بعنوان یک دستاورد جا افتاده در دنیا و نسبتا جدید در ایران با توجه به ویژگی‌های کاربردی آن امروزه بعنوان یک نوع مصالح شناخته شده ساختمانی، راهسازی، صنعتی و ... به شدت مورد توجه قرار گرفته است. قیر امولسیون در راهسازی در ساخت، نگهداری مرمت و بازیافت راه ها کاربرد وسیعی پیدا نموده است .مهمترین ویژگی در استفاده از قیرهای امولسیون تعیین پارامترهای آن به نحوی است که واکنش آن با مصالح از حیث ایجاد چسبندگی و نیز نفوذ در مصالح به بهترین نحو صورت پذیرد . امولسیون ها را عمدتا به دو دسته آنیونیک و کاتیونیک بسته به بار سطحی ذرات قیر تقسیم بندی می نمایند . برای ایجاد چسبندگی مناسب در میان ذرات قیر امولسیون و مصالح بهتر است این مواد از بارهای متفاوت انتخاب گردند. عموماً امولسیونها از دو فاز غیر قابل امتزاج تشکیل می شوند که نتیجه آن امولسیون های آب در روغن، روغن در آب و یا امولسیون های چند گانه می باشد و در قیر امولسیون فاز معلق، ذرات قیر و فاز سیال، آب می باشد. قیر امولسیون برای عمل نمودن نیاز دارد تا ذرات قیر معلق آن به یکدیگر بپیوندند که به این پروسه شکست قیر اطلاق گردیده و لازمه آن حذف آب از سیستم می باشد . می توان با تعیین میزان عوامل تشکیل دهنده قیر امولسیون بر سرعت شکست آن تاثیر گذاشت . بر این اساس قیرهای امولسیون به سه دسته تند‌شکن، کند‌شکن و دیر‌شکن تقسیم بندی می گردند. اجرای روش‌هایی که در آنها از قیر امولسیون استفاده می گردد در موارد مختلف نیاز به فرصت های زمانی متفاوتی دارد که بدین منظور می توان از قیرهای امولسیون با سرعت های شکست متفاوت و خواص مرتبط آنها بهره برد . از قیر امولسیون به عنوان یک عامل محافظتی در راه سازی بیشتر بعنوان پوشش آب بند استفاده می‌گردد . قیر امولسیون همراه با مصالح دیگر و یا به تنهایی در تهیه مصالح مرکب سرد و همینطور به عنوان ماستیک در اجرای پوشش های سطحی کاربرد وسیعی دارد. استفاده از قیر امولسیون همراه با مصالحی همچون سیمان، آهک، پلیمرها و افزودنی های شیمیایی سبب بهبود خواص آن می شود.
تاریخچه قیرهای امولسیون
اولین امولسیون قیر در سال 1922 توسط هیو الن مکی ثبت شد. در آن زمان صنایع اتومبیل سازی پیشرفت زیادی داشت و تعداد زیادی جاده در حال ساخته شدن بود.
اکثر قیرهایی که در راه سازی مصرف می شوند در حرارت معمولی حالت خمیری و نیمه جامد دارند. به همین جهت استفاده در عملیات آسفالت پوششی ابتدا بایستی به کمک حرارت آنها را سیال نموده و سپس قشر نازکی از آنها را در سطح راه پخش نمود.
از آنجایی که تهیه تسهیلات و دستگاههای گرم کردن قیر در نقاط دور دست نه مقدور بوده و نه مقرون به صرفه است متخصصین آسفالت سعی نمودند که به طریفی کاربرد قیرسرد را در راهسازی عملی سازند. با پیدایش امولسیون قیر نه تنها عملا کاربرد قیر در سرما مقدور گردید بلکه نقصی هم که در کاربرد قیرهای مخلوط وجود دارد در این مورد ملاحظه نمی گردد . زیرا امولسیون های قیر بسیار سیال بوده و بفرض موطوب بودن سطح راه و یا مصالح مورد مصرف چسبندگی مناسبی بین قیر و مصالح به وجود می آورد.
انواع قیر های امولسیون
قیرهای امولسیون را از نظر سرعت شکسته شدن و بار الکتریکی ذرات معلق می توان رده بندی نمود .
1- رده بندی قیرهای امولسیون از نظر سرعت شکستن
بعد از مصرف قیر امولسیون آب موجود در مخلوط جدا و تبخیر شده و قیر به تدریج سطح راه و یا اطراف سنگ دانه ها را اندود می کند که این فرآیند شکست امولسیون نامیده می شود . قیرهای امولسیون بر اساس پایداریشان در مقابل شکستن به سه گروه اصلی تند شکن (ناپایدار )کند شکن (نیمه پایدار ) و دیر شکن (پایدار ) تقسیم می شوند که هر گروه اصلی زیر گروههای مختلفی دارند .
الف: قیرهای امولسیون تند شکن (ناپایدار)
امولسیونهای قیری ناپایدار روی سطح مصالح بسیار سریع شکسته می شوند و یک لایه بسیار نازک قیر را به جای می گذارند . مصرف عمده آنها در آب بندی با مصالح سنگی آب بندی با ماسه آسفالتهای سطحی و ماکادام نفوذی می باشد و قیرهای امولسیون تند شکن برای آنکه درسطح راه جاری نشوند از کند روانی بالایی برخوردار می باشند .
ب: قیرهای امولسیون کند شکن (نیمه پایدار)
این دسته شامل قیرهای امولسیون است که نسبت به امولسیونهای تند شکن پایداری بیشتری داشته و می توان انها را با مصالح سنگی مخلوط نمود . زیرا که بلافاصله پس از تماس با سنگدانه ها شکسته نمی شوند و مخلوط آسفالتی برای چندین دقیقه کارآیی خود را حفظ می کنند . این امولسیونها غالبا در کارخانه های آسفالت سیار تهیه شده و یا به شکل آسفالت مخلوط در محل استفاده می شوند . قیرهای امولسیون کند شکن پوشش بهتری به مصالح سنگی در دمای بالای محیط می دهند.
ج:قیرهای امولسیون دیر شکن (پایدار)
این دسته شامل امولسیونهای قیری است که پس از تماس با مصالح سنگی پایداری زیادی دارند . این امولسیونها را می توان با مصالح سنگی با دانه بندی پیوسته و مقادیر زیادی ریزدانه استفاده نمود. قیرهای امولسیون دیر شکن کند روانی کمی دارند که می توان با اضافه کردن آب کندروانی آنها را بیشتر کاهش داد. این گروه وقتی رقیق گردند می توانند برای اندود سطحی آب بندی سطح روسازی بدون مصرف سنگدانه و فرو نشاندن گرد و غبار استفاده شوند . اگر سرعت شکست تندتری در مخلوط آسفالتی مثلا در دوغاب قیر امولسیون مورد نیاز باشد می توان به آن سیمان پرتلند یا آهک هیدرانه اضافه نمود .
2- رده بندی قیرهای امولسیون از نظر بار الکتریکی
امولسیونهای قیری از نظر بار الکتریکی ذرات معلق قیر به سه نوع کاتیونیک، آنیونیک و غیریونی طبقه‌بندی می‌گردند که هر یک از آنها با امولسیون سازهای مختلف ساخته می شوند .
الف: امولسیونهای قیری کاتیونیک
چنانچه ذرات معلق قیر در امولسیون دارای بار الکتریکی مثبت باشد قیر امولسیون کاتیونیک نامیده می شود . این نوع قیر امولسیون به مصالح سنگی شامل ترکیبات سیلیسی و کوارتز که بار الکتریکی منفی دارند بهتر می چسبند .
ب: امولسیونهای قیری آنیونیک
چنانچه ذرات قیر معلق در امولسیون دارای بار الکتریکی منفی باشند آنرا قیر امولسیون آنیونیک گویند . این نوع امولسیونها به مصالح سنگی آهکی که دارای بار الکتریکی مثبت هستند بهتر می چسبند.
