على الرغم من تعدد مكونات الاسفلت الا انه نظام متجانس ذو طبيعة غروية، وكان اول من اشار إلى هذا هو نيلنستاين (Nellensteyn) عام 1924 فقد افترض ان الاسفلت يتألف من مذيلات أو جسيمات مكهربة (Micelles) محاطة بالراتنجات والهيدروكاربونات المماثلة وكلها منتشرة في وسط أو محيط هيدروكاربوني^(2،1). لقد كان هذا الافتراض ضيق النطاق الا انه كان قاعدة لانطلاق العديد من الدراسات والفرضيات لتفسير طبيعة هذا النظام، وكانت اولى هذه الفرضيات هي فرضية فايفر وسال (Pfeiffer and Saal) عام 1940 اذ افترض ان دقيقة الاسفلتين تكون مركزا لجسيم مكهرب (Micelles) تلتصق على سطحه أو تدخل في منحنياته جزيئات المالتينات والراتنجات اذ تعمل قوة الامتزاز  (Adsorption) على ربط هذه المواد سوية مع بعضها البعض، وان تركيب هذا الجسيم يكون على اساس ان المواد ذوات الاوزان الجزيئية العالية والطبيعة الارومية تحتل الجزء المركزي ثم تحاط هذه المواد بمواد اخرى ذوات اوزان جزيئية اوطأ وطبيعة ارومية اقل وتتدرج هكذا إلى ان تصل إلى الطبقة الفاصلة بين هذه الجسميات (الزيت)⁽¹⁾.

ومع تطور الدراسات والفرضيات التي اجريت لتحديد طبيعة النظام الغروي للاسفلت، تم التوصل إلى ان الذي يحدد طبيعة هذا النظام هو كيفية تواجد الاسفلتين والذي يعتمد على نوعية وكمية الجزء الراتنجي والزيتي للاسفلت. فاذا كان المحتوى الاروماتي للمالتينات عالياً فانه سيؤدي إلى تكوين ما يسمى بالـ(Sol-Asphalt) ويكون الاسفلتين هنا منتشراً في المكونات الزيتية، اما اذا كان المحتوى البارافيني للمالتينات عالٍ فسوف ينتج ما يسمى بالـ(Gel-Asphalt) اذ يكون الاسفلتين موجود على شكل تكتلات جيلاتينية^(3،1).

ان الاسفلت مادة ثرموبلاستيكية لها خواص ريولوجية ناشئة عن كونها تتأثر كثيرا بدرجة الحرارة وزمن الحمل (Time of Loading) ، والريولوجي (Rheology) يمكن تعريفه على انه العلم الذي يختص بدراسة تشوه وانسياب المواد⁽⁴⁾.

وعلى هذا الاساس يمكن ان تنطبق الخواص التي يبديها البوليمر عند تعرضه لاجهاد (Stress) معين على الاسفلت كذلك. فعند تعرض الاسفلت لدرجات حرارية عالية أو لحمل معين زمنا طويلا أو كليهما، يظهر الاسفلت تصرفاً ريولوجياً يدعى الانسياب اللزج
(Visco-Flow) وعند التعرض لدرجات حرارية متوسطة أو زمن حمل متوسط أو كليهما يظهر تصرفاً آخر يدعى بالمرونة اللزجة (Visco-Elasticity) في حين يميل إلى اظهار ما يسمى بـ(Hookean Behavior) عند الدرجات الحرارية الواطئة⁽⁵⁾.

لقد ساعدت القياسات الريولوجية المهمة للاسفلت والمتمثلة بدرجة الليونة (Softening Point)، النفاذية (Penetration)، الاستطالة (Ductility) ودليل الاختراق (Penetration Index (PI))، على ترسيخ فكرة ان الاسفلت نظام ذو طبيعة غروية، اذ من خلال قيم (PI) يمكننا معرفة درجة انتشار الاسفلتين في المالتينات ومن ثم معرفة طبيعة ونوعية النظام الغروي. وعليه فقد قسم الاسفلت وفقا لطبيعة النظام الاسفلتي على ثلاث مجموعات رئيسة متباينة في الخواص الريولوجية ومن ثم في طبيعة تصرفها⁽⁶⁾.

1- اسفلت ذو انسياب لزج                                               Viscous Flow

هذا النوع من الاسفلت يمتلك خواصاً انسيابية لا تعتمد على سرعة القطع
(Rate of Shear)، وطبيعة النظام الغروي هي من نوع الـSol-Asphalt وتكون قيم (PI) له اقل من (2-).

2- اسفلت ذو مرونة ضعيفة                                           Slightly Elastic

هذا النوع من الاسفلت يُظهِر عندما يشوه (Deformed) خواص مرونة واضحة في البداية وعند استمرار الاجهاد تصبح لزوجته غير معتمدة على سرعة القطع وفي هذه الحالة يوصف النظام الغروي بانه من نوع (Sol-Gel-Asphalt) وتكون قيمة (PI) له بين
(2- و2+).

3- اسفلت ذو مرونة قوية                                            Strongly Elastic

هذا النوع من الاسفلت غالبا ما يظهر عند تشويهه (Deformed) مرونة كاملة ويستعيد شكله الاصلي بالاسترخاء بعد زوال العامل المشوه، وطبيعة النظام الغروي في هذه الحالة هي من نوع الـGel-Asphalt، وتكون قيمة (PI) له اكبر من (2+).

وبصورة عامة تتغير المواصفات الريولوجية للاسفلت بتغير درجة الحرارة وزمن الحمل وتعرضه للاجهادات فضلا عن التقادم ولذلك فان استخدام هذه المواد في المجالات التي سبق ذكرها يصبح محدود النطاق وعليه فقد لجأ العديد من الباحثين والمختصين في هذا المجال إلى تحوير مواصفات الاسفلت بغية انتاج مواد اسفلتية ذات خواص ريولوجية مقاومة للظروف اعلاه وتلائم الاستخدامات المطلوبة.

-------------------------------------------------------------------------

1- الدبوني ع.ع. و على ل.ح.، (1986)، "النفط المنشأ والتركيب والتكنولوجيا"، جامعة الموصل، ص10-13، 63-69، 70-72، 292-293، 302، 307-309، 621-622.

2- Traxler R.N., (1961), “Asphalt It’s Composition, Properties and Uses”, Hall, Ltd., London, pp. 7-8, 72-75, 121, 157, 238.

3- Billmeyer F.W., (1971), “Text Book of Polymer Science”, John Wiley and Sons, Inc., New York, 2^nd ed., p. 185.

4- Berger I.A., (1982), “Encyclopedia of Science and Technology”, McGraw-Hill, Inc., New York, 5^th ed., Vol. 1, p. 763-764.

5- Holbson G.D., (1975), “Modern Petroleum Technology”, Ltd. Britain, 4^th ed., pp. 804-806, 810-811.

6- Cruse W.A. and Stevens D.R., (1960), “Chemical Technology of Petroleum”, McGraw-Hill Company, Inc., New York, 3^rd ed., pp. 581-585, 590-592, 600-601.

مواضيع ذات صلة

التركيب البلوري للفلسبار Crystal Structure of feldspar

الفلسبار Feldspar

سلوك المعادن الطينية في علاقتها مع الماء

المعادن الطينية

التربة Soils

تصنيف النفط الخام Classification of Crude Oils

التحليل المطلق Ultimate Analysis

المكونات الرئيسية للنفط الخام الموجود في منطقة القيارة

نفط خام القيارة

النفط الخام ومكوناته

النفط والطاقة Oil and Energy

ترسيب الاسفلتين