الريولوجي هو العلم الذي يختص بدراسة تشوه وانسياب المواد^[1]. وقد دعت الحاجة إلى إعطاء هذا الموضوع شيئاً من الإيضاح من اجل التعرف على الصفات الريولوجية للاسفلت ومدى تأثيرها على استخداماته.

من المعروف عن الاسفلت انه مادة ثرموبلاستيكية ، له خواص ريولوجية تعتمد بدرجة كبيرة على درجة الحرارة وزمن الحمولة (Time of Loading) ، فنلاحظ أن الاسفلت يُظهر تصرفاً ريولوجياً يسمى (Viscous flow) عند الدرجات الحرارية العالية أو عند تعرضه للحمولة وقتاً طويلاً ، أما عند الدرجات الحرارية الواطئة فيميل إلى إظهار ما يسمى (Hookean behavior) ، في حين يُظهر عند الدرجات الحرارية المتوسطة أو زمن الحمولة المتوسط تصرفاً آخر يسمى ^[3,2](Viscoelastic).

إن هذا التباين في الصفات الريولوجية للاسفلت جعل العديد من الباحثين يعتقدون بوجود علاقة بين هذا التباين وطبيعة النظام الاسفلتي لذلك تركزت جهودهم باتجاه معرفة طبيعة هذا النظام، وقد كان نلنستاين (Nellensteyn) أول من ميزّ الطبيعة الغروية للاسفلت وذلك عام 1924م ، حيث بين ان جزيئات الاسفلتين تكون بشكل طور منتشر (Dispersed phase) خلال المكونات الزيتية التي تُكوَّن ما يعرف بالطور المستمر^[4](Continuous phase)، وتبين من خلال الدراسات التي أجريت على جزيئات الاسفلتين انها تميل إلى التكتل والتجمع حتى في المحاليل المخففة مكونة ما يعرف بـ^[5](Micell) وتلعب الراتنجات دوراً مهما في حماية جسيمات المايسل ويعتقد أن لها دوراً كبيراً في تسهيل عملية انتشار جزيئات الاسفلتين في المكونات الزيتية.

كذلك تم وضع فرضيات عديدة  لتوضيح علاقة الراتنجات بالاسفلتين وكيفية وجود الاسفلتين في النفط ، كان من أهمها فرضية فايفروسال (Pfeiffer &Saal) في عام 1940م حيث افترضا ان دقيقة الاسفلتين تُكوَّن مركزاً لجسيم مكهرب (Micell) تلتصق على سطحه المالتينات والراتنجات بفعل قوى الامتزاز ، وان تركيب هذا الجسيم يكون على أساس أن تأخذ المواد ذات الأوزان الجزيئية الكبيرة والطبيعة الارومية الجزء المركزي منه، ويوضح الشكل (1-5) هذه الفرضية^[6,5].

بعدها تطورت الدراسات لتحديد نوعية النظام الغروي للاسفلت سواء أكان (Sol asphalt) أم (Gel asphalt) ، ان الذي يحدد طبيعة هذا النظام هو كيفية وجود الاسفلتين الذي يعتمد على نوعية وكمية الجزء الزيتي والراتنجي للاسفلت. فالمحتوى الاروماتي العالي للزيوت والراتنجات يؤدي إلى تكوين ما يسمى بـ (Sol asphalt)، ويكون الاسفلتين في هذه الحالة منتشراً خلال المكونات الزيتية ، أما في حالة المحتوى البارافيني العالي للزيوت والراتنجات فينتج (Gel asphalt) حيث يكون الاسفلتين موجوداً على شكل تكتلات جيلاتينية^[7].

لقد ساعدت القياسات الريولوجية المتمثلة بدرجة الليونة (Softening point) ، النفاذية (Penetration) ، الاستطالة (Ductility) ودليل الاختراق (Penetration index) على تثبيت فكرة ان الاسفلت (مادة غروية) ، يمكننا من معرفة قيم دليل الاختراق (PI) قياس درجة انتشار الاسفلتين وبالتالي تحديد نوعية النظام الغروي فقيم الـ(PI) التي تتراوح من (-2 إلى+2) تدل على الـ(Sol asphalt) الذي يمتاز بحساسيته العالية تجاه التغير في درجات الحرارة وامتلاكه لقيمة استطالة عالية ودرجة نفاذية قليلة مع خواص جريان نيوتوني(Newtenion flow) ، أما في حالة كون قيمة الـ(PI) اكبر من (+2) فيسمى الاسفلت الجيلاتيني (Gel asphalt) ويمتاز هذا النوع بحساسية قليلة تجاه التغير في درجات الحرارة وامتلاكه لقيمة استطالة قليلة ودرجة نفاذية عالية مع خواص جريان غير نيوتوني (Non-newtenion flow) ولكن عندما تكون قيمة الـ(PI) اقل من (-2) فيكون الاسفلت من نوع الـ (Pitch).

إذن ساعدت القياسات الريولوجية على ترسيخ فكرة ان الاسفلت هو مادة غروية وتحديد نوعية النظام الغروي بالمقابل ساعد في التعرف على الطبيعة الغروية للاسفلت في توضيح بعض المميزات الغروية^[9,8].على ان اكثر العقبات التي بقيت تواجه العاملين في مجال المواد الاسفلتية هو تغير صفاتها الريولوجية بتغير درجة الحرارة وزمن الحمولة.

من هذا المنطلق برزت فكرة تحوير الصفات الريولوجية للاسفلت بغية إنتاج مواد اسفلتية تلائم الاستخدامات المطلوبة.

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

1. . Billmeyer,F.W., "Text Book of Polymer Science".2^nd ed.,John Wiley and Sons,Inc.,New York,pp.185,(1971).
2.  Berger, I.A.,"Encyclopedia of science and Technology". 5^th ed., Mc Graw-Hill,Inc.,New York,pp.763-764,(1982).
3. Radziszewski,P.; Kalabinska,M. and Pilat,J.,"Rheological Behaviour of  Rubber Asphalt Binder".Proceedings of the International Conference
4. Speight,J.G., "The Chemistry and Technology of Petroleum".Marcel Dekker,Inc.,New York,pp.36
5. 39,130,192,197,201,252,(1980).

6. .Traxler,R.N.; Romberg,J.W., "Asphalt,a Colloidal Material".Ind.End. Chem.44,155 8,1952;Chem.Abstr.,46(1):3251i(1951).

7.  الدبوني ، ع.أ.؛ وعلي ، ل.ح."النفط المنشأ والتركيب والتكنولوجيا". جامعة الموصل،ص63،65،235-236،292،294،298،301،303،312،(1986).
8.  Traxler, R.N., "Asphalt its Composition, Properties and Uses". Ltd., London,pp.4-5,72-73,87,(1961).
9.  Kirk.Othmer, "Encyclopedia of Chemical Technology".Vol.2,2^nd ed.,   John Wiley and Sons,Inc.,NewYork,pp.764,772,775,777,781,784,  (1963).