فرآورده‌های حاصل از اختلاط قیر با مواد غیر قیری

Share

فرآورده‌های حاصل از اختلاط قیر با مواد غیر قیری

محصولاتی که با استفاده از اختلاط قیر با مواد و ترکیبات غیری قیری به دست می‌آید را می‌توان با عنوان قیرهای اصلاح‌شده طبقه‌بندی کرد. روش‌های اصلاح جهت بهبود خصوصیات قیر برای به دست آوردن ویژگی‌های نهایی موردنظر برای بیش‌تر قیرها مورداستفاده قرار می‌گیرد. تکنیک‌های اصلاح در درجه اول به عملکرد دلخواه و موردنظر محصول نهایی و خصوصیات فرآورده بستگی دارد. مثال‌هایی از فرآورده‌های قیری اصلاح‌شده ممکن است شامل موارد زیر باشد ولی محدود به این سه‌طبقه بندی کلی نیست:

  • افزودن پرکننده‌های ویژه و یا عامل گسترش

  • اصلاح شیمیایی

  • اصلاح پلیمری

قیر کات بک (Cutback Bitumen) و قیر سیال شده (Fluxed Bitumen)

محصولی است که در آن ویسکوزیته به‌وسیله افزودن کنترل‌شده حلال‌های فرار مانند نفتا، نفت سفید، بنزین و یا گازوئیل کاهش و یا تقلیل یافته است. درنتیجه در دماهای خیلی سرد به‌صورت مؤثرتری نفوذ کرده و یا افشانندگی بهتری را نسبت به قیر دست‌نخورده دارد. مواد و حلال‌های مورداستفاده در قیر کات بک بعد از بکار گیری تبخیر شده و باعث می‌شود که مواد باقیمانده سختی مشابهی نسبت به قیر اصلی داشته باشند. حلال قیر کات بک یک منحنی انحلال نسبتاً محدودی دارد (قیر پایه مورداستفاده از نوع 80/100 است). ویسکوزیته قیر کات بک به‌طورکلی کم‌تر از قیر سیال شده است. زمینه‌های کاربری آن‌ها تابعی از این ویژگی‌ها است. کات بک به‌عنوان لایه‌ای اشباع برای یک یا دو سطح و لایه زبر، روکش سرد مواد و تقلیل مقدار قیر موردنیاز برای امولسیون سازی کاربرد دارد. از قیر سیال شده جهت پوشش سطوح در جاده‌ها و بزرگراه‌های پرترافیک استفاده می‌شود. قیر سیال شده به‌طورکلی با استفاده از یک نسبت از حلال‌های نفتی غیر فرار که نرمی قیر را بدون افزایش نوسانات آن زیاد می‌کند، ساخته می‌شود. منحنی انحلال قیر سیال شده نسبت به قیر کات بک گسترده‌تر بوده به صورتی که قیر پایه مورداستفاده در آن ازلحاظ نفوذپذیری در گستره‌ای از گرید 40/50 تا گرید 180/220 قرار دارند.

امولسیون قیری

امولسیون پراکندگی از یک مایع غیرقابل امتزاج در دیگری است که توسط امولسیفایر (ماده امولسیون کننده) پایدار می‌شود. در انواع معمول امولسیون‌های قیری، قیر در آب پراکنده‌شده و امولسیون توسط یک عامل با سطح‌فعال (سورفکتانت) که با نسبت مناسب بکار گرفته‌شده است پایدار می‌شود. قطرات پراکنده‌شده ممکن است بسته به نوع سورفکتانت بکار برده شده دارای بار الکتریکی مثبت، منفی و یا بدون بار باشند. بایندر نیز می‌تواند یک قیر، کات بک و یا یک قیر اصلاح‌شده باشد. درنتیجه امولسیون‌های قیر را می‌توان در سه دسته تقسیم‌بندی کرد:

  • کاتیونی با گلبول‌های شارژ شده مثبت

  • آنیونی با گلبول‌های شارژ شده منفی

  • غیر یونی با گلبول‌های خنثی

درجات اصلی امولسیون‌های قیری به‌صورت زیر طبقه‌بندی می‌شود:

گریدهای مختلف امولسیون‌های قیری

شکل 8    گریدهای مختلف امولسیون‌های قیری

اصلاح شیمیایی

اصلاح شیمیایی اغلب برای کسب خصوصیات و عملکرد ویژه مورداستفاده قرار می‌گیرد. روش‌های شیمیایی شامل:

  • ترویج کننده چسبندگی (به‌طور مثال مشتقات آمین چرب، ایمیدازولین)

  • ترکیبات فسفری (مانند پنتا اکسید فسفر، پلی فسفریک اسید)

  • گوگرد عنصری

  • انیدرید مالئیک

  • سیستم‌های مخلوط گرم (به‌طور مثال به‌کارگیری سورفکتانت و یا افزودن روان کننده‌های شیمیایی)

پلیمر و اصلاح‌کننده‌های لاستیکی

اصلاح پلیمری به دلایل زیادی به‌طور گسترده با استفاده از افزودن پلیمر به قیر مورداستفاده قرار می‌گیرد. از ابتدای قرن بیستم از پلیمرهای طبیعی و مصنوعی برای بهبود خواص قیر استفاده‌شده است. از بسیاری از پلیمرها در جهت بهبود و بالا بردن خصوصیات قیر استفاده‌شده است که شامل:

  • پلیمرهای طبیعی (مانند لیگنین)

  • پلیمرهای ترموپلاستیک (مانند پلی‌پروپیلن، پلی‌اتیلن، اتیلن ونیل استات)

  • الاستومرها (مانند لاستیک طبیعی، لاستیک مصنوعی، پلی بوتادین، لاستیک بوتیل)

  • الاستومرهای ترموپلاستیک (مانند کوپلیمرهای بلوکی استایرن، ترکیبات پلی الیفین، پلی اورتان های ترموپلاستیک)

  • تایرهای لاستیکی (مانند تایرهای کارکرده بازیافت شده)

از لیست ارائه‌شده در بالا از الاستومرهای ترموپلاستیک به‌طور گسترده‌ای در اصلاح خواص قیر استفاده می‌شود. این فرآورده‌ها به‌طورکلی منجر به افزایش سختی قیر در دماهای بالا و کاهش شکنندگی آن در دماهای پایین با القاء خاصیت لاستیکی به قیر می‌شوند. درنتیجه بهترین ترکیب را برای کسب خصوصیات دلخواه موردنظر بسته به نوع استفاده را ارائه می‌دهند. از پلیمرها در محدوده‌ای از 1 درصد تا سطح بهینه 3 درصد و در برخی از موارد به مقدار 7 درصد از وزن کل بایندر برای اصلاح خواص قیر استفاده می‌شود.

تایرهای لاستیکی برای حدود سی سال است که در محدوده‌ای بین 5 درصد تا 20 درصد وزنی بایندر بسته به خصوصیات هدف‌گذاری شده مورداستفاده قرارگرفته‌اند.

پرکننده‌ها و عوامل گسترده کننده

افزودن پرکننده‌های ویژه و یا عوامل گسترده کننده احتمالاً قدیمی‌ترین روش اصلاح قیر مورداستفاده برای بهبود ویژگی‌های گرانروی و سفتی قیر است و شامل مواد افزودنی زیر است:

  • پرکننده‌های معدنی (مانند سنگ‌آهک، خاکستر و رس)

  • ترویج کننده‌های چسبندگی (مانند آهک هیدراته)

  • الیاف (مانند الیاف طبیعی سلولز و الیاف مصنوعی پلی‌پروپیلن)

  • قیرهای طبیعی (مانند آسفالت دریاچه‌ای ترینیداد و گیلسونایت)

  • مواد آسفالتی بازیافتی (مانند آسفالت روسازی بازیافت شده)

  • واکس‌ها (مانند واکس‌های مصنوعی با عنوان Fisher-Tropsch ، واکس طبیعی مانند مونتان و مشتقات آمید مانند اتیلن بیس-استرامید)

  • بایندر زیستی

  • سیستم‌های مخلوط گرم (مانند واکس‌های طبیعی و مصنوعی)

  • محصولات حاصل از بازیافت روغن‌های مصرف‌شده

  • سولفور

برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

خصوصیات فیزیکی و ترکیب‌بندی شیمیایی قیر

دیدگاهتان را بنویسید