کاربردهای قیر

ساخت و ساز جاده

بیش از ۸۰٪ از ۱۰۰ میلیون تن مصرف قیر سالانه در سراسر جهان برای استفاده در سنگفرش ها در ساخت و ساز و نگهداری جاده ها استفاده می شود. باقیمانده برای مقاصد مختلف استفاده می شود. استفاده از قیر در نگهداری جاده می تواند حداکثر چهار برابر استفاده از آن در ساخت و ساز جاده باشد.
درک نحوه ساخت جاده ها برای درک اهمیت نقش قیر ضروری است. طراحی و روش های نوین جاده سازی در ساخت لایه ها یا دوره های جاده انعطاف پذیر انجام شده است به گونه ای که تنش های کششی و فشاری تحمیل شده توسط عبور و مرور با توجه به نقاط قوت نسبی آنها به طور مساوی از طریق این لایه ها توزیع می شود. این تضمین می کند که نه زمینی که از جاده پشتیبانی می کند و نه لایه های فردی به طور دائم توسط این تنش های متمرکز تغییر شکل نمی یابد.
دوره ها همچنین باید مقاوم در برابر هوا و با دوام باشند. قیر در برآورده کردن این نیاز نقش عمده ای دارد زیرا ذرات و مهر و موم های کل را بهم متصل می کند و حفره های بین آنها را پر می کند. کارآیی آن به مشخصات کلی، اندازه و تعداد حفره ها و نوع قیر بستگی دارد. قیر با آب بندی شکاف ها، مانع از نفوذ آب در مسیرهای جاده و آسیب رسیدن به پایه طبیعی جاده می شود.
پایین ترین لایه جاده، خاک طبیعی زیرگذر است. برای یک جاده جدید، زیرلایه با دقت توسط ماشین آلات مدرن تهیه شده است، اما برای یک جاده قدیمی این لایه شامل همه چیزهایی است که توسط ترافیک باقی مانده است.
بقیه راه از لایه هایی از سنگدانه ها و قیر تشکیل شده است که هر کدام برای انجام یک کار خاص طراحی شده اند. سنگدانه اصطلاحی است که برای توصیف مواد معدنی غیر فلزی سخت مانند سنگ خرد شده، شن، شن و ماسه استفاده می شود. سنگدانه ها باید مشخصات مهندسی را شامل شوند که شامل شکل، استحکام، خصوصیات سطح و اندازه هستند.
زیربنا اولین لایه ای است که توسط سازنده جاده گذاشته شده است و از مواد دانه ای فشرده شده – سنگ، شن یا ماسه تشکیل شده است. وظیفه آن مشارکت در جهت استحکام جاده و ارائه بستر عملیاتی به ماشین آلات راه سازی است.

عوامل طراحی متغیر

آرایش دقیق یک جاده به چندین متغیر مانند وزن و حجم ترافیکی که برای حمل آن طراحی شده است، شرایط آب و هوایی محلی و در دسترس بودن مصالح معدنی بستگی دارد. در بیشتر موارد، قیر به دلیل خاصیت ضد آب بودن و دوام آن و بعنوان ارزانترین چسب به طور کلی در دسترس است. یک جاده فرعی جزئی ممکن است از قیر فقط برای دو دوره برتر خود با نرخ ۷ تن در هر کیلومتر استفاده کند. یک مهندس بزرگراه ممکن است به دلیل ویژگی های تحمل بار برتر آسفالت، سه دوره آسفالت را بخواهد که در آن کت های تسمه ای وجود دارد. در این حالت ، مصرف قیر می تواند ۱۰۰۰ تن در هر کیلومتر باشد. درصد قیر در آسفالت معمولاً بین ۴-۸٪ است.
جدول نشان داده شده کاربرد انواع قیر در ساخت و ساز جاده را شرح می دهد.

جدول قیر

هات میکس (Hot Mix)

مخلوط سنگدانه ها و قیر برای تولید آسفالت ممکن است در یک کارخانه ساخته شده با هدف واقع در خارج از محل احداث جاده صورت گیرد یا ممکن است در محل مورد نظر انجام شود.
مقادیر کنترل شده از سنگدانه های مختلف، که با دقت مخلوط و درجه بندی شده اند تا مشخصات مورد نیاز را برآورده کنند، قبل از مخلوط کردن با مقدار اندازه گیری قیر خشک گرم می شوند. همه اینها در یک کارخانه ساخته شده با هدف صورت می گیرد. مخلوط گرم با دمای ۱۶۰ درجه سانتیگراد به محل ساخت و ساز منتقل می شود در حالیکه هنوز داغ است.
موارد فوق، به زبان ساده، فرایندی را توصیف می کند که طی آن مهارت و تجربه با سیستم های کنترل رایانه ای انجام می شود تا یک سری از عملیات پیچیده را انجام دهد. اندازه های مختلف سنگدانه خشک می شوند، گرما را با سرعت های مختلف به دست می آورند و حفظ می کنند. دمای آنها باید کنترل شود تا قیر هنگام مخلوط با مصالح خنک نشود. عرضه سنگدانه ها به طور مداوم توسط مقیاس های مرتبط با پمپ اندازه گیری قیر، اندازه گیری می شود تا اطمینان حاصل شود که یک نسبت ثابت از سنگدانه به قیر حفظ می شود.
مدت زمان اختلاط نباید بیشتر از مقدار لازم برای توزیع یکنواخت قیر به عنوان روکش برای ذرات دانه باشد، در غیر این صورت فیلم قیر به دلیل اکسیداسیون سخت می شود زیرا در معرض هوا قرار می گیرد. اگر فرآیند اختلاط خیلی طولانی باشد، دوام مخلوط مختل می شود. بهره برداری مداوم از سیستم برای تهیه مخلوط های با کیفیت بالا و مداوم مورد نیاز است. این به نوبه خود به این معنی است که باید تمام قسمت های عملیات یکپارچه شوند بنابراین مراحل خشک کردن، غربالگری، اختلاط، حمل و نقل و بارگزاری انجام می شود. مواد قیر روزانه تامین می شود تا برای روز بعد برنامه های تولید را در برنامه های باند جاده ای انجام دهند. از آنجا که ظرفیت ذخیره قیر معمولاً محدود است، تحویل باید بر اساس ” لزوم” انجام شود، غالباً در مدت ۳۰ دقیقه از زمان هدف بر اساس لحظه ای که سنگدانه ها برای مخلوط کردن با قیر در دمای مناسب گرم می شوند. هر گونه تاخیر بدان معنی است که برای نگه داشتن کل سنگ در دمای مناسب، سوخت گران قیمت هدر رود. این دقت در تحویل خواستار درجه بالایی از تعهد از طرف تأمین کننده از نظر تجهیزات سرمایه ، لجستیک و تخصص فنی است.

آسفالت

مخلوط های آسفالت به انواع مختلفی طبقه بندی شده اند که ممکن است به سادگی عنوان شوند: آسفالت متراکم یا بتن آسفالت: مخلوطی متراکم و مرتب از سنگدانه های درشت و ریز، پرکننده مواد معدنی و قیر، با داشتن محتوایی با دقت کنترل شده.
آسفالت نورد گرم: ماده ای با پایه شن و ماسه، با قیر درجه ویسکوزیته بالا، و دارای تقریبا ۳۰٪ محتوای سنگ انتخاب شده، با سنگ های بزرگتر به سطح رول شده است..
آسفالت ماستیک سنگ: مخلوط سنگی بزرگی است که در آن سنگ های بزرگ یک ماتریس تحمل بار را در درون مخلوط تشکیل می دهند تا مقاومت بالایی در برابر تغییر شکل تا بینابینی قابل ملاحظه ای با قیر / ماستیک پر کننده فراهم کند.
آسفالت باز درجه بندی شده: ترکیبی از سنگدانه های درجه بندی شده و قیر تولید شده برای تهیه یک بافت باز و میزان خالی بودن هوا برای ایجاد زهکشی آماده آب از طریق لایه آسفالت به پایان رسیده – که به نام های آسفالت متخلخل و آسفالت زهکشی نیز شناخته می شود.
Tack Coat: یک لایه نازک از قیر امولسیون یا برش خورده است که لایه ای از جاده را به لایه زیر آن پیوند می زند. روش فعلی به نفع استفاده از امولسیون قیر به جای برش در این برنامه است.
عایق اسپری شده: همچنین به عنوان پانسمان سطحی و مهر و موم های تراشه شناخته می شود، این فرآیند شامل اسپری روکش قیر روی سطح یک مسیر یا روکش دانه ای است. عایق های اسپری شده را می توان به عنوان یک امولسیون، برش یا به عنوان قیر درجه آسفالت اسپری کرد. یا یک پوشش یک لایه یا دولایه از سنگدانه ها اعمال می شود. این روش های ترمیمی برای نوسازی و ضد آب بودن جاده های قدیمی که نیاز به تعمیر و نگهداری دارند یا از آسفالت سنگفرش های بدون مرز در ساخت و سازهای جدید استفاده می شود. نمونه ای از روش ترمیمی ، عایق فاگ است، که یک لایه از امولسیون قیر است که به سطح موجود برای آب بندی ترک و یا دوباره پر کردن قیر فرسوده به عنوان یک روش تعمیر و نگهداری استفاده می شود.
سطح دوغاب قیر: یک ترمیم مهم برای نگهداری از سطحی که در آن مخلوطی از سنگدانه های ریز، پرکننده و قیر امولسیون شده برای تصحیح جزئی در سطح جاده و از نظر ساختاری با سطح صحیح اعمال می شود. این مزیت را دارد که می توان آن را به سرعت و با هزینه ای نسبتاً کم توسط یک کارخانه مخلوط کامیون سازی اعمال کرد.

بازیافت جاده

تکنیک های بازیافت جاده مواد مورد استفاده در ساخت جاده ها را احیا می کند. این مواد از نظر کاهش تقاضا برای مصالح و انرژی سود می برند. لایه های سطح جاده با نسبت های مختلفی از سنگدانه تازه، قیر جدید یا امولسیون قیر و در صورت لزوم یک ماده بازیافت، خرد شده و دوباره پردازش می شوند. این فرآیند ممکن است در سایت (همزمان) انجام شود، یا مواد بازپس گیری شده می توانند به سایت منتقل شوند تا در آن مخلوط شوند.

کاربردهای صنعتی قیر

استفاده از قیر در کاربردهای صنعتی کمتر از ۲۰٪ از مصرف قیر جهانی را شامل می شود. با این وجود برای آن دسته از تولید کنندگان و مهندسین که به خصوصیات خاص آن به عنوان یک چسب اقتصادی و محافظ اقتصادی اعتماد می کنند، اهمیت دارد. در بسیاری از نقاط جهان از قیر برای ضد آب بودن سقف خانه ها استفاده می شود.
اغلب به شکل نوارهایی است که ابتدا با قیر آغشته شده و سپس از هر دو طرف با قیر سخت تر و پوشش دانه های معدنی پوشانده شده اند. یک روش ساختمانی مشابه شامل ورق هایی از جنس قیر اشباع شده بر روی سقف مسطح با لایه هایی از قیر در زیر، بین و بالای آنها است. همچنین، از قیر نیز در ضد کف و کاشی کف استفاده می شود. مواد دیگر، به ویژه نمد و کاغذ، برای بهبود عملکرد آنها به عنوان مقره، با قیر آغشته شده اند. بسته های کاغذ، چاپ جوهر، کف اتاق، نمدهای عایق صدا که در بدنه خودرو پنهان شده اند و ترکیبات پائین آن در زیر آنها قرار گرفته است، ترکیبات عایق برقی و جعبه های باتری برخی از صدها محصول صنعتی و خانگی هستند که احتمالاً حاوی قیر درجه صنعتی هستند.