برای اینکه میزان قوام قیر خالص باشد باید آزمایشات قیر را انجام داد. پس در ادامه با ما همراه باشید…

برای فروش مواد شیمیایی در صنایع متعدد می‌توانید با شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال در ارتباط باشید.

آزمایشات قیر

ویژگی اصلی قیر ویسکوزیته آن و قابلیت برخورداری از ایمن آن است.

ویسکوزیته: میزان سیالیت قیر در دمای تست استاندارد. ویسکوزیته قیر با توجه به دمای آن متفاوت است. بنابراین هنگام مقایسه نمرات قیر، انجام آزمایشات در دمای استاندارد ضروری است.

ایمنی: برای اطمینان از استفاده ایمن از قیر، بسیار مهم است که نقطه فلاش آن با دمای بسیار بیشتری از دمای کار ساخت و ساز جاده انجام شود. نقطه فلاش، دمایی است که در آن قیر گرم شده دودهایی را آزاد می کند که در صورت شعله یا جرقه شعله ور می‌شوند.

توسعه آزمون در ازمایش قیر

تجربه استفاده از قیر در پروژه‌های مهندسی منجر به اتخاذ مراحل خاص آزمایش شده است که نشانگر خصوصیاتی است که عملکرد کافی قیر را مشخص می‌کند. با این حال دو نکته مهم وجود دارد که باید هنگام بررسی bitumen، این مراحل آزمون به آن‌ها توجه شود:

  1. پایبندی دقیق به مراحل تست مشخص
  2. مجوزهای مشخص مختلف از روش‌های مختلف آزمایش استاندارد استفاده می‌کنند

برخی از آزمایشات با پیشرفت آزمایشات در صنعت و روش‌های تجربی تکامل یافته‌اند، در نتیجه ضروری است که این آزمایشات با رعایت دقیق انجام شود. در صورت صحت، مراحل توصیه شده اندازه‌گیری خصوصیات قیر، این فناوری بطور مداوم توسط قیر اصلی به کار گرفته می‌شود. اندازه‌گیری خصوصیات ذاتی قیر و ترجمه این خصوصیات به مشخصات مربوط به عملکرد جاده در صنعت قیر بسیار حائز اهمیت است.

مطلب مکمل: کاربرد قیر

آزمایش قیرهای راهسازی

مراحل آزمایشی مورد استفاده برای قیرهای راهسازی می‌باشد به شرح زیر است:

تست نفوذ قیر

تست نفوذ قیر

تست نفوذ قیر

برای تعیین قوام قیر با اندازه‌گیری فاصله‌ای که یک سوزن استاندارد به صورت عمودی در یک نمونه در شرایط مشخص بارگذاری، دما و زمان وارد می‌شود، یعنی بار 100 گرم در دمای 25 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه استفاده می‌شود. با دهم میلی‌متر گزارش می‌شود.

تست ویسکوزیته قیر

تست ویسکوزیته قیر

تست ویسکوزیته قیر

یک اندازه علمی بیشتر از سازگاری نسبت به نفوذ است. از آزمون‌های مختلفی برای اندازه‌گیری مقاومت در برابر جریان قیر استفاده می‌شود و به این ترتیب از قوام آن تعریف می‌شود. نتایج در واحدهای Poise (P)، سانتریستوک‌ها (cSt) یا Pascal seconds (Pa) به عنوان واحد استاندارد اندازه‌گیری، رابطه بین این واحدها بسته به وزن مخصوص قیر ارائه شده است. انواع مختلف ویسکومتر با توجه به نوع قیر مورد آزمایش و ترجیحات مقامات مشخص محلی استفاده می‌شود.

ویسکومتر لوله مویرگی با ابزاری برای استفاده از خلاء جزئی بیشتر برای آزمایش درجه راهسازی و قیرهای کات بک در دمای 60 درجه استفاده می‌شود. زمان لازم برای جریان قیر بین دو نقطه گرفته می‌شود و توسط یک عامل کالیبراسیون ضرب می‌شود تا در ثانویه پاسکال مقدار به دست آورد.

در هنگام تست قیر درجه آسفالت در دمای 135 درجه سانتی‌گراد، خلاء لازم نیست! زیرا قیر به اندازه کافی سیال است تا در یک زمان معقول و تحت فشار تنها از طریق لوله عبور کند. مدت زمان لازم برای عبور آن نیز با ضریب کالیبراسیون ضرب می‌شود و نتیجه آن در ثانیه‌های پاسکال بیان می‌شود.

نوع دیگری از ویسکومتر که برای برش‌ها و امولسیون‌های قیر مورد استفاده قرار می‌گیرد، ویسکومتر سنج جریان است. این کار با مقدار مشخصی قیر در ثانیه برای عبور از یک دریچه با ابعاد مشخص در شرایط دمای استاندارد انجام می‌شود.

ویسکومتر چهارم Brookfield Viscometer است. دوک نخ ریسی در نمونه‌ای از قیر معلق است. هنگامی که دوک پیچ خورده است، مقاومت در برابر چرخش از طریق چشمه کالیبره شده متصل به شماره‌گیری که خواندن در آن انجام می‌شود، ثبت می‌شود. Viscometers مدرن بروکلفیلد از نمایشگرهای دیجیتالی استفاده می‌کند که به طور مستقیم ویسکوزیته مورد آزمایش را نشان می‌دهد.

تست نقطه فلش قیر

تست نقطه فلش قیر

تست نقطه فلش قیر

برای اندازه‌گیری درجه حرارت که در آن نمونه‌ای از قیر با به‌راحتی گرم می‌شود (Flash Point) با تعیین درجه حرارت شعله‌ای کوچک باعث می‌شود بخار بالای نمونه مشتعل یا چشمک بزند. روش‌های گوناگونی ممکن است مورد استفاده قرار گیرد، اما متداول‌ترین آن تست Cleveland Open Cup (COC) است که در آن یک لیوان برنجی که با مقدار مشخصی قیر پر شده است گرم می‌شود و شعله‌ای در فواصل معین مشخص از بالای صفحه منتقل می‌شود. نقطه فلاش دمایی است که بخار باعث ایجاد فلاش فوری می‌شود. یک تستر بسته پنسکی-مارتنز در تست استاندارد استرالیا استفاده می‌شود. 

تست انعطاف پذیری قیر

نشان می‌دهد که تا چه اندازه می‌توان نمونه‌ای از مواد را قبل از شکستن کشید. یک قیر معمولی، که در قالب در یک حمام آب گرم شده تا 15 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد، معمولاً با سرعت 5 سانتی‌متر در دقیقه جدا می‌شود. طول نخ قیر در لحظه شکسته شدن، که با سانتی‌متر بیان می‌شود، شکل‌پذیری نمونه است.

تست حلالیت و حضور نامحلول ها در قیر

نشان‌دهنده میزان آلودگی قیر توسط مواد دیگر و در نتیجه وجود قیر خالص است. آزمایش استرالیا درصد ماده‌ای را که در تولوئن نامحلول است اندازه‌گیری می‌کند.

تست اثر گرما و هوا بر قیر

برای شبیه‌سازی شرایط به دست آمده هنگام استفاده از قیر برای ساخت مخلوط داغ تعیین می‌شود. در تست کوره Rolling Thin Film یک فیلم متحرک قیر در دمای 163 درجه سانتی‌گراد به مدت 60 دقیقه گرم می‌شود. ویسکوزیته قبل و بعد از درمان اندازه‌گیری می‌شود.

تست نقطه نرم شدن قیر

اندازه‌گیری دما که در آن نمونه‌ای از قیر که در حلقه در حمام آب نگه داشته می‌شود اجازه می‌دهد تا یک توپ فولادی با وزن مشخص در یک فاصله مشخص در زیر آن قرار بگیرد. این به عنوان نشانه‌ای از درجه حرارت که در آن قیر ویسکوزیته خاصی دارد – یا به عبارت ساده‌تر، درجه حرارت که در آن نرم می‌شود استفاده می‌شود.

قیر کات بک

قیر کات بک

قیرهای کات بک

برای قیرهای کات بک، علاوه بر تست‌های ویسکوزیته و نقطه فلش، آزمایش زیر در مشخصات گنجانده شده است.

تست تقطیر: مقادیر اندازه‌گیری برش در یک فلاسک تقطیر تا 360 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود. مواد تشکیل دهنده فرار بخار می‌شوند و داخل یک فلاسک کندانسور آب خنک می‌شوند و در آنجا اندازه‌گیری می‌شوند تا درصد از حجم برش‌گیر شده را نشان دهند. این نشان‌‌دهنده کاهش نوسانات است. ماده‌ای که در فلاسک تقطیر باقیمانده است برای آزمایش بیشتر ویسکوزیته و حلالیت به عنوان قیر درجه آسفالت استفاده می‌شود.

تست انعطاف پذیری برای آزمایش های قیر

یکی از آزمایشات قیر، تست انعطاف پذیری آن است که نشان می‌دهد که تا چه اندازه می‌توان نمونه‌ای از مواد را قبل از شکستن کشید. یک قیر معمولی، که در قالب در یک حمام آب گرم شده تا 15 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد، معمولاً با سرعت 5 سانتی‌‎متر در دقیقه جدا می‌شود. طول نخ قیر در لحظه شکسته شدن، که با سانتی‌متر بیان می‌شود، شکل‌پذیری نمونه است.

قیر امولسیون

قیر امولسیون

امولسیون های قیر

امولسیون قیر تحت آزمایش مراحل خاص خود قرار دارد. برخی از تست‌های مورد استفاده برای تعیین خواص آن‌ها به شرح زیر است:

تست قوام قیر

تست قوام قیر

تست قوام قیر

همچنین به عنوان آزمایش ویسکوزیته Engler شناخته می‌شود، این میزان سرعت جریان امولسیون قیر را در 25 درجه سانتی‌گراد اندازه گیری می‌کند. امولسیون تا 25 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود و درون یک ظرف استاندارد ریخته می‌شود. مدت زمان 200 میلی‌لیتر امولسیون برای عبور از یک دهانه استاندارد در انتهای ظرف اندازه‌گیری می‌شود.

آزمایش محتوای آب

درصد وزنی آب در امولسیون را تعیین می‌کند. این کار را می‌توان با تقطیر دین و استارک یا تیتراسیون کارل فیشر انجام داد. در تقطیر دین و استارک، نمونه‌ای با حلال گرم می‌شود که با آب غیرقابل نفوذ است. در طی فرآیند تقطیر، حلال و آب در یک تله جدا می‌شوند به‌طوری که مقدار آب قابل اندازه‌گیری است.

در روش محتوای آب کارل فیشر، امولسیون در یک حلال حل می‌شود و با یک معرف کارل فیشر تیتراژ می‌شود، که با آب موجود در امولسیون واکنش نشان می‌دهد. مقدار معرف کارل فیشر مصرف شده برای تعیین میزان آب امولسیون استفاده می‌شود.

تست رسوب گذاری قیر

تست رسوب گذاری قیر

تست رسوب گذاری قیر

میزان جداسازی اجزای نمونه امولسیون در حین ذخیره را نشان می‌دهد. نمونه‌ها از بالا و پایین نمونه 500 میلی‌لیتری گرفته شده است. نمونه‌ها از نظر میزان آب در مدت سه روز آزمایش می‌شوند. تفاوت بین میزان آب هر نمونه نشانگر میزان وقوع رسوب گذاری است.

تست قابلیت مقاومت در برابر سنگ و مقاومت در برابر آب

ضروری است كه امولسیون قیر در برابر عمل مخلوط كردن با سنگدانه‌ها قرار بگیرد، آن‌ها را تا حد ممكن بپوشانید و با استفاده از آبی كه ممكن است پس از اتمام مخلوط شدن، از آن شسته نشود. این تست میزان تحقق یک نمونه از این الزامات را نشان می‌دهد. این شامل پوشش دادن نمونه‌ای از سنگدانه با امولسیون، اپری آن با آب است تا آب حاصل از آن روشن شود. روکش روی نمونه ارزیابی می‌شود.

آزمایش بار ذرات

بار را روی ذرات قیر موجود در امولسیون مشخص می‌کند. یک الکترود مثبت و منفی در یک نمونه از امولسیون به مدت نیم ساعت و یک جریان الکتریکی اعمال شده باقی می‌ماند. اگر قیر در الکترود منفی در پایان آزمایش وجود دارد امولسیون کاتیونی است. اگر قیر روی الکترود مثبت وجود دارد، امولسیون آنیونی است.

بار را روی ذرات قیر موجود در امولسیون مشخص می‌کند. یک الکترود مثبت و منفی در یک نمونه از امولسیون به مدت نیم ساعت و یک جریان الکتریکی اعمال شده باقی می‌ماند. اگر قیر در الکترود منفی در پایان آزمایش وجود دارد امولسیون کاتیونی است. اگر قیر روی الکترود مثبت وجود دارد، امولسیون آنیونی است.

آزمایش Sieve Residue

حضور ذرات چسبنده درشت در امولسیون را نشان می‌دهد. این ذرات ممکن است به شکل گلوبول یا رشته نسبتاً بزرگ باشند و ممکن است بی‌ثباتی یا نتیجه عملکرد ضریب پوشش یا گرفتگی تجهیزات را نشان دهند. نمونه از طریق الک 150 میکرومتر مش شده و درصد جرم امولسیون باقیمانده بر روی غربال محاسبه و به عنوان مانده غربال گزارش می‌شود.

تست تبخیر قیر

تست تبخیر قیر

باقی مانده از آزمایش تبخیر

رصد جرم اتصال دهنده موجود در امولسیون را نشان می‌دهد. یک نمونه امولسیون گرم می‌شود تا آب و سایر اجزای فرار تبخیر شود. باقیمانده از تبخیر از جرم نمونه و مانده پس از تبخیر محاسبه می‌شود.

***در ابتدا توصیه می‌کنیم درباره قیر مطالعه داشته باشید و سپس به خواندن مقاله کاربرد قیر بپردازید.

برای خرید و فروش مواد شیمیایی در صنایع متعدد می‌توانید با شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال در ارتباط باشید.

کاربردهای قیر چیست؟

قیر در راهسازی

قیر در راهسازی

کاربرد قیر در راهسازی (ساخت و ساز جاده)

بیش از ۸۰٪ از ۱۰۰ میلیون تن مصرف قیر سالانه در سراسر جهان برای استفاده در سنگفرش‌ها در ساخت‌و‌ساز و نگهداری جاده‌ها استفاده می‌شود. باقیمانده برای مقاصد مختلف استفاده می‌شود. استفاده از bitumen در نگهداری جاده می‌تواند حداکثر چهار برابر استفاده از آن در ساخت‌و‌ساز جاده باشد. درک نحوه ساخت جاده‌ها برای درک اهمیت نقش قیر ضروری است.

طراحی و روش‌های نوین جاده‌سازی در ساخت لایه‌ها یا دوره‌های جاده انعطاف‌پذیر انجام شده است به گونه ای که تنش‌های کششی و فشاری تحمیل شده توسط عبور و مرور با توجه به نقاط قوت نسبی آن‌ها به طور مساوی از طریق این لایه‌ها توزیع می‌شود. این تضمین می‌کند که نه زمینی که از جاده پشتیبانی می‌کند و نه لایه‌های فردی به طور دائم توسط این تنش‌های متمرکز تغییر شکل نمی‌یابد.

دوره‌ها همچنین باید مقاوم در برابر هوا و با دوام باشند. قیر در برآورده کردن این نیاز نقش عمده‌ای دارد، زیرا ذرات و مهر و موم‌های کل را بهم متصل می‌کند و حفره‌های بین آن‌ها را پر می‌کند. کارایی آن به مشخصات کلی، اندازه و تعداد حفره‌ها و نوع قیر بستگی دارد. چنین ماده‌ای با آب‌بندی شکاف‌ها، مانع از نفوذ آب در مسیرهای جاده و آسیب رسیدن به پایه طبیعی جاده می‌شود.

پایین‌ترین 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 باقیمانده است. بقیه راه از لایه‌هایی از سنگدانه‌ها و قیر تشکیل شده است که هر کدام برای انجام یک کار خاص طراحی شده‌اند.

سنگدانه

سنگدانه اصطلاحی است که برای توصیف مواد معدنی غیرفلزی سخت مانند سنگ خرد شده، شن، شن و ماسه استفاده ‌می‌شود. سنگدانه‌ها باید مشخصات مهندسی را شامل شوند که شامل شکل، استحکام، خصوصیات سطح و اندازه هستند. زیربنا اولین لایه‌ای است که توسط سازنده جاده گذاشته شده است و از مواد دانه‌ای فشرده شده – سنگ، شن یا ماسه تشکیل شده است. وظیفه آن مشارکت در جهت استحکام جاده و ارائه بستر عملیاتی به ماشین آلات راه‌سازی است.

مطلب مکمل: آزمایشات قیر

عوامل طراحی متغیر

آرایش دقیق یک جاده به چندین متغیر مانند وزن و حجم ترافیکی که برای حمل آن طراحی شده است، شرایط آب‌وهوایی محلی و در دسترس بودن مصالح معدنی بستگی دارد. در بیشتر موارد، قیر به دلیل خاصیت ضدآب بودن و دوام آن و به‌عنوان ارزان‌ترین چسب به طور کلی در دسترس است.

یک جاده فرعی جزئی ممکن است از bitumen فقط برای دو دوره برتر خود با نرخ ۷ تن در هر کیلومتر استفاده کند. یک مهندس بزرگراه ممکن است به دلیل ویژگی‌های تحمل بار برتر آسفالت، سه دوره آسفالت را بخواهد که در آن کت‌های تسمه‌ای وجود دارد. در این حالت، مصرف قیر می‌تواند 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:

انواع قیر در راهسازی

انواع قیر در راهسازی

هات میکس (HOT MIX)

مخلوط سنگدانه‌ها 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 سنگدانه‌های مختلف، که با دقت مخلوط و درجه‌بندی شده‌اند تا مشخصات موردنیاز را برآورده کنند، قبل از مخلوط کردن با مقدار اندازه گیری قیر خشک گرم می‌شوند. همه این‌ها در یک کارخانه ساخته شده با هدف صورت می‌گیرد. مخلوط گرم با دمای ۱۶۰ درجه سانتی‌گراد به محل ساخت‌وساز منتقل می شود در حالیکه هنوز داغ است.

موارد فوق به زبان ساده، فرایندی را توصیف می‌کند که طی آن مهارت و تجربه با سیستم‌های کنترل رایانه‌ای انجام می‌شود تا یکسری از عملیات پیچیده را انجام دهد. اندازه‌های مختلف سنگدانه خشک می‌شوند، گرما را با سرعت‌های مختلف به دست می‌آورند و حفظ می‌کنند. دمای آن‌ها باید کنترل شود تا قیر هنگام مخلوط با مصالح خنک نشود. عرضه سنگدانه‌ها به طور مداوم توسط مقیاس‌های مرتبط با پمپ اندازه‌گیری قیر، اندازه‌گیری می‌شود تا اطمینان حاصل شود که یک نسبت ثابت از سنگدانه به قیر حفظ می‌شود.

مدت زمان اختلاط نباید بیشتر از مقدار لازم برای توزیع یکنواخت bitumen به عنوان روکش برای ذرات دانه باشد، در غیر این صورت فیلم قیر به دلیل اکسیداسیون سخت می‌شود، زیرا در معرض هوا قرار می‌گیرد. اگر فرآیند اختلاط خیلی طولانی باشد، دوام مخلوط مختل می‌شود.

بهره‌برداری مداوم از سیستم برای تهیه مخلوط‌های با کیفیت بالا و مداوم مورد نیاز است. این به نوبه خود به این معنی است که باید تمام قسمت‌های عملیات یکپارچه شوند بنابراین مراحل خشک کردن، غربالگری، اختلاط، حمل و نقل و بارگزاری انجام می‌شود. مواد قیر روزانه تامین می‌شود تا برای روز بعد برنامه‌های تولید را در برنامه‌های باند جاده‌ای انجام دهند.

از آنجا که ظرفیت ذخیره bitumen معمولاً محدود است، تحویل باید بر اساس ” لزوم” انجام شود، غالباً در مدت ۳۰ دقیقه از زمان هدف براساس لحظه‌ای که سنگدانه‌ها برای مخلوط کردن با قیر در دمای مناسب گرم می‌شوند. هرگونه 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 تامین کننده از نظر تجهیزات سرمایه، لجستیک و تخصص فنی است.

قیر در آسفالت

قیر در آسفالت

کاربرد قیر در آسفالت

مخلوط های آسفالت به انواع مختلفی طبقه‌بندی شده‌اند که ممکن است به سادگی عنوان شوند، آسفالت متراکم یا بتن آسفالت، مخلوطی متراکم و مرتب از سنگدانه‌های درشت و ریز، پرکننده مواد معدنی و قیر، با داشتن محتوایی با دقت کنترل شده.

آسفالت نورد گرم

ماده‌ای با پایه شن و ماسه، با قیر درجه ویسکوزیته بالا، و دارای تقریبا ۳۰٪ محتوای سنگ انتخاب شده، با سنگ‌های بزرگتر به سطح رول شده است.

آسفالت ماستیک سنگ

مخلوط سنگی بزرگی است که در آن سنگ‌های بزرگ یک ماتریس تحمل بار را در درون مخلوط تشکیل می‌دهند تا مقاومت بالایی در برابر تغییر شکل تا بینابینی قابل ملاحظه‌ای با قیر ماستیک پرکننده فراهم کند.

آسفالت باز درجه‌بندی شده

ترکیبی از سنگدانه‌های درجه‌بندی 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 نام‌های آسفالت متخلخل و آسفالت زهکشی نیز شناخته می‌شود.

Tack Coat

یک لایه نازک از قیر امولسیون یا برش خورده است که لایه‌ای از جاده را به لایه زیر آن پیوند می‌زند. 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 موم‌های تراشه شناخته می‌شود، این فرآیند شامل اسپری روکش قیر روی سطح یک مسیر یا روکش دانه‌ای است. عایق‌های اسپری شده را می‌توان به عنوان یک امولسیون، برش یا به عنوان قیر درجه آسفالت اسپری کرد. یا یک پوشش یک لایه یا دولایه از سنگدانه‌ها اعمال می‌شود.

این روش‌های ترمیمی برای نوسازی و ضد آب بودن جاده‌های قدیمی که نیاز به تعمیر و نگهداری دارند یا از آسفالت سنگفرش‌های بدون مرز در ساخت‌وسازهای جدید استفاده می‌شود. نمونه‌‎ای 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 می‌شود.

سطح دوغاب قیر

یک ترمیم مهم برای نگهداری از سطحی که در آن مخلوطی از سنگدانه‌های ریز، پرکننده و قیر امولسیون شده برای تصحیح جزئی در سطح جاده و از نظر ساختاری با سطح صحیح اعمال می‌شود. این مزیت را دارد که می‌توان آن را به سرعت و با هزینه‌ای نسبتاً کم توسط یک کارخانه مخلوط کامیون‌سازی اعمال کرد.

قیر در بازسازی جاده ها

قیر در بازسازی جاده ها

کاربرد قیر در بازسازی جاده

تکنیک‌های بازیافت جاده مواد مورد استفاده در ساخت جاده‌ها را احیا می‌کند. این مواد از نظر کاهش تقاضا برای مصالح و انرژی سود می‌برند. لایه‌های سطح جاده با نسبت‌های مختلفی از سنگدانه تازه، قیر جدید یا امولسیون قیر و در صورت لزوم یک ماده بازیافت، خرد شده و دوباره پردازش می‌شوند. این فرآیند ممکن است در سایت (همزمان) انجام شود، یا مواد بازپس‌گیری شده می‌توانند 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 می‌شود. با این وجود برای آن دسته از تولیدکنندگان و مهندسین که به خصوصیات خاص آن به عنوان یک چسب اقتصادی و محافظ اقتصادی اعتماد می‌کنند، اهمیت دارد. در بسیاری از نقاط جهان از قیر برای ضد آب بودن سقف خانه‌ها استفاده می‌شود.

اغلب به شکل نوارهایی است که ابتدا با قیر آغشته شده و سپس از هر دو طرف با قیر سخت‌تر و پوشش دانه‌های معدنی پوشانده شده‌اند. یک روش ساختمانی مشابه شامل ورق‌هایی از جنس قیر اشباع شده بر روی سقف مسطح با لایه‌هایی 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 شده‌اند. بسته‌های کاغذ، چاپ جوهر، کف اتاق، نمدهای عایق صدا که در بدنه خودرو پنهان شده‌اند و ترکیبات پایین آن در زیر آن‌ها قرار گرفته است، ترکیبات عایق برقی و جعبه‌های باتری برخی از صدها محصول صنعتی و خانگی هستند که احتمالاً حاوی قیر درجه صنعتی هستند.

کاربرد صنعتی قیر

کاربرد صنعتی قیر

برای خرید و فروش مواد شیمیایی در صنایع متعدد می‌توانید با شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال در ارتباط باشید.

قیر

قیر ماده‌ای ویسکوز، غیر کریستالی، سیاه یا قهوه‌ای تیره است که در محلول‌های آلی قابل حل است، مانند تولوئن و دی سولفید کربن، و دارای خاصیت چسبندگی و ضد آب می‌باشد. این ماده به‌طور کلی از هیدروکربن‌ها تشکیل شده که معمولاً شامل 80٪ کربن و 15٪ هیدروژن است. باقیمانده‌های دیگر در قیر شامل اکسیژن، گوگرد، نیتروژن و فلزات مختلف هستند.

منابع قیر

bitumen را می‌توان از منابع مختلف به دست آورد و به‌طور طبیعی ایجاد می‌شود. مقدار آن در نفت خام می‌تواند متفاوت باشد محدوده معمول چنین ماده‌ای بین 15% و 80 % است اما محدوده طبیعی‌تر 25 % تا 40 % است.

سه طبقه بندی وسیع برای نفت های خام عبارتند از:

  • پایه قیر
  • پایه پارافین
  • پایه قیر و پارافین

بسته به نوع نفت خام، قیر یا به صورت پراکندگی کلوئیدی یا در یک حالت واقعی وجود دارد. در طی فرآیند پالایش، از آنجا که روغن‌های نفتی با تقطیر از بین می‌روند، نسبت نفت به ذرات آن تغییر می‌کند. به جای اینکه این ذرات پراکنده شوند و تعدادشان نسبتاً کم باشد، به یکدیگر نزدیک می‌شوند و اندازه آنها افزایش می‌یابد.

در نقطه ای که روند تقطیر معمولاً متوقف می شود، قیر نفتی یک پراکندگی کلوئیدی جامدات سیاه (هیدروکربن‌ها) است. این‌ها به عنوان آسفالتین شناخته می‌شوند، که در یک مایع نفتی قهوه ای – زرد قهوه‌ای پراکنده شده‌اند که به فرکشن ذوب شده معروف است. همچنین برای حضور در آسفالتین‌ها به عنوان یک عامل تثبیت کننده، گروه دیگری از هیدروکربن‌ها به‌عنوان رزین شناخته می‌شوند.

منابع قیر

این ماده در طبیعت به اشکال مختلفی یافت می‌شود، از قیر سخت، به راحتی خرد شده در آسفالت سنگ گرفته تا نرمتر، ماده چسبناک‌تر که در ماسه‌های روغنی و به اصطلاح دریاچه‌های آسفالت یافت می‌شود. این ماده معمولاً با نسبت‌های مختلف ناخالصی‌های معدنی یا گیاهی که قبل از استفاده از آن باید استخراج شوند مخلوط می‌شود و به‌عنوان یک ماده مهندسی به طور موثر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

همچنین ممکن است به عنوان آسفالتیت، bitumen طبیعی یافت شود بدون ناخالصی‌ها در میزان محلول در دی سولفید کربن متفاوت است. قیر طبیعی، مانند نفت، در نتیجه تجزیه ویژه زباله‌های دریایی رخ می‌دهد. این امر طی هزاران سال از طریق صخره‌های متخلخل مانند سنگ آهک یا ماسه سنگ، که اغلب با عمل آتشفشانی منتقل شده است، اتفاق می‌افتد. در بعضی از مناطق قابل توجه برای منابع نفتی خود، به عنوان مثال خاورمیانه، bitumen نیمه سیال را می‌توان در حال بیرون آمدن از شکاف در نزدیکی چشمه‌های آب گرم و یا خارج از زمین است.

تفکیک قیر و ذغال سنگ تار مهم است. اگرچه تار زغال سنگ مانند این ماده سیاه و چسبناک است، اما از کربن زغال سنگ به دست می‌آید و بنابراین دارای خواص شیمیایی بسیار متفاوتی است.

پروژه‌های مهندسی در هر نقطه از جهان، از ساخت بزرگراه‌های بین قاره‌ای تا ضد آب بودن سطوح سقف مسطح، به ویژگی‌های خاص bitumen متکی هستند. نفت خام فرآوری شده توسط صنعت نفت، درصد کمی از این ماده حیاتی را تامین می‌کند.

مطلب مکمل: استانداردهای قیر

ویژگی های قیر

  • یک ماده چسب مانند قوی و بادوام است که طیف بسیار گسترده‌ای از مواد دیگر را بدون همخوانی در خواص آن‌ها، به هم می‌چسباند. دوام آن برای پروژه‌های بزرگ مهندسی مانند جاده‌ها و آبراه‌ها که باید تا 20 سال یا بیشتر از آن انجام شود، ضروری است
  • در آب نامحلول است و می‌تواند به عنوان یک عایق ضد آب موثر عمل کند. همچنین در برابر اکثر اسیدها ، قلیاها و نمک‌ها مقاومت می‌کند و آب را آلوده نمی‌کند، بنابراین می‌توان از آن برای خطوط جریان آب استفاده کرد
  • ماده ترموپلاستیک است. با استفاده از حرارت نرم شده و مایع می‌شود و با سرد شدن آن سخت می‌شود. این ماده در مناطقی که مورد نیاز است می‌تواند به راحتی پخش شود، زیرا به راحتی با یکی از سه روش مایع می‌شود: استفاده از گرما – حل کردن آن در حلال های نفتی – پراکندگی آن در آب (امولسیون)
  • قیر انعطاف‌پذیری قابل کنترلی را به مخلوط سنگدانه‌های معدنی می‌دهد، به همین دلیل است که بیشتر تولید کل سالانه در ساخت‌وساز جاده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. تقریباً در سراسر جهان با هزینه اقتصادی در دسترس است.
انواع قیر

انواع قیر

انواع قیر

شش طبقه‌بندی عمده قیر نفتی وجود دارد که توسط فرآیند پالایش تولید می‌شود:

قیر سنگ فرش آسفالت

Paving grade Bitumen یا سیمان آسفالت در ایالات متحده پرمصرف‌ترین bitumen است و برای استفاده در مهندسی راه و دارا بودن ویژگی‌های صنعتی در شرایط آب‌وهوایی مختلف، تصفیه و مخلوط می‌شوند. سنگ فرش آسفالت ممکن است به عنوان قیر اصلی که از آن اشکال دیگر تولید می‌شود، در نظر گرفته شود.

قیرهای محلول

از bitumen تشکیل شده‌اند که در حلال (برش یا شار) رقیق شده‌اند تا بیشتر برای کاربرد آن روان شوند. سیالیت قیرهای محلول (یا همانطور که مشخص می شود)، بستگی به میزان سختی bitumen و نسبت رقیق‌کننده دارد. برش‌ها طبق زمان لازم برای فرآوری آن‌ها طبقه‌بندی می‌شوند، یا به دلیل تبخیر ماده رقیق‌کننده، جامد می‌شوند. طبقه‌بندی‌ها شامل پخت سریع (RC)، پخت متوسط (MC) یا پخت آهسته (SC) است.

امولسیون های قیر

Bitumen emulsions، پراکندگی قیر در آب است. قیر داغ، آب و امولسیفایر در آسیاب کلوئیدی ریز پردازش می‌شوند که قیر موجود در آب را به شکل قطرات کوچک متفرق می کند. این قطرات یا ذرات این ماده معمولاً در محدوده اندازه 5-10 میکرومتر هستند اما ممکن است حتی کوچک‌تر نیز باشند. امولسیفایر در شکل‌گیری و حفظ پراکندگی قطرات ریز bitumen کمک می‌کند.

امولسیون‌های قیر معمولاً بین 30 تا 80 درصد قیر را تشکیل می‌دهند. اگر bitumen شروع به جداسازی از محلول آب در انبار کند، معمولاً امولسیون با استفاده از همزن ملایم به راحتی ترمیم می‌شود تا قطرات را مجدداً تقسیم کنید. امولسیون‌های قیر نسبت به قیر حاصل از تولید، ویسکوزیته کمی دارند و در دمای محیط قابل کار هستند. کاربرد آن‌ها به شکستن و تنظیم کنترل شده نیاز دارد. امولسیون قبل از ریختن روی سطح جاده نباید شکسته شود، اما یک بار در محل باید به سرعت بشکند تا جاده بدون تاخیر دوباره بتواند در خدمت باشد.

قیر امولوسیون

قیر امولوسیون

انواع امولسیون های قیر

عملکرد مکانیکی امولسیون‌های قیر را می‌توان مانند سایر مصالح ساختمانی تنظیم کرد.

امولسیون های قیر به سه دسته تقسیم می شوند:

  1. آنیونی با قطرات بار منفی
  2. کاتیونی با قطرات دارای بار مثبت
  3. غیر یونی با قطرات خنثی

توسعه امولسیون‌های قیر زمینه‌ای است که هنوز پیشرفت‌های تکنولوژیکی برای برآورده کردن خواسته‌های مهندسی فعلی و در حال ظهور انجام می‌شود. اولین امولسیون‌ها انواع آنیونی بودند. آن‌ها در حال حاضر نسبت به انواع کاتیونی مورد علاقه کمتری هستند، زیرا گلوبول‌های مثبت قیر در امولسیون‌های کاتیونی اکثریت انواع سنگدانه را بهتر پوشش می‌دهند و منجر به چسبندگی بیشتر می‌شوند. بنابراین استفاده از امولسیون‌های کاتیونی در اکثر برنامه‌ها ترجیح داده می‌شود.

قیرهای اصلاح شده

modified Bitumen با افزودنی‌هایی برای بهبود عملکرد ویژگی‌های خود با تغییر خاصیت‌هایی مانند دوام، مقاومت در برابر فرسودگی، خاصیت ارتجاعی و یا انعطاف پذیری، فرموله می‌شوند. مهمترین اصلاح ‌کننده‌ها پلیمرها هستند.

قیر صنعتی

قیر صنعتی

قیرهای صنعتی

این نوع ماده با دمیدن هوا از طریق قیرهای سنگفرش گرم ساخته می‌شوند. فرآیند به اصطلاح دمیدن منجر به bitumen سخت‌تر می‌شود که در دمای بالاتر از آن نرم می‌شود که در آن قیر سنگفرش نرم می‌شود. قیرهای صنعتی همچنین دارای خواص لاستیک بیشتری هستند و ویسکوزیته آن‌ها از تغییرات دما نسبت به نمونه‌های قیر سنگفرش شده بسیار کمتر است.

اتصال دهنده های اصلاح شده پلیمر

Polymer Modified Binder پیشرفت عمده‌ای در فن‌آوری اتصال bitumen است، زیرا این مواد نیازهای افزایش حجم و بار ترافیکی در شبکه‌های جاده ما را برآورده می‌کنند. همچنین لاستیک‌های طبیعی، از پلیمرهایی مانند استایرن بوتادین استایرن (SBS)، پلی بوتادین (PBD) و اتیلن وینیل استات (EVA) معمولاً برای اصلاح bitumen استفاده می‌شود.

قیر اصلاح شده شیمیایی

این نوع دارای خواص یک قیر درجه سنگ فرش سخت در دمای سرویس بالا همراه با خواص یک bitumen درجه سنگ فرش نرم در دماهای پایین است (یعنی دارای خواصی است که دارای چندین درجه است). ماده‌های چندگانه مقاومت بهتری در برابر تغییر شکل ایجاد می‌کنند و اثرات مخرب دمای بالا را کاهش می‌دهند، در حالیکه باعث کاهش سفتی در دماهای پایین نسبت به سطح قیر معمولی سنگفرش مشابه می‌شوند.

کارکرد قیر

چهار عامل اصلی درگیر در کار با این ماده:

  1. درجه حرارت بالا و نیاز به مخازن و تجهیزات ذخیره‌سازی و حمل و نقل پیش تعیین شده
  2. خصوصیت قابل اشتعال در درجه‌های خاص برش‌ها
  3. نیاز به حفظ سلامت و ایمنی پرسنل
  4. آموزش پرسنل

به دلیل گرانروی بالا، تقریباً تمام محصولات قیر باید گرم شوند تا به اندازه کافی مایعات برای توزیع و کاربرد انبوه شوند. تماس با این ماده یا تجهیزات درگیر در حمل و نقل، ذخیره‌سازی و استفاده از آن می‌تواند باعث سوختگی شدید پوست در دمای توصیه شده برای استفاده شود.

به‌عنوان مثال، حتی یک لمس زودگذر در دمای 80 درجه سانتی‌گراد نیز می‌تواند پوست نامحافظت شده را سوزاند. ضروری است هر کسی که با bitumen کار می‌کند، خود را با ملاحظات لازم در زمینه بهداشت، ایمنی و محیط زیست آشنا سازد. به کاربران توصیه می‌شود برای توضیحات کامل درباره خطرات مرتبط با استفاده از محصولات قیر، همیشه به برگه داده‌های ایمنی مواد (MSDS) محصول مراجعه کنند.

کاربردهای قیر را نیز برای اطلاعات بیشتر مطالعه کنید.