فرآورده‌های قیری
فرآورده‌های قیری
به‌طورکلی قیر بدون مواد افزودنی مورداستفاده قرار می‌گیرد. به‌هرحال قیر را می‌توان برحسب سفارش موردنظر جهت تولید محصولات با خصوصیات فیزیکی متفاوت با استفاده از ترکیبات غیر قیری مورد اصلاح قرارداد. درنتیجه الزاماً خصوصیات ترکیبات قیری برای تمامی قیرها یکسان نیست. قیر معمولاً به‌عنوان ماده اولیه در تولید انواع مختلف فرآورده‌های قیری در مرحله پالایش مورداستفاده قرار می‌گیرد. در چنین فرآورده‌هایی قیر معمولاً یک جزء اصلی و اساسی می‌باشد ولی فرآورده‌ها می‌توانند دارای خصوصیات چشمگیر مواد دیگری که در ساخت آن‌ها به کار گرفته‌شده‌اند نیز باشند. کاربردهای کم‌حجم زیادی وجود دارند که در آن‌ها از قیر استفاده می‌شوند که به‌طور مثال شامل عایق هوا، پوشش دهی لوله‌های آب و ساخت مواد آب‌بندی است. تقریباً تمامی کاربردهای قیر در ترکیب کردن آن با مواد دیگر است. به‌طور مثال مخلوط آسفالت گرم تقریباً از ۵ درصد قیر و ۹۵ درصد ذرات و دانه‌های معدنی تشکیل‌شده است.
مثال‌هایی از ترکیبات غیر قیری مورداستفاده در فرآورده‌های قیری:
-
عامل چسبندگی (مانند فسفات آمین چرب، ایمیدوزالین)
-
خرده لاستیک (تایرهای ضایعاتی)
-
امولسیفایرها (مانند فسفات آمین چرب، صابون‌های روغنی)
-
قیر طبیعی (مانند قیر دریاچه‌ای ترینیداد، گیلسونایت)
-
مقطرات نفتی (مانند نفتا، نفت سفید و گازوئیل)
-
پلیمرها (مانند لاستیک استایرن-بوتادین، پلی‌پروپیلن آتاکتیک، اتیلن ونیل استات، ترپلیمرهای اتیلن)
-
پلی فسفریک اسید
-
مواد باقیمانده از پالایش مجدد روغن‌موتورهای ضایعاتی
-
سولفور
-
واکس (به‌طور مثال انواع سینتیک مانند Fisher-Tropsch، واکس‌های نوع آمید و یا واکس‌های طبیعی)
-
بایندرهای زیستی (مانند ترکیبات پایه گیاهی)
-
سیستم‌های مخلوط گرم (به‌طور مثال استفاده از سورفاکتانت و یا واکس طبیعی و سینتیک)
در تولید فرآورده‌های قیری باید تمامی مواد افزودنی بکار رفته در فرآیند تولید در جهت جلوگیری از مخاطرات ناشی از ترکیبات غیر قیری مشخص شوند. در صورت مناسب بودن، هر خطر منتقل‌شده به فرآورده‌های قیری نیز باید شناسایی شود. اجزاء ترکیبات غیر قیری شناسایی‌شده در بالا در دوزها و مقادیر مختلف بسته به نوع مواد افزودنی اضافه می‌شوند.
مقطرات نفتی می‌تواند محدوده‌ای از ۵ تا ۴۰ درصد مواد مخلوط نهایی را بسته به خصوصیات اجرایی هدف‌گذاری شده داشته باشند. مقطرات نفتی به‌طور گسترده‌ای در ترکیبات قیری مورداستفاده در کاربری‌های آسفالت و روسازی مورداستفاده قرار می‌گیرند.
خرده لاستیک‌ها به‌طور منطقه‌ای برای حدود سی سال است که مورداستفاده قرارگرفته‌اند و می‌توانند محدوده‌ای کم‌تر از ۵ درصد تا حدود ۲۰ درصد وزن بایندر نهایی را بسته به خصوصیات هدف‌گذاری شده داشته باشند. در حدود ۵ سال گذشته، فعالیت‌های زیست‌محیطی در جهت از بین بردن ذخایر تایرهای دور انداخته‌شده موجب گسترش استفاده از خرده تایرها در ترکیبات قیری شده است.
سولفور در برخی از فرآیندها به‌عنوان یک جزء کوچک (کم‌تر از ۱ درصد) مورداستفاده قرار می‌گیرد؛ اما در آسفالت‌های توسعه‌یافته با سولفور ممکن است این مقدار به بیش از ۴۰ درصد از وزن کل بایندر برسد. نگرانی‌ها در مورد واکنش‌ها و تحولات H2S و دیگر ترکیبات سولفور در طول ساخت اولیه و در طول بازیافت، پذیرش سولفور به‌عنوان ماده افزودنی در تولید قیر را کند کرده است.
پلیمرهای افزودنی محدوده‌ای از ۱ درصد تا سطح عمومی ۳ درصد و در برخی از کاربردها تا حدود ۷ درصد از وزن کل مخلوط را دارند.
عوامل چسبندگی به‌طورکلی در سطح کم‌تر از ۱ درصد در سیستم‌های مخلوط گرم مبتنی بر ترکیبات افزودنی به قیر مورداستفاده قرار می‌گیرند.
در صورت استفاده از روغن‌موتورهای دوباره پالایش‌شده، این ماده به مقدار ۵ تا ۱۰ درصد وزنی بایندر مورداستفاده قرار می‌گیرند. بیش از بیست سال است که از این مواد در ایالات‌متحده به‌صورت محلی استفاده می‌شود. درگذشته کاربرد اصلی روغن‌های روان کننده ضایعاتی در صنایع سوختی بود. به‌هرحال، ایجاد انگیزه‌های اقتصادی بیش‌تر برای پالایش مجدد روغن‌موتورهای ضایعاتی به محصولات پایه روغنی منجر به افزایش حجم پالایش مجدد آن‌ها شده است. درنتیجه به نظر می‌رسد که انگیزه به کاربری این مواد در قیر نیز افزایش‌یافته است. تحقیقات سامانمند کمی در مورد عملکرد روسازی‌های انجام‌گرفته با بایندرهای حاوی روغن‌موتورهای دوباره پالایش‌شده انجام‌گرفته است.
درگذشته استفاده از مواد دیگری در ترکیب با قیر برای تولید مواد قیری گزارش‌شده است. نمودار شماتیک مسیرهای تولید فرآورده‌های قیری در شکل شماره ۶ نشان داده‌شده است.
دو کاربرد اصلی قیر و فرآورده‌های آن شامل ساخت آسفالت و روسازی جاده‌ها (در حدود ۸۵ درصد) و صنعت عایق‌کاری پشت‌بام (در حدود ۱۰ درصد) می‌باشد. نمودار شماتیک زنجیره تأمین قیر در شکل شماره ۷ نشان داده‌شده است.
شکل ۶ نمودار شماتیک تولید فرآورده‌های قیری
شکل ۷ نمودار شماتیک زنجیره تأمین قیر
برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:
