قیر یکی از کاربردی‌ترین موادی است که در صنایع مختلفی مانند راهسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. هر یک از انواع قیر از کاربردها و مشخصات فیزیکی و شیمیایی متفاوتی برخوردارند. قیر طبیعی یا گیلسونایت و قیر پالایشگاهی بعضی از انواع کاربردی این ماده را شامل می‌شوند. قیر طبیعی یک هیدروکربن سیاه، براق و سخت است. قیر پالایشگاهی نیز یک محصول جانبی است که به وسیله فرایند پالایش نفت به‌دست می‌آید. استفاده از این ماده در صنایع مختلفی از جمله ساخت جاده‌ها و نگهداری از آن‌ها رایج است. در این مقاله تفاوت‌های کیلسونایت و قیر پالایشگاهی، مزایا، تکنیک‌ها، استانداردها و عوامل موثر بر ترکیب این دو ماده را مورد بررسی قرار می‌دهیم، پس همراهمان بمانید.
ویژگی‌ها و کاربردهای قیر طبیعی و قیر پالایشگاهی
گیلسونایت ماده معدنی سیاه‌رنگی است که از هیدروکربن جامد تشکیل می‌شود و در لایه تیرهای عمودی معادن زیرزمینی به‌چشم می‌خورد. از مهم‌ترین ویژگی‌های آن می‌توانیم به مواردی مانند بالا بودن میزان حل‌شوندگی در حلال‌های ارگانی، سازگاری با مواد نفتی و آب‌گریزی اشاره کنیم. این ماده طبیعی غیرسمی، حدود سال ۱۸۶۰ میلادی کشف شده است و از همان زمان به‌عنوان پوششی ضدآب در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد.
قیر پالایشگاهی به ماده‌ای چسبناک و سیاه‌رنگ با وزن مولکولی بالا گفته می‌شود که کاربردهای صنعتی متعددی دارد و تحت فرایند تقطیر دومرحله‌ای از نفت خام به‌دست می‌آید. به‌منظور ساخت قیر پالایشگاهی، در اولین مرحله تقطیر مواد سبکی مانند پروپان و بنزین را از نفت خام جدا می‌کنند. در مرحله دوم نیز مواد سنگین‌تری مثل نفت سفید و گازوئیل از نفت خام سوا می‌شوند.
مهم‌ترین کاربردهای قیر پالایشگاهی و گیلسونایت مواردی مانند ساخت فراورده‌های شیمیایی و تولید مصالح ساختمانی را دربرمی‌گیرند. دیگر کاربردهای این محصولات در صنایع مختلف عبارتند از:
- راهسازی و جاده‌سازی: استفاده از مخلوط قیر طبیعی و پالایشگاهی در صنعت راهسازی و جاده‌سازی یکی از رایج‌ترین کاربردهای این محصول است. بهره گرفتن از این ماده به‌منظور ساخت آسفالت جاده‌ها و خیابان‌ها احتمال ترک خوردن آسفالت را به‌میزان چشم‌گیری کاهش می‌دهد. از دیگر مزایای استفاده از این ترکیب در راهسازی، باید از افزایش طول عمر مفید آسفالت، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و افزایش قابلیت سفت شدن آن نام ببریم.
- پوشش سقف‌ها: از ترکیب این مواد برای ساخت ایزوگام و دیگر پوشش‌های ضدآب سقف‌ها و پشت‌بام‌ها بهره گرفته می‌شود. خاصیت چسبندگی قیر پالایشگاهی و بهبود خواص آن پس از مخلوط شدن با قیر طبیعی به افزایش ایمنی سقف و به حداقل رسیدن آسیب‌هایی مانند نشتی آب منجر خواهد شد.
- ساخت روکش با هدف آب‌بندی: آب‌بندی تجهیزات در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. مثلا در صنعت نفت به‌منظور آب‌بندی خط لوله و ایجاد پوشش برای آن از مخلوط دو ماده قیر طبیعی و پالایشگاهی استفاده می‌شود. علاوه‌بر این، خاصیت ضدرطوبت و نفوذناپذیری این ماده در برابر دیگر عوامل محیطی از مقاومت بالایی برخوردار است. می‌توانیم افزایش طول عمر مفید تجهیزات صنعتی و جلوگیری از نشتی و خوردگی آن‌ها را نیز به‌عنوان مزایای استفاده از مخلوط گیلسونایت و قیر پالایشگاهی با هدف ساخت پوشش معرفی کنیم.
مخلوط کردن قیر طبیعی و قیر پالایشگاهی چه مزایا و چالش‌هایی دارد؟
قیر طبیعی و پالایشگاهی ویژگی‌ها و مشخصات فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فردی دارند. ترکیب این دو ماده به بهبود ویژگی‌ها و افزایش کاربردهای آن‌ها منجر می‌شود. مزایای اصلی ترکیب گیلوسنایت و قیر پالایشگاهی موارد زیر را شامل می‌شوند:
- تقویت عملکرد مواد: گیلسونایت از ویژگی‌هایی مانند خاصیت ارتجاعی، چسبندگی و دوام بالا برخوردار است. ترکیب این ماده با قیر پالایشگاهی به تقویت عملکرد مواد منجر می‌شود. به‌همین علت فراورده‌های جانبی ساخته‌شده از قیرهای طبیعی و پالایشگاهی در مقایسه با فراورده‌های تولیدشده با استفاده از هریک از این مواد، دوام و ماندگاری بیشتر و نفوذپذیری کمتری دارند.
- افزایش مقاومت: مقاومت بالا در برابر عوامل محیطی مختلف مانند اکسیداسیون، از دیگر ویژگی‌های مواد ساخته‌شده به‌وسیله ترکیب قیر طبیعی و پالایشگاهی است. در حقیقت مخلوط کردن این دو ماده باعث افزایش طول عمر مفید قیر و محصولات جانبی تولیدشده توسط آن می‌شود و نیاز به نگهداری از فراورده‌ها را به حداقل می‌رساند.
- بهبود خاصیت رئولوژیکی: میزان توانایی یک ماده در تغییر شکل دادن و جاری شدن تحت تنش را خاصیت رئولوژیگی ماده می‌نامند. ترکیب قیر طبیعی و پالایشگاهی به تقویت این خاصیت منجر می‌شود. مخلوط کردن این مواد برای استفاده در صنعت راهسازی باعث افزایش کیفیت آسفالت تولیدی و مقاومت آن در برابر فشار و تغییر دما خواهد شد.
برای افزایش مقاومت و بهبود عملکرد محصول نهایی باید میزان مشخصی از گیلسونایت و قیر پالایشگاهی را با هم ترکیب کنید. یافتن مناسب‌ترین میزان از این دو ماده و رسیدن به ماده نهایی یک‌دست و یکنواخت، به‌عنوان اصلی‌ترین چالش مخلوط کردن آن‌ها شناخته می‌شود.
چه عواملی بر فرایند ترکیب گیلسونایت و قیر پالایشگاهی تاثیر می‌گذارد؟
عوامل متعددی وجود دارند که توجه به آن‌ها در زمان ترکیب گیلسونایت و قیر پالایشگاهی، چالش‌های مخلوط کردن این مواد را به حداقل می‌رساند. از جمله مهم‌ترین آن‌ها باید از موارد زیر نام ببریم:
- میزان ناخالصی‌های موجود در مواد: میزان ناخالصی‌های موجود در گیلسونایت و قیر پالایشگاهی روی سازگاری این دو ماده با یکدیگر اثر می‌گذارد. وجود ناخالصی‌هایی مانند نیتروژن و گوگرد درون ترکیب نهایی واکنش‌ها، عملکرد و خواص آن‌ها را تحت‌تاثیر قرار خواهد داد.
- دما و شرایط مخلوط کردن مواد: دمای موجود در محیط و شرایط مخلوط کردن این محصولات، از دیگر فاکتورهایی است که در تعیین میزان کیفیت محصول نهایی نقش دارد. ترکیب گیلسونایت و قیر پالایشگاهی در محیطی با دمای بالا دست یافتن به ترکیبی یک‌دست و یکنواخت را امکان‌پذیر می‌کند. در زمان تولید آسفالت از ترکیب این مواد سرعت برش نیز بر میزان مقاومت فراورده ساخته‌شده اثر می‌گذارد.
- اندازه ذرات تشکیل‌دهنده و میزان غلطت آن‌ها: اندازه و ابعاد ذرات تشکیل‌دهنده و میزان غلظت آن‌ها به‌عنوان یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار بر فرایند ترکیب شناخته می‌شود. بزرگ‌تر بودن ابعاد ذرات و بیشتر بودن میزان غلظت مواد، باعث افزایش عملکرد محصول به‌دست‌آمده خواهد شد. در نظر داشته باشید که این موضوع معایبی مانند افزایش احتمال انباشتگی و جداسازی را نیز به‌دنبال خواهد داشت. در نتیجه بهتر است هنگام فرایند مخلوط کردن، به استاندارد بودن ابعاد و غلظت مواد توجه کنید.
استانداردها و تکنیک‌های مخلوط کردن گیلسونایت و قیر پالایشگاهی
در اختیار داشتن دستگاه‌ها، تجهیزات و مواد اولیه استاندارد مانند همزن‌های صنعتی و کتری حرارتی در زمان مخلوط کردن این دو ماده با یکدیگر ضروری است. توجه به اصول جابه‌جایی، حمل و نگهداری از قیر طبیعی و پالایشگاهی از ورود آلودگی و افزایش تخریب‌پذیری محصول نهایی جلوگیری می‌کند. همچنین نگهداری از این دو ماده اولیه در شرایط دمایی مناسب به ساخت فراورده باکیفیت منجر می‌شود. رایج‌ترین تکنیک‌های مخلوط کردن گیلسونایت و قیر پالایشگاهی موارد زیر را دربرمی‌گیرند:
- تکنیک مرطوب: در تکنیک مخلوط کردن مرطوب گیلسونایت به قیر داغ پالایشگاهی اضافه می‌شود. فرایند مخلوط شدن این مواد با استفاده از تجهیزات ترکیب با برش بالا انجام خواهد شد. پراکندگی یکنواخت ذرات قیر طبیعی در ترکیب نهایی و تقویت خواص رئولوژیکی و عملکرد آن از مهم‌ترین مزایای بهره گرفتن از فرایند ترکیب مرطوبند.
- تکنیک خشک: در تکنیک خشک پودر گیلسونایت را به مخلوط سنگدانه‌ها اضافه می‌کنند. افزودن این ترکیب به قیر داغ پالایشگاهی دومین مرحله انجام تکنیک خشک است. برای انجام دادن صحیح این تکنیک باید به استاندارد بودن میزان غلظت مواد، اندازه ذرات و شرایط ترکیب توجه داشته باشید.
- تکنیک ترکیبی: در تکنیک ترکیبی گیلسونایت و مقدار اندکی قیر پالایشگاهی قبل از اضافه شدن به بایندر داغ با هم مخلوط می‌شوند. با استفاده از این تکنیک به‌دست آوردن محصولی یک‌دست، سازگار و باکیفیت امکان‌پذیر خواهد شد.
استفاده از قیر طبیعی با استفاده از استانداردها و مقررات خاصی کنترل می‌شود که بعضی از این قوانین که توسط انجمن مواد و آزمون آمریکا یا ASTM تصویب شده‌اند. این استانداردها به کیفیت و قوام این ماده، روش‌های آزمایشی برای سنجش میزان سازگاری گیلسونایت با قیر پالایشگاهی و نقطه نرم شدن قیر توجه دارند. مهم‌ترین مقررات تصویب‌شده توسط این انجمن عبارتند از:
- قوانین زیست‌محیطی: استفاده از این ماده نیازمند رعایت بعضی مقررات زیست‌محیطی است. این مقررات بر فرایندهای استخراج، فراوری و پردازش و دفع ماده نظارت می‌کنند. توجه به این قوانین از احتمال وارد شدن آسیب به محیط زیست در زمان بهره گرفتن از گیلسونایت جلوگیری خواهد کرد.
- قوانین کیفیت و ایمنی: برخورداری گیلسونایت از استانداردهای کیفیت و ایمنی به شما امکان می‌دهد تا از مناسب بودن این ماده برای مصارف متفاوت اطمینان حاصل کنید.
سخن نهایی
قیر طبیعی یا گیلوسنایت و قیر پالایشگاهی به‌تنهایی در صنایعی مانند جاده‌سازی و راهسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مخلوط کردن این دو ماده با یکدیگر به افزایش دوام، مقاومت و استحکام فراورده‌های جانبی آن منجر خواهد شد.
در این مقاله به بررسی ویژگی‌های قیر طبیعی و پالایشگاهی، کاربردهای این مواد، مزایا، تکنیک‌ها، استانداردها، روش‌ها و عوامل موثر بر ترکیب آن‌ها پرداختیم. با توجه به قوانین استفاده از گیسونایت می‌توانید بدون بروز آسیب‌های زیست‌محیطی بهترین میزان از این ماده را با قیر پالایشگاهی مخلوط کنید. همچنین توجه به عواملی مانند اندازه و غلظت ذرات تشکیل‌دهنده در زمان ترکیب این دو ماده با یکدیگر به‌دست آوردن ماده‌ای یک‌دست، یکنواخت و باکیفیت را برای شما امکان‌پذیر می‌کند.