موارد مصرف گیلسونایت: 8 کاربرد مهم + مزایا و چالش‌ها!

موارد مصرف گیلسونایت یا قیر طبیعی یا قیر معدنی بسیار متنوع و گسترده است و این ماده معدنی به دلیل خواص منحصربه‌فرد خود، در صنایع مختلف جایگاه ویژه‌ای دارد. کاربرد قیر گیلسونایت به‌عنوان یک ماده چسباننده و تقویت‌کننده در تولید آسفالت، قیر و ایزوگام، رنگ‌ها، جوهرها، مواد نسوز و حتی در حفاری چاه‌های نفت بسیار فراوان است. همچنین، موارد مصرف قیر طبیعی در صنایع متالورژی، ایزولاسیون و ساخت رزین‌ها، به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت، آب و مواد شیمیایی، روز‌به‌روز در حال گسترش است.

در این مطلب بلاگ ایران ای ترید نگاهی دقیق‌تر خواهیم داشت به کاربردهای مختلف گیلسونایت و دلایلی که آن را به یکی از ترکیبات پرکاربرد در صنعت تبدیل کرده‌اند. برای اطلاع از قیمت روز قیر و فرآورده‌های نفتی می‌توانید با کارشناسان ایران ای ترید تماس بگیرید.

خواص و ویژگی‌های عالی قیر گیلسونایت

عملیات حفاری، تولید پوشش ضدخوردگی برای صنابع نفت و گاز، تولید قیر و ایزوگام، آسفالت، عایق رطوبتی، صنایع رنگ و جوهر و تولید محصولات شیمیایی از مهمترین موارد مصرف گیلسونایت هستند.

گیلسونایت (Gilsonite) یا قیر طبیعی، نوعی ماده معدنی سیاه‌رنگ با ویسکوزیته بالا است که از ترکیبات هیدروکربنی جامد تشکیل شده و به صورت طبیعی در رگه‌های عمودی معادن زیرزمینی یافت می‌شود. این ماده دارای خواص منحصربه‌فردی است که آن را برای استفاده در صنایع مختلف بسیار ارزشمند کرده است.

از جمله مهم‌ترین ویژگی‌های گیلسونایت می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• رنگ سیاه، درخشندگی زیاد و شکنندگی بالا
• انحلال‌پذیری عالی در حلال‌های آلی
• غنی از مقادیر فراوان آسفالتین و نیتروژن
• خلوص بالا و سازگاری خوب با ترکیبات نفتی
• خاصیت آب‌گریزی قوی
•  دمای ذوب بین ۱۶۰ تا ۲۲۰ درجه سانتی‌گراد
•  غیرسمی و دارای مقاومت بالا در برابر اسیدها و بازها

گیلسونایت برای نخستین بار در سال ۱۸۶۰ کشف شد، اما در دهه ۱۸۸۰ توسط ساموئل H. Gilson به عنوان یک ماده عایق رطوبتی و پوشش ضد آب معرفی گردید. این ماده در نهایت در سال ۱۸۸۸ به صورت تجاری استخراج و در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار گرفت.

موارد مصرف گیلسونایت

مقاومت بالا در برابر آب، کاهش هزینه مواد اولیه، افزایش طول عمر آسفالت و مقاومت در برابر سایش از مزایای مهم کاربرد گیلسونایت است.

گیلسونایت با ترکیبات و ویژگی‌های منحصربه‌فردی که دارد در بیشتر 150 صنعت مختلف کاربرد دارد. در زیر با موارد مصرف قیر طبیعی یا کاربرد گیلسونایت در تعدادی از این صنایع آشنا می‌شویم. علاوه بر موارد زیر، گیلسونایت در پزشکی، خودروسازی، محصولات آرایشی و بهداشتی، صنایع ساختمانی و صنایع ذوب و فولاد نیز کاربرد دارد.

1. کاربرد گیلسونایت در گل حفاری

برای استفاده از گیلسونایت در حفاری آن را با گل حفاری مخلوط می‌کنند. این مخلوط باعث کاهش فرسایش در دیواره‌های چاه شده و فرایند حفاری را تسهیل می‌کند.

2. کاربرد و موارد مصرف گیلسونایت در تولید پوشش‌های ضد خوردگی بخش نفت و گاز

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های گیلسونایت، خاصیت آب‌گریزی بالا و مقاومت در برابر رطوبت است. همین ویژگی باعث شده تا در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، به عنوان پوشش ضد خوردگی مورد استفاده قرار گیرد. ترکیب گیلسونایت با سایر افزودنی‌ها می‌تواند یک لایه عایق مؤثر برای انواع لوله‌ها ایجاد کرده و از آن‌ها در برابر خوردگی، زنگ‌زدگی و پوسیدگی محافظت کند.

3. استفاده و کاربرد قیر گیلسونایت در آسفالت و صنعت راه‌سازی

یکی از مفیدترین موارد مصرف گیلسونایت مصرف آن در تهیه آسفالت است که به طول عمر بیشتر، یکپارچگی و انسجام بالاتر و افزایش تحمل بار ترافیکی و مقاومت در برابر نوسانات دمایی در آسفالت می‌انجامد.

آسفالت یکی از اصلی‌ترین مصالح مورد استفاده در صنعت راه‌سازی است که از ترکیب قیر، شن و ماسه به دست می‌آید. استفاده از قیر گیلسونایت به جای قیرهای معمولی می‌تواند موجب افزایش استحکام، دوام و مقاومت آسفالت شود. در واقع، آسفالت‌هایی که با گیلسونایت تولید می‌شوند، دارای ویژگی‌های برجسته‌ و منحصربه‌فردی هستند که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• طول عمر بیشتر
• مقاومت بالا در برابر شرایط جوی و نوسانات دمایی
• یکپارچگی و انسجام بالاتر
• تحمل بیشتر در برابر بارهای ترافیکی سنگین
• کاهش نیاز به تعمیرات و نگهداری مستمر

4. موارد مصرف گیلسونایت در صنایع ریخته‌گری

یکی دیگر از موارد مصرف قیر طبیعی در ریخته‌گری است. این ماده هیدروکربن‌های فراوانی دارد و نقش بسزایی در عملیات ریخته‌گری و قالب‌گیری بی‌نقص دارند. از این ویژگی گیلسونایت در صنایع ذوب آهن و فولاد هم استفاده می‌شود افزودن قیر طبیعی به بافت مذاب فولاد باعث جدا شدن ناخالصی گوگرد، سیلیس و فسفر از مخلوط می‌شود.

5. موارد مصرف گیلسونایت در صنعت جوهرسازی و رنگ

کاربرد گیلسونایت در صنعت چاپ و جوهر هم مهم است. این قیر طبیعی ماده اصلی جوهرهای چاپی (جوهر چاپ مجله و کتاب)، جوهرهای صنعتی (جوهرهای چاپ بسته‌بندی، جوهر چاپ روی پلاستیک)، جوهرهای هنری، رنگ‌ها و پوشش‌های صنعتی است. در واقع از گیلسونایت به‌عنوان رزین سخت و ماده پخش‌کننده کربن سیاه در این صنعت استفاده می‌کنند.

6. تهیه و تولید قیر با گیلسونایت

گیلسونایت یک عایق رطوبتی قوی است و کاربرد زیادی برای عایق‌سازی در صنایع ساختمانی و ایزوگام و تهیه قیر دارد. کاربرد گیلسونایت به کیفیت قیر و ایزوگام می‌افزاید.

کاربرد گیلسونایت در تولید قیر به علت سازگاری بسیار زیاد آن با مواد نفتی است و به‌عنوان عایق رطوبتی استفاده می‌شود.

7. تولید ایزوگام از موارد مصرف گیلسونایت به عنوان عایق رطوبتی

گیلسونایت به‌دلیل خواص منحصربه‌فردش در صنایع عایق‌سازی کاربرد ویژه‌ای دارد. یکی از مهم‌ترین موارد کاربرد گیلسونایت در تولید ایزوگام است. اگرچه در بازار از قیرهای صنعتی دیگر نیز استفاده می‌شود، اما استفاده از گیلسونایت به دلیل ویژگی‌های برتر، ایزوگام را با کیفیت بالاتری همراه می‌سازد.

مزایای ایزوگام حاوی گیلسونایت:

• مقاومت برشی بالا
• افزایش پایداری لایه‌ها
• حفظ انعطاف‌پذیری در دماهای پایین
• کاهش تمایل به حرکت یا روان شدن
• مناسب برای سطوح شیب‌دار

علاوه بر ایزوگام، گیلسونایت به عنوان عایق رطوبتی در راه‌سازی، ساختمان‌سازی، لوله‌های نفتی و مخازن ذخیره نیز به‌کار می‌رود؛ به‌ویژه در شرایطی با دمای بالا که نیاز به مقاومت حرارتی وجود دارد.

8. کاربرد و موارد مصرف گیلسونایت در بخش محصولات شیمیایی

گیلسونایت با بسیاری از مواد و ترکیبات شیمیایی واکنش‌پذیری بالایی دارد و از ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد خود بهره می‌برد. در صنایعی همچون متالورژی، محصولات چوبی و نسوز، از گیلسونایت به عنوان چسب و پوشش استفاده می‌کنند.

چالش‌ها در موارد مصرف گیلسونایت

 موارد مصرف گیلسونایت علی‌رغم مزایای فراوانی که دارد اما با پیامدهای منفی هم همراه است. یکی از مهم‌ترین معایب کاربرد گیلسونایت محدودیت منابع طبیعی است در نتیجه استخراج این قیر طبیعی پرهزینه و پیچیده است. دومین چالش استفاده از گیلسونایت در صنایع این است که فرآوری آن به تکنولوژی‌ و امکانات پیشرفته نیاز دارد و استفاده از آن را محدود می‌کند.

مزایای استفاده و کاربرد قیر گیلسونایت

کاربرد قیر طبیعی یا گیلسونایت در صنایع مختلف مزیت‌های بسیاری دارد از جمله کاهش هزینه مواد اولیه و افزایش راندمان تولید.

1. مقاومت بالای گیلسونایت در برابر آب

گیلسونایت یک هیدروکربن طبیعی با ساختار پیچیده‌ای متشکل از زنجیره‌های آلیفاتیک و ترکیبات آروماتیک است. این ترکیب منحصربه‌فرد موجب شده تا گیلسونایت از مقاومت بسیار بالایی در برابر نفوذ آب برخوردار باشد. همین ویژگی، آن را به گزینه‌ای مناسب و قابل اعتماد برای کاربرد در طیف گسترده‌ای از صنایع، به‌ویژه در شرایط محیطی مرطوب و سخت، تبدیل کرده است.

دلیل مقاومت گیلسونایت در برابر آب

گیلسونایت به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد خود، عملکردی بسیار مؤثر در برابر نفوذ رطوبت و آب دارد. از جمله عوامل اصلی این مقاومت، که کاربرد قیر طبیعی را مفید می‌کند، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ساختار مولکولی غیرقطبی: ترکیب شیمیایی گیلسونایت به گونه‌ای است که مولکول‌های آب نمی‌توانند به‌راحتی با آن واکنش دهند یا در آن نفوذ کنند. وجود پیوندهای محکم درون‌مولکولی و ماهیت غیرقطبی این ماده، مانعی مؤثر در برابر تشکیل پیوندهای هیدروژنی با آب ایجاد می‌کند.
• سطح آب‌گریز: سطح گیلسونایت دارای خاصیت آب‌گریزی طبیعی است. این ویژگی باعث می‌شود که قطرات آب روی سطح آن باقی نمانند و به‌سرعت دفع شوند، در نتیجه احتمال نفوذ رطوبت به لایه‌های داخلی به حداقل می‌رسد.
• بافت متراکم و یکپارچه: ساختار فشرده و منسجم گیلسونایت، عاملی مهم در جلوگیری از عبور آب به درون آن است. این تراکم بالا باعث شده که گیلسونایت در شرایط محیطی مرطوب نیز عملکردی پایدار و مقاوم داشته باشد. این ویژگی‌ها باعث شده کاربرد قیر گیلسونایت در صنایع مختلف مزایای زیادی داشته باشد.

اهمیت مقاومت گیلسونایت در برابر آب

مقاومت دربرابر آب، گیلسونایت را به مادۀ پرکاربردی در صنایع مختلف تبدیل کرده است. موارد زیر تعدادی از موارد مصرف گیلسونایت در صنایعی هستند که به مواد آب گریز نیاز دارند:

• صنایع ساحتمانی مثل ایزوگام و عایق‌های رطوبتی
• صنایع نفت و گاز مثل پوشش لوله‌های نفت و گاز برای محافظت در برابر خوردگی، صنعت رنگ و رزین به تولید رنگ و رزین ضد آب.

2. کاهش هزینه در موارد مصرف گیلسونایت

کاربرد گیلسونایت به دو طریق می‌تواند هزینه را کاهش دهد:

• جای مواد اولیه گران را می‌گیرد، مثلاً می‌توان از آن به‌عنوان جایگزین رنگدانه‌های مصنوعی، رزین‌های مصنوعی و افزودنی‌های شیمیایی در صنایع مختلف استفاده کرد.
• بازدهی مواد را افزایش می‌دهد، با اضافه کردن گیلسونایت به فرمولاسیون محصولات، مقدار مصرف مواد دیگر کاهش یافته و هزینه مواد اولیه را پایین می‌آورد.

3. افزایش طول عمر آسفالت

 یکی دیگر از مزایای کاربرد قیر گیلسونایت افزایش عمر آسفالت است. این قیر طبیعی به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاص خود، نقش مهمی در بهبود کیفیت و دوام آسفالت ایفا می‌کند.

مزایای کاربرد قیر گیلسونایت در آسفالت:

• افزایش مقاومت مکانیکی: با تقویت پیوند بین ذرات، آسفالت در برابر تنش‌های ترافیکی، دمایی و رطوبتی مقاوم‌تر می‌شود.
• کاهش نفوذ آب: خاصیت آب‌گریزی گیلسونایت از آسیب‌های ناشی از رطوبت، یخ‌زدگی و ذوب جلوگیری می‌کند.
• بهبود خواص رئولوژیکی قیر: عملکرد آسفالت در دماهای بالا و پایین بهبود یافته و تغییر شکل کاهش می‌یابد.
• کاهش سرعت پیری قیر: گیلسونایت با تثبیت ساختار قیر، موجب افزایش عمر مفید روسازی می‌شود.

4. گیلسونایت و مقاومت در برابر سایش

 :در ادامه به توضیح کامل موارد مصرف گیلسونایت به عنوان مقاومت در برابر سایش خواهیم پرداخت

1. افزایش طول عمر محصولات: گیلسونایت با تقویت ساختار محصولات، مقاومت آن‌ها را در برابر سایش افزایش می‌دهد و موجب افزایش طول عمر مفید آن‌ها می‌شود.

2. کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری: کاربرد گیلسونایت عمر محصولات را افزایش داده و در نتیجه هزینه‌های نگهداری به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.

3. بهبود عملکرد در شرایط سخت: محصولات حاوی گیلسونایت در برابر عوامل محیطی همچون رطوبت، فشار و اصطکاک عملکرد پایدارتری از خود نشان می‌دهند.

4. کاهش ضایعات تولیدی: با افزایش مقاومت در برابر سایش، محصولات دیرتر فرسوده شده و میزان مواد دورریز و ضایعات تولیدی کاهش می‌یابد.

نکات ایمنی در استفاده از گیلسونایت

موارد مصرف گیلسونایت فروان است اما حین استفاده از قیر گیلسونایت، مانند هر مادۀ شیمیایی دیگری، باید نکات ایمنی را رعایت کنید.

تحریک چشم

سایش گیلسونایت گرد و غبار تولید می‌کند و ممکن به چشم آسیب بزند. ممکن است تحریک چشم با قیر طبیعی  با درد، ریزش اشک، قرمزی چشم، تاری دید و تورم همراه باشد.

تحریک پوست

تحریک پوست با گیلسونایت چندان شایع یا شدید نیست.

شرایط نگهداری گیلسونایت

گرد و غبار ناشی از گیلسونایت در صورت تماس با شعله، جرقه یا دمای بالای ۵۷۰ درجه سانتی‌گراد (۱۰۰۰ درجه فارنهایت) می‌تواند موجب احتراق یا انفجار شود. بنابراین، در فرآیندهایی که منجر به پودر شدن این ماده می‌شوند، باید از منابع اشتعال جلوگیری شود.

ویژگی‌های ایمنی گیلسونایت:

• پایداری شیمیایی: پایدار و غیر قابل پلیمریزاسیون
• ناسازگاری: واکنش‌پذیر با عوامل اکسیدکننده قوی مانند کلرات‌ها، نیترات‌ها و پراکسیدها
• محصولات تجزیه‌ای خطرناک: ندارد
• ایمنی در دمای بالا: در صورت قرارگیری طولانی‌مدت در دمای بالای ۲۸۸ درجه سانتی‌گراد، استفاده از لباس محافظ و تجهیزات تنفسی الزامی است
• در شرایط ایمنی مناسب، گیلسونایت ماده‌ای نسبتاً پایدار و ایمن برای کاربردهای صنعتی است.

تهیه و تولید قیر با گیلسونایت

 یکی مهم‌ترین کاربردهای گیلسونایت در ترکیب قیر است. استفاده از گیلسونایت در قیر در کشورهایی مثل ایران، هند و چین رایج است. گیلسونایت با تقویت ساختار قیر باعث افزایش مقاومت آن در برابر حرارت، نفوذ آب و سایش می‌شود.

سوالات متداول در خصوص موارد مصرف گیلسونایت

در این مطلب از بلاگ ایران ای ترید دربارۀ موارد مصرف قیر طبیعی یا کاربرد گیلسونایت و خواص و مزایای آن صحبت کردیم. به سوالات متداول در این زمینه در ادامه پاسخ کوتاهی می‌دهیم. در ضمن برای اطلاع از قیمت قیر آنلاین و قیمت لحظه‌ای قیر بشکه‌ای می‌توانید به وبسایت ایرانی ترید مراجعه کنید.

کاربرد گیلسونایت در صنایع مختلف چیست؟

 از کاربردهای گیلسونایت (موارد مصرف گیلسونایت) می‌توان به تولید آسفالت، تولید قیر، ریخته‌گری، تولید جوهر چاپی و صنعتی و ایزوگام اشاره کرد.

مزایای استفاده از گیلسونایت در صنایع چیست؟

کاهش ترک‌های آسفالت و جلوگیری از گسترش آن‌ها، مقاومت حرارتی و رطوبتی بالا، کاهش عوارض محیط زیستی، کنترل و بهبود عملکرد قیر در دماهای پایین و بالا از مزایای استفاده از این ماده هستند.

چالش‌های استفاده از گیلسونات در صنایع چیست؟

استخراج دشوار و پرهزینه و نیاز به فناوری پیشرفته برای فراوی و استفاده از آن در ترکیبات دیگر از معایب کاربرد گیلسونایت است.

چرا گیلسونایت طول عمر آسفالت را افزایش می‌دهد؟

کاربرد قیر گیلسونایت در آسفالت با افزایش مقاومت در برابر تنش‌ها، کاهش نفوذ آب، بهبود خواص رئولوژیکی و کاهش حساسیت به پیری طول عمر آسفالت را افزایش می‌دهد.

دلایل اصلی کاهش هزینه با استفاده از گیلسونایت چیست؟

مصرف گیلسونایت جای مواد اولیه گران‌تر را می‌گیرد و با افزایش راندمان مواد و مقدار مصرف مواد اولیه را کاهش می‌دهد و سبب کاهش هزینه کلی می‌شود.

چرا گیلسونایت مقاومت در برابر سایش را افزایش می‌دهد؟

یکی از مزایای موارد مصرف گیلسونایت افزایش مقاومت در برابر سایش به دلیل ایجاد ماتریس یکپارچه بین ذرات مواد، پرکردن خلل و فرج، افزایش چسبندگی و ایجاد لایه محافظتی روی سطح مواد است.

منبع: asiangilsonite, geology.

مشاهده قیمت قیر