قیر امولسیون: معرفی قیر امولسیون + کاربردها

انواع قیر امولسیونی

امولسیون قیر یا قیرابه مخلوطی دو فازی از قیر، آب و افزودنی‌های مخصوص است که به کمک امولسیفایر پایدار می‌شود. امولسیون‌های قیری به چهار دسته تقسیم می‌شوند: کاتیونی، آنیونی، غیر یونی و تثبیت‌شده با رس که بیشترین کاربرد آن‌ها مربوط به انواع کاتیونی و آنیونی است.

قیر امولسیونی کاتیونی

در این نوع امولسیون، ذرات قیر بار مثبت دارند و به سمت کاتد حرکت می‌کنند. به دلیل سازگاری بالا با سطوح جامد و چسبندگی قوی، قیر کاتیونی بیشترین کاربرد را در راه‌سازی و عایق‌کاری دارد. استفاده از امولسیفایرهایی مانند آمین‌ها و امیدازولیوم‌ها باعث افزایش پایداری و کارایی این نوع قیر شده است.

قیر امولسیونی آنیونی

در قیر امولسیون آنیونیک، ذرات قیر دارای بار منفیهستند و به سمت آند مهاجرت می‌کنند. این نوع امولسیون با استفاده از صابون‌های آنیونی پایدار می‌شود و بیشتر از اسیدهای چرب یا رزین اسیدها برای تولید آن بهره می‌گیرند. اگرچه نسبت به قیر کاتیونی در راه‌سازی کاربرد کمتری دارد، اما همچنان در برخی پروژه‌ها استفاده می‌شود.

قیر امولسیونی غیر یونی

در این امولسیون، ذرات قیر خنثیهستند و به سمت هیچ یک از الکترودها حرکت نمی‌کنند. پایداری آن بیشتر به کمک مواد معدنی مانند رس یا بنتونیت تأمین می‌شود. این نوع امولسیون به ندرت در ساخت بزرگراه‌ها به کار می‌رود و بیشتر در صنایع دیگر، مانند تولید عایق‌ها و پوشش‌های خاص، کاربرد دارد.

مواد تشکیل دهنده قیر امولسیون

همانطور که در مرحله قبل توضیح دادیم، قیر امولسیونی از آب، قیر و امولسیفایر تشکیل شده است. با این حال، برای تولیدمحصولات مختلف قیر امولسیون از نسبت‌های متفاوتی از این سه جز استفاده می‌کنند. پیشتر هم اشاره کردیم که قیر امولسیون نسبت به موارد استفاده می‌تواند بین ۴۰ تا ۷۰ درصد در محلول قیر امولسیون استفاده شود. معمولاً نسبت آب هم در این محلول بین ۳۰ تا ۴۵ درصد است. اما حداکثر نسبت امولسیفایر برای کل وزن محلول باید ۰.۵ درصد باشد.

قیر امولسیون چگونه تولید میشود؟

با اینکه ترکیبات قیر امولسیون نسبت به قیر عادی متفاوت است، اما فرایند تولید آن در پلنت قیر امولسیون یا تآسیسات تولید آن نسبتا ساده است و در سه مرحله کلی انجام می‌شود که عبارتند از:

1. حل کردن آب و امولسیفایر

در این مرحله سازندگان قیر، آب را با یک نوع امولسیفایر خاص و عوامل شیمیایی دیگر ترکیب می‌کنند. البته، بسته به نوع ماهیت یونی ترکیب شیمیایی نوع امولسیفایر یا امولسیون‌ساز قیر آن هم متفاوت است.

(برای اطلاع از پالایشگاه های قیر ایران به مطلب بلاگ مراجعه نمایید.)

2. ترکیب آب و امولسیفایر با قیر

پس از حل کردن آب و امولسیفایر، سازندگان قیر این محلول را در وسیله‌ای به نام آسیاب کلوئیدی که جزو تجهیزات قیر امولسیون در کارخانه قیر امولسیون است، می‌ریزند. سپس، قیر را به این محلول اضافه می‌کنند.

نسبت قیری که سازندگان قیر به محلول آب اضافه می‌کنند بسته به ماهیت استفاده از قیر امولسیونی متفاوت است. برای مثال، اگر کاربرد قیر امولسیون بسیار مهم باشد، این مقدار بین ۶۰ تا ۷۰ درصد متفاوت است. اما در کل، به طور متوسط میزان اضافه کردن قیر به محلول آب و امولسیفایر بین ۴۰ تا ۷۰ درصد است.

(برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد کاربرد قیر امولسیون آنیونیک به مطلب منتشر شده در بلاگ مراجعه نمایید.)

3. آسیاب کردن ترکیب

در این مرحله، آسیاب کلوئیدی شروع به کار کردن می‌کند و قیر را به ذرات بسیار کوچک و به اندازه دو میکرون تجزیه می‌کند. با این وجود، ذرات قیر بعد از تجزیه مجدداً تلاش می‌کنند که به همدیگر بپیوندند. اما اتفاقی که در این مرحله می‌افتد این است که امولسیفایر درون محلول باعث ایجاد یک بار سطحی پیرامون قطرات قیر می‌شود.

این بار سطحی یک کارکرد دوگانه دارد. از یک سو، بار سطحی پیرامون قطرات قیر مانع از پیوند مجدد آنها با همدیگر می‌شود. از سوی دیگر، این بار سطحی قطره‌های قیر را در محلول معلق نگه می‌دارد. به این صورت، قیر امولسیون به دست می‌آید و سازندگان آن پس از آسیاب شدن این قیر را در تانک‌های ذخیره قیر قرار می‌دهند.

دمای قیر امولسیون

در فرایند تولید قیر امولسیونی که آسیاب یا دستگاه قیر امولسیونی محلول آب و امولسیفایر را ترکیب می‌کند، قیر ذوب شده در دمایی بین حدود ۱۳۵ تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد وارد آسیاب می‌شود. با این حال، در مراحل بعدی این دما طوری تنظیم می‌شود که در پایان پروسه تولید، دمای قیر در محفظه از ۹۵ درجه سانتیگراد بیشتر نشود.

استاندارد قیر امولسیون

بنا بر استاندارد قیرهای امولسیون، محصولات قیر امولسیونی در زمان تولید طبقه‌بندی و آزمایش می‌شوند. این فرایندها تحت استانداردهای مختلفی تعیین می‌شوند. در آمریکا دو نهاد مرکزی وجود دارد که این استانداردها را تعیین می‌کنند. یکی از آنها انجمن مقامات بزرگراهی و حمل و نقل ایالتی آمریکا (AASHTO) و دیگری انجمن مواد و آزمایش آمریکا (ASTM) است.

البته هر کشور استانداردهای خاص خودش را برای تولید قیر تعیین می‌کند. اما بسیاری از آنها با توجه به استانداردهای مقرر شده این دو نهاد استانداردهای خود را تعیین می‌کنند. اما چه عواملی در طبقه‌بندی قیر امولسیون با توجه به این استانداردها مهم هستند؟

عوامل مهم در درجه بندی قیر امولسیون

در بخش قبلی توضیح دادیم که سازمان‌هایی مثل AASHTO و ASTM محصولات قیر امولسیون را طبقه‌بندی و درجه‌بندی می‌کنند و استانداردهایی را برای این کار تعیین کرده‌اند. در نتیجه، خریداران قیر امولسیون هم بسته به نوع کاربردشان به طبقه‌بندی قیرها و مشخصات قیر امولسیونی توجه می‌کنند و قیر مورد نظر را می‌خرند. اما این درجه‌بندی با توجه به چه عواملی انجام می‌شود؟ به طور کلی، درجه‌بندی قیر امولسیون با توجه به چند عامل مهم انجام می‌شود که این عوامل عبارتند از:

1. میزان چسبندگی قیر

میزان چسبندگی یا ویسکوزیته قیر یکی از مهمترین و اولین عواملی است که برای درجه‌بندی قیر امولسیون استفاده می‌شود. برای تعیین میزان چسبندگی قیر از آزمایشی به عنوان آزمایش چسبندگی استفاده می‌کنند.

معیار اصلی سنجش کارشناسان برای ویسکوزیته قیر در این آزمایش مقدار قیر در ترکیب است. در صورتی که قیر برای ترکیب‌های سنگدانه‌ای با دانه‌بندی متراکم استفاده شود، میزان چسبندگی آن باید کمتر باشد.

با این حال، در صورتی که ترکیب سنگدانه‌ای دانه‌بندی بازتر داشته باشد، میزان چسبندگی قیری که بر روی آن اعمال می‌شود باید بیشتر باشد. با این اوصاف، اگر اندازه قطره‌های قیر کوچک و توزیع آنها در محلول متراکم نباشد، میزان چسبندگی قیر بیشتر است.

(برای مطالعه بیشتر در مورد قیر ویسکوزیته کلیک کنید.)

2. کشش پذیری قیر

برای اینکه کارشناسان میزان مقاومت قیر برای شکستن را بسنجند، آزمایش کشش پذیری قیر را روی قیر امولسیونی انجام می‌دهند. در این نوع از آزمایش قیر امولسیون تا حد ممکن کش می‌آید تا سرانجام بافت آن از همدیگر جدا شود و بشکند. در این موقع است که حد کشش پذیری قیر مشخص می‌شود.

برای مثال، اگر بافت قیر بیش از ۴۰ سانت کش بیاید و نشکند، چنین قیری برای اعمال بر روی جاده پرترافیک و پر از ماشین‌های سنگین خوب و با دوام است. اما اگر قیری میزان کشش پذیری کمی داشته باشد، در این صورت امکان شکستن آن در جاده‌های پر ترافیک و در زمستان زیاد است.

3. نفوذ پذیری قیر

کارشناسان برای تعیین درجه سختی قیر آزمایش نفوذپذیری قیر را روی آن انجام می‌دهند. آن‌ها برای این کار از یک سوزن استاندارد استفاده می‌کنند که در قیر فرو می‌برند. تعیین درجه سختی قیر برای طبقه‌بندی‌های مختلف قیر امولسیونی متفاوت است و میزان سختی آن کاربرد قیر را تعیین می‌کند. برای مثال، هر چقدر که سختی قیر امولسیون بیشتر باشد، اعمال آن در مناطقی که درجه حرارتشان بالا است بهتر است.

4. پایداری ذخیره‌سازی قیر

عوامل اصلی تعیین‌کننده در پایداری ذخیره‌سازی قیر، سطح چسبندگی و اندازه قطره‌های قیر هستند. اگر اندازه قطره‌های قیر کوچک باشند، ریسک ته نشین شدن آنها کمتر است.

این نوع معیار که نام دیگرش آزمایش ته نشینی یا رسوب قیر در محفظه است، برای تعیین پایدار بودن ذخیره شدن قیر در محفظه‌های نگهداری ارزیابی می‌شود. بنابراین، معیار میزان ته نشین شدن قطره‌های قیر  پس از تولید در محفظه نگهداری تعیین می‌شود.

کارشناسان برای آزمایش این معیار قیری را در محفظه در دمای اتاق نگهداری می‌کنند. بعد از گذشت ۲۴ ساعت، آنها دو نمونه را از این محفظه استخراج می‌کنند. یکی از این نمونه‌ها از راس محفظه و دیگری را از انتهای آن استخراج می‌کنند. در مرحله بعدی، کارشناسان وزن این دو نمونه را مقایسه و تفاوت آنها را می‌سنجند. تفاوت وزن بین این دو نمونه نباید بیشتر از یک باشد.

5. بار سطحی ذرات قیر

در بخش فرایند تولید قیر امولسیون توضیح دادیم که در این فرایند امولسیفایر یک نوع بار سطحی را بر روی قطره‌های قیر ایجاد می‌کند که از ترکیب آنها با همدیگر جلوگیری می‌کند. حالا ماهیت این قطره‌های قیر می‌تواند آنیونی یا کاتیونی باشد. در نتیجه، کارشناسان برای طبقه‌بندی قیر امولسیون عامل سطح بار ذرات قیر را هم تعیین می‌کنند.

آنها در این آزمایش دو الکترود منفی و مثبت را در قیر امولسیونی قرار می‌دهند. در مرحله بعد، آن‌ها به یکی از این الکترودها جریان مستقیمی را وارد می‌کنند. سپس، بعد از گذشت ۳۰ دقیقه، کارشناسان این الکترودها را بررسی می‌کنند. ذرات قیری که به الکترود مثبت چسبیده باشند، سطح بارشان آنیونی و ذراتی که روی الکترود منفی ته نشین شده باشند، بار سطحی‌شان کاتیونی و قیر امولسیون کاتیونی هستند.

(برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد تفاوت قیر پریمکت و تک کت مطلب منتشر شده در بلاگ را مطالعه نمایید.)

مزایای استفاده از قیر امولسیون

قیر امولسیون با داشتن ترکیب خاص خود استفاده‌های گوناگونی دارد. با این حال، کاربرد آن ویژگی‌ها و مزایای خاصی دارد که برخی استفاده آن را ترجیح می‌دهند. برای مثال، از آنجایی که یکی از مواد اصلی تشکیل دهنده قیر امولسیون آب است، استفاده از آن در همه آب و هوایی حتی آب و هوای بارانی امکان‌پذیر است و به خاطر ماهیت مایع‌اش نیاز به اعمال درجه حرارت بسیار زیاد ندارد. به طور کلی مزایای قیر امولسیونی شامل این موارد است:

• سازگار با محیط زیست و کاهش آلاینده‌ها
• ایمنی بیشتر با حذف خطر قیر داغ
• کاربرد آسان در دمای محیط
• چسبندگی بالا حتی در رطوبت
• خشک شدن سریع و بازگشایی زودتر مسیر
• مقاومت بالا در برابر آب و رطوبت
• نفوذ خوب و اتصال بهتر به مصالح

چسبندگی و کاربردهای متنوع قیر امولسیون

قیر امولسیون دارای عامل ضد زدودگی است که میزان چسبندگی آن را برای آسفالت بیشتر می‌کند و همین مسئله باعث می‌شود که مصرف قیر امولسیون برای روکش آسفالت‌ها معمول باشد. با این حال، استفاده از قیر امولسیون فقط به جاده‌های آسفالت محدود نیست و در برخی از موارد، این قیر هم می‌تواند به پایداری خاک بیابان‌ها کمک کند. علاوه بر این، میزان تولید ضایعاتی که با روش‌های قیر امولسیونی تولید می‌شوند نسبت به قیرهای دیگر هم کمتر است.

معایب قیر امولسیون

با اینکه استفاده از قیر امولسیون مزایای زیادی دارد، اما خالی از عیب هم نیست. شاید آشکارترین عیب آن این است که نمی‌توانید از یک نوع قیر امولسیون برای هر کاربردی استفاده کنید. دلیل آن این است که قیرهای امولسیون با توجه به طبقه‌بندی کارکردهای خاصی دارند و زمان خشک شدن آنها روی آسفالت با توجه به شرایط آب و هوایی و نوع قیر امولسیون متفاوت است. بعلاوه استفاده از این قیر نیازمند شرایط جوی مناسباست چرا که بارندگی و رطوبت بالای محیط باعث مشکل در اجرای آن می‌شود. 

نوع ساخت قیر امولسیون کیفیت آن را تعیین می‌کند

ماهیت مواد تشکیل دهنده قیر امولسیون هم بر کیفیت آن تاثیر دارد. گفتیم که یکی از مواد اصلی تشکیل دهنده قیرهای امولسیونی، آب است. با این حال، برخی از سازندگان این قیر هم می‌توانند به جای آب از حلال بنزین یا صابون استفاده کنند.

اگر حلال قیر امولسیون آب باشد، پس کیفیت خوبی دارد و در زمان ریختن روی آسفالت تبخیر خواهد شد که باعث می‌شود قیر به خوبی به آسفالت بچسبد. اما اگر قیر امولسیون دارای حلال بنزین باشد، در زمان تبخیر مواد سمی مثل سولفور را بر روی آسفالت باقی می‌گذارد که باقی ماندن این مواد روی آسفالت باعث افزایش ریسک سرطان می‌شوند. همچنین، اگر قیر امولسیون مدت زمان بیشتری در محفظه نگهداری بماند و تحت تاثیر نوسان‌های شدید دما قرار بگیرد، ممکن است ساختار آن شکننده شود.

قیمت امولسیون قیر

به طور کلی، چند عامل در قیمت فروش قیر امولسیون تاثیرگذار هستند. اول از همه شما باید ببینید که قیر امولسیون آنیونیک یا کاتیونی است. معمولاً قیمت قیر امولسیون کاتیونیک نسبت به قیر امولسیون آنیونیک کمی بیشتر است. اما به غیر از این، عوامل دیگری که در تولید قیرهای امولسیون دخیل است، شامل خود قیر و امولسیون آن هم می شوند.

برای مثال، قیمت نفت خام، قیمت امولسیفایر قیر امولسیون و قیمت روند تولید قیر هم قیمت قیر امولسیون را بالا و پایین می‌کند. بنابراین، اگر می‌خواهید در مورد قیمت قیر امولسیون در بورس امروز بدانید، به این عوامل حتماٌ توجه کنید. (برای اطلاع از قیمت قیر کلیک کنید.)

خرید قیر امولسیون 

درست است که ما هر روز با ماشین از روی جاده‌های آسفالت عبور می‌کنیم، اما خیلی اوقات متوجه کیفیت آنها نمی‌شویم. با این حال، یکی از عوامل مهم در تعیین کیفیت آسفالت جاده‌ها قیری است که در آنها استفاده می‌شود. همچنین، عایق قیر امولسیونی هم استفاده‌های زیادی دارد. بنابراین، مهم است که در مورد انواع قیر امولسیون، مزایا و معایب آنها و موارد استفاده از انها بیشتر بدانید.

قیر امولسیون هم محصولی است که می‌تواند کاربردهای زیادی داشته باشد. اگر مایل به تهیه و خرید قیر امولسیون هستید، می‌توانید از شرکت ایران ای ترید که در زمینه تولید محصولات نفتی از جمله قیر امولسیون فروش فعالیت می‌کند، قیر امولسیونی را تهیه کنید.

سوالات متداول در خصوص قیر امولسیون

در این مطلب در مورد انواع قیر امولسیون آنیونیک، کاتیونیک و غیریونی و همینطورقیر امولسیون دیرشکن و کند شکن صحبت کردیم. در انتها به برخی از سوالات رایج در خصوص این محصول پرکاربرد پاسخ می‌دهیم:

معیار انتخاب قیر امولسیونی چیست؟

قیر امولسیونی بیشتر در راه‌سازی و پوشش سطوح کاربرد دارد و انتخاب نوع آن به شرایط محیطی و جنس سطح بستگی دارد. بر این اساس، امولسیون می‌تواند کاتیونی، آنیونی یا غیر یونی و از نظر سرعت شکست زودشکن، دیرشکن، کندشکن یا CSS باشد.

فرآیند تولید قیر امولسیون چگونه است؟

قیر امولسیون با آسیاب کلوئیدی تولید می‌شود که در آن قیر همراه با آب و امولسیفایر به قطرات ریز تبدیل و در آب معلق می‌گردد. پایداری نهایی محصول به کنترل دقیق اندازه ذرات، نوع مواد افزودنی و دمای فرآیند بستگی دارد.

تفاوت‌ قیر امولسیون کاتیونیک و قیر امولسیون انیونیک چیست؟

قیر امولسیون کاتیونی دارای بار مثبت است و در محیط اسیدی پایدار بوده و چسبندگی بهتری با مصالح دارای بار منفی دارد، درحالی‌که قیر امولسیون آنیونی با بار منفی در محیط قلیایی پایدار است و بیشتر برای مصالح با بار مثبت مناسب می‌باشد. همچنین کاتیونی سریع‌تر می‌شکند و برای شرایط مرطوب و سرد کاربرد دارد، اما آنیونی دیرتر شکسته و در مناطق گرم و خشک عملکرد بهتری دارد.

قیر آبه چیست؟

مشاهده قیمت روز قیر صادراتی