کاربرد قیر امولسیونی

کاربرد قیر امولسیونی

قیر امولسیونی از غوطه ور ساختن ذرات ریز شده قیر در آب به دست می­ آید. در این روش قیر که یک ماده نفتی و غیر قابل حل در آب است را کمی حرارت داده و به داخل مخزنی مجهز به یک همزن قوی پمپ می­ کنند. هم­زمان آب داغ به داخل مخزن تزریق می­ شود. ذرات قیر که توسط دستگاه همزن به صورت گلوله­ های کوچکی درآمده­ اند در آب غوطه­ ور می­ شوند.

به دلیل اینکه این ذرات پس از خاموش شدن دستگاه­ های همزن مجددا به هم نچسبد یک ماده صابونی به نام امولسی فایر (حدود ۱۲-۳ لیتر در تن و بسته به نوع محصول CRS یا CRS) به قیر اضافه می­ شود که این ماده سطح گلوله­ های قیر را باردار کرده و باعث می­ شود یکدیگر را دفع کنند.

تکنولوژی کاربرد قیر امولسیونی با سابقه ای حدود ۸۰ ساله با فراز و نشیب و آزمون و خطا­هایی صورت گرفته، به عنوان تکنولوژی کاربردی در راه­سازی و بهسازی جاده­ های کشور امروز در اختیار و دسترس متخصصان و مجریان راه­سازی و بهسازی ایران قرار دارد.

قابلیت­ های فراوان قیر امولسیونی آن­ها را برای کاربرد­های مختلف مناسب ساخته است، اما بخش عمده­ ای از قیر­های امولسیونی در روسازی­ های سطحی استفاده می­ شوند. از مهمترین موارد کاربرد قیر­های امولسیونی می ­توان به موارد زیر اشاره نمود.

۱-لکه گیری (patching)

آسیب دیدگی روسازی را می­توان به صورت محلی با استفاده از قیر امولسیونی ترمیم نمود و از نفوذ آب به آسفالت راه جلوگیری نمود. در این روش مخلوط قیر امولسیونی و مصالح با دانه بندی مناسب در محل خرابی روسازی که قبلا مواد زائد آن خارج شده است، ریخته می­ شود. در انجام این عملیات باید تلاش گردد تا حد ممکن سطح روسازی یک دست و فاقد پستی و بلندی باشد.

۲-درزگیری (joint sealing)

درزگیری یک نوع کاربرد قیر امولسیونی است که در واقع نوعی لکه گیری در محل ترک­ هاست. قیر­های امولسیونی لاستیکی روشی مفید و ارزان برای پر کردن ترک­ های آسفالت برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل لایه­ های ساختاری راه­ ها هستند. پر کردن ترک­ ها بلافاصله پس از پیدایش، اهمیت زیادی دارند. این کار به خصوص در مناطق پر بارش یا در هنگام زمستان که دوره­ های انجماد و ذوب آب در ترک­ ها باعث تخریب بیشتر و جدی تر می­ شوند، اهمیت بیشتری پیدا می­ کند. در این روش محل ترک به وسیله دستگاه­ های خاص باز شده و سپس با استفاده از مواد درزگیر پر می­ شود. بدین ترتیب از نفوذ آب به داخل بدنه آسفالت روسازی و آسیب بیشتر راه جلوگیری می­ شود.

۳-میکروسرفیسینگ (micro surfacing)

یک نوع مخلوط آسفالتی نازک تهیه شده از قیر امولسیونی پلیمری، مصالح سنگی شکسته و فیلر می­ باشد که برای نوسازی و ترمیم روسازی­ ها استفاده می­ شود.

۴-آسفالت سطحی (chip sealing)

آسفالت سطحی روشی برای کاربرد قیر امولسیونی است که در آن قیر امولسیونی بر روی سطح راه شنی آماده شده و یا بر روی یک سطح روسازی پخش می­ شود و به دنبال آن مصالح سنگی شکسته و دانه بندی شده پخش شده و به وسیله غلطک متراکم می­ شود. این روش شامل دو نوع یک لایه و چند لایه­ ای است.

۵-اندود نفوذی (prim coat)

اندود نفوذی کاربرد قیر امولسیونی است که برای آماده­ سازی سطح شنی راه، جهت پخش اولین قشر آسفالت سطحی، آسفالت سرد و یا آسفالت گرم، انجام می­ شود. اندود نفوذی علاوه بر آب بند کردن جسم راه از طریق نفوذ در خلل و فرج آن، موجب تثبیت سطح راه شنی و تسهیل چسبندگی قشر آسفالت به آن می­ شود.

۶-اندود سطحی

اندود سطحی کاربرد قیر امولسیونی هست که برای آغشته کردن سطح آسفالت موجود با قیر و ایجاد چسبندگی با لایه آسفالتی که متعاقبا روی این سطح پخش می­ شود، از قیر امولسیونی استفاده می­ شود.

۷-آسفالت حفاظتی (surface treatment)

آسفالت حفاظتی کاربرد قیر امولسیونی است، این روش نوعی رویه سازی آسفالتی است که در سطح راه­ های شنی و یا آسفالتی اجرا می­ شود. ضخامت این آسفالت کمتر از ۲۵ میلی متر است و جزء لایه باربر روسازی راه محسوب نشده و عملکرد سازه­ای ندارد.

۸-مالچ پاشی (mulch treatment)

مالچ پاشی کاربرد قیر امولسیونی است که در آن با پخش قیر در سطح راه­ های شنی و خاکی از ایجاد گرد و غبار جلوگیری کرده و در عین حال به عنوان یک پوشش حفاظتی و سطحی موجب تثبیت و تحکیم بستر راه و کاهش نفوذپذیری آن در برابر نزولات جوی می­ شود. خاک تازه خاکریز­ها یا زمین­ های کشاورزی شخم زده شده بسیار مستعد برای فرسایش سطحی و لغزش از خاکریز هستند. بنابراین، باید سطح با استفاده از یک عامل چسبنده یا ریشه گیاهان، پایدار شود. قیر امولسیونی پاشیده شده بر روی خاکریز، سطح آن را تحکیم کرده و رطوبت لازم جهت رشد و نگهداری ریشه گیاهان در خاک را امکان پذیر می­ کند و به عنوان عایق حرارتی عمل کرده و از بذر گیاهان در برابر مواد شیمیایی و پرندگان محافظت می کند.

۹-پوشش­ های حفاظتی (protective coat)

از قیر­های امولسیونی برای محافظت از بتن، لوله، شبکه­ های فولادی دفن شده در زمین و … می­توان استفاده کرد. برای بهبود خواص چسبندگی و همچسبی لایه پوشش قیری، به طور معمول از قیر امولسیونی پلیمری استفاده می­ شود. تکنیک استفاده از قیر امولسیونی در مورد مخلوط قیر­های نفتی و قطرانی نیز قابل استفاده است. مواد قطران در حالت مذاب مواد آروماتیک چند حلقه­ای خطرناکی را وارد هوا می­کنند. با استفاده از قیر­های امولسیونی، این خطرات رفع می­شود، در عوض مقاومت بسیار بالای مواد قطرانی، مقاومت در برابر عوامل محیطی قیر را نیز بالا برده و چسبندگی فوق العاده­ای به پوشش محافظتی قیر اعطا می ­کند.

۱۰-لایه­ های لغزشی و آب­ بندی بتن (slip layers and concrete curing)

از قیر­های امولسیونی برای به وجود آمدن غشای ضد آب در بین لایه ­های بتن نیز استفاده می­ شود. دلیل این کار حفظ استحکام لایه بالایی به کمک جلوگیری از نفوذ آب به داخل لایه زیرین است. این عمل از چسبندگی سخت بین لایه ­ها با عمر و استحکام متفاوت جلوگیری کرده و از طریق جذب آب توسط لایه­ های زیرین، به تقویت استحکام لایه بالایی کمک می­ کند. علاوه بر این، پاشیدن قیر امولسیونی بر روی سطح بتن تازه از تبخیر آب جلوگیری می­ کند.

۱۱-اندود­های آب بند

اندود­های آب بند شامل اجرای آسفالت­ های حفاظتی بر روی انواع رویه­ های آسفالتی و یا بتنی موجود، به منظور افزایش خاصیت نفوذ ناپذیری، اصلاح آسیب دیدگی­ های سطحی، به سازی موقت، افزایش عمر بهره ­برداری و آب­ بندی می­ باشد.

انواع اندود­های آب­ بندی عبارتند از:

• اندود­های سنگدانه­ ای
• اندود­های ماسه­ ای (sand sealing)
• اندود­های قیری بدون سنگدانه (fog seal)
• اسلاری سیل یا دوغاب قیری (slurry seal)

۱۱-۱-اندود­های آب ­بندی سنگ دانه­ای

اجرای آسفالت سطحی یک یا چند لایه­ ای بر روی انواع رویه­ های آسفالتی و یا بتنی اندود آب­ بند سنگدانه­ای نام دارد.

۱۱-۲-اندود­های آب­ بندی با ماسه

اندود­های آب­ بندی با ماسه، به قیرامولسیونی پاشیده شده که پس از آن با مصالح سنگی ریزدانه، مانند ماسه تمیز شده یا سرند شده با ضخامت کم پوشش داده می­ شود، می­ گویند. میزان مصالح ماسه­ ای مصرفی نباید کمتر از ۷۵ درصد مخلوط باشد. اندود آب­ بندی با ماسه برای احیاء سطح خشک هوازده و اکسید شده، جلوگیری از نفوذ رطوبت و هوا و همچنین برای ایجاد بافت سطحی مقاوم در برابر لغزش به کار می­ رود.

۱۱-۳-اندود­های آب­بندی بدون سنگدانه

از دیگر کاربرد قیر امولسیونی این است که ، اندود­ها با پخش قشر نازکی از قیر امولسیونی دیر شکن رقیق شده و با استفاده از آب بر روی بستر آسفالتی و یا بتنی (بدون مصرف سنگدانه­ ها) اجرا می­ شود. اندود قیری برای اصلاح سطوح آسفالتی قدیمی که به مرور زمان، خشک و شکننده شده ­اند، همچنین برای پر کردن فضا­های خالی، ترک­ ها و خلل و فرج­ های سطحی رویه آسفالتی و احیای مواد قیری آن به کار می­رود. اندود آب­ بندی بدون سنگدانه می­ تواند در نگهداری سطح راه موثر باشد.

۱۱-۴-مخلوط­ های رویه نازک از دوغاب قیری یا اسلاری سیل

مخلوط­های رویه نازک قیر امولسیونی، از مصالح ریز دانه با دانه بندی خوب (در صورت لزوم فیلر معدنی) و قیر امولسیونی تهیه و به عنوان یک قشر حفاظتی روی سطح آسفالتی موجود، پخش می­ شوند. دوغاب آب بندی در تعمیر و نگهداری روسازی آسفالتی به کار می رود، ولی نمی­ تواند باعث افزایش مقاومت سازه­ای آن گردد. بنابراین استفاده از این مخلوط ­ها برای راه­هایی توصیه می­ شود که زیرسازی آن­ها به طور کامل سالم بوده و خرابی­ ها محدود به خرابی­ های سطحی باشد. در صورت وجود ترک­ ها و نواقص زیاد، ابتدا باید آن را تعمیر و لکه گیری و سپس اقدام به روکش با استفاده از مخلوط این نوع قیر امولسیونی کرد. برخی از مزایای دوغاب آب بندی عبارتند از:

• کابرد سریع
• محافظ پوشش مصالح سنگی
• فراهم کردن بافت سطحی پیوسته

۱۲-بازیافت سرد آسفالت

بازیافت سرد آسفالت کاربرد قیر امولسیونی است که در آن عملیات تراشیدن و خرد کردن مصالح لایه آسفالت آسیب دیده انجام می شود. این مصالح بعد از جمع آوری از محل پروژه یا سطح راه به کارخانه آسفالت سازی مرکزی منتقل می­ شود. عمل اختلاط مصالح بازیافتی با مواد قیری نظیر قیر امولسیونی یا کف قیر، با استفاده از مواردی مانند سیمان، آهک و خاکستر بادی یا بدون این موارد در کارخانه مرکزی انجام می­ شود. در صورت لزوم با استفاده از مصالح سنگی جدید، در دمای محیط و بدون استفاده از از حرارت، مصالح مختلط شده و تبدیل به محصولی می­ شود که عملکرد سازه­ای دارد. این محصول در سطح راه پخش و متراکم می­ شود، که به طور معمول با در نظر گرفتن تناسب شرایط ترافیکی محور با بتن آسفاتی یا آسفالت سطحی روکش می­ شود.

۱۲-۱-مزایای بازیافت سرد

بازیافت سرد کاربرد قیر امولسیونی است که می­ تواند بسیاری از انواع خرابی­ ها و آسیب دیدگی­ های سطحی و سازه ­ای و روسازی را، با استفاده از مصالح سنگی و قیری روسازی موجود و صرفه جویی عمده در مصرف انرژی و حفظ منابع طبیعی، اصلاح و تقویت کند و در نهایت موجب کاهش هزینه کلی به سازی شود. از دیگر مزایای بازیافت سرد می­ توان به موارد زیر اشاره کرد:

• حفظ منابع طبیعی از طریق استفاده مجدد از مصالح موجود
• کاهش و جلوگیری از آلودگی­ های محیط زیست
• صرفه جویی در مصرف انرژی و مواد اولیه (بنزین، نفت، گازوئیل، روغن، قیر، برق و …) و امکان استفاده از مصالح سنگی سرد و مرطوب
• امکان استفاده و اصلاح مصالح سنگی لایه­ های غیر چسبنده روسازی با دامنه خمیری زیاد
• افزایش کیفیت روسازی بدون افزایش ضخامت
• تثبیت و تقویت مصالح دانه­ای و غیر آسفالتی روسازی از طریق افزودن مواد قیری و یا هیدرولیکی و یا ترکیبی از این دو
• حذف کلیه ترک­ های انعکاسی و حرارتی روسازی
• افزایش مقاومت سیستم روسازی در مقابل یخبندان و رطوبت از طریق تبدیل مصالح غیر آسفالتی موجود، به مصالح تثبیت شده قیری و یا سیمانی
• کاهش تردد کامیون­ های سنگین عملیات راهسازی از روی محور موجود و یا از روی محور به سازی شده به ویژه در فرایند بازیافت درجا
• نیاز نبودن به احداث راه دسترسی و مسیر انحرافی از طریق باز نگهداشتن راه بر روی استفاده کنندگان
• نیاز نبودن به محل تخلیه و انبار کردن مواد زاید
• تامین اهداف بهسازی
• کاهش مخارج بهره­ برداری و نگهداری راه
• سرعت اجرای طرح

افزودنی آنتی استریپر ایوانیک آلمان با نام تجاری TEGO Addibit L300 برای تامین دوام رطوبتی آسفالت استفاده می شود.

پلیمر وستنامر شرکت ایوانیک آلمان در ترکیب با پودر لاستیک استفاده می شود.

پلیمر وستاپلاست شرکت ایوانیک آلمان دامنه عملکردی قیر را در دماهای بالا و پایین افزایش می دهد.

امولسی فایر PKF برای تهیه قیر امولسیونی عملکردی بسیار عالی دارد.

غلیظ کننده قیر امولسیونی (تیکنر) شرکت ایوانیک آلمان برای بهبود غلظت قیر امولسیونی بسیار پرکاربرد می باشد.

وستاوکس بهبود دهنده ی PG قیر با کارایی بهتر از ساسوبیت.

برگرفته از کتاب های:

• قیر و آسفالت پاسارگاد، گروه مولفان [شرکت نفت پاسارگاد]، جلد اول، چاپ اول، سال ۱۳۹۰
• کتاب جامع قیر امولسیونی، مولفین احمد گلی خوراسگانی و همکاران، چاپ اول، سال ۱۳۹۴
• از قیر تا ایزوگام، تالیف هیات علمی شرکت شرکت فنی مهندسی فناور گستر پیمان، جلد اول، ویرایش دوم، چاپ سوم، سال ۱۳۹۱
• عملکرد و کاربرد قیر­های امولسیونی، نویسنده اصغر کشاورز زاد و همکاران، چاپ اول، سال ۱۳۹۱