قیر دمیده چیست و چه تفاوتی با سایر انواع قیر دارد؟

قیر از جمله پرکاربردترین موادی است که امروزه در بسیاری از صنایع مورد استفاده بوده و به واسطه ویژگی‌های منحصربه‌فردی همچون چسبندگی عالی و نفوذناپذیری بالا در برابر آب و … استفاده‌های متعددی دارد. قیر انواع مختلفی داشته و می‌تواند بر اساس پارامترهایی همچون ترکیبات سازنده، نقطه نرمی، درجه نفوذ، میزان کشش، نقطه شکست، گرانروی، حلالیت، نقطه اشتعال و … دسته‌بندی شود. قیر دمیده یا قیر اکسید شده یکی از انواع قیرها است که در طی یک فرایند پیشرفته تولید شده و از ویژگی‌ها، قابلیت‌ها و کاربردهای منحصربه‌فردی برخوردار است. در ادامه این مطلب بررسی خواهد شد که قیر دمیده چیست، از چه ویژگی‌هایی برخوردار بوده و شامل چند نوع است.

قیر دمیده چیست؟

قیر دمیده که با نام قیر اکسیده شده (Blown or Oxidized Bitumen) نیز شناخته می‌شود نوعی قیر به دست آمده از نفت خام است که در یک فرآیند خاص به نام اکسیداسیون کنترل شده تولید می‌شود. در حقیقت در فرآیند تولید این قیر هوای داغ به داخل قیر خام دمیده خواهد شد و این کار باعث می‌شود که واکنش‌های شیمیایی خاصی داخل ترکیبات قیر رخ بدهد و بسیاری از ویژگی‌ها و خواص آن بهبود پیدا کند. اکسیداسیون کنترل شده در حقیقت یک روش فنی و دقیق است که به تولید محصولی با خواص و کاربردهای بهتر کمک می‌کند. زمانی که قیر خام اکسید شود ساختار مولکولی آن تغییر پیدا می‌کند و این امر باعث می‌شود که قیر دمیده یا اکسیده شده وزن مولکولی بیشتری داشته باشد و از غلظت و ویسکوزیته بیشتری برخوردار باشد.

انواع قیر دمیده چست؟

قیر دمیده همانند انواع قیرهای دیگر می‌تواند بر اساس فاکتورهای مختلفی دسته‌بندی شود. به صورت کلی این قیر به دو دسته اصلی قیر دمیده سخت و قیر دمیده نرم تقسیم می شوند. قیر سخت از طریق فرآیند اکسیداسیون شدیدتر و طولانی‌تر تولید خواهد شد و از نقطه نرمی بالاتری برخوردار است. این قیر می‌تواند در برابر دماهای بالا مقاومت بیشتری داشته باشد و به راحتی به جریان نخواهد افتاد. همچنین قیر سخت نفوذپذیری کمتری داشته و در برابر فشار و ضربه مقاومت بالایی دارد. قیر دمیده نرم برخلاف قیر سخت در فرآیند اکسیداسیون ملایم‌تری تهیه شده و انعطاف‌پذیری بالاتری برخوردار است و در دماهای پایین عملکرد بهتری دارد. این قیر در دماهای بالا به راحتی به جریان افتاد و در برابر فشار و ضربه مقاومت کمتری دارد. در کنار نحوه تولید، قیرهای دمیده از نظر کاربرد نیز می‌توانند به 3 دسته اصلی تقسیم شوند که به شرح زیر می‌باشند:

• قیر دمیده برای عایق کاری

این نوع از قیرهای دمیده می‌توانند در برابر نفوذ آب و مایعات مقاومت بالایی داشته باشند و برای عایق‌بندی ساختمان‌ها، پشت‌بام، فونداسیون، زیرسازی‌ها و … بسیار کاربردی خواهند بود.

• قیر دمیده برای باتری

این نوع از قیرهای دمیده نیز می‌تواند از ویژگی عایق الکتریکی برخوردار باشد به همین دلیل در ساخت باتری‌های اسیدی به کار می‌رود. در اصل این خاصیت قیر دمیده باعث می‌شود که در داخل باتری از انتقال برق به صورت ناخواسته جلوگیری کند.

• قیر دمیده برای موارد صنعتی

قیرهای دمیده‌ای که از مقاومت حرارتی، شیمیایی و رطوبتی بالاتری برخوردار باشند می‌توانند کاربردهای صنعتی متعددی داشته باشند و در تولید انواع محصولات لاستیکی و پلاستیکی به کار بروند.

تفاوت قیر دمیده با انواع قیرهای دیگر

همان‌طور که گفته شد قیر دمیده در یک فرآیند اکسیداسیون و از طریق دمیدن هوای داغ به قیر خام تولید می‌شود و همین امر باعث می‌شود که مولکول‌های هیدروکربنی موجود در قیر تغییر کنند. تغییرات و واکنش‌های ایجاد شده در ترکیبات قیر باعث می‌شود که ویژگی‌های مختلفی داشته باشد. از جمله مهم‌ترین تفاوت‌های قیر دمیده با انواع قیرهای دیگر می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:

وزن مولکولی بالاتر

به صورت کلی قیر در دمای محیط یک ماده سفت و چسبناک است اما قیر دمیده به واسطه فرآیند تولید خاصی که دارد از وزن مولکولی بیشتری برخوردار بوده و درجه سختی بالاتری در مقایسه با قیرها معمولی دارد. قیر دمیده به دلیل سختی بیشتر چسبندگی کمتری دارد و به دلیل افزایش وزن مولکولی و اتصال عرضی از قوام بیشتری برخوردار بوده و به شکل جامد در دسترس خواهد بود.

نقطه نرمی بالا

یکی دیگر از مهم‌ترین تفاوت‌های قیر دمیده با سایر قیرهای دیگر برخورداری از نقطه نرمی بالا است. این قیر به واسطه واکنش‌هایی که در اثر ورود هوای داغ انجام داده است از نقطه نرمی بالایی برخوردار است به همین دلیل می‌تواند برای پروژه‌ها و کاربردهایی که دماهای بالاتر یا بارهای ترافیکی سنگین‌تری مورد انتظار است، مناسب‌تر باشد.

دوام و ماندگاری بیشتر

همان‌طور که گفته شد قیرهای اکسیده از وزن مولکولی بالایی برخوردارند و به واسطه افزایش اتصال عرضی در آن‌ها، می‌توانند در برابر تغییرات دمایی، اشعه ماوراءبنفش و عوامل محیطی و جوی مقاومت بالاتری داشته باشند. در کل تمامی ویژگی‌های قیر به واسطه فرآیند تولید خاص آن‌ها بهبود پیدا کرده است و می‌تواند ماندگاری بیشتری داشته باشد.

ویسکوزیته بالاتر

قیر دمیده یا اکسیده شده از جمله قیرهایی است که درجه ویسکوزیته بالایی دارد و از غلظت بالایی برخوردار می‌باشد. این قیر به راحتی جاری نمی‌شود و به دما و حرارت بالایی نیاز دارد در حالی که سایر قیرهای دیگر به سادگی در دمای محیط جاری خواهند شد و به شکل مایع در خواهند آمد.

کاربردهای متعدد

قیرهای دمیده به دلیل برخورداری از ویژگی‌های بهبود یافته‌ای همچون ویسکوزیته بالا، نقطه نرمی بالا، دوام و ماندگاری بیشتر، وزن مولکولی بالاتر و … می‌تواند همچون قیر طبیعی کاربردهای صنعتی و غیر صنعتی متعددی داشته باشد. این قیر می‌تواند در راه‌سازی، عایق‌بندی، صنعت برق، صنعت نفت و گاز، صنعت ساختمان‌سازی، صنعت پلاستیک، صنعت آب و فاضلاب و … کاربردهای فراوانی داشته باشد.

در دسترس بودن

به صورت کلی قیرهای معمولی به راحتی به عنوان یک منبع طبیعی در دسترس بوده و می‌توان آن‌ها را از پالایش نفت خام یا از ذخایر قیر طبیعی به دست آورد. در مقابل قیر اکسید شده از طریق یک فرآیند تولید خاص شامل دمیدن هوای کنترل شده، تولید می‌شود که باعث اصلاح قیر خواهد شد. این قیر معمولاً در پالایشگاه‌های تخصصی یا تأسیسات خط تولید قیر وجود دارند و دسترسی به آن‌ها سخت‌تر از سایر قیرهای معمولی است.

عمل بسپارش در تولید قیر دمیده

همان‌طور که گفته شد برای تولید قیر دمیده هوای داغ با دمای 200 تا 300 درجه سانتی گراد از طریق لوله‌های سوراخ‌دار به محفظه حاوی قیر وارد می‌شود و در اثر این عمل اتم‌های هیدروژن موجود در مولکول‌های هیدروکربورهای قیر با اکسیژن موجود در هوا ترکیب می‌شوند. عمل بسپارش در تولید این قیر از نوع افزایشی است و در این فرآیند، آب به عنوان یک محصول جانبی تولید خواهد شد. با تشکیل پیوندهای جدید بین مولکول‌های هیدروکربور، زنجیره‌های پلیمری قیر دمیده تشکیل شده و این زنجیره‌ها باعث افزایش استحکام و سختی قیر خواهد شد. برای کنترل عمل بسپارش در تولید قیر از 3 روش اصلی استفاده خواهد شد:

• استفاده از آغازگرها که باعث آغاز واکنش بسپارش شده و بر سرعت و میزان بسپارش تاثیر می‌گذارند.
• استفاده از کاتالیزورها که سرعت بسپارش را تحت تاثیر قرار می‌دهند.
• کنترل شرایط واکنش مانند دما، فشار، PH، سرعت و میزان بسپارش

به صورت کلی در تولید قیر دمیده از آغازگرهای رادیکال آزاد استفاده خواهد شد چرا که این آغازگرها باعث تشکیل رادیکال‌های آزاد در مولکول‌های هیدروکربور قیر می‌شوند. رادیکال‌های آزاد با یکدیگر واکنش داده و زنجیره‌های پلیمری این قیر را تشکیل می‌دهند.

استانداردهای کیفیت قیر دمیده چیست؟

برای ارزیابی کیفیت قیر دمیده، پودر قیر معدنی، قیر طبیعی و انواع قیرهای دیگر استانداردهای مخصوص وجود دارد که در سطح بین‌الملل و ملی معتبر خواهند بود. استانداردهای معتبر و شناخته شده برای ارزیابی کیفیت قیر دمیده شامل استاندارد ASTM D312(استاندارد آمریکایی) و استاندارد EN 13924 (استاندارد اروپایی) می‌باشند. این استانداردها می‌توانند معیارهایی تعریف کنند که بر اساس آن‌ها کیفیت قیر بررسی می‌شود. در کل در هر کدام از این استانداردها پارامترهایی همچون نقطه نرمی، درجه نفوذ، نقطه اشتعال، انعطاف‌پذیری در دمای پایین و مقاومت در برابر پیرشدگی ارزیابی می شوند. قیرهای دمیده‌ای که این استانداردها را پاس کنند می‌توانند ویژگی‌های بهبود یافته تضمین شده‌ای داشته باشند و در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار بگیرند.

قیمت قیر دمیده

قیمت قیر دمیده همچون قیمت گیلسونایت و انواع قیرهای دیگر می‌تواند تحت تاثیر فاکتورها و پارامترهای متعددی وجود داشته باشد. از جمله مهم‌ترین عوامل مؤثر بر قیمت این قیرها می‌توان به مواردی همچون درجه سختی، میزان نقطه نرمی، میزان ویسکوزیته قیر، میزان چسبندگی، ماندگاری و دوام قیر، برند و شرکت تولیدکننده، ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی قیر و … اشاره کرد.

جمع‌بندی نهایی

قیر دمیده از جمله قیرهای تولید شده از نفت خام است که در فرآیند تولید آن از تزریق هوای داغ استفاده می‌شود و همین باعث می‌شود ویژگی‌های آن بهبود پیدا کند. این قیر از ویسکوزیته بالا، نقطه نرمی زیاد، سختی بیشتر، کاربردهای متعددتر و وزن مولکولی بالاتر در مقایسه با سایر قیرها برخوردار است و در صنایع مختلفی استفاده می‌شود.