قیر دمیده چیست؟
قیر دمیده چیست و چرا در صنایع مختلف از آن استفاده می‌شود؟ قیر دمیده که در زبان انگلیسی با نام Oxidized Bitumen یا (Blown Bitumen) شناخته می‌شود، نوعی قیر است که طی فرآیند دمیدن هوا به قیر خالص تولید می‌شود. این فرآیند باعث کاهش درجه نفوذپذیری و افزایش نقطه نرمی قیر نسبت به قیر خالص می‌گردد.
قیر دمیده بر اساس درجه نفوذپذیری و نقطه نرمی به سه نوع قیر دمیده نرم، متوسط و سخت تقسیم‌بندی می‌شود و هر یک کاربردهای خاص خود را دارند. اگر به دنبال درک بهتر این نوع قیر و کاربردهای گسترده آن در صنایع مختلف هستید، در ادامه این مقاله از آسیاگیلسونایت با ما همراه باشید.
انواع قیر و کاربردهای آن
قیر ماده‌ای چسبناک، سیاه و بسیار ویسکوز است که از نفت خام به دست می‌آید. این ماده به طور گسترده در صنعت راه و ساختمان برای کاربردهایی مانند ساخت جاده، عایق‌بندی، سقف‌سازی و موارد دیگر استفاده می‌شود. قیر در انواع و درجه‌بندی‌های مختلفی موجود است که هر یک دارای ویژگی‌ها و خصوصیات منحصربه‌فردی هستند و برای کاربردهای خاص مناسب‌اند. در ادامه به معرفی انواع قیر و کاربردهای آن‌ها می‌پردازیم:
- قیر نفوذی (Penetration Bitumen)
- قیر اصلاح‌شده با پلیمر (Polymer Modified Bitumen – PMB)
- قیر محلول (Cutback Bitumen)
- قیر امولسیونی (Emulsion Bitumen)
- قیر اکسیده (Oxidized Bitumen)
قیر دمیده شده یا همان قیر اکسیده چیست؟
قیر دمیده به انگلیسی که به Blown Bitumen یا Air-Blown Bitumen نیز شناخته می‌شود، نوعی قیر اصلاح‌شده شیمیایی است که از فرآیند دمیدن هوا یا اکسیژن به قیر خالص در دمای بالا تولید می‌شود. قیر دمیده از مشتقات برج تقطیر نفت خام بوده و در حالت طبیعی، ماده‌ای چسبناک، سیاه و ویسکوز (گران‌روی بالا) است. فرآیند دمیدن هوا باعث تغییر ساختار مولکولی قیر و ایجاد زنجیره‌های طولانی‌تر می‌شود که نتیجه آن افزایش سختی، ویسکوزیته و پایداری بیشتر محصول در برابر تغییرات دما و شرایط آب‌و‌هوایی است.
فرآیند تولید قیر اکسیده شامل حرارت‌دهی قیر به دمای بالا و دمیدن هوا در آن است. این فرآیند باعث می‌شود قیر خواص فیزیکی بهتری مانند سختی و مقاومت بیشتر پیدا کند و کمتر در معرض تغییرات دمایی قرار گیرد. قیر اکسیده شده معمولاً بر اساس نقطه نرمی و میزان نفوذپذیری به درجات مختلفی طبقه‌بندی می‌شود تا برای کاربردهای خاص مناسب باشد. در صنایع مرتبط، محصولات دیگری همچون گیلسونایت یا قیر طبیعی نیز در فرآیندهای مشابهی برای بهبود کیفیت و خواص مواد استفاده می‌شوند.
فرآیند خط تولید قیر دمیده
خط تولید قیر دمیده شامل چند مرحله مهم و دقیق است که به شرح زیر می‌باشد:
انتخاب خوراک اولیه (Feedstock Selection)
فرآیند تولید با انتخاب مواد اولیه مناسب از نفت خام با ترکیب شیمیایی دقیق آغاز می‌شود. کیفیت قیر نهایی به‌طور مستقیم به کیفیت نفت خام اولیه بستگی دارد.
تقطیر (Distillation)
در این مرحله، نفت خام وارد فرآیند تقطیر می‌شود تا اجزای مختلف آن مانند نفتا جدا شود. در این فرآیند، بخش قیری از بقیه اجزای نفت جدا شده و برای فرآیندهای بعدی آماده می‌گردد.
اکسیداسیون (Oxidation)
در این مرحله، بخش قیری یا Tar حرارت داده شده و هوا از طریق آن عبور داده می‌شود تا فرآیند اکسیداسیون قیر آغاز شود. این فرآیند به دو روش اصلی انجام می‌شود:
- دمیدن هوا (Air Blowing): در این روش، هوای داغ از طریق قیر مذاب عبور داده می‌شود و فرآیند اکسیداسیون انجام می‌گردد. در این فرآیند، محصولات جانبی نیز تشکیل می‌شوند.
- اکسیداسیون کاتالیستی (Catalytic Oxidation): در این روش، از کاتالیزورهای خاص برای تسریع فرآیند اکسیداسیون استفاده می‌شود. این کار امکان انجام فرآیند در دماهای پایین‌تر و زمان‌های کوتاه‌تر را فراهم می‌آورد.
خنک‌سازی و بسته‌بندی (Cooling and Packaging)
در مرحله پایانی، قیر دمیده پس از رسیدن به سطح اکسیداسیون مطلوب، خنک شده و در بسته‌بندی‌های مختلف برای حمل و نقل و مصرف آماده می‌شود.
فرآیند تولید قیر دمیده با دقت و نظارت بالا مدیریت می‌شود تا یکنواختی کیفیت محصول تضمین شده و نیازهای عملکردی برای کاربردهای مختلف صنعتی برآورده شود.
کیفیت قیر دمیده
کیفیت قیر دمیده بسته به نیازهای خاص هر کاربرد می‌تواند متفاوت باشد. پارامترهای کلیدی متعددی برای ارزیابی کیفیت قیر دمیده در نظر گرفته می‌شوند که هر کدام در تعیین عملکرد این محصول نقش مهمی دارند. در ادامه به بررسی مهم‌ترین این پارامترها می‌پردازیم:
نقطه نرمی (Softening Point)
نقطه نرمی به دمایی گفته می‌شود که در آن قیر دمیده نرم شده و حالت انعطاف‌پذیر پیدا می‌کند. این پارامتر معمولاً با استفاده از دستگاه Ring and Ball اندازه‌گیری می‌شود و معیار مهمی برای سنجش مناسب بودن قیر برای کاربردهای خاص به شمار می‌رود.
نفوذپذیری (Penetration)
نفوذپذیری به عمق نفوذ یک سوزن استاندارد (standard needle) در نمونه قیر دمیده تحت شرایط مشخصی از زمان، دما و بار مشخص گفته می‌شود. این مقدار معمولاً بر حسب دهم میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شود و یکی از پارامترهای مهم در تعیین قوام و میزان سختی قیر است.
شکل‌پذیری (Ductility)
شکل‌پذیری به توانایی قیر دمیده برای کشیده شدن بدون گسستگی گفته می‌شود. این ویژگی معمولاً بر حسب سانتی‌متر اندازه‌گیری می‌شود و نقش مهمی در تعیین انعطاف‌پذیری و دوام قیر دارد.
حل شوندگی (Solubility)
حل شوندگی به میزان توانایی قیر دمیده در حل شدن در حلال‌های مختلف مانند تولوئن یا تری‌کلرواتیلن اشاره دارد. این پارامتر برای تعیین خلوص قیر بسیار حائز اهمیت است.
افزایش نقطه نرمی (Softening Point Increase – SPI)
افزایش نقطه نرمی به میزان افزایش دمای نرم شدن قیر در اثر فرآیند اکسیداسیون گفته می‌شود. این پارامتر میزان درجه اکسیداسیون قیر را مشخص می‌کند و در کنترل کیفیت محصول کاربرد دارد.
وزن مخصوص (Specific Gravity)
وزن مخصوص به چگالی قیر دمیده نسبت به چگالی آب گفته می‌شود. این ویژگی برای محاسبه وزن و حجم قیر در کاربردهای مختلف اهمیت زیادی دارد.
این پارامترها تعیین می‌کنند که قیر دمیده برای چه نوع کاربردهایی مناسب است و در چه شرایطی می‌تواند بهترین عملکرد را داشته باشد. همچنین، در فرآیند تولید، کنترل دقیق این شاخص‌ها برای تضمین کیفیت محصول نهایی بسیار ضروری است. در صنایع مرتبط نیز، استفاده از محصولاتی مانند قیر طبیعی و گیلسونایت برای ارتقای خواص قیر دمیده و دستیابی به نتایج بهتر بسیار رایج است.
انواع قیر دمیده
انواع قیر دمیده یا Oxidized Bitumen در گریدهای مختلفی تولید و عرضه می‌شود که هر گرید بر اساس مشخصات فیزیکی مانند نقطه نرمی و درجه نفوذپذیری طبقه‌بندی می‌شود. این گریدها برای کاربردهای متنوع صنعتی و ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه، مهم‌ترین گریدهای قیر دمیده معرفی می‌شوند:
- قیر دمیده 10/20
- قیر دمیده 85/25
- قیر دمیده 85/40
- قیر دمیده 90/10
- قیر دمیده 90/15
- قیر دمیده 90/40
- قیر دمیده 95/25
- قیر دمیده 105/15
- قیر دمیده 110/30
- قیر دمیده 115/15
| شاخص (Index) | استاندارد (Standard) | گرید (Oxidized Bitumen Grade) | |||||
| 75/30 | 85/25 | 85/40 | 95/25 | 105/35 | 115/15 | ||
| نقطه نرمی (Softening Point Temperature ©) | ASTM D36 | 75±5 | 85±5 | 85±5 | 95±5 | 105+5 | 115±5 |
| نفوذپذیری در 25 درجه سانتی‌گراد (Penetration at 25 C (dmm)) | ASTM D5 | 30+5 | 25±5 | 40+5 | 25±5 | 35+5 | 15±5 |
| درصد افت حرارتی (Thermal Loss Percentage) | ASTM D1754 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| حلالیت در تری کلرواتیلن (Solubility in trichloroethylene) | ASTM D2042 | 99.5 | 99.5 | 99.5 | 99.5 | 99.5 | 99.5 |
هر یک از این گریدها دارای ویژگی‌های فنی خاصی هستند که مناسب استفاده در شرایط و کاربردهای خاص، از جمله عایق‌کاری، آب‌بندی، پوشش لوله‌ها و تولید مواد چسبنده صنعتی می‌باشند. همچنین، بسته به نیاز، استفاده از محصولاتی مانند قیر طبیعی و گیلسونایت در کنار این گریدها می‌تواند خواص و عملکرد نهایی مواد را بهبود بخشد.
مزایای قیر دمیده
قیرهای دمیده با داشتن نقطه نرمی بالا، یک ماده درزگیر عالی برای جلوگیری از نشت و خونریزی در دماهای بالا به‌شمار می‌رود. برای کاربردهایی که از قیر دمیده در قالب بلوک استفاده می‌شود، لازم است که ابتدا قیر را به قطعات کوچک تقسیم کرده و به‌آرامی تا دمای کاربردی 220 تا 230 درجه سانتی‌گراد حرارت داد.
از مزایای مهم قیر دمیده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- پایداری شیمیایی بالا
- انعطاف‌پذیری و دوام بالا
- مقاومت کامل در برابر نفوذ آب
این ویژگی‌ها سبب شده که قیر دمیده به‌عنوان یک ماده پرطرفدار در کاربردهای صنعتی و ساختمانی شناخته شود.
مصارف قیر اکسیده چیست؟
قیر دمیده که با نام Blown Asphalt نیز شناخته می‌شود، از طریق عبور هوا به درون قیر با درجه نفوذ مشخص تولید می‌شود. این فرآیند باعث می‌شود که قیر خاصیت لاستیکی بیشتری نسبت به فرمول اولیه خود پیدا کند و در نتیجه، محصول نهایی قیری سخت‌تر و مقاوم‌تر باشد.
کاربرد قیر دمیده در صنایع مختلف بصورت گسترده استفاده می شود. برخی از کاربردهای اصلی قیر دمیده عبارت‌اند از:
- استفاده به‌عنوان لایه‌های ضد لغزش در صنعت شمع‌کوبی (Piling)
- تولید ایزوگام و استفاده در صنعت پوشش سقف و عایق‌کاری
- عایق‌کاری صدا (Sound Dampening Felts) و تولید درزگیرهای خودرو در صنعت خودروسازی
- حفاظت از اتصالات کابل‌های برقی و پرکننده درزها و شکاف‌ها
- استفاده در برش‌های بتنی و پر کردن اتصالاتی که میزان حرکت در آن‌ها حداقل است.
- تولید ماستیک‌های دریایی قیری و اتصالات خطوط لوله در صنایع نفت و گاز.
- ساخت باتری‌های اتومبیل : قیر دمیده به عنوان عایق در تولید باتری‌های خودرویی کاربرد دارد و موجب می شود که باتری‌ها در برابر نوسانات دما و شرایط محیطی مقاوم‌تر شوند.
- ساخت آسفالت: این قیر به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده در فرآیند تولید آسفالت مورد استفاده قرار می گیرد و در افزایش مقاومت و طول عمر آسفالت بسیار مؤثر است.
قیمت قیر دمیده
قیمت قیر دمیده امروز تحت تأثیر عوامل متعددی نظیر نوع و کیفیت قیر، میزان عرضه و تقاضا در بازار جهانی و شرایط اقتصادی قرار دارد. فرآیند تولید ویژه و ویژگی‌های منحصر به‌فرد این محصول باعث می‌شود که قیمت آن نسبت به قیر خالص بالاتر باشد.
عوامل مؤثر بر قیمت قیر اکسیده
- نوع گرید قیر دمیده (مانند 60/70، 80/100 و گریدهای ویسکوزیته)
- منطقه عرضه و تقاضا
- نوسانات قیمت نفت خام و محصولات پتروشیمی
- شرایط سیاسی و اقتصادی جهانی
- رنج قیمت قیر دمیده در بازارهای جهانی
با توجه به شرایط بازار در دسامبر 2024 و نوسانات جهانی، قیمت‌های زیر برای قیر دمیده یا قیر اکسیده (Oxidized Bitumen) ثبت شده‌اند:
قیر دمیده گرید 60/70
- بشکه‌ای (Drum): حدود 410 تا 415 دلار به ازای هر تن
- کیسه‌های بزرگ (Jumbo Bag): حدود 400 تا 405 دلار به ازای هر تن
- به‌صورت فله (Bulk): حدود 350 تا 355 دلار به ازای هر تن
قیر دمیده گرید 80/100
- بشکه‌ای (Drum): حدود 410 تا 415 دلار به ازای هر تن
قیر اکسیده و گریدهای ویسکوزیته (VG)
- قیمت این محصولات به‌طور متوسط در بازه 485 تا 490 دلار به ازای هر تن قرار دارد.
نوسانات قیمت قیر دمیده
لازم به ذکر است که قیمت قیر دمیده با توجه به نوسانات عرضه و تقاضا، تحولات ژئوپلیتیکی و تغییرات قیمت نفت خام، همواره در حال تغییر است. عواملی مانند کاهش تولید نفت یا افزایش تقاضا در صنایع ساختمانی و عایق‌کاری می‌تواند باعث افزایش قیمت این محصول شود.