قیر امولسیون چیست؟
قیر امولسیون در لغت به مخلوطی از دو مایع غیر قابل امتزاج که یکی از آنها در دیگری پراکنده شده باشد و از یکدیگر جدا نشدنی باشند ، امولسیون گفته می شود.
قیر امولسیون مخلوطی از قیر و آب با یک ماده امولسیون کننده است. عامل امولسیون کننده قیر ماده ای است که از چسبیدن ذرات قیر به یکدیگر در آب جلوگیری می کند و باعث می شود قیر به طور کامل در آب پراکنده شود.
به این ترتیب مولکولهای امولسیون کننده مولکولهای قیر را احاطه کرده و از تجمع و چسبیدن مجدد ذرات قیر به یکدیگر جلوگیری کرده و این ذرات توسط آب احاطه می شوند.
از آنجا که تهیه تأسیسات و دستگاه های گرمایش قیر در مناطق دور افتاده نه امکان پذیر است و نه مقرون به صرفه ، متخصصان آسفالت سعی کردند به نوعی استفاده از قیر سرد در راه سازی را اجرا کنند.
با ظهور امولسیون قیر ، نه تنها استفاده از قیر در سرما عملا امکان پذیر بود ، بلکه نقص در استفاده از قیرهای مخلوط در این مورد مشاهده نشد.
تاریخچه ساخت
این نوع برای اولین بار توسط هیو آلن مکی در سال 1922 ثبت اختراع شد. در آن دوران که صنعت خودروسازی در حال رونق بود و جاده های زیادی در حال ساخت بود این محصول سبب شد انقلاب بزرگی در صنعت راه سازی صورت بگیرد .
تولید این نوع قیر در فرانسه که به عنوان مهد این فناوری شناخته می شود ، از 10 هزار تن در سال 1923 به 300 هزار تن در طول جنگ جهانی دوم و در سال 1970 به 1 میلیون و 200 هزار تن افزایش یافت.
امروزه 30٪ از جاده های فرانسه از قیر امولسیون ساخته شده و همچنان هم در سراسر جهان در حال ساخت است. بیشتر قیرهای مورد استفاده در راه سازی خنک هستند و در دمای طبیعی و در حالت خمیری می باشند .
بنابراین در عملیات آسفالت پوششی ابتدا باید آنها را با کمک گرما به مایع تبدیل کرد و سپس لایه نازکی از آنها را روی سطح جاده پخش کرد.
انواع امولسیون کننده قیر
عوامل امولسیون کننده شامل امولسیون کننده های معدنی کلوئیدی مانند خاک بنتونیت ” امولسیون فایر” و امولسیون کننده های شیمیایی مانند صابون است.
امولسیون کننده های معدنی مانند بنتونیت “Emulsion Fire” نسبت به امولسیون کننده های شیمیایی در برابر شرایط جوی مقاوم است.
علاوه بر این ، امولسیون کننده معدنی بنتونیت نسبت به امولسیون کننده شیمیایی در برابر اشعه ماورا بنفش مقاومت بیشتری دارد.
شیوه تولید قیر امولسیون
برای تهیه قیر امولسیون از دستگاههایی استفاده می شود که به عنوان دستگاههای چرخان سریع شناخته می شوند.
آب ، قیر مذاب و عامل امولسیون کننده در این دستگاهها بین صفحاتی قرار می گیرد که با سرعت زیاد می چرخند و قیر در اثر پراکنده شدن در آب به دلیل نیروی گریز از مرکز تولید شده توسط صفحات چرخان ، پخش می شود.
سرعت صفحات چرخان معمولاً 3000 دور در دقیقه است ، اما این نوع نیز می تواند توسط میکسرهای سرعت پایین تولید شود ، اما در این موارد باید از یک ماده امولسیون کننده قوی و همچنین قیری که در نقطه ذوب پایینی دارد ، استفاده کرد. معمولاً مقدار قیر در قیر امولسیون حدود 50٪ و مقدار ماده امولسیون کننده استفاده شده در این نوع از یک صدم درصد تا پنج درصد متغیر است.
دلایل استفاده از امولسیون
قیر دارای کاربردهایی مانند چسبندگی بین لایه ها ، آب بندی ، محافظت در برابر شرایط جوی و خوردگی و نگهداری و ترمیم بتن ، آسفالت و سطوح فلزی است.
برای این منظور ، مشخصات کیفی قیر باید بهبود یابد و برای استفاده مایع شود که با تولید این نوع قیر مزایای زیادی به قیر افزوده شد. مزایای قیر امولسیون عبارتند از:
- قیمت مناسب تر در مقایسه با قیر محلول به دلیل استفاده از آب به جای نفت ، عدم نیاز به گرم شدن هنگام تخلیه ، بارگیری و توزیع
- خواص چسبندگی مواد سنگی و آن
- افزایش سرعت کاربرد به دلیل سرعت تبخیر آب در قیر نسبت به حلال نفت
- شرایط آب و هوایی در حین کار (انتخاب نوع قیر ، تجهیزات ، روش کار و طرح اختلاط بستگی به شرایط آب و هوایی در حین کار دارد)
- ابزار و تجهیزات موجود
- کاهش آلودگی محیط زیست به دلیل تبخیر نفت در قیر محلول یا هنگام گرم کردن آن
- امکان افزایش کیفیت قیر مانند چسبندگی و گرانروی با توجه به فرآیند تولید ، که امکان بهبود ویژگی های قیر را فراهم می کند.
- امکان تولید انواع مختلف امولسیونی با درصدهای مختلف قیر برای اهداف ذخیره سازی مانند مخلوط آماده سرد و درزگیر سرد
- نوع مواد سنگی مورد استفاده
کاربردها
در حال حاضر از جسب کاری مورد نظر در کلیه کارهای آسفالت گرم و سرد ، تثبیت خاک ، انواع آسفالت محافظ و پوشش سطحی استفاده می شود. کاربردهای دیگر به شرح زیر است:
- قیر پاشی
- آسفالت مخلوط در محل
- آب بندی با مواد سنگی
- پر كردن ترك ها
- آسفالت سطحی یک لایه ای
- مخلوط های آسفالت گرم
- مالچ پاشی
- آسفالتهای محافظ و آب بندی
- مخلوط های آسفالت سرد
- غبار نشانی
- آسفالت سطحی چند لایه ای
- پوشش نفوذ برای سطوح نفوذ پذیر
- پوشش سطح
- آب بندی با شن و ماسه
- تعمیرات و لکه گیری
- پوشش سطح بدون سنگ
دلایل انتخاب و مصرف قیر امولسیون
دامنه ی کاربرد استفاده ازاین قیر نسبت به قیر معمولی بیش تر است زیرا در تمام محل های کاربرد قیر محلول ، می توان از این نوع هم استفاده کرد همچنین از موارد دیگری هم وجود دارد که فقط از قیر امولسیون می توان استفاده کرد ، پس بنابراین موارد خاصی وجود دارد که استفاده از قیر محلول امکان پذیر نیست.
البته این بدان معنا نیست که می توان بدون بررسی و به طور تصادفی استفاده کرد ، اما استفاده مفید ، موثر و قابل قبول آنها مستلزم انتخاب قیر امولسیون متناسب با شرایط کار است.
در انتخاب ، اول از همه ، نوع عملیات اجرایی مورد استفاده از این قیر امولسیون باید در نظر گرفته شود و پس از تعیین نوع عملیات اجرایی ، سایر متغیرهای پروژه نیز باید در نظر گرفته شود.
