قیرهای دمیده (اکسیده): گریدها، ویژگی‌ها و کاربردها

قیر یکی از پرکاربردترین و حیاتی‌ترین مشتقات به شمار می‌رود که در صنایع مختلفی نظیر راهسازی، عایق‌بندی و ساختمانی نقش‌آفرینی می‌کند. در کنار قیر طبیعی، قیر محلول و قیر امولسیونی، قیرهای دمیده (که با نام قیر اکسیده نیز شناخته می‌شوند) از بهترین انواع قیر اصلاح شده هستند. این قیرها از طریق فرآیند دمیدن هوا (اکسیداسیون) به قیر خالص یا وکیوم باتوم (V.B.) در دمای بالا تولید می‌شوند. این فرآیند شیمیایی باعث پلیمریزاسیون و از بین رفتن ترکیبات فرار قیر شده و خواص فیزیکی آن را به طور قابل توجهی تغییر می‌دهد. به این ترتیب، قیر حاصل مقاومت بیشتری در برابر حرارت، نرم‌شدگی بالاتر و نفوذپذیری کمتری نسبت به قیر خالص اولیه پیدا می‌کند. این ویژگی‌های بهبودیافته، قیر دمیده را به ماده‌ای ایده‌آل برای کاربردهای متنوع در صنایع راهسازی، عایق‌بندی و ساختمانی تبدیل کرده است.فرآیند تولید و مزایای قیر دمیده

تولید قیر دمیده شامل عبور هوای داغ از میان قیر در راکتورهای مخصوص و در دماهای بالا (معمولاً بین ۲۰۰ تا ۲۸۰ درجه سانتی‌گراد) است. این فرآیند اکسیداسیون، باعث افزایش وزن مولکولی و تشکیل آسفالتین‌های بیشتر در قیر می‌شود که به بهبود خواص آن منجر می‌گردد.

مزایای کلیدی قیر دمیده عبارتند از:

• نقطه نرمی بالا (High Softening Point): قیر دمیده در دماهای بالاتر نرم می‌شود که مقاومت آن را در برابر تغییر شکل در فصول گرم افزایش می‌دهد.
• نفوذپذیری پایین (Low Penetration): این ویژگی، مقاومت قیر را در برابر نفوذ آب و رطوبت بالا می‌برد و آن را برای کاربردهای عایق‌بندی مناسب می‌سازد.
• خاصیت الاستیک بهتر: قیر دمیده انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به قیر خالص دارد، که در برابر ترک‌خوردگی ناشی از تغییرات دما مقاومت بالاتری از خود نشان می‌دهد.
• مقاومت در برابر پیری (Aging Resistance): پایداری شیمیایی بیشتر آن باعث کاهش سرعت تخریب و افزایش طول عمر مفید می‌شود.

به دلیل این ویژگی‌های منحصر به فرد، قیر دمیده در کاربردهایی که نیاز به پایداری حرارتی بالا، انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر عوامل محیطی دارند، گزینه ایده‌آلی محسوب می‌شود.

 

گریدهای قیر دمیده بر اساس استاندارد ASTM/AASHTO (Penetration Grade)

قیرهای دمیده با گریدهای نفوذپذیری (Penetration Grade)، بر اساس سختی و ویسکوزیته آنها در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد دسته‌بندی می‌شوند. هرچه عدد گرید نفوذپذیری پایین‌تر باشد، قیر سخت‌تر و ویسکوزتر است و هرچه بالاتر باشد، قیر نرم‌تر خواهد بود. این گریدها به طور گسترده در آسفالت‌سازی و راهسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند، و انتخاب گرید مناسب بستگی به شرایط آب و هوایی و نوع بار ترافیکی دارد.

 

۴۰/۵۰

این گرید، یکی از سخت‌ترین انواع قیرهای نفوذی است.

• کاربردها: عمدتاً در مناطق بسیار گرم با ترافیک سنگین، یا در ساخت مخلوط‌های آسفالتی که نیاز به پایداری بالا در برابر تغییر شکل دارند. همچنین در برخی کاربردهای صنعتی و عایق‌بندی.

 

۶۰/۷۰

یک گرید رایج با سختی متوسط که تعادلی بین سختی و انعطاف‌پذیری ارائه می‌دهد.

• کاربردها: مناسب برای مناطق با آب و هوای معتدل، برای آسفالت‌ریزی بزرگراه‌ها، فرودگاه‌ها و سطوح پر ترافیک.

 

۸۵/۱۰۰

این گرید نرم‌تر از ۶۰/۷۰ است و انعطاف‌پذیری بیشتری دارد.

• کاربردها: عمدتاً در مناطق سردتر برای جلوگیری از ترک‌خوردگی آسفالت ناشی از انقباض و انبساط حرارتی. همچنین در آسفالت‌های محافظتی و لایه‌های رویه.

 

۱۲۰/۱۵۰

این گرید بسیار نرم‌تر و انعطاف‌پذیرتر از گریدهای قبلی است.

• کاربردها: مناسب برای مناطق بسیار سرد یا برای کاربردهای خاصی که نیاز به انعطاف‌پذیری فوق‌العاده بالایی دارند، مانند آسفالت‌های اصلاح‌شده با پلیمر یا درزگیرها.

 

۱۸۰/۲۰۰

یکی از نرم‌ترین گریدهای نفوذی، با سیالیت بالا.

• کاربردها: معمولاً برای آسفالت‌های سرد، امولسیون‌های قیر و برخی کاربردهای صنعتی که نیاز به قیر روان‌تر دارند.

 

۲۰۰/۳۰۰

این گرید حتی از ۱۸۰/۲۰۰ نیز نرم‌تر است و برای کاربردهای خاص که نیاز به ویسکوزیته بسیار پایین دارند، استفاده می‌شود.

• کاربردها: مشابه گرید ۱۸۰/۲۰۰، اما در مواردی که نیاز به روانی بیشتری وجود دارد.

 

۱۶۰/۲۲۰

یک گرید نفوذی نرم، که معمولاً در آسفالت‌کاری‌های عمومی و در مناطقی با آب و هوای سرد تا معتدل استفاده می‌شود.

 

۲۵۰/۳۳۰

نرم‌ترین گرید در این دسته‌بندی، با ویسکوزیته بسیار پایین.

• کاربردها: عمدتاً برای تولید امولسیون‌های قیر، آسفالت‌های سرد، یا به عنوان ماده اولیه در برخی فرآیندهای صنعتی.

 

جدول ۱: مشخصات فنی گریدهای قیر دمیده (Penetration Grade – ASTM/AASHTO)

 

گریدهای قیر دمیده بر اساس استاندارد EN (Penetration Grade)

این دسته‌بندی نیز بر پایه نفوذپذیری است، اما مطابق با استانداردهای اروپایی (EN) تعریف می‌شود. این گریدها نیز مانند ASTM/AASHTO، میزان سختی قیر را نشان می‌دهند و در کاربردهای راهسازی و ساختمانی در اروپا رایج هستند.

 

۳۰/۴۵

یکی از سخت‌ترین گریدهای نفوذی طبق استاندارد EN.

• کاربردها: در مناطق بسیار گرم یا برای لایه‌های آسفالتی که نیاز به مقاومت بالا در برابر تغییر شکل دارند.

 

۳۵/۵۰

سخت‌تر از ۴۰/۶۰، مناسب برای کاربردهای خاص با نیاز به سختی بیشتر.

• کاربردها: در مناطق گرم یا برای روسازی‌هایی که تحت تنش‌های مکانیکی بالا قرار دارند.

 

۴۰/۶۰

یک گرید نفوذی نسبتاً سخت.

• کاربردها: رایج در آسفالت‌کاری در مناطق با آب و هوای گرم تا معتدل، برای لایه‌های رویه آسفالت.

 

۵۰/۷۰

یک گرید نفوذی متعادل با سختی متوسط.

• کاربردها: پرکاربردترین گرید در آسفالت‌کاری در بیشتر مناطق با آب و هوای معتدل، مناسب برای انواع پروژه‌های راهسازی.

 

۷۰/۱۰۰

نرم‌تر از ۵۰/۷۰، با انعطاف‌پذیری بیشتر.

• کاربردها: در مناطق سردتر برای کاهش خطر ترک‌خوردگی آسفالت ناشی از تغییرات دما، و همچنین در لایه‌های زیرین روسازی.

 

۱۰۰/۱۵۰

یک گرید نرم، با انعطاف‌پذیری بالا.

• کاربردها: در مناطق بسیار سرد یا برای کاربردهای خاصی که نیاز به انعطاف‌پذیری فوق‌العاده دارند.

 

PG-52/10

این گریدها بخشی از سیستم Performance Grade (PG) هستند که بر اساس عملکرد قیر در شرایط مختلف دما دسته‌بندی می‌شوند.

• کاربردها: PG-52/10 به این معنی است که قیر در دمای بالا تا ۵۲ درجه سانتی‌گراد و در دمای پایین تا ۱۰- درجه سانتی‌گراد عملکرد مناسبی دارد. معمولاً برای مناطق با آب و هوای معتدل تا سرد مناسب است.

 

PG-58/22

به معنای عملکرد مناسب در دمای بالا تا ۵۸ درجه سانتی‌گراد و در دمای پایین تا ۲۲- درجه سانتی‌گراد.

• کاربردها: برای مناطق با آب و هوای گرم و سردتر، که نوسانات دمایی بالایی دارند.

 

PG-58/16

عملکرد مناسب در دمای بالا تا ۵۸ درجه سانتی‌گراد و در دمای پایین تا ۱۶- درجه سانتی‌گراد.

• کاربردها: برای مناطق با آب و هوای گرم و معتدل.

 

PG-58/10

عملکرد مناسب در دمای بالا تا ۵۸ درجه سانتی‌گراد و در دمای پایین تا ۱۰- درجه سانتی‌گراد.

• کاربردها: برای مناطق با آب و هوای گرم و معتدل.

 

PG-64/22

عملکرد مناسب در دمای بالا تا ۶۴ درجه سانتی‌گراد و در دمای پایین تا ۲۲- درجه سانتی‌گراد.

• کاربردها: برای مناطق بسیار گرم و سرد، که نیاز به پایداری بالا در برابر تغییر شکل در گرما و مقاومت در برابر ترک‌خوردگی در سرما دارند.

 

PG-64/16

عملکرد مناسب در دمای بالا تا ۶۴ درجه سانتی‌گراد و در دمای پایین تا ۱۶- درجه سانتی‌گراد.

• کاربردها: برای مناطق بسیار گرم و معتدل.

 

PG-64/10

عملکرد مناسب در دمای بالا تا ۶۴ درجه سانتی‌گراد و در دمای پایین تا ۱۰- درجه سانتی‌گراد.

• کاربردها: برای مناطق بسیار گرم و معتدل.

 

PG-70/10

عملکرد مناسب در دمای بالا تا ۷۰ درجه سانتی‌گراد و در دمای پایین تا ۱۰- درجه سانتی‌گراد.

• کاربردها: برای مناطق بسیار گرم.

 

PG-70/16

عملکرد مناسب در دمای بالا تا ۷۰ درجه سانتی‌گراد و در دمای پایین تا ۱۶- درجه سانتی‌گراد.

• کاربردها: برای مناطق بسیار گرم با نیاز به انعطاف‌پذیری در سرما.

 

جدول ۱: مشخصات فنی گریدهای قیر دمیده