قیر دمیده | کاربرد | انواع | تولید

قیر دمیده | کاربرد | انواع | تولید

قیر دمیده چیست؟ نوعی قیر از محصولات نفتی، تولید شده از گروه وکیوم باتوم (60 70) تغییر شکل یافته میباشد و قیر دمیده به شکل سفت و شکننده و براق است.
روش تولید قیر دمیده : قیر 60 70 را با دمیدن هوای 250C درجه و زمان 18 ساعت در برج خلاء پالایشگاه خشک و سفت میکنند و بعلت اکسیژن دهی (Oxidation) به قیر 60/70 دمیدن هوا انجام میشود که اصطلاحا” به آن قیر دمیده شده با علامت R میگویند.
قیر دمیده با نام Blown Bitumen قیر اکسیده یا Oxidized Bitumen نیز شناخته می‌شود، نوعی قیراز مواد نفتی اصلاح‌ شده است که طی عملیات دمیدن هوای گرم یا اکسیژن به قیر خالص در دمای بالا 200 تا 260 درجه سانتی‌گراد تولید می‌شود.
قیر دمیده، عملیات حرارت دهی اکسیداسیون باعث تغییر ساختار مولکولی قیردمیده، افزایش آسفالتین و کاهش ترکیبات روغنی موجود در قیر 60 70 می‌شود. تفاوت قیر دمیده R با قیر خالص 60 70: قیر دمیده شده محصولی نفتی با نقطه نرمی(Soft) بالاتر و درجه نفوذپذیری (Pen) پایین‌تر و خشک و شکننده و غیر قابل تغییر شکل است درحالیکه قیر 60 70خالص قیر نفتی با نقطه نرمی پایین (46-52) درجه و درجه نفوذ بالاتر (70-60) و نرم وقابل تغییر شکل میباشد.
به عبارت دیگر، قیر دمیده در دمای محیط  سفت ‌تر و شکننده ‌تر (Hard & Brittle) از قیر 60 70 میباشد و برخلاف قیر راه‌سازی 6070، به جای انعطاف ‌پذیری و کشش بالا، سخت، خشک و دارای مقاومت حرارتی بالا میباشد.
تولید انواع قیر دمیده 15 90 در شرکت تهران پاسارگاد گرید (R90/15 ،R115/15) با علامت R و روش (continues) پیوسته با بالاترین استاندارد ASTM انجام میشود، قیر دمیده گرید R90/15 شرکت نفت پاسارگاد هیدروکربنی شامل روغن (Oil)، رزین (Rezin) و آسفالتین (Asphaltene) میباشد.
فرآیند تولید انواع قیر دمیده (Bitumen Air Blowing Process): تبدیل قیر 60 70 به قیر دمیده (قیر اکسیده):
فرآیند دمیدن هوا به قیر 60 70یک عملیات شیمیایی و فیزیکی همزمان است که در عملیات تولید قیر دمیده معمولاً قیر خالص با درجه نفوذ بالا مانند ۸۰ ۱۰۰ یا ۶۰ ۷۰ در یک برج یا راکتور مخصوص تا دمای تقریباً 280 درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شود. سپس هوای فشرده دمیده (حاوی اکسیژن) از لوله های هوا داخل تانکر قیر عبور داده می‌شود و این عمل عبور هوا  در دمای بالا از مولکول های قیر موجب سه تغییر اساسی می‌شود:
۱. پلیمریزاسیون آسفالتین‌ در قیر دمیده: ترکیبات آسفالتین پلیمریزه شده و زنجیرهای بلندتری تشکیل می‌دهند.
۲. خروج ترکیبات فرار: روغن‌های سبک و هیدروکربن‌های فرار طی این فرآیند جدا می‌شوند که کاهش وزن قابل ملاحظه‌ای (حدود 5%  تا 20% درصد بر اساس استاندارد ASTM D6) را باعث میشود.
۳. افزایش شکنندگی و کاهش درجه نفوذ (Pen) قیر: با کاهش نفوذ و اکسیداسیون، ماده از حالت چسبناک به حالت جامد و شکننده در دمای محیط تبدیل می‌شود.
فرآیند تولید قیر دمیده معمولاً بین چند ساعت تا چند روز بسته به گرید مورد نظر (15 90، 20 10 یا 15 115) به طول می‌انجامد و با اندازه‌گیری نقطه نرمی قیر در آزمایشگاه و تعیین میزان درجه نفوذ قیر در دمای 25 درجه سانتی‌گراد، به پایان می‌رسد.
استانداردها و روش گریدبندی جهانی قیر دمیده:
برخلاف قیرهای نرم خالص مثل 70 60 که بر اساس ویسکوزیته یا درجه نفوذ دسته‌بندی می‌شوند، قیرهای دمیده دارای سیستم گرید بندی دوعددی مثل (15 90) مطابق با استانداردهای بین‌المللی ASTM D312 و EN 13304:2009 (استاندارد اروپا برای قیرهای دمیده اکسیده) هستند.
نحوه خواندن گرید قیر دمیده (مثال 25 85):
* عدد اول (85): نشان‌دهنده نقطه نرمی (Softening Point) بر حسب درجه سانتی‌گراد بر اساس روش ASTM D36 (حلقه و گوی). به معنای «دمایی که قیر به قدر کافی نرم می‌شود تا جریان یابد».
* عدد دوم (15): نشان‌دهنده درجه نفوذ (Penetration) بر حسب دهم میلی‌متر در دمای 25 درجه سانتی‌گراد بر اساس روش ASTM D5 یا IP49. هر چه عدد نفوذ کوچک‌تر باشد، قیر سخت‌تر است.

• آنالیز قیر دمیده گریدهای R90 15، R115 15،  R85 25:

کاربرد قیر دمیده در صنعت:
خواص فیزیکی پایدار در دماهای بالا و مقاومت شیمیایی بالا باعث شده قیر دمیده در صنایعی خارج از آسفالت گرم (HMA) به کار رود:
۱. صنعت عایق‌کاری رطوبتی و حرارتی: ماده اولیه اصلی در تولید ایزوگام‌های قیری (Roofing Felts) و ورقه عایق (APP و SBS) که نیاز به نقطه نرمی بالا برای جلوگیری از ذوب شدن زیر آفتاب تابستان دارند. قیرهای سخت‌تر (مثل ۱۱۵/۱۵) به ورق‌های پشت بام استحکام ابعادی می‌بخشند.
۲. پوشش ضدخوردگی لوله‌ها (Pipe Coating): قیر دمیده به عنوان پوشش بیرونی لوله‌های زیر خاک (Line Pipe Coating) برای جلوگیری از نفوذ رطوبت و پوسیدگی و زنگ زدگی. انعطاف‌پذیری نسبی قیر 25 85 آن را برای ترک ها در هنگام انبساط و انقباض حرارتی محافظت می‌کند.
۳. پوشش ترک بتن و اتصالات (Joint Sealants): بعلت چسبندگی بالا برای پر کردن درزهای انبساط بتن در پل‌ها، فرودگاه‌ها و سدها، از قیر نیمه سخت 15 90 استفاده میگردد.
۴. صنایع شیمیایی و رنگ: از قیر دمیده بعنوان ماده اولیه در ساخت رنگ‌های ضدزنگ پایه قیری (Bituminous Paints)، صنایع لاستیک‌سازی، استفاده از قیر دمیده 15 90 در تولید چسب‌های صنعتی و استفاده از قیر دمیده 15 115 در تولید نوارهای ‌های عایق لوله گاز برای قرار دادن در زیر زمین و یا بستر دریا.
مزایا و معایب قیر دمیده در مقایسه با قیر 70 60 خالص:
· پایداری حرارتی فوق‌العاده: نقطه نرمی قیر دمیده 15 120 می‌تواند تا 120 درجه سانتی‌گراد نیز برسد، در حالی که قیر خالص برای راه‌سازی در دمای 50 درجه نرم می‌شود.
· مقاومت به تغییر شکل دائمی: بعلت اینکه درجه نفوذ قیر دمیده بالاتر از قیر 70 60 معمولی است، در دمای محیط تقریباً جامد باقی می‌ماند و تغییر شکل نمیدهد.
· اپوکسی شدن سطحی: سطح  قیر دمیده در مقایسه با قیر 70 60 خالص در برابر حلال‌ها و فرآورده‌های نفتی مقاومت شیمیایی بالاتری دارد.
محدودیت‌ها و ملاحظات فنی قیر دمیده
·  داکتیلیتی پایین (کشش قیر) حداکثر داکتیلیتی (Ductility) قیر دمیده 1.5 تا 2 سانتی‌متر است (ASTM D113)، در حالی که این عدد برای قیرهای خالص 70 60 بالای 100 سانتیمتر می باشد. این بدان معناست که قیر دمیده قابل شکل پذیری نیست و در برابر ضربه در دمای پایین شکننده است.
· دمای اجرای قیر دمیده: برای استفاده از قیر دمیده به عنوان عایق مذاب، باید تا دمای بیش از 180 درجه سانتی‌گراد حرارت داده شود.
بازار جهانی و چشمانداز صنعت فروش قیر دمیده:
بر اساس گزارش‌های معتبر میزان فروش بازار جهانی قیر دمیده (Oxidized Bitumen) در سال 2025 حدود 25.5 میلیارد دلار بوده و پیش‌بینی می‌شود تا سال 2030 به رقم 35.5 میلیارد دلار برسد که معادل نرخ رشد مرکب سالانه CAGR  8.5% درصد است. این رشد تقاضا برای خرید قیر دمیده ناشی از افزایش تقاضا در پروژه‌های زیرساختی کشورهای در حال توسعه، توسعه صنایع نفت و گاز (برای استفاده خطوط لوله) و بازسازی ساختمان‌های قدیمی اروپا و آمریکا می‌باشد.
جمع‌بندی و توصیه مهندسی در مورد قیر دمیده:
انتخاب گرید مناسب قیر دمیده کاملاً وابسته به دمای کاری و نوع تنش وارده است:
· گرید 25 85: برای عایق‌کاری لوله‌ها و قیرگونی ساختمان ها و ساخت ایزوگام‌.
· گرید 15 90 : مناسب برای عایق‌کاری لوله های گاز در مناطق با تغییرات دمایی شدید و تولید ماستیک‌های صنعتی
· گرید 15 115: مخصوص تولید عایق حفاری نفت، پوشش ضدخوردگی پایپ کوتینگ، عایق محافظ لوله گاز در بستر دریا یا زیر زمین، استفاده در صنایع فولاد و و ورق‌های عایق با گرید بالا.