معرفی محصولات ایزوگام آسیا گستر – راهکاری کامل برای عایقبندی ساختمان
فوریه 24, 2026
روش بسته بندی آسان و اقتصادی قیر پلیمری جهت نگهداری و حمل و نقل
جولای 9, 2026
نوع انتشار: مقاله علمی کنفرانسی
نام کنفرانس (فارسی): ششمین کنفرانس بینالمللی پژوهشهای علوم و مهندسی و سومین کنگره بینالمللی عمران، معماری و شهرسازی در آسیا
نام کنفرانس (انگلیسی): International Conference on 6th Researches in Science & Engineering & 3rd International Congress on Civil, Architecture and Urbanism in Asia
تاریخ برگزاری: 09 September 2021
محل برگزاری: Kasem Bundit University، Bangkok، Thailand
نویسندگان
مژگان سادات جلالی
مرکز تحقیق و توسعه شرکت آسیاگستر دلیجان
Email: mozhganjalali62@yahoo.com
علیاکبر کاظمینی
مرکز تحقیق و توسعه شرکت آسیاگستر دلیجان
Email: a_kazemeini@yahoo.com
داود اصغری
مرکز تحقیق و توسعه شرکت آسیاگستر دلیجان
Email: davoodasghari01@gmail.com
مهدیه اسکندریان
مرکز تحقیق و توسعه شرکت آسیاگستر دلیجان
Email: mahdiehskandarian@gmail.com
مرکز تحقیق و توسعه: شرکت آسیاگستر دلیجان
چکیده
یکی از مصارف عمده قیر همانند استفاده در راهسازی، استفاده از قیر بهعنوان آببند و عایق رطوبتی است که با توجه به تفاوتهای سازهها و استانداردهای معماری دارای انواع و مصارف متعددی در این زمینه میباشند. آنچه میان انواع عایقهای رطوبتی قیری مشترک است استفاده از افزودنیها برای اصلاح و تأمین خواص مورد نظر در قیر میباشد. به واسطه تلاشها و تحقیقات زیاد در طی سالیان گذشته با هدف مصرف پلیمرهای بازیافتی و ارزان کردن محصول نهایی، استفاده از انواع پلیمرهای بازیافتی PP و PE توانسته ضمن قابل استفاده نمودن و بازگشت دوباره این مواد به چرخه مصرف، قیمت تمام شده عایقهای ورقهای قیری را نیز کاهش دهد.
از طرفی عدم تولید یکنواخت قیر در دنیا باعث شده که عرضهکنندگان و خریداران زیادی در سراسر جهان به این امر مشغول باشند و برای جابهجایی قیر از تانکرهای حمل و یا بستهبندیهای بشکه فلزی، فلکس و موارد مشابه استفاده کنند که یا باید تانکرهای خالی به مکان بارگیری اولیه برگردند و یا ضایعات زیادی بر اثر بستهبندی تولید میشود و علاوه بر اینکه میزان کرایه بیشتری هزینه میشود، سرد و گرم کردن مکرر قیر نیز اجتنابناپذیر بوده و نه تنها کیفیت قیر نهایی را کاهش میدهد بلکه باعث هدر رفت انرژی زیادی هم میگردد.
در این مقاله نسبت به رفع مشکلات و معضلات اقتصادی و زیستمحیطی فوق پرداخته شده و پیشنهاد جدیدی مورد بررسی قرار میگیرد.
واژگان کلیدی: پلیاتیلن بازیافتی، پلیپروپیلن بازیافتی، اتکتیک پلیپروپیلن، ورقهای انعطافپذیر
مقدمه
استفاده از مواد مصنوعی و طبیعی بهمنظور بهبود خصوصیات قیر از اوایل دهه 1840 میلادی آغاز شده است. اولین پروژههای اصلاح قیر در دهه 1930 میلادی در اروپا انجام گردید. همچنین در دهه 1950 میلادی و در آمریکای شمالی لاتکس بهعنوان یک اصلاحکننده خصوصیات قیر بهکار گرفته شد. تضمین پیمانکاران اروپایی برای دوام و عمر روسازی باعث اهمیت دادن آنها به کاهش هزینههای دوره عمر راه میگردید (Yetkin, 2007).
اولین استفادهها از پلیمرهای طبیعی و مصنوعی برای اصلاح قیر مورد استفاده در روسازیها به سال 1843 میلادی باز میگردد. در دهه 1930 میلادی تحقیقات فراوانی برای استفاده از پلیمرها در قیر در کشورهای اروپایی انجام شد (Yildrim, 2007).
در اواسط دهه 1980 میلادی پلیمرهای متنوعی تولید شد و تحقیقات زیادی بر روی استفاده از آنها در راهسازی صورت گرفت. یکی از پلیمرهایی که برای اصلاح ویژگیهای قیر مورد استفاده قرار گرفته است پلیاتیلنها میباشند که پلیاتیلنها دستهای از پلیمرهای پلیالفینی هستند که بهعنوان اصلاحکننده قیر مورد استفاده زیادی در صنایع عایقهای رطوبتی دارند (Bahia, 1994).
بهطور کلی عایقهای رطوبتی اصلاح شده با پلیمر قیری (شکل 1) بهخوبی در بازار آمریکا مورد قبول واقع شده است و انجمنهای پیمانکاری سقفزنی حدوداً 140 عایق رطوبتی اصلاح شده را در سال 1986 فهرست کرد.
شکل 1 . نمایی از عایق فویلدار
اصلاحکنندههای مختلف بسته به نوع، آثار متفاوتی بر خواص فیزیکی و مکانیکی قیر گذاشته که میتواند سبب عملکرد مختلفی در قیر شود. برای این کار عموماً از دو دسته از افزودنیهای Polymer Crystalline Thermoplastic و یا Thermoplastic Rubbers استفاده میشود که در دسته اول پلیمرهایی مانند PP، PE، EVA، PS و در دسته دوم پلیمرهایی مانند EPDM، SBR، SBS، SEBS عمومیت دارند.
بنابراین تعیین میشود که با اضافه کردن اصلاحکننده مناسب قیر بتوان سبب افزایش نقطه نرمی قیر و در عین حال افزایش میزان انعطافپذیری در سرمای قیر و در نهایت سبب افزایش مقاومت کششی مخلوط قیری عایق شد. برخی اصلاحکنندهها موجب افزایش الاستیسیته و بازگشتپذیری قیر شده و خواص آن را در برابر تغییر شکل پلاستیک بهبود میدهد. پس بهطور کلی قیر باید در برابر ترکهای خستگی و برودتی مقاومت بالا داشته باشد. از طرفی قیر اصلاح شده باید خصوصیات چسبندگی سطحی قیرهای اصلاح نشده را داشته باشد (Brule, 1997).
برای تأمین الزامات استانداردهای بینالمللی مانند BS EN 13707 باید صمغ قیری دارای نقطه نرمی (ASTM D36) حدود 100 تا 140 درجه سانتیگراد بوده و لایه تولید شده با آن نباید در دمای 80 تا 120 درجه سانتیگراد ریزش (BS EN 1110) داشته باشد، همچنین لایه تولید شده در کلاس پلاستومری باید انعطافپذیری در سرمای استاندارد (BS EN 1109-) را در برودت 5- درجه سانتیگراد پاس کند و توازن وزنی حجمی (BS EN 1849-1) آن دانسیته حدود 1.1 را نشان میدهد.
استفاده از حدود 10 تا 12 درصد PP یا PE بازیافتی به همراه 15 تا 20 درصد پلیالفین و حدود 10 درصد فیلر معدنی تالک به عنوان افزودنی به قیر نفوذی پالایشی با مشخصات 150/200 تا 60/70 امکان رسیدن به مشخصات مورد انتظار استانداردها را فراهم میآورد.
با توجه به اینکه از گروه پلیمرهای PP گرید 300C و از گروه پلیمرهای PE گرید 5218 بهترین عملکردها را داشتهاند و ضمناً هر دو نوع قابلیت تزریق به داخل قالب را دارند.
بررسیها و آزمونهای متعدد نویسندگان (جلالی و همکاران، 1398) نشان میدهد که چنانچه پلیمر بازیافتی مذکور به همراه پلیاولفین کوپلیمر APP و یا EVA و پودر معدنی تالک مطابق درصد تعیین شده در فرمول اصلی به صورت سرد و دستی مخلوط شده و وارد یک دستگاه کامپاندینگ بشود، محصول این فرآیند میتواند به عنوان یک افزودنی یکجزئی در داخل قیر نفوذی عمل کرده و صمغ قیری لازم برای تولید عایق رطوبتی استاندارد را فراهم نماید.
در این پژوهش پلیمر مورد استفاده پلیپروپیلن بازیافتی، پلیاتیلن بازیافتی و اتکتیک پلیپروپیلن که یک پلیمر ترموپلاستیک میباشد
شکل 2. پلیاتیلن و پلیپروپیلن بازیافتی
برای بهدست آوردن مقدار بهینه پلیمرها، درصدهای متفاوتی از آنها تا 20٪ با قیر 60/70 مخلوط شد. در تمام موارد مقدار تالک به عنوان پرکننده و تنظیمکننده دانسیته و ویسکوزیته، ثابت و برابر 10٪ (تالک مصرفی، تالک با مش 325 تولید شده در کارخانه پودرسازان دلیجان میباشد) در نظر گرفته شد.
از دیرباز، قیر مصرفی توسط مهندسین باتجربه داخل بشکههای فلزی و بزرگ بستهبندی میشده است. بعد از بشکه، رقیب سرسخت و تازهنفسی پا به عرصه گذاشته است به نام پلیبگ قیر یا جامبو بگ. اما اکنون با توجه به برخی از دلایلی که به آن میپردازیم، بستهبندی با بشکههای فلزی و پلیبگ در صنعت بستهبندی قیر اصلاح شده پلیمری، مردود میباشد (جلالی و همکاران، 1399).
1- بالا بودن هزینههای مواد مورد نیاز بستهبندی: (ورق فلزی بشکه، کارتن، کاغذ، کیسه پلیمری، گونی)
2- وجود ضایعات بستهبندی: (ضایعات فلزی، ضایعات سلولزی، ضایعات پلیمری)
3- تغییرات فرمولی: (در بیشتر موارد بستهبندیهای پلیمری به همراه قیر داخل مخازن ریخته میشود که قابل محاسبه نیست.)
4- هزینه حمل و نقل بالا: (بهجز مواد اصلی بابت فلز بشکه و مواد بستهبندی مشابه باید هزینه حمل پرداخت کرد و یا در حالت فله باید هزینه گرم کردن و گرم نگه داشتن پرداخت کرد.)
5- شرایط نگهداری مشکل: (بشکهها و یا بستهبندیهای رایج برای نگهداری نیاز به فضای زیاد و شرایط نگهداری خاص دارند و در حالت فله نیز باید در مخازن بزرگ با سیستم گرمایشی و عایق نگهداری شوند.)
6- سرعت پایین بستهبندی: (با توجه به دمای بالای قیر در زمان بستهبندی، فرآیند بستهبندی کند بوده و زمان زیادی برای سرد شدن قیر مورد نیاز است که سرعت بستهبندی را کاهش میدهد.)
7- شرایط خاص بستهبندی: (هر میزان که نقطه نرمی قیر افزایش یابد شرایط بستهبندی سختتر و خطرناکتر میشود.)
8- مصرف آب زیاد به منظور خنک کردن ظروف بستهبندی؛ عموماً از آب به صورت استخر و یا اسپری استفاده میشود.
در این تحقیق علاوه بر داشتن شیره (صمغ) عایق، که الزامات استاندارد BS EN 13707 را برای تولید عایق رطوبتی تأمین میکند، سیستم فوقالعاده مناسب برای بستهبندی، حمل و نقل و دوستدار محیط زیست هم طراحی شده است.
روش تحقیق
با مخلوط کردن 8 تا 12 درصد پلیپروپیلن و پلیاتیلن و 12 تا 20 درصد اتکتیک پلیپروپیلن داخل دستگاه اکسترودر، یک کامپاند ساخته و این کامپاند را هم به عنوان ظرف قیر و هم اصلاحکننده قیر برای تولید عایق رطوبتی تولید کردیم تا تولیدکنندهها به راحتی، بدون ایجاد ضایعات و با کیفیتی یکنواخت و استاندارد به تولید عایق بپردازند.
با توجه به لزوم استفاده از ترموپلاستهای PP و PE در فرمولاسیون شیره (صمغ) آغشتهساز قیری در جریان تولید عایق رطوبتی ورقهای پیشساخته قیری، به منظور تأمین مقاومت در برابر اشعه UV و همگن نمودن شیره عایق، از اتکتیک پلیپروپیلن جهت تکمیل فرمولاسیون استفاده شد.
استفاده از پلیپروپیلن و اتکتیک پلیپروپیلن باعث کاهش استحکام ظرف میشود که برای حل این مشکل و عدم آسیب در زمان حمل و نقل، پودر تالک به فرمول اضافه شد تا علاوه بر حل مشکل فوق و ارزان شدن شیره، دانسیته شیره نیز تنظیم شده و خاصیت دیالکتریک نیز به شیره داده شود.
برای بستهبندی قیر در ظروف پیشنهادی جدید نیاز به یک مخزن قیر گرم داریم که قیرهای نفوذی (قیر با نقطه نرمی پایین مانند 60/70 یا 85/100) را در 80 تا 100 درجه سانتیگراد به صورت روان ذخیره داشته باشد و در جلوی مخزن، لاین بستهبندی را مستقر کنیم.
لاین بستهبندی شامل دو قسمت پرکن و سیستم انتقال میباشد. سیستم انتقال یک زنجیر فرمیک است که نباید عرض آن از 60 سانتیمتر کمتر باشد (برای دو ردیف ظرف). ظرف خالی بدون درب روی آن چیده میشود و پس از عبور از زیر قسمت پرکن، ظروف پر شده و گرم را تا حدود 20 متر به سمت جلو انتقال میدهد و در انتها، پس از اینکه درب ظروف بر روی آنها نصب شد و با چکش لاستیکی محکم شد، به روی پالت منتقل میشود.
قسمت پرکن نیز میتواند به صورت اتوماتیک یا دستی باشد. در حالت اتوماتیک، قیر گرم با پمپ به داخل سیلندرهای فلزی منتقل شده و پس از فرمان چشم الکترونیک مبنی بر اینکه ظرف خالی زیر شیر برقی آماده پر شدن است، سیلندر با فشار پیستون قیر را به داخل ظرف انتقال میدهد و در حالت دستی، شیرهای قیر به وسیله نیروی انسانی با دست باز و بسته شده و ظروف پر میشوند.
یافتهها
همانطور که در شکل 3 و شکل 4 مشخص است، ظرف بستهبندی پیشنهادی دارای دو قطعه بدنه و درب بوده که هر دوی آنها قابلیت تولید توسط یک دستگاه تزریق پلاستیک 3 کیلویی را دارد.
کافی است که مواد اولیه پلیمر (APP، PE، PP) و فیلر مطابق فرمول سفارش شده با هم به صورت دستی مخلوط شده و مواد اولیه کامپاند اصلاحکننده آماده شده و سپس به قیف خوراک دستگاه تزریق هدایت شوند و پس از نصب قالب و راهاندازی دستگاه، ظرف بستهبندی تولید شود (Standard International, 2020).
شکل 3 . نمای کلی ظرف پیشنهادی بدون درب و درب ظرف پیشنهادی
شکل 4 . نمای برش خورده ظرف پیشنهادی
بحث و نتیجه گیری
در این روش به علت عدم استفاده از هیچگونه مواد جهت بستهبندی، طبیعتاً ضایعاتی هم تولید نخواهد شد و به علت عدم استفاده از مواد بستهبندی مانند بشکه، طبیعتاً نیاز به حمل مواد مازاد بر قیر مانند فلز بشکه وجود ندارد و در رابطه با حمل فله نیز با توجه به اینکه نیازی به استفاده از تانکر وجود ندارد و حمل به صورت تجاری انجام میشود، کرایه حمل نصف میشود؛ زیرا دیگر نیازی به برگشت تانکر حمل قیر خالی به مبدأ وجود ندارد که کاملاً دوستدار محیط زیست است.
کل مواد استفاده شده در این ظروف بستهبندی، الزامات استاندارد عایق رطوبتی را تأمین میکند و دیگر نیازی به افزودن مواد اصلاحی دیگر به قیر نیست. هزینه نگهداری و انبارش کاهش یافته و از لحاظ کیفی، عایق رطوبتی به صورت یکنواخت تولید خواهد شد.
از مزایای دیگر این روش بستهبندی، به دلیل دمای پایین قیر در زمان بستهبندی و مکانیزه بودن سیستم بستهبندی ظروف، این روش از سرعت و ایمنی بالایی برخوردار خواهد بود و با توجه به اینکه قیر بستهبندی شده از پایه قیرهای نفوذی با نقطه نرمی پایین است و دمای بستهبندی بین 80 تا 100 درجه سانتیگراد خواهد بود و همچنین ضخامت دیواره پلیمری ظرف پیشنهادی که متناسب با وزن فرمولی خواهد بود، از ضخامت مناسب برخوردار بوده و شرایط خاصی جهت بستهبندی مانند روشهای سنتی ندارد.
و نهایتاً دمای عملکرد کل فرآیند از 100 درجه سانتیگراد بالاتر نبوده و نیازی به خنککاری با آب به صورت اسپری و یا حوضچه وجود ندارد. ضمناً مراحل سرد شدن ظرف به علت طراحی خاص آن با سرعت بیشتری انجام خواهد شد.
این روش بستهبندی ویژه قیرهای اصلاح شده طراحی شده و پلیمرهای اصلاحکننده قیر در اصل ظرف بستهبندی قیر هستند که با توجه به گستره تولید و مصرف قیرهای اصلاح شده، ساخت ظرف با فرمولهای مختلف حجم بالایی از مصارف قیرهای پلیمری را تأمین مینماید؛ به عنوان مثال در راهسازی، ترمیم آسفالت جادهها، تولید عایق رطوبتی پیشساخته (جلالی و همکاران، 1398)، اندودهای گرم اجرای عایق رطوبتی، صنایع برق و الکترونیک، صنایع خودروسازی، کابلهای فشار قوی، صنایع ساخت قطعات لاستیکی، صنایع دستی و دهها صنعت مرتبط با قیرهای اصلاح شده.
همچنین چنانچه نیاز به بستهبندی قیر بدون در نظر گرفتن بحث اصلاح آن باشد، میتوان انواع قیرها را در ظروف ساده و بدون فرمولاسیون از جنس PP یا PE تولید کرد و دیگر نیازی به وزن بالای ظرف نیز وجود ندارد و با وزن پایین هم امکانپذیر است. فقط باید پس از پر کردن ظرف، درب آن را سریعاً بسته و با اسپری آب آنها را خنک کرد؛ زیرا میزان وزن ظرف فقط در زمانی که بحث اصلاح قیر وجود دارد به فرمول اصلی مربوط میشود.
منابع
- جلالی، مژگان سادات؛ کاظمینی، علیاکبر؛ اصغری، داود؛ اسکندریان، مهدیه، 1399، روش بستهبندی آسان و اقتصادی قیر پلیمری جهت نگهداری و حمل و نقل، دومین کنفرانس علمی پژوهشی شهرسازی، عمران، معماری و محیط زیست موناکو.
- جلالی، مژگان سادات؛ کاظمینی، علیاکبر؛ حسینی، محمدعلی، 1398، شناخت و آمادهسازی قیر الاستومری ویژه تولید ورقهای انعطافپذیر قیری، چهارمین کنفرانس بینالمللی نوآوری و تحقیق در علوم مهندسی (ICIRES 2019).
- Yetkin, Y. (2007). Service Life of Crack Sealants. Texas Pavement Preservation Center, University of Texas at Austin, pp. 62–64.
- Yildrim, Y. (2007). Polymer Modified Asphalt Binders. Construction and Building Materials, Vol. 21, pp. 66–72.
- Bahia, H.U., Anderson, D.A. (1994). Binder Rheological Parameters: Background and Comparison with Conventional Properties. Strategic Highway Research Program, Washington DC, pp. 100–103.
- Brule, B. (1997). Polymer Modified Asphalt Cement Used in the Road Construction Industry. Asphalt Paving Association, Vol. 2, pp. 1–14.
