استفاده از پلیمرهای بازیافتی در تولید عایق رطوبتی قیری؛ راهکاری نوین برای کاهش هزینه و حفاظت از محیط زیست
جولای 9, 2026
اصلاح خواص قیر با بازیافت ماسکهای آلوده به ویروس کرونا
جولای 9, 2026
نوع انتشار: مقاله علمی کنفرانسی
کنفرانس: دومین کنفرانس علمی پژوهشی شهرسازی عمران معماری و محیط زیست
موناکو_فرانسه
سال انتشار: ۱۳۹9
نویسندگان
مژگان سادات جلالی
مرکز تحقیق و توسعه شرکت آسیاگستر دلیجان
mozhganjalali62@yahoo.com
علی اکبر کاظمینی
مرکز تحقیق و توسعه شرکت آسیاگستر دلیجان
a_kazemeini@yahoo.com
داود اصغری
مرکز تحقیق و توسعه شرکت آسیاگستر دلیجان
davoodasghari01@gmail.com
مهدیه اسکندریان
مرکز تحقیق و توسعه شرکت آسیاگستر دلیجان
mahdiehskandarian@gmail.com
چکیده
برای اصلاح قیر در حالت معمول و خصوصاً برای بالا بردن نقطه نرمی قیر از پلیمرهایی نظیر PP و EP استفاده میشود و در تمام این روشها افزودنی پلیمری به قیرهای نفوذی اضافه میشود. در روش پیشنهادی بهجای افزودن پلیمرها به قیر و ساخت قیر اصلاح شده و سپس بستهبندی آن، پیشنهاد میشود که با درصد مشخص از پلیمری که قرار است افزوده شود یک ظرف بستهبندی با مشخصات خاص ساخته شود و قیر نفوذی مورد نظر در داخل آن بستهبندی شود و سپس در مقصد، بستهبندی قیر با ظرف به داخل دیگ پخت ریخته و قیر اصلاح شده آماده مصرف گردد.
با این روش نیاز به ظرف یا لفاف بستهبندی حذف شده و قیر بستهبندی شده قابلیت پالت کردن و کانتینری شدن پیدا میکند و حمل و نقل آن به روش تجاری معمول امکانپذیر میشود.
برای این کار تناسب فرمولی قیر و پلیمر به این صورت محاسبه میشود که میزان درصد پلیمر در وزن ظرف محاسبه شده و میزان درصد قیر نفوذی نیز حجم ظرف میشود. هر ظرف علیرغم حجم خارجی ۳۰ لیتری معادل ۲۰ کیلوگرم خالص خواهد بود، با ابعاد طول ۵۰ سانتیمتر، عرض ۲۵ سانتیمتر و ارتفاع ۲۰ سانتیمتر با درب. این ظرف در ۸ ردیف ۸ تایی روی پالت ۱۱۰×۱۱۰ قرار میگیرد و تعداد ۲۲ عدد پالت به این ابعاد در فضای یک کانتینر ۴۰ فوتی تمام ظرفیتهای حجمی و وزنی کانتینر را مطابق استانداردهای بینالمللی تأمین مینماید.
این روش بستهبندی علاوه بر اینکه باعث کاهش هزینه و جابهجایی سهل و آسان میشود، یک روش دوستدار محیط زیست محسوب میشود.
واژگان کلیدی: قیر پلیمری، بستهبندی قیر، حمل و نقل قیر، محیط زیست
مقدمه
از آنجایی که بیشتر کشورهای واردکننده قیر در گروه کشورهای توسعهیافته در دنیا دستهبندی میشوند، اغلب قوانین سخت و منظمی برای کشورهای صادرکننده قیر وضع میکنند. به همین منظور کشورهای صادرکننده علاوه بر داشتن قیر با کیفیت باید دارای سیستمهای فوقالعاده مناسب برای بستهبندی و همچنین حمل و نقل قیر باشند.
از دیرباز، قیر توسط مهندسین باتجربه داخل بشکههای فلزی و بزرگ بستهبندی و صادر میشده است. بعد از بشکه، رقیب سرسخت و تازهنفسی پا به عرصه صادرات قیر 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، ۱۳۹۸).
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: (بجز 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 نگهداشتن 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.
روش تحقیق
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 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 1 تا 5 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.
کافیست که مواد اولیه پلیمری (مانند APP، EVA، PE، PP، SBR، APAO) و نرمکنندهها و استابیلایزرها 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 میشود (Standard International, 2020).
شکل 1. نمای کلی ظرف پیشنهادی بدون درب
شکل 2. درب ظرف پیشنهادی
شکل 3. نمای برش خورده ظرف پیشنهادی
شکل 4. نمای زیرین ظرف
شکل 5. زبانه و بست ظرف پیشنهادی جهت جلوگیری از نشت با استحکام بالا
رنگ ظرف تولید شده به حسب نوع پلیمر مصرفی متفاوت خواهد بود که میتوان با مستربچهای تیره آن را رنگ کرد. به عنوان مثال نوع تولیدات مختلف میتواند در انواع رنگها معرفی شوند اما با توجه به سیاه بودن قیر، به نظر میرسد که رنگ مشکی مناسبتر باشد.
برای لیبلینگ در دو طرف ظرف در جهت طولی و همچنین بر روی درب، فضا برای نصب لیبل و یا چاپ بر روی ظرف وجود دارد که امکان نشان دادن نوع مواد، موارد مصرف، روش مصرف و همچنین آرم، برند و آدرس را دارد.
بدنه ظرف به صورتی طراحی شده که امکان خردهفروشی قیر اصلاح شده هم مهیا باشد و چنانچه نیاز به میزان کمتر از 20 کیلو باشد، میتوان یک ظرف را به 4 قسمت 5 کیلویی تقسیم کرد و به صورت 5 کیلویی عرضه کرد. این مورد عموماً جهت تعمیرات عایق بام یا آسفالت، قیراندود کردن قسمتهای مورد نیاز در خودرو، اتصال کابلهای فشار قوی، لکهگیری پوشش قیر لولهها و غیره که نیاز به قیر اصلاح شده دارند مورد استفاده قرار میگیرد.
بحث و نتیجهگیری
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 به 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.
چیدمان و انبارش قیر بستهبندی شده جدید به صورتی است که تا ارتفاع 3 متر قابلیت چیدمان دارد و فضای خالی در بین آن وجود نخواهد داشت و همچنین مانند حالت نگهداری فله، نیازی به مخازن محکم و عایق شده با قابلیت گرم کردن ندارد (استاندارد ایران 1988).
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 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 و کاظمینی، علیاکبر و حسینی، محمدعلی، 1398، شناخت و آمادهسازی قیر الاستومری ویژه تولید ورقهای انعطافپذیر قیری، چهارمین کنفرانس بینالمللی نوآوری و تحقیق در علوم مهندسی (ICIRES 2019).
- استاندارد ایران شماره 1131، ابعاد و طبقهبندی و ظرفیت وزنی کانتینر، تجدیدنظر اول، چاپ دوم، 1988.
- International Standard, Series 1 Freight Containers – Classification, Dimensions and Ratings (2020)
