گیلسونایت چیست؟
                                                                                                        گیلسونایت هیدروکربن خالصی است با دمای ذوب بین 160 تا 220 درجه سانتیگراد که بصورت معادن قیرطبیعی یافت می شود که در واقع نفت خام سخت شده است. به دلیل داشتن پایه مشترک نفتی، به آسانی با قیر حاصل از نفت خام (قیر پالایشگاهی) قابل مقایسه است. در ترکیب، مولکول های گیلسونایت و قیر بسیار به یکدیگر نزدیک شده و با قرارگرفتن در بین یکدیگر، ترکیبی می سازند که از یک سو سختی و دوام گیلسونایت را داراست و با این وجود انعطاف قیر را نیز حفظ می کند.
گیلسونایت در معادن زیر زمینی بصورت ماده ای سیاه و سخت با سطحی براق یافت می گردد. با توجه به شکنندگی این ماده، کاربرد آن اغلب بصورت پودر است که رنگ قهوه ای تیره تا سیاه است. عمده ماده متشکله از قیر بوده که به همین دلیل گیلسونایت قیر طبیعی نیز نامیده می شود. از زمان کشف در دهه 1860، عمدتا با کاربرد در پوشش جلا، عایق های الکتریکی و عایق های رطوبت استفاده گردیده است. امروزه این ماده در بیش از 160 کاربرد استفاده می گردد. نخستین کاربرد امروزی این ماده در رنگ سیاه، جوهر و پودر چاپگرها، گل و سیمان حفاری چاه های نفت، بهینه سازی آسفالت، افزودنی ماسه ریخته گری و گستره ای از محصولات شیمیایی است.
وجود بالای ترکیبات نیتروژن دار در گیلسونایت قابلیت چسبندگی بالایی به آن می بخشد و در عین حال در مقاومت در برابر اکسیداسیون را افزایش می دهد. کمبود ترکیبات سولفور در ماده نیز بویناکی محصولات حاصله را کاهش می دهد.
بررسی ها نشان می دهد افزودن 5 تا 15 درصد گیلسونایت به قیر موجب افزایش قابل توجه سختی و مقاومت در برابر تغییر شکل بدون تاثیر قابل ملاحظه بر گرانروی و کشسانی می گردد.
گیلسونایت کجا به مصرف می رسد
استفاده از گیلسونایت در راهسازی بسیار اقتصادی و مقرون به صرفه است.
آزمایشات سطح بالا مانند تنش بحرانی غیرمستقیم، تنش کششی انجماد، و تنش انبساط و شکستگی ثابت می کنند که گیلسونایت ویژگی های قیر را به شکلی محسوس افزایش می دهند از جمله:
• بروز خستگی
• حدود خشکی
• عملکرد در هوای سرد
نتایج حاصل از اندازه گیری و مقایسه دوره ای وضعیت سطوح آسفالتی که در آنها از گیلسونایت استفاده شده و توسط نرم افزارهای رایانه ای ویژه توسط راهداری فدرال ایالات متحده مورد بررسی قرار گرفته، نشان داده است که عمر آسفالت را از 18 به 29 سال افزایش پیدا کرده است.
در نقاطی مانند عوارضی ها، خزشراه های فرودگاه، خروجی های بزرگراه، پایانه های بارگیری، پیچ های تند، تاسیسات بندی، تقاطع ها، ایستگاه های اتوبوس، خطوط ویژه اتوبوسرانی، اسکله های بارگیری، پارکینگ ها و میدان ها، گیلسونایت خصوصیات آسفالت جهت مقاومت در برابر تغییر شکل زیر فشار بار های عبوری با سرعت کم یا ساکن را افزایش می دهد.
در نقاطی چون باند فرود، بزرگراه، پیست مسابقه، خطوط ویژه حمل بار که با ترافیک سنگین و یا سرعت بالا روبرو هستند، گیلسونایت سطوح را در برابر نیروهای برشی مقاوم تر می سازد.
گیلسونایت همچنین می تواند در تمامی انواع آسفالت پوششی از قبیل آسفالت ماستیکی، آسفالت سیمانی، آسفالت روان، و آسفالت های معمولی قیری استفاده شود.
گیلسونایت همچنین ویژگی های آسفالت در دمای بالا را با بهبود به هم پیوستگی اجزا ارتقا می بخشد.
آزمایش های حلقه و گوی جهت نقطه نرمی، و گرانروی مخصوص و نفوذ قیر نیز با وجود گیلسونایت پیوستگی بیشتر ماده را نشان می دهند.
در نتیجه، ترکیب در دماهای بالا سختی بیشتری از خود نشان داده و تغییر فاز کمتری را از خود نشان می دهد.
در آسفالت های قابل بازیافت گیلسونایت به شکلی گسترده تا 50 درصد استفاده می شود.
روش استفاده از گیلسونایت
                                                                                                   گیلسونایت در صنایع بصورت پودر غیرترکیبی استفاده می شود که در هنگام نگهداری با معضل توده ای شدن روبرو نیست. به دلیل طبیعت این هیدروکربن، گیلسونایت کاملا در قیر حل می شود و پیوندهای مولکولی بسیار نزدیک و هم خانواده با قیر تشکیل داده که جدا شدنی نیست. چنین مزیتی در موارد زیر استفاده می گردد:
• مخلوط آماده: ترکیبی از گیلسونایت و قیر در درصدی معین (5 تا 15 درصد) که می تواند در مخزن قیر با دمای حدود 170 درجه سانتیگراد آماده شود. در هنگام حل کردن گیلسونایت، هم زدن و گردش مواد باید برای 12 تا 24 ساعت ادامه داشته باشد.
• در آسیای مخلوط کن: اضافه کردن گیلسونایت در آسیای مخلوط کن می تواند توسط کیسه های آماده پلاستیکی با وزن معین، یا بصورت انبوه با استفاده از سامانه خوکار خوراک دهی انجام شود. گیلسونایت باید در مخلوط گرم و پیش از اضافه شدن قیر انجام شود. در مخلوط تر نیز باید زمان همزدن به 15 ثانیه برسد تا از مخلوط شدن یکدست مواد اطمینان حاصل گردد.
• در کارخانه های پرکردن قوطی: گیلسونایت همچنین می تواند در کارخانه هایی که قیر را در قوطی های حلبی بسته بندی می کنند اضافه شود. در هر یک از خطوط خوراک خشک مواد معدنی، یا بخش پخت اصلی این امر انجام پذیر است.
شرایط انجام راهسازی با استفاده از قیر اصلاح شده دقیقا با قیر معمولی یکسان است. تنها تفاوت در دمای بالاتر مواد روسازی است که باید در حد حداقل 160 درجه ساتتیگراد حفظ شود، و پخش مواد و فشرده سازی روساز نیز باید در دمای بالاتری انجام شود.
گیلسونایت در بسته بندی های 25 کیلوگرمی پلاستیکی قابل ذوب، 30 کیلوگرمی کاغذی و 1000 کیلوگرمی حجیم در دسترس است.
مزیای استفاده از گیلسونایت در پوشش های روسازی:
1- افزایش مقاومت در برابر تغییر شکل
2- افزایش مزیت های اقتصادی راه و کاهش هزینه
3- افزایش مقاومت در برابر نیروهای برشی
4- افزایش مقاومت در برابر خستگی
5- افزایش دوام راه
6- جبران ضعف طراحی مخلوط
7- جبران ضعف دانه بندی
گیلسونایت در مخلوط آسفالت گرم
بنابر داده های تحقیقات اداره کل فدرال بزرگراه های ایالات متحده، 80 درصد انعطاف روسازه های راه در پنج سال نخست از دست می رود. علاوه بر آن، تحقیقات اداره کل هواپیمایی فدرال، اداره مهندسی تاسیسات بندی، دپارتمان حمل و نقل ایالت های میشیگان و آریزونا نشان می دهند که استفاده از گیلسونایت در آسفالت هزینه های ترمیم و جایگزینی آسفالت را تا 60 درصد کاهش می دهد.
درحالیکه مخلوط آسفالت داغ پس از سرد شدن عملکرد ضعیفی در انعطاف دارد (مانند سیمان)، گیلسونایت با حفظ روغن ها، انعطاف و نرمش پذیری خود را حفظ نموده و با پرکردن فضاهای خالی میکرونی آسفالت را منعطف نگاه میدارد. استفاده از گیلسونایت در آسفالت پنج ساله نشان می دهد گرانروی را بیشتر از 30 درصد کاهش، افزایش شکل پذیری تا 30 درصد، و مقاومت مارشال را تا 40 درصد بیشتر شده است. برخلاف تصور اغلب مهندسان که گیلسونایت نمی تواند سختی لازم را برای روساز تامین کند، اما داده نشان می دهند که مقاومت برای بارهای درجا، بیش از آسفالت های معمول است. پایداری این نوع آسفالت ها در برابر شیار شدن و کشیدگی بیشتر بوده و همچنین بار قابل تحمل روسازه بیشتر می گردد. علاوه بر مزایای فوق، اثر نور ماوراء بنفش، اکسایش و نفوذ آب در آسفالت هم کاهش می یابد که بر عمر رویاز تاثیر مستقیمی دارد.
خاکستر و فراریت
گیلسونایت ماده ای طبیعی است. هیدروکربن های حاوی کربن و گازهای فراری چون متان. با خواصی ویژه که در قیرها تعریف می شود و بسیار شبیه به قیر های مصنوعی است که در پلایشگاه بدست می آید.
از نظر شیمیایی این گیلسونایت همان قیر پلایشگاهی است اما بدون گازهای فرار و شبیه به زغال. افزایش میزان گازهای فرار در گیلسونایت آن را بیشتر به قیر پالایشگاهی شبیه می کند.
در آزمایشگاه میزان این مواد را تعیین می کنند. نقطه نرمی گیلسونایت معمولا بین 170 تا 220 درجه سانتیگراد است. درجه حرارات بطور ثابت تا 350 درجه سانتیگراد افزایش می باید. در این دما تقریبا تمامی گازهای فرار ماده آزاد می شوند. میزان ماده باقیمانده کربن خالص نامیده می شود.
حرارات تا 800 درجه سانتیگراد با همان روند افزایش می یابد تا ترکیبات کربن هم تجزیه شود. مواد باقیمانده خاکستر نامیده می شوند که ترکیباتی از سیلیس آهن، کربنات کلسیم، اکسید گوگرد، اکسید منیزیم، اکسید آلومینیوم و اکسید سیلیسیم است.
نکاتی درباره ترکیبات قیر
ترکیابت قیری مولکول هایی هستند که عمدتا در نفت خام یافت می شوند و ترکیبی هستند از روغن های سنگین، رزین ها، هیدروکربن های اروماتیک و آلکان ها. کلمه «آسفالتن» نخستین بار در سال 1837 از سوی بوسینگالت برای نامگذاری این مواد بکار گرفته شد. وی در آزمایش های خود به موادی دست یافت که در انتهای فرایند تقطیر برجای می مانند و علاوه بر ظاهر خواصی چون آسفالت دارد. امروزه آسفالتن در پالایشگاه های نفت به همان ترتیب به دست می آید و همان قیری است که در راه سازی استفاده می شود.
آسفالتن اساسا از کربن، هیدروکربن، هیدروژن، نیتروژن و گوگرد و جزء بسیار کمی از فلزات تشکیل شده است. نسبت تقریبی کربن به هیدروژن تقریبا 1به 2/1 است که البته تمام این موارد به محل تشکیل و منبع آن بستگی دارد. این ترکیبات در چند هپتان ها غیر محلول اما در تولوئن حل شدنی هستند.
هیدرکربن های منحصر به فردی که در گیلسونایت وجود دارند، آن را از قیر متمایز می کند. گیلسونایت چه بصورت افزودنی در مواد داغ آسفالت و چه بصورت آمیزه در مواد خوراک کارخانه قابل استفاده است و با قیر پیوند نزدیکی برقرار می سازد که به سادگی قابل استفاده است.
گیلسونایت اغلب توسط تولید کنندگان آسفالت روسازی، مهندسان راهسازی و پیمانکاران جهت حصول کارایی بالا و قیمت مناسب استفاده می شود. گیلسونایت به عنوان بهینه ساز و مقاوم کننده آسفالت شناخته می شود. همچنین به عنوان ماده ای منحصر به فرد برای آسفالت های با کیفیت و سطوح پرتنش و مقاوم سازی به کار می رود. گیلسونایت توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده برای استفاده در سطوحی که مستقیما با غذا تماس دارند و پلیمرهای پوششی و رزین هی طبیعی تایید شده است. افزون بر موارد ذکر شده، گیلسونایت غیر سمی، غیرسرطانزا و ناتراریز، در قسمت 300/175 فصل سوم و بخش چهارم تاییدیه های آن سازمان آمده است.
حلالیت گیلسونایت
آزمایشات پیشرفته ای در مورد حلالیت گیلسونایت انجام می شود و خصوصیات متفاوتی را می سنجند.

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: