ما هو الأسفلت المطاطي

الأسفلت المطاطي” هو تعبير يشير إلى إضافة نسبة تتراوح بين 18-22% من المطاط المستخرج من إطارات السيارات التالفة أو القديمة إلى خليط الأسفلت المستخدم في تعبيد الطرق. قد يعتقد البعض أنها تقنية حديثة، لكن الحقيقة أن استخدام هذه التقنية بدأ في الستينات من القرن الماضي على الطرق السريعة في ولاية أريزونا في الولايات المتحدة الأمريكية .

الاسفلت المطاطي

يعد الأسفلت المطاطي المادة الرائدة في رصف الطرق والممرات، ويجب فهم خصائصه المستخدمة في المشروع لضمان الأداء والاستقرار على المدى الطويل، ويجب أخذ الظروف البيئية المختلفة والحمولاتالمرورية المترتبة على حركة المرور في الاعتبار خلال مرحلة التصميم.

في بعض الأحيان، التصميم لا يؤدي إلى قابلية استخدام مقبولة وآمنة وسليمة بسبب التدهور المبكر. هناك عدة عوامل تساهم في التدهور، مثل جودة المواد والبناء وحمولة حركة المرور وتصميم الطريق والظروف البيئية. بشكل عام، يعود معظم التدهور إلى الإجهاد والتشقق الحراري. يمكن تحسين عمر الرصيف ببعض التعديلات إذا تم اعتبار العوامل التي تسبب التدهور أثناء مرحلة التصميم.

مميزات استخدام الأسفلت المطاطي

• تم اكتشاف أن الإسفلت المطاطي له قدرة كبيرة على امتصاص الضوضاءالناتجة عن حركة المرور على الطرق.
• الأمان يتجلى في قدرة إطارات السيارة على التصاقها بالطريق بشكل أفضل .
• يتميز بأنه صديق للبيئة، حيث يتم صنعه من مواد معاد تدويرها مثل إطارات السيارات المستعملة.
• يؤدي تقليل الشقوق على سطح الطريق إلى تقليل الصيانة المطلوبة للطريق بشكل كبير.
• يساهم في تقليل الانزلاق وزيادة مقاومته للانزلاق بأكثر من 200%.
• تزيد راحة السائقين بنسبة تفوق 60٪.
• تقليل حوادث الطرق بنسبة كبيرة، خاصةً في الأجواء الماطرة.
• قدرته عالية على استيعاب مياه الأمطار، مما يقلل من انتشار الرذاذ عند هطول الأمطار، ويساعد على تخفيض تكاليف الصيانة نظرًا لعمره الافتراضي الطويل.
• إن الأسفلت المطاطي اقتصادي أكثر.

عزل الأسطح بالأسفلت المطاطي

• الاسفلت المطاطي : تحتوي هذه الخلطة على زفت 80-100 وحبيبات مطاطية وأمينط، وتساعد على تمدد وانكماش المواد.
• يضاف 40 كغ من المطاط لكل 200 كغ من الزفت.
• تتم عملية العزل عن طريق تنظيف السطح بشكل جيد من الغبار .
• تتم معالجة الشقوق بشكل جيد وتعبئة الفجوات بين الأسطح قبل وضع الطبقة .
• يتم وضع طبقة من الأسفلت المطاطي على السطح بسمك 3-4 مم، وفقًا لامتصاص السطح.

المواد البوليمرية البلاستيكية

أثارت المواد البوليمرية البلاستيكية، مثل البولي إيثيلين (PE) والبولي بروبيلين (PP)، اهتمامًا كبيرًا بين المهندسين والمصنعين لاستخدامها في تحسين رصف الطرق بسبب خصائصها اللزجة والتصاقها الجيد للركام المعدني.

يكمن الهدف الرئيسي من استخدام البوليمرات في الأسفلت في زيادة صلابتها في درجات الحرارة العالية المستخدمة وتقليل صلابتها في درجات الحرارة المنخفضة المستخدمة.

يمكن تصنيف البوليمرات المستخدمة لتعديل الأسفلت المطاطي إلى ثلاث فئات رئيسية وهي: اللدائن الحرارية والبلاستومرات والبوليمرات التفاعلية.

من الواضح أن اللدائن الحرارية بالحرارة قادرة على خصائص استجابة عالية المرونة وبالتالي تقاوم التشوه الدائم عن طريق تمديد واستعادة شكلها الأولي على طبقة معدلة ، في حين تقوم اللدائن البلاستيكية والبوليمرات التفاعلية بتعديل الأسفلت من خلال تشكيل شبكة قوية وصلبة ثلاثية الأبعاد لزيادة الصلابة و تقليل التشوهات.

نظرًا لملاءمتها في هذه الظروف، فإن كتلة ستيرين بوتادين ستيرين (SBS) هي واحدة من المعدلات البوليمرية الرائدة للبيتومين بين المجموعة الكبيرة من البوليمرات.

SBS هي مجموعة من البوليمرات الاصطناعية المطاطية القوية التي تستخدم في التطبيقات التي تتطلب متانة، وغالبا ما يتم استخدامها جزئيا بدلا من المطاط الطبيعي بناء على تكلفة المواد الخام المقارنة.

تعتبر هذه البوليمرات جزءًا من مجموعة بوليمرات مشتركة تسمى البوليمرات المشتركة، حيث تتكون من ثلاثة أجزاء.
يتألف هذا المنتج من سلسلة طويلة من البوليستيرين في الجزء الأول، وسلسلة طويلة من البولي بوتادين في الجزء الوسط، وجزء طويل آخر من البوليستيرين في الجزء الأخير.

ما هو الأسفلت الطبيعي

الأسفلت هو مادة معدنية ثقيلة ذات لون داكن إلى أسود، وهو واحد من عدة مخاليط للهيدروكربونات المعروفة باسم البيتومين. إن الأسفلت هو مادة قوية ومتعددة الاستخدامات ومقاومة للطقس والمواد الكيميائية، والتي يمكن تكييفها لاستخدامات متنوعة.

يتم ربط الأسفلت بالحجر والحصى المسحوق (المعروف باسم الركام) لتشكيل أسطح متينة وصلبة للطرق والشوارع. يتم الحصول على الأسفلت إما من الرواسب الطبيعية مثل الإسفلت الأصلي أو كمنتج ثانوي لصناعة البترول (الأسفلت البترولي).

يعد الأسفلت واحدًا من أقدم المواد الهندسية في العالم، حيث تم استخدامه منذ بداية الحضارة. في حوالي عام 6000 قبل الميلاد، كانت لدى السومريين صناعة بناء سفن مزدهرة أنتجت واستخدمت الأسفلت للسد والعزل المائي.

في فترة مبكرة من العصور القديمة، استخدم المصريون الإسفلت كمادة مقاومة للماء وأيضا لتحنيط المومياوات. استخدم الإسفلت على نطاق واسع في بناء الرصف وأنظمة الري والخزانات والطرق السريعة في الحضارات القديمة. تكون الإسفلت المستخدمة من قبل تلك الحضارات بشكل طبيعي وتم العثور عليها في طبقات جيولوجية

يتشكل الأسفلت الطبيعي عندما تعمل زيوت البترول الخام في طريقها من خلال الشقوق في سطح الأرض. تدفع حركة الشمس والرياح الزيوت والغازات الأخف وزناً إلى الخروج، مما يترك بقايا سوداء. تم استخدام الأسفلت الطبيعي على نطاق واسع حتى أوائل القرن العشرين.

صناعة الاسفلت

أدى اكتشاف تكرير الأسفلت من البترول الخام والشعبية المتزايدة للسيارات إلى توسيع صناعة الأسفلت بشكل كبير. يتميز الأسفلت البترولي الحديث بنفس صفات الأسفلت الطبيعي المتينة، مع ميزة إضافية تتمثل في تكريره إلى حالة موحدة خالية من الشوائب العضوية والمعدنية.

المواد الأولية

المواد الخام المستخدمة في تصنيع مكونات الأسفلت الحديث هي البترول، وهي عبارة عن بيتومين سائل يحدث بشكل طبيعي. يعتبر الأسفلت مكونا طبيعيا للبترول. توفر آبار النفط البترول الخام لمصافي النفط، حيث يتم تقسيمه إلى مكوناته وأجزائه المختلفة.

عملية التصنيع

تتم عملية فصل النفط الخام إلى أجزائه المختلفة في مصفاة النفط عن طريق عملية التقطير، وبعد الفصل، يتم تكرير تلك الأجزاء لإنتاج منتجات أخرى مثل الأسفلت والبارافين والبنزين والنافتا وزيت التشحيم والكيروسين وزيت الديزل.

نظرًا لأن الأسفلت هو القاعدة أو المكون الثقيل للبترول الخام، فإنه لا يتبخر أو يتجمد أثناء عملية التقطير، ويتمثل الأسفلت في الأساس في المخلفات الثقيلة لعملية تكرير النفط.

المنتجات الثانوية

وضعت قوانين حماية البيئة رموزًا صارمة للحد من تدفق المياه والجسيمات وانبعاثات الدخان من مصافي النفط ومصانع معالجة الأسفلت، ويجب ضبط السيطرة على الغبار وثاني أكسيد الكبريت والدخان والعديد من الانبعاثات الأخرى بدقة.

إن المرسبات الإلكتروستاتيكية ، ومجمعات الغبار الأولية التي تستخدم الأعاصير المخروطية المفردة أو المتعددة ، ووحدات التجميع الثانوية هي جميعها معدات مطلوبة للتحكم في الانبعاثات. تتسبب الهيدروكربونات التي تتكون في إنتاج الأسفلت ، إذا لم يتم التحقق منها ، في تكوين أبخرة وملوثات روائح كريهة تلوث الهواء وتغمقه.

يتم التحكم في الملوثات التي تنبعث من إنتاج الإسفلت باستخدام حاويات مخصصة، ثم يتم إعادة تدويرها خلال عملية التسخين.