نجات حداقل 20 % جاده های پرتردد کشور با پلاس پلیمرها ( پلیمرهای پیشرفته ) !!!

بیتومن (قیر) یکی از قدیمی ترین مواد مهندسی شناخته شده است. این ماده به مدت هزاران سال در زمینه­های مختلف مانند چسبها، درزگیرها، مواد ضد آب (مقاوم در برابر آب) و بایندر کف خیابان و پیاده­روها استفاده می­شده است. مردمان دوران باستان بیتومن معمولی را بطور مستقیم استفاده می­کردند. در اوایل دهه 1900، بیتومن تصفیه شده توسط پالایش نفت خام در ایالات متحده آمریکا تولید شد.از آن به بعد، مصرف جهانی بیتومن به سرعت افزایش یافته است که بیشتر آنها در صنایع راه سازی مورد استفاده هستند. طبق آمار منتشر شده توسط انستیتو آسفالت و بیتومن اروپا متوسط مصرف سالیانه  بیتومن در جهان حدود 90 میلیون تن است که 85 درصد آن در انواع مختلفی از معابر و خیابانها و جاده­ها استفاده می­شود. درحقیقت، ترکیب شیمیایی بیتومن تولید شده بسیار پیچیده و متغیر است، و خواص بیتومن تولید شده به شدت به منابع نفت خام و فرآیندهای پالایش آن بستگی دارد. با انتخاب نفت خام خوب یا فرآیندهای پالایش مناسب میتوان به خواص مطلوبی از بیتومن دست یافت. با این حال، منابع نفتی محدود برای تولید بیتومن با کیفیت خوب و فقدان اقدامات کنترلی موثر در طول تصفیه به همراه نیروهای محرکه کسب بالاترین سودهای اقتصادی سبب شده است تا صنایع به اصلاح بیتومن توجه بیشتری داشته باشند. بعلاوه، در طول چند دهه گذشته، صنعت راه سازی در سطح جهان و بویژه در کشورهای در حال توسعه به سرعت رشد داشته است. بدنبال این توسعه سریع، افزایش در بار ترافیکی، حجم ترافیک بالاتر و تعمیر و نگهداری غیرکافی منجر به کم شدن کیفیت سطح راه­ها و جاده­ها از طریق ایجاد ترک­ و تغییر شکل­های دائمی بصورت شیارهای ماندگار شده است. بنابراین با گذشت زمان و توسعه سیستم­های حمل و نقل و افزایش حجم ترافیکی در کشورها، به بیتومن هایی با خواص بهبود یافته و مقاومت بالاتر در برابر شرایط کارکردی سخت تر مورد نیاز است.

بررسی­های رو به فزاینده­ای توسط مراکز تحقیقاتی و پژوهشی در سرتاسر دنیا در حال انجام هستند تا بتوان بیتومن با کیفیت بالاتر را تولید کرد. در میان تمامی تلاشهای انجام شده و یا روشهای اصلاحی بررسی شده به منظور بهبود عملکرد بیتومن در شرایط محیطی (فصول سرد و گرم) و بارهای استاتیکی و دینامیکی مختلف، اصلاح خواص بیتومن و ارتقا طول عمر آن به کمک استفاده از پلاس پلیمرها یکی از متداولترین و مرسومترین شیوه­ها بوده است. اصلاح بیتومن به کمک مواد پلیمری بصورت اضافه کردن پلیمرها به بیتومن از طریق فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی صورت میگیرد. در طول 50 سال گذشته محققین بیش از پیش بر روی اصلاح پلیمری بیتومن متمرکز شده­اند و پلیمرهای مختلفی برای این منظور استفاده شده و یا مورد ارزیابی قرار گرفته­ است. از پلیمرهای مورد استفاده می­توان به پلاستومرها (پلی اتیلن (PE)، پلی پروپیلن (PP)، اتیلن وینیل استات (EVA)، اتیلن بیوتیل آکریلات (EBA)) و ترموپلاستیک الاستومرهایی مانند استایرن-بوتاداین-استایرن (SBS)، استایرن-ایزوپرن-استایرن (SIS) و استایرن-اتیلن-بوتیلن-استایرن (SEBS) اشاره کرد؛ اگرچه هیچ یک از این مواد پلیمری از ابتدا به منظور استفاده در بیتومن طراحی نشده بودند. بررسی­های انجام گرفته نشان می­دهد که این پلیمرها سبب بهبود در خواص بیتومن می­شوند که از بین آنها میتوان به سفتی بالاتر در دماهای بالا، مقاومت بیشتر در برابر تردی، شکنندگی و ترک زایی در دماهای پایین، مقاومت بیشتر در برابر رطوبت، طول عمر خستگی طولانی تر و بهبود رفتار ویسکوالاستیک بیتومن تحت شرایط بارگذاری اشاره کرد. لذا استفاده از این افزودنیها بصورت یک استاندارد کیفی تولید محصول تبدیل شده است و در سرتاسر دنیا از مواد پلیمری مذکور در فرمولاسیونهای قیر و آسفالت برای استفاده در موارد مختلف بهره برده می­شود تا بدین ترتیب کیفیت، دوام و پایداری محصول نهایی افزایش یابد.

علاوه بر مزایای ذکر شده در بالا در اثر استفاده از مواد پلیمری در بیتومن، استفاده از مواد پلیمری با چالشهایی نیز همراه است که عبارتند از هزینه (قیمت) بالا، مقاومت کم در برابر زمانبندی (پیرشدگی)، پایداری کم در زمان نگهداری، مقاومت کم  در برابر هوازدگی و محدودیت بهبود در الاستیسیته.

به دلیل وجود محدودیتهایی مربوط به واردات مواد اولیه، نوسانات قیمت مواد وارداتی، افزایش سرسام آور قیمت مواد پلیمری وارداتی طی سالهای اخیر و مشکلات مربوط به تامین آنها، چالش مربوط به قیمت و تامین پلاس پلیمرهای مورد استفاده در اصلاح بیتومن بیش از سایر چالشها تولید سایر محصولات پایین دستی بر پایه بیتومن را در کشور ما تحت تاثیر قرار داده است بطوریکه نه تنها تولید کنندگان بلکه مصرف کنندگان محصولات پایه بیتومن نیز از این قضیه به شدت متاثر خواهند شد. افزایش چند برابری قیمت مواد پلیمری مذکور (که عمدتا وارداتی هستند) طی سالهای اخیر باعث شده است تا عملا تولیدکنندگان محصولات پایه قیر و آسفالت این مواد را از ترکیب نهایی خود حذف کنند و یا تنها در موارد بسیار معدودی (در مواقع خاص و برای کاربردهای خاص) از آنها استفاده کنند. در بعضی از موارد جایگزینی برای آنها در نظر گرفته نمیشود و در دیگر موارد عمدتا از مواد ضایعاتی و بازیافتی ارزیان قیمت به منظور جایگزین کردن مواد پلیمری ذکر شده در بالا استفاده میشود که از نظر خواص و تاثیر در عملکرد محصول نهایی نه تنها به هیچ عنوان قابل مقایسه با مواد پلیمری مذکور نیستند بلکه بر روی طول عمر محصول نهایی نیز اثرات منفی دارد. در بعضی از موارد عدم وجود سیستمهای نظارتی مناسب و یا عدم تخصص کافی مجریان و پیمانکاران مربوطه بطور مضاعف سبب میشود تا استانداردهای مربوط به مواد اولیه و کیفیت مورد نیاز برای ترکیب قیر و آسفالت چندان مد نظر قرار نگیرند. نتیجه همه عوامل ذکر شده در بالا سبب شده است که شماری از محصولات بر پایه قیر و آسفالت که در کشور تولید میشوند کیفیت مطلوبی نداشته و یا دوام و پایداری و طول عمر نسبتا پایینی را از خود نشان دهند. درنتیجه این محصولات با استانداردهای جهانی فاصله زیادی داشته و رضایت مصرف کنندگان را به همراه ندارند. 

حال سوال اصلی در اینجا مطرح می­شود که آیا نمی­توان بر روی جایگزین­های این مواد پلیمری پیشرفته ( پلاس پلیمرها ) در داخل کشور کار کرد و محصولات و دستاوردهایی را توسعه داد که ضمن حفظ کیفیت محصولات نهایی در صرفه­جویی ارز نیز تاثیر بسزایی داشته و حتی راه را برای صادرات این دسته از پلاس پلیمرها باز نمود؟