آسفالت گوگردی
به دلیل ضعفهای ذاتی قیر و لزوم افزایش محدوده کاربری آن ، امروزه بیشتر قیرهای راهسازی در دنیا با کمک مواد افزودنی مانند پلیمرها اصلاح می شوند ؛ البته در ایران این مواد افزودنی اکثرا وارداتی و گرانقیمت هستند، درصورتی که گوگرد ماده ای ارزان و در دسترس است که کیفیت و دوام آسفالت را ارتقائ می دهد. از طرف دیگر، ساخت آسفالت گوگردی با تغییرات نسبتا ساده ای در کارخانه های معمولی آسفالت امکان پذیر است و حمل ونقل و پخش و کوبیدن آن با روشهای متداول انجام می شود، بنابراین ساخت و اجرای این نوع آسفالت به هیچ گونه فناوری پیچیده ای احتیاج ندارد. باتوجه به ویژگی های خاص گوگرد، محققان پژوهشگاه صنعت نفت موفق به فرمولاسیون و تولید آسفالت گوگردی شده اند. به این ترتیب با بررسی انجام این نوع آسفالت که مستلزم ساخت و اجرای آزمایشی آسفالت گوگردی در یک منطقه انتخاب شده و مشاهده مشکلات ساخت و اجرا و همچنین بررسی عملکرد آن در زیر بار ترافیک و تحت شرایط مختلف جوی است می توان موجب ترویج اجرای آسفالت گوگردی در ایران و حتی عرضه این فناوری به کشورهای همسایه شد.
بازیابی گوگرد از سوختهای فسیلی به منظور جلوگیری از آلودگی هوا و ایجاد خوردگی در دستگاه ها باعث می شود به اجبار مقادیر معتنابهی گوگرد در صنایع مربوط تولید شود که تولید آن بخصوص در صنایع پالایش نفت و گاز ایران چشمگیرتر و بخش قابل توجهی از آن مازاد بر مصرف است ، زیرا در مقابل حجم عظیم تولید گوگرد، مصرف آن بسیار محدود و در حجمهای بسیار کم است. از طرف دیگر صادرات این ماده ، حداقل از برخی پالایشگاه ها دارای مشکلات خاص خود بوده و از لحاظ اقتصادی چندان مقرون به صرفه نیست. به طور کلی پیش بینی های به عمل آمده نشانگر آن است که تولید سالانه گوگرد در جهان رو به افزایش است و این مساله به چند علت است. اولا نفتهای خام استخراجی در دنیا بتدریج ترش شده اند و درصد گوگرد آنها بالاست و ثانیا با توجه به محدودیت ها و قوانینی که از لحاظ حفظ محیطزیست وضع شده است ، درصد گوگرد همراه فرآورده های نفتی باید کاهش یابد، پس اندیشمندان و متخصصان مربوط وادار شده اند که درباره مصرف گوگرد مازاد بررسی و مطالعاتی انجام دهند.
در ایران نیز سالانه بیش از ۲ میلیون تن گوگرد تولید می شود و با توجه به قیمت بسیار پایین صادرات (حدود ۵۰دلار برای هر تن) باید به توسعه صنایع وابسته در کشور اندیشید.به گفته مهندس علی احسان نظربیگی ، مسوول اجرای این طرح در پژوهشگاه صنعت نفت ، یکی از کاربردهای قابل توجه گوگرد، به کارگیری آن در راهسازی و ساخت بتون آسفالتی گوگرددار و یا ماسه آسفالت گوگردی است.
علاوه بر آسفالت گوگردی که در اینجا بحث می شود، می توان از گوگرد در ساخت انواع کودهای شیمیایی ، بتون گوگردی ، صنایع دارویی و غذایی ، نساجی ، لاستیک و پلیمر نیز استفاده کرد.
● بازیافت گوگرد
نظربیگی ، تحقیقات و فعالیت های انجام گرفته در این زمینه در پژوهشکده پالایش نفت پژوهشگاه صنعت نفت را شامل انجام بررسی و مطالعات درباره امکان به کارگیری گوگرد در راهسازی ، بررسی عملکرد شیمیایی گوگرد در قیر و تغییر در خواص قیر پس از اختلاط با گوگرد، بررسی تاثیر افزایش گوگرد در خواص بتون آسفالتی در آزمایش میدانی و انجام آزمایش صحرایی (ساخت عملی جاده) آسفالت گوگردی با همکاری شرکت پالایش گاز شهید هاشمی نژاد (خانگیران) و بررسی عملکرد آن می داند و دستاوردهای نتایج به دست آمده از فعالیت های پژوهشگاه در این زمینه را به شرح زیر بیان می کند:
۱) تولید صنعتی آسفالت گوگردی با تغییرات نسبتا ساده در کارخانجات متداول آسفالت انجام پذیر و حمل و پخش و کوبیدن آسفالت گوگردی نیز با همان دستگاه های معمولی امکان پذیر است.
۲) آلودگی های حاصل در مراحل ساخت و اجرای آسفالت گوگردی در صورت انجام اقدامات لازم از قبیل تنظیم دما و استفاده از وسایل ایمنی مانند ماسک تنفسی و عینک قابل کنترل است و پس از مراحل بالا، هیچ گونه آلودگی در زمان سرویس دهی جاده گزارش نشده است.
۳) کیفیت و دوام آسفالت گوگردی در بیشتر نقاط جهان ، معادل یا بهتر از آسفالت معمولی گزارش شده است.
● نسل جدید آسفالت
استفاده از گوگرد در راهسازی سابقه ای در حدود یکصد ساله دارد. رویکرد همگانی اولیه در دهه ۷۰ میلادی و به دنبال بحران انرژی در دنیا بوده است که منجر به ساخت دهها قطعه آزمایشی آسفالت گوگردی در نقاط مختلف دنیا شد. اولین قطعات آسفالت گوگردی اواسط دهه ۷۰ میلادی در امریکا و کانادا ساخته شد و سپس تا سال ۲۰۰۲ میلادی حدود ۴۲۰۰ کیلومتر آسفالت گوگردی در بیش از ۲۰۰ نقطه جهان ساخته شد و مورد ارزیابی قرار گرفت که ازجمله این کشورها می توان به امریکا، انگلستان ، فرانسه ، لهستان ، اسپانیا، فنلاند، بلژیک ، نروژ، عراق ، کویت و عربستان سعودی اشاره کرد.
نظربیگی می افزاید: ساخت قطعات آزمایشی آسفالت گوگردی در دهه ۸۰ رو به کاهش نهاد، ولی اواخر دهه ۹۰ باردیگر روبه افزایش گذاشته است. علت این موضوع تغییر در قیمت نسبی گوگرد و قیر در این دوره هاست که با افزایش این نسبت ، ساخت آسفالت گوگردی دارای توجیه اقتصادی است و تمایل به ساخت آسفالت گوگردی افزایش می یابد. در کشور ما نیز از دهه ۷۰ میلادی پژوهش هایی در این زمینه در سازمان های مختلف از جمله وزارت راه و ترابری ، دانشگاه ها، آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک ، سازمان توسعه راهها و نیز پژوهشگاه صنعت نفت آغاز شد. به طور کلی به دلیل ضعفهای ذاتی قیر و لزوم افزایش محدوده کاربری آن ، امروزه اکثر قیرهای راهسازی در دنیا با کمک مواد افزودنی مانند پلیمرها اصلاح می شوند.
در ایران این مواد افزودنی اغلب وارداتی و گرانقیمت هستند، در صورتی که گوگرد ماده ای ارزان و در دسترس است که کیفیت و دوام آسفالت را ارتقا می دهد. از طرف دیگر، ساخت آسفالت گوگردی با تغییرات نسبتا ساده ای در کارخانه های معمولی آسفالت امکان پذیر بوده و حمل ونقل و پخش و کوبیدن آن با روشهای متداول انجام پذیر است ، بنابراین ساخت و اجرای این نوع آسفالت به هیچ گونه فناوری پیچیده ای احتیاج ندارد .
مهندس نظربیگی به کارگیری این نوع آسفالت را در ایران با توجه به دلایل متعدد ضروری می داند:
● تفاوت قابل ملاحظه قیمت گوگرد و قیر در ایران:
با توجه به این که وزن مخصوص گوگرد حدود ۲ برابر قیر است ، برای جایگزینی معادل حجمی قیر با گوگرد باید به ازای یک گرم قیر، ۲گرم گوگرد در آسفالت وارد شود. در مراجع مختلف ذکر شده است که چنانچه قیمت قیر بیش از ۲ برابر قیمت گوگرد باشد، این جایگزینی از لحاظ اقتصادی توجیه پذیر است. در حال حاضر قیمت قیر بیشتر از ۲ برابر قیمت گوگرد است.
● یافتن موارد مصرف انبوه برای گوگرد مازاد در ایران:
تولید سالانه آسفالت در ایران بیش از ۲۰ میلیون تن است و چنانچه درصد قیر در آسفالت حدود ۵ درصد در نظر گرفته شود، اگر حدود ۳۰ درصد قیر با گوگرد جایگزین شود، سالانه امکان مصرف بالقوه صدها هزار تن گوگرد در راهسازی وجود دارد.
● افزایش کیفیت و دوام آسفالت با ماده افزودنی بسیار ارزان:
به دلیل ضعفهای ذاتی قیر و لزوم افزایش محدوده کاربری آن ، امروزه بیشتر قیرهای راهسازی در دنیا با کمک مواد افزودنی مانند پلیمرها اصلاح می شوند. در ایران این مواد افزودنی وارداتی و گران قیمت هستند، در صورتی که گوگرد ماده ای ارزان و در دسترس است که کیفیت و دوام آسفالت را ارتقاء می دهد.
● بومی بودن فناوری مورد استفاده:
ساخت آسفالت گوگردی با تغییرات نسبتا ساده ای در کارخانه های معمولی آسفالت امکان پذیر است و حمل ونقل و پخش و کوبیدن آن با روشهای متداول انجام پذیر است ، بنابراین ساخت و اجرای این نوع آسفالت به هیچ گونه فناوری پیچیده ای احتیاج ندارد.
● جبران نقیصه سنگهای معدنی نامرغوب:
برای تهیه مخلوط آسفالتی با کیفیت بالا، سنگدانه های مورد استفاده باید دارای استحکام و کیفیت مناسبی بوده و ضمن داشتن وجوه شکسته ، سطوح آنها از مواد آلوده کننده عاری باشد و در ضمن دانه بندی آنها پیوسته باشد. در بسیاری از نقاط کشور ما، تهیه سنگدانه مرغوب ممکن نیست و تهیه آسفالت باید با سنگدانه موجود و در دسترس محلی صورت پذیرد. به کارگیری گوگرد در تولید آسفالت این نقیصه را تا حدود زیادی جبران می کند.
● امکان تولید ماسه آسفالت گوگردی با ماسه کویری:
به دلیل وسعت زیاد مناطق کویری در ایران و این موضوع که تنها مصالح موجود در این مناطق ماسه بادی است ، ساخت بتون آسفالتی در این مناطق پرهزینه است. با توجه به مطالب بالا می توان با به کارگیری ماسه کویری و گوگرد و قیر، در مناطق فوق جاده آسفالته با کیفیت قابل قبول و قیمت پایین ساخت.
● افزایش ارز وارداتی:
با صرفه جویی در مصرف قیر و صادرات قیر به جای گوگرد، حداقل ۸۰ دلار به ازای هر تن ، ارز اضافی به دست خواهد آمد. با توجه به افزایش تولید گوگرد در جهان و افزایش تقاضا برای خرید قیر، این روند (به دست آمدن ارز اضافی) رو به گسترش خواهد بود. با توجه به این مزایا به نظر می رسد ساخت و اجرای آزمایشی آسفالت گوگردی در یک منطقه انتخاب شده و مشاهده مشکلات ساخت و اجرا و همچنین بررسی عملکرد آن در زیر بار ترافیک و تحت شرایط مختلف جوی ، بهترین روش به منظور بررسی مسائل مربوط به انجام این نوع آسفالت است که در صورت موفقیت ، موجب ترویج اجرای آسفالت گوگردی در ایران و حتی عرضه این فناوری به کشورهای همسایه خواهد شد.
