ما هو الأسفلت وكيف يتم تصنيعه

للكثير من الأعوام نسير على الطرقات بشكل مستمر، ولكن هل تساءل الناس كيف تم تصنيع الأسفلت، لذلك في المقال التالي سوف نشرح بشكل أكبر ما هو الأسفلت وكيف يتم تصنيعه.

كيف يتم صنع الأسفلت.         

الأسفلت موجود في كل مكان. يتم استخدامه لبناء الطرق ومواقف السيارات وممرات المطارات والأرصفة وملاعب التنس والملاعب ومسارات الدراجات. يستخدم الأسفلت، بشكل سائل، لطلاء الأسقف والأنابيب والهيكل السفلي للمركبات. ومع ذلك، على الرغم من أنه جزء من حياتهم اليومية، إلا أن معظم الناس لا يفكرون أبدًا في ماهية الأسفلت أو كيفية صنعه.

الأسفلت هو في الواقع المادة التي تربط الأنقاض والحصى، والتي يشار إليها باسم الركام، معًا لتكوين سطح صلب قوي. الأسفلت عبارة عن خليط هيدروكربوني من فئة البيتومين، وعادة ما يكون لونه بنياً داكناً إلى أسود. البيتومين هو المصطلح الجيولوجي للرواسب الطبيعية للبترول في صورة صلبة أو شبه صلبة.

يعتبر الأسفلت من أقدم المواد الهندسية التي عرفها الإنسان ويعود تاريخه إلى 2600 قبل الميلاد. عندما استخدمه المصريون القدماء كعامل مانع لتسرب المياه ومادة حافظة لأغلفة المومياوات. استخدمت الحضارات القديمة الأخرى الأسفلت لبناء كل شيء من أنظمة الري إلى الطرق.

بينما كان الإسفلت الطبيعي يستخدم على نطاق واسع حتى أوائل القرن العشرين، فإن معظم الأسفلت اليوم يتم تكريره من النفط الخام. يتميز الإسفلت اليوم بنفس الخصائص طويلة الأمد مثل الأسفلت الطبيعي، ولكن مع ميزة إضافية تتمثل في إنتاجه في حالة موحدة خالية من الشوائب.

عملية تصنيع الأسفلت.

هناك العديد من الخطوات المتبعة في صنع الأسفلت. يتم إدخال الزيت الخام أو البترول من خلال عملية التقطير التي تفصل المكونات المختلفة للزيت إلى عدة منتجات ثانوية، أحدها الإسفلت.

الأسفلت، في شكله الأساسي، هو مجرد رواسب ثقيلة متبقية من عملية تكرير النفط.

التقطير:

تبدأ عملية تكرير الأسفلت عن طريق التسخين السريع للزيت الخام للتقطير الأولي. بمجرد تسخين الخام، يتم نقله إلى وعاء تقطير حيث تتم إزالة المكونات الأكثر تطايرًا وأخف وزنًا، والتي تسمى الكسور، بواسطة سلسلة من آليات التكثيف والتبريد.

ثم يتم فصل النفط الخام لإنتاج منتجات مثل البنزين ووقود الديزل والكيروسين ومنتجات بترولية أخرى. يُشار إلى الرواسب الثقيلة المتبقية من عملية التقطير إلى النفط الخام "العلوي" الذي يستخدم في صناعة زيت التدفئة أو تحويله إلى منتجات أخرى مثل الأسفلت.

التقليص:

يمكن مزج الأسفلت، المعروف باسم "التقطيع"، بمادة متطايرة تنتج منتجًا أكثر مرونة عند درجة حرارة منخفضة من الأسفلت العفيف. عندما يتعرض الأسفلت المخلوط للحرارة أو الهواء، كما هو الحال عند استخدامه في الرصف أو في البناء، تتبخر العناصر المتطايرة، تاركة الأسفلت الصلب فقط. تحدد سرعة تبخر عامل القطع معدل معالجة الأسفلت.

المستحلب:

يمكن أيضًا استحلاب الأسفلت لإنشاء منتج يسهل خلطه مع الركام أو ضخه عبر الأنابيب أو استخدامه في تطبيقات الرش. أثناء الاستحلاب، يتم طحن الإسفلت إلى كريات أصغر من خمسة ميكرون ويخلط مع الماء. ثم يضاف عامل الاستحلاب لتقليل قدرة الأسفلت والماء على الفصل. قد تشتمل عوامل الاستحلاب المستخدمة في إنتاج الأسفلت على الطين والسيليكات والصابون أو الزيوت النباتية.

التهريب:

يتم سحق الأسفلت المتصلب أحيانًا لإنتاج مسحوق. يتم سحق الأسفلت ثم تمريره عبر سلسلة من المناخل لإنتاج حبيبات ذات حجم موحد. عادة ما يتم خلط الأسفلت المزود بالزيت والركام لبناء الرصيف. تعمل الحرارة والضغط على دمج المسحوق والركام والزيت ببطء، مما يؤدي إلى تصلب الخليط إلى قوام يشبه الأسمنت.

حقن الهواء:

قد يتم حقن الأسفلت بالهواء إذا كان سيتم استخدامه لأغراض الطلاء. يتم تسخين الأسفلت إلى درجة حرارة 500 درجة فهرنهايت أثناء عملية نفخ الهواء ثم يتم دفع فقاعات الهواء إلى السائل لعدة ساعات. يؤدي هذا إلى بقاء الإسفلت في حالة سائلة عند تبريده.

مخاليط الرصف.

هناك فئتان من مخاليط رصف الأسفلت، تعرف بالخليط الساخن والبارد. يأتي اسم "المزيج الساخن" من إجراء تسخين الأسفلت والركام قبل الدمج لإزالة أي رطوبة والحصول على السيولة الكافية للاندماج والانتشار المناسبين. عادة ما يتم استخدام الأسفلت المختلط الساخن، والمختصر HMA، في المناطق ذات الازدحام الشديد، مثل الطرق الرئيسية والطرق السريعة، بينما يستخدم الأسفلت المخلوط على البارد، أو CMA، عادةً لرصف الطرق الثانوية.

بالنسبة لـ HMA، يتم خلط الأسفلت والركام في منشأة حيث يتم تسخينها أولاً ثم خلطها بالقوام المطلوب. يمكن إنشاء مصانع الخلط الساخن في موقع دائم أو قد تكون متحركة، وتنتقل من موقع العمل إلى الموقع الآخر. عملية أخرى تسمى خلط الأسطوانة تسخن وتمزج الأسفلت والركام في نفس الوقت. يتم وضع الكميات المقاسة بشكل صحيح من الركام والأسفلت في غرفة تسمى طاحونة، وتخلط ثم توضع في شاحنات، أو حاويات تخزين.

بعد ذلك يتم نقل الأسفلت للخلط الساخن بالشاحنات إلى موقع العمل ويتم سكبه ونشره إلى سمك موحد بواسطة آلة الرصف. ثم يتم ضغط الخليط بواسطته آلة الدرفلة Avy وهي لا تزال ساخنة لإنتاج سطح مستوٍ.

رقابة الجودة.

تتأثر خصائص الإسفلت بالخصائص الفطرية للبترول الذي يصنع منه. هذا يرجع إلى حقيقة أن حقول النفط المختلفة وطرق التكرير يمكن أن ينتج عنها زيوت خام ذات خصائص متنوعة للغاية. هناك ثلاثة عوامل أساسية يجب مراعاتها عند استخدام الأسفلت لأغراض البناء.

التناسق:

يتم تصنيف الأسفلت بناءً على نطاقات اللزوجة أو الاتساق عند درجة حرارة معينة. يمكن أن تتسبب إجراءات الخلط والتحكم في درجة الحرارة بإهمال في مزيد من الضرر لرصف الأسفلت أثناء مرحلة التصلب أكثر من سنوات عديدة من حركة مرور المركبات. يتم تحديد اختبار الاختراق المعياري بشكل عام عند تحديد تناسق الإسفلت.

النقاء:

يتم اختبار نقاوة الإسفلت بسهولة، حيث إنه مصنوع بالكامل تقريبًا من البيتومين القابل للذوبان في الكربون ثنائي الكبريتيد. عادة ما يكون الأسفلت المكرر أكثر من 99.5 في المائة قابلاً للذوبان في ثاني كبريتيد الكربون، مع كون الشوائب المتبقية خاملة.

السلامة:

في حين أن الأسفلت يكون خاليًا من الرطوبة بعد الإنتاج، فقد يكون لدى عربة النقل كميات ضئيلة من المياه الموجودة في خزانها. قد تتسبب الرطوبة في تكوين رغوة عند تسخينها فوق 212 درجة فهرنهايت، مما يشكل خطرًا على السلامة. وذلك لأن الرغوة ستطلق أبخرة يمكن أن تومض، أي تشتعل تمامًا في الحال، عند حدوث شرارة أو لهب. عتبة السلامة 212 درجة أعلى بكثير من درجات الحرارة التي تُشاهد عادةً في عمليات الرصف.

وأخيرا ... تعتبر هذه نظرة على طريقة تصنيع الأسفلت، للمزيد من المقالات ما عليكم سوى بزيارة موقع تيربو العرب.