نشریه تخصصی صنعت قیر و عوامل وابسته

مجله WPB شماره ژانویه

شماره ژانویه مجله دنیای نفت و قیر

همکاران

هند قیر اصلاح‌شده با پلاستیک بازیافتی را در بزرگراه NH-44 آزمایش می‌کند؛ آیا این فناوری می‌تواند تقاضای آینده برای قیر راه‌سازی را تغییر دهد؟

به گزارش نشریه دنیای نفت و قیر، هند گام جدیدی برای استفاده از پلاستیک بازیافتی در مواد قیری برداشته است. یک مقطع آزمایشی در بزرگراه ملی ۴۴ (NH-44) در شهر جانسی با استفاده از قیر اصلاح‌شده با پلاستیک بازیافتی (W-PMB 76-10) اجرا شده است. این مقطع آزمایشی تقریباً یک کیلومتر طول دارد و در ۲۴ سپتامبر ۲۰۲۶ به‌عنوان یک پروژه میدانی برای ارزیابی فناوری فرآیند تر اجرا شد. این فناوری توسط IIT (BHU) در شهر واراناسی و در قالب یک برنامه پژوهشی مورد حمایت وزارت حمل‌ونقل جاده‌ای و بزرگراه‌های هند توسعه یافته است. عملکرد این مقطع در طول زمان پایش خواهد شد تا رفتار مهندسی و مناسب‌بودن آن برای استفاده گسترده‌تر در پروژه‌های راه‌سازی ارزیابی شود.

اهمیت این پروژه در این است که استفاده از پلاستیک بازیافتی در راه‌های هند را یک گام فراتر از روش خشک می‌برد. در روش خشک، پلاستیک فرآوری‌شده همراه با سنگدانه‌ها در زمان آماده‌سازی مخلوط قیری وارد فرآیند می‌شود. اما در روش جدید، پلاستیک بازیافتی انتخاب‌شده ابتدا فرآوری و سپس مستقیماً با قیر ترکیب می‌شود تا بایندر پیش از استفاده در مخلوط آسفالتی آماده شود. مسئولان پروژه این مقطع جانسی را نخستین پایلوت این روش خاص فرآیند تر در یک بزرگراه ملی هند توصیف کرده‌اند.

این فناوری از پلی‌اتیلن با چگالی پایین (LDPE) استفاده می‌کند؛ نوعی ترموپلاستیک پرکاربرد که می‌توان آن را از محصولاتی مانند لوله‌های آبیاری دورریخته‌شده، پوشه‌ها و فایل‌های پلاستیکی بازیابی کرد. بر اساس اطلاعات پروژه، این مواد با همکاری بازیافت‌کنندگان محلی و بنگاه‌های کوچک و متوسط فرآوری می‌شوند. این موضوع به فناوری موردنظر یک جنبه صنعتی فراتر از مهندسی روسازی می‌دهد، زیرا جمع‌آوری و فرآوری ضایعات را به تولید مواد مورد استفاده در ساخت جاده متصل می‌کند.

یکی از مهم‌ترین ادعاهای تجاری این پروژه، امکان کاهش مصرف قیر متعارف است. مسئولان مرتبط با پروژه برآورد کرده‌اند که این فناوری می‌تواند مصرف قیر متعارف را حدود ۴ درصد کاهش دهد. آنها همچنین برآورد کرده‌اند که هزینه ماده اصلاح‌شده می‌تواند حدود ۲۰ درصد کمتر از قیر متعارف باشد. با این حال، این اعداد باید در شرایط فعلی به‌عنوان برآوردهای مربوط به مرحله پروژه در نظر گرفته شوند و نه نتایج قطعی تجاری، زیرا مقطع جانسی هنوز یک پروژه آزمایشی است و عملکرد آن در بلندمدت تحت پایش قرار دارد.

کاهش احتمالی ۴ درصدی اهمیت ویژه‌ای برای هند دارد، زیرا بخش راه‌سازی این کشور مصرف‌کننده بزرگی برای مواد مورد استفاده در روسازی است و بخش قابل توجهی از نیاز داخلی به قیر از طریق واردات تأمین می‌شود. فناوری‌ای که از پلاستیک بازیافتی محلی به‌عنوان بخشی از یک بایندر اصلاح‌شده استفاده کند، می‌تواند در برخی کاربردها مقدار قیر متعارف مورد نیاز را کاهش دهد. با این حال، میزان اثرگذاری این فناوری بر واردات در آینده به اعتبارسنجی فنی، استانداردها، ثبات تأمین مواد و پذیرش آن در پروژه‌های بزرگ راه‌سازی بستگی خواهد داشت.

منطق مهندسی این فناوری نیز اهمیت دارد. آزمایش‌های آزمایشگاهی که مسئولان پروژه به آنها استناد کرده‌اند نشان می‌دهند قیر اصلاح‌شده با LDPE می‌تواند مقاومت بهتری در برابر آسیب رطوبتی و شیارشدگی در دمای بالا داشته باشد. همچنین گزارش شده است که این بایندر اصلاح‌شده سختی و عملکرد در دمای بالای مخلوط آسفالتی را افزایش می‌دهد؛ ویژگی‌هایی که می‌توانند برای روسازی‌هایی که در معرض بارهای محوری سنگین و دمای محیط بالا قرار دارند، مفید باشند. این یافته‌ها مبنای فنی آزمایش ماده در شرایط واقعی ترافیکی و آب‌وهوایی را فراهم می‌کنند تا عملکرد آن تنها بر اساس نتایج آزمایشگاهی ارزیابی نشود.

شیارشدگی برای بزرگراه‌های هند موضوع مهمی است، زیرا تغییرشکل دائمی روسازی در ترکیب با دمای بالا و بار ترافیکی سنگین می‌تواند به یک مشکل عملکردی جدی تبدیل شود. بایندری که در دماهای بالا عملکرد بهتری داشته باشد، از نظر تئوری می‌تواند عملکرد مفید لایه آسفالتی را بهبود دهد، هرچند نتیجه واقعی به کل ساختار روسازی، ویژگی سنگدانه‌ها، طرح اختلاط، کیفیت اجرا و شرایط نگهداری نیز وابسته خواهد بود.

روش جدید فرآیند تر می‌تواند بر بازار پلیمرهای متعارف مورد استفاده برای اصلاح قیر نیز اثر بگذارد. مسئولان پروژه امکان کاهش وابستگی به پلیمرهای وارداتی مورد استفاده برای اصلاح قیر را مطرح کرده‌اند. اگر LDPE بازیافتی بتواند با کیفیت ثابت فرآوری و در مقیاس صنعتی وارد ساختار بایندر شود، بخشی از نیاز به اصلاح‌کننده می‌تواند از منابع داخلی ضایعات تأمین شود، نه زنجیره‌های متعارف تأمین پلیمر. با این حال، این موضوع در حال حاضر یک فرصت توسعه‌ای است و هنوز نمی‌توان آن را تغییر قطعی ساختار بازار دانست، زیرا کیفیت یکنواخت ضایعات، ظرفیت فرآوری و سازگاری بایندر از عوامل مهم در استفاده گسترده خواهند بود.

تفاوت میان یک فناوری آزمایشگاهی و یک ماده تجاری آماده استفاده در پروژه‌های بزرگ، بخش اصلی این خبر است. قرار است   IIT (BHU)  مقطع آزمایشی جانسی را برای ارزیابی عملکرد مهندسی در بلندمدت و قابلیت استفاده در شرایط واقعی پایش کند. این پروژه نشان‌دهنده حرکت از مرحله پژوهش و توسعه مواد به سمت اعتبارسنجی میدانی است، اما هنوز ثابت نمی‌کند که W-PMB 76-10  آماده جایگزینی قیرهای متعارف در کل شبکه بزرگراه‌های ملی هند است.

به همین دلیل، ادعای کاهش ۲۰ درصدی هزینه نیز باید با احتیاط تفسیر شود. اقتصاد یک ماده در مقیاس آزمایشگاهی یا پایلوت می‌تواند با هزینه نهایی آن در تولید صنعتی تفاوت داشته باشد. هزینه تجاری نهایی به قیمت و دسترسی به پلاستیک مناسب، جمع‌آوری و تفکیک، فرآوری، تجهیزات اختلاط، کنترل کیفیت، ذخیره‌سازی، حمل‌ونقل و نیازهای هر پروژه راه‌سازی بستگی خواهد داشت. اگر این عوامل به شکل کارآمد مدیریت شوند، فناوری موردنظر می‌تواند یک مسیر اقتصادی جدید برای ساخت جاده ایجاد کند. در غیر این صورت، صرفه‌جویی اسمی در قیمت ماده لزوماً به همان میزان در هزینه نهایی پروژه دیده نخواهد شد.

مزیت بالقوه زیست‌محیطی این فناوری مستقیم‌تر است. هند حجم زیادی از ضایعات پلاستیکی تولید می‌کند و این پروژه یک مسیر کنترل‌شده دیگر برای استفاده از بخشی از این ضایعات در زیرساخت ایجاد می‌کند. ترکیب LDPE فرآوری‌شده با بایندر قیری می‌تواند یک کاربرد با ارزش افزوده برای ضایعات ایجاد کند؛ موادی که در غیر این صورت به جمع‌آوری، بازیافت یا دفع جداگانه نیاز خواهند داشت. در عین حال، عملکرد زیست‌محیطی بلندمدت بایندر اصلاح‌شده نیز باید هم‌زمان با عملکرد مهندسی آن پیش از استفاده گسترده بررسی شود.

مشارکت بازیافت‌کنندگان محلی و بنگاه‌های کوچک و متوسط در فرآوری ضایعات نیز یک ویژگی مهم این پروژه است. این موضوع نشان می‌دهد که فناوری در آینده می‌تواند از یک مدل تأمین غیرمتمرکز استفاده کند که در آن جمع‌آوری ضایعات، فرآوری و تولید مواد راه‌سازی به یکدیگر متصل باشند. برای صنعت آسفالت، چنین مدلی می‌تواند در مناطقی اهمیت پیدا کند که مواد پلیمری مناسب هزینه بالایی دارند یا دولت‌های محلی به دنبال آن هستند که مدیریت ضایعات را با سرمایه‌گذاری در جاده‌ها تلفیق کنند.

این تحول همچنین به استفاده تثبیت‌شده هند از پلاستیک بازیافتی در ساخت جاده‌ها یک بُعد جدید اضافه می‌کند. پلاستیک در گذشته از طریق روش‌های فرآیند خشک نیز وارد پروژه‌های روسازی قیری هند شده و این کشور تجربه استفاده از مواد پلاستیکی بازیافتی در ساخت جاده را به دست آورده است. پروژه جدید به‌صورت خودکار جایگزین آن روش‌ها نمی‌شود، بلکه بررسی می‌کند که آیا یک بایندر فرآیند تر و کنترل‌شده می‌تواند ترکیب یکنواخت‌تر و عملکرد مفیدتری در سطح بایندر ایجاد کند یا خیر.

برای تأمین‌کنندگان قیر، مهم‌ترین سؤال این است که آیا چنین فناوری‌هایی می‌توانند در آینده تقاضای قیر را به شکل محسوسی تغییر دهند یا خیر. در شرایط فعلی نمی‌توان این موضوع را با قطعیت تعیین کرد. کاهش احتمالی ۴ درصدی مصرف قیر در سطح یک پروژه می‌تواند قابل توجه باشد، اما اثر آن بر تقاضای واردات کل هند به تعداد جاده‌هایی که از این فناوری استفاده می‌کنند و میزان جایگزینی بایندر در سراسر شبکه بستگی دارد. بنابراین تفسیر مقطع آزمایشی جانسی به‌عنوان نشانه کاهش گسترده بازار قیر هند هنوز زود است.

در عوض، این فناوری می‌تواند به شکل‌گیری یک بازار بایندر متنوع‌تر کمک کند. قیرهای متعارف همچنان در کاربردهایی که استانداردهای فعلی برای آنها مناسب است مورد استفاده قرار خواهند گرفت، در حالی که بایندرهای اصلاح‌شده می‌توانند برای پروژه‌هایی که عملکرد بهتر در دمای بالا، مزایای بازیافت یا استفاده از مواد جایگزین را دنبال می‌کنند، بیشتر مورد توجه قرار گیرند. این روند می‌تواند بحث بازار را از حجم قیر مصرف‌شده به سمت عملکرد و ترکیب بایندر مورد استفاده نیز سوق دهد.

برای تریدرهای بین‌المللی قیر، هند همچنان بازار مهمی برای رصد باقی می‌ماند، اما سیگنال مهم فقط افزایش یا کاهش واردات نیست. شاخص‌های کاربردی‌تر شامل این موارد خواهند بود که آیا رویکرد W-PMB در آزمایش‌های میدانی بیشتری اعتبارسنجی می‌شود، آیا برای استفاده گسترده‌تر مشخصات یا استانداردهای جدید ایجاد یا اصلاح می‌شوند، آیا پروژه‌های بیشتری در بزرگراه‌ها این فناوری را می‌پذیرند و آیا تولید تجاری آن با کیفیت و هزینه پایدار در دسترس قرار می‌گیرد یا خیر.

موضوع ثبت اختراع نیز نشان می‌دهد فناوری از یک مفهوم صرفاً آزمایشگاهی به سمت مالکیت فکری و ملاحظات تجاری‌شدن حرکت کرده است. مسئولان پروژه اعلام کرده‌اند که این فناوری اخیراً یک پتنت دریافت کرده است و سوابق IIT (BHU) نیز فعالیت‌های ثبت اختراع پروفسور آنکیت گوپتا و گروه پژوهشی او را در زمینه محصولات قیری و پلیمرهای ضایعاتی نشان می‌دهد.

برای صنعت گسترده‌تر آسفالت، اهمیت پروژه جانسی می‌تواند در نهایت فراتر از پلاستیک باشد. این پروژه بخشی از تلاش گسترده‌تر برای اصلاح مواد روسازی با استفاده از منابع محلی در کنار حفظ یا بهبود عملکرد مهندسی است. تحولاتی مشابه در زمینه آسفالت بازیافتی، بایندرهای زیست‌پایه و اصلاح‌کننده‌های جایگزین نیز دامنه مواد قابل استفاده توسط مهندسان روسازی را به‌تدریج افزایش می‌دهد.

تا ۲۷ سپتامبر ۲۰۲۶، دقیق‌ترین برداشت این است که هند در حال آزمایش یک فناوری بالقوه مفید برای بایندر است، نه اینکه جایگزینی برای قیر متعارف اعلام کرده باشد. مقطع تقریباً یک‌کیلومتری NH-44 فرصتی واقعی برای بررسی این موضوع فراهم می‌کند که آیا W-PMB 76-10 می‌تواند مزایای آزمایشگاهی گزارش‌شده برای مقاومت در برابر شیارشدگی، آسیب رطوبتی و عملکرد دمای بالا را در شرایط واقعی ترافیکی و آب‌وهوایی نیز حفظ کند یا خیر.

اگر نتایج میدانی یافته‌های آزمایشگاهی را تأیید کنند و اقتصاد پروژه نیز جذاب باقی بماند، این فناوری می‌تواند در نهایت سه مزیت را هم‌زمان ایجاد کند: ایجاد یک کاربرد جدید برای بخشی از ضایعات پلاستیکی، کاهش وابستگی به برخی پلیمرهای متعارف برای اصلاح قیر و کاهش محدود مصرف قیر متعارف در برخی کاربردهای مناسب روسازی.

برای بازار قیر، نکته اصلی این نیست که بایندرهای اصلاح‌شده با پلاستیک بلافاصله تقاضا برای قیر را کاهش خواهند داد. نکته این است که فناوری بایندر در حال متنوع‌ترشدن است و برنامه گسترده ساخت جاده در هند یک بستر مهم برای آزمایش موادی فراهم می‌کند که می‌خواهند عملکرد، هزینه و اهداف بازیافت را هم‌زمان دنبال کنند. از این رو، پایلوت جانسی ارزش پیگیری دارد و می‌تواند در آینده یکی از نشانه‌های تغییر ساختار تقاضای بایندرهای راه‌سازی باشد.