قیر چیست؟

قیر چیست؟

 قیر ماده ای است هیدروکربنی به رنگ سیاه یا قهوه ای تیره که در سولفید کربن و تتراکلریدکربن کاملاً حل می شود . این ماده در محیط طبیعی جامد است اما با افزایش دما به حالت خمیری در می آید و پس از آن مایع می شود. قیر دارای دو ویژگی مهم شامل غیرقابل نفوذ بودن در برابر آب و چسبندگی می باشد . 

تاریخچه قیر 

سومری‌ها، آشوری‌ها و بسیاری از تمدن‌های پیشین از قیر به طوروسیعی استفاده می‌كردند و از این ماده به عنوان مادة ضد رطوبت و نیز براي محافظت از چوب و موارد مختلفی نظیر مومیایی كردن، مجسمه سازی و تزیینات استفاده می‌شد. 
همچنین قیر موجود در بسترهای طبیعی به همراه آجرهای پخته شده به صورت ماستیك در ساختمان معابد، پایة پل‌ها، خیابان‌ها و خانه‌ها به كار برده شده است. در حدود چهار الی پنج قرن پیش از میلاد مسیح، هخامنشیان نیز از قیر برای آب‌بندی در تخت جمشید استفاده كرده‌اند كه هنوز آثار آن در این مجموعه مشاهده مي شود.
معادل انگلیسی قیر Bitumen است و اولین كاربرد این واژه در زبان لاتین به حدود سال‌های 1460 میلادی برمي‌گردد. در انگلیسی امریكایی آن را Asphalt می‌نامند كه در فارسي معادل "مخلوط آسفالتی" است.
آغاز صنعت مدرن قیر را می‌توان به 1712میلادی نسبت داد كه سنگ‌های قیرطبیعی در فرانسه كشف شدند. در آن هنگام مواد قیری را به طور ساده‌ای به صورت كلوخه روی سطح جاده‌های محلی پخش می‌كردند تا ترافیك به تدریج آن‌ها را ساییده و متراكم كند. این تكنیك كاملاً موفقیت‌آمیز بود و در مدت كوتاهی پیشرفت‌هایی در این زمینه حاصل شد كه از‌جمله پورد كردن و گرم كردن مواد قبل ازاستفاده بود. سپس آسفالت‌ها را با كوبیدن و مسطح كردن توسط آهن داغ (اتو) متراكم و محكم مي‌كردند. این ماده كه عموماً به نام سنگ آسفالت متراكم (Compressed Rock Asphalt ) شناخته می‌شد، با موفقیت بسیاری در خیابان‌های اروپا به‌كار گرفته و فراگير شد.

انواع قیر:

    قیر استخراج شده از نفت یا سنگ های معدنی مخصوص که قیر خالص نامیده می شود و برای کاربرد های مختلف تحت فرآیندهای دیگر قرار می گیرد دارای انواعی است که مهمترین آنها عبارتند از :

 

 قیر طبیعی:

     برخی از انواع قیر در اثر تبدیل تدریجی نفت خام و تبخیر مواد فرار آن در اثر گذشت سال های بسیار زیاد به دست می آید که به آن قیر طبیعی می گویند  و با نام یوانیتایت شناخته می شود و دوام آن بیش از قیر های نفتی است. این قیر به نام قیر دریاچه ای نیز نامیده می شود و نمونه آن دریاچه قیر بهبهان در ایران و دریاچه قیر تیرینیداد در آمریکا  می باشد.

 

قیر دمیده یا قیر اکسیده:

قیردمیده از دمیدن هوای داغ ۲۰۰-۳۰۰ درجه به قیر خالص در مراحل نهایی پالایش یا قیر خالص حل شده در روغن های معدنی به دست می آید. درجه نفوذ قیر دمیده کمتر و درجه نرمی آن بیشتر از قیر خالص اولیه است. قیر دمیده در گرمای زیاد دارای خاصیت چسبندگی بیشتری نسبت به قیر خالص اکسید نشده دارد.از قیر دمیده برای ساختن لایه های آب بندی  پیش ساخته ( مقوا و شمع قیری ) اندودهای آب بندی ,رنگهای ضد آب ,اندودن لوله و مانند اینها استفاده می شود. 

  قیر دمیده نسبت به قیر خالص دارای مزایایی است که در ذیل بدان اشاره می شود :

  • این قیر نسبت به قیر خالص دارای درجه نفوذ کمتری می باشد .
  • نقطه نرمی قیر دمیده به دلیل اینکه روغن های آن از هم جدا نمی شوند نسبت به قیر خالص اولیه بیشتر می باشد
  • قیر دمیده حساسیت کمتری به تغییرات درجه حرارت داشته و لذا در درجه حرارت های بالاتر حالت سختی خود را خیلی بهتر نسبت به قیر خالص حفظ می کند.

 از این نوع قیر بیشتر برای ساختن ورق های پوشش بام ، باتری و آب بندی زیر اتومبیل، اندود کردن لوله ها، ساختن مقوا و گونی قیر استفاده می شود. علامت اختصاری قیر دمیده R می باشد، بطور مثال قیر 80/25 R به معنای قیر دمیده با درجه نرمی 80 و درجه نفوذ 25 می باشد.

 

 

قیر مخلوط یا محلول:

قیر مخلوط به مخلوطی از قیر و یک حلال مناسب (مثلاً نفت سفید یا بنزین) گفته می‌شود. این قیر در درجه‌ حرارت محیط مایع است و یا با حرارت کمی به مایع تبدیل می‌شود. قیر مخلوط در انواع آسفالت‌های پوششی و ماکادامی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سرعت گیرش یا سفت شدن این نوع قیر بستگی به نوع محلول دارد. به‌طور مثال به دلیل سرعت بالای تبخیر بنزین، قیر حل شده در بنزین سریع‌تر سفت می‌شود. این قیر، اصطلاحا قیر تندگیر (RC) نامیده می‌شود. همچنین قیرهایی که در نفت حل شده‌اند، قیر کندگیر (MC) نامیده می‌شوند و به قیرهایی که در نفت گاز یا نفت کوره حل شوند، نفت دیرگیر (SC) گفته می‌شود. قیرهای محلول بر اساس درجه گرانرویشان طبقه بندی می شوند.

 از جمله ویژگی های قیر محلول می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

  • عدم نیاز به وسایل گرم کردن قیر به هنگام کاربرد
  • تجزیه شدن قیر در حرارت بالا
  • سرد شدن قیر در هنگام کار
  • نفوذ مناسب در مواد معدنی متخلخل
  • کاهش زمان عملیات در هنگام مصرف

 این قیر در انواع آسفالت های پوششی و ماکادامی مورد استفاده قرار می گیرد، همچنین این نوع قیر بر اساس درجه گرانروی شان درجه بندی می شوند.

 

قیر امولسیون:

قیر امولسیون با مخلوط کردن قیر و آب و یک ماده امولسیون ساز به دست می آید. مقدار ماده امولسیون ساز بسیار کم و در حدود ۰٫۳ تا ۰٫۵ درصد وزن قیر می باشد. مقدار آب مصرفی این نوع قیر در حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد وزن قیر می باشد. ماده امولسیون ساز معمولا یک نمک قلیایی اسیدهای آلی یا نمک آمونیم است که باعث باردار شدن ذرات قیر می شود. به این ترتیب ذرات قیر در اثر بار القایی یکدیگر را دفع می کنند و به صورت کره هایی با قطر یک صدم تا یک هزارم میلی متر در آب شناور می شوند.
استفاده از این نوع قیر، باعث کاهش آلایندگی محیط زیست می شود و چون از نفت یا حلال های قابل اشتعال استفاده نمی شود، خطر اشتعال در حین حمل و نقل قیر کاهش می یابد. از قیر امولسیونی برای آسفالت سرد در محیط های مرطوب یا برای عایق کاری استفاده می شود که در این صورت باید دوباره به آن آب اضافه کرد و محتوای آن را به حدود ۶۵ درصد رساند.

 

قیر های نفتی:

قیرهای نفتی، قیرهای جامد و نیمه جامدی هستند که به‌طور مستقیم از تقطیر نفت خام و یا با عملیات اضافی دیگر نظیر دمیدن هوا به دست می‌آیند. قیر نفتی بازمانده یا ته‌مانده سنگین تقطیر نفت خام است. میزان قیر نفت خام از صفر تا بیش از نیمی از آن متغیر است. به‌علاوه قیرهای بدست آمده از منابع مختلف می‌توانند تفاوت‌های زیادی داشته باشند. بنابراین پالایشگاه‌های تولیدکننده قیر باید نفت خام خود را به‌دقت انتخاب کنند تا به کیفیت قیر اطمینان داشته باشند.