قیر و انواع آن

    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 .

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 نفتی

    قیر نفتی یا تقطیری از پالایش نفت خام به دست می آید . این قیر محصول دو مرحله تقطیر نفت خام در برج تقطیر  است . در مرحله نخست بر اثر حرارت مواد سبک مانند بنزین ، روغن و غیره از نفت جدا می شوند . این فرآیند در فشاری نزدیک به یک اتمسفر انجام می شود . در مرحله دوم که در فشاری نزدیک به خلاء انجام می پذیرد ترکیبات سنگین مانند گازوئیل و نفت سفید خارج می شوند و در نهایت مخلوطی از ذرات جامد بسیار ریز به نام آسفالتن باقی می ماند که در مالتن ( ماده سیال گریس مانند ) غوطه ور است . از این ماده به عنوان خوراک واحد تولید قیر استفاده می شود . لازم به ذکر است که فرآورده های حاصل از پالایش نفت خام شامل موارد ذیل است :

1-     بنزین ( Light Gasoline )

2-      نفتا ( Naphta )

3-     نفت سفید ( Kerosena )

4-     گازوئیل (  Gasoil )

5-     نفت کوره ( Fuel Oil )

6-      قیر نفتی ( Solid Bitumen )

بنابراین همان گونه که اشاره شد قیر نفتی از پالایش نفت خام در حرارت زیاد و زمان کوتاه تولید می شود . ضمناً حرارت دادن بیش از حد باعث تبخیر شدن بیش از اندازه روغن های معدنی آن و کاهش چسبندگی قیر می شود .

 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 ( Uintate ) 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

 برای آنکه قیر نفتی با درجه نرمی بالا ، در سرما هم خاصیت کشسانی داشته باشد به آن هوا دمیده می شود تا اکسید شود . دمیدن هوای داغ به قیر خالص در مرحله ی آخر عمل تصفیه ، باعث بدست آمدن قیر دمیده ( Rubbery Grade) می شود . در این فرآیند ، هوای داغ با دمای 200 تا 300 درجه سانتی گراد توسط لوله های سوراخ دار به محفظه حاوی قیر دمیده  می شود . در اثر انجام این فرآیند ، اتم های هیدروژن موجود در مولکول های هیدروکربن های قیر ، با اکسیژن هوا ترکیب می شوند و با تشکیل آب ، عمل بسپارش اتفاق می افتد و قیری دارای خواص قیر معدنی تشکیل می گردد .

 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 محلول

 قیر محلول یا Cut Back از حل کردن قیر خالص در یک حلال مناسب نظیر بنزین ، نفت سفید و یا گازوئیل بدست می آید . این قیر در درجه حرارت محیط مایع است و با حرارت کمی باعث می شود مایع گردد . البته نوع و خاصیت قیر محلول بستگی به نوع و نسبت ماده ای که به عنوان حلال استفاده می شود ، دارد . بطوریکه هر اندازه مقدار ماده نفتی در قیر محلول بیشتر باشد روانی آن بیشتر و در نتیجه ویسکوزیته آن کمتر خواهد بود . البته سرعت گیرش و یا سفت شدن این نوع قیر بستگی به نوع محلول دارد بطوریکه اگر از بنزین برای حل کردن قیر خالص استفاده شود به دلیل سرعت بالای تبخیر بنزین ، قیر حل شده در بنزین سریع تر سفت می شود که در اصطلاح به آن قیر زود گیر یا Rapidly Curing و به اختصار RC می نامند چرا که پس از مصرف قیر ، بنزین آن به سرعت تبخیر می شود و قیر خالص به جا می ماند . همچنین اگر از نفت سفید به عنوان حلال قیر استفاده شود به علت دیر بخار شدن نفت سفید به بنزین ، محلول را کند گیر یا Mediu Curing و به اختصار MC می نامند و هرگاه از گازوئیل یا فرآورده های سنگین تر نظیر نفت گاز یا نفت کوره به عنوان حلال قیر استفاده شود به آن قیر دیرگیر یا Slow Curing و به اختصار SC نامیده می شود .

 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

 امولسیون یک مخلوط دو فازی از دو مایع مخلوط نشدنی است که فاز داخلی به صورت ریز در داخل فاز خارجی پراکنده   است . قطر ذرات در امولسیون بین 0.1 تا 5 میکرون می باشد . در حالت عادی و بدون استفاده از امولسیفایر ( ماده  امولسیون ساز ) این تعلیق با ثبات نبوده و دو مایع مخلوط نشدنی به سرعت از یکدیگر جدا شده و دو فاز متمایز تشکیل    می دهند . به همین علت با افزودن موادی به نام امولیسفایر که معمولاً یک نمک قلیایی اسید های آلی با نمک آمونیوم است و ایجاد شرایط مناسب ، تعلیق ذرات ، حالت پایدار به خود گرفته و امولسیون با ثبات تشکیل می گردد . بنابراین قیر امولسیون با مخلوط کردن قیر و آب و یک ماده امولسیون ساز ( امولسفایر ) بدست می آید . مقدار ماده امولسیون ساز بسیار کم و حدود  3/0 تا 5/0 درصد وزن قیر و مقدار آب مصرفی این نوع قیر حدود 30 تا 50 درصد وزن قیر می باشد . اضافه کردن ماده امولسیون به این مخلوط باعث باردار شدن ذرات قیر می شود ، بدین ترتیب ذرات قیر در اثر بارالقایی یکدیگر را دفع کرده و به صورت کره هایی با قطر 01/0 تا 001/0 میلی متر در آب شناور می شوند که باعث تولید قیری با نام قیر امولسیون می گردد . استفاده از این نوع قیر باعث کاهش آلایندگی محیط زیست می شود و چون از نفت یا حلال های قابل اشتعال در تولید آن استفاده نمی شود ، خطر اشتعال در حین حمل و نقل آن 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 شود و محتوای آب آن را به 65% رساند .

JoomShaper