معرفی علمی قیر

قیر را از حیث نوع مصرف به دو نوع قیرهای راهسازی یا قیر رقیق و قیرهای ساختمانی و عایق بام یا قیر سفت تقسیم­بندی می­نمایند حدود ۹۰ درصد از قیرهای تولیدی در راهسازی و ۱۰ درصد آن برای مصارف عایق كاری به كار برده می­شود

هر چند قیر محصول آشنایی در زندگی می‌باشد، در این مطلب سعی شده تا خوانندگان را با شناخت علمی آن نیز آشنا نماییم:

قیر، سنگین­ترین برش نفت خام و یكی از پیچیده­ترین اجزای آن، به رنگ تیره، به اشكال جامد، نیمه جامد یا ویسكوز و با منشاء طبیعی یا تولیدی می­باشد. عمدهٔ اجزای سازندهٔ قیر از تركیبات هیدوركربوری با وزن مولكولی بالا تشكیل شده كه شامل مواد روغنی، رزین و آسفالتین­ها می­باشد. این ماده از نظر شیمیایی دارای تركیبی بسیار پیچیده است و دارای خواص فیزیكی از جمله چسبندگی و ضد رطوبتی بوده و در دی‌سولفید كربن و CO۲ حل می­شود.

در برخی از كشورها، واژهٔ آسفالت(Asphalt) معادل با واژه قیر (Bitumen) به كار برده می­شود، اما در ایران، آسفالت بیشتر به معنی مخلوطی از قیر و ماسه كه در راهسازی كاربرد دارد، مورد استفاده قرار می­گیرد.

● انواع قیر

قیر را از نظر منشا تولید، می­توان به سه دستهٔ قیرهای طبیعی، قطرانی و نفتی تقسیم­بندی كرد:

الف) قیرهای طبیعی (Native Asphalts or Natural Bitumens)، دسته­ای از مواد قیری هستند كه تحت تاثیر عوامل جوی و گذشت زمان به طور طبیعی ایجاد شده و بدون نیاز به روش‌های تقطیر به­كار می­روند و از لحاظ تركیب و خواص بسیار متنوع می‌باشند.

ب) قیرهای قطرانی (Coal Tar Pitches)، موادی سیاه رنگ و سخت هستند كه باقیماندهٔ تقطیر قطران زغال سنگ می‌باشند. سطح تازه شكستهٔ آنها براق بوده و به هنگام حرارت دادن، با افت سریع گرانروی، ذوب می­شوند و دمای ذوبشان به روش تولید آنها وابسته است.

ج) قیرهای نفتی (Petroleum Asphalts)، آن دسته از قیرهایی هستند كه منشاء آنها نفت خام می­باشد. این قیرها، قیرهای جامد و نیمه جامدی هستند كه به طور مستقیم از تقطیر نفت خام و یا با عملیات اضافی دیگری نظیر دمیدن هوا به دست می­آیند و نسبت به انواع دیگر قیر، كاربردهای بیشتر و مصرف بالاتری را دارا هستند.

● نحوهٔ تولید قیر نفتی

نفت خامی كه توسط لوله­های قطور و از مراكز بهره­برداری به پالایشگاه منتقل می­گردد، پس از تصفیه و انجام مراحل مختلف عملیاتی (در همین مراكز)، تبدیل به فرآورده­های گوناگونی می­شود كه قیر نفتی نیز از جملهٔ این فرآورده­ها می­باشد.

این قیر در فرآیند تقطیر در برج خلاء به دست می­آید كه ته ماندهٔ برج تقطیر در خلاء (V.B) نام داشته و تحت تاثیر دو متغیر تقطیر و نفت خام قرار دارد. این ته‌مانده، پایهٔ ساخت قیرهای مختلف می­باشد كه در برخی موارد به­طور مستقیم قیری با مشخصات قیرهای راهسازی به دست می‌آید ولی در عمدهٔ موارد، موجب تولید قیری می­گردد كه بسیار نرم بوده و برای تهیهٔ قیرهای مناسب راهسازی و بام ساختمان‌ها، نیازمند بالا بردن نقطهٔ نرمی از طرق مختلف نظیر هوادهی می­باشد. در فرایند هوادهی كه اكسیداسیون نیز خوانده می­شود، مجموعه‌ای از فعل و انفعالات پیچیدهٔ شیمیایی، نظیر هیدوروژن‌زدایی، پلیمریزاسیون و كنداوسیون صورت می­پذیرد كه بالابردن نسبت كربن به هیدورژن، قیر رقیق را به تدریج سفت­تر ساخته و امكان ساخت قیرهای مختلف را می­دهد.

● اقسام قیر مصرفی

قیر را از حیث نوع مصرف به دو نوع قیرهای راهسازی یا قیر رقیق و قیرهای ساختمانی و (عایق بام) یا قیر سفت تقسیم­بندی می­نمایند. حدود ۹۰ درصد از قیرهای تولیدی در راهسازی و ۱۰ درصد آن برای مصارف عایق‌كاری به كار برده می­شود. در كشور ما، عمدهٔ مصرف قیر توسط وزارت راه و ترابری جهت ساختن جاده­ها و همچنین شهرداری‌ها به منظور روكش خیابان‌ها صورت می­گیرد.

قیرهای راهسازی را معمولاً بر اساس درجهٔ نفوذ یا نفوذپذیری (Penetration) دسته­بندی می­نمایند. درجهٔ نفوذ یك مادهٔ قیری، بیانگر قوام و استحكام آن می­باشد كه به صورت تعداد واحد نفوذ (یك دهم میلی­متر) یك سوزن استاندارد قائم در یك نمونهٔ قیر و در شرایط معینی از زمان و وزن روی سوزن و دما تعریف می­گردد. معمولاً درجهٔ نفوذپذیری قیرها را ۲۵ درجهٔ سانتی­گراد با وزنهٔ ۱۰۰ گرمی و در مدت ۵ ثانیه اندازه­گیری می­نمایند. قیرهای راهسازی كه در ایران ساخته می­شود، "۶۰ به ۷۰" و "۸۵ به ۱۰۰" می­باشد كه این اعداد بیانگر محدودهٔ درجهٔ نفوذ قیرها می­باشد.