معرفی علمی قیر
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 یکی از پیچیدهترین اجزای آن، به رنگ تیره، به اشکال جامد، نیمه جامد یا ویسکوز و با منشاء طبیعی یا تولیدی میباشد. عمدة اجزای سازندة قیر از ترکیبات هیدورکربوری با وزن مولکولی بالا تشکیل شده که شامل مواد روغنی، رزین و آسفالتینها میباشد. این ماده از نظر شیمیایی دارای ترکیبی بسیار پیچیده است و دارای خواص فیزیکی از جمله چسبندگی و ضد رطوبتی بوده و در دی‌سولفید کربن و CO2 حل میشود .
در برخی از کشورها، واژة آسفالت(Asphalt) معادل با واژه قیر (Bitumen) به کار برده میشود، اما در ایران، آسفالت بیشتر به معنی مخلوطی از قیر و ماسه که در راهسازی کاربرد دارد، مورد استفاده قرار میگیرد.
انواع قیر
قیر را از نظر منشا تولید، میتوان به سه دستة قیرهای طبیعی، قطرانی و نفتی تقسیمبندی کرد:
الف) قیرهای طبیعی (Native Asphalts or Natural Bitumens)، دستهای از مواد قیری هستند که تحت تاثیر عوامل جوی و گذشت زمان به طور طبیعی ایجاد شده و بدون نیاز به روش‌های تقطیر بهکار میروند و از لحاظ ترکیب و خواص بسیار متنوع می‌باشند.
ب) قیرهای قطرانی (Coal Tar Pitches)، موادی سیاه رنگ و سخت هستند که باقیماندة تقطیر قطران زغال سنگ می‌باشند. سطح تازه شکستة 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 که منشاء آنها نفت خام میباشد. این قیرها، قیرهای جامد و نیمه جامدی هستند که 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، کاربردهای بیشتر و مصرف بالاتری را دارا هستند.
نحوة تولید قیر نفتی
نفت خامی که توسط لولههای قطور و از مراکز بهرهبرداری به پالایشگاه منتقل میگردد، پس از تصفیه و انجام مراحل مختلف عملیاتی (در همین مراکز)، تبدیل به فرآوردههای گوناگونی میشود که قیر نفتی نیز از جملة این فرآوردهها میباشد.
این قیر در فرآیند تقطیر در برج خلاء به دست میآید که ته ماندة برج تقطیر در خلاء (V.B) نام داشته و تحت تاثیر دو متغیر تقطیر و نفت خام قرار دارد. این ته‌مانده، پایة ساخت قیرهای مختلف میباشد که در برخی موارد بهطور مستقیم قیری با مشخصات قیرهای راهسازی به دست میآید ولی در عمدة موارد، موجب تولید قیری میگردد که بسیار نرم بوده و برای تهیة قیرهای مناسب راهسازی و بام ساختمان‌ها، نیازمند بالا بردن نقطة نرمی از طرق مختلف نظیر هوادهی میباشد. در فرایند هوادهی که اکسیداسیون نیز خوانده میشود، مجموعه‌ای از فعل و انفعالات پیچیدة شیمیایی، نظیر هیدوروژن‌زدایی، پلیمریزاسیون و کنداوسیون صورت میپذیرد که بالابردن نسبت کربن به هیدورژن، قیر رقیق را به تدریج سفتتر ساخته و امکان 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 90 درصد از قیرهای تولیدی در راهسازی و 10 درصد آن برای مصارف عایق‌کاری به کار برده میشود. در کشور ما، عمدة مصرف قیر توسط وزارت راه و ترابری جهت ساختن جادهها و همچنین شهرداری‌ها به منظور روکش خیابان‌ها صورت میگیرد.
قیرهای راهسازی را معمولاً بر اساس درجة نفوذ یا نفوذپذیری (Penetration) دستهبندی مینمایند. درجة نفوذ یک مادة قیری، بیانگر قوام و استحکام آن میباشد که به صورت تعداد واحد نفوذ (یک دهم میلیمتر) یک سوزن استاندارد قائم در یک نمونة قیر و در شرایط معینی از زمان و وزن روی سوزن و دما تعریف میگردد. معمولاً درجة نفوذپذیری قیرها را 25 درجة سانتیگراد با وزنة 100 گرمی و در مدت 5 ثانیه اندازهگیری مینمایند. قیرهای راهسازی که در ایران ساخته میشود، "60 به 70" و "85 به 100" میباشد که این اعداد بیانگر محدودة درجة نفوذ قیرها میباشد.
