قیر

آغاز صنعت مدرن قیر را میتوان به ۱۷۱۲ میلادی نسبت داد که سنگهای قیر طبیعی در فرانسه کشف شدند. قیر معمولاً در دو حوزه راه‌سازی و عایقکاری به کار می‌رود. قیری که از تقطیر نفت خام به دست می‌آید قیر نفتی یا قیر تقطیری نامیده می‌شود.

نام ماده (فارسی): قیر
نام ماده (انگلیسی):Tar
نام تجاری (فارسی): قیر
نام تجاری (انگلیسی): Bitumen
مواد مرتبط: Raffinate 21, Asphalt
مجتمع های تولیدکننده:شرکت ملی پخش فرآورده های نفتی ایران

قیر مخلوطی از مایعات آلی به شدت ویسکوز ، سیاه ، چسبنده و بسیار محلول در دی سولفید کربن است که ماده اصلی تشکیل دهنده پلیمرهای بسیار متراکم polycyclic aromatic hydrocarbons است. طبیعتا قیر خام شکل چسبنده و متراکم نفت است که بسیار غلیظ و سنگین است به طوریکه برای به حرکت در آمدن آن می بایست آن ار حرارت دهیم. قیر استخراج شده از نفت یا سنگهای معدنی مخصوص، قیر خالص نام دارد که با توجه به منشاء تشکیل، طبقهبندی میشود. قیرهای خالص همچنین برای اینکه خواص مورد نظر برای کاربردهای مختلف را پیدا کنند، تحت فرآیندهای دیگر قرار میگیرند و انواع مختلف قیر را (ازجمله قیر دمیده، قیر محلول، قیر امولسیون، قیر پلیمری و…) را تشکیل میدهند. سومریها، آشوریها و بسیاری از تمدنهای پیشین از قیر به طور وسیعی استفاده میکردند. از این ماده به عنوان ماده ضد رطوبت و نیز محافظ برای چوب و برای موارد مختلفی نظیر مومیایی کردن ، مجسمه سازی و تزئینات استفاده میشد.همچنین قیر موجود در بسترهای طبیعی به همراه آجرهای پخته شده بصورت ماستیک در ساختمانهای معابد، پایه پلها ، خیابانها و خانه ها بکار برده میشد. آغاز صنعت مدرن قیر را میتوان به ۱۷۱۲ میلادی نسبت داد که سنگهای قیر طبیعی در فرانسه کشف شدند. در آن هنگام مواد قیری را بطور ساده ای به صورت کلوخه روی سطح جاده های محلی پخش میکردند و میگذاشتند که ترافیک به تدریج آنها را ساییده و متراکم نماید. این تکنیک کاملا موفقیت آمیز بود و در مدت کوتاهی پیشرفت هایی در کار ، بصورت پودر کردن و گرم کردن مواد قیل از استفاده حاصل شد. سپس آسفالتها را با کوبیدن و مسطح کردن توسط آهن داغ (اتو) متراکم و محکم مینمودند. این ماده که عموما به نام سنگ آسفالت متراکم (Compressed Rock Asphalt) شناخته میشد ، با موفقیت بسیاری در خیابانهای اروپا بکار گرفته شد. و این روند به تدریج ادامه یافت، بطوری که امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی، قیر کاربردهای متنوع و گسترده ای در صنایع گوناگون و جهت مصارف مختلف منجمله راهسازی ، پوشش کف ، بام ، لوله های زیرزمینی ، محافظ فلزات ، آب بندی مخازن ، کانالها ،پل ها ، تثبیت شنهای روان ، رنگ آمیزی و … پیدا نموده است. موارد مصرف:قیر معمولاً در دو حوزه راهسازی و عایقکاری به کار میرود. حدودا۹۰ درصد از قیر تولیدی، در حوزه راهسازی مورد استفاده قرار میگیرد و مصارف عایقکاری، تنها۱۰ درصد از مصرف قیر را به خود اختصاص میدهد. عایق کاری: از قیر معمولا برای عایق بندی بامها و کف حمامها استفاده میشود. معمولا به منظور تثبیت قیر، آن را همراه با گونی مورد استفاده قرار میدهند که به آن قیرگونی گفته میشود. الیاف گونی نقش مسلح کننده قیر را دارند و قیر را در محل خود تثبیت میکنند. هم چنین محصولاتی مانند مقوای قیری یا نمد قیری که با نامهای تجاری نظیر ایزوگام و… ارائه میشوند نیز کاریردی مشابه قیرگونی دارند. به منظور جلوگیری از نفوذ رطوبت زمین به کف ساختمان، از بلوکاژ یا ماکادم استفاده میشود.

خواص فیزیکی و شیمیایی:
۱-درجه نفوذ: آزمایش درجه نفوذ برای تعیین سختی قیر مورد استفاده قرار میگیرد. در این آزمایش از یک سوزن استاندارد تحت اثر بار ۱۰۰ گرمی در مدت ۵ ثانیه به داخل قیر در دمای ۲۵ درجه نفوذ میکند. مقدار نفوذ برحسب دهم میلی متر درجه نفوذ نامیده میشود. هر چه درجه نفوذ کم تر باشد قیر سخت تر است.
۲-گرانروی : هر چه کند روانی قیر بیش تر باشد خواص جامد بیش تری از خود نشان میدهد. واضح است در دماهای بالاتر کند روانی کم تر است. این مشخصه قیر با دستگاه سی بولت فیورل و یا به روش کینماتیکی اندازه گیری میشود.
۳-درجه اشتعال: درجه اشتعال دمایی است که اگر قیر به آن دما برسد، گازهای متصاعد از آن با نزدیک شدن شعله، مشتعل میشوند و در سطح آن شعله به وجود میآید. حداکثر دمایی که میتوان قیر را در کارگاه گرم کرد به درجه اشتعال محدود میباشد.
۴- افت وزنی : افت وزنی قیر در دمای بالا، در اثر تبخیر قسمتی از روغنها و ترکیبات نفتی آن میباشد. این مشخصه نیز از خواص مهم قیر است. افت وزنی قیر در دمای۱۶۳ درجه سانتی گراد و در مدت ۵ ساعت (شرایط تقریبی پخت آسفالت) اندازه گیری میشود.
۵-شکل پذیری یا انگمی : اگر نمونهای از قیر با سطح مقطع ۱ سانتی متر مربع را با سرعت ۵ سانتی متر/دقیقه بکشیم، مقدار افزایش طول نمونه را قبل از پاره شدن خاصیت انکمی قیر گویند.
۶-درجه خلوص : میدانیم حلال قیر تترا کلرور کربن و سولفور کربن است. بنابراین اگر نمونهای از قیر را در هر یک از این مواد حل کنیم، ناخالصیهای آن باقی میماند و از آن جا درجه خلوص قیر را میتوانیم تعیین کنیم. درجه خلوص عبارت است از: (وزن نمونه قیر) [(وزن ناخالصی) – (وزن قیر)]
۷-درجه نرمی : درجه نرمی دمایی است که با رسیدن قیر به آن دما، قیر از حالت جامد به حالت روان در میآید. هرچه درجه نرمی قیر بیش تر باشد، حساسیت کم تری نسبت به تغیرات دما دارد. درجه نرمی قیرهای معمولی حدود۶۰ تا۷۰ میباشد.

روشهای تولید:
قیر معمولاً از تقطیر نفت خام به دست میآید. چنین قیری قیر نفتی یا قیر تقطیری نامیده میشود. قیر نفتی محصول دو مرحله تقطیر نفت خام در برج تقطیر است. در مرحله نخست تقطیر، مواد سبک مانند بنزین و پروپان از نفت خام جدا میشوند. این فرآیند در فشاری نزدیک به فشار اتمسفر انجام میشود. در مرحله دوم نیز ترکیبات سنگین مانند گازوئیل و نفت سفید خارج میشوند. این فرآیند در فشاری نزدیک به خلاء صورت میپذیرد. در نهایت مخلوطی از ذرات جامد بسیار ریز به نام آسفالتن باقی میماند که در ماده سیال گریسمانندی به نام مالتن غوطهور است. اما برخی از انواع قیر در طبیعت و در اثر تبدیل تدریجی نفت خام و تبخیر مواد فرار آن در اثر گذشت سالهای بسیار زیاد به دست میآید. چنین قیری، قیر طبیعی نامیده میشود و دوام آن بیشتر از قیرهای نفتی است. چنین قیری ممکن است بهصورت خالص در طبیعت وجود داشته باشد (قیر دریاچهای) مانند دریاچه قیر بهبهان ایران و دریاچه قیر تیرینیداد آمریکا ، یا از معادن استخراج شود (قیر معدنی). قیر طبیعی با نام یواینتایت (Uintaite) نیز شناخته میشود. قیر دمیده از دمیدن هوای داغ به به قیر خالص در مرحله آخر عمل تصفیه به دست میآید. در این فرآیند، هوای داغ با دمای۲۰۰ تا۳۰۰ درجه سانتیگراد توسط لوله های سوراخدار به محفظه حاوی قیر دمیده میشود. در اثر انجام این فرآیند، اتمهای هیدروژن موجود در مولکولهای هیدروکربورهای قیر، با اکسیژن هوا ترکیب میشود و با تشکیل آب، عمل بسپارش اتفاق میافتد. قیر دمیده نسبت به قیر خالص دارای درجه نفوذ کمتری است، درجه نرمی بیشتری دارد و حساسیت کم تری نسبت به تغییرات دما دارد. این نوع قیر بیشتر در ساختن ورقهای پوشش بام، باتری اتومبیل و اندودکاری مورد استفاده قرار میگیرد. علامت اختصاری قیر دمیده R میباشد. مثلا قیر۸۰/۲۵ R به معنای قیر دمیده با درجه نرمی۸۰ و درجه نفوذ ۲۵ میباشد. قیر مخلوط به مخلوطی از قیر و یک حلال مناسب (مثلاً نفت سفید یا بنزین) گفته میشود. این قیر در درجهحرارت 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. به طور 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 درجهبندی میشوند.

اطلاعات ایمنی:
قیر را می توان در دما بالاتر از ۱۰۰C نیز ذخیره کرد یا انتقال داد ولی در تماس با مواد داغ مشتعل می شود. قیر دارای مواد سمی و اشتعال پذیری نظیر سولفات هیدروژن و .. است که معمولا در بخارات آن نیز وجود دارند. قیر داغ سبب سوختگی می شود و استنشاق بخارات آن سبب سوزش حلق و گلو می شود.

0 پاسخ

ارسال یک پاسخ

در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *


پنج + نُه =