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. عمدهٔ اجزای سازندهٔ 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 CO۲ حل می­شود.
در برخی از کشورها، واژهٔ 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 دستهٔ 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 باقیماندهٔ تقطیر قطران زغال سنگ می‌باشند. سطح تازه شکستهٔ 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.
● نحوهٔ 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 جملهٔ این فرآورده­ها می­باشد.
این قیر در فرآیند تقطیر در برج خلاء به دست می­آید که 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 که در برخی موارد به­طور مستقیم قیری با مشخصات قیرهای راهسازی به دست می‌آید ولی در عمدهٔ موارد، موجب تولید قیری می­گردد که 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 که اکسیداسیون نیز خوانده می­شود، مجموعه‌ای از فعل و انفعالات پیچیدهٔ 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 ۹۰ درصد از قیرهای تولیدی در راهسازی و ۱۰ درصد آن برای مصارف عایق‌کاری به کار برده می­شود. در کشور ما، عمدهٔ 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 درجهٔ نفوذ یا نفوذپذیری (Penetration) دسته­بندی می­نمایند. درجهٔ نفوذ یک مادهٔ قیری، بیانگر قوام و استحکام آن می­باشد که به صورت تعداد واحد نفوذ (یک دهم میلی­متر) یک سوزن استاندارد قائم در یک 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 که در ایران ساخته می­شود، "۶۰ به ۷۰" و "۸۵ به ۱۰۰" می­باشد که این اعداد بیانگر محدودهٔ درجهٔ نفوذ قیرها می­باشد.

منبع : شبکه تحلیل گران تکنولوژی ایران