انواع قیرهای مورد استفاده در راهسازی

قیر ماده‌ای است سیاه رنگ و خمیری  شکل که در عایق‌کاری رطوبت و ساخت آسفالت کاربرد دارد.

قیر انواع گوناگونی دارد که هر یک از انواع آن، دارای کاربرد خاصی است.

قیر ماده‌ای هیدروکربنی است به رنگ سیاه تا قهوه‌ای تیره که در سولفید کربن و تتراکلرید کربن کاملاً حل می‌شود.

در دمای محیط جامد است، اما با افزایش دما، به حالت خمیری درمی‌آید و پس از آن مایع می‌شود.

قیر از مشتقات نفت است.

نفت خام:

نفت خام مایعی غلیظ و افروختنی به ‌رنگ قهوه‌ای سیر یا سبز تیره یا سیاه است.

نفت در لایه‌های بالایی بخش‌هایی از پوسته کره زمین یافت می‌شود.

نفت شامل آمیزه پیچیده‌ای از هیدروکربن‌هایی گوناگون است.

با توسعه و پیشرفت تکنولوژی حفاری در اواسط قرن نوزدهم و تکنولوژی تقطیر و پالایش نفت در اواخر قرن نوزدهم و استفاده از آن در موارد غیر سوختی، جهش حیرت‌آوری بوجود آمد.

بطوری که امروزه صنایع پتروشیمی نقش اساسی و بنیادی در رفع نیاز عمومی جامعه به عهده دارد.

بیشتر دانشمندان منشأ تشکیل نفت را گیاهان و موجودات آلی موجود در اقیانوس‌های اولیه می‌دانند.

باقی ‌مانده جانوران و گیاهانی که میلیون‌ها سال قبل در محیط دریا زندگی می‌کرده‌اند، طی میلیون‌ها سال توسط لپه‌های گل و رسوبات مدفون شده‌اند.

آن‌ها تحت فشار و دمای بالا، نبود اکسیژن و مدت زمان طولانی تبدیل به نفت گردیده‌اند.

در صورت وجود این شرایط همراه با سنگ مخزن مناسب، نفت به ‌مقدار زیاد در حوضچه نفتی جمع می‌گردد.

اگر نفت در محلی جمع گردد به آن محل «حوضچه نفتی» می‌گویند.

از مجموع چندین حوضچه نفتی، یک «میدان نفتی» حاصل می‌شود.

به ‌سنگ متخلخل دربرگیرنده نفت، «سنگ مخزن» می‌گویند.

از تاریخچه و تعریف قیر اعتقاد بر این است که نام (Bitumen) از زبان سانسکریت و از کلمه (Jate) به معنی (Pitch) گرفته ‌شده است.

همچنین ادعا می‌شود که معادل لاتین Pixtu-men بوده که بعداً به Bitumen خلاصه و سپس از زبان فرانسه وارد زبان انگلیسی شد.

بیش‌تر از ۵۰۰۰ سال است که قیر به‌ عنوان عایق رطوبتی و عامل اتصال به کار می‌رود.

قدیمی‌ترین کاربرد ثبت‌ شده به ۳۸۰۰ سال قبل از میلاد توسط سومری‌ها برمی‌گردد.

اولين امولسيونقير در سال 1922 توسط هيو الن مكی ثبت شد.

در آن زمان صنايع اتومبيل‌سازی پيشرفت زيادی داشت و تعداد زيادی جاده در حال ساخته شدن بود.

توليد امولسيون در فرانسه كه به عنوان مهد اين تكنولوژی معروف است از 10000 تن در سال 1923 به 300000 تن در زمان جنگ جهانی دوم افزايش يافت.

در سال 1970 به 1200000 تن رسيد.

امروزه 30 % تمام جاده‌های فرانسه از امولسيون ساخته شده‌اند و در تمام نقاط دنيا در حال ساخت هستند.

کاربرد مهم قیر به علت وجود دو خاصیت مهم این ماده است؛

• نفوذناپذیری در برابر آب
• چسبندگی

قیر معمولاً در دو حوزه راه‌سازی و عایق‌کاری به کار می‌رود.

حدوداً ۹۰ درصد از قیرتولیدی، در حوزه راهسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مصارف عایق‌کاری، تنها ۱۰ درصد از مصرفقیر را به خود اختصاص می‌دهد.

اكثر قيرهايی كه در راه‌سازی مصرف می‌شوند در حرارت معمولی حالت خميری و نيمه جامد دارند.

به همين جهت در عمليات آسفالت پوششی ابتدا بايستی به كمک حرارت آن‌ها را سيال نموده و سپس قشر نازكی از آن‌ها را در سطح راه پخش نمود.

تهيه تسهيلات و دستگاه‌های گرم كردن قير در نقاط دور دست نه مقدور بوده و نه مقرون به صرفه است.

متخصصين آسفالت سعی نمودند كه به طريقی كاربرد قيرسرد را در راه‌سازی عملی سازند.

مواد قیری از نفت نیز متنوع‌تر هستند، زیرا قیر علاوه بر نفت منابع دیگری نیز دارد.

قیرها بسته به منشا به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:

•  قیرهای طبیعی 
•  قیرهای نفتی 
•  قیرهای قطرانی 

1- قیرهای نفتی

قیرهای نفتی، قیرهای جامد و نیمه جامدی هستند که به‌ طور مستقیم از تقطیر نفت خام و یا با عملیات اضافی دیگر نظیر دمیدن هوا به دست می‌آیند.

قیرنفتی بازمانده یا ته‌مانده سنگین تقطیر نفت خام است.

میزان قیرنفت خام از صفر تا بیش از نیمی از آن متغیر است.

مهم‌ترین محصولات تولیدی از قیرهای نفتی:

• قیر امولسیون:

قیرهای امولسیونی از نظر سرعت شکسته شدن (جدا شدن قیر از آب) به سه دسته تند شکن، کند شکن و دیرشکن، و از نظر بار الکتریکی ذرات معلق، به دو دسته آنیونیک و کاتیونیک تقسیم بندی می‌شوند.

قیر امولسیون تند شکن:

این نوع قیر امولسیون ناپایدار بوده و روی سطح مصالح بسیار سریع شکسته می‌شود و یک لایه نازک قیر به جای می‌گذارد.

در حال حاضر دو نوع قیرتند شکن کاتیونیک تولید می‌شود که به CRS2 و CRS1 معروف می‌باشند.

عمده‌ترین مصارف قیرهای امولسیون تند شکن:

• آب بندی با مصالح سنگین
• آب بندی با ماسه
• آسفالت‌های سطحی با کارایی نفوذی می‌باشد.

عمده‌ترین کاربرد این نوع قیرامولسیون به صورت آسفالت سطحی می‌باشد.

آسفالت سطحی تک لایه‌ای برای موارد زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:

• به عنوان اقدام موقتی پیش از اجرای روسازی با کیفیت بالاتر
• اصلاح رویه‌های قدیمی شن زده و اکسید شده
• ایجاد پوشش نفوذ ناپذیر به روی روسازی موجود
• اصلاح فرسودگی ناشی از رفت و آمد بیش از مقدار پیش بینی شده در طرح اولیه

قیرهای امولسیون دیرشکن:

این دسته شامل قیرهای امولسیونی است که پس از تماس با مصالح سنگی، پایداری زیادی دارند.

این امولسیون‌ها را می‌توان با مصالح سنگی، دانه‌بندی پیوسته و مقادیر زیادی ریز دانه استفاده نمود.

قیرهای امولسیون دیرشکن، ویسکوزیته بالاتری دارند که می‌توان با اضافه کردن آب، ویسکوزیته آن‌ها را کاهش داد.

اگر سرعت شکست سریع‌تری در مخلوط آسفالتی مثلاً در دوغاب قیرامولسیون مورد نیاز باشد می‌توان به آن سیمان پرتلند یا آهک هیدراته اضافه نمود.

آب و قیر با یکدیگر مخلوط نمی‌شوند اما تکنولوژی ساخت قیرامولسیون این فرآیند را امکان پذیر ساخته است که درصد متنابهی از قیر در فاز پیوسته آب پراکنده شود.

ترکیبی به نام امولسیفایر، ذرات‌قیر را به صورت باردار (دارای بار الکتریکی) در فاز پیوسته آب معلق و پایدار نگه می‌دارد.

در این مخلوط، قیر (که تنها و تنها باید قیر صنعتی 50-40، 70-60 و یا 100-85 باشد) در آب حل نمی‌گردد بلکه به صورت گلبول‌هایی بسیار ریز در آب شناور می‌شود.

در بعضی موارد ممکن است همراه با امولسیفایر، ماده پایدار کننده نیز استفاده گردد.

قیر امولسیون عمدتا از نوع امولسیون‌های مایع در مایع هستند که قیر در فاز آب پراکنده است.

در این نوع امولسیون‌های قیر، مقدار قیر بستگی به کاربرد آن دارد که معمولا از حداقل 52 درصد تا حداکثر 69 درصد متغیر است.

امروزه دو روش تجارتی جهت تهيه امولسيون‌قیر مورد نياز راهسازی متداول است كه عبارتند از:

• روش آسياب كلوئيدی
• روش مخلوط كردن سريع

اختلاف اساسی اين دو روش در اين است كه در روش آسياب كلوئيدی امولسيون به طور مداوم تهيه مي‌شود.

در روش مخلوط كن سريع امولسيون در تعدادی ظروف مجزا تهيه می‌شود.

ویژگی‌های قیر امولسیون:

1. امکان حمل به مکان‌های دور دست به صورت فله (با تانکر قیرپاش، کامیون و تریلی) یا بشکه (ترجیحا بشکه روغن)
2. توانایی استفاده از آسفالت با ضخامت‌های کم
3. سرعت پخش بالای آسفالت سطحی یا نازک و همینطور، افزایش عملیات آسفالت به علت خشک شدن کم‌تر از 2 ساعت
4. مناسب جهت هر نوع آسفالت، اساس و روکش (خیابان- اتوبان- باند فرودگاه)
5. عدم نیاز به حرارت دهی حین نگهداری، حمل و پاشش
6. قابل مصرف در دمای محیط (از دمای حداقل 5 درجه و حداکثر 80 درجه سلسیوس) و بر روی روسازی‌های مرطوب
7. نفوذپذیری مناسب به علت سیالیت بالا
8. پیچیده نبودن ماشین آلات مورد نیاز و سهولت استفاده
9. سازگاری کامل با محیط زیست و آلاینده نبودن چه در فرآیند ساخت و تولید و چه در فرآیند حمل، پاشش و شکست
10. شکست سریع قیر امولسیون در تقابل با مصالح سنگی و هوا (تنها 1 تا 2 ساعت)
11. سمی نبودن و عاری از هرگونه بو
12. عدم قابلیت آتشگیری هنگام نگه داری، حمل و اجرا
13. تغییر رنگ از قهوه‌ای به سیاه پس از فرآیند شکست قیر‌امولسیون و آماده شدن برای تردد یا اجرای لایه بعدی آسفالت
14. ماندگاری در مخزن حداقل تا 3 ماه در دمای قیده شده در بند 6
15. پمپ و تخلیه از تانکر تریلی به کف مخزن ذخیره و رها نکردن قیر امولسیون از ارتفاع بیش از 30 سانتی متر
16. شکسته و شسته بودن مصالح سنگی و به همراه نداشتن خاک

2- قیر محلول:

قيرهای محلول از حل كردن قير در حلال‌ها يا روغن‌های نفتی به دست می‌­آيد.

نوع و كيفيت قيرهای محلول به كيفيت قيرها، نوع حلال و مقدار حلال بستگی دارد.

هر اندازه مقدار حلال‌های نفتی در قير‌محلول زيادتر باشد، روانی آن بيشتر است.

موارد استفاده از قیرمحلول:

عدم دسترسي به وسايل گرم­ كننده قير

تجزيه شدن قير در حرارت‌های بالا

سرد شدن قير در هنگام كار

عدم امكان نفوذ آن در مواد معدنی متخلخل

لزوم ايمنی كارگران

آتش‌­سوزی و صرف وقت

در راهسازی برای اندودهای سطحی، نفوذی، آسفالت سطحی، آسفالت سرد

3- قیر طبیعی

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.

دوام آن بیشتر از قیرهای نفتی است.

قیر‌طبیعی که به نام های بنتونایت، آسفالتایت، آسفالت طبیعی، آسفالت دکوراتیو، آسفالتوم و قیر معدنی نیز شناخته می‌شود، یک رزین هیدروکربن طبیعی است و بهترین عایق رطوبتی در طبیعت می‌باشد.

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.

از جمله راه‌های تعیین کیفیت‌قیر آنالیز است.

آنالیز قیر طبیعی میزان کیفیت، دوام و کاربرد آن در صنایع مختلف را نشان می‌دهد.

خصوصیات قیرطبیعی:

• قیرطبیعی دارای خصوصیاتی از جمله قابلیت انحلال بالا در محلول های آلی، خلوص بالا و خواص ثابت، وزن مولکولی بالا و محتوای نیتروژن بالا می‌باشد.
• قیر طبیعی یک ماده آلی هیدروکربن و بهترین عایق رطوبتی در طبیعت می‌باشد.
• همچنین˛ از نقطه نرمی 130 الی 250 درجه سانتی گراد بسته به نوع و کیفیت آن˛ برخوردار بوده و اهمیت آن ‌را در مصارف عمرانی و در باب عایق حرارتی نیز ارتقا می‌بخشد.
• تولید ایزوگام و آسفالت
• تهیه رنگ و جوهر
• از قیرطبیعی رنگدانه‌های سیاه و قهوه ای استخراج می‌شود.
• استفاده به عنوان پوشش
• تهیه قیرهای امولسیونی

از پودر میکرونیزه گیلسونایت در تهیه قیرهای امولسیونی آبی استفاده می‌شود.

• ایزولاسیون

قیرطبیعی در ایزولاسیون سدها، پل‌ها و کانال‌ها به مقدار گسترده‌ای استعمال می‌شود.

• تولید کک
• کارگیری در گل حفاری

از گیلسونایت در تولید گل و دوغاب سیمان حفاری استفاده می‌شود.

در سیالات حفاری برای سیمانی کردن چاه‌های نفت به کار می‌رود.

• بکارگیری برای سوخت
• استفاده از گیلسونایت در صنایع ریخته گری

گیلسونایت به عنوان یک افزودنی کربناته در ماسه‌های ریخته گیری استفاده می‌شود که باعث ایجاد صفحات هموارتر بر روی قالب‌های آهن خاکستری می‌گردد.

• استفاده از گیلسونایت در صنایع شیمیایی

قیرطبیعی یا گیلسونایت به طور موفقیت آمیز برای تولید درز گیر و چسب استفاده می‌شود.

4- آسفالت سرد

آسفالت سرد با قیرامولسیون سرد پیش ساخته، مخلوطی از مصالح سنگی گرم نشده و قیر امولسیون است که در کارخانه آسفالت تولید می‌شود.

آسفالت سرد پیش ساخته را می‌توان بلافاصله پس از تولید، در سطح راه پخش یا آن را برای مدتی در کارگاه انبار نمود.

به واسطه این ویژگی، مخلوط آسفالتی سرد را می‌توان در ساخت‌های طولانی حمل و پخش نمود.

این مخلوط‌ها ممکن است برای اساس قیری، آستر، رویه، تراز نمودن، تعویض و لایه‌های روکش استفاده شوند.

خصوصاً برای ارتقای درجه و تقویت روسازی‌هایی با ضخامت کم به کار می‌روند.

برخی از مزایای مخلوط‌های آسفالت سرد با قیر امولسیون نسبت به مخلوط آسفالت گرم با قیر خاص عبارت است از:

• مقرون به صرفه بودن: میزان تولید بالای این مخلوط‌ها با تجهیزات بسیار و سرمایهگذاری کم، استفاده از آن را به ویژه برای پروژه‌های مناطق دور افتاده مقرون به صرفه می‌نماید.
• غیر آلاینده بودن
• ایمنی: در نواحی با خطر آتش سوزی زیاد مثل جنگل‌ها و مراتع خطر آتش سوزی به علت خشک نکردن مصالح سنگ و دمای کم مخلوط یا قیر مورد استفاده، کاهش می‌یابد.

5- قیر دمیده

قیر دمیده از دمیدن هوای داغ به قیرخالص در مرحله آخر عمل تصفیه به دست می‌آید.

در این فرایند، هوای داغ با دمای ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد توسط لوله‌های سوراخ‌دار به محفظه حاوی قیر دمیده می‌شود.

در اثر انجام این فرایند، 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 کم‌تری 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.

مثلاً قیر ۸۰/۲۵ R به معنای قیر دمیده با درجه نرمی ۸۰ و درجه نفوذ ۲۵ می‌باشد.

6- قیر ترینیداد

در ترینیداد، قیر را از دهانهٔ آتشفشان خاموش در می‌آورند.

رویه‌ی بسته‌ی قیر را شکسته، و از زیر آن قیر را برداشت می‌نمایند که باز قیر، روان شده و جای آنچه که برداشته شده را پر می‌کند.

این قیر دارای ناخالصی (جسم‌های معدنی و ریشهٔ گیاهان) است.

آن را در دمای ۱۶۰ درجه آب کرده، و صاف می‌کنند که آن را قیرترینیداد پالوده (Trinidad-epure) می‌نامند.

دارای ۳۸٫۵٪ جسم‌های معدنی، و ۵٪ جسم‌های آلی نامحلول در CS2 و ۵۶٫۵٪ قیر که در سولفور کربن حل می‌شود.

جسم‌های معدنی که آن‌ها را خاکستر آتشفشانی و خاک رس کلوییدی می‌پندارند، به گونه‌ی دانه‌های ریز در آن پخش‌اند.

این ریزدانه‌ها، درجهٔ نرمی و چکیدن آن را بالا برده‌اند.

قیر ترینیداد پالوده را در روغن‌های معدنی حل کرده یا با قیر نفتی درهم و به کار می‌برند.

این قیر دارای چگالی ۱٫۴، درجهٔ نفوذ ۱٫۴ تا ۴ (در گرمای ۲۵ درجه)، درجهٔ نرمی ۷۸ تا ۸۴ و درجهٔ شکستن ۱۳ تا ۱۴ است.

7- قیرابه

قیرابه (قیرامولسیون) با مخلوط کردن قیر و آب و یک ماده امولسیون‌ ساز به‌دست می‌آید.

مقدار ماده امولسیون ساز بسیار کم و در حدود ۰٫۳ تا ۰٫۵ درصد وزن قیر می‌باشد.

مقدار آب مصرفی این نوع قیر در حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد وزن قیر می‌باشد.

ماده امولسیون‌ساز معمولاً یک نمک قلیایی اسیدهای آلی یا نمک آمونیم است که باعث باردار شدن ذراتقیر می‌شود.

به این ترتیب ذرات قیر در اثر بار القایی یکدیگر را دفع می‌کنند و به‌صورت کره‌هایی با قطر یک‌ صدم تا یک ‌هزارم میلی‌متر در آب شناور می‌شوند.

تقطیر یک فرآیند اساسی در تصفیه نفت خام است.

مرحله اول تقطیر تحت ‌فشار اتمسفر انجام‌ شده و به‌ طور معمول شامل حرارت دادن نفت خام تا دمای حدود ۶۵۰ تا ۸۰۰ درجه فارنهایت و سپس تزریق آن به داخل یک ستون جداسازی است.

بدین طریق برش‌های سبک‌تر به ‌صورت محصول بالای برج و ته‌مانده قیری را تحت عنوان ته‌مانده اتمسفریک می‌نامند.

این اولین مرحله در کل فرآیند تصفیه است.

بسیاری از نفت‌های خام حاوی درصدهای بالایی از برش‌های با نقطه‌جوش بالا هستند که نمی‌توان آن‌ها را در یک واحد تقطیر اتمسفریک تقطیر نمود.

برای جداسازی این برش‌ها و تهیه قیر با مشخصه‌های موردنظر از یک برج تفکیک ثانوی که در شرایط خلأ کار می‌کند استفاده می‌گردد.

باقی‌مانده این فرآیند را تحت عنوان قیر استحصال مستقیم می‌نامند.

فرآیند تولید آسفالت به‌ وسیله روش تقطیر در خلأ به‌ جز نفوذپذیری، تأثیر بسیار اندکی روی سایر خواص قیر به‌ جا می‌گذارد.

منشأ نفت خام به‌ کار رفته نیز تأثیر قابل‌ توجهی روی خواص فیزیکی قیر استحصالی دارد.

رو زدن قیر در راه‌های آسفالته عبارتست از:

حركت قير به طرف سطح راه و تشكيل يك لايهقير در سطح قشر آسفالت می‌باشد.

از مهم‌ترين علل قير رو زدن كه معمولا پيدايش آن در هوای گرم می‌باشد وجود مقدار قير زيادتر از حد لزوم در يكی از قشرهای آسفالت می‌باشد.

علاوه بر اين انجام پريمكت با قير بيش از اندازه و يا انجام تک كت با قير بيش از حد و انجام سيل كت با قير زيادتر از حد نصاب نيز سبب پيدايش اين نوع عارضه نيز می‌شود.

يكي از مواردی كه خيلی زياد در راه‌های ايران ملاحظه می‌شود اين است كه به هنگام اجرای پريمكت قبل از اين‌كه اجازه بدهند اين قير عمل بيايد يا به اصطلاح خشک شود، مبادرت به پخش قشر آسفالت می‌نمايد.

چون قيرهای مخلوط دارای حلال می‌باشند لذا حلال موجود در اين قيرها در زير قشر بتن آسفالتی تبخير شده و سعی می‌كند راهی به خارج پیدا نمايد.

در اثر كشش بخار به هنگام خروج از منافذ قشرهای آسفالت قير را نيز با خود بيرون می‌كشد و لكه‌های‌قير كه در ابتدا خيلی كوچک است حتی تا سطح یک متر مربع در سطح راه ايجاد می‌شود.

عين اين حالت نيز برای تک كت بسيار زياد ملاحظه شده است.

مشخصات کلی قیر

• درجه نفوذ: آزمایش درجه نفوذ برای تعیین سختی‌قیر 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 میلی‌متر درجه نفوذ نامیده می‌شود.

هر چه درجه نفوذ کم‌تر باشد قیر‌سخت‌تر است.

• گرانروی: هر چه کند روانی‌قیر بیش‌تر باشد خواص جامد بیش‌تری از خود نشان می‌دهد.

واضح است در دماهای بالاتر کند روانی کم‌تر است.

این مشخصه‌قیر با دستگاه سی بولت فیورل  و یا به روش کینماتیکی  اندازه‌گیری می‌شود.

• 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.

• 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 اُوِن در دمای ۱۶۳ درجه سانتی گراد و در مدت ۵ ساعت (شرایط تقریبی پخت آسفالت) اندازه‌گیری می‌شود.

• شکل پذیری یا انگمی: اگر نمونه‌ای از قیر با سطح مقطع ۱ سانتی‌متر مربع را با سرعت ۵ سانتی‌متر/دقیقه بکشیم، مقدار افزایش طول نمونه را قبل از پاره شدن خاصیت انکمی قیر گویند.
• درجه خلوص: می‌دانیم حلال‌قیر 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)]

• درجه نرمی: درجه نرمی دمایی است که با رسیدن قیر به آن دما، از حالت جامد به حالت روان در می‌آید.

هرچه درجه نرمی قیر بیش‌تر باشد، حساسیت کم‌تری نسبت به تغییرات دما دارد.

درجه نرمی قیرهای معمولی حدود ۶۰ تا ۷۰ می‌باشد.

• کربن و هیدروژن:

اندازه گیری میزان کربن و هیدروژن گیلسونایت (gilsonite) بر نمونه‌های بسیار کوچک انجام می‌گیرد و از این رو لازم است آزمایش با دقت کافی انجام شود.

نمونه را بطور کامل در اکسیژن و در دمای ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌سوزانند.

محصولات احتراق را از روی اکسید مس گرم عبور می‌دهند و تمامی کربن و هیدروژن باقی مانده در آن به ترتیب به CO2 و H2O تبدیل می‌کنند.

• نیتروژن:
  مقدار نیتروژن موجود در قیر از طریق روش معروف کجلدا (Kjeldahl) اندازه گیری می‌شود.
• گوگرد:

گوگرد به شکل‌های مختلفی در قیر طبیعی وجود دارد.

برای اندازه گیری کل گوگرد موجود در قیر، یک گرک قیر را همراه با مخلوطی شامل یک قسمت کربنات سدیم بدون آب و دو قسمت اکسید منیزیم رقیق حل می‌کنیم و آن ‌را حرارت می‌دهیم.

برای تعیین مقدار گوگرد معدنی موجود در قیر، که به شکل سولفات است آن را در اسیدکلریدریک حل می‌کنند و به شکل سولفات باریم رسوب می‌دهند و رسوب حاصل را وزن می‌کنند.

مقدار گوگرد آلی از اختلاف وزن کل گوگرد و گوگرد معدنی به دست خواهد آمد.

• اکسیژن:

مقدار اکسیژن موجود در قیر را با هیچ روش مطمئنی بطور مستقیم نمی‌توان اندازه گیری کرد.

برای تعیین مقدار این عنصر، ابتدا کلیه اجزای موجود در نمونه‌قیر را مطابق روش‌های پیش گفته به دقت اندازه‌گیری می‌کنند و اختلاف مجموع آن‌ها از ۱۰۰ را معادل درصد اکسیژن قیر فرض می‌کنند.

مشخصات عمومی قیر

قیر ماده ایست که در سالیان دراز تغییر شکل پیدا نکرده و پایدار می‌ماند.

این پایداری مربوط به خواصی است که قیرخالص دارا می‌باشد به این معنی که هر چه پایه نفتی آن مناسب‌تر باشد پایدارتر خواهد بود.

مشخصات عمومی قابل توجه قیر عبارتند از:

• غیر قابل نفوذ بودن در مقابل آب و رطوبت
• مقاومت در مقابل اسیدها – بازها و نمک‌ها
• قابلیت ارتجاع
• چسبندگی
• محلول بودن در برخی از حلال‌ها (بدون از دست دادن خواص خود)
• عایق بودن در مقابل جریان‌های الکتریکی
• تشکیل دادن فیلم پایدار بروی اجسام مختلف
• داشتن رنگ ثابت

در بعضی مواردقیر خاصیت اصلی خود را از دست می‌دهد بطوری که نمی‌توان از آن به خوبی استفاده نمود.

این موارد شامل موارد زیر می‌باشد:

• تجزیه شدن در حرارت زیاد و تبدیل آن به ذغال توام با اشتعال
• نداشتن خاصیت چسبندگی در محیط مرطوب و آلوده به خاک نرم
• تغییر شکل پذیرفتن در مقابل فشار و حلال‌ها

در مرحله نخست مواد سبک مانند پروپان و بنزین از نفت خام جدا می‌شوند.

این مرحله در فشاری در حد فشار اتمسفر انجام می‌گیرد.

در مرحله دوم مواد سنگین تر از نفت خام مثل نفت سفید و گازوئیل خارج می‌شوند.

مرحله دوم در فشاری نزدیک به خلاء انجام می شود.

در آخر مخلوطی از مواد جامد بسیار ریزی باقی می‌ماند که در ماده‌ای به نام مالتن که شبیه به گریس است غوطه ور است.

چگالی و چسبندگی قیر به دلیل ترکیب شیمیایی آن است.

عمدتا مولکول‌های بزرگ هیدروکربن معروف به آسفالتین و رزین، که در روغن‌های سبک‌تر وجود دارد اما درقیر بسیار متمرکز هستند.

بعلاوه، قیر غالباً حاوی مقادیر زیادی فلزات از قبیل نیکل و وانادیوم و عناصر معدنی غیر فلزی مانند نیتروژن ، اکسیژن و گوگرد است.

قیر عمدتاً از ته نشین شدن نفت خام در پالایشگاه‌های نفت به دست می‌آید.

تولیدکنندگان قیر آن را سنگین‌ترین بخش نفت خام می‌نامند که ماده اصلی تولیدقیر است.

موارد زیر مواردی هستند که مستقیماً بر قیمت قیرنفت خام موسوم به “قیر VB” تأثیر می‌گذارد:

• قیمت سوخت
• قیمت نفت خام
• شرایط سیاسی
• نرخ ارز
• نرخ تقاضا و عرضه قیر در بازار
• نرخ تقاضا در فصل گرم سال که ساخت و سازها افزایش می‌یابد

 

کاری از گروه آموزشی استوارسازان