قیر چیست و چه کاربردی دارد؟
قیر چیست؟
قیر یک ماده هیدروکربنی است که در رنگهای قهوهای تیره و سیاه وجود داشته و میتواند در موادی مانند سولفور کربن و تتراکلروکربن به راحتی حل شود. این ماده در دمای محیط جامد بوده و با افزایش دما به حالت خمیری در میآید. قیرها از مواد و ترکیبات مختلفی تشکیل میشوند که مهمترین آنها را میتوان در دستهبندیهای زیر قرار داد:
ترکیبات هتروسیکلیک
هیدروکربنهای اشباع
ترکیبات آروماتیک قطبی مانند فنول
نفتالین و ترکیبات آروماتیک چند حلقوی
انواع قیر و کاربرد آن
به صورت کلی قیرها بر اساس فاکتورها و پارامترهای مختلفی، دستهبندی شده و از تنوع بالایی نیز برخوردارند. در حقیقت قیرها با پایه نفتی، به سه دسته عمده زیر تقسیم میشوند:
قیرهای محلول مانند قیرهای MC، RC، SC
قیرهای امولسیونی مانند قیرهای CMS، CRS، CSS
قیرهای خالص مانند قیرهای با درجه نفوذ مثل ۷۰-۶۰ و قیرهای PG مانند 30-75 لازم به ذکر است که هر کدام از این موارد، قابلیتها و کاربردهای متفاوتی داشته و در موقعیتهای متفاوتی مورد استفاده قرر میگیرند. درست است که انواع قیر ها از نظر فاکتورهای مختلفی باهم تفاوت دارند؛ با اینجال اما مهمترین مشخصات فنی آنها را میتوان در موارد زیر خلاصه کرد:
گرانروی Viscosity
میزان کشش Ductility
درجه نفوذ Penetration
نقطه اشتعال Flash Point
نقطه نرمی Softening Point
وزن مخصوص Specific Gravity
حلالیت یا درجه خلوص قیر Solubilit
نقطه شکست Fraass Breaking Point
اثر حرارت و هوا روی قیر Thin Film Over Test
قیر نفتی و قیر طبیعی
این قیر عموما از نفت خام به دست آمده و با نام قیر تقطیری نیز شناخته میشود؛ همچنین لازم به ذکر است که این ماده، محصول دو مرحله تقطیر نفت خام در برج تقطیر است. در مرحله نخست، تقطیر که در فشاری نزدیک به فشار اتمسفر انجام میشود، مواد سبکی مانند بنزین و پروپان از نفت خام جدا میشوند. مرحله دوم نیر که در فشار خلأ انجام میشود، ترکیبات سنگین مانند گازوئیل و نفت سفید خارج میشوند.
به یاد داشته باشید که قیر طبیعی نیز نوعی قیر است که در اثر تبدیل تدریجی نفت خام و تبخیر مواد فرار آن در اثر گذشت سالهای بسیار زیاد به دست میآید و در مقایسه با قیر تقطیری از دوام بیشتری برخوردار است. قیرهای طبیعی میتوانند به صورت دریاچهای وجود داشته باشد و یا از معادن استخراج شود.
از مهمترین کاربردهای قیر طبیعی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
کشاورزی
صنعت بازیافت
راه و جادهسازی
صنعت حملونقل
صنعت ساختمانسازی
استفاده به عنوان سوخت
عایقبندی تجهیزات مختلف
استفاده در صنایع کک سازی
استفاده در صنایع ایزولاسیون مانند صنعت نفت و گاز
قیر دمیده
قیر دمیده نیز یکی از انواع قیر است که در مرحله آخر عمل تصفیه، در اثر دمیدن هوای داغ به قیر خالص به دست میآید. هوای داغ با دمای ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه توسط لولههای سوراخدار به محفظه حاوی قیر دمیده شده و در اثر این فرآیند، هیدروژن موجود در مولکولهای هیدروکربورهای قیر، با اکسیژن هوا ترکیب شده و با تشکیل آب، عمل پلیمریزاسیون اتفاق میافتد. این قیر از درجه نفوذ کمتری نسبت به قیر خالص برخوردار است اما نرمی بیشتری داشته و نسبت به تغییرات دمایی حساسیت کمتری نشان میدهد.
«از مهمترین کاربردهای قیر دمیده میتواند به ساختن ورقهای پوشش بام، ساختن باتری ماشین، اندودکاری و… اشاره کرد»
قیر مخلوط یا محلول
قیر محلول در حقیقت مخلوطی از قیر و یک حلال مناسب مانند نفت سفید یا بنزین است که در دمای محیط به شکل مایع بوده و در انواع آسفالتهای پوششی و… استفاده میشود. لازم به ذکر است که میزان گیرش و سفت شدن این قیر به نوع محلول آن بستگی دارد. قیر حل شده، در مادهای مانند بنزین، به سرعت سفت میشود؛ زیرا بنزین به سرعت تبخیر میشود. به همین دلیل، به این نوع قیرها در اصطلاح قیر تندگیر (RC) نیز گفته میشود. در مقابل نیر قیرهایی که در موادی مانند نفت، حل شده و دیرتر سفت میشوند، قیر کندگیر (MC) نامیده میشوند.
قیر امولسیون
قیر امولسیون چیست؟ امولسیون نیز در اصل نوعی قیر محلول است که در آن قیر با آب و یک ماده امولسیون ساز ترکیب میشود؛ این ماده امولسیون ساز در حدود ۰٫۳ تا ۰٫۵ درصد وزن قیر را تشکیل میدهد. نمک قلیایی اسیدهای آلی یا نمک آمونیم مهمترین مواد امولسیون ساز هستند که در این نوع قیرها استفاده شده و باعث باردار شدن ذرات آنها میشوند.
در اصل باردار شدن ذرات قیر باعث میشود که یکدیگر را دفع کرده و به صورت کرههایی با قطر یکصدم تا یکهزارم میلیمتر در آب شناور باشند. این قیر قدرت آلایندگی کمتری داشته و به همین دلیل، خطر اشتعال پایینتری نیز دارد. از مهمترین کاربردهای قیر امولسیونی میتوان به تولید آسفالتهای سرد، عایقکاری و… اشاره کرد.
براساس دستهبندی دیگری مانند تقسیم بندی براساس منشأ، این مواد در سه دسته قیرهای طبیعی، نفتی و قطرانی قرار میگیرند. قیرهای طبیعی شامل قیرهای دریاچهای، قیر سنگها و گیلسونایتها هستند. قیرهای نفتی نیز شامل قیر خالص، قیر دمیده، قیر امولسیونی و قیرهای محلول و درنهایت، قیرهای قطرانی نیز شباهت بالایی با قیر نفتی دارند
جمعبندی نهایی
قیرها از جمله مواد هیدروکربنی هستند که بهواسطه داشتن ویژگیهای منحصربهفردی همچون چسبندگی عالی، نفوذناپذیری در برابر رطوبت و آب و… کاربردهای صنعتی متعددی دارند. این مواد بر اساس فاکتورهای مختلفی دستهبندی میشوند که مهمترین آنها منشأ تولید است و بر این اساس قیرها به سه دسته اصلی قیرهای طبیعی، قیرهای نفتی و قیرهای قطرانی تقسیم میشوند.
همچنین بخوانید: