انواع قیر

قیرهای مصرفی در راه سازی عمدتاً دو نوع است. اگر از معدن به دست آید قیر طبیعی یا معدنی و هرگاه از پالایش نفت خام حاصل شود قیر نفتی نام دارد.

انواع قیر

۱)- قیر طبیعی:

وقتی که مواد فرار نفت خام موجود دراعماق زمین، به مرور زمان و در برابر عوامل جوی تبخیر شود، ماده سیاه رنگی از آن بر جای می ماند که قیر طبیعی نام دارد. قیر طبیعی شامل قیرهای دریاچه ای و قیر سنگ ها می باشد.

الف) قیرهای دریاچه ای:

وقتی نفت خام به طور طبیعی از بین لایه های شکست خورده زمین صعود کند و مواد آن تبخیر شود، قیرهای طبیعی به صورت دریاچه در روی زمین به وجود می آید.منابع قیر دریاچه ای در اغلب نقاط جهان قیر دریاچه ترینیداد است با حجمی درحدود ۱۰ تا ۱۵ میلیون مترمکعب. دریاچه قیر برمودا در ونزوئلا نیز از جمله معادن مهم دیگر محسوب می شود. مثال این نوع قیر در ایران دریاچه قیر بهبهان می باشد.

ب) قیر سنگ ها:

قیر سنگ ها عمدتاًً سنگ های آهکی و ماسه ای است که نفت خام در آن ها نفوذ کرده و با گذشت زمان مواد فرار آن تبخیر شده و قیر در این سنگ ها باقیمانده است. مقدار قیر موجود در این سنگ ها از ۷ تاحدود ۸۰ درصد متغیر است.

ج) گیلسونایت ها:

گیلسونایت یک رزین هیدروکربن طبیعی است که در رود بونیتا واقع در شمال شرق یوتا یافت شده است.این آسفالت طبیعی شبیه یک آسفالت نفت خام سخت شده است. معمولاً اسامی آسفالت، یوتانیت و آسفالتوم نیز برای این ماده به کار برده می شود. گیلسونایت به مانند آسفالت طبیعی در حلالهای آلیفاتیک و آروماتیک محلول است.

گیلسونایت در حالت کلوخه ایی ماده ای براق، مشکی و بسیار شبیه ابسدین، و بسیار ترد است و در حالت پودر میکرونیزه دارای رنگ قهوه ای تیره می باشد. گیلسونایت در زیر سطح زمین در لایه های عمودی یافت می شود.

۲)- قیر نفتی:

در اوایل قرن بیستم، قیر نفتی حاصل از پالایش نفت خام به بازار آمد و جایگزین قیر های معدنی و طبیعی در روسازی های آسفالتی و سایر مصارف صنعتی گردید. این نوع قیرها از پالایش نفت خام در برج های تقطیر به دست می آید و نهایتاً در ته برج و در حرارت بیش از ۳۸۰ درجه باقی می ماند.

انواع قیرهای نفتی:

الف) قیرهای خالص:

در حین تقطیر نفت خام، روغن های سبک تر در درجه حرارت های پایین تر تبخیر شده و با بالا تر رفتن دما روغن های سنگین تر جدا می شوند. آنچه در ته این برج ها باقی می ماند قیر خالص است که با تنظیم درجه حرارت و فشار داخل برج تقطیر می توان قیرهایی با درجه سفتی متفاوت به دست آورد.

جدول مشخصات قیرهای خالص

ب) قیرهای دمیده:

قیرهای دمیده از دمیدن هوای داغ به قیر خالص در مرحله آخر عمل تصفیه به دست می آید. قیر خالص را که در حالت مایع و با درجه حرارت زیاد است وارد محفظه مخصوص کرده و از قسمت پایین این محفظه به کمک لوله های سوراخ دار هوا به آن دمیده می شود.این عملیات معمولاً در دمای بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد انجام می شود و قیر خصوصیات مورد نظر را پیدا می کند.

جدول مشخصات قیرهای دمیده

 ج) قیرابه ها (امولسیون قیری)

از مزایای امولسین های قیری می توان به عدم احتیاج فرآیند گرما دهی در موقع استفاده، عدم احتیاج به حلال های میان تقطیر برای تهیه قیر مایع، عدم آتش گیری در موقع نگهداری و حمل ونقل و یا استفاده و همچنین آلوده نکردن محیط زیست اشاره کرد. امولسین قیر در راه سازی در مواردی مانند تهیه آسفالت سرد، آسفالت سطحی، تک کت، اسلاری کت و غیره مصرف داشته و علاوه بر آن کاربردهایی مانند استفاده به عنوان مالچ در تثبیت شن های روان، پوشش های حفاظتی مخازن و عایق کاری بام دارند. امولسیون های متداول قیر از نوع روغن در آب بوده(ذرات ریز قیر در داخل فاز آبی پراکنده است)و به طور کلی شامل سه دسته آنیونیک، کاتیونیک و رسی می باشد که دو نوع اول در راهسازی کاربرد بیشتری دارند.

د) قیرهای محلول:

قیرهای محلول، یا قیرهای پس برگشته از حل کردن قیرهای خالص در حلال ها یا روغن های نفتی به دست می آید. نوع و کیفیت قیرهای محلول به کیفیت قیرهای خالص اصلی، نوع ومقدارحلال بستگی دارد.

قیرهای محلول بر اساس سرعت گیرش و نوع حلال به سه گروه تقسیم می شود:

۱)- قیرهای زودگیر:

اگر از بنزین برای حل کردن قیرخالص استفاده شود قیر محلول را زودگیرمی نامند. قیرهای زودگیر بر حسب تند روانی، در چهارنوع RC-70، RC-250، RC-800،RC-3000 که اعداد پسوند معرف کندروانی قیر بر حسب سانتی استوکس درجه بندی شده است.

۲)- قیرهای کندگیر:

قیرهای کندگیر از حل کردن قیرهای خالص در نفت سفید تهیه می شود. قیرهای کندگیر به پنج نوع درجه بندی می شوند که کند روانی آن ها در ۶۰ درجه سانتی گراد از حداقل ۶۰ تا ۶۰۰۰ سانتی استوکس تغییر می کند.

۳)-قیرهای دیرگیر:

قیرهای محلول دیرگیر را علاوه بر حل کردن قیر خالص در روغن ها و حلال های دیرگیری نفتی مانند گازوئیل یا نفت سیاه، می توان مانند قیر خالص مستقیماً از تقطیر نفت خام به دست آورد. قیرهای دیرگیر را روغن راه می نامند که هنوز بخش روغن موتور نفت خام از آن جدا نشده است.

ه) قیرهای اصلاح شده: Polymer Modified Bitumen (PMB)

از آن جایی که قیر به تنهایی هیچ گاه از خواص فیزیکی کاملاً رضایت بخشی برخوردار نبوده است از این رو محققان همواره در تلاش هستند خواص قیر را اصلاح نمایند. اصلاح خواص قیر باعث بالا تر رفتن کیفیت آن و افزایش عمر سرویس دهی پوشش شده ودر نتیجه هزینه های نگهداری و مرمت پوشش به نحو چشم گیری کاسته خواهد شد. مهم ترین اصلاح کننده های قیر، پلیمرها به خصوص لاستیک های گرمانرمی چون SBS و SIS و غیره می باشد. افزایش این پلیمرها باعث افزایش مقاومت قیر در برابر تغییر شکل، وارفتگی و کوبیدگی ثانویه در اثر ترافیک و استهلاک و ترک خوردگی می گردد.

نمونه ای از تغییرات خصوصیات قیر دراثرافزایش نوعی پلیمر:

جدول مشخصات قیرپلیمری