مهم‌ترین انواع قیر کدامند؟+ ویژگی هرکدام

ترکیبات کربن و هیدروژن، یکی از مورد استفاده ترین ترکیبات در تمام دنیا هستند. طیف زیادی از موادی که به صورت روزانه با آنها سر و کار دارید، از مشتقات این دو عنصر هستند. پلاستیک، الکل، بنزین و… را می توانیم از مهم ترین این مواد بدانیم. در این لیست اما نباید یک ترکیب نام آشنا یعنی قیر را از قلم بیاندازیم. قیر یکی از موادی است که از سالهای دور تا به امروز، یک ماده مفید و پراستفاده بوده است. چسبندگی بسیار بالا، مقاومت در برابر نفوذ آب، خاصیت عایق حرارتی و رنگدانه های قوی، خواصی از قیر هستند که این ماده را در صنعت جا می اندازند. از بین تمام کاربردهای قیر، شاید همه با کاربرد مشهور آن یعنی آب بند کردن پشت بام منازل و جلوگیری از نفوذ آب به دیوارها آشنا باشیم اما این تنها کاربرد مایع غلیظ و سیاه رنگ قصه ما نیست.

پیش از هر چیز، بهتر است در مورد اینکه قیر چیست و چطور تولید می شود، اطلاعاتی را به دست آوریم؛ پس تا انتها با پترو صنعت فومه همراه باشید

قیر چیست و چگونه تولید می شود؟

قیر یک ماده هیدروکربنی بسیار سنگین است. به بیان دقیق تر، قیر سنگین ترین هیدروکربن موجود در نفت خام می باشد. درصد جرمی عناصر موجود در قیر به صورت 87 درصد کربن، 11 درصد هیدروژن و 2 درصد اکسیژن است. این ماده به صورت آزاد از طبیعت یا به صورت بخشی از مشتقات نفت خام تولید می شود. قیر دیرجوش ترین ترکیب موجود در نفت خام هم می باشد و تا دمای 380 درجه نیز به جوش نمی آید. پس از آنکه در برج تقطیر نفت خام، تمام اجزا در دماهای مختلف از آن جدا شوند، ماده باقیمانده قیر خالص می باشد. البته قیر خالص در دماهای بالای 300 درجه حالت مایع دارد و با کاهش دما و رسیدن به دمای محیط، قیر فرم جامد پیدا می کند. معمولا در چنین دمایی، قیر خالص کاربرد چندانی ندارد.

منبع دیگر تامین قیر، قیر معدنی یا گیلسونایت است. این نوع قیر، از جاری شدن نفت خام در طبیعت و خروج اجزای آن به مرور زمان ایجاد شده است. در واقع قیر معدنی را می توانیم حاصل تقطیر طبیعی نفت خام بدانیم. این نوع قیر معمولا در فواصلی از منابع نفتی، به صورت معدن پیدا می شود. قیر معدنی نسبت به قیر نفتی خلوص کمتری دارد و در بعضی از فاکتورها، با قیر نفتی دارای تفاوت است اما تا حد زیادی می توانیم این دو ماده را مشابه یکدیگر بدانیم.

مشخصات فنی قیر

از نظر فیزیکی، قیر یک ماده با رنگ سیاه یا قهوه ای بسیار تیره، وزن بالا و حالت فیزیکی جامد یا مایع بسیار ویسکوز (در دمای محیط) است. در مورد خصوصیات فنی این ماده، اگرچه انواع قیر خصوصیات فنی کاملا یکسانی ندارند، اما می توانیم موارد زیر را برای قیر تعریف نماییم:

درجه نفوذ

تست درجه نفوذ می تواند مقدار نفوذپذیری یا به عبارتی نرمی و سختی قیر را مورد بررسی قرار دهد. در این تست، یک سوزن تحت بار 0.1 کیلوگرم برای مدت 5 ثانیه روی قیر در دمای اتاق بار اعمال می کند تا میزان نفوذ آن تعیین شود. هر چه درجه نفوذ قیر بیشتر باشد، مشخصا آن قیر بافت نرم تری دارد.

گرانروی (ویسکوزیته)

قیر به صورت کلی دارای ویسکوزیته بالایی است اما از آنجا که انواع قیر، طیف ویسکوزیته وسیعی را می سازند، نمی توانیم عدد دقیقی برای آن بیان نماییم. به طور کلی، انواع قیر می توانند گرانروی دینامیکی بین 1000 تا 4000 پواز داشته باشند.

درجه اشتعال

مانند هر سیال دیگری، قیر هم با نرخ بسیار آهسته ای تبخیر سطحی دارد. بخار قیر موجود روی سطح قیر تا دمای معینی دچار اشتعال نخواهد شد اما از این دمای معین به بعد، بخار قیر اشتعال پذیر محسوب می شود و تحت شرایط مناسب، می توان مشتعل شود. این دمای معین، درجه یا نقطه اشتعال نام دارد. نقطه اشتعال برای انواع قیر حدود 220 درجه سانتی گراد است.

افت وزنی

در دماهای بالاتر، روغن هایی که به قیر اضافه شده اند تبخیر می شوند که این اتفاق منجر به کاهش وزن کلی قیر می شود. به عنوان معیاری برای اندازه گیری افت وزنی، در دمای 163 درجه به مدت 5 ساعت قیر را نگه می دارند تا مقدار کاهش وزن آن مشخص شود.

دمای نرم شدگی

همانطور که از نام آن پیداست، دمای نرم شدگی دمایی است که قیر در آن دما فرم جامد خود را از دست می دهد و حالت مایع به خود می گیرد. این دما نیز برای انواع قیر تفاوت دارد و در بازه ای بین 40 تا 50 برای قیرهای ویسکوز و 60 تا 70 برای قیر معمولی قرار می گیرد.

درجه خلوص قیر

معمولا برای بهبود راندمان و افزایش وزن قیر، از افزودنی های مختلفی استفاده می شود که مقدار خلوص قیر را کاهش می دهند. برای محاسبه وزن ناخالصی های یک نمونه قیر، مقداری از آن را در حلال مناسب مانند تتراکلروکربن حل می کنند. از آنجا که ناخالصی در این حلال حل نمی شود، وزن ناخالصی نمونه قابل اندازه گیری خواهد بود.

انواع قیر

حال که با قیر و خصوصیات آن آشنا شدیم، می توانیم به سراغ انواع قیر برویم و آنها را مورد بررسی و مقایسه قرار دهیم. مهم ترین انواع قیر عبارت اند از:

گیلسونایت

گیلسونایت  یا قیر معدنی( Gilsonite ) که پیشتر هم در مورد آن صحبت کردیم، نوعی از قیر است که به صورت آزاد و در معادنی در طبیعت وجود دارد. گیلسونایت یکی از پرکاربردترین انواع قیر است و در صنایع مختلفی، از تولید پلیمر گرفته تا ساخت چسب از این ماده استفاده می شود. گیلسونایت نسبت به قیرهای نفتی قیمت مناسب تری دارد و به همین سبب، خرید گیلسونایت برای صنایعی که نیاز به قیر باصرفه و باکیفیت دارند، انتخاب بسیار مناسبی خواهد بود.

قیر کات بک

یکی از انواع قیر که دارای ویسکوزیته کمتری نسبت به سایرین است، قیر کات بک می باشد. قیر کات بک در واقع ترکیب قیر خالص و حلال های نفتی نظیر بنزین و گازوئیل است. با پاشش قیر روی سطح کار، حلال های نفتی تبخیر می شوند و قیر باقیمانده به مرحله استفاده می رسد. قیر کات بک برای صنایعی که قابلیت استفاده از قیر غلیظ یا پیش گرمایش قیر را ندارند، یک انتخاب ایده آل خواهد بود.

قیر امولسیونی

همانطور که می دانید، قیر ماهیت روغنی دارد. بنابراین، امکان ترکیب کردن آن با آب وجود ندارد زیرا آب و روغن مخلوط شدنی نیستند. با این حال، روشی وجود دارد که در آن به کمک یک ماده واسطه، قیر و آب را در همدیگر حل می کنند. این روش، استفاده از موادی تحت عنوان امولسیون کننده یا امولسیفایر است. نمک آمونیوم یکی از موادی است که می تواند نقش امولسیفایر را ایفا کند. درصد وزنی امولسیفایر در قیر کمتر از 0.5 درصد است. چنین درصدی نمی تواند در خواص قیر یا درصد خلوص آن تغییر چشمگیری ایجاد کند. در صورت تمایل می‌توانید مقاله قیر امولسیون چیست را نیز مطالعه کنید.

قیر اصلاح شده پلیمری

 این نوع قیر، به صورت ویژه برای روسازی جاده ها تهیه می شود. با افزودن مقداری بین 3 تا 5 درصد پلیمرهایی نظیر پلی اتیلن و پلی پروپیلن به قیر، می توان خواص آن را برای کاربردهای راهسازی بهبود بخشید. تولید این نوع قیر، عمری کمتر از 200 سال دارد و نسبتا عضو جدیدی از خانواده انواع قیر محسوب می شود.

قیر اکسید شده

این مدل از قیر، با دمیدن هوا به قیر خالص استخراجی از پالایشگاه در دمای بالا تولید می شود. قیر اکسید شده فرم جامدتری نسبت به سایر انواع قیر دارد و به صورت بسته بندی به فروش می رسد. انواع قیر اکسید شده با درجات نفوذ مختلف، به فروش می رسند. به عنوان مثال قیر R75/30 دارای درجه نفوذ کم و قیر R105/35 دارای درجه نفوذ بالایی می باشد.

قیر کریستالی

هنگامی که در برج تقطیر، تمام اجزای نفت خام در دماهای مختلف خارج شوند، قیر باقی می ماند. پس از آنکه قیر هم به صورت کامل از برج خارج شود، نرمه های شکننده، سخت و کریستال مانند باقی می ماند که قیر کریستالی نام دارد. قیر کریستالی در برابر ضربه هیچ الاستیسته ای ندارد و کاملا شکننده است. این نوع قیر، نسبت به سایر انواع قیر قیمت کمتری دارد اما هر جایی کاربردی نیست.

کاربرد قیر

حال که با انواع قیر آشنا شدیم، بهتر است برخی از کاربردهای آن را نیز مورد بررسی قرار دهیم. مهم ترین کاربردهای قیر عبارت اند از:

راهسازی

 صنعت راهسازی، بیشترین استفاده از قیر را دارد و به نوعی؛ مشتری ثابت آن محسوب می شود. قیر در این صنعت، به دلیل داشتن خاصیت چسبندگی بسیار بالا مورد استفاده قرار می گیرد. این خاصیت چسبندگی باعث می شود دانه های درشت آسفالت بهتر به هم بچسبند و یک مخلوط پایدار را تشکیل دهند. قیر در راهسازی علاوه بر چسبندگی، می تواند نوعی عایق رطوبتی برای طبقات پایین تر راه هم باشد.

عایق بندی رطوبتی

امروزه کمتر از قبل برای آب بندی ساختمان از قیر استفاده می شود زیرا ایزوگام، به مراتب از قیر معمولی به صرفه تر است. با این وجود، هنوز هم برای آب بندی برخی ساختمان ها یا آب بندی مسیرهای آبی نظیر کانال ها از قیر استفاده می شود.

تولید رنگ و جوهر مشکی

اگر به خاطر داشته باشید، گفتیم که رنگدانه های مشکی موجود در قیر، خاصیت بالایی دارند و می توانند برای تولید رنگ مشکی ساختمانی یا جوهر مشکی مورد استفاده قرار بگیرند.

تولید چسب

برخی از انواع چسب مانند چسب ایزوگام، از قیر ساخته می شوند. چسبندگی بالا و خاصیت عایق رطوبتی موجب می شود برای آب بند کردن سطوح، هیچ چسبی دارای قابلیت های چسب بر پایه قیر نباشد.

جمع بندی

در این مقاله، به بررسی انواع قیر پرداختیم و 6 نوع قیر پرکاربرد در دنیای امروز را معرفی نمودیم. این انواع قیر هر کدام برای استفاده مشخصی مناسب هستند و همین موضوع، دامنه کاربردهای قیر را بسیار گسترده کرده است. به طوری که قیر یکی از محصولات هیدروکربنی پرکاربرد دنیای امروز محسوب می شود. این فرآورده که سنگین ترین محصول نفت خام به حساب می آید، ماده سیاه رنگ و غلیظی می باشد که در دمای اتاق فرم جامد دارد اما با ترکیب کردن آن با حلال مناسب، می توان از آن استفاده نمود.

اما قیر نفتی تنها نوع قیر موجود در دنیا نیست. نوع دیگری از قیر به نام قیر معدنی یا گیلسونایت هم وجود دارد که به صورت معدن در طبیعت قابل استخراج است. صرفه اقتصادی این نوع قیر باعث شده خرید گیلسونایت برای بسیاری از پروژه ها گزینه بهتری باشد تا جایی که یک رقیب برای قیر نفتی محسوب می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید با مشاوران پترو صنعت فومه در ارتباط باشید.

سوالات متداول