قیر به عنوان یکی از مواد کاربردی امروزه در بسیاری از صنایع مورد استفاده بوده و از ویژگیهای منحصربه‌فردی همچون چسبندگی عالی و نفوذناپذیری بالا در برابر آب برخوردار است. قیرها می‌توانند بر اساس فاکتورهای مختلفی همچون نحوه تولید، کاربردها، ویژگی‌ها و قابلیت‌ها، مشخصات فیزیکی و شیمیایی، منبع تولید و … در دسته‌بندی‌های مختلفی قرار می‌گیرند. در ادامه مطلب به بررسی و معرفی کامل انواع قیرها، مشخصات و کاربردهای آن‌ها پرداخته میشود.
قیر و انواع آن
قیر در حقیقت نوعی ماده هیدروکربنی است که می‌تواند به رنگ قهوه‌ای تیره یا سیاه وجود داشته باشد و در دمای محیط به حالت جامد می‌باشد. افزایش دما باعث میشود این ماده به حالت پلاسما و مایع در بیاید.
مهم‌ترین ترکیبات قیرها شامل نفتالین و ترکیبات آروماتیک چند حلقوی، ترکیبات آروماتیک قطبی مانند فنول، هیدروکربن‌های اشباع و ترکیبات هتروسیکلیک هستند و به سادگی می‌توانند در سولفور کربن و تتراکلروکربن حل شوند. به صورت کلی قیرها می‌توانند بر پایه نفتی و غیرنفتی باشند.
قبرهایی که بر پایه مواد نفتی هستند به سه دسته عمده شامل قیرهای خالص مانند قیرهای با درجه نفوذ مثل 70-60 و قیرهای PG مانند 30-75، قیرهای محلول مانند قیرهای MC، RC، SC و قیرهای امولسیونی مانند قیرهای CMS، CRS، CSS تقسیم میشوند.
- در حقیقت اصلی‌ترین فاکتور دسته‌بندی قیرها مشخصات فنی آن‌ها است که شامل مواردی همچون نقطه نرمی ، درجه نفوذ، میزان کشش، نقطه شکست، اثر حرارت و هوا روی قیر، گرانروی ، وزن مخصوص ، حلالیت یا درجه خلوص قیر ، نقطه اشتعال و … می‌باشند. در یک دسته‌بندی دیگر قیرها می‌توانند شامل قیرهای نفتی و طبیعی، قیر قطرانی، دمیده و … باشند.
قیرهای امولسیون
قیر امولسیون یکی از انواع قیرهای محلول است که در آن قیر با آب و یک ماده امولسیون ساز ترکیب خواهد شد. ماده امولسیون ساز که شامل مواردی همچون نمک قلیایی اسیدهای آلی یا نمک آمونیم هستند و باعث باردار شدن ذرات قیر میشوند حدوداً ۰٫۳ تا ۰٫۵ درصد وزنی قیر را تشکیل می‌دهد.
در اصل باردار شدن ذرات قیر توسط مواد امولسیون ساز باعث میشود که این ذرات یکدیگر را دفع کرده و به صورت کره‌هایی با قطر یک‌صدم تا یک‌هزارم میلی‌متر در آب شناور باشند. این قبرها به سه دسته اصلی دیرشکن، کند شکن و زودشکن تقسیم شده و از قدرت آلایندگی و اشتعال‌پذیری کمی برخوردار بوده و می‌توانند در تولید آسفالت‌های سرد، عایق‌کاری و … استفاده شوند.
| نوع قیر امولسیون | سرعت شکست | بار الکتریکی ذرات قیر | کاربردهای قیر |
| قیر تندشکن (RS) | سریع | کاتیونی و آنیونی | روکش‌های سطحی، عایقبندی، تثبیت خاک |
| کند شکن (MS) | کند | کاتیونی و آنیونی | لایه‌های آسفالتی، چسبندگی لایه‌ها |
| دیر شکن (SS) | بسیار کند | کاتیونی و آنیونی | عایقبندی و آب‌بندی، پوشش‌های محافظتی |
| کاتیونی (C) | متفاوت | مثبت | روکش سطحی، عایقبندی، تثبیت انواع خاک |
| آنیونی (A) | متفاوت | منفی | لایه‌های آسفالتی، چسبندگی لایه‌ها |
قیر دمیده
قیر دمیده هم از جمله انواع قیر هایی است که حاصل دمیدن هوای داغ به قیر خالص است. برای تولید این قیر هوای داغ با دمای 200 تا 300 درجه توسط لوله‌های سوراخ‌دار به محفظه حاوی قیر دمیده خواهد شد. این فرایند باعث میشود هیدروژن موجود در مولکول‌های هیدروکربورهای قیر با اکسیژن هوا ترکیب شده و با تشکیل آب، عمل پلیمریزاسیون انجام شود. این قیرها درجه نفوذ کمتری نسبت به قیرهای خالص دارند اما نرمی بیشتری داشته و در برابر تغییرات دمایی نیز حساسیت کمتری خواهند داشت
| نوع قیر دمیده | درجه نفوذ | نقطه نرمی (درجه سانتی‌گراد) | کاربردهای قیر |
| R – 75/25 | 75 | 25 | تولید انواع آسفالت رویه |
| R – 85/25 | 85 | 25 | تولید انواع آسفالت رویه، عایق‌کاری لوله و مخازن |
| R – 90/15 | 90 | 15 | تولید انواع آسفالت رویه و عایقبندی پشت بام |
| R – 110/10 | 110 | 10 | تولید آسفالت صنعتی و عایقبندی سازه‌های فلزی |
| R – 130/5 | 130 | 5 | عایقبندی سازه‌های بتنی و تولید مواد آببند |
قیر ویسکوزیته
قیر ویسکوزیته هم از تقطیر نفت خام با هواداری وکیوم باتوم ساخته شده و با دستگاه رئومتر یا ویسکومتر اندازه‌گیری میشود. این قیر نیز همانند قیر معدنی، گیلسونایت و … می‌تواند کاربردهای صنعتی و غیر صنعتی متعددی دارد.
| نوع قیر ویسکوزیته | ویسکوزیته (در دمای 60 درجه سانتی‌گراد) | کاربردهای اصلی |
| VG – 10 | پایین | روکش‌های سطحی سرد، آب‌بندی درز و ترک‌ها |
| VG – 20 | متوسط | ساخت آسفالت در مناطق سردسیر و ارتفاعات |
| VG – 30 | بالا | تولید آسفالت با ترافیک سنگین در مناطق گرمسیر |
| VG – 40 | بسیار بالا | ساخت آسفالت پر ترافیک |
قیر نفتی و طبیعی
قیر نفتی از نفت خام به دست آمده و با نام قیر تقطیری نیز شناخته شده و محصول دو مرحله تقطیر نفت خام در برج تقطیر می‌باشد. در مرحله اول تقطیر که در فشاری نزدیک به فشار اتمسفر انجام خواهد شد، بنزین و پروپان و سایر مواد سبک از نفت خام جدا میشود. در مرحله دوم هم که در فشار خلا انجام میشود گازوئیل و نفت و سایر مواد سنگین جدا خواهند شد.
قیر طبیعی هم 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. این قیرها می‌توانند در صنایع ایزولاسیون مانند صنعت نفت، گاز، عایقبندی تجهیزات مختلف، استفاده به عنوان سوخت، استفاده در صنایع کک سازی، راه و جاده‌سازی سیمان، مواد شیمیایی، کشاورزی، صنعت حمل‌ونقل، ساختمان‌سازی و بازیافت و … کاربردهای متعددی داشته باشند.
قیر مخلوط یا محلول
قیر مخلوط یا محلول 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 … به کار می‌رود گیرش و سفت شدن این قبرها به نوع محلول آن بستگی دارد. به صورت کلی این قیرها به سه دسته تقسیم میشوند که به شرح زیر هستند:
- قیر زودگیر (RC): برای تولید RC از حلال‌های سبک مانند بنزین و نفت استفاده میشود. قیر زودگیر شامل 4 مدل RC70، RC800، RC3000 و RC250 است. هرچه حلال قیر بیشتر باشد روان‌تر خواهد بود به همین دلیل قیر RC 70 روان‌ترین قیر زودگیر محلول است.
- قیر کندگیر (MC): برای تولید قیر Mc از حلال‌های نیمه سنگین مثل نفت سفید استفاده میشود و نسبت به قیر RC دیرتر تبخیر میشود. این قیر به 5 دسته اصلی MC70، MC250، MC800، MC3000 و MC30 تقسیم میشوند.
- قیر دیرگیر (SC): قیر SC (slow curing)بسیار سنگین‌تر از قیرهای MC و RC بوده و برای تولید آن از حلال‌های سنگین مثل گازوئیل و نفت سیاه استفاده میشود. این قیر در شرایط عادی تبخیر نشده بلکه دچار تغییر مولکولی میشود و به چهار دسته SC70، SC250، SC800 و SC3000 تقسیم میشود.
جدول انواع قیر
همان‌طور که گفته شد قیرها می‌توانند بر اساس فاکتورها و پارامترهای مختلفی دسته‌بندی شوند و کاربردها و ویژگیهای منحصربه‌فردی دارند. به صورت کلی جدول انواع قیر به شرح زیر می‌باشند:
| نوع قیر | کاربردهای قیر | ویژگیهای خاص | شرایط استفاده |
| قیرهای محلول | |||
| MC (قیر کند گیر) | ساخت لایه‌های آسفالت، آب‌بندی و عایقبندی سطوح | چگالی بالا، تبخیر کند حلال | دمای پایین و شرایط آب و هوایی سرد |
| RC (قیر زودگیر) | ساخت روکش‌های سطحی، لکه‌گیری و آب‌بندی سطوح | چگالی پایین و تبخیر سریع حلال | دمای بالا و شرایط آب و هوایی گرم |
| SC (قیر دیرگیر) | ساخت لایه‌های اساس و زیراساس، عایقبندی و آب‌بندی سازه‌های هیدرولیکی | چگالی بسیار زیاد و تبخیر بسیار کند حلال | شرایط خاص در پروژه‌های عظیم |
| قیرهای امولسیونی | |||
| GMS (کاتیونی) | تولید آسفالت سرد، روکش‌های سطحی و تثبیت خاک | چسبندگی بالا و پایداری زیاد در برابر آب | شرایط آب و هوایی مرطوب، دمای پایین |
| CRS (آنیونی) | تولید آسفالت سرد، عایقبندی و آب‌بندی سطوح، روکش‌های سطحی | چسبندگی به مصالح خشک، مقاومت بالا در برابر هوازدگی | شرایط آب و هوایی خشک، دمای بال |
| قیرهای خالص | |||
| قیرهای نفوذی (60-70- 85) | ساخت لایه‌های آسفالتی، آب‌بندی پشت بام | چگالی بالا، نفوذپذیری کم | دمای بالا، شرایط آب و هوایی گرم |
| قیرهای عملکردی | ساخت آسفالت با عملکرد بالا، روکش‌های سطحی | چگالی متغیر، مقاومت در برابر تغییرات دما | شرایط آب و هوایی متغیر، ترافیک سنگین |
| قیرهای اصلاح شده | |||
| قیرهای پلیمری | آسفالت با عملکرد بالا، روکش‌های سطحی | مقاومت در برابر تغییر شکل، خوردگی و ترک خوردگی | شرایط آب و هوایی سخت، ترافیک سنگین |
| قیرهای لاستیکی | آسفالت‌های آرام، روکش سطحی | کاهش صدای ترافیکی، بهبود خواص خستگی | مناطق مسکونی، تونل‌ها |
جمع‌بندی نهایی
قیرها مواد هیدروکربنی هستند که از ویژگیهایی همچون چسبندگی عالی، نفوذ ناپذیری در برابر رطوبت و آب و … برخوردار بوده و کاربردهای متعددی دارند. قیرها بر اساس فاکتورهای مختلفی دسته‌بندی‌شده و شامل انواع قیرهای طبیعی، قیرهای نفتی و قیرهای قطرانی هستند. هر کدام از آن‌ها می‌توانند بر اساس گرانروی، درجه خلوص، درجه نرمی، اشتعال‌پذیری و … کاربردهای متعددی داشته باشند.