قیر یکی از مواد بسیار کاربردی و پراستفاده است که امروزه در صنایع مختلفی همچون راهسازی، ساختمان‌سازی، پتروشیمی، خودروسازی و … به کار می‌رود. قیرها انواع مختلفی داشته و هر کدام از ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصربه‌فردی برخوردارند.
راهسازی از جمله صنایعی است که در آن از انواع مختلفی از قیرها استفاده می‌شود. در حقیقت در صنعت راهسازی از قیر به منظور ایجاد چسبندگی بین لایه‌های مختلف روسازی، آب‌بندی آسفالت‌های موجود و قدیمی، اختلاط با مصالح سنگی (در تهیه آسفالت) و … استفاده می‌شود.
در ادامه مطلب به بررسی و معرفی انواع قیرهای مورد استفاده در صنعت راهسازی پرداخته می‌شود.
قیر و ترکیبات آن
همان‌طور که گفته شد قیر یک جسم هیدروکربوری است که رنگ آن سیاه تا قهوه‌ای می‌باشد. این ماده می‌تواند به راحتی در سولفور کربن و تتراکلرور کربن حل شود. قیر در دمای محیط جامد بوده اما بعد از افزایش دما می‌تواند به شکل خمیری و مایع تبدیل شود.
مهم‌ترین ترکیبات قیرها شامل 4 دسته مواد نفتالین و ترکیبات آروماتیک چند حلقوی، ترکیبات آروماتیک قطبی مانند فنول، هیدروکربن‌های اشباع و ترکیبات هتروسیکلیک هستند. قیرها می‌توانند دارای منشأ متفاوتی باشند و در دسته‌بندی‌های مختلفی قرار بگیرند.
هر کدام از انواع قیرها در کنار شباهت‌های متعددی می‌توانند از نظر حجم و درصد مواد تشکیل دهنده متفاوت خواهند بود.
انواع قیر در راهسازی
قیرها می‌توانند بر اساس فاکتورهای مختلفی دسته‌بندی شده و هر کدام از ویژگی‌ها، قابلیت‌ها و کاربردهای مختلفی برخوردار هستند. به صورت کلی در صنعت راه سازی از 3 دسته قیر استفاده می‌شود که شامل موارد زیر هستند:
قیرهای نفتی
قیرهای نفتی یکی از انواع قیرها بوده که می‌توانند به شکل جامد و نیمه جامد وجود داشته باشند. همان‌طور که از نام آن مشخص است این قبرها به صورت مستقیم و از تقطیر نفت خام تولید می‌شوند و می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند.
قیرهای محلول مانند قیرهای MC، RC، SC، قیرهای امولسیونی مانند قیرهای CMS، CRS، CSS و قیرهای خالص مانند قیرهای با درجه نفوذ مثل 70-60 و قیرهای PG مانند 30-75 از مهم‌ترین قیرهای نفتی هستند که هر کدام ویژگی‌ها و مشخصات منحصربه‌فردی داشته و می‌توانند کاربردهای متعددی داشته باشند.
قیر طبیعی
قیر طبیعی به نوعی از قیرها گفته می‌شود که در طبیعت و در اثر تبدیل تدریجی نفت خام و تبخیر مواد فرار آن در اثر گذشت سال‌های بسیار زیاد به دست می‌آید.
این قیرها در مقایسه با قیرهای نفتی از دوام و ماندگاری بیشتری برخوردار بوده و دارای خصوصیات منحصربه‌فردی همچون قابلیت انحلال بالا در محلول‌های آلی، خلوص بالا و خواص ثابت، وزن مولکولی و محتوای نیتروژن بالا هستند.
این قیرها با نام‌های دیگری همچون بنتونیت، آسفالتایت، آسفالت طبیعی، آسفالت دکوراتیو، آسفالتوم و قیر معدنی نیز شناخته می‌شوند و ممکن است به صورت خالص در طبیعت نیز وجود داشته باشند
از قیر طبیعی علاوه بر صنعت راهسازی در تولید ایزوگام و آسفالت، تهیه رنگ و جوهر، عایق‌بندی تاسیسات، تولید کک، صنعت حفاری، صنایع شیمیایی، ریخته‌گری و … نیز استفاده‌های متعددی می‌شود.
قیرهای قطرانی
قیرهای قطرانی نیز از انواع قیر در راهسازی به شمار می‌روند که می‌توانند شباهت‌های بسیار زیادی از نظر ظاهری و کاربردها با قیرهای نفتی داشته باشند اما از نظر منبع متفاوت هستند. این قبرها دارای ترکیبات شیمیایی و خواص فیزیکی متفاوتی می‌باشند.
قیرهای قطرانی به سه گروه اصلی β، α و ϒ تقسیم می‌شوند و هر کدام از آن‌ها می‌توانند نقش عمده‌ای در ایجاد ساختار کربنی در فرایند کربنی کردن قیر داشته باشند.
مهم‌ترین کاربردهای انواع قیر در راهسازی
همان‌طور که گفته شده از انواع مختلفی از قیرها در صنعت راهسازی به منظور اختلاط با مصالح سنگی (در تهیه آسفالت)، ایجاد چسبندگی بین لایه‌های مختلف روسازی، آب‌بندی آسفالت‌های موجود و قدیمی و … استفاده می‌شود.
هرچند که قیرهای خالص در صنعت راهسازی فقط به منظور ساخت و تولید آسفالت گرم به کار می‌روند اما می‌توان با کمک انواع قیرهای محلول و امولسیونی اقدام به انجام عملیات‌های دیگری کرد که مهم‌ترین آن‌ها شامل موارد زیر هستند:
- ایجاد مخلوط‌های آسفالتی سرد
- ساختن آسفالت مخلوط در محل
- اجرای انواع آسفالت‌های حفاظتی و آب‌بندی
- اجرای آسفالت سطحی یک یا چند لایه
- اجرای قیرپاشی و اندود سطحی جاده
- اجرای اندود نفوذی و …
بهترین قیر مورد نیاز راهسازی
همان‌طور که گفته شد در صنعت راهسازی از انواع مختلفی از قیرهای صنعتی و غیر صنعتی استفاده می‌شود و هر کدام از این قیرها می‌توانند ویژگی‌ها، قابلیت‌ها، کاربردها، مزایا و معایب خاصی داشته باشند.
هرچند که تمام قیرهای معرفی شده می‌توانند در صنعت راهسازی بسیار کاربردی باشند اما قیر طبیعی یا گیلسونایت به عنوان بهترین قیر برای این صنعت شناخته می‌شود چرا که از ویژگی‌های خاص و منحصربه‌فردی برخوردار است.
از جمله مهم‌ترین ویژگی‌های گیلسونایت که آن را از سایر قیرها متمایز می کند می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
- قیر طبیعی یا گیلسونایت دارای میزان زیادی آسفالتین و نیتروژن می‌باشد
- میزان حل شوندگی این قیر در حلال‌های ارگانیک بسیار زیاد تست
- قیرهای نفتی از درجه خلوص بالایی برخوردار بوده و سازگاری بالایی با مواد نفتی دارند
- این قیرها از قدرت آب‌گریزی بالایی برخوردار بوده و درخشندگی زیادی دارند
- دارای دمای ذوب بین ۱۶۰ تا ۲۲۰ درجه سانتی‌گراد می‌باشد و می‌تواند تغییرات دمایی را به خوبی تحمل کند
- قیر طبیعی در برابر اسید و باز مقاوم بوده و غیر سمی می‌باشد.
- میزان خاکستر معدنی در این ماده در مقایسه با سایر مواد معدنی بسیار کمتر است و …
البته باید در نظر گرفت که گیلسونایت می‌تواند در کنار مزیت‌های متعددی که دارد از معایب و ایراداتی نیز برخوردار باشد. قیمت گیلسونایت در مقایسه با قیر های دیگر بیشتر بوده، از شکنندگی بیشتری برخوردار است، دارای منابع محدودی بوده و دسترسی به آن سخت‌تر است و …
جمع‌بندی نهایی
قیر به عنوان یک ماده هیدروکربنی به دلیل برخورداری از ویژگی‌ها و مشخصات منحصربه‌فردی کاربردهای متعددی در صنایع مختلف دارند. امروزه انواع قیر در راهسازی مورد استفاده قرار گرفته و هر کدام می‌توانند مزیت‌ها و معایب خاص خود را داشته باشند.
قیرهای نفتی، قیرهای طبیعی و قیرهای قطرانی از رایج‌ترین قیرهایی هستند که در صنعت راهسازی برای اختلاط با مصالح سنگی، ایجاد چسبندگی بین لایه‌های مختلف، آب‌بندی آسفالت و … استفاده می‌شوند.