قیر به عنوان یکی از کاربردی‌ترین مواد معدنی شناخته می‌شود که انواع مختلفی داشته و می‌تواند کاربردهای متعددی داشته باشد. به صورت کلی قیرها به دو دسته قیر طبیعی یا گیلسونایت و قیر صنعتی یا پالایشگاهی تقسیم می‌شوند و هر کدام از آنها دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی هستند.
قیرهای رنگی از جمله قیرهایی هستند که امروزه در صنایع مختلف خصوصاً راه‌سازی استفاده‌های متعددی دارند. امروزه در بسیاری از کشورها از قیر رنگی (Colored bitumen) در بزرگراه‌ها و جاده‌ها استفاده می‌شود به‌گونه‌ای که دیگر نیاز به رنگ‌آمیزی آسفالت‌ها نیست. در ادامه مطلب به بررسی قیر رنگی و تفاوت‌های آن با قیر سیاه پرداخته می‌شود.
قیر رنگی چیست؟
می‌توان گفت قیرهای رنگی در حقیقت همان قیر سیاه می‌باشند که به علت استفاده از پلیمرها، خواص و ویژگی‌های بهتری پیدا کرده‌اند. این قیرها می‌توانند کیفیت بالاتری نسبت به قیر سیاه داشته باشد و از آنها استفاده‌های بیشتری بشود. تکنولوژی ساخت قیر رنگی به دهه 80 میلادی برمی‌گردد.
نحوه تولید قیرهای رنگی
قیر رنگی در حقیقت همان قیر سیاه است که با رنگ‌دانه‌های مختلفی مخلوط می‌شوند. این رنگ‌دانه‌ها در دو دسته آلی و غیر آلی وجود دارند که دسته آلی یا طبیعی به نوعی از رنگ‌دانه‌ها گفته می‌شوند که از گیاهان و حشرات و … به دست می‌آیند و از قیمت بسیار بالایی برخوردارند. این رنگ‌دانه‌ها ناپایدار هستند و برای ترکیب کردن با قیر مناسب نیستند. رنگ‌دانه‌های غیر آلی یا شیمیایی نوعی از رنگ‌دانه‌ها هستند که از ترکیب چند ماده شیمیایی مختلف مانند اکسید کروم سبز، اکسید آهن قرمز، دی‌اکسید تیتانیوم و … به دست می‌آیند و به دلیل پایداری بالا می‌توانند بهترین مواد برای ترکیب با قیر باشند.
نوع قیر طبیعی یا صنعتی به کار رفته در مخلوط نیز اهمیت بالایی دارد. در بیشتر اوقات برای تولید قیر رنگی از اکسید آهن قرمز و اکسید کروم سبز برای آن استفاده می‌شود. از رنگ‌های روشن نیز فقط می‌تواند در بیندرهای بی‌رنگ (Pale colorless binder) استفاده کرد چرا که این بیندرها آسفالتن نداشته و رنگ‌پذیری بالایی دارند. استفاده از بیندرهای بی‌رنگ با داشتن مقاومت حرارتی مناسب امکان تولید قیرهایی با رنگ‌های مختلف را می‌دهد. اکسید آهن زرد و سیاه در دماهای بالای 180 درجه به اکسید آهن قرمز تبدیل می‌شوند. دمای اختلاط معمولاً بیش از 180 درجه سانتی‌گراد است.
تفاوت‌های این نوع قیر و قیر سیاه
قیر یا بیتومن (Bitumen) از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین مواد در صنایع مختلف به شمار می‌رود به‌گونه‌ای که گیلسونایت با قیر طبیعی بیشتری از 160 کاربرد صنعتی دارد. قیرهای رنگی و قیر سیاه می‌توانند تفاوت‌های مختلفی با هم داشته باشند که مهم‌ترین آنها شامل موارد زیر هستند:
- قیرهای رنگی می‌توانند در برابر گرما و سرما مقاومت بسیار بیشتری از قیر سیاه داشته باشند.
- استفاده از پلیمرها در قیر رنگی باعث افزایش استحکام و مقاومت آن در مقایسه با قیر سیاه می‌شود.
- استفاده از قیرهای رنگی در جاده‌سازی و راه‌سازی دیگر نیازی به رنگ‌آمیزی ندارد و می‌تواند در کاهش هزینه‌ها و ماندگاری رنگ‌ها مؤثر باشد.
- قیرهای رنگی به دلیل داشتن پلیمرها و رنگ‌دانه‌های مختلف از قیمت بالاتری نسبت به قیر سیاه برخوردارند.
- این قیرها در برابر ترک‌خوردگی و فشارهای تنشی و کششی مقاومت بالاتری نسبت به قیرهای معمولی دارند.
- آسفالت‌های تولید شده با قیر رنگی قابلیت بازیافت دارند و اغلب به صورت سرد تولید می‌شوند.
- این قیرها در برابر نور خورشید مقاوم بوده و به محیط‌زیست آسیبی وارد نمی‌کنند.
تولید بیتومن بی‌رنگ
یکی دیگر از قیرهایی که می‌توانند کاربردهای منحصربه‌فردی داشته باشند قیرهای بی‌رنگ هستند. این قیرها فقط در تعدادی از کشورها تولید می‌شوند اما از قیمت بسیار بالایی برخوردارند و در برابر تغییرات آب و هوایی نیز مقاومت کمی دارند. یکی از بزرگ‌ترین مزیت‌های قیر بی‌رنگ امکان تولید محصولات رنگی بیشتر با به کار بردن حدود 1-2% رنگ‌دانه است.
بهترین بیتومن برای تولید قیر رنگی
همان‌طور که گفته شد قیرها انواع مختلفی دارند و هر کدام از آنها دارای کاربردهای متعددی هستند. هرچند که می‌توان با اضافه کردن پلیمرها و رنگ‌دانه‌ها به قیرهای صنعتی قیر رنگی تولید کرد اما بهترین نوع قیر برای تولید قیرهای رنگی بیتومن یا قیر طبیعی (Natural Bitumen) است.
بیتومن یا گیلسونایت دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی همچون حل شوندگی بالا در حلال‌های آلی، خلوص بالا و سازگاری عالی با مواد نفتی، شباهت بالا به مواد معدنی شیشه‌ای، درجه بالای آب‌گریزی، درخشندگی بالا، شکنندگی بالا و تبدیل راحت به پودر، دمای ذوب پایین در دامنه 160 تا 220 درجه سانتی‌گراد، میزان بالای آسفالتین و نیتروژن، غیر سمی بودن و مقاومت مناسب در برابر اسید و باز و … می‌باشد که در مقایسه با قیر صنعتی یا پالایشگاهی مزیت‌های متعددی دارد.
تولید بیتومن رنگی که با نام Bituclair (Colored Bitumen) شناخته می‌شود می‌تواند مزایای بسیار بیشتری از نظر مقاومت، آب‌گریزی، طول عمر و ماندگاری و … در مقایسه با قیرهای رنگی تولید شده از قیر صنعتی یا قیر سیاه دارد.
جمع‌بندی نهایی
قیر رنگی به عنوان یکی از مواد بسیار کاربردی خصوصاً در صنعت راه‌سازی شناخته می‌شود که از مخلوط کردن قیر معمولی با پلیمرها و رنگ‌دانه‌های غیر آلی مانند اکسید آهن قرمز، دی‌اکسید تیتانیوم تولید می‌شود. این نوع قیر در مقایسه با قیر سیاه معمولی می‌تواند مقاومت حرارتی بسیار بیشتری داشته باشد، از استحکام و مقاومت بالاتری برخوردار باشد و قیمت بالاتری نیز داشته باشد.
برای تولید قیر رنگی می‌توان 3 تا 4 درصد رنگ‌دانه به قیر معمولی اضافه کرد در حالی که برای قیر بی‌رنگ فقط 1 تا 2 درصد رنگ‌دانه اضافه می‌شود. مهم‌ترین کاربرد قیرهای رنگی تولید آسفالت‌های رنگی است که در محیط‌های شهری می‌تواند استفاده‌ها و فواید بسیار زیادی داشته باشد.