انواع قیر :
قید جسم سیاهی ست که از شمار زیادی هیدرو که به سیستم کواوئید در هم شده اند درست شده و دارای هیرو گوگرد و اکسیژن دار هم هست با گرما دادن به قیر از شخی به سفتی به خمیری به شلی به آبکی و در روغنهای معدنی حل می شود قیر چسبنده است و دانه های را به همدیگر میچسباند اینست که در ساختن روبه های سیاه آسفالتی مصرف می شود آب در قیر نشست نمی کند از این رو با آن ساختمان ها را آب بندی می کنند .
در ایران قیر را از زمان باستان می شناختند .
گمان می رود واژه قیر بابلب یا الامی می باشد زیرا آنها قیر معدنی را برای آب بندی کردن ساختمانها و به جای مصرف مالات مصرف می کردند.
امروز قیر را دو جور به دست می آورند .
آنرا از معدن در میاورند ( قیر معدنی ) و بیشتر قیر مصرفی در راه سازی و آب بندی کردن ساختمان ازپالودن نفت خام تهیه می شود ( قیر مژنفتی ) .
قیر خالص :
قیری که به روش فوق از انتهای ستون تقطیر خارج می شود و قیر خالص Fentertion grade bita men نامیده می شود .
که با انتخاب تقطیر مناسب می توان انواع قیر های خالص با وسکوزیت های مختلف نهیه نمود .
بعنوان مثال قیر های خالص زیر را که بر حسب درجه نفوذ در 25 درجه سانتیگراد مشخص شده اند نام برده می شود .
10/20,20/30,30/40,40/50,50/60,
60,70,90,110,190,210,280,320,400,500
برخی از قیر های خالص فوق از اختلاط و برگشت قیر های نرمتر بدرون قیر های سفت تر یا براتی تهیه قیر ها با درجه ستود بالا معمولاً از انحلال زبا نقطه جوش بالا بدرون قیر های با در جه نفوذ کمتر استفاده می شود .
ذکر این نکته ضروری است که برای کاربرد قیر های خالص همیشه بایستی آنها را گرم نمود معمولاً قیر و مصالح جداگانه گرم شده و سپس گرما گرم مخلوط گردیده و به حالت گرم نیز مخلوط حاصل را پخش می کند بهمین دلیل معمولاً از قیر های خالص در اسفالت پوششی surfaee استفاده بعمل می آید .
مشخصات قیر های خالص در جدول 1 ملاحظه می گردد .
قیر های مخلوط :
در برخی از عملیات راه سازی بدلائل مختلف فنی و اختصاصی امکان کاربرد قیر های خالص که همگی جامدند وجود ندارد .
بهمین دلیل پالایشگاهها قیر های مخلوط cut-baek و یا برگشتی را عرضه میدارند که اکثر در درجه حرارت حیط مایع بود هر برخی نیز با حرارت کلی مایع می شوند این قیر ها دارای مزایای شماری می باشند و معمولاً در انواع آسفالتهای پوششی و نیز آسفالتهای از نوع ماکادام قیر مصرف می گردند .
قیر های مخلوط از استخراج یک قیر با درجه نفوذ مناسب با حلالی که با قیر مورد نظر قابلیت استخراج داشته باشد تهیه می گردند .
معمولاً در پالایشگاه قیر با درجه نفوذ 300-100 ( پالایشگاه ابادان 100-80) را با حلال های نفتی از نوع کروزین ، که وزت زغال سنگ و یا روغن آنتراسن و یا مخلوط آنها را با یگدیگر مخلوط نموده و انواع قیر های مخلوط را تهیه می نمایند و همانطوریکه ذیلا نیر آورده می شود از انواع حلال های نفتی دیگر نیز استفاده بعمل می آید .
در بعضی موارد ، مثلاً در موردیکه مصالح سنگی مرطوب باشند، به منظور افزایش شمانس چسبندگی مصالح و قیر ، قیر مخلوط مورد مصرف بایستی دارای درحه اسیدی مناسب باشد که در این مورد کروزت نشسته بعنوان حلال قیر مخلوط و یا قسمتی از قیر مخلوط تهیه اضافه می شود تا اسیدیت قیر زیاد گردد .
تهیه قیر های مخلوط در پالایشگاه هنگامی صورت می گیرد که قیر خالص هستند گرم است و سیکوزیت قیر مخلوط حاصل و زمان سنت شن آن در جاده بستگی به مشخصات و نوع و مقدار حلال نفتی که در تهیه قیر مخلوط بکار رفته است دارد .
بعد از پخش قیر مخلوط در جاده در اثر جریان هوا و باد گرمی حلال قیر مخلوط تبخیر شده و سر انجام قیر خالص موجود در آن باقی می ماند که دارای خواص مربوط بخود می باشد .
قیر های مخلوط را در سیستم آمریکایی بسه دسته طبقه بندی نموده اند :
الف : قیر های مخلوط تند گیر R.C Rapid caring
ب : قیر های مخلوط کند گیر M.C Medical caring
ج : قیر های مخلوط دیر گیر
قیر های مخلوط فوق الذکر هر کدام شامل چندین قیر مخلوط می باشد که اختلافشان در ویسکوزیته آنها می باشد که با اعداد 6-0 مشخص می گردند .
ربدین ترتیب ملاحظه می گردد که قیر R.C.6 سیال ترین مخلوط و بالعکس قیر S.C.5 سفت ترین مخلوط می باشد که حالت خمیری دارد .
علی ایحال قیر های مخلوط تند یر R.C از اختلاط قیر خالص 100/80 با گازوئیل ، قیر های کند گیر M.C از اختلاط یا بر گشت کروزین با قیر خالص 100/80 و بالاخره ، قیر های دیر گیر S.C از اتختلاط قیر خالص 100/80 و نفت و گاز بدست می آید .
مشخصات کلی قیر های مخلوط در اینجا گفته شده قیر های کند گیر M.C به مقیاس وسیع در عملیات راهسازی مصرف می شود از جمله حداکثر آسفالتهای سرد ، رد میکس و پریمکت را می توان نام برد .
چنانچه اشاره گردید اندیس های 5-0 قیر های مخلوط مربوط به وسیکوزیت آنها می باشد .
این اعداد مقدار ویسکوزیت را نشان نمی دهد بلکه فقط نوع قیر را مشخص می نماید ویسکوزیت قیر های مخلوط در سیستم آمریکایی بر حسب ثانیه (Saybolt for a ) بشرح زیر می باشد : الف : ویسکوزیته قیر های مخلوط با اندیس .
صفر معادل 150-75 ثانیه سیبولت –فورل در 25 درجه سانتیگراد می باشد .
ب: ویسکوزیته قیر های مخلوط با اندیس معادل 150-75 ثانیه سیبولت-فورل در 50 درجه سانتیگراد می باشد .
ج : ویسکوزیته قیر های مخلوط با اندیس 2 معادل 200-100 ثانیه سیبولت – فورل در 60 درجه سانتیگراد می باشد .
د : ویسکوزیت قیر های مخلوط با اندیس 3 معادل 500-250 ثانیه سیبولت –فورل در 60 درجه سانتیگراد می باشد .
ه : ویسکوزیت قیر های مخلوط با اندیس 4 معادل 250-125 ثانیه سیبولت – فورل 2/82 درجه سانتیگراد می باشد .
و : ویسکوزیت قیر های مخلوط با اندیس 5 معادل 600-300 ثانیه سیبولت –فورل در 2/82 درجه سانتیگراد می باشد .
قیر های مخلوط توسط پالایشگاههای مختلف در سرتاسر دنیا تهیه می گردد و برای آنها مشخصات مختلفی نیز تهیه شده است .
پالایشگاههای آبادان علاوه بر قیر های خالص که در جدول 1 مشخصات آنها آمده است قیر های مخلوط S.C,M.C,R.C نیز تهیه می کند و اضافه بر آن یک سری قیری مخلوط طبق استاندارد .
کمپانی SHELL در پالایشگاه آبادان تهیه می شود که نام گذاری آنها بر حسب ویسکوزیت می باشد ویسکوزیت این قیر های مخلوط بر حسب STANDARD TAR VISCOSITY S.T.V در 20 درجه سانتیگراد می باشد و از قیر مخلوط 100/50 تا 700/500 تهیه ببازار عرضه می گردد .
در همین سری یکنوع قیر مخلوط با ریسکوزیت بیشتری بنام 125 تهیه می کنند که ویسکوزیت آن در 40 درجه سانتیگراد بر حسب S.T.V تعیین می گردد .
ساختمان شیمیائی قیر : ساختمان شیمیائی قیر نسبتاً پیچیده است و مطالعاتیکه تا کنون انجام شده نظریه قطعی و معین درباره چگونگی ساختمان شیمیایی قیر بدست نداده است .
از طرفی نفت خام که از آن مشتق می شد نیز از نظر شیمیایی بسیار متنوع می باشد و آنهم بدلیل شرایط ژئولوژیک متفاوتی می باشد که نفت تحت آن شرایط تشکیل می گردد ساختمان شیمیایی قیر تصفیه شده با وجود فعل و انفعالاتی که ضمن تقطیر صورت می گیرد بستگی تام منبع اولیه نفت خام مربوطه دارد .
بنابر این تعریف قیر ماده است که کاملاً در سولفورکرین حا می شو.د و اکثر قیر هایی که در راهسازی مصرف می شوند کمتر از 1/0 درصد مواد غیر محلول در سولفور کربن دارند .
این ماده غیر محلول در سولوزکربن را کربوئید Carboid می گویند .
کربوئبد جزئی در خواص قیر دارند ولی نانچه قیر در معرض حرارتهای بالا قرار گیرد در مولکولهای آن شکستگی ایجاد می شود که در این مورد کربوئید بعنوان عامل مشخص کننده میزان شکسته شدن مولکول مفید است – عمل شکستن مولکولهای قیر تغییرات قابل ملاحظه ای در مواد متشکله آن می دهد این تغییرات مرایی عملکرد قیر در جاده زیان آور تشخیص داده شده است .
برای تشخیص و تعیین سایر مواد متشکله قیر روشهای مختلف وجود دارد که در اکثر این روشها قیر محلول در سولفورکربن را بسه جزء اصلی طبقه بندی می کنند : کابن : جز غیر محلول در تتراکلروکربن آسفالتن : جز غیر محلول در حالهایی نظیر هیدروکربن آلیفاتیک سبک مانند اتر نفت .
مالتن : جز محلول در جلال سبک هیدروکربن آلیفاتیک مانند هپتان و غیره .
مالتن ها خود به دو دسته رزین و روغن تقسیم می شوند ، رزین توسط پودرهائی نظیر خاک مزسر Faller جذب می شوند در صورتیکه روغن جذب نمی شود.
ابن تجزیه قسمتی قیر روش تقریباً دلخواهی است که اجزاء متشکله قیر را به طبقات مختلف تقسیم نموده که دارای وزن مولکولی متفاوت می باشند این روش تفکیک از نقطه نظر نمودن اجزاء متشکله قیر و رابطه بین آنها که در خواص قیر بخصوص در خواص روانی آن دارند اهمیت دارد .
در ضمن متذکر می شود که وزن مولکولی اسفالین ها را 140000-1400 تعیین نموده اند در صورتیکه وزن مولکولی قسمت روغنی دالن ها 710-370 می باشد .
نفت خام که منبع اولیه تهیه قیر می باشد خود از هیدروکربنهای مختلف تشکیل شده که این هیدروکربنها از چهار قسمت اصلی بشرح زیر می باشد : الف : کربورهای اشباع شده آلبقاتیک یا پراگرافینها : ب : گرده نفتنیک یا سیکلوپارافینها ج : ترکیبات آروماتیک د : گروه اروماتیک با اتصالات مضاعف اولفنیک نکته قابل تذکر این که ترکیبات گروه ( د) معمولاً در قیر هایی که در راهسازی مصرف می شوند وجود ندارد یکی دریگر از خواص جالب و مهم قیر که در راهسازی مورد نظر است ، خاصیت اسیدیت قیر می باشد که نقش مهمی در چسبندگی قیر بمصالح سنگی دارد .
اسیدیت قیر منابع مختلف متغیر و متفاوت می باشد بعنوان مثال قیر تقطیر شده در خاور میانه در مقایسه با قیر ونزوئلا اسیدیت کمتری دارد .
امولسیونهای قیر و کاربرد آنها در راهسازی : اگر قیر های در راهسازی مصرف می شوند در حرارت معمولی حالت خمیری و نیمه جاور دارند .
بهمین جهت در عملیات آسفالت پوششی ابتدا و بایستی به کمک حرارت آنها را سیال نموده و سپس قیر نازکی از آنها را در سطح راه پخش نمود عین همین عمل را بایستی در تهیه مخلوط آسفالتی ماکادام قیر بکار برد با این تفاوت که در این مورد هم مصالح شکسته و هم قیر بایستی باندازه کافی گرم شوند تا چسبندگی قیر و مصالح کامل گردند .
از آنجائیکه تهیه تسهیلات و دستگاههای گرم کرن قیر در نقاط دور دست نه مقدور بوده و نه مقرون بصرفه می باشد ، متخصصین آسفالت سعی نمودند که بطریقی کاربرد قیر سرد در راهسازی مقدور و عملی سازند بهمین منظور قیر های مخلوط را به بازار عرضه نمدند که از اضافه کردن یک حلال فرار به قیر های خالص تهیه می شود .
از طرف دیگر قیر های مخلوط نه تنها تمام می شود بلکه دارای این نقص می باشند که بایستی آنها را حتماً روی سطوح خشک پخش نمود .
والا چسبندگی کافی بدست نخواهد آمد .
با پیدایش امولسیون فیر نه تنها عملاً کاربرد قیر در سرما مقدور گردید بلکه نقصی هم که در کاربرد قیر های مخلوط وجود دارد در اینمورد ملاحظه نمیگردد .
زیرا که امولسیونهای قیر اولاً بسیار سیال بود ، پانیاً بفرض مرطوب بودن سطح راه و یا مصالح مورد مصرف چسبندگی مناسبی بین قیر و مصالح بوجود می آورد .
در ضمن با استفاده از امولسیونهای قیر میتوان ماکادام قیر در حجم های کوچک و بدون احتیاج به گرم کردن مصالح با قیر تهیه و مصرف نمود .
تمولیسونهای قیر حدود %40 آب داشته که بعد از پخش سریعاص شکسته می شوند و آب خود را از دست می دهند ولی چنانچه در حین پخش باران ببارد امولسیون نیز رقیق شده و مکن است شسته از سطح راه حذف گردد .
لازم به تذکر ات که این نقیصه فقط در مورد امولسیونهای آنیونیک مشاهده می شود در صورتیکه امولیسونهای کاتیونیک که در ده لخیر به بازار عرضه شده اند مبرا از این نقیصه بوده و در هر شرایطی قابل استفاده می باشند .
امولسیون : هر امولسیون