نگاهی به تنوع در دنیای قیرها؛ از قیر دریاچه تا قیر معدن

طبیعت قیر

قیر ماده‌ای است سیاه رنگ و خمیری شکل است که در عایق‌کاری رطوبت و ساخت آسفالت کاربرد دارد. قیر انواع گوناگونی دارد که هر یک از انواع آن، دارای کاربرد خاصی است. قیر از مشتقات نفت است و اغلب در پالایشگاه نفت تولید می‌شوند. قیر استخراج شده از نفت یا سنگ‌های معدنی مخصوص، قیر خالص نام دارد که با توجه به منشأ تشکیل، طبقه‌بندی می‌شود. قیرهای خالص همچنین برای اینکه خواص مورد نظر برای کاربردهای مختلف را پیدا کنند، تحت فرایندهای دیگر قرار می‌گیرند و انواع مختلف قیر را (ازجمله قیر دمیده، قیر محلول، قیر امولسیون، قیر پلیمری و...) را تشکیل می‌دهند.

برخی از انواع قیر در طبیعت و در اثر تبدیل تدریجی نفت خام و تبخیر مواد فرار آن در اثر گذشت سال‌های بسیار زیاد به دست می‌آید. چنین قیری، قیر طبیعی نامیده می‌شود و دوام آن بیشتر از قیرهای نفتی است. چنین قیری ممکن است به‌صورت خالص در طبیعت وجود داشته باشد (قیر دریاچه‌ای) مانند دریاچه قیر بهبهان ایران و دریاچه قیر تیرینیداد آمریکا، یا از معادن استخراج شود (قیر معدنی). قیر طبیعی با نام یواینتایت (Uintaite) نیز شناخته می‌شود. از جمله راه‌های تعیین کیفیت قیر آنالیز است. آنالیز قیر طبیعی میزان کیفیت، دوام و کاربرد قیر در صنایع مختلف را نشان می‌دهد. در آنالیز قیر آیتم‌های متعددی از جمله: رنگ توده - رنگ پودر - نقطه‌ نرمی - رطوبت - نفوذپذیری - خاکستر - مش - حلالیت - میزان کربن... تعیین و اندازه گیری می‌شوند. بدون شک در زنجیره ارزش برای هر محصول صنعتی نقش مواد اولیه در کیفیت نهایی و ایجاد فضای رقابتی بسیار مهم ارزیابی می شود و با داشتن مواد اولیه مناسب و با کیفیت، مصرف کنندگان نهایی محصولات، رضایتمندی بالاتری خواهند داشت. خوشبختانه کشور ما یکی از کشورهایی است که معادن این قیر را دارد و دامنه آن از یزد شروع می‌شود و به تدریج کمرنگ شده و در استان‌های کرمانشاه و ایلام(بخصوص شهرستان گیلانغرب) به حد اعلا می‌رسد و به تدریج از کردستان به سمت کردستان عراق ادامه می‌یابد و در نهایت رگه‌های آن به کردستان ترکیه ختم می‌شود. خاکستر (ash) قیر طبیعی نشان دهنده ناخالصی قیر و جز پارامترهای مهم در کیفیت قیرطبیعی است ولی متاسفانه خریدران کم تجربه پس از استعلام قیمت، علت این تفاوت قیمتها را جویا می شوند که پاسخ آنها بسیار ساده است: تفاوت در سایر پارامترهای قیر نظیر: چگالی، کربن، و. . . که در تعیین کیفیت گیلسونایت بسیار مهم و حائز اهمیت هستند. مطمئنا این موارد در تعیین قیمت آنها نیز دخیل است و به هیچ عنوان نباید این پارامترها را بی اهمیت در نظر گرفت. اما قیر طبیعی در معادن تقریبا یک مشخصه دارد و میزان خاکستری که با آن مخلوط است، کیفیت آن را بالا و پایین می‌برد. مثلا خاکستر بعضی قیرها زیر پنج درصد است که جزو مرغوب‌ترین قیرهای طبیعی است و به ترتیب به زیر ده، پانزده، بیست، سی و حتی زیر پنجاه درصد می‌رسد که هرچه خاکستر مخلوط با آن بیشتر باشد، کیفیت قیر پایین‌تر است. مهم‌تر از آن جداسازی است که مرحله سختی است و معمولا کیفیت و قیمت قیر را پایین می‌آورد.

 قیرهای راه‌سازی

قیرهای مصرفی در راه سازی عمدتا دو نوع است . اگر از معدن به دست آید قیر طبیعی یا معدنی و هرگاه از پالایش نفت خام حاصل شود قیر نفتی نام دارد . در راه سازی باید از قیرهای نفتی استفاده شود، چنانچه مصرف قیر معدنی در پروژه ای مورد نظر باشد، نسبت اختلاط قیر نفتی با قیر معدنی باید در مشخصات فنی خصوصی قید شود. وقتی که مواد فرار نفت خام موجود در اعماق زمین، به مرور زمان و در برابر عوامل جوی تبخیر شود، ماده سیاهی از آن بر جای می ماند که قیر طبیعی نام دارد. قیرهای طبیعی شامل قیرسنگ ها و قیرهای دریاچه ای می باشد. قیرهای حاصل از پالایش نفت خام قیرهای نفتی نامیده می شوند که با توجه به نوع و شرایط مصرف آن در راه سازی و سایر مصارف صنعتی، قیرهای خالص، قیرهای دمیده وقیرهای محلول و ... نامگذاری می شوند. از مخلوط کردن قیر و آب با یک ماده قیر آبه ساز، قیر آبه به دست می آید . در این مخلوط قیر با ابعاد از یک تا ۱۰ میکرون، در آب شناور است . آب، فاز پیوسته و قیر ناپیوسته این مخلوط را تشکیل می دهد . قیر آبه سازها موجب ایجاد بار الکتریکی مثبت یا منفی (همنام) در سطح دانه های قیر می شوند. نیروی دافعه ناشی از این بار مانع به هم پیوستن ذرات قیر در قیر آبه می‌شود. از قیرآبه‌ها برای تهیه انواع مخلوط‌های آسفالت سرد کارخانه ای و یا مخلوط در محل، آسفالت سطحی، اندودهای قیری، درزگیری و لکه گیری رویه های آسفالتی، تثبیت خاک و ماسه و غبارنشانی می توان استفاده کرد . برای مصرف قیر آبه ها معمولا نیازی به حرارت دادن آن ها نیست لذا از نظر اقتصادی و ایمنی بر انواع دیگر قیرها برتری دارند. اختلاط قیر آبه ها با زیرسازی و روسازی راه سنگ دانه های مرطوب و یا پخش قیر به روی بستر مرطوب شنی و یا آسفالتی راه در عملکرد قیرآبه ها تاثیر منفی ندارد. امروزه علاوه بر قیر و مصالح سنگی تشکیل دهنده مخلوط های آسفالتی از مواد دیگری به نام افزودنی ها و یا اصلاح کننده های قیر استفاده می شود. این ترکیبات که طیف وسیعی از مواد معدنی، آلی، طبیعی و صنعتی را در بر می گیرد به منظور اصلاح وب هبود برخی از خواص قیر و در نتیجه مخلوط های آسفالتی به مانند جلوگیری از عریان شدن سنگ دانه های مخلوط های آسفالتی، جلوگیری از ایجاد ترک های حرارتی و انقباضی، کاهش پدیده های تغییر شکل و قیرزدگی رویه های آسفالتی، جلوگیری از رو آمدن ترک های آسفالتی، کاهش پدیده سخت شدن و کهنه شدن قیر و افزایش تاب خستگی آسفالت کاربرد دارند .