تاریخچه قیر

تاریخچه قیر

سومري‌ها، آشوري‌ها و بسياري از تمدن‌هاي پيشين از قير بطوروسيعي استفاده مي‌كردند. از اين ماده بعنوان مادة ضد رطوبت و نيز محافظ براي چوب و براي موارد مختلفي نظير موميايي كردن، مجسمه سازي و تزيينات استفاده مي‌شد. همچنين قير موجود در بسترهاي طبيعي به همراه آجرهاي پخته شده بصورت ماستيك در ساختمان معابد، پاية پل‌ها، خيابان‌ها و خانه‌ها بكار برده شده است. در حدود چهار الي پنج قرن پيش از ميلاد مسيح، هخامنشيان نيز از قير براي آب‌بندي در كاخ با عظمت تخت جمشيد استفاده كرده‌اند كه هنوز آثار آن در اين مجموعه قابل يافت مي‌باشد.

معادل انگليسي قير Bitumen مي‌باشد كه اولين كاربرد اين كلمه در زبان لاتين و در حدود سال‌هاي 1460ميلادي بوده است. در انگليسي امريكايي آنرا Asphalt مي‌نامند كه در كشور ما معادل “مخلوط آسفالتي” بكار برده مي‌شود.

آغاز صنعت مدرن قير را مي‌توان به 1712ميلادي نسبت داد كه سنگ‌هاي قيرطبيعي در فرانسه كشف شدند. در آن هنگام مواد قيري را بطور ساده‌اي بصورت كلوخه روي سطح جاده‌هاي محلي پخش مي‌كردند و مي‌گذاشتند كه ترافيك به تدريج آنها را ساييده و متراكم نمايد. اين تكنيك كاملاً موفقيت‌آميز بود و در مدت كوتاهي پيشرفت‌هايي در اين زمينه حاصل شد كه من جمله پورد كردن و گرم كردن مواد قبل ازاستفاده بود. سپس آسفالت‌ها را با كوبيدن و مسطح كردن توسط آهن داغ (اتو) متراكم و محكم مي‌نمودند. اين ماده كه عموماً به نام سنگ آسفالت متراكم (Compressed Rock Asphalt ) شناخته مي‌شد، با موفقيت بسياري در خيابان‌هاي اروپا بكار گرفته شد که تا به امروز به همه جا رسیده است.

رده بندی قیرهای جامد – رده بندی بر حسب درجه نفوذ – رده بندی قیرهای اکسیده شده یا دمیده (R Grade) – قیرهای گرانروی یا ویسکوزیتی (Viscosity Grade) – رده بندی قیرها بر اساس درجه کارآیی (PG)

انواع قیر عبارتند از: قیر طبیعی برخی از انواع قیر در اثر تبدیل تدریجی نفت خام و تبخیر مواد فرار آن در اثر گذشت سال های بسیار زیاد به دست می آید که به آن قیر طبیعی می گویند و با نام یوانیتایت ( Uintate ) شناخته می شود و دوام آن بیش از قیر های نفتی است . این قیر به نام قیر دریاچه ای نیز نامیده می شود و نمونه آن دریاچه قیر بهبهان در ایران و دریاچه قیر تیرینیداد در آمریکا می باشد . قیر نفتی قیر نفتی یا تقطیری از پالایش نفت خام به دست می آید . این قیر محصول دو مرحله تقطیر نفت خام در برج تقطیر است . در مرحله نخست بر اثر حرارت مواد سبک مانند بنزین ، روغن و غیره از نفت جدا می شوند . این فرآیند در فشاری نزدیک به یک اتمسفر انجام می شود . در مرحله دوم که در فشاری نزدیک به خلاء انجام می پذیرد ترکیبات سنگین مانند گازوئیل و نفت سفید خارج می شوند و در نهایت مخلوطی از ذرات جامد بسیار ریز به نام آسفالتن باقی می ماند که در مالتن ( ماده سیال گریس مانند ) غوطه ور است . از این ماده به عنوان خوراک واحد تولید قیر استفاده می شود . قیر دمیده برای آنکه قیر نفتی با درجه نرمی بالا ، در سرما هم خاصیت کشسانی داشته باشد به آن هوا دمیده می شود تا اکسید شود . دمیدن هوای داغ به قیر خالص در مرحله ی آخر عمل تصفیه ، باعث بدست آمدن قیر دمیده ( Rubbery Grade) می شود . در این فرآیند ، هوای داغ با دمای 200 تا 300 درجه سانتی گراد توسط لوله های سوراخ دار به محفظه حاوی قیر دمیده می شود . در اثر انجام این فرآیند ، اتم های هیدروژن موجود در مولکول های هیدروکربن های قیر ، با اکسیژن هوا ترکیب می شوند و با تشکیل آب ، عمل بسپارش اتفاق می افتد و قیری دارای خواص قیر معدنی تشکیل می گردد .قیر دمیده از دمیدن هوای داغ به قیر خالص در مرحله آخر عمل تصفیه به دست می‌آید. در این فرایند، هوای داغ با دمای ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد توسط لوله‌های سوراخ‌دار به محفظه حاوی قیر دمیده می‌شود. در اثر انجام این فرایند، اتم‌های هیدروژن موجود در مولکول‌های هیدروکربورهای قیر، با اکسیژن هوا ترکیب می‌شود و با تشکیل آب، عمل بسپارش اتفاق می‌افتد. قیر دمیده نسبت به قیر خالص دارای درجه نفوذ کمتری است، درجه نرمی بیشتری دارد و حساسیت کم تری نسبت به تغییرات دما دارد. این نوع قیر بیشتر در ساختن ورق‌های پوشش بام، باتری اتومبیل و اندودکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. علامت اختصاری قیر دمیده R می‌باشد. مثلاً قیر۸۰/۲۵ R به معنای قیر دمیده با درجه نرمی ۸۰ و درجه نفوذ ۲۵ می‌باشد. قیر محلول قیر محلول یا Cut Back از حل کردن قیر خالص در یک حلال مناسب نظیر بنزین ، نفت سفید و یا گازوئیل بدست می آید . این قیر در درجه حرارت محیط مایع است و با حرارت کمی باعث می شود مایع گردد . البته نوع و خاصیت قیر محلول بستگی به نوع و نسبت ماده ای که به عنوان حلال استفاده می شود، بطوریکه هر اندازه مقدار ماده نفتی در قیر محلول بیشتر باشد روانی آن بیشتر و در نتیجه ویسکوزیته آن کمتر خواهد بود . قيرهاي محلول از حل كردن قير در حلالها يا روغنهاي نفتي به دست مي­آيد. نوع و كيفيت قيرهاي محلول به كيفيت قيرها، نوع حلال و مقدار حلال بستگي دارد. هر اندازه مقدار حلالهاي نفتي در قير محلول زيادتر باشد، رواني آن بيشتر است. عدم دسترسي به وسايل گرم­كننده قير، تجزيه شدن قير در حرارتهاي بالا، سرد شدن قير در هنگام كار، عدم امكان نفوذ آن در مواد معدني متخلخل، لزوم ايمني كارگران، آتش­سوزي و صرف وقت باعث مي­شود كه در بعضي موارد از قيرهاي محلول استفاده شود. قيرهاي محلول در راهسازي براي اندودهاي سطحي، نفوذي، آسفالت سطحي، آسفالت سرد كارخانه­اي و يا مخلوط در محل مصرف مي­شود. قيرهاي كندگير (MC) از حل كردن قيرهاي خالص در نفت سفيد تهيه مي­شود كه عدد پسوند معرف ويسكوزيته قير بر حسب سانتي­استوكس است .