قیر ماده ای سیاه رنگ و اغلب جامد است که در عایق کاری رطوبت و ساخت
آسفالت کاربرد دارد. قیر انواع مختلفی دارد که هر یک از انواع آن دارای
کاربرد مختص به خود است. قیر از مشتقات نفتی بوده و ماده ای هیدروکربنی است
به رنگ سیاه تا قهوه ای تیره که در سولفید کربن و تتراکلریدکربن حل می
شود.
قیر از تقطیر نفت خام بدست می آید، چنین قیری قیر نفتی و یا قیر
تقطیری نامیده می شود. قیر نفتی محصول برج تقطیر است. در مرحله نخست تقطیر،
مواد سبک مانند بنزین از نفت خام جدا میشوند. این فرآیند در فشاری نزدیک
به یک اتمسفر(واحد) انجام میشود.
در مرحله دوم ترکیبات سنگین مانند گازوئیل و نفت سفید خارج میشوند.
این فرآیند در فشاری نزدیک به خلاء صورت میگیرد و در نهایت مخلوطی از ذرات
جامد بسیار ریز آسفالت باقی میماند.
معرفی چکیده ای از آزمایش ها بر روی قیرها:
در آزمایشگاه این شرکت تست هایی بر روی قیرهای خالص، قیرهای محلول و
همچنین قیرهای امولسیونی انجام میگیرد که اختصاراً به صورت زیر میباشند:
1- قیرهای خالص
1-1- درجه نفوذ:
آزمایش درجه نفوذ برای تعیین سختی قیر مورد استفاده قرار میگیرد. در
این آزمایش از یک سوزن استاندارد تحت اثر بار 100 گرمی در مدت 5 ثانیه به
داخل قیر دمای 25 ℃ درجه نفوذ میکند. مقدار نفوذ بر حسب دهم میلیمتر درجه
نامیده میشود. هرچه نفوذ کمتر باشد، قیر سخت تر است. دستگاه این آزمایش
دستگاه نفوذ قیر اتوماتیک نام دارد که بر اساس استاندارد ASTMD-5 انجام
میگیرد.
1-2- گرانروی
هرچه کندروانی قیر بیشتر باشد خواص جامد بیشتری از خود نشان میدهد.
واضح است در دماهای بالاتر کندروانی کمتر است، این مشخصه قیر با دستگاه
ویسکوزیته کنیماتیک صورت میگیرد. استاندارد این آزمایش براساس ASTMDAA5
میباشد.
1-3- درجه اشتعال
درجه اشتعال دمایی است که اگر قیر به آن دما برسد گازهای متصاعد از آن
با نزدیک شدن مشتعل میشوند و در سطح آن شعل بوجود می آید. حداکثر دمایی که
میتوان قیر را در کارگاه گرم کرد به درجه اشتعال محدود میشود. این آزمایش
برای قیرهای محلول هم صورت میگیرد. استاندارد این آزمایش استاندارد ASTMD22
میباشد.
1-4- افت وزنی
افت وزنی قیر در دمای بالا، در اثر تبخیر قسمتی از روغن ها و ترکیبات
نفتی آن میباشد. این مشخصه نیز از خواص مهم قیر است. افت وزنی قیر در آون
در دمای 163 ℃ و در مدت 5 ساعت (شرایط تقریبی پخت آسفالت) اندازه گیری
میشود.
1-5- کشش یا شکل پذیری
اگر نمونه ای از قیر با سطح مقطع یک سانتی متر مربع را در دمای حمام
آب 25 ℃ با سرعت 5 cm/min بکشیم، مقدار افزایش طول نمونه را قبل از پاره
شدن خاصیت کشش پذیری قیر میگویند.
1-6- درجه خلوص
میدانیم حلال قیر تتراکلروکربن و سولفور کربن است. بنابراین اگر نمونه
ای از قیر را در هر یک از این مواد حل کنیم، ناخالص های آن باقی میماند و
از آنجا درجه خلوص قیر را میتوانیم تعیین کنیم. درجه خلوص عبارت است از:
(وزن نمونه قیر) ÷ [ (وزن ناخالصی) – (وزن قیر) ]
1-7- نقطه نرمی یا درجه نرمی
نقطه نرمی دمایی است که با رسیدن قیر به آن دما، قیر از حالت جامد به
حالت روان در می آید. هرچه درجه نرمی قیر بیشتر باشد، حساسیت کمتری نسبت به
تغییرات دما دارد. درجه نرمی قیرهای معمولی حدود 60 تا 70 درجه سانتیگراد
میباشد.
2- قیرهای امولسیونی:
قیر امولسیون از نوع کاتیونی در شرکت مهندسی قیر و آسفالت غرب تولید
میشود. از نظر فنی قیر امولسیون های کاتیونی از سال 1951 به بعد رواج پیدا
کردند و با توجه به خصوصیاتشان به سرعت جایگزین قیر امولسیون های آنیونی
شدند. آب و قیر با یکدیگر مخلوط نمیشوند اما تکنولوژی ساخت قیر امولسیون
این فرآیند را امکان پذیر ساخته که درصدهای مختلفی از قیر در فاز پیوسته آب
پراکنده شود. ترکیبی بنام امولسیفایر، ذرات قیر را به صورت باردار (دارای
بار الکتریکی) در فاز پیوسته آب معلق و پایدار نگه میدارد و قیر به صورت
دانه های بسیار ریز در آب شناور میباشد.
انواع امولسیون های تولیدی در شرکت مهندسی قیر و آسفالت غرب از نظر سرعت شکسته شدن به سه دسته به شرح زیر تقسیم بندی میشوند:
•دیرشکن (CSS)
•تندشکن (CRS)
•کندشکن(CMS)
از مزایای مهم در کاربرد قیرهای امولسیونی میتوانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
1- عدم قابلیت اشتعال هنگام ذخیره و نگهداری در انبار، حمل و اجرا
2- عدم نیاز به گرم کردن در حین نگهداری، حمل و پاشش قیرهای امولسیونی
3- قابل استفاده در دمای محیط
4- سازگاری با محیط زیست و آلاینده نبودن در مراحل تولید، حمل و استفاده در آسفالت
5- نفوذپذیری بالا به دلیل خاصیت سیال بودن مناسب
6- قابلیت بارگیری آسان به صورت فله (تانکرهای حمل قیر) و یا بشکه
7- قابلیت بالای پمپاژ آسان بدلیل ویسکوز بودن قیرهای امولسیونی
در
آزمایشگاه شرکت مهندسی قیر و آسفالت غرب
انواع آزمایش های متداول بر روی قیرهای امولسیونی صورت میگیرد. این
آزمایشگاه جهت جلوگیری از تولید قیر امولسیونی خارج از استاندارد در ابتدای
تولید، در حین تولید و در حین بارگیری، نمونه گیری های خود را توسط پرسنل
انجام میدهد و آن نمونه را جهت انجام آزمایش و تایید کنترل کیفیت وارد
آزمایشگاه میکنند. حال به صورت کلی خلاصه ای از آزمایش های انجام گرفته بر
روی قیرهای امولسیونی به شرح زیر را خواهیم گفت.
آزمایش های متداول بر روی قیرهای امولسیونی:
1- آزمایش تعیین اجزای تشکیل دهنده امولسیون های قیری به صورت زیر میباشد:
1-1- تعیین مقدار باقی مانده قیر از تقطیر
1-2- تعیین باقیمانده قیر در اثر تبخیر
1-3- تعیین مقدار ماده روغنی تقطیر شده در قیر به روش تقطیر
1-4- تعیین مقدار آب
1-5- تعیین بار الکتریکی ذرات امولسیونی قیر
2- آزمایش تعیین غلظت امولسیون های قیری:
2-1- تعیین ویسکوزیته یا کندروانی امولسیون قیری به روش سیبولت فیورل
3- تعیین پایداری امولسیون های قیری:
3-1- گلوله شدن
3-2- سست و انبارش
3-3- اختلاط با سیمان
3-4- یخ زدگی
3-5- پایداری در هنگام ذخیره سازی
3-6- قابلیت امتزاج با آب
3-7- آزمایش پوشش
3-8- قابلیت اندود و مقاومت در مقابل آب
4- آزمایش هایی که بر روی قیر باقیمانده حاصل از تقطیر قیر امولسیونی صورت میگیرد:
4-1- تعیین درجه نفوذ
4-2- تعیین قابلیت شکل پذیری یا کشش
4-3- تعیین میزان حلالیت قیر در تری کلروراتیلن
4-4- تعیین چگالی باقیمانده
4-5- تعیین مقدار خاکستر
4-6- آزمایش شناوری
- قیرهای محلول
قیرهای محلول از حل کردن قیرهای خالص در حلال ها یا روغن های نفتی
بدست می آید. نوع و کیفیت قیرهای محلول به کیفیت قیرهای خالص، نوع حلال و
مقدار حلال بستگی دارد. هر اندازه مقدار حلال های نفتی در قیر محلول زیادتر
باشد روانی آن بیشتر است. معمولاً درصد حلال مصرفی در قیرهای محلول ایران
از 10 تا 50 درصد تغییر می کند. به عبارت دیگر درصد وزنی قیرهای خالص در
قیر محلول حدود 50 تا 90 درصد است.
عدم دسترسی به وسایل گرم کننده قیر، تجزیه شدن قیر در دماهای بالا،
سرد شدن قیر در هنگام کار، عدم امکان نفوذ آن در مواد معدنی متخلخل، لزوم
ایمنی کارگران، آتش سوزی و صرف وقت باعث میشود که در بعضی موارد از قیرهای
محلول استفاده شود. قیرهای محلول در راهسازی برای اندودهای سطحی، آسفالت
سرد کارخانه ها و یا مخلوط در محل استفاده میشود.
قیرهای محلول براساس سرعت گیرش و نوع حلال کاربرد آنها به سه دسته تقسیم میشوند:
1- قیرهای زودگیر (RC)
اگر از بنزین برای حل کردن قیر خالص استفاده شود قیر محلول زودگیر
مینامند زیرا حلال موجود در این نوع قیرها بعد از مصرف قیر محلول به سرعت
تبخیر شده و قیر اصلی باقی میماند. قیرهای زودگیر بر حسب ویسکوزیته در چهار
نوع RC70، RC250، RC800، RC3000 میباشند که واحد کندروانی آن بر حسب سانتی
استوک میباشد.
2- قیرهای کندگیر (MC)
قیرهای کندگیر یا MC از حل کردن قیرهای خالص در حلال نفت سفید تهیه
میشود که سرعت تبخیر حلال آن از بنزین کندتر و طولانی تر میباشد. قیرهای MC
هم به پنج دسته دسته بندی میشوند:
-MC30
-Mc70
-Mc250
-Mc800
-Mc 3000
3- قیرهای دیرگیر(SC):
قیرهای محلول دیرگیر نیز همانند قیرهای Mc و Rc دارای حلال میباشند که
با این تفاوت حلال آنها سرعت تبخیر خیلی کندتر و طولانی تری نسبت به Rc و
Mc دارند و این نوع قیرها از حلال هایی همچون گازوئیل و یا نفت سیاه
استفاده می شود. این نوع قیرها هم به چهار دسته SC70، SC250، SC800 و SC300
دسته بندی میشوند.
در شرکت مهندسی قیر و آسفالت غرب در تولید قیرهای محلول مراحل کنترل
کیفیتی مشابه قیرهای امولسیونی پیموده خواهد شد که در ابتدای تولید، در حین
تولید و در هنگام بارگیری بر روی نمونه های قیرهای محلول آزمایش صورت
میگیرد تا از کیفیت آن اطمینان حاصل کنیم.
1- آزمایش هایی که بر روی قیرهای محلول صورت میگیرد به شکل زیر میباشد:
1-1- تعیین ویسکوزیته سینماتیک در دمای 60℃ بر حسب CST
1-2- تعیین نقطه اشتعال به روش Opencup (℃( (ظرف روباز)
1-3- تعیین درصد مقدار آب (%)
1-4- تعیین درصد قیر باقیمانده به روش تقطیر
2- آزمایش هایی که بر روی قیر باقیمانده حاصل از تقطیر صورت میگیرد:
2-1- تعیین درجه نفوذ در دمای 25℃ بر حسب (دهم-mm)
2-2- تعیین کشش پذیری قیر در دمای 25℃ برحسب (Cm)
2-3- میزان حلالیت در تری کلرواتیلن (%)