انواع قیر و درجه‌بندی آن
انواع قیر و درجه‌بندی آن بر اساس عوامل مختلفی مانند نفوذ، ویسکوزیته و ترکیب شیمیایی طبقه‌بندی می‌شوند. علاوه بر این، می‌توانیم قیر را بر اساس منشاء آن‌ها به روش‌های مختلفی طبقه‌بندی کنیم:
- قیر پالایشگاهی: که به اختصار به آن قیر گفته می‌شود و از نفت خام به دست می‌آید.
- قیر طبیعی: با ترکیب شیمیایی مشابه قیر پالایشگاهی، این نوع قیر در طبیعت یا در دریاچه‌های قیر یا به صورت تکه‌های استخراج شده از معادن یافت می‌شود که به گیلسونایت هم شناخته می شود.
انواع قیر بر اساس معیارهای مختلفی طبقه بندی می شوند. در مقاله ای با عنوان قیر چیست، به طور کامل خواص و ویژگی های آن را توضیح دادیم.
در این مقاله از آسیاگیلسونایت اطلاعات کلیدی در مورد انواع قیر، درجه‌بندی آن‌ها و تفاوت‌هایشان را ارائه می‌دهد.
قیر راهسازی (PAVING GRADE BITUMEN)
قیر روسازی، که به عنوان قیر آسفالتی نیز شناخته می‌شود، نوعی قیر است که به طور خاص برای استفاده در ساخت و نگهداری روسازی جاده‌ها تولید می شود. این نوع قیر دارای خواص رئولوژیکی (جریان و تغییر شکل) است که آن را برای تحمل بارهای ترافیکی و شرایط آب و هوایی مختلف مناسب می‌سازد. قیر روکش معمولاً بر اساس درجه نفوذ یا ویسکوزیته آن طبقه‌بندی می‌شود، که نشان‌دهنده سختی و رفتار جریان آن است. انتخاب درجه مناسب قیر روکش برای هر پروژه به عوامل مختلفی از جمله شرایط آب و هوایی، حجم ترافیک و نوع روسازی بستگی دارد.
انواع قیر گرید راهسازی
- قیر نفوذی (Penetration Bitumen)
درجه‌بندی‌ها: 35/50، 40/50، 50/70، 60/70، 70/100، 80/100، 85/100، 100/120، 200/300
- قیر ویسکوزیته (Viscosity Bitumen)
انتخاب اول در هند و کشورهای همسایه، از جمله مالدیو و نپال.
درجه‌بندی‌ها: VG 10، VG 30، VG 40
- قیر پرفورمنس گرید (Performance Grade (PG) Bitumen)
انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر تغییر شکل را افزایش می‌دهد.
درجه‌بندی‌ها: PG 64-22، PG 58-28، PG 58-16، PG 64-22، PG 70-10، PG 76-10، PG 76-16، PG 70-28، PG 76-22، PG 70-16
- قیر AH (AH Bitumen)
درجه‌بندی ویژه برای بازار چین با انعطاف‌پذیری بالا (>100 سانتی‌متر در 15 درجه سانتی‌گراد).
درجه‌بندی‌ها: AH-50، AH-70، AH-90، AH-110، AH-130
- سیمان آسفالت (Asphalt Cement (AC) Bitumen)
قیر درجه‌بندی شده بر اساس ویسکوزیته، مورد تقاضا در برخی بازارها مانند سودان و غنا.
درجه‌بندی‌ها: AC 2.5، AC 5، AC 10، AC 20، AC 30، AC 40
قیر دمیده
قیر دمیده (Blown Bitumen)، که به عنوان قیر اکسید شده نیز شناخته می‌شود، نوعی قیر است که با دمیدن هوا به داخل قیر خالص تولید می‌شود. این فرآیند در دمای بالا انجام می‌شود تا خواص فیزیکی آن برای کاربردهای خاص تغییر کند. فرآیند دمیدن هوا باعث اکسیداسیون و پلیمریزاسیون می‌شود و در نتیجه مولکول‌های با وزن مولکولی بزرگتر تشکیل می‌شوند که محصولی سخت‌تر و کمتر حساس به دما را ایجاد می‌کنند. با افزایش درصد آسفالتن، قیر دمیده نسبت به قیر خالص دارای مقدار نفوذ کمتر و نقطه نرمی بیشتری خواهد بود.
این نوع قیر به طور گسترده در عایق‌کاری سقف، ساخت ورق‌های ضد رطوبت، باتری‌سازی، و همچنین در صنایع رنگ و پوشش استفاده می‌شود. و درجه بندی آن به صورت زیر است:
75/25، 75/30، 80/25، 85/40، 90/10، 90/15، 90/40، 105/15، 105/35، 110/15، 110/30، 115/5، 125/5، 135/5، 150/5
قیر مایع (Liquid Bitumen)
قیر مایع، که به دلیل ویسکوزیته پایین خود نیازی به گرمایش ندارد، مزیت قابل توجهی در سهولت اجرا و کاهش مصرف انرژی دارد. این نوع قیر به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود: قیر برش‌خورده و قیر امولسیونی.
انواع قیر مایع
قیر برش‌خورده (Cutback Bitumen)
قیر برش‌خورده که به قیر مخلوط هم شناخته می شود، نوعی قیر مایع است که با مخلوط کردن قیر نفوذی با حلال‌های نفتی مانند بنزین، نفت سفید و گازوئیل تولید می‌شود. درصد حلال از 20 تا 45 درصد متغیر است. کاربردهای اصلی آن در تولید آسفالت سرد و آب‌بندی است.
زمان گیرش یا (Setting time) به سرعت تبخیر حلال و قیر باقی‌مانده اشاره دارد. قیر برش‌خورده بر اساس زمان گیرش به انواع زیر تقسیم می‌شود:
- گیرش کند (SC): با استفاده از حلال‌های نفتی سنگین مانند گازوئیل یا مازوت تولید می‌شود.
- گیرش متوسط (MC): با استفاده از حلال‌های نفتی نیمه‌سنگین مانند نفت سفید تولید می‌شود.
- گیرش سریع (RC): با استفاده از حلال‌های نفتی سبک مانند بنزین تولید می‌شود.
قیر امولسیونی (Emulsion Bitumen)
امولسیون‌های قیر روشی نوین برای مایع کردن قیر با پراکنده کردن آن در آب هستند. در این نوع قیر، ذرات بسیار ریز قیر در آب معلق می‌شوند که با استفاده از یک امولسیفایر پایدار می‌شوند. میزان قیر در امولسیون از 55 تا 65 درصد متغیر است. دو عامل کلیدی درجه‌بندی قیر امولسیون را تعیین می‌کنند:
بار الکترواستاتیک ذرات امولسیفایر:
- کاتیونی: ذرات قیر دارای بار الکتریکی مثبت هستند.
- آنیونی: ذرات قیر دارای بار الکتریکی منفی هستند.
امولسیون قیر کاتیونی کاربردهای بیشتری نسبت به آنیونی دارد. این امر به دلیل چسبندگی برتر آن به مصالح سنگی مانند ترکیبات سیلیس و کوارتز است که دارای بار الکتریکی منفی هستند. این ویژگی، آن‌ها را به انتخابی بهتر در پروژه‌های ساخت جاده، ساختمان و آب‌بندی تبدیل می‌کند.
زمان گیرش می‌تواند از 10 دقیقه تا چندین ساعت بسته به دمای محیط، رطوبت، جذب آب سنگدانه، سرعت باد و غیره متغیر باشد.
قیر امولسیونی به دلیل استفاده از آب به جای حلال نفتی، سازگارتر با محیط زیست نسبت به قیر برش‌خورده است.
قیر طبیعی یا گیلسونایت (Gilsonite)
گیلسونایت، یا قیر طبیعی، یک هیدروکربن جامد با خلوص بسیار بالا است که از معادن استخراج می‌شود. این ماده غنی از آسفالتن‌ها و ترکیبات نیتروژن است و حاوی مقدار کمی گوگرد یا خاکستر می‌باشد. گیلسونایت براق و سیاه رنگ است و به راحتی شکسته می‌شود.
سازگاری خاص آن به آن اجازه می‌دهد تا برای سخت کردن ترکیبات نفتی نرم‌تر استفاده شود. گیلسونایت می‌تواند به عنوان یک افزودنی به آسفالت گرم استفاده شود، که عملکرد آسفالت را مانند سفتی، انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر آسیب رطوبت بهبود می‌بخشد.
قیر طبیعی معمولاً به صورت پودر استفاده می‌شود که در محتوای خاکستر، اندازه ذرات و سطوح حلالیت مختلف در حلال‌های آلی موجود است.
انواع پودر قیر طبیعی
بر اساس میزان محتوای خاکستر، چهار نوع مختلف پودر گیلسونایت میکرونیزه وجود دارد:
- گیلسونایت با 5% خاکستر
- گیلسونایت با 10% خاکستر
- گیلسونایت با 15%خاکستر
- گیلسونایت با 20%خاکستر
آسفالت گیلسونایت همچنین در اندازه‌های مش مختلفی یافت می‌شود که اندازه‌های ذرات مختلف پودر را نشان می‌دهد. بیشتر گیلسونایت در اندازه‌های مش از 30 تا 200 مش (595 تا 74 میکرون) موجود است. با کاهش عدد مش، اندازه ذرات بزرگتر می‌شود و برعکس نیز صادق است.
یکی از خواص کلیدی گیلسونایت، سطح حلالیت آن در حلال‌های آلی است که در دی سولفید کربن (CS₂) اندازه‌گیری می‌شود. حلالیت بالاتر آن را برای کاربردهای صنعتی مختلف، از جمله در تولید رنگ‌ها، پوشش‌ها و اصلاح‌کننده‌های آسفالت، ارزشمند می‌سازد.