قیر (bitumen) به‌عنوان یک ماده هیدروکربنی سیاه رنگ، یکی از کاربردی‌ترین مواد در صنایع مختلف به شمار می‌آید. این ماده با داشتن ترکیباتی همچون ترکیبات هتروسیکلیک، هیدروکربن‌های اشباع‌شده، ترکیبات آروماتیک قطبی مانند فنول و نفتالین، و ترکیبات چندحلقه‌ای آروماتیک، دارای ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی منحصربه‌فردی است.
قیر به دلیل چسبندگی عالی و مقاومت بالا در برابر آب، به شکل جامد یا مایع وجود دارد و به راحتی در موادی همچون سولفید کربن و تتراکلرور کربن حل می‌شود. دو نوع پرکاربرد از قیرها، قیر امولسیون و قیر محلول MC، هستند که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. در این مقاله از آسیاگیلسونایت به بررسی تفاوت قیر MC و قیر امولسیون می پردازیم.
انواع قیر
همان‌طور که اشاره شد، قیرها بر اساس پارامترها و ویژگی‌های مختلفی طبقه‌بندی می‌شوند و با توجه به این تفاوتها، کاربردهای گوناگونی دارند. به‌طور کلی، قیرهای مشتق شده از نفت به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند که هرکدام از این دسته‌ها می‌توانند زیرمجموعه‌های خاص خود را داشته باشند:
- قیر محلول (Soluble Bitumen): شامل انواع MC، RC، و SC
- قیر امولسیون (Emulsion Bitumen): شامل انواع CMS، CRS، و CSS
- قیر خالص (Pure Bitumen)
هر یک از این سه دسته از نظر ویژگی‌هایی مانند ویسکوزیته، نقطه نرمی، وزن مخصوص، درجه انعطاف‌پذیری، میزان نفوذپذیری، نقطه اشتعال، میزان خلوص، نقطه شکست، و تأثیر گرما و هوا بر روی قیر تفاوت دارند.
قیر امولسیون چیست؟
قیر امولسیون (Bitumen Emulsion) ترکیبی از قیر و آب است که به طور طبیعی با یکدیگر مخلوط نمی‌شوند. در این نوع قیر، ذرات بسیار ریز قیر به‌صورت معلق در آب قرار دارند. در تعریف دیگری می‌توان گفت قیر امولسیون، ترکیبی از قیر نفتی خالص، حلال، آب، امولسیفایر (Emulsifier) و اسید است که با استفاده از یک آسیاب کلوئیدی در سرعت چند هزار دور بر دقیقه تولید می‌شود.
در این ترکیب، قیر به‌عنوان فاز داخلی یا ناپیوسته و آب به‌عنوان فاز خارجی یا پیوسته عمل می‌کنند. اندازه قطرات قیر در این ترکیب بین 0.001 تا 0.002 میلی‌متر است و هرچه قطر این ذرات کوچک‌تر باشد، کیفیت امولسیون بهتر خواهد بود.
قیر محلول MC چیست؟
قیر محلول MC (Medium Curing) یا قیر محلول نیمه‌سنگین، نوعی قیر است که در تولید آن از حلال‌های نیمه‌سنگین مانند نفت سفید استفاده می‌شود. این حلال نیمه‌سنگین، در مقایسه با حلال‌هایی مانند بنزین و نفتا، دیرتر تبخیر می‌شود و این ویژگی باعث ایجاد خصوصیات منحصربه‌فردی در این نوع قیر می‌شود.
قیرهای محلول MC بر اساس مقدار ویسکوزیته سینماتیکی و واحد سنتی‌استوک به پنج دسته تقسیم می‌شوند:
- MC30
- MC70
- MC250
- MC800
- MC3000
هرچه مقدار حلال در قیر MC کمتر باشد، سیالیت آن بیشتر خواهد بود. همچنین، با افزایش مقدار حلال، سیالیت قیر کاهش می‌یابد و ویسکوزیته آن بیشتر می‌شود. برای آشنایی با قیر مخلوط می توانید به این مقاله از آسیاگیلسونایت مراجعه نمایید.
تفاوت قیر امولسیون و قیر محلول MC
قیرها، از جمله قیر طبیعی، گیلسونایت، قیر معدنی و قیر صنعتی، شباهت‌های زیادی دارند، اما تفاوتها و ویژگی‌های متمایزی نیز بین آن‌ها وجود دارد. قیر امولسیون و قیر محلول MC از جمله این نوع قیرها هستند که بر اساس نوع ماده‌ای که برای مایع‌سازی آن‌ها استفاده می‌شود، تفاوت‌های اساسی دارند. در ادامه این مقاله از آسیاگیلسونایت به مهم‌ترین تفاوت‌های این دو نوع قیر پرداخته می‌شود:
روش تولید
- قیر امولسیون از ترکیب قیر و آب با استفاده از یک امولسیفایر به دست می‌آید.
- قیر محلول MC با استفاده از ترکیب قیر و حلال‌های نفتی تولید می‌شود.
دوستدار محیط زیست
- قیرهای امولسیونی به دلیل استفاده از آب به‌عنوان حلال، آسیب کمتری به محیط زیست وارد می‌کنند.
- قیرهای محلول به دلیل استفاده از حلال‌های نفتی می‌توانند آسیب‌های زیست‌محیطی قابل توجهی ایجاد کنند.
هزینه تولید
- استفاده از آب در قیر امولسیون می‌تواند اقتصادی‌تر باشد.
- تولید قیر محلول MC با استفاده از حلال‌های نفتی معمولاً هزینه بیشتری دارد.
انرژی مصرفی برای روان‌سازی
- قیرهای محلول به دلیل نوع حلالی که در آن استفاده می شود، به گرما و انرژی بیشتری برای روان‌سازی نیاز دارند.
- قیرهای امولسیونی به زمان و انرژی کمتری برای روان‌سازی نیاز دارند، که این موضوع می‌تواند به کاهش هزینه‌ها کمک کند.
ایمنی در برابر آتش‌سوزی
- قیر امولسیون به دلیل استفاده از آب، ایمن‌تر است.
- قیر محلول به دلیل وجود حلال‌های نفتی خطر آتش‌سوزی و انفجار بیشتری دارد.
خاصیت چسبندگی
- قیر امولسیون به دلیل استفاده از آب و تبخیر سریع آن، خاصیت چسبندگی بیشتری دارد.
- حلال‌های نفتی در قیر محلول به زمان بیشتری برای تبخیر نیاز دارند، که این موضوع می‌تواند کیفیت آن‌ها را کاهش دهد.
مدت زمان ذخیره‌سازی
- قیر امولسیون زمان ذخیره‌سازی محدودی دارد و نیاز به چرخش مداوم دارد.
- قیر محلول زمان ذخیره‌سازی نامحدودی دارد و تنها با افزودن مواد نفتی، مشکلات ناشی از تبخیر ترکیبات فرار آن حل می‌شود.
مقاومت در برابر یخ‌زدگی
- قیر امولسیون به دلیل وجود آب، مقاومت کمتری در برابر یخ‌زدگی دارد.
- قیر محلول MC در شرایط زمستانی و هوای سرد مقاومت بیشتری دارد.
عملکرد در شرایط مرطوب
- قیر محلول در شرایط مرطوب کارایی مناسبی ندارد.
- قیر امولسیون در شرایط هوای مرطوب و بارانی عملکرد خوبی دارد.
رنگ و شکل ظاهری
- قیر محلول کاملاً سیاه است.
- قیر امولسیون به رنگ قهوه‌ای تیره دیده می‌شود.
این تفاوتها نشان می‌دهند که هر نوع قیر برای کاربردهای خاصی مناسب است و انتخاب میان آن‌ها بستگی به شرایط پروژه و نیازهای محیطی دارد.
مقایسه قیر امولسیونی و قیر محلول: ویژگی‌ها و کاربردها
تفاوت در نوع حلال
قیر امولسیونی و قیر محلول از نظر نوع حلال اصلی‌ترین تفاوت را دارند. در قیر امولسیونی از آب به‌عنوان حلال استفاده می‌شود، درحالی‌که قیر محلول با استفاده از حلال‌های نفتی تولید می‌شود. این تفاوت نه‌تنها بر روش تولید بلکه بر عملکرد و کاربرد این دو نوع قیر نیز تأثیرگذار است.
تفاوت‌های فیزیکی و شیمیایی
قیر امولسیونی و قیر محلول از نظر ظاهر، مقاومت حرارتی، قیمت و حتی سازگاری با محیط زیست با یکدیگر متفاوت هستند. به عنوان مثال، قیر امولسیونی به دلیل استفاده از آب به‌عنوان حلال، قیمت اقتصادی‌تری دارد و آسیب کمتری به محیط زیست وارد می‌کند، در حالی که قیر محلول به دلیل استفاده از حلال‌های نفتی، مقاومت بالاتری در برابر دما و شرایط محیطی خاص دارد.
جدول مقایسه‌ای قیر امولسیون و قیر محلول MC
| ویژگی | قیر امولسیون | قیر محلول MC |
| روش تولید | ترکیب قیر و آب با استفاده از امولسیفایر | ترکیب قیر با حلال‌های نفتی مانند نفت سفید |
| دوستدار محیط زیست | سازگار با محیط زیست، بدون آسیب جدی | آسیب‌زا به دلیل استفاده از حلال‌های نفتی |
| هزینه تولید | اقتصادی‌تر به دلیل استفاده از آب | هزینه بیشتر به دلیل استفاده از حلال نفتی |
| انرژی روان‌سازی | نیاز به انرژی و گرمای کمتر | نیازمند انرژی و گرمای بیشتر |
| ایمنی در برابر آتش | ایمن‌تر به دلیل استفاده از آب | خطر بیشتر به دلیل وجود حلال‌های نفتی |
| خاصیت چسبندگی | چسبندگی بیشتر با تبخیر سریع آب | کیفیت پایین‌تر به دلیل تبخیر کند حلال‌ها |
| مدت زمان ذخیره‌سازی | ذخیره‌سازی محدود، نیاز به چرخش مداوم | ذخیره‌سازی طولانی‌مدت با امکان افزودن حلال |
| مقاومت در برابر یخ‌زدگی | مقاومت کمتر به دلیل وجود آب | مقاومت بیشتر در شرایط سرد و زمستانی |
| عملکرد در شرایط مرطوب | عملکرد بالا در هوای مرطوب و بارانی | عملکرد ضعیف در شرایط مرطوب |
| ظاهر | قهوه‌ای تیره | کاملاً سیاه |
سوالات متداول درباره تفاوت قیر MC و قیر امولسیونی
1. قیر MC چیست و چه تفاوتی با قیر امولسیونی دارد؟
قیر MC یا قیر محلول متوسط، نوعی قیر محلول است که با استفاده از حلال‌های نفتی مانند نفت سفید تولید می‌شود. این نوع قیر دارای ویژگی‌هایی مانند مقاومت بالا در برابر دما و شرایط خاص محیطی است. در مقابل، قیر امولسیونی با ترکیب آب و قیر تولید می‌شود و از نظر سازگاری با محیط زیست و قیمت، گزینه بهتری است.
2. آیا قیر MC خطرات بیشتری نسبت به قیر امولسیونی دارد؟
بله، به دلیل استفاده از حلال‌های نفتی در قیر MC، این نوع قیر خطرات بیشتری از جمله قابلیت اشتعال و ایجاد آلودگی محیطی دارد. در مقابل، قیر امولسیونی به دلیل استفاده از آب به عنوان حلال، ایمنی بیشتری دارد و اثرات منفی زیست‌محیطی کمتری ایجاد می‌کند.
3. تفاوت قیمت قیر امولسیونی و قیر MC چگونه است؟
به طور کلی، قیمت قیر امولسیونی نسبت به قیر MC کمتر است، زیرا در تولید آن از آب به عنوان حلال استفاده می‌شود که هزینه تولید را کاهش می‌دهد. در مقابل، قیر MC به دلیل استفاده از حلال‌های نفتی و فرآیندهای تولید پیچیده‌تر، قیمت بیشتری دارد.
