انواع قیر و کاربردهای مختلف آنها
قیر، که به عنوان چسب آسفالت نیز شناخته میشود، شکلی تیره، چسبنده، بسیار ویسکوز و نیمهجامد از فراوردههای نفتی است. این ماده در درجه اول در ساخت جادهها، سقفسازی و کاربردهای عایقکاری استفاده میشود. این ماده ضروری به عنوان باقیماندهای در طی تقطیر جزئی نفت خام به دست میآید، معمولاً پس از استخراج برشهای سبکتر مانند بنزین، نفت سفید و روغن پایه و گازوئیل. درک انواع مختلف قیر و خواص آنها برای انتخاب بهترین نوع قیر برای هر پروژه ساختمانی و عمرانی حیاتی است.
انواع و گریدهای قیر
قیر بر اساس روش تولید، خواص فیزیکی و کاربرد مورد نظر دستهبندی میشود. انواع اصلی عبارتند از:
-
قیر گرید راهسازی (قیر بتن آسفالتی): این رایجترین نوع است که به عنوان چسب اصلی در لایههای انعطافپذیر آسفالت جادهها استفاده میشود. قیر برای مخلوط شدن با مصالح سنگی جهت تولید آسفالت گرم استفاده میشود.
-
قیر اکسیده (قیر دمیده): همچنین به عنوان قیر صنعتی شناخته میشود.
-
قیر امولسیون (Emulsion Bitumen): مخلوطی از قطرات ریز قیر پراکنده در آب.
-
قیر محلول (Cutback Bitumen): قیر حل شده در یک حلال برای کاهش ویسکوزیته آن.
-
قیر طبیعی (Natural Bitumen): در ذخایر طبیعی یافت میشود.
قیر اکسیده (قیر دمیده) و سیستمهای درجهبندی
قیر اکسیده (دمیده) از طریق دمیدن هوا از میان باقیمانده داغ محصولات نفتی تولید میشود و ساختار شیمیایی آن را تغییر میدهد. این فرآیند نقطه نرمی را افزایش داده و مقدار نفوذ را کاهش میدهد و آن را سختتر و کمتر مستعد تغییرات دما میکند. قیر برای کاربردهای صنعتی که نیاز به نقطه نرمی بالاتری دارند، مانند عایقکاری رطوبتی سقفها استفاده میشود.
قیرهای گرید ویسکوزیته (VG)
درجهبندی ویسکوزیته قیر را بر اساس ویسکوزیته مطلق آن در 60 درجه سانتیگزاد طبقهبندی میکند. قیر برای ساخت و ساز جادهها استفاده میشود، با گریدهای خاصی که بر اساس آب و هوا و ترافیک انتخاب میشوند:
| گرید | ویسکوزیته در 60∘C (پواز) | کاربرد معمول |
| VG 20 | 1600 تا 2400 | ترافیک متوسط/آب و هوای معتدل. |
| VG 40 | 3200 تا 4800 | ترافیک بسیار سنگین/آب و هوای بسیار گرم. قیر برای روسازیهای پر تنش استفاده میشود. |
قیرهای گرید عملکردی (PG)
قیر گرید عملکردی (PG) بر اساس محدوده دمایی که در آن به طور موثر عمل میکند، طبقهبندی میشود تا آسیبهایی مانند شیارافتادگی و ترکخوردگی حرارتی به حداقل برسد.
-
PG 46-28: برای آب و هوای معتدل تا سرد با دمای پایین شدیدتر مناسب است.
-
PG 46-22: برای آب و هوای معتدل که کمترین دما در آن کمتر از 22C- نمیشود، مناسب است.
قیرهای گروه C (نفوذی)
قیرهای نفوذی (گروه C) که بر اساس درجه نفوذ (سختی) در 25 درجه سانتی گراد طبقهبندی میشوند: C170, C240, C320, C450, C600. هرچه عدد بزرگتر باشد، قیر نرمتر است. قیر برای تهیه آسفالت در مناطق مختلف دمایی استفاده میشود؛ گریدهای نرمتر برای مناطق سردتر مناسبترند.
قیر امولسیون و قیر محلول
قیر امولسیون
قیر امولسیون با تفرق قیر در آب تولید میشود. این نوع قیر به دلیل دمای پایین اجرا، سازگار با محیط زیست است.
-
قیر امولسیون کاتیونی (QS, MS, SS): دارای قطرات با بار مثبت. این قیر برای پوششهای چسبنده (تککت) و عایقکاری استفاده میشود.
-
قیر امولسیون آنیونی (QS, MS, SS): دارای قطرات با بار منفی.
قیر محلول (Cutback Bitumen)
قیر محلول (برش خورده) با مخلوط کردن قیر با یک حلال فرار که از محصولات نفتی مانند نفتا یا نفت سفید مشتق شده است، ایجاد میشود. این قیر برای لایههای نفوذی (پرایمکت) و عایقکاری لکهای در مناطق دورافتاده استفاده میشود.
-
Curing سریع (RC): از بنزین یا نفتا استفاده میکند.
-
Curing متوسط (MC): از نفت سفید استفاده میکند.
-
Curing کند (SC): از روغن پایه دیزل استفاده میکند.
قیر طبیعی
قیر طبیعی یک نوع قیر است که به صورت طبیعی در ذخایر زمینی یافت میشود. این نوع قیر برای اهداف تخصصی مانند افزودنیهای آسفالت و عایقکاری استفاده میشود. تفاوت اصلی آن با قیر نفتی این است که قیر نفتی محصول فرآیند تولید قیر در پالایشگاه است، در حالی که قیر طبیعی مستقیماً از زمین استخراج میشود و معمولاً حاوی ناخالصیهای بیشتری است.
کاربردهای قیر و پرمصرفترین انواع قیر
قیر برای طیف گستردهای از کاربردها استفاده میشود:
-
راهسازی و روسازی (آسفالت): VG 30 و VG 40 متداولترین نوع قیر هستند که در آسفالت برای جادههای پرتردد در آب و هوای گرم استفاده میشوند.
-
عایقکاری: قیر اکسیده برای غشاهای عایقکاری رطوبتی استفاده میشود.
-
پوششها: قیر امولسیون برای پوششهای محافظتی و موانع رطوبتی استفاده میشود.
مشکلات قیر بی کیفیت
استفاده از قیر با کیفیت پایین میتواند منجر به شکستهای جدی در زیرساخت شود، مانند: شیارافتادگی زودرس، ترکخوردگی حرارتی یا خستگی، و از دست دادن چسبندگی با مصالح سنگی.
جایگزینهای مناسب برای قیر
| جایگزین | مزایا | معایب |
| قیر اصلاح شده با پلیمر (PMB) | افزایش کشسانی، کاهش شیارافتادگی، تحمل دمایی بهتر. | هزینه بالاتر، پیچیدگی در فرآیند تولید قیر. |
| بایندرهای زیستی | تجدیدپذیر، کربن کمتر. | خواص متغیر، عملکرد طولانی مدت محدود. |
| روسازی بتنی | عمر طولانی، ظرفیت تحمل بار بالا. | هزینه اولیه بالاتر، سفت و سخت، تعمیر دشوار. |
نتیجهگیری
در این مقاله، انواع اصلی قیر شامل قیر دمیده (در گریدهای VG و PG)، قیرهای خاص (گرید C)، قیرهای امولسیونی (از نوع کاتیونی و آنیونی در گریدهای QS، MS، SS) و قیرهای محلول (مانند SC، MC، RC) بررسی شدند. انتخاب صحیح گرید قیر بسیار حیاتی است و باید بر اساس الزامات خاص پروژه، شرایط اقلیمی، میزان ترافیک و سایر عوامل مؤثر انجام شود. نگاهی به آینده فناوری قیر نشان میدهد که تمرکز بر روشهای تولید پایدارتر، توسعه قیرهای اصلاحشده با پلیمر برای افزایش کارایی، و کاربردهای نوآورانه در زمینههای جدید است. با وجود این تحولات، نقش اساسی قیر در پشتیبانی و توسعه زیرساختهای حیاتی در سراسر جهان همچنان محوری و ضروری باقی خواهد ماند.
سؤالات متداول
قیر برای چه کاری استفاده میشود؟
قیر عمدتاً در راهسازی و عایقکاری استفاده میشود. حدود ۹۰٪ قیر تولیدی در جهان برای ساخت و نگهداری جادهها، بزرگراهها و باندهای فرودگاه به کار میرود. همچنین به عنوان یک عایق ضد آب در سقفها، زیرزمینها، و برای پوشش لولهها جهت جلوگیری از خوردگی استفاده میشود.
آیا قیر برای انسان سمی است؟
قیر در دمای معمولی به عنوان یک ماده غیرسمی و پایدار شناخته میشود. با این حال، در دماهای بالا که بخارات آن متصاعد میشود، میتواند برای سلامتی مضر باشد. قرار گرفتن طولانیمدت در معرض بخارات قیر مذاب ممکن است باعث تحریک چشم و ریهها شود و خطر سرطانزایی داشته باشد. رعایت نکات ایمنی در هنگام کار با قیر داغ بسیار مهم است.
تفاوت آسفالت و قیر چیست؟
قیر (Bitumen) یک ماده چسبنده (Binder) است که از نفت خام به دست میآید. آسفالت (Asphalt) یک مخلوط است که از ترکیب قیر به عنوان چسب با سنگدانه، ماسه و فیلر ساخته میشود. به عبارت دیگر، قیر جزء اصلی تشکیلدهنده آسفالت است.
انواع اصلی قیر کدامند؟
انواع اصلی قیر بر اساس روش تولید و خواص عملکردی طبقهبندی میشوند:
قیر خالص (Pure Bitumen): قیر حاصل از تقطیر مستقیم نفت خام.
قیر دمیده (Blown Bitumen): قیر تولید شده با دمیدن هوای گرم به قیر خالص، که خواص آن را برای عایقکاری بهبود میبخشد.
قیر امولسیونی (Emulsion Bitumen): قیر مایع مخلوط با آب و یک ماده امولسیونکننده.
قیر محلول (Cutback Bitumen): قیر مایع مخلوط با حلالهای نفتی.
قیر اصلاحشده با پلیمر (Polymer Modified Bitumen – PMB): قیر با افزودن پلیمر برای بهبود عملکرد.
قیر چقدر دوام میآورد؟
دوام قیر به عوامل مختلفی از جمله نوع گرید، شرایط آب و هوایی، کیفیت ساخت و بار ترافیکی بستگی دارد. به طور معمول، یک روسازی آسفالت با کیفیت میتواند ۲۰ تا ۲۵ سال دوام داشته باشد.
چه چیزی قیر را حل میکند؟
قیر در حلالهای نفتی مانند نفت سفید، بنزین و گازوئیل حل میشود. از این حلالها برای تولید قیرهای محلول (Cutback) و تمیزکاری ابزار و تجهیزات استفاده میشود.
کدام کشورها تولیدکننده قیر هستند؟
بزرگترین تولیدکنندگان قیر در جهان شامل ایران، چین، روسیه، کانادا و آمریکا هستند. ایران یکی از بزرگترین صادرکنندگان قیر در جهان محسوب میشود.
خیلی ممنونم از مقاله بسار کاربردی و جامعی که قرار دادید روی وبسایت. من یک سوال داشتم و ممنون می شوم اگر من را راهنمایی کنید.
تفاوت بین قیر و تار یا همان قطران در چیست؟
با تشکر از پیام شما
قطران و قیر
قطران: دیگر در ساخت جادهها مورد استفاده قرار نمیگیرد. در حال حاضر، جادهها بیشتر با استفاده از قیر ساخته میشوند.
دلیل اشتباه گرفتن قطران و قیر: هر دو سیاه رنگ هستند و خاصیت ضدآب و چسبندگی دارند.
روش تولید:
قطران → از تقطیر تخریبی ذغال سنگ به دست می آید
قیر → باز فرآیند پالایش نفت خام به دست می آید (تقطیر جزئی)
همچنین:
قطران (Tar):
قیر (bitumen):
با توجه به انواع مختلف قیر که توی مقاله معرفی شد، برای پروژههای جادهسازی توی مناطق خیلی گرم و پرتردد، مثلاً جادههای اصلی که ترافیک سنگین دارن، کدوم نوع قیر رو باید انتخاب کنیم؟ و چرا؟
برای پروژههای جادهسازی در مناطق بسیار گرم و پرتردد با ترافیک سنگین، بهترین انتخاب قیرهایی با گرانروی (Viscosity) بالاتر و نقطه نرمی (Softening Point) بالا هستند. در این حالت، دو نوع قیر مطرح شده در مقاله که گزینه مناسبی محسوب میشوند:
قیرهای VG (Viscosity Graded) با گرید بالاتر مثل VG 30 یا VG 40.
چرا؟ VG 30 برای شرایط سخت و ترافیک بالا عالیه، و VG 40 که بالاترین گرانروی رو داره، مقاومت فوقالعادهای در برابر تغییر شکل (rutting) و ترکخوردگی در دماهای بالا ارائه میده و برای نقاط پراسترس مثل تقاطعها یا پارکینگ کامیونها ایدهآله. این گریدها تضمین میکنند که آسفالت در گرمای شدید و زیر بار ترافیک سنگین، شکل خودش رو حفظ کنه و دچار فرورفتگی نشه.
قیرهای PG (Performance Graded) که عدد دمای بالای اونها مناسب منطقه باشه.
چرا؟ سیستم PG بر اساس عملکرد قیر در بازه دمایی مورد انتظار در طول عمر پروژه عمل میکنه. برای مناطق خیلی گرم، باید PG Grading رو انتخاب کنید که عدد دمای بالای اون (مثلاً PG 76-XX یا PG 82-XX، اگرچه در مقاله به این ارقام اشاره نشده) از حداکثر دمای آسفالت در اون منطقه بالاتر باشه. این قیرها به طور خاص برای مقاومت در برابر شیارافتادگی (rutting) و خستگی طراحی شدهاند، که در شرایط گرم و پرتردد بسیار مهمه.
هر دو این سیستمها به مهندسین کمک میکنند تا قیری را انتخاب کنند که هم در برابر گرمای شدید مقاومت کند و هم بتواند بار ترافیک سنگین را بدون تغییر شکل دائمی تحمل کند.
مقاله بسیار کامل و کاربردی بود! واقعاً از خواندنش لذت بردم، مخصوصاً بخش انواع قیر و تفاوتهای ظریف بین قیر دمیده، امولسیونی و محلول. همیشه برام سوال بود که این همه اسم و گرید مختلف چه فرقی با هم دارن، که تو این مقاله به بهترین شکل توضیح داده شد. اطلاعات مربوط به بازار قیر ایران هم خیلی جالب و جدید بود. ممنون بابت این محتوای باکیفیت و جامع.
سلام. با توجه به اینکه قیر امولسیونی ایمنتر و سازگارتر با محیط زیست است، چرا هنوز در ساخت جادهها از آسفالت گرم تولید شده با قیر خالص (VG/PG) استفاده میکنیم؟ آیا قیر امولسیونی در نهایت به اندازه قیر داغ دوام و چسبندگی دارد؟
این یک مصالحه است. آسفالت گرم با قیر خالص (به ویژه گریدهای بالا مانند VG 30/40) چگالی و استحکام بالاتری در برابر شیارشدگی در ترافیک سنگین دارد و سریعتر به استحکام نهایی میرسد. قیر امولسیونی (آسفالت سرد) بیشتر برای لکهگیری، نگهداری سبک و مناطقی با ترافیک کم استفاده میشود، جایی که کاهش انتشار VOC و کار در دمای پایین مهم است، اما عمر روسازی آن کوتاهتر است.
چرا در پروژههای جدید راهسازی، استفاده از قیر امولسیون به جای قیر محلول (Cutback) توصیه میشود؟
قیر امولسیون از آب به جای حلالهای نفتی (مثل بنزین یا نفت کوره) استفاده میکند. این کار نه تنها خطر آتشسوزی در هنگام کار را از بین میبرد، بلکه مانع از تبخیر مواد سمی در هوا میشود و برای سلامت کارگران و محیط زیست بسیار ایمنتر است.