قیر طبیعی و مشخصات آن

قیر طبیعی         قیر طبیعی شبیه به یک قیر نفت خام سخت است و به مواد هیدروکربنی طبیعی، غیر کریستالی و ویسکوز سیاه رنگ یا قهوه ای تیره اطلاق می گردد. اغلب یک قیر طبیعی , آسفالتیت (قیر خالص) یا قیر نامیده می شود.  منشاء قیرهای طبیعی از نفت خام بوده که پس از مهاجرت تدریجی نفت خام به لایه های سطحی و تبخیر تدریجی مواد سبک و تحت تاثیر سه عامل زمان، گرما و فشار و انجام فرآیندهایی مانند اکسیداسیون، سولفوریزاسیون ، پلیمریزاسیون و کندانسیون موادی به نام قیر طبیعی بوجود می آیند. قیرهای طبیعی بر اساس نحوه تشکیل، خواص فیزیکی، حلالیت در تتراکلریدکربن و ترکیب شیمیایی به گروههای مختلفی مانند:    پروبیتیومن آسفالتیک (Asphaltic Pyrobitumen)،    پیروبیتیومن غیرآسفالتیک (Asphaltic Pyrobitumen Non) ،    آسفالتیت (Asphaltite) و غیره تقسیم بندی می شوند.    آسفالتیت ها به سه گروه گیلسونیت، گراهامیت و گلانس پیچ تقسیم می شوند که گیلسونیت از جمله مرغوبترین و مشهورترین گروههای قیر طبیعی می باشد. گیلسونیت به شکل توده ای ماده ای سیاه و درخشان است که در ظاهر شبیه به ابسدین معدنی است. بسیار ترد و نرم است و به آسانی می تواند به صورت پودر فشرده شود.    گیلسونیت در زیر سطح زمین به صورت رگه ها و لایه هایی یافت می شود.    - ذخایر جهانی:    معادن عمده قیرطبیعی درکشورهای ونزوئلا، کانادا، روسیه وخاورمیانه ازجمله کشورایران میباشد و ازبین مناطق فوق الذکر،کشور ونزوئلا ذخایر عظیمی از قیرطبیعی به ظرفیت ۱/۲ تریلیون بشکه وجود دارد،حائز رتبه اول میباشد.    ذخایرایران:     ذخایر موجود در ایران بطورعمده دراستان کرمانشاه و بصورت پراکنده در استانهای همجوار ایلام، لرستان وخوزستان واقع شده است.         نقاط ضعف قیرهای طبیعی ایران دارای نا خالصی های معدنی و گوگرد بالایی هستند. از لحاظ زمین شناسی دارای عمر بالایی (پیر شدگی) هستند. عدم تخمین ذخایر قیر طبیعی در معادن ایران  عدم شناسایی دقیق نوع قیر طبیعی

آزمایش های اصلی که باید روی قیر انجام شود

آزمایش کند روانی- ویسکوزیته قیر(Viscosity)    ویسکوزیته قیر کمیتی است که خواص روانی قیر را در درجه حرارت های بالا مشخص می کند. ویسکوزیته در تعیین عملکرد آسفالت مؤثر است. مقاومت داخلی مایعات که مانع که مانع حرکت (جریان) آنها می شود ویسکوزیته یا گرانروی می نامند. هر اندازه قیر نسبت به گرما حساس تر باشد، کندروانی آن در درجه حرارت های بالا کمتر خواهد بود.    آزمایش کندروانی قیر برای تعیین خواصیت روانی قیرها در درجه حرارت های بالا که معمولاً درجه حرارت هایی است که در عمل مخلوط های قیری ساخته می شوند، کاربرد دارد و انجام می گیرد. اصولاً هرچه ویسکوزیته قیر کمتر باشد، استفاده از آن برای تولید و پخش آسفالت راحت تر خواهد بود، به عبارت دیگر قیر و جابجایی آن از مخازن اصلی به مخازن اختلاط و همچنین اختلاط قیر با مصالح راحت تر صورت می گیرد؛ یعنی مصالح در مدت زمان کمتری به راحتی توسط قیر پوشش می یابند و پخش آسفالت با سرعت و سهولت انجام می گیرد، اما ویسکوزیته قیر با پایداری با تغییرات دما رابطه مستقیم دارد. چنانچه ویسکوزیته قیر کم باشد در گرمای تابستان قیر حالت خمیری به خود می گیرد و سبب مواج شدن آسفالت در زیر بار ترافیک و قیر زدگی آسفالت می شود. همچنین اگر ویسکوزیته قیر از حد مناسب زیاد تر باشد، موجب می شود که در زمستان آسفالت ها دچار ترک خوردگی شده و از بین برود.    آزمایش نقطه نرمی (Softening Point)    درجه حرارتی که در آن قیر حالت نرمی پیدا می کند نقطه نرمی قیر نامیده می شود. این آزمایش به منظور مقایسه حساسیت قیرها نسبت به تغییرات درجه حرارت آزمایش انجام می گیرد. قیری که درجه نرمی اش بیشتر باشد، کمتر در مقابل تغییرات درجه حرارت حساس بوده و درجه نفوذ و یا کندروانی آن کمتر تغییر می کند. یکی از اهداف این آزمایش محاسبه مقدار مقاومت قیر خالص و مصالح ساخته شده با آن قیر نسبت به تغییرات درجه حرارت می باشد.

قیر چیست ؟ تاریخچه قیر

از زبان سانسکریت و از bitumen است و اعتقاد بر این است که نام bitumen کلمه قیر معادل فارسی قیر حاصل از قطران ذغالسنگ ) گرفته شده است . همچنین ادعا می شود که ) pich به معنی jate کلمه خلاصه و سپس از زبان فرانسه وارد bitumen بوده که بعدا به men –pixtu کلمه بیتومن معادل لاتین زبان انگلیسی شده است  . بیشتر از ٥٠٠٠ هزار سال است که قیر بعنوان عایق رطوبتی و عامل اتصال به کار میرود . قدیمی ترین کاربرد ثبت   ده به ٣٨٠٠ سال پیش از میلاد توسط سومریها بر میگردد . تاریخی ٣٠٠٠ ساله نشان میدهد برای نگهداری آب در  خازنی که از قیر نه تنها در دیواره خارجی آن برای چسباندن سنگها ، بلکه از یک هسته قیری در مرکز آن صحبت شده است .کلمه قیر چندین بار در کتابهای مقدس آمده است ، مثلا عایق کردن کشتی نوح در برابر آب یا ماجرای به آب انداختن حضرت موسی در سبدی که با لجن و قیر  اندود شده بود و همچنین ساخت برج بابل از جمله موارد اشاره شده در کتب قدیمی می باشد .کاربردهای دیگری نیز از جمله نگهداری مواد ( مومیائی ) بعنوان سیمان برای چسباندن آجر ، نگهداری آب و بسیاری دیگر دارای سوابق طولانی میباشد .اما هنر استفاده از اسفالت با چنین کاربرد متنوع از اوائل قرن نوزدهم شروع شد . اگر چه کارهائی نیز بعد از کشف دریاچه ترینیداد در سال ١٥٩٥ نیز انجام شده بود . اما استفاده از اسفالت به شکل امروزی تقریبا به سال ١٨٣٠ برای استفاده از مسیرهای پیاده روی در فرانسه بر میگردد . اولین خیابان اسفالته در امریکا توسط یک دانشمند بلژیکی در ١٨٧٠ و بعد از آن اولین راه اسفالته در واشنگتن در ١٨٧٦ ساخته شد . استفاده از اسفالت برای اولین بار در ایران به سال ١٣١٢ در خیابان فلسطین ( کاخ سابق ) بر می گردد .امروزه بیش از ٢٥٠ کاربرد مختلف برای قیر در کشاورزی ، ساختمان ، صنایع ، راهسازی و سایر بخش ها در شناخته شده است که جایگزینی آنها با مواد دیگر محال بنظر می رسد .برای خواندن مطلب بصورت کامل اینجا کلیک کنید .

مشخصات کلی قیر و انواع آن

قیر نفتی و قیر طبیعی قیر معمولا از تقطیر نفت خام به دست می آید. چنین قیری قیر نفتی یا قیر تقطیری نامیده می شود. قیر نفتی محصول دو مرحله تقطیر نفت خام در برج تقطیر است. در مرحله نخست تقطیر، مواد سبک مانند بنزین و پروپان از نفت خام جدا می شوند. این فرآیند در فشاری نزدیک به فشار اتمسفر انجام می شود. در مرحله دوم نیز ترکیبات سنگین مانند گازوئیل و نفت سفید خارج می شوند. این فرآیند در فشاری نزدیک به خلاء صورت می پذیرد. در نهایت مخلوطی از ذرات جامد بسیار ریز به نام آسفالتن باقی می ماند که در ماده سیال گریس مانندی به نام مالتن غوطه ور است. اما برخی از انواع قیر در طبیعت و در اثر تبدیل تدریجی نفت خام و تبخیر مواد فرار آن در اثر گذشت سال های بسیار زیاد به دست می آید. چنین قیری، قیر طبیعی نامیده می شود و دوام آن بیشتر از قیرهای نفتی است. چنین قیری ممکن است به صورت خالص در طبیعت وجود داشته باشد (قیر دریاچه ای) مانند دریاچه قیر بهبهان ایران و دریاچه قیر تیرینیداد آمریکا، یا از معادن استخراج شود (قیر معدنی). قیر طبیعی با نام یواینتایت (Uintaite) نیز شناخته می شود.