معرفی قیر و آسفالت و تفاوت بین آنها

معرفی قیر و آسفالت و تفاوت بین آنها

مقاله حاضر به بررسی قیر و آسفالت به عنوان دو متریال اساسی در صنایع مختلف میپردازد. این مقاله ابتدا معرفی مختصری از قیر و آسفالت و خواص فیزیکی و شیمیایی آنها ارائه میدهد.

فهرست مطالب

---

معرفی قیر و آسفالت

قیر و آسفالت موادی هستند که گاهی بسیاری از افراد نام این دو ماده را به جای یکدیگر به کار می برند، اما در واقع قیر ماده‌ای است که در تولید آسفالت مورد استفاده قرار میگیرد و نقش چسبندگی بین دانه‌های آسفالت را ایفا میکند و خواص مفید دیگری نیز دارد که به این ترکیب میافزاید. در ادامه توضیحاتی در مورد قیر و آسفالت ارائه میشود تا تفاوت این دو ترکیب به راحتی قابل تشخیص باشد.

 

شرکت بتاپارس، عرضه کننده تخصصی انواع قیر به سراسر ایران

 

قیر چیست؟

قیر یک هیدروکربن طبیعی است که در درجه اول از نفت خام در طول فرآیند پالایش به دست می‌آید. این ترکیب پیچیده‌ از مواد آلی، شامل هیدروکربن‌های مختلف مانند ترکیبات آروماتیک چند حلقه‌ای و ترکیبات حلقه‌ای است. ترکیب منحصر به فرد آن خواص مخصوص قیر مانند ویسکوزیته بالا، چسبندگی و مقاومت در برابر آب را به قیر میدهد. به دلیل قابلیتهای عالی مانند ضد آب بودن، قیر به طور گسترده‌ای در صنعت ساخت وساز برای کاربردهای بام سازی، غشاهای ضد آب و آب بندی استفاده میشود. به دلیل خاصیت تطبیق پذیری قیر، کاربرد قیر همچنین به بخش خودرو گسترش مییابد، جایی که از قیر برای تولید تایرها و مواد ضد صدا استفاده میشود.

مقاله قیر چیست و چه کاربردهایی دارد؟  را برای اطلاعات بیشتر درباره قیر بخوانید.

 

تاریخچه قیر

تاریخچه قیر را با تعریف قیر شروع میکنیم. قیر ماده‌ای تیره، گرم و غیر بلوری است که در دی سولفید کربن حل میشود. برای درک از چیستی قیر میتوان به منابع مختلف توجه کرد. تمدن سومری باستان اولین جامعه شناخته شده‌ای بود که با قیر آشنا شد. در حدود ۴۰۰۰ سال پیش از میلاد، افراد شروع به استفاده از این ماده برای مهر و موم کردن برج های تمدن خود کردند. استفاده از قیر پس از آنها با مصریان و بابلیان ادامه یافت. قیر برای کاربردهای مختلفی توسط مصریان باستان استفاده میشد، از جمله مومیایی کردن و مهر و موم کردن اجساد افراد درگذشته.

 

تحقیقات باستان شناسی اخیر در مورد قیر یافت شده در مومیایی‌های مصر نشان داده است که مصریان باستان قیر مورد نیاز خود را یا از معادن قیر طبیعی واقع در کوه (زیت) که کانال سوئز را احاطه کرده است تهیه میکردند و یا از معادنی که در نزدیکی (دریای مرده) قرار دارند، دریافت کرده‌اند.

 

تولید قیر

نفت خام به هیدروکربن‌های تصفیه نشده اشاره دارد، مایع غلیظی که از زمین استخراج میشود و به عنوان نفت خام شناخته میشود. نفت خام یک سوخت فسیلی است، به این معنی که میلیون‌ها سال پیش از گیاهان و حیوانات پوسیده‌ای که قبلا در دریاهای باستانی سکونت داشتند، ایجاد شده است.

 

تولید قیر با تقطیر جزئی نفت خام:

اولین مرحله در فرآیند پالایش نفت خام، تقطیر کسری است که به صورت فیزیکی نفت خام را به اجزایی با نقطه جوش متفاوت تبدیل میکند. این کار در برج‌های تقطیر یا جداسازی که سازه‌های فولادی بلند هستند انجام میشود. سینی‌های فولادی افقی سوراخ دار داخل برج تقطیر را، جدا میکنند و به بخار اجازه میدهند تا از برج بالا برود.  در بالای این منافذ گنبدهای کوچکی به نام کلاهک حبابی وجود دارند که بخار را به سمت پایین منحرف میکنند تا حباب عبوری از آنها با مایع در یکجا جمع شود. این امر مزیت دیگری برای بهبود کارایی جداسازی و کاهش ارتفاع برج را نیز دارد. در کوره، نفت خام قبل از ورود به بخش پایینی برج، تا دمایی بین ۳۵۰ تا ۳۸۰ درجه سلسیوس گرم میشود که کمی فشار بیشتری نسبت به فشار هوا دارد.

 

ماده‌ای که وارد برج میشود ترکیبی از مایع و بخار است؛ مایع از اجزایی با نقطه جوش بالاتر از نفت خام تشکیل شده است، در حالی که بخار از اجزایی با نقطه جوش پایین‌تر از آن تشکیل شده است. با بالا رفتن از دهانه‌های سینی‌ها، بخارها گرما را از دست میدهند و به بالای برج میرسند. وقتی هر جز به یک سینی میرسد که دما کمی پایین‌تر از نقطه جوش آن باشد، و به مایع تبدیل میشود. وقتی اجزایی با درجه متفاوت روی سینی‌ها جمع میشوند، به طور مداوم توسط لوله‌ها استخراج میشوند. در بالای برج تقطیر، سبک‌ترین اجزای نفت خام به صورت بخار باقی میمانند و جمع آوری میشوند.

 

با جریان‌های جانبی، اجزای سنگین‌تر از برج خارج میشوند. آن ها در پایه برج میمانند زیرا سنگین‌ترین اجزا به صورت مایع باقی میمانند. پروپان و بوتان، که هر دو در فشار و دمای اتمسفر گازی هستند، سبک‌ترین اجزای تولید شده توسط تقطیر نفت خام هستند.

هنگامی که این مراحل انجام شد، نفتا (ماده ای نسبتا سنگین‌تر) تولید میشود. نفتا به عنوان ماده اولیه در بنزین و صنایع شیمیایی استفاده میشود. همچنین نفت سفید تولید میشود که تا حد زیادی به عنوان سوخت هوایی و تا حد کمتری به عنوان سوخت گرمایش خانگی استفاده میشود.

برج تقطیر خلا برای تقطیر بیشتر باقیمانده، میبایست این کار را در خلا ۱۰ تا ۱۰۰ میلی متر Hg و در دماهای بین ۳۵۰ تا ۴۲۵ درجه سانتی گراد به منظور ایجاد بخشی از اجزای دیزل و تقطیر و همچنین باقی مانده ته‌نشینی به نام باقیمانده کربن کوتاه، انجام دهد. اگر این تقطیر دوم تنها با کمی افزایش دما انجام شود، ترک خوردگی یا شکست حرارتی باقیمانده با زنجیره‌های کربنی طولانی‌تر رخ خواهد داد؛ بنابراین، فشار باید کاهش یابد. بیش از بیست نوع متفاوت قیر با استفاده از باقیمانده کوتاه، به عنوان ماده اولیه تولید میشود.

 

کاربردهای قیر

اعتقاد بر این است که مصرف سالانه قیر در سراسر جهان چیزی در حدود ۱۰۲ میلیون تن است. حدود ۸۵ درصد از کل قیر تولید شده به عنوان قیر در آسفالت برای ساخت راه ها استفاده میشود.

 

هنگام ساخت یا نگهداری موارد زیر، اغلب از قیر استفاده میشود:

* بزرگراه ها

* فرودگاه ها

* جاده ها و پیاده روها

* پارکینگ ها و مسیرهای مسابقه

* زمین های تنیس و بام ها

* ضد گلوله

* مخزن سدها و آبگیرها

* عایق صدا

* لوله کشی

* عایق بندی کابلی

* ساخت تابلوهای ضد آب

* ضد آب بودن زیر کاشی

 

آسفالت چیست؟

آسفالت ماده‌ای مرکب است که با ترکیب شن، ماسه و قیر با یکدیگر تولید میشود. نام "آسفالت" از فرانسوی گرفته شده و به این ماده اشاره دارد. تا کنون رایج‌ترین استفاده از آسفالت در ساخت جاده‌ها و خیابان‌ها بوده است. با توجه به دمایی که در آن ترکیب میشود، آسفالت یکی از این سه نوع میباشد: آسفالت گرم، آسفالت سرد، یا آسفالت محافظ. در ادامه، پس از بررسی مختصر تکامل آسفالت، انواع مختلف آن و همچنین کاربردهای هر کدام را بررسی خواهیم کرد.

 

تاریخچه آسفالت

سال‌های زیادی از زمان استفاده از مخلوط آسفالت میگذرد و لازم به ذکر است که تاریخچه آسفالت و ساخت اولین جاده آسفالتی به سال های ۶۰۴ تا ۶۲۵ پیش از میلاد بازمیگردد. جان متکالف اولین کسی بود که با موفقیت آسفالت را روی سطح جاده به کار برد و با اختراع این ماده اعتبار یافت. توسعه و بهبود آسفالت ادامه داشت و در اوایل دهه ۱۸۲۰، دو مهندس اسکاتلندی به نام‌های جان لودون مک آدام و توماس تلفورد کسانی بودند که ایده جاده‌های آسفالت معاصر متشکل از یک لایه را مطرح کردند. در واقع، این دو مهندس اسکاتلندی عموما به عنوان افرادی شناخته میشوند که برای اولین بار آسفالت مدرن را توسعه دادند. پس از سال ۱۹۰۰ و در طول قرن بیستم، تمرکز بیشتری روی کنترل‌های آزمایشگاهی قرار گرفت و آزمایش‌های بیشتری روی آسفالت انجام شد. در نتیجه افزایش حجم ترافیک در جاده‌ها، تقاضا برای آسفالت با سطح مقاومت بالاتر و همچنین بررسی روش‌هایی که میتواند از ترک خوردگی آن جلوگیری کند، وجود داشت.

 

طی سال‌ها تحقیق نشان داده شده است که اصلاح آسفالت با ترکیبات گوگردی یکی از موثرترین راه‌ها برای تقویت انعطاف پذیری آسفالت است. همچنین استفاده از عناصر چسبنده بیشتر که قوی‌تر هستند، از جمله تعدیل کننده‌های آسفالت مانند گیلسونیت و ترکیبات مصنوعی، به منظور جلوگیری از ترک خوردگی روسازی آسفالت بسیار مفید است.

یکی از دلایل استفاده گسترده از آسفالت این واقعیت است که کاملا قابل بازیافت است و بنابراین به عنوان بازیافتی‌ترین ماده ساختمانی شناخته میشود.

 

انواع آسفالت، نحوه تولید آن و کاربردهای آن

براساس نحوه استفاده و ترکیب آن، آسفالت را می توان به سه دسته اصلی تقسیم کرد: آسفالت گرم، آسفالت سرد و آسفالت محافظ. هر کدام از این دسته بندی‌ها نیز زیرشاخه‌های مختلفی دارند که در ادامه با جزئیات بیشتری به آنها خواهیم پرداخت.

 

آسفالت گرم:

اغلب تصور میشود که آسفالت‌ها از قیر مخلوط گرم و اجزای سنگی تشکیل شده‌اند که سپس در حالی که هنوز گرم هستند در جاده‌ها قرار میگیرند و اجازه خنک شدن به آن میدهند. این نوع آسفالت از لایه‌های زیادی تشکیل شده است، از جمله آسفالت تاپکا (لایه بالایی)، بایندر (پوشش)، پایه قیر (لایه قیر که زیر آسفالت قرار میگیرد)، ماسه آسفالت و آسفالت متخلخل که همه آن‌ها در فرآیند آسفالت کردن جاده مورد استفاده قرار میگیرند.

 

آسفالت سرد:

شما میتوانید با ترکیب سنگدانه‌ها با قیر محلول یا با گرم کردن قیر تا دمای هوای محیط، آسفالت سرد بسازید. هنگامی که آسفالت سرد دارید، میتوانید آن را توزیع کنید و سپس در همان دما متراکم کنید. هنگامی که سنگدانه‌ها با قیر ترکیب میشوند، سنگدانه‌ها ممکن است مرطوب باشند؛ اما اگر از قیر محلول استفاده شود، سنگدانه‌ها باید خشک باشند. مزیت استفاده از آسفالت سرد این است که میتوان آن را در کارگاه نگه داشت و بعدا مورد استفاده قرار داد، یا میتوان آن را در مناطق وسیعی حمل و پخش کرد.

تا زمانی که تمام استانداردهای طراحی و محدودیت‌های ترافیکی جاده رعایت شود، امکان استفاده از آسفالت سرد در تمام لایه‌های روسازی وجود دارد. آسفالت سرد ممکن است در لایه‌های بالایی، خطی و قیری برای جاده‌هایی که ترافیک کم تا متوسط را تجربه میکنند، استفاده شود؛ برای جاده‌هایی که ترافیک قابل توجهی را تجربه میکنند، میتوان از این آسفالت به صورت قیری نیز استفاده کرد.

 

آسفالت حفاظتی:

کاربرد قیر در جاده‌های ساخته شده از خاک، ماسه، آسفالت و بتن، که سپس با ریختن قیر سنگدانه همراه میشود، چیزی است که با اصطلاح "آسفالت حفاظتی" معنی میشود. آسفالت حفاظتی همچنین ممکن است با استفاده از مخلوط‌های آسفالت از پیش ساخته شده، مانند دوغاب قیری یا ریزش میکرو اعمال شود. این یک رویکرد جایگزین است. در تولید این نوع آسفالت، قیر محلول، قیر آبی یا قیر خالص که ویسکوزیته پایینی دارد، مواد انتخابی هستند.

 

امکان نفوذناپذیر کردن بستر جاده با استفاده از آسفالت‌های محافظ وجود دارد که مقاومت در برابر لغزش و سایش را نیز تقویت میکند و ممکن است برای تعمیر موقت آسفالت یا سطوح بتنی که در حال حاضر در جای خود قرار دارند، مورد استفاده قرار گیرد. این روش نه تنها سریع تر و ساده تر است، بلکه به دستگاه و تجهیزات کمتری نسبت به روش آسفالت گرم نیاز دارد. به دلیل این ویژگی‌ها، آسفالت محافظ گزینه مناسب‌تری نسبت به آسفالت گرم است.

 

شرکت بتاپارس قیر را با کیفیت تضمین شده مراکز نظارتی و در انواع و درجات مختلف، عرضه میکند.

 برای اطلاعات بیشتر، با ما تماس بگیرید.

 

برگرفته از:

 

BITUMEN AND ASPHALT

INTRODUCTION OF BITUMEN AND ASPHALT​

 

https://www.petronaftco.com/bitumen-and-asphalt/#articles-related-to.