بخشی از مقاله
قير
قير جسمي است كه از هيدروكربنهاي مختلف تشكيل شده و اين هيدروكربنها داراي وزن ملكولي بالا مي باشند و داراي رنگي مشكي براق هستند قير در ساختمان بعلت غير قابل نفوذ بودن آن در مقابل آب مصرف مي شود و در راه سازي بعلت دارا بودن خاصيت چسبندگي كه دانه هاي سنگ را به هم ميچسباند و تشكيل آسفالت ميدهد و همچنين غير قابل نفوذ بودن آن در مقابل آب مورد مصرف قرار مي گيرد .
خواص قير :
بجز دو خاصيت كلي كه در بالا شرح داد شد ( چسبندگي و غير قابل نفوذ بودن ) قير داراي خواص ديگري نيز مي باشد، كه مصرف آنرا در ساختمان و راه سازي ممكن مي سازد .
1- قير جسمي است كه در اثر حرارت از سختي به سفتي و خميري و شلي و آبكي تغيير شكل مي دهد و در اثر پايين آوردن حرارت دوباره مراحل فوق را طي كرده و بحال اول بر ميگردد .
2- قير مانند فيلم نازكي دور دانه ها را گرفته و بدون پارگي يا ترك خوردگي آنها را بهم مي چسباند .
3- در مقابل نيروهاي وارده بخوبي مقاومت مي كند . در ساختمان نيروهاي فشاري و كششي را تحمل مينمايند و پاره نمي شوند و در راه سازي نيروهايي مانند كوبيدن ، مكيدن و خراشيدن را تحمل مي نمايند . اين نيروها كلاً از طرف چرخهاي اتومبيلها در هنگام حركت و تغيير سرعت و ترمز كردن به سطح آسفالت وارد مي شود .
4- قيردرمقابل عوامل جوي مانند سرما، گرما،يخ زدن وغيره مقاومت مينمايد.
5- قير در مقابل درجه حرارتهاي معمولي تغيير حالت نمي دهد .
6- در راه سازي ، آسفالت جاده ها در صورت احتياج به تعمير ، وصله پذير بوده وآسفالت نو وكهنه بخوبي بهم چسبيده وبصورت يكپارچه عمل ميكند
7- و بالاخره قير خواص فوق را براي مدت زيادي در خود نگه مي دارد .
انواع قير:
دو نوع قير در طبيعت موجود است قيرهاي معدني و قيرهاي پا لوده .
1- قيرهاي معدني :
قيرهاي معدني قيرهايي هستند كه بصورت آماده و آزاد و با ناخالصيهاي زياد در طبيعت يافت مي شوند علت بوجود آمدن قيرهاي معدني اينطور حدس زده ميشود كه در زمانهاي قديم بعضي از مخازن نفت خام در سطح زمين موجود بوده و در سا لهاي متمادي در اثر تابش آفتاب روغنهاي سبك آن متصاعد شده و قير كه سنگين ترين عنصر نفت خام ميباشد در معدن باقي مانده و اكنون مورد استفاده قرار ميگيرد . قديميترين معدن قير كه مورد شناسائي بشر قرار گرفته است نزديك بحر الميت در دره رود اردن مي باشد همچنين دورمعدن قير فعال كه بيشترين قير معدني مصرفي در امريكا و اروپا را تامين مينمايد قير برمودا و قير ترينيداد مي باشد. برمودا (BERMUDA ) مجمع الجزايري است كه از حدود 300 جزيره تشكيل شده و در جنوب شرقي كاروليناي شمالي در امريكاي شمالي واقع شده و قير آن از مردابي به وسعت چهار ميليون متر مربع به دست مي آيد قير اين معدن هنگام بيرون آمدن از چشمه روان بوده ولي وقتي كه در مقابل هوا قرار ميگيرد و گازهاي آن متصاعد مي شود سفت تر مي گردد .
ترينيداد(TRINIDAD )نيز در شمال مصب رود اور نيوكو در ونزوئلا در آمريكاي جنوبي واقع شده است كه اين محلي نيز داراي درياچة قير طبيعي است كه از دل يك كوه كه آتشفشان خاموش بوده بيرون مي آيد قير اين معدن نيز در اثر مجاورت با هوا و متصاعد شدن گازهاي آن سفت تر مي گردد به جز دو معدن فوق كه قير آن بسيار معروف مي باشد معادني نيز در كوبا و سوماترا موجود است كه از انها نيز بهره برداري مي گردد در ايران نيز قيرهاي معدني بسياري يافت مي شود مانند معادن قير بهبهان ، كرمانشاه و همچنين پيشكوه و پشتكوه لرستان و غيره ولي به علت انكه در ياران قير پالوده فراوان است و ارزانتر بدست مي آيد و همچنين مشخصات ان قابل كنترل است كمتربه قيرهاي معدني توجه شده است .
ماسه هاي قيري :
قيرهاي معدني به دو صورت در طبيعت يافت مي ود يكي بطور آزاد همانطور كه در بالا شرح داده شد و ديگري به صورت ماسه ها و يا سنگهاي قيري . چنين گمان مي رود كه در زمانهاي طولاني قير و يا نفت خام روي سنگهاي نفوذپذير قرار گرفته و به داخل آن نفوذ كرده و روغن هاي سبك آن در اثر تابش آفتاب متصاعد گرديده و قير آن در سنگ باقي مانده است و اكنون در دسترس ما مي باشد براي استفاده از ان سنگهاي قيري را خرد مي كنند و به اندازه دلخواه در مي آورند و در راه سازي از ان استفاده مي نمايند . بدين طريق كه قير آن را اندازه گرفته اگر زيادتر از اندازة دلخواه باشد ماسة قيري را كم كرده و آنگاه به آن ماسه بدون قير اضافه مي نمايند تا قي متعادل شود و اگر كمتر از ميزان مورد نياز باشد پس از گرم كردن به آن قير اضافه مي كنند به هر حال ماسة قيري را به كارخانه هاي آسفالت پزي برده و پس ا متعادل كردن قير آن در راه سازي مورد استفاده قرار مي دهند . براي اندازه گيري ميزان قير داخل ماسه آن را در ظرف هاي در بسته تحت فشار در آب حرارت مي دهند تا قير از ماسه جدا شده و ماسه ته نشين گرديده و قير روي آب باقي بماند آنگاه قيرها را جمع كرده وزن مي نمايند و ماسه هاي بدون قير را هم وزن مي نمايند و درصد قير داخل ماسه را تعيين مي كنند .
مشخصات عمومي قيرهاي معدني :
كلية قيرهاي معدني با توجه به محل معدنم آن داراي ناخالصي هاي مخصوص به خود مي باشند از جمله اجسام معدني و غيره مثلاً قير معدني ترينيداد داراي چهار درصد گوگرد مي باشد و قير معدني ساير معادن داراي حدود يك درصد خاكستر هستند در صورتي كه قيرهاي پالوده فاقد خاكستر و ساير مواد خارجي هستند بدين لحاظ قيرهاي معدني قبل از مصرف بايد پالايش شود در بعضي معادن علاوه بر اجسام معدني قيرها داراي مخلوطهاي ديگري از قبيل مواد آلي مخصوصاً ريشة گياهان مي باشند مانند قير ترينيداد كه داراي 40 % مواد معدني و 5 % مواد آلي مي باشد يا قير برمودا كه حدود 5 % از وزنش داراي مواد معدني است .
2- قيرهاي پالوده :
قيرهاي پالوده كه تقريباً قسمت عمدة مصرف قير دنيا را تأمين مي نمايد و سنگين ترين جسم موجود در نفت خام مي باشد و از پالودن نفت خام به دست مي آيد نفت خام را تقريباً تا 350 درجه حرارت مي دهند و در حرارتهاي مختلف به ترتيب بنزين ، نفت ، گازوئيل و مازوت و ساير روغن هاي به دست آمده و بالاخره در حرارت 350 درجه قير به دست مي آيد قير به دست امده را پس از تصفيه و اصلاح به مصرف مي رساند .
انواع قير طبق استانداردهاي ايران :
اگر فرض كنيم كه قير در نقاط ايران براي مصارف ايزولاسيون و راه سازي مورد استفاده قرار مي گيرد و همچنين اگر توجه داشته باشيم كه مملكت ما داراي آب و هواب گوناگون است به طوري كه تابستانها در نواحي جنوب مانند خوزستان درجه گرما به حدود 50 درجه سانتيگراد مي رسد و در زمستان در بعضي از نقاط شمال و يا غرب كشور ما سرما تا حدود 30 درجه زير صفر مي رسد روشن مي گردد كه مصرف يك نوع قير در نقاط مختلف مملكت ما درست نيست مثلاً قيري كه در درجه حرارتهاي پايين روان مي گرد قابل مصرف در استان خوزستان نيست و يا مثلاً قيري را كه خاصيت شكندگي آن در حرارت هاي 4 تا 5 درجه زير صفر ظاهر مي شود نمي تواند در استان همدان مورد مصرف قرار گيرد زيرا در سرماي آن استان در اولين زمستان خرد شده و خواص خود را از دست مي دهد . بدين لحاظ قيرهاي پالوده را با توجه به خواص آنها نامگذاري نموده و معمولاً آنها را با دو عدد مشخص مي نمايند مانند قيرهاي :
10-20 ، 20-30 ، 30-40 ، 40-50 ، 70-60 ، 15-95 ، 80 –100 ، 100-120 ، 150-130 ، 180-200 ، 220-250 ، 280-320 كه در ساختمان بيشتر قيرهاي 70 – 60 و 15-95 مصرف مي شود و به نام قير شل و قير سفت معروف مي باشد و بقيه قيرها در راه سازي و يا ساير صنايع مواد مصرف دارد .
هر كدام از اين قيرها داراي مشخصات ويژه اي مانند درجه اشتعال ، درجه نفوذ ، درجه نرمسي ، درجه چكيدن ، درجه شكستن و خاصيت انگمي و بالاخره درجه غلظت مخصوص به خود مي باشد يادآور مي گردد كه كليه اين خواص و آزمايشهاي مربوط به آن وسيله مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران استاندارد شده است كه ذيلاً دربارة بعضي از آنها توضيح مختصري داده خواهد شد .
1- درجه اشتغال قير :
درجه اشتغال قير درجه حرارتي است كه از آن گازي برخيزد كه در اثر مجاورت با شعله آن گاز مشتعل شود . اين آزمايش را به دو گونه انجام ميدهند . در ظرف روباز و يا در ظرف روبسته .
طبق استاندارد شماره 2954 مؤسسه استاندارد و تحقيقات ايران مقداري قير مورد آزمايش را در ظرف مخصوص آزمايش كه قبلاً تميز شده و هيچ گونه حلال و يا قيرهاي آزمايشات قبلي در آن موجود نباشد ريخته و به آهستگي آن را حرارت مي دهد بطوريكه درجه حرارت نمونه در هر دقيقه در حدود 16 درجه بالا برود و تا حدود 56 درجه پايين تر از نقطه اشتعالي كه انتظار آن را داريم كه قير مشتعل شود حرارت را بالا مي بريم در تمام مدت آزمايش بايد يك عدد دماسنج كه تا 400 درجه را نشان دهد درست در مركز ظرف مورد آزمايش و در حدود 4/6 ميليمتر ( اينچ ) از ته ظرف بالاتر و به طور عمودي درون قير قرار دهيم ، از اين درجه حرارت به بعد با افزايش هر دو درجه حرارت بايد شعله اي كه قبلا تنظيم كرديم و قطر آن نبايد از 8/4 ميليمتر ( اينچ ) تجاوز كند كه از روي نمونه عبور دهيم به طوريكه مدت عبور شعله از نمونه از يك ثانيه تجاوز نكند و فاصله شعله با سطح نمونه در حدود 3 ميليمتر باشد .
دمائي كه بخارهاي برخاسته شده از روي نمونه مشتعل شود درجه اشتعال قير مورد آزمايش مي باشد . اين آزمايش را چند بار تكرار مي كنيم و معدل درجه حرارتهاي بدست آمده را نقطه اشتعال قير مي ناميم .
اين آزمايش در ظروف در بسته انجام مي شود بدين طريق قير را در ظرف در بسته اي كه يك سوراخ كوچك در سطح فوقاني آن دارد ريخته و حرارت مي دهند گازهاي حاصل از حرارت دادن قير از سوراخ فوقاني ظرف خارج مي شود و هر وقت كه اين گاز با عبور دادن شعله مشتعل بشود نقطه اشتعال قير معلوم مي شود . آزمايش را چند بار تكرار كرده و معدل چند آزمايش را نقطه اشتعال قير مورد آزمايش مي نامند .
2- آزمايش درجه نفوذ
درجه نفوذ قير رواني قير و حالات مختلف آن را كه عبارت است از : سختي – خميري – شلي و رواني قير است به ما نشان مي دهد . اين آزمايش طبق استاندارد شماره 2950 مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران استانداد شده است .
درجه نفوذ قيرهاي جامد و نيمه جامد وسيلة سوزني كه با مشخصات معين درجه حرارت معين و در زمان معين در قير مورد آزمايش فرو مي رود بر حسب دهم ميليمتر بيان مي گردد . مجموع سوزن و متعلقات آن 100 گرم و مدت آزمايش 5 ثانيه و دماي محيط آزمايشگاه بايد 25 درجه باشد . روش كار بدين طريق است كه نمونه مورد آزمايش را به مدت 30 دقيقه گرم مي كنند و در حين گرم كردن مرتب آن را هم مي زنند تا حدي كه قير روان شود و در آن حباب هوا باقي نباشد . ارتفاع ظرفي كه در آن آزمايش مي كنيم بايد حداقل 10 ميليمتر از از ارتفاع سوزن بيشتر باشد براي اينكه گرماي يكنواخت به ظرف آزمايش برسد براي گرمكردن قير آن را درون ظرف ديگري كه پر از آب بوده و روي شعله قرار دارد مي گذاريم و از حرارت دادن مستقيم ظرف خودداري مي كنيم پس از آنكه قير گرم شد آن را به مدت معين ( حدود 2 ساعت ) در محيط آزمايشگاه قرار داده تا حرارت آن به 25 درجه برسد آنگاه سوزن دستگاه را به آرامي درست در مركز ظرف محتوي قير قرار مي دهد به طوري كه سوزن به هيچ وجه با جداره ظرف تماس نداشته باشد و پس از 5 ثانيه طول سوزن را كه در قير فرو رفته است اندازه گرفته و هر يك دهم ميليمتر را يك درجه نفوذ مي ناميم .
