قیر ماده‌ای است سیاه رنگ و خمیری شکل که در عایقکاری رطوبت و ساخت آسفالت کاربرد دارد. قیر انواع گوناگونی دارد که هر یک از انواع آن، دارای کاربرد خاصی است. قیر از مشتقات نفت است و اغلب در پالایشگاه نفت تولید می‌شود. بدون شك واژه قیر نزد توده مردم واژه ای آشنا است ؛ اما شاید این ماده به آن اندازه كه در عرف عامیانه ماده ای شناخته شده و مشخص است برای متخصصین فن معروف و مشخص نباشد . در برداشت عامیانه”قیر ماده ای سیاه ، بدبو و گاهی ناخوشایند است و كه خاصیت مشخص دارد : چسبندگی و آب بندی ، منشأ آن از نفت می باشد و در تهیه آسفالت یا قیرگونی بام بكار می رود ” و البته این نگاهی از دور به قیر است كه تنها مشخصات ظاهری آن را در بردارد.
آغاز صنعت مدرن قیر را می توان به سال 1712 میلادی نسبت داد كه سنگ های قیر طبیعی در فرانسه كشف شدند . در آن هنگام مواد قیری را به صورت كلوخه روی سطح جاده های محلی پخش می كردند ؛ این تكنیك كاملاً مؤفقیت آمیز بود و در مدت كوتاهی پیشرفت هایی در كار به صورت پودر كردن و گرم كردن مواد قبل از استفاده ، حاصل شد . با پیشرفت علم و تكنولوژی ، قیر كاربردهای بسیار متنوع و گسترده ای در صنایع گوناگون و جهت مصارف مختلف منجمله راهسازی ، پوشش ، كف ، بام لوله های زیرزمینی محافظ فلزات ، آب بندی مخازن ، كانالها، پل ها ، تثبیت شن های روان ، رنگ آمیزی وپیدا نموده است.

تاریخچه قیر

سومریها، آشوریها و بسیاری تمدنهای پیشین از قیر به طور وسیعی استفاده می كردند. این ماده به عنوان عایق رطوبتی و نیز ماده محافظ برای چوب در كشتی سازیهای باستان و همچنین در مومیایی كردن اجساد، مجسمه سازی و تزئینات استفاده می شد. از قیر به صورت ماستیك (تركیب قیر و آجر پخته) در ساختمان معابد، پایه پلها، سطح خیابانها استفاده میشد.
صنعت مدرن تولید قیر در سال 1712 میلادی با كشف سنگهای قیر طبیعی در فرانسه آغاز گردید. در آن هنگام مواد قیری را به طور ساده ای به صورت كلوخه روی سطح جاده های محلی پخش می كردند و می گذاشتند كه در اثر عبور و مرور گاریها و درشكه ها به تدریج خرد و به سطح جاده كوبیده شوند. به مرور زمان با پودر كردن و گرم كردن مواد قبل از استفاده این تكنیك پیشرفت كرد. پس از آن با استفاده از استوانه های آهنی داغ پس از كوبیدن قیر آن را مسطح و متراكم می نمودند. استفاده از این ماده در خیابانهای اكثر شهرهای اروپا رواج یافت.
امروزه با پیشرفت تكنولوژی كاربردهای قیر بسیار متنوع و گسترده شده است. كاربردهای مختلفی از جمله راهسازی، تولید پوششهای رطوبتی، محافظت فلزات، آب بندی مخازن و كانالها و پلها تثبیت شنهای روان و… را می توان نام برد.

استفاده های جدید از قیر

روغنهای قیر طبیعی در حرارت پایین و در مدت زمانی زیاد توسط تبخیر، جدا شده اند و به همین دلیل پایداری قیرهای طبیعی در رویه های سیاه آسفالت جاده و اندودهای آب بندی از قیرهای نفتی بیشتر است.
قیر نفتی از پالایش نفت خام در حرارت زیاد و زمان كوتاه تولید می شود. Asphalt Cement در گرمای زیاد مایع بوده و با كم شدن گرما، لزج، خمیری، سفت و سخت می شود. حرارت دادن بیش از حد به قیر باعث تبخیر بیش از اندازه روغنهای معدنی آن و چسبندگی قیر را كاهش می دهد.
قیر موم دار برای ساختن رویة سیاه مناسب نیست زیرا موم خاصیت كشسانی قیر را كم می كند و باعث می شود رویه سیاه حالت فنری خود را از دست داده و شكننده شود. رویه سیاه در سرما جمع شده و در آن تنش كششی پیدا می شود. وقتی این تنش از حد تحمل رویه آسفالتی یخ زده زیادتر شود رویه می تركد. هر چه پارافین قیر نفتی كمتر باشد به قیر معدنی نزدیكتر است و برای ساختن رویه مناسبتر است. تنها پارافینهای بلوری را می توان از قیر جدا نمود و بخش غیر بلوری به حالت كلوئیدی باقی می ماند. به غیر از پارافین آسفالتین، اكسیژن و روغنهای معدنی هم در كیفیت قیر تأثیر دارند. هر چه نفت خام سنگین تر باشد مواد آسفالتین بیشتری از آن استحصال می شود. اصولاً نفت خام سبك به دلیل تولید مواد میان تقطیر زیاد جهت تولید قیر استفاده كمتری می شوند اگر چه تولید قیر بر پارامترهای مختلف دیگری نیز ارتباط دارد كه عموماً مسایل دانش و تكنولوژی پالایش و مسایل اقتصادی را نیز شامل می شوند.

کاربرد قیر

قیر معمولاً در دو حوزه راه سازی و عایق کاری به کار می رود. حدودا 80 درصد از قیر تولیدی، در حوزه راهسازی مورد استفاده قرار می گیرد و مصارف عایق کاری، تنها 20 درصد از مصرف قیر را به خود اختصاص می دهد.
عایق کاری: از قیر معمولاً برای عایق بندی بام ها و کف حمام ها استفاده می شود. معمولاً به منظور تثبیت قیر، آن را همراه با گونی مورد استفاده قرار می دهند که به آن قیرگونی گفته می شود. الیاف گونی نقش مسلح کننده قیر را دارند و قیر را در محل خود تثبیت می کنند. هم چنین محصولاتی مانند مقوای قیری یا نمد قیری که با نام های تجاری نظیر ایزوگام و… ارائه می شوند نیز کاریردی مشابه قیرگونی دارند. به منظور جلوگیری از نفوذ رطوبت زمین به کف ساختمان، از بلوکاژ یا ماکادم استفاده می شود.

آزمایشهای کنترل کیفیت

آزمایش های زیر خصوصیات قیر طبیعی را تعیین می کند:

– اندازه گیری نقطه نرمی (Softening Point)
– اندازه گیری درجه نفوذ (Penetration)
– اندازه گیری میزان کشش (Ductility)
– اندازه گیری نقطه شکست (Fraass Breaking Point)
– بررسی اثر حرارت و هوا روی قیر (Thin Film Over Test)
– اندازه گیری گرانروی (Viscosity)
– اندازه گیری وزن مخصوص (Specific Gravity)
– اندازه گیری حلالیت یا درجه خلوص قی (Solubility)
– اندازه گیری نقطه اشتعال (Flash Point)
– اندازه گیری استقامت مخلوطهای آسفالتی به روش مارشال (Marshall)
– آنالیز غربالی مصالح معدنی (Sieve Analysis)
– استخراج و آزمایش قیر در مخلوطهای آسفالتی (Extraction)