خصوصیات فیزیکی و ترکیب‌بندی شیمیایی قیر

خصوصیات فیزیکی و ترکیب‌بندی شیمیایی قیر

مراحل تولید قیر که قبلاً در مورد آن بحث شده است شامل برداشت ترکیبات سبک و باقی گذاشتن ترکیبات با نوسانات کم‌تر و وزن مولکولی نسبتاً زیاد است. محصول باقی‌مانده، در دمای اتاق به حالت‌جامد و نیمه جامد بوده و با افزایش دما نرم‌تر می‌شود. قیر معمولاً در دماهای بالاتر از 140 درجه سانتی گراد به حالت مایع درآمده که این امر باعث سهولت در مدیریت جابجایی و انتقال آن می‌شود.

برخی از عملکردهای مربوط به خصوصیات فیزیکی قیر توسط قواعد ملی و بین‌المللی مشخص‌شده است. این در حالی است که خصوصیات دیگری مانند وزن مخصوص و یا فشار بخار نتیجه ای است از نوع فرآیند تولیدی که برای کسب عملکرد ویژه استفاده‌شده است. برخی از خصوصیات فیزیکی معمول قیر در جدول شماره 1 نشان داده‌شده است. آنالیز عناصر معمول موجود در قیر نیز در جدول شماره 2 ارائه‌شده است. قیر عمدتاً شامل هیدروکربن‌های حلقوی (آروماتیک و یا نفتنیک) بوده و به مقدار کم‌تر حاوی ترکیبات اشباع است که معمولاً واکنش‌پذیری شیمیایی کمی دارند.

جدول 1    خصوصیات فیزیکی معمول قیر

جدول 2    آنالیز عنصری قیر از منابع مختلف

خصوصیات فیزیکی

قیرها در دمای محیطی یک ماده جامد و نیمه جامد ترموپلاستیک است که با افزایش دما نرم‌تر و با کاهش آن سفت‌تر می‌شوند. به این دلیل است که قیر باید برای سهولت در جابجایی و استفاده در مراحل نهایی موردنظر گرم شده و به حالت مایع درآیند.

قیرها همچنین یک ماده ویسکوالاستیک می‌باشند. به‌طور مثال آن‌ها در زمان بارگذاری کوتاه‌مدت رفتار جامد الاستیک و در زمان بارگذاری طولانی‌مدت رفتار مایع ویسکوز را از خود نشان می‌دهند. مولکول‌های قطبی موجود در قیر این امکان را به آن می‌دهند که به ذرات دیگر نزدیک شده و باعث ایجاد خاصیت چسبندگی و ضد آب بودن در آن می‌شود.

قیر یک فرآورده مهندسی است که بجای آنکه مبتنی بر ترکیب‌بندی شیمیایی باشد بر روی خصوصیات فیزیکی تعریف‌شده‌ای تمرکز کرده است. خصوصیات مواد تولیدشده در پالایشگاه می‌تواند طبق روش‌های اصلاحی ارائه‌شده در مطالب گذشته اصلاح شود.

قیرها در درجات و گریدهای مختلفی در دسترس می‌باشند. خصوصیات آن‌ها برای پاسخگویی به نیازهای صنایع مصرفی طراحی‌شده است و مبتنی بر یک سری آزمون‌های فیزیکی است که ویژگی‌های نرمی، انحلال‌پذیری، ویسکوالاستیسیته و دوام قیر را تعریف می‌کنند. این خصوصیات فیزیکی برای داشتن عملکرد بهینه تحت شرایط دمایی بالا و پایین طراحی‌شده‌اند.

 حساسیت دمایی

به‌منظور داشتن عملکرد مطلوب در یک گستره وسیعی از دمای محیط، مطلوب آن است که حساسیت دمایی قیر کاهش یابد. روش‌هایی برای تبیین تغییرات در خصوصیات با تغییرات دمایی در قیرها وجود دارد که مربوط به تغییر ویژگی‌های فیزیکی مانند نرمی و نفوذپذیری قیر با تغییر در دما است. یکی از این روش‌ها که در اروپا مورداستفاده قرار می‌گیرد شاخص نفوذ (PI) است.

اکسیداسیون رابطه نقطه نرمی و نفوذپذیری قیر را اصلاح و حساسیت دمایی مواد را کاهش می‌دهد و درنتیجه منجر به کاهش سامانمند شاخص نفوذ ماده اکسیدشده می‌شود؛ بنابراین PI به‌عنوان یک شاخص مناسب جهت تعیین سطح و مقدار اکسیداسیون در نظر گرفته می‌شود. از روش‌های دیگری نیز می‌توان برای تعیین حساسیت دمایی قیر استفاده کرد.  

برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

ترکیب‌بندی و ویژگی های شیمایی قیر