قیر

قیر

بیتومن چیست ؟

هرگونه مخلوط قابل اشتغال هیدروکربن  ها ومواد دیگر،که به طور طبیعی یا ازطریق تقطیر زغال سنگ و یا نفت حاصل می شوند.
معمولاً  ترکیب اصلی آسفالت وقیر است  که برای پوشش دادن سطوح  وجاده ها مورد استفاده قرارمی گیرد.
آسفالت یا بیتومن مایع چسبناک سیاه شبه جامدی است که دراغلب انواع نفت خام  یا برخی مواد  معدنی طبیعی یافت می شود ماده ای  تیره رنگ است که به طورطبیعی (معدنی ) تا حدود قرن  بیستم مورد استفاده  قرار می گرفت.
ابتدایی ترین استفاده آن  در تهیه آسفالت  به عنوان  ماده اصلی چسباننده   واترها  ومخلوط کننده اجزای بوجود  آورنده  آسفالت  است.
استفاده  دیگر آن در ضدآب کردن  وعایق  کاری سطوح  و سقف ها است.
واژه آسفالت وبیتومن اغلب به جای  یکدیگر به  کار  گرفته  می شوند که به معنای هم قیر طبیعی و یا فرآوری شده است. در انگلیسی  آمریکایی، آسفالت  ماده ای به دقت  فرآورده  شده از  نفت  خام  مشخص است. درخارج از آمریکا این ماده بیتومن  نامیده می شود.
آسفالت طبیعی که بعضی اوقات به عنوان بیتومن خام  شناخته می شود از نظر چسبناکی ماده ای است شبیه به ملاس (شیره) سرد شده ، در  حالیکه ماده استحصال شده از تقطیر  نفت  خام  (با نقطه  جوش 525 درجه سانتیگراد) قیر پالایش  شده   نامیده می شود.

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.

تعریف
قیر جسمی هیدروکربنی است به رنگ سیاه تا قهوه‌ای تیره که در سولفید کربن و تتراکلرید کربن کاملاً حل می‌شود. قیر در دمای محیط، جامد است. اما با افزایش دما، به حالت خمیری درمی‌آید و پس از آن مایع می‌شود. کاربرد مهم قیر به علت وجود دو خاصیت مهم این ماده است؛ غیرقابل نفوذ بودن در برابر آب و چسپنده بودن.

انواع قیر
قیر استخراج شده از نفت یا سنگ‌های معدنی مخصوص، قیر خالص نام دارد که با توجه به منشاء تشکیل، طبقه‌بندی می‌شود. قیرهای خالص همچنین برای اینکه خواص مورد نظر برای کاربردهای مختلف را پیدا کنند، تحت فرآیندهای دیگر قرار می‌گیرند و انواع مختلف قیر را (ازجمله قیر دمیده، قیر محلول، قیر امولسیون، قیر پلیمری و...) را تشکیل می‌دهند.

قیر نفتی و قیر طبیعی
قیر معمولاً از تقطیر نفت خام به دست می‌آید. چنین قیری قیر نفتی یا قیر تقطیری نامیده می‌شود. 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 می‌شوند. این فرآیند در فشاری نزدیک به یک اتمسفر (واحد) انجام می‌شود. در مرحله دوم نیز ترکیبات سنگین مانند گازوئیل و نفت سفید خارج می‌شوند. این فرآیند در فشاری نزدیک به خلاء صورت می‌پذیرد. در نهایت مخلوطی از ذرات جامد بسیار ریز به نام آسفالتن باقی می‌ماند که در ماده سیال گریس‌مانندی به نام مالتن غوطه‌ور است.
اما برخی از انواع قیر در طبیعت و در اثر تبدیل تدریجی نفت خام و تبخیر مواد فرار آن در اثر گذشت سال‌های بسیار زیاد به دست می‌آید. چنین قیری، قیر طبیعی نامیده می‌شود و دوام آن بیشتر از قیرهای نفتی است. چنین قیری ممکن است به‌صورت خالص در طبیعت وجود داشته باشد (قیر دریاچه‌ای) 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 می‌شود.

قیر دمیده

قیر کاه ذرت که از آتش‌کافت در اجاق مایکروویو به دست آمده. قیر دمیده از دمیدن هوای داغ به قیر خالص در مرحله آخر عمل تصفیه به دست می‌آید. در این فرآیند، هوای داغ با دمای ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد توسط لوله‌های سوراخ‌دار به محفظه حاوی قیر دمیده می‌شود. در اثر انجام این فرآیند، اتم‌های هیدروژن موجود در مولکول‌های هیدروکربورهای قیر، با اکسیژن هوا ترکیب می‌شود و با تشکیل آب، عمل بسپارش اتفاق می‌افتد. قیر دمیده نسبت به قیر خالص دارای درجه نفوذ کمتری است، درجه نرمی بیشتری دارد و حساسیت کم تری نسبت به تغییرات دما دارد. این نوع قیر بیشتر در ساختن ورق‌های پوشش بام، باتری اتومبیل و اندودکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. علامت اختصاری قیر دمیده R می‌باشد. مثلا قیر۸۰/۲۵ R به معنای قیر دمیده با درجه نرمی ۸۰ و درجه نفوذ ۲۵ می‌باشد.

قیر مخلوط یا محلول
قیر مخلوط به مخلوطی از قیر و یک حلال مناسب (مثلاً نفت سفید یا بنزین) گفته می‌شود. این قیر در درجه‌حرارت محیط مایع است و یا با حرارت کمی به مایع تبدیل می‌شود. قیر مخلوط در انواع آسفالت‌های پوششی و ماکادامی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سرعت گیرش یا سفت شدن این نوع قیر بستگی به نوع محلول دارد. به‌طور مثال به دلیل سرعت بالای تبخیر بنزین، قیر حل شده در بنزین سریع‌تر سفت می‌شود. این قیر، اصطلاحا قیر تندگیر (RC) نامیده می‌شود. همچنین قیرهایی که در نفت حل شده‌اند، قیر کندگیر (MC) نامیده می‌شوند و به قیرهایی که در نفت گاز یا نفت کوره حل شوند، نفت دیرگیر (SC) گفته می‌شود. قیرهای محلول بر اساس درجه گرانروی‌شان درجه‌بندی می‌شوند.

قیر امولسیون
قیر امولسیون با مخلوط کردن قیر و آب و یک ماده امولسیون‌ساز به‌دست می‌آید. مقدار ماده امولسیون ساز بسیار کم و در حدود ۰٫۳ تا ۰٫۵ درصد وزن قیر می‌باشد. مقدار آب مصرفی این نوع قیر در حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد وزن قیر می‌باشد. ماده امولسیون‌ساز معمولاً یک نمک قلیایی اسیدهای آلی یا نمک آمونیم است که باعث باردار شدن ذرات قیر می‌شود. به این ترتیب ذرات قیر در اثر بار القایی یکدیگر را دفع می‌کنند و به‌صورت کره‌هایی با قطر یک‌صدم تا یک‌هزارم میلی‌متر در آب شناور می‌شوند. استفاده از این نوع قیر، باعث کاهش آلایندگی محیط زیست می‌شود و چون از نفت یا حلال‌های قابل اشتعال استفاده نمی‌شود، خطر اشتعال در حین حمل و نقل قیر کاهش می‌یابد. از قیر امولسیونی برای آسفالت سرد در محیط‌های مرطوب یا برای عایق کاری استفاده می‌شود که در این صورت باید دوباره به آن آب اضافه کرد و محتوای آن را به حدود ۶۵ درصد رساند.

کاربرد
قیر معمولاً در دو حوزه راه‌سازی و عایق‌کاری به کار می‌رود. حدودا ۹۰ درصد از قیر تولیدی، در حوزه راهسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد و مصارف عایق‌کاری، تنها ۱۰ درصد از مصرف قیر را به خود اختصاص می‌دهد.
عایق کاری: از قیر معمولاً برای عایق بندی بام‌ها و کف حمام‌ها استفاده می‌شود. معمولاً به منظور تثبیت قیر، آن را همراه با گونی مورد استفاده قرار می‌دهند که به آن قیرگونی گفته می‌شود. الیاف گونی نقش مسلح کننده قیر را دارند و قیر را در محل خود تثبیت می‌کنند. هم چنین محصولاتی مانند مقوای قیری یا نمد قیری که با نام‌های تجاری نظیر ایزوگام و... ارائه می‌شوند نیز کاریردی مشابه قیرگونی دارند. به منظور جلوگیری از نفوذ رطوبت زمین به کف ساختمان، از بلوکاژ یا ماکادم استفاده می‌شود.

مشخات قیر
۱-درجه نفوذ: آزمایش درجه نفوذ برای تعیین سختی قیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این آزمایش از یک سوزن استاندارد تحت اثر بار ۱۰۰ گرمی در مدت ۵ ثانیه به داخل قیر در دمای ۲۵ درجه نفوذ می‌کند. مقدار نفوذ برحسب دهم میلی متر درجه نفوذ نامیده می‌شود. هر چه درجه نفوذ کم تر باشد قیر سخت تر است.

۲-گرانروی: هر چه کند روانی قیر بیش تر باشد خواص جامد بیش تری از خود نشان می‌دهد. واضح است در دماهای بالاتر کند روانی کم تر است. این مشخصه قیر با دستگاه سی بولت فیورل و یا به روش کینماتیکی اندازه گیری می‌شود.

۳-درجه اشتعال: درجه اشتعال دمایی است که اگر قیر به آن دما برسد، گازهای متصاعد از آن با نزدیک شدن شعله، مشتعل می‌شوند و در سطح آن شعله به وجود می‌آید. حداکثر دمایی که می‌توان قیر را در کارگاه گرم کرد به درجه اشتعال محدود می‌باشد.

۴-افت وزنی: افت وزنی قیر در دمای بالا، در اثر تبخیر قسمتی از روغن‌ها و ترکیبات نفتی آن می‌باشد. این مشخصه نیز از خواص مهم قیر است. افت وزنی قیر در اُوِن در دمای ۱۶۳ درجه سانتی گراد و در مدت ۵ ساعت (شرایط تقریبی پخت آسفالت) اندازه گیری می‌شود.

۵-شکل پذیری یا انگمی: اگر نمونه‌ای از قیر با سطح مقطع ۱ سانتی متر مربع را با سرعت ۵ سانتی متر/دقیقه بکشیم، مقدار افزایش طول نمونه را قبل از پاره شدن خاصیت انکمی قیر گویند.

۶-درجه خلوص: می‌دانیم حلال قیر تترا کلرور کربن و سولفور کربن است. بنابراین اگر نمونه‌ای از قیر را در هر یک از این مواد حل کنیم، ناخالصی‌های آن باقی می‌ماند و از آن جا درجهٔ خلوص قیر را می‌توانیم تعیین کنیم. درجه خلوص عبارت است از: (وزن نمونه قیر) ÷ [(وزن ناخالصی) - (وزن قیر)]

۷-درجه نرمی: درجه نرمی دمایی است که با رسیدن قیر به آن دما، قیر از حالت جامد به حالت روان در می‌آید. هرچه درجه نرمی قیر بیش تر باشد، حساسیت کم تری نسبت به تغیرات دما دارد. درجه نرمی قیرهای معمولی حدود ۶۰ تا ۷۰ می‌باشد.

وکیوم باتوم

قیر VB اصلاح شده :

قیر VB اصلاح شده:

قیر ماده ای است که از تقطیر دو گانه نفت خام سنگین در فشار معمولی و تحت خلا بدست می آید. در صورت سبک بودن نفت خام اولیه، پسماند ستون تقطیر در خلا VB یا وکیوم باتوم نامیده می شود که دارای درجه نفوذ بسیار بالایی می باشد. اما این ماده دارای قوام لازم و کافی جهت استفاده بعنوان یک ماده قیری در کاربردهای مختلف نمی باشد که علت این امر درصد وجود درصد بالای مواد سبک و درصد پایین مواد اسفالتنی است. از  این رو در تقطیر مجدد توسط تجهیزات و ستون های تقطیر جداگانه و یا از طریق فرایند هوادهی، این پسمانده به قیر تبدیل می شود.

کاربرد وکیوم باتوم چیست ؟

وکیوم باتوم چیست؟

وکیوم باتوم ماده اولیه تولید قیر و نفت کوره است و 70 درصد ماده اولیه نفت کوره نیز VB است، همچنین بالای 90 درصد تولید نفت کوره کشور در نیروگاه‌ها استفاده می‌شود.

وضعیت فعلی قیر و وکیوم‌ باتوم در بازار به چه شکل است؟

پس از 6 ماه که بازار قیر آرام بود یک دفعه حدود 25 تا 30 هزار تومان قیمت VB (خوراک تولید قیر) را بالا بردند. این نکته نیز مهم است که ما 83 درصد قیمت فروش قیر را به شرکت نفت، 4 تا 5 درصد نیز برای تولید و حدود یک درصد قیمت فروش را برای آلایندگی به محیط زیست می دهیم، بنابر این 90 درصد قیمت به آنها بر می‌گردد و 10 درصد برای تولید کننده باقی می‌ماند. از این 10 درصد، هزینه‌های تولید، مالیات و اداره شرکت را باید تأمین کرد. بر این اساس وقتی قیمت VB که از پالایش و پخش خریداری می‌شود افزایش یابد، قیمت قیر نیز باید افزایش پیدا کند. به همین دلیل قیمت قیر را به کیلویی 385 هزار تومان افزایش دادیم،اگر این 385 هزار تومان را در 83 درصدی که به شرکت نفت بر‌می‌گردانیم ضرب کنیم، قیمت 319 هزار تومان پالایش و پخش برای وکیوم‌باتوم بدست می‌آید.

آیا از پخش و پالایش علاوه بر VB قیر نیز می‌خرید؟

تاجیک: خیر. پالایش و پخش وقتی به ما VB می‌دهد ما آن را تبدیل به قیر می‌کنیم و تنها وکیوم باتوم می‌خریم، معتقدیم که یکی از بهترین قیرهای دنیا را تولید می‌کنیم.

‌میزان افزایش قیمت وکیوم باتوم چقدر است؟

تاجیک: باید سود ناخالصی که بدست می‌آوریم 17 درصد هزینه تمام شده باشد.پس وقتی VB را به قیمت 319 تومان از پالایش و پخش می‌خریم، اگر هزینه‌های شرکت که همان 17 درصد است را اضافه کنیم رقم 385 هزار تومان بدست می‌آید، بنابراین این میزان افزایش درست است. پالایش و پخش این افزایش را قبول ندارد. در جلسه‌ای قرار شد که ما 10 تومان قیمت را کاهش دهیم و آنها نیز در مقابل به همین میزان قیمت فروش خود را کاهش دهند، ولی این کار را نکردند، بنابراین ما نیز نپذیرفتیم.

فروش قیر صادراتی شما چه میزان افزایش یافت؟

قیمت‌های صادراتی نیز 5 دلار افزایش یافت زیرا امروز دلار به 1060 تومان رسید،قیر داخلی نباید گران‌تر از محصول خارجی باشد.

آیا پالایش و پخش موافق بود که 17 درصد افزایش دهد؟

تاجیک: پالایش و پخش موافق افزایش 17 درصدی به 319 تومان بود که اگر 319 تومان را در 17 درصد ضرب کنیم حدود 375 تومان به دست می‌آید، ولی بر اساس قانون حمایت از مصرف کننده و تولید کننده وقتی برای تولید کننده سود در نظر گرفته می‌شود باید این 17 درصد به هزینه تمام شده اضافه کرد، براساس این فرمول قیمت وکیوم باتوم 385 تومان می‌شود نه 375 تومان.

قیمت تمام شده وکیوم باتوم چقدر است؟

قیمت تمام شده به اضافه هزینه تولید 385 تومان می‌شود. قیمت تمام شده شامل ماده اولیه، یک درصد آلاینده محیط زیست 45 درصد هزینه آب و برق و بخار 5 تا 4.5 درصد هزینه تولید (نیروی انسانی، شرکت، هزینه فروش و بنگاه‌داری) است.

رقم قیمت تمام شده براساس فرمولی که گفتید چقدر می‌شود؟

قیمت تمام شده حدود 380 تومان می شود که 385 هزار تومان می‌فروشیم و این 5 تومان نیز برای سود است.

چرا پالایش پخش با این افزایش مخالف است؟

تاجیک: پالایش و پخش به قیمت فروش ما کاری ندارد می‌گوید، قیمت خوراک قیر یا همان وکیوم باتوم به 319 تومان افزایش یافته است. ما هم می‌گوییم اگر شما افزایش داده‌اید ما نیز به 385 تومان افزایش می‌دهیم. در این وضعیت بورس کالا قیمت 385 تومان را پذیرفت ولی خواستند که قیمت را کاهش دهیم و معادل آن نیز پالایش پخش از قیمت ماده اولیه قیر(وکیوم باتوم) کم ‌کند ولی آنها حاضر نشدند این کاهش قیمت را اعمال کنند ما نیز کاهش ندادیم. به مشتریان نیز اعلام کردیم که هر زمان که پالایش و پخش قیمت را کاهش دهد ما از قیمت فروش کم می‌کنیم.

بر اساس گفته‌های شما پیشنهاد پالایش و پخش 375 تومان است، درست است؟

تاجیک: در جلسه‌ای که با هم داشتیم آنها معتقد بودند که 375 هزار تومان قیمت خوبی است ولی ما گفتیم که خوب نیست. بر این اساس، اگر پالایش و پخش قیمت خوراک(وکیوم باتوم) را 309 یا 310 تومان می‌فروخت، ما نیز در مقابل به خریداران بورس کالا کیلویی 375 هزار تومان می فروختیم. که هنوز این مشکل حل نشده است. با توجه به پیگیری‌هایی که انجام شد قرار است هیئت مدیره پالایش در این هفته جلسه‌ای برای حل این مسئله بر گزار کند و احتمالاً مشکلات بر طرف و مجدداً وکیوم باتوم این سه پالایشگاه شیراز، آبادان و بندر عباس عرضه می‌شود. تداوم اختلاف نظرها بر سر قیمت وکیوم باتوم و توقف عرضه در بورس کالا

خبرگزاری فارس: مدیر بازرگانی شرکت نفت جی مشکل توقف عرضه وکیوم باتوم سه پالایشگاه بندرعباس، شیراز و آبادان را تشریح کرد. قیر و وکیوم باتوم-ماده اولیه قیر- دو محصولی است که در بخش پتروشیمی بورس کالا عرضه می شود،اما حدود یک هفته است که عرضه قیر و وکیوم باتوم سه پالایشگاه شیراز، آبادان و بندر عباس در بورس کالا متوقف شده و دلیل این مسئله اختلاف شرکت پالایش و پخش و دو شرکت نفت جی و پاسارگاد در افزایش قیمت خرید VB (ماده اولیه تولید قیر) از شرکت پخش و پالایش توسط این دو شرکت است. بر اساس اطلاعات موجود، قیمت ماده اولیه قیر (VB) تابع قیمت نفت کوره و نفت سفید است و اگر بیش از یک ماه قیمت آنها رشد کند، قیمت VB بر مبنای قیمت‌های جهانی افزایش خواهد یافت

قیرهای امولسیونی و محلول (MC)

قیرهای امولسیونی و محلول (MC):

استراتژی جهانی در زمینه حفظ و حراست از محیط زیست و ملاحظات فنی و اقتصادی سبب گردیده تا موضوع جایگزینی قیرهای امولسیونی بجای قیرهای محلول ( نظیر MC250 ) در اولویت کاری کشورها قرار گیرد. از طرفی سطح رویه راهها و معابر اصلی و فرعی درکشور در وضعیت نامناسبی  می باشند. مسئولین هرساله  با صرف هزینه های سنگین درتلاش برای بهبود وضعیت موجود می باشند. لاکن از تکنولوژی های جدید برای بهبود اوضاع به درستی استفاده نمی شود. سالیان متمادی کشورهای توسعه یافته با استفاده از تکنولوژی برتر و مدرن وضعیت آسفالت های موجود را بهتر نموده و از اتلاف سرمایه های ملی خود جلوگیری نموده اند. درکشور ما استفاده از این تکنولوژی می تواند ضمن صرفه جویی ارزی قابل توجهی که به همراه خواهد داشت، در مقایسه با محصول مشابهی که در حال حاضر درکشور تولید می شود (قیرمحلول یا Mc250 )مزایا و قابلیتهای فراوانی در اختیار استفاده کنندگان قراردهد.

در واقع تولید این مواد حمایتی است جدی برای حفظ سرمایه های ملی و محیط زیست در ایران و از آنجا که بالغ بر سی درصد مواد تشکیل دهنده قیرهای محلول ( که سالیان متمادی است درکشور تولید و مصرف میگردد ) از حلال های نفتی ازقبیل بنزین، نفت سفید و گازوئیل تشکیل شده است، این مواد هنگام استفاده در عملیات ساختمانی و راهسازی تبخیر شده و بخشی از آن نیز در زمین نفوذ می نماید، که علاوه بر آلودگی هوا، زمین و آب های سطحی باعث بروز ناهنجاری های زیست محیطی می گردد. باید به این نکته توجه داشت که حلال های مورد استفاده در اینگونه از قیرها صرفا به جهت افزایش کارایی قیر مورد استفاده قرار میگیرد و هیچگونه اثری در افزایش چسبندگی قیر ندارد. این در حالیست که قیمت هرتن حلال در بازارهای جهانی بالغ بر یکهزار دلار می باشد. که مصرف آن در تولید قیر های محلول نتنها در افزایش کیفیت چسبندگی قیر تاثیر ندارد، بلکه ضمن آلودگی محیط زیست، سبب می گردد بخش قابل توجهی از سرمایه های ملی کشور بی جهت به هدر رود.

 اگر توجه شود مصرف سالیان قیرهای محلول در کشور قریب پانصد هزار تن در سال می باشد، که بالغ بر یک صد و پنجاه هزار تن از آنرا حلال های نفتی تشکیل می دهند، می توان پی برد با جایگزین نمودن این محصول با انواع قیرهای امولسیونی ( که درتولید آنها از آب بجای حلال های نفتی استفاده می شود) می توان علاوه بر حذف مشکلات زیست محیطی یکصد و پنجاه هزار تن حلال موجود در قیرهای محلول از طریق تبخیردر هوا (ونشت در زمین) ایجاد می نمایند، جلوگیری نمود می توان با حذف اینگونه حلال ها سالیان بالغ بر یکصد و پنجاه میلیون دلار صرفه جویی ارزی ایجاد نمود. متاسفانه در حال حاضر علیرغم توصیه های موکد وزارت راه و شهر سازی وخصوصا معاونت راههای روستایی این وزارت خانه، به دلیل کمبود اطلاعات مصرف کنندگان (پیمانکاران) استفاده قابل توجهی ازاین محصول جدید در کشور نمی گردد. این در حالیست که قیمت انواع قیرهای امولسیونی به مراتب کمتر از قیمت قیر های محلول می باشد.   در همین راستا شرکت مهندسی قیر و آسفالت غرب به عنوان اولین تولید کننده قیرهای امولسیونی در غرب کشور، با مشارکت شرکت L.T.A فرانسه نسبت به احداث کارخانه تولیدی این نوع از قیرها با ظرفیت سالانه یکصد هزار تن در شهرک صنعتی بیستون کرمانشاه اقدام نموده است. در ادامه و به منظور آگاهی بیشتر توضیحاتی در مورد انواع قیر ها وکاربد آنها ارائه گردیده است.   قیر (Asphalt or Bitumen )  چسباننده­های سیاه مصرفی در راهسازی، شامل مواد قیری و قطرانی، دارای این خاصیت اصلی می­باشند که دانه­های سنگی را ( لایه­ها را ) به یکدیگر چسبانده و به جسم یکپارچه­ای تبدیل کند و یا باعث آببندی لایه­ها می­گردند. قیر جسم سیاهی است که از شمار زیادی هیدورکربور ساخته شده است. که در دمای محیط جامد است و بر اثر حرارت روان می­شود. معادل انگلیسی قیر Bitumen بوده و در انگلیسی - امریکایی آنرا Asphalt  می­نامند که در کشور ما معادل « مخلوط آسفالتی » به کار برده می­شود. انواع قیر ( Types of Bitumen ) قیرهای مصرفی در راهسازی عمدتاً دو نوع هستند. اگر از معدن بدست آید، قیر طبیعی یا معدنی و هرگاه از پالایش نفت خام حاصل شود، قیر نفتی نام دارد. انواع قیرهای نفتی (Bitumens  Types of petroleum ) قیرهای حاصل از پالایش نفت خام، با توجه به نوع و شرایط مصرف آن در راه­سازی به انواع زیر تقسیم ­بندی می­شوند.

الف- قیرهای خالص  Penetration Grade Asphalt   قیرهایی که مستقیماً در برج تقطیر خلا پالایشگاه بدست می­آید و با مختصری هوادهی ( اکسیداسیون) تولید می­گردند که انواع این قیرها در کشور ما بر اساس درجه نفوذ تقسیم بندی شده­اند. نظیر قیر 50/40 – 70/60 – 100/85

ب- قیرهای دمیده   Blowing Bitumens این نوع از قیرها با تحت فشار و حرارت قرار دادن قیرهای خالص تولید می­گردند و مصرف زیادی در راهسازی ندارند.

پ - قیرهای محلول  Cutback Bitumens قیرهای محلول یا قیرهای پس برگشته از حل کردن قیرهای خالص در حلال­ها و یا روغن­های نفتی بدست می­آیند. نوع و کیفیت قیرهای محلول به کیفیت قیرهای خالص اصلی، نوع و مقدار حلال بستگی دارد هر اندازه مقدار حلال­های نفتی در قیر محلول بیشتر باشد، روانی آن بیشتر است.

ت - قیرهای امولسیونی یا قیر آبه­ها ( Bitumen Emulsion )  قیر امولسیون یک مخلوط دو فازی از دو مایع مخلوط نشدنی   می­باشد که فاز داخلی ( قیر) به صورت ذرات ریز ( به قطر یک تا ده میکرون ) در داخل فاز خارجی ( آب ) پراکنده می­باشد. به عبارت دیگر در این فرآیند ذرات قیر مایع ( که به قطر یک تا ده میکرون آسیاب گردیده­اند) با استفاده از یک ماده امولسیون­ساز که به آب اضافه می­شود شناور می­گردند و به دیگر سخن قیر امولسیون مخلوطی از قیر و آب است که به کمک ماده امولسیون­ساز ساخته می­شود.

ث- قیرهای اصلاح شده  Modified Asphalt  به منظور اصلاح برخی خواص قیر از افزودنی­ها و یا اصلاح کننده­های قیر استفاده می­شود که به سه گروه زیر تقسیم می­شوند:

 - قیرهای اصلاح شده با مواد پلیمری (Polymer Modified Asphalt )

- قیرهای اصلاح شده با لاستیک ( Asphalt Rubber Binder )

- قیرهای اصلاح شده با مواد شیمیایی ( Chemically Modified Asphalt Cements )

قیرهای امولسیونی  Asphalt (Bitumen) Emulsion قیر به عنوان ماده چسباننده به شکل های متفاوتی مورد استفاده قرار می­گیرد. قیر خالص در دمای محیط به حالت جامد یا نیمه جامد می­باشد که کارآیی لازم را ندارد ولی می­توان به سه روش کارآیی آنرا افزایش داده و قابل استفاده نمود که عبارتند از:

 - گرم کردن قیر خالص که برای آسفالت­های گرم کاربرد دارد.

 -  مخلوط نمودن قیر با حلال­های نفتی ( قیرهای محلول) که علاوه بر گرانی قیمت حلال­های نفتی مسأله آلودگی محیط زیست را هم در پی دارد.

- مخلوط نمودن قیر با آب به صورت قیر امولسیونی، که علاوه بر نداشتن آلودگی­های زیست محیطی، در درجه حرارت محیط کاملاً مایع بوده و کارآیی قابل توجهی در اختلاط با مصالح سنگی و پوشش سطحی و آببندی رویه­های آسفالتی خصوصاً در شرایط مرطوب را دارا می­باشد.  

   انواع قیرهای امولسیونی ( Types of Bitumen Emulsions )

قیرهای امولسیونی مصرفی در راهسازی را می­توان از نظر بار الکتریکی و سرعت و زمان شکسته شدن( جدا شدن ذرات قیر از آب ) رده بندی نمود.

انواع قیرهای امولسیونی از نظر بار الکتریکی: 

 از نظر بار الکتریکی قیرهای امولسیونی و سه نوع هستند.

 - قیرهای امولسیونی آنیونیک ( Anionic Bitumen Emulsion ) که بار الکتریکی ذرات قیر درون آن منفی است. این نوع قیرهای امولسیونی از اوایل قرن بیستم ( 1920 میلادی) ابداع و مورد استفاده قرار گرفت.

- قیرهای امولسیونی کاتیونیک ( Cationic Bitumen Emulsion ) که بار الکتریکی ذرات قیر در آن مثبت است. این نوع از قیرهای امولسیونی در اواسط دهه 1950 میلادی و به دنبال بروز برخی مشکلات در استفاده از قیرهای امولسیونی آنیونیک در خصوص شکستن امولسیون و چسبندگی قیر به مصالحی که بار الکتریکی آن منفی بود بوجود آمد که به معنی یک پیشرفت عمده در تکنولوژی بود. چرا که بر خلاف قیرهای امولسیونی آنیونیک که در آنها عمل شکست بطور شیمیایی صورت نمی­گرفت و می­بایستی آب تبخیر شده تا باعث بروز عمل شکست در امولسیون شود در حالیکه در قیرهای امولسیونی کاتیونیک عمل شکست بصورت شیمیایی صورت گرفته که علاوه بر شکست به موقع، چسبندگی مناسب­تری نسبت به قیرهای امولسیونی آنیونیک نیز ایجاد می­نمود. این موضوع سبب گردید در سال 1962 میلادی میزان تولید قیرهای امولسیونی کاتیونی به 50% کل تولیدات رسیده و در سال 1971 میلادی 90%  از کل تولیدات قیرهای امولسیونی در جهان را به خود اختصاص دهد.

 -  قیرهای امولسیونی غیر یونی ( Non – ionic ) قیرهای امولسیونی غیر یونی عمدتاً مصرف صنعتی داشته و معمولاً چندان مصرفی در راهسازی ندارند.

انواع قیرهای امولسیونی از نظر سرعت شکسته شدن بعد از مصرف و اجرای قیرهای امولسیونی، آب موجود در مخلوط جدا و قیر به تدریج سطح راه و یا اطراف سنگدانه­ها را اندود می­کند که این فرآیند شکست امولسیون نامیده می­شود. قیرهای امولسیونی بر اساس پایداریشان در مقابل شکستن به سه گروه اصلی:

۱- تندشکن یا ناپایدار ( Rapid Setting )

 ۲- کندشکن یا نیمه پایدار (Medium Setting )

  ۳- دیرشکن یا پایدار ( Slow Setting ) تقسیم می­شوند که هر گروه اصلی زیر گروههای مختلفی دارند.   جدول انواع امولسیونهای کاتیونیک و کاربرد آن­ها 

زیر گروه­های قیرهای امولسیونی کاتیونیک و کاربرد آنها

گروه	نوع	سرعت شکست	کاربرد
Rapid	CRS-1	تندشکن	تک کت- آسفالت سطحی- سیل کت- ماکادام نفوذی با فضای خالی کم
	CRS-2	تندشکن	آسفالت سطحی- سیل کت- ماکادام نفوذی با فضای خالی زیاد
Medium	CMS-2	کندشکن	آسفالت سرد کارخانه­ای- آسفالت سرد مخلوط در محل- اندود حفاظتی ( فوگ سیل) – درزگیری
	CMS-2h	کندشکن	آسفالت سرد کارخانه­ای- آسفالت سرد مخلوط در محل- اندود حفاظتی( فوگ سیل)- درزگیری
Slow	CSS-1	دیرشکن	آسفالت سرد کارخانه­ای – آسفالت سرد مخلوط در محل- اندود حفاظتی ( فوگ سیل) – درزگیری ماسه آسفالت- اسلاری سیل- آسفالت لایه نازک- تک کت- پریم کت- غبار نشانی- مالچ پاشی
	CSS-1h	دیرشکن

؛؛C؛؛ نشان دهنده قیر امولسیون کاتیونیک می­باشد.  

پسوندهای ؛؛1 و2 ؛؛  نشانه کند روانی قیر امولسیون می­باشد.

عدد بزرگتر نشان دهنده کند روانی بیشتر است.

پسوند ؛؛h ؛؛  نشانه استفاده از قیر سفت­تر در ساخت قیر امولسیون می­باشد.  

 - کاربردهای عمومی قیرهای امولسیونی ( General Uses of Bitumen Emulsion ) در حال حاضر قیرهای امولسیونی حسب مورد در کلیه کارهای آسفالتی گرم و سرد و انواع آسفالتهای حفاظتی، اندود نفوذی و سطحی و تثبیت خاک به کار می­روند. عمده موارد کاربرد قیرهای امولسیونی به شرح جدول زیر می­باشد. کاربردهای عمومی انواع امولسیون­های قیری کاتیونیک (ASTM 3628 )

نوع عملیات اجرایی	قیرهای امولسیونی کاتیونیک
	زود شکن		کند شکن			دیر شکن
	CRS-1	CRS-2	CMS-2	CMS-2h	CSS-1		CSS-1h
مخلوط مصالح سنگی و قیر امولسیون: برای اساس قیری و رویه­های روسازی: مخلوط آسفالت سرد کارخانه­ای  با دانه­بندی غیر پیوسته ( باز)			×	×
با دانه­بندی پیوسته ( توپر)					×		×
با ماسه					×		×
آسفالت مخلوط در محل: با دانه­بندی غیر پیوسته ( باز)			×	×
با دانه­بندی پیوسته( توپر)					×		×
با ماسه					×		×
با خاک ماسه­ای					×		×
دوغاب آب­بندی ( اسلاری سیل)					×		×
کاربردهای مصالح سنگی- قیر امولسیون: آسفالت­های حفاظتی و آب­بندی آسفالت سطحی تک لایه­ای	× ×	× ×
آسفالت سطحی چند لایه­ای	×	×
اندود آب­بندی با مصالح سنگی	×	×
اندود آب­بندی با ماسه	×	×
ماکادام نفوذی: با فضاهای خالی بزرگ		×
با فضاهای خالی کوچک	×
قیرپاشی­ها: آب­بندی و پوشش سطح روسازی بدون مصالح سنگی					×		×
اندود نفوذی برای سطوح قابل نفوذ					×		×
اندود سطحی	×				×		×
جلوگیری از برخاستن گرد و غبار ( غبار نشانی)					×		×
مالچ پاشی					×		×
پر کردن ترک­ها			×	×	×		×
مخلوط­های تعمیراتی و نگهداری: برای تعمیرات فوری برای تعمیرات مدت­دار			× ×	× ×

 توضیحات: در این جدول فقط انواع قیرهای امولسیونی که کاربرد عمومی دارند درج شده­اند. پسوندهای « 1و2» نشانه کندروانی قیر امولسیونی می­باشد. عدد بزرگتر نشان­دهنده کندروانی بیشتر است. پسوند " h " نشانه استفاده از قیر سفت­تر در ساخت امولسیون می­باشد. انتخاب و مصرف قیرهای امولسیون­ قیرهای امولسیونی تقریباً برای کلیه مواردی که قیرهای محلول استفاده می­شوند، کاربرد دارند. علاوه بر این، دامنه مصرف آنها گسترده­تر از قیرهای محلول است، بطوریکه موارد خاصی هم وجود دارد که استفاده از قیرهای محلول امکان پذیر نیست. البته این بدان معنی نیست که قیرهای امولسیونی را می­توان بدون بررسی و بطور اتفاقی بکار برد، بلکه کاربرد مفید، مؤثر و قابل قبول آنها مستلزم انتخاب امولسیون­های قیری متناسب با شرایط اجرای کار می­باشد.

عوامل مؤثر در انتخاب انواع قیر امولسیونی در انتخاب نوع قیر امولسیونی ابتدا باید نوع عملیات اجرایی را که از این قیر امولسیونی مصرف می­شود، مورد توجه قرار داد. به عنوان مثال لازم است مشخص گردد قیر امولسیونی در کدام یک از موارد مانند آسفالت سطحی، آسفالت سرد مخلوط در محل، آسفالت سرد کارخانه­ای، اندود سطحی، اندود نفوذی و یا کارهای تعمیراتی استفاده خواهد شد. بعد از تعیین نوع عملیات اجرایی سایر متغیرهای پروژه باید مورد بررسی قرار گیرد. عوامل دیگری که در این انتخاب مؤثرترند عبارتند از:

 -  شرایط آب و هوا در طول اجرای عملیات ( انتخاب نوع قیر امولسیونی، طرح اختلاط، تجهیزات و روش اجرای کار به شرایط آب و هوایی محل در حین اجرا بستگی دارد)

-  نوع مصالح سنگی مصرفی

 -  وسایل و تجهیزات موجود کاربرد عمومی قیرهای امولسیونی هر یک از انواع قیرهای امولسیونی بمنظور مصارف خاصی طراحی می­شوند که بطور مشروح در ذیل بیان می­شوند. قیرهای امولسیونی تند شکن ( CRS-Cationic Rapid Setting ) این نوع قیرهای امولسیونی با مصالح سنگی به سرعت واکنش نشان داده و از حالت امولسیون به قیر تبدیل    می­شوند. قیرهای امولسیونی تندشکن عمدتاً در عملیات قیر پاشی، مانند اندود سطحی (Tack Coat )  اندود آب بندی با مصالح سنگی( Seal Coat )، آب بندی با ماسه، آسفالت­های سطحی، و ماکادام نفوذی مصرف می­شوند. برای عملیات اجرایی مذکور می­توان از قیرهای امولسیونی CRS-2 وCRS-1  استفاده کرد. قیر امولسیونی تندشکن  CRS-2بعلت کندروانی زیاد در سطح راه جاری نمی­شود. و برای آسفالت­های سطحی و اندود آب بند با مصالح سنگی کاربرد فراوانی دارد. قیرهای امولسیونی کندشکن( Cationic Medium Setting-CMS ) این نوع قیرهای امولسیونی برای مخلوط کردن با مصالح سنگی درشت­ دانه طراحی      می­شوند، زیرا بلافاصله پس از تماس با سنگدانه­ها شکسته نمی­شوند، لذا مخلوط آسفالتی تهیه شده با آنها برای چندین دقیقه کارایی لازم را خواهد داشت. این نوع قیرهای امولسیونی بطور گسترده­ای در کارخانه­های آسفالت سیار استفاده می­شوند و عمدتاً برای تهیه مخلوط­های آسفالتی سرد کارخانه­ای طراحی می­گردند. امولسیون­های قیری  CMS-2h با کندرانی زیاد در سطح راه روان نمی­شوند. قیرهای امولسیونی دیرشکن (Setting-CSS  Cationic Slow ) قیرهای امولسیونی دیرشکن برای تهیه مخلوط آسفالتی پایدار طراحی می­شوند، یعنی پس از تماس قیر امولسیونی با مصالح سنگی، پایداری زیادی خواهند داشت. این گروه امولسیون­ها با مصالح سنگی با دانه­بندی پیوسته و درصد ریزدانه زیاد به کار می­روند. این نوع قیر امولسیونی کارآیی طولانی مدت دارند. بگونه­ای که از مخلوط شدن کامل آنها با مصالح سنگی با دانه­بندی پیوسته اطمینان حاصل می­شود. همه قیرهای امولسیونی دیرشکن کندروانی پایینی دارند و می­توان آنها را با آب رقیق کرد. قیرهای امولسیونی دیرشکن رقیق شده را می­توان در عملیات اجرایی اندودهای سطحی و نفوذی، آب بندی و پوشش سطح روسازی و غبار نشانی راههای خاکی و شنی بکار برد. انعقاد ذرات قیر این امولسیون­ها کاملاً به تبخیر آب آن بستگی دارد. لذا اگر در مخلوط­هایی مانند دوغاب آببندی بکار می­روند و لازم است که سرعت شکست تندتر باشد، می­توان سیمان پرتلند یا آهک هیدراته به آن اضافه نمود. این قیرهای امولسیونی در مخلوط­های مصالح سنگی با دانه­بندی پیوسته، اساس قیری، تثبیت خاک،     مخلوط­های آسفالتی و دوغاب آببندی مصرف می­شوند.   آسفالت­های حفاظتی با قیر امولسیونی آسفالت حفاظتی واژه­ای کلی است و کاربردهای مختلف قیر به تنهایی و قیر با مصالح سنگی را که معمولاً با ضخامت کمتر از 25 میلیمتر بر روی سطح راه اجرا می­شود، شامل می­گردد. سطح راه ممکن است سطوح شنی آماده یا روسازی آسفالت شده باشد. آسفالت­های حفاظتی را که بر روی سطوح روسازی آسفالتی اجرا می­شوند، پوشش­های آببندی می­نامند. کاربردهای متنوع قیرهای امولسیونی بدون پوشش با مصالح سنگی نیز در ردیف اندودهای آببندی قرار می­گیرند. از جمله این کاربردها می­توان به اندود سطحی( Take coat ) ، اندود نفوذی( Prime coat )،  اندود آببندی ( Fog seal ) و اندود آببند سنگدانه­ای ( Seal coat- Chip Seal )، مالچ پاشی، درزگیری ( Crack filler ) ، و غبار نشانی اشاره نمود. آسفالت­های سطحی تک لایه­ای یا چند لایه­ای نیز از انواع آسفالت­های حفاظتی می­باشند. در آسفالت سطحی تک لایه­ای، قیر امولسیونی را بر روی سطح راه پاشیده، بلافاصله قشر نازکی از مصالح سنگی تقریباً یک اندازه بر روی آن پخش و غلتک زده می­شود. برای آسفالت سطحی چند لایه­ای، این عمل دو یا سه بار تکرار می­گردد و در هر مرحله اندازه مصالح سنگی کوچکتر می­شود بگونه­ای که حداکثر اندازه مصالح سنگی در هر مرحله، حدوداً نصف اندازه مصالح سنگی مرحله پیشین است. ضخامت آسفالت سطحی تقریباً برابر حداکثر اندازه ذرات مصالح سنگی مصرفی در اولین لایه می­باشد. آسفالت­های حفاظتی که بطور صحیح اجرا و ساخته شده­اند از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بوده و بادوام می­باشند. آسفالت حفاظتی، سطح راه را آببندی و عمر آن را طولانی می­کند. هدف از کاربرد هر نوع آسفالت حفاظتی دستیابی به مقاصد ویژه­ای است. گرچه آسفالت حفاظتی را نمی­توان از نقطه نظر سازه­ای به عنوان سازه باربر در نظر گرفت لیکن در برابر سایش ناشی از آمد و شد وسایل نقلیه مقاومت کرده، پوشش نفوذ ناپذیری را برای لایه­های زیرین فراهم می­آورد. آسفالت سطحی مقاومت باربری را اندکی افزایش می­دهد، اما این افزایش مقاومت معمولاً در محاسبه باربری در نظر گرفته نمی­شود. آسفالت حفاظتی اگر به موقع و بجا و صحیح مورد استفاده قرار گیرد، می­تواند سطحی با کیفیت قابل قبول برای راه تأمین نماید. برای استفاده از آسفالت حفاظتی، بررسی میزان آمد و شد، ارزیابی مصالح در دسترس و لایه­های روسازی موجود ضروری است.  

   اهداف استفاده از آسفالت­های حفاظتی آسفالت­های حفاظتی به منظورهای زیر مورد استفاده قرار می­گیرند:

۱- تأمین رویه­ای کم هزینه برای آمد و شد کم تا متوسط

 ۲- تأمین لایه­ای نفوذ ناپذیر برای جلوگیری از نفوذ آب به لایه­های زیرین

 ۳- تأمین رویه­ای مقاوم در برابر لغزش روسازهایی را که بعلت قیر زدگی یا فرسودگی و صیقلی شدن سطح مصالح سنگی، لغزنده شده­اند، می­توان با بکارگیری قیر امولسیونی با یا بدون مصالح سنگی تیز گوشه و سخت اصلاح نمود تا مقاومت در برابر لغزش بهبود یابد.

۴- احیای رویه هوازده  ( اکسیده شده) و خشک روسازی­هایی را که هوازده شده­اند ( به گونه­ای که شن زدگی و جدا شدن دانه­ها ممکن است اتفاق بیفتد) می­توان با کاربرد اندود آببندی (Fog Seal ) و یا آسفالت سطحی تک لایه­ای یا چند لایه­ای تعمیر و به حالت اولیه برگرداند.

۵- فراهم کردن پوشش موقتی برای لایه اساس جدید 

۶- احیای روسازی­های قدیمی که بعلت پیرشدگی، ترک­های انقباضی و ترک­های ناشی از خستگی، آسیب دیده­اند.

۷- متمایز کردن شانه­ها از سواره­رو. انواع آسفالت­های حفاظتی آسفالت سطحی آسفالت سطحی تک لایه­ای  Single Surface Treatment or chip seal or seal coat آسفالت سطحی تک لایه­ای برای موارد زیر مورد استفاده قرار می­گیرد:

- به عنوان اقدام موقتی پیش از اجرای روسازی با کیفیت بالاتر

- اصلاح رویه­های آسفالتی قدیمی شن زده و اکسیده شده

 - ایجاد پوشش نفوذ ناپذیر بر روی روسازی آسفالته موجود

-  اصلاح فرسودگی ناشی از آمد و شد بیش از مقدار پیش بینی شده در طرح اولیه همچنین از آسفالت سطحی تک لایه­ای می­توان پس از عملیات آببندی ترکها استفاده کرد. آسفالت سطحی برای مقابله با نیروهای ساینده ناشی از آمد و شد به کار می­رود. آسفالت سطحی چند لایه­ای Multiple Surface Treatments آسفالت­های سطحی چند لایه­ای از اجرای دو یا چند لایه آسفالت سطحی تک لایه­ای حاصل می­شود. این نوع آسفالت­ها اگر به طور مطلوب طراحی و اجرا شوند، عمر بهره­برداری آنها در حدود سه برابر آسفالت سطحی تک لایه­ای است. ضمناً هزینه آن حدوداً 5/1 برابر آسفالت سطحی تک لایه­ای             می­باشد. در آسفالت­های سطحی چند لایه­ای به دلیل اینکه اندازه مصالح سنگی لایه دوم کوچکتر           می­باشند، احتمال کنده شدن ذرات مصالح سنگی به مقدار زیادی کاهش می­یابد. یکی از انواع آسفالت سطحی چند لایه­ای، استفاده از دوغاب آببندی بر روی آسفالت سطحی جدید اجرا شده می­باشد. اجرای آسفالت سطحی تجهیزات مورد استفاده در اجرای آسفالت سطحی، سهم مهمی در کیفیت نهایی آسفالت دارد. لذا باید با سرویس، بازرسی و کالیبراسیون مداوم، تجهیزات را در شرایط کاری خوب و مناسب نگهداری نمود. مهمترین وسیله از تجهیزات مورد استفاده در اجرای آسفالت سطحی، دستگاه پخش قیر امولسیون است. دستگاه پخش قیر باید قیر امولسیونی را به طور یکنواخت و به میزان مشخص شده بر روی سطح راه پخش نماید. زاویه بین شیار نازل­ها با محور طولی لوله پخش کن حدود 15 تا 30 درجه توصیه شده است. برای اطمینان از پخش یکنواخت قیر امولسیونی باید لوله پخش کن در ارتفاع مناسبی از بالای سطح روسازی در هنگام عملیات پخش قرار گیرد. اگر فاصله لوله پخش کن از سطح روسازی خیلی زیاد باشد ممکن است در حوزه­های پخش هر نازل اختلالاتی بوجود آورد. با تغییر فاصله لوله پخش کن از سطح راه، معمولاً بهترین نتایج قیرپاشی با پوشش دوگانه حاصل می­شود، اما پوشش سه گانه می­تواند گاهی اوقات استفاده شود. مناسبترین فاصله بین نازل­ها روی لوله پخش کن 100 میلیمتر می­باشد. 

 زاویه قرارگیری شیار نازل پخش و ارتفاع مناسب لوله پخش کن برای انواع پوشش­ها بلافاصله بعد از عملیات قیرپاشی، با دستگاه مخصوص، مصالح سنگی با نسبت معین به طور یکنواخت بر سطح آماده شده راه پخش می­شوند. دستگاه­های پخش مصالح سنگی باید برای پخش مقدار مصالح سنگی مشخص شده برای هر پروژه کالیبره شوند. برای آسفالت­های سطحی تک لایه­ای، استفاده از غلتک­های چرخ لاستیکی مناسب است. این غلتک­ها، مصالح سنگی را بدون خرد کردن به داخل قشر قیری فرو می­برند. عمل غلتک زنی نباید پس از شکستن قیر امولسیونی ادامه یابد. زیرا ذرات مصالح سنگی در جای خود لق شده و از سطح راه کنده می­شوند. در آسفالت­های سطحی چند لایه­ای، بعد از غلتک­های چرخ لاستیکی، یک یا دو عبور غلتک چرخ فولادی به ایجاد سطح هموارتر کمک می­کند. دوغاب آببندی( Slurry Seal ) دوغاب آببندی، مخلوطی از مصالح سنگی ریزدانه با دانه­بندی خوب ( درصورت لزوم فیلر معدنی)، قیر امولسیونی و آب است که به عنوان آسفالت حفاظتی استفاده می­شود. دوغاب آببندی در تعمیر و نگهداری روسازی آسفالتی نیز به کار می­رود ولی نمی­تواند باعث افزایش مقاومت سازه­ای آن گردد. بکارگیری دوغاب آببندی در سطح روسازی­های کهنه می­تواند بسیار مؤثر واقع شود، زیرا این عمل باعث آببندی ترک­های سطحی، جلوگیری از جدا شدن سنگدانه­ها در مخلوط آسفالتی، سالم ماندن ساختار جاده، غیر قابل نفوذ شدن سطح جاده در برابر آب و اکسیژن هوا و بهبود مقاومت در مقابل لغزش می­گردد. استفاده از دوغاب آببندی به کاهش خرابی سطح راه ناشی از اکسید شدن قیر و شکننده شدن مخلوط آسفالتی کمک می­کند. دوغاب آببندی معمولاًدر ضخامت­های 3 تا 6 میلیمتر اجرا می­شود.    

 مخلوط­های آسفالتی نازک امولسیونی ( Micro Surfacing ) مخلوط­های آسفالتی نازک امولسیونی از سال 1980 میلادی در ایالات متحده آمریکا به منظور بهسازی رویه آسفالتی راهها و افزایش عمر مفید روسازی­ها مورد استفاده قرار گرفته است. مخلوط­های آسفالتی نازک امولسیونی، مخلوطی از قیر امولسیونی اصلاح شده با پلیمر، مصالح سنگی صد در صد شکسته، فیلر معدنی، آب و در صورت لزوم ماده مضاف می­باشد. این مخلوط در واقع نوعی دوغاب آببندی است که با قیر اصلاح شده پلیمری و غالباً مصالح با کیفیت بهتر تهیه می­گردد. بر خلاف دوغاب آببندی که فقط به ضخامت 5/1 برابر بزرگترین اندازه دانه مصالح سنگی در مخلوط اجرا می­شود، مخلوط­های آسفالت نازک امولسیونی را می­توان در لایه­های نسبتاً ضخیم تری اجرا نمود. عملکرد مخلوط­های آسفالت نازک امولسیونی به عوامل زیادی از قبیل شرایط آب و هوایی، حجم آمد و شد، وضعیت روسازی موجود، کیفیت مصالح، روش طرح اختلاط و نحوه اجرا بستگی دارد. معمول­ترین کاربردهای این مخلوط­ها تأمین بافت سطحی زبر و پر کردن شیار جای چرخ در روسازی­های آسفالتی است. سایر کاربردهای آسفالت­های نازک امولسیونی عبارتند از:

 - اصلاح قیر زدگی و شن زدگی

 - تسطیح و تراز نمودن لایه اندود سطحی (Tack Coat ) اندود سطحی، پخش یک لایه بسیار نازک قیر امولسیونی رقیق شده، روی سطح آسفالتی یا بتنی است، این لایه به منظور ایجاد چسبندگی بین سطوح مذکور و لایه جدید آسفالتی استفاده می­شود. برای اجرای اکثر روکش­ها نیاز به کاربرد اندود سطحی است تا چسبندگی کافی بین دو لایه ایجاد شود. قیر امولسیونی رقیق شده CSS-1h,CSS و نیز قیر امولسیونی CRS-1 متداول­ترین انواع امولسیون قیری برای اندود سطحی استفاده می­شوند.

بهترین نتایج هنگامی که سطح راه خشک و دمای سطح روسازی بیش از 25 درجه سانتیگراد و احتمال بارندگی وجود ندارد، حاصل می­شود. هدف از اجرای اندود سطحی، ایجاد پوشش خیلی نازک و یکنواخت از قیر بر روی سطح راه، پس از شکست قیر امولسیونی است. استفاده بیش از حد مقرر اندود سطحی ممکن است صفحه لغزنده­ای بین دو لایه روسازی بوجود آورد، به طوری که قیر به جای چسباننده به عنوان کاهنده اصطکاک دو لایه عمل نماید. اندود آببندی بدون سنگدانه ( Fog Seal ) اندود آببندی و پوشش سطح رویه آسفالتی همانند اندود سطحی، شامل پخش قشر نازک از قیر امولسیونی دیرشکن و یا کند شکن رقیق شده با آب بر روی سطح آسفالتی موجود است. بدین منظور امولسیون قیری را می توان با نسبتهای مختلف با آب رقیق نمود. حداکثر میزان رقیق کردن، بکار بردن یک قسمت قیر امولسیونی و پنج قسمت آب است. لیکن در اکثر مواقع قیر امولسیونی رقیق شده با آب به نسبت یک به یک مورد استفاده قرار می­گیرد. معمولاً قیرهای امولسیونی CSS-1 یا CSS-1h برای این منظور استفاده می­شود. در صورت عدم امکان کنترل ترافیک عبوری و مسدود نمودن راه کاربرد اندود آب­بندی بدون سنگدانه می­تواند در نگهداری سطح راه مؤثر باشد.  این نوع اندود آببندی برای احیای سطوح آسفالتی قدیمی که قیر آن در اثر هوازدگی، اکسیده و به مرور زمان خشک و شکننده شده­اند و همچنین برای پر کردن ترک­های کوچک و منافذ سطحی به کار می­رود. قیر امولسیونی رقیق شده با کندروانی نسبتاً کم، به راحتی داخل ترک­ها و منافذ سطحی نفوذ می­کند، همچنین ذرات مصالح سنگی روی سطح رویه آسفالتی را پوشش می­دهد. این عمل، عمر رویه را افزایش داده و ممکن است زمان لازم برای تعمیر و نگهداری اساسی یا اجرای روکش را به تعویق اندازد. بعد از پخش اندود آببند باید زمان کافی برای شکست کامل قیر امولسیونی منظور گردد و از عبور وسایل نقلیه از نواحی اندود شده جلوگیری شود. حفاظت با مالچ ( Mulch Treatment ) فرسایش خاک در اثر آب و باد و توفان شن­های روان می­تواند مشکلات جدی در وضعیت خاکریزها و نواحی مسطح مجاور راه­ها در مناطق کویری بوجود آورد.

متداولترین روش مقابله با این مشکل استفاده از گیاهان برای تثبیت این نواحی است. اما در فاصله زمانی بین کاشت بذرها و جوانه زدن، امکان این که بذرها با باد یا آب، جابجا یا شسته شوند، وجود دارد. چندین روش برای حفاظت گیاهان تا زمان جوانه زدن بذرها و شکل­گیری ریشه­ها به کار رفته است. یکی از مؤثرترین آنها استفاده از قیر امولسیونی است. پاشیدن قیر امولسیونی روی نواحی بذر افشانی شده، غشای نازکی از قیر به جای می­گذارد یا علف­های خشک و کاه را که منظور تثبیت استفاده شده، در جای خود نگه می­دارد. هر دو روش به طور مؤثری مورد استفاده قرار گرفته­اند. از آنجا که اجرای این دو روش با یکدیگر تفاوت دارد، هر کدام به طور جداگانه مورد بحث قرار می­گیرد.

مالچ پاشی با قیر امولسیونی Mulch Treatment With Bitumen Emulsion در این روش قیر امولسیونی مستقیماً روی ناحیه بذر افشانی شده پاشیده می­شود و غشای نازک را بوجود می­آورد. غشای نازک قیر سه اثر مفید دارد:

۱- پوشش قیر، بذرها را در محل نگه می­دارد و از هدر رفتن آنها توسط نیروهای فرساینده باد و آب جلوگیری می­کند.

 ۲- به علت رنگ تیره آن، قیر گرمای خورشید را در حین دوره جوانه زنی جذب و نگه می­دارد.

 ۳- غشای قیر تمایل به حفظ رطوبت خاک دارد، لذا رشد  گیاه سریعتر انجام می­گیرد. هنگام بیرون آمدن جوانه­ها از خاک، پوشش نازک قیر به راحتی شکسته می­شود، در نهایت با رشد جوانه­ها، غشای قیری متلاشی شده و جوانه­ها سطح زمین را می­پوشانند. قیرهای امولسیونی که در این عملیات استفاده می­شود شاملCSS-1h, CSS-1  می­باشند که معمولاً به میزان 7/0 تا 35/1 لیتر بر متر مربع به کار می­رود و مقدار دقیق آن با توجه به طبیعت خاک و شیب ناحیه­ای که باید حفاظت شود، تعیین می­گردد. در بکار بردن مقدار بهینه قیر امولسیونی دقت زیادی لازم است، زیرا مصرف مقدار خیلی کم قیر امولسیونی ممکن است خاک را در مقابل فرسایش ناشی از باد و آب محافظت ننماید، از طرف دیگر مصرف خیلی زیاد نیز ممکن است غشای ضخیمی به جای گذارد که رشد جوانه­ها را به تعویق اندازد. سطحی که قرار است قیرپاشی شود باید هموار باشد به گونه­ای که بتوان پوشش یکنواختی اجرا نمود. اجرای قیرپاشی می­تواند بصورت دستی با لوله پخش کننده نصب شده بر روی کامیون قیرپاش انجام شود.    

 نشاندن مالچ با قیر امولسیونی با پاشیدن قیر امولسیونی می­توان کاه یا علف خشک ناحیه بذرافشانی شده را مهار نمود. اندود پرکننده ترک­ها ( Crack Filler ) آببندی و پر کردن ترک­های سطح روسازی، وقت زیادی را در فرآیند تعمیر و نگهداری راه به خود اختصاص می­دهد، با توجه به وضعیت و اندازه ترک­ها، تعمیر و نگهداری آنها را می­توان به عنوان اقدامی ترمیمی یا پیش گیرنده تلقی نمود. روش آببندی و پر کردن ترک در هر دو مورد یکسان است. ترک­های سطح راه ممکن است اشکال مختلفی داشته باشند، از جمله می­توان به ترک­های موئی یا ترک­های بزرگ با عرض تا حدود 25 میلیمتر اشاره کرد. ترک­های بزرگ یا نواحی با ترک­های زیاد را همیشه نمی­توان با پر کردن، اصلاح و ترمیم نمود. در این حالت اغلب لازم است مصالح ترک خورده بطور کامل برداشته شده و با مخلوط آسفالتی لکه­گیری برای تمام ضخامت لایه اصلاح گردد. همچنین ترک­هایی که بعلت شرایط نامناسب لایه­های زیرین پدید آمده­اند را نمی­توان با آببندی و پر کردن اصلاح نمود. در این موارد ابتدا باید عیوب لایه­های زیرین روسازی مرتفع گردند. ترک­های طولی، انعکاسی، انقباضی، و عرضی را می­توان با قیر امولسیونی تعمیر نمود. آببندی ترک­ها با قیر امولسیونی آسان و کم هزینه است. این عمل تعمیرات اساسی را به تعویق می­اندازد و ممکن است موجب عدم نیاز به تعمیرات اساسی گردد. قبل از پر کردن ترک­ها، آنها را باید به شرح زیر تمیز نمود:

-  استفاده از هوای فشرده برای خارج کردن مصالح لق و سست داخل ترک­ها

- خارج کردن سایر مصالح و مواد خارجی از داخل ترک ( که با فشار هوا بیرون نیامده­اند)

-جاروب کردن منطقه ترک خورده پس از تمیز کردن، شرایط برای آببندی و پر کردن ترک­ها آماده است. آببندی مؤثر ترک­های کوچک ( با عرض ترک کمتر از 3 میلیمتر ) دشوار است. برای ترک­های بزرگ ابتدا داخل ترک با دوغاب یا مخلوط قیر امولسیونی و ماسه تا عمق 3 تا 6 میلیمتری سطح راه با فشار پر می­گردد. پس از عمل آمدن کامل امولسیون قیری، عملیات آببندی با پر کردن سطح ترک خورده با قیر امولسیونی تکمیل می­شود. آنگاه به منظور جلوگیری از کنده شدن امولسیون قیری در اثر عبور وسایط نقلیه، پودر ماسه خشک بر روی سطح راه پاشیده می­شود. از قیر امولسیونیCSS-1  یا CSS-1h برای پر کردن ترک­ها می­توان استفاده کرد.

 اندود نفوذی ( Prime Coat ) پخش قیر با کندروانی کم در سطح شنی راه ( بستر روسازی راه، زیر اساس و اساس) برای اجرای لایه آسفالتی بر روی آن، اندود نفوذی نامیده می­شود. اندود نفوذی به منظور انجام وظایف زیر مورد استفاده قرار می­گیرد:

- پوشش و پیوند ذرات مصالح سنگی شنی راه

 - سخت و سفت کردن سطح شنی راه

- نفوذ ناپذیر کردن سطح شنی راه در برابر آب

-  مسدود نمودن فضاهای خالی موئی

- ایجاد چسبندگی بین لایه اساس و لایه آسفالتی بعدی برای انجام رضایتبخش وظایف، اندود نفوذی باید به داخل لایه اساس یا زیر اساس نفوذ نماید. هنگامی که لایه اساس دانه­ای، مستقیماً در معرض نیروهای ساینده ناشی از آمد و شد قرار دارد، یا اجرای آن در مدتی طولانی به ویژه ماه­های زمستان انجام می­شود، اندود نفوذی مورد استفاده قرار می­گیرد. در گذشته، قیرهای محلول برای اندودهای نفوذی به کار رفته­اند. نکته بسیار مهم اینکه کاربرد قیر امولسیونی برای اندود نفوذی مستلزم شرایط خاص و رعایت موارد احتیاطی ویژه­ای است. مقدار قیر امولسیونی مصرفی برای اندود نفوذی بستگی به ویژگی­های سطوح شنی و شرایط آب و هوایی دارد، ضمن آنکه دانه­بندی مصالح سنگی، اندازه فضاهای خالی و درصد جذب قیر مصالح سنگی نیز بر آن تأثیر عمده می­گذارند.

اجرای اندود نفوذی با قیرامولسیونی، محدود به سطوحی است که دارای فضای خالی زیاد، مصالحی با دانه­بندی یکنواخت و یک اندازه مانند ماکادام و یا بطور کلی قابل نفوذ باشد. در غیر اینصورت نتایج قابل قبولی حاصل نخواهد شد.

یک روش استفاده از قیر امولسیونی برای اندود نفوذی، در شرایطی به غیر از آنچه که در فوق توضیح داده شد، تراشیدن سطح شنی راه ( حدود 50 تا 75 میلیمتر) و مخلوط کردن آن در محل با امولسیون قیری است. بدین منظور معمولاً برای هر 25 میلیمتر ضخامت مقدار 45/0 تا 35/1 لیتر بر متر مربع امولسیون­های قیری از نوع CSS-1 یا CSS-1h مورد استفاده قرار می­گیرد. غبار نشانی با قیر امولسیونی ( Dust Palliative ) نتایج تحقیقات انجام شده در آمریکا نشان داده است که در راههای شنی، عبور یک وسیله نقلیه در روز، 560 کیلوگرم( در کیلومتر) در سال گرد و خاک تولید می­کند. میزان تصادفات در اینگونه جاده­ها نیز دو برابر جاده­های روسازی شده است. بدلیل کمبود اعتبارات مالی یا استفاده اندک از این راهها، روشهای دیگری برای پایین آوردن گرد و خاک و امکان عبور در آب و هوای نامساعد مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از قیر امولسیونی راه حلی عملی و اقتصادی را برای حل این مشکلات فراهم کرده است. قیر امولسیونی رقیق شده مستقیماً بر روی سطح راه شنی ریخته می­شود. این روش به عنوان فرونشاندن غبار یا جلوگیری از برخاستن گرد و غبار شناخته می­شود. برای غبار نشانی، قیر امولسیونی CSS-1 یا CSS-1h با نسبت حجمی حداقل یک به پنج با آب، مخلوط، سپس به میزان 45/0 تا 25/2 لیتر بر متر مربع روی سطح راه پاشیده می­شود. میزان مخلوط رقیق شده مورد نیاز بستگی به وضعیت سطح موجود دارد لیکن نفوذ اندک قیر امولسیونی در راه ضروری است. اگر سطح راه نفوذپذیر یا در بر دارنده فضاهای خالی نسبتاً بزرگی باشد، مصرف قیر امولسیونی رقیق شده افزایش خواهد یافت. قیر امولسیونی رقیق شده همانند روش متداولی که در پخش قیرهای محلول به کار می­رود توسط قیرپاش، پاشیده می­شود. مخلوط­های تعمیراتی و نگهداری ( Maintenance Mix ) یکی از وقت گیرترین عملیات نگهداری راه، تعمیر چاله­ها و نواحی ضعیفی است که در سطح روسازی گسترش یافته­اند. استفاده از مخلوط­های آسفالتی گرم با کیفیت بالا برای لکه­گیری علیرغم هزینه بیشتر، نتایج بهتری بدست می­دهد. اما مانع جدی این است که در برخی از فصول سال به دلیل بارندگی و مرطوب بودن مصالح و سطح راه، استفاده از مخلوط­های آسفالتی گرم میسر نیست. علاوه بر این با پیشرفت عملیات لکه­گیری با مخلوط آسفالتی گرم در طی یک روز به علت کاهش دمای مخلوط، قابلیت تراکم پذیری آن و چسبندگی مصالح سنگی کاهش می­یابد. مخلوط­های تعمیراتی از نظر کاربرد به دو دسته تقسیم می­شوند:

۱- برای مصرف فوری ( Immediate Use )

۲-  برای مصرف مدت دار ( تا شش ماه )

مخلوط­های تعمیراتی در مصارف فوری ( Stockpile ) برای تهیه مخلوط­های تعمیراتی در مصارف فوری، مخلوط مصالح سنگی و قیر امولسیونی در مخلوط کن، مخلوط و برای استفاده به محل حمل می­شود. اگر مقادیر کمی از مخلوط لکه­گیری مورد نیاز باشد، مصالح سنگی و قیر امولسیونی را می­توان در محل کار با روش دستی مخلوط نمود. قیرهای امولسیونی که برای این منظور استفاده می­شوند از نوع CMS-2 و CMS- 2h می­باشند. مصالح سنگی مصرفی باید شرایط لازم برای تهیه مخلوط­های آسفالتی را دارا باشند. قیر امولسیونی حاوی مقادیر اندک حلال نفتی، بهترین مخلوط تعمیراتی را تولید می­کنند، گرچه این گونه مخلوط­ها تا تبخیر حلال، مقاومت کامل را بدست نمی­آورند. مخلوط­های لکه­گیری با امولسیون­های قیری رقیق شده نباید تهیه شود، زیرا عبور وسایل نقلیه را از روی این مخلوط­ها به تعویق می­اندازد. مخلوط­های تعمیراتی برای مصارف مدت­دار ( Stockpile ) مخلوط­های تعمیراتی مورد استفاده در طول ماههای سرد سال از مخازن ذخیره گرفته می­شوند. به طور معمول این مخلوط­ها در اواخر تابستان تهیه و به مقادیر مورد نیاز در محل مناسب ذخیره گذاشته می­شوند. این مخلوط­ها بدون نیاز به حرارت دادن تا شش ماه کارآیی خوبی برای مصرف خواهند داشت. معمولاً پوسته نازکی بر روی سطح مخزن تشکیل می­شود که می­توان هنگام مصرف آن را با بیل شکست. در زیر این پوسته، مخلوط، خصوصیات مخلوط تازه را دارد. تهیه مخلوط­های تعمیراتی مدت­دار، عملیات نسبتاً ساده­ای است. وسایل اساسی لازم برای مخلوط کردن مقادیر زیاد شامل انواع مخلوط    کن­های ثابت و سیار و سیستم اندازه­گیری صحیح برای اختلاط مقادیر مصالح سنگی و قیر امولسیونی و نیز کارخانه آسفالت می­باشد. ممکن است سیستم اندازه­گیری حجمی یا وزنی باشد. مصالح سنگی مصرفی در این گونه مخلوط­ها باید تمامی خصوصیات لازم را دارا باشند. قیر امولسیونی کندشکن در تهیه این مخلوط­ها استفاده می­شود که مقدار آن معمولاً بین 5 تا 10 درصد وزن کل مخلوط آسفالتی است. عمر مخلوط به فرمولاسیون قیر امولسیونی مصرفی و خصوصیات مصالح سنگی بستگی دارد. به منظور افزایش کارآیی مخلوط از قیر امولسیونی حاوی مقداری حلال نفتی استفاده می­شود. عمر و کارآیی مخلوط­های تعمیراتی مدت­دار در دماهای پایین، نسبت مستقیمی با میزان حلال نفتی دارد.

مخلوط تهیه شده باید در محیط تمیز که امکان آلوده شدن نباشد، ذخیره گردد. سیلوی ذخیره­سازی باید سرپوشیده باشد تا از مخلوط محافظت کرده و به حفظ کارآیی آن کمک کند. گر چه استفاده از حلال­های نفتی در قیر امولسیونی با توجه به ملاحظات زیست محیطی و صرف­جویی در انرژی هم سو نیست، اما بهبود کارآیی و عمر بیشتر مخلوط تعمیراتی، ممکن است افزودن حلال نفتی را توجیه نماید.

مخلوط­های آسفالتی با قیر امولسیونی قبلاً چنین تصور می­شد که مخلوط­های آسفالتی قیر امولسیونی در مقایسه با مخلوط­های آسفالتی گرم ساخته شده با قیر خالص دارای کیفیت پایین­تری باشند. پیشرفت­های اخیر فن­آوری، امکان اجرای مخلوط­های آسفالتی قیر امولسیونی را همانند مخلوط­های آسفالتی گرم متداول میسر ساخته است. این مخلوط­ها قابلیت باربری داشته و می­توانند در همه روسازی­ها با حجم آمد و شد کم تا زیاد استفاده شوند و با توجه به نحوه اختلاط قیر امولسیونی و مصالح سنگی به یکی از صورت­های زیر اجرا می­شوند:

 الف- مخلوط­های آسفالتی گرم

ب- مخلوط­های آسفالتی سرد کارخانه­ای ( آسفالت سرد پیش ساخته)

ج- آسفالت سرد مخلوط در محل

 د- آسفالت ماکادام نفوذی با امولسیون قیری که به عنوان مخلوط آسفالتی قیر امولسیونی محسوب نمی­شود. مخلوط­های آسفالت گرم قیر امولسیونی تولید مخلوط آسفالتی گرم با استفاده از قیر امولسیونی همانند مخلوط آسفالتی گرم با قیر خالص می­باشد. وقتی که قیر امولسیونی در تهیه این مخلوط آسفالت گرم به کار می­رود، زمان مخلوط کردن و دمای عملیات کمتر خواهد بود. در تهیه این مخلوط­های آسفالتی هر دو روش مرحله­ای و پیوسته را می­توان بکار برد.

 بدین منظور روش پیوسته با مخلوط کن استوانه­ای مناسب است. با قیر امولسیونی می­توان مخلوط­های آسفالتی گرم، برای لایه­های آستر و رویه تولید نمود. مخلوط­های آسفالت گرم با قیر امولسیونی با شناوری زیاد، به دلیل اصلاح قیر باقیمانده بوسیله امولسیونساز و سخت شدگی کمتر قیر در اثر مخلوط کردن، در مقایسه با مخلوط­های آسفالت گرم متداول مناسبتر می­باشند. سخت شدگی کمتر قیر به دلیل بخار آب زیاد ناشی از تماس آب قیر امولسیونی با مصالح سنگی داغ است. مخلوط­های آسفالت سرد کارخانه­ای با قیر امولسیونی مخلوط­های آسفالت سرد کارخانه­ای با قیر امولسیونی یا آسفالت سرد پیش ساخته، مخلوطی از مصالح سنگی گرم نشده و امولسیون قیری است که در کارخانه آسفالت تولید می­شود. آسفالت سرد پیش ساخته را می­توان بلافاصله پس از تولید، در سطح راه پخش یا آن را برای مدتی در کارگاه انبار نمود. به واسطه این ویژگی، مخلوط آسفالتی سرد کارخانه­ای را می­توان در مسافت­های طولانی حمل و پخش نمود. این مخلوط­ها ممکن است برای اساس قیری، آستر، رویه، تراز نمودن، تعریض و لایه­های روکش استفاده شوند و خصوصاً برای ارتقای درجه و تقویت روسازی­های با ضخامت کم به کار می­روند. برخی از مزایای مخلوط­های آسفالت سرد کارخانه­ای با قیر امولسیونی نسبت به مخلوط­های آسفالت گرم با قیر خالص عبارتند از:

 الف- مقرون به صرفه بودن میزان تولید بالای این مخلوط­ها، با تجهیزات سیار و سرمایه­گذاری کم، استفاده از آن را به ویژه برای پروژه­های مناطق دور افتاده مقرون به صرفه می­نماید.

 ب- غیر آلاینده بودن باستثنای گرد و غبار مصالح سنگی، هیچ آلودگی دیگری در مراحل تولید، حمل و پخش مخلوط آسفالت سرد کارخانه­ای وجود ندارد.

 ج- ایمنی در نواحی با خطر آتش سوزی زیاد مثل جنگل­ها و مراتع، خطر آتش سوزی به علت خشک نکردن مصالح سنگی و دمای کم مخلوط یا قیر مورد استفاده کاهش می­یابد.

در تهیه مخلوط­های آسفالت سرد کارخانه­ای می­توان از کارخانه­های تولید آسفالت به روش مرحله­ای یا پیوسته استفاده نمود. ملزومات کارخانه آسفالت سرد به کیفیت و نوع مخلوط آسفالت که قرار است تولید شود، بستگی دارد. معمولاً کارخانه آسفالت سرد شامل  مخلوط کن، مخزن ذخیره، وسیله اندازه­گیری، لوله­های ارتباطی و تجهیزات پاشش قیر امولسیونی، لوله­های تغذیه آب، کنترل­هایی برای تنظیم و ثبت اجزای مختلف، دستگاه تنظیم و توزین مصالح سنگی مختلف، سیستم تسمه نقاله، مخازن مصالح سنگی، سرندهای لرزنده و مخازن ذخیره مخلوط آسفالت می­باشد.

برای تولید مخلوط­های آسفالت سرد با کیفیت بالا، لازم است کلیه مراحل تولید آسفالت به دقت کنترل گردد. مخلوط­های آسفالت سرد کارخانه­ای از نظر دانه­بندی باز بوده و در لایه­های اساس قیری و رویه مورد استفاده قرار می­گیرند. تولید این مخلوط­ها به تجهیزات پیچیده­ای نیاز ندارد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. دوام و عملکرد مخلوط­های آسفالت با    دانه­بندی باز با انواع دیگر مخلوط­های آسفالت برابری می­کند. انعطاف پذیری و درصد فضای خالی زیاد این نوع مخلوط­ها باعث افزایش مقاومت آن­ها در برابر ترک­های ناشی از خستگی و ترک­های انعکاسی می­گردد. به علت نفوذپذیری زیاد مخلوط­های آسفالتی سرد با دانه­بندی باز، هنگامی که به عنوان لایه­های رویه استفاده می­شوند، باعث خارج شدن سریع آبهای سطحی از سطح راه شده، لذا مشکلات مربوط به پدیده ایستایی آب کاهش می­یابد. هنگامی که مخلوط­های آسفالت سرد با دانه­بندی باز به عنوان لایه اساس قیری مورد استفاده قرار می­گیرند و همچنین مصالح بستر روسازی در مقابل آب حساس باشند، به منظور جلوگیری از نفوذ آب و ضعیف شدن مصالح بستر روسازی، باید عایق رطوبتی در زیر یا در حدود لایه اساس قیری با دانه­بندی باز اجرا شود. دانه­بندی مصالح سنگی مخلوط­های آسفالت سرد کارخانه­ای با دانه­بندی باز در جداول و مشخصات فنی ارائه شده است.

قیرهای امولسیونی از نوع CMS-2 یا CMS-2h در تهیه مخلوط­های آسفالت سرد کارخانه­ای با دانه­بندی باز مورد استفاده قرار می­گیرند. مخلوط­های آسفالتی سرد کارخانه­ای با ماسه همان اصول اساسی که برای تولید مخلوط­های آسفالت سرد کارخانه­ای با دانه­بندی پیوسته و مصالح سنگی درشت دانه ذکر گردید، باستثنای دانه­بندی مصالح سنگی، برای مخلوط­های سرد کارخانه­ای با ماسه نیز به کار می­رود، مخلوط آسفالتی سرد کارخانه­ای با ماسه را می­توان برای قشرهای آستر و رویه استفاده نمود. افزودن یک تا دو درصد سیمان پرتلند به مخلوط به حصول مقاومت اولیه آن کمک خواهد کرد. در حین اختلاط، پخش یکنواخت سیمان در تمامی مخلوط مهم است. حداقل ارزش ماسه­ای مصالح سنگی برای مخلوط­های سرد کارخانه­ای با ماسه برابر با 35 و از نقطه نظر خصوصیات خمیری ( دامنه خمیری) باید غیر خمیری باشند. برای اینگونه مخلوط­ها، امولسیون­های قیری CCS-1h وCSS-1  مورد استفاده قرار می­گیرند. علاوه بر قیر امولسیونی، مقداری آب برای مخلوط کردن که در آزمایشگاه تعیین می­گردد، به ماسه افزوده می­شود. میزان قیر امولسیونی، معمولاً در محدوده 6 تا 15 درصد وزن مخلوط تغییر می­کند.  

 آسفالت سرد مخلوط در محل با قیر امولسیونی آسفالت مخلوط در محل از اختلاط مصالح سنگی با قیر مایع ( قیر محلول یا قیر امولسیونی) در سطح آماده شده راه بدون گرم کردن مصالح سنگی ساخته می­شود. از مزایای این نوع مخلوط، استفاده از مصالح سنگی که در کنار راه، ریسه یا در نزدیکی­های آن انبار شده، می­باشد. آسفالت سرد مخلوط در محل را می­توان به عنوان قشر رویه یا لایه­های اساس و زیر اساس در ساختمان راه به کار برد. از این نوع مخلوط فقط می­توان در راههای با حجم آمد و شد کم یا متوسط به عنوان رویه استفاده نمود. لیکن آسفالت سرد مخلوط در محل به عنوان لایه­های اساس و زیر اساس قابل استفاده برای راههای با هر نوع آمد و شد می­باشد. مصالح سنگی آسفالت سرد مخلوط در محل باید از سنگ یا شن شکسته یا شن و ماسه رودخانه­ای و یا مخلوطی از آن دو تهیه شده باشد. این مصالح بایستی سخت، مقاوم و تمیز باشند. مصالح سنگی آسفالت مخلوط در محل ممکن است دارای دانه­بندی باز یا پیوسته باشند. گاهی اوقات در اجرای آسفالت مخلوط در محل از مصالح سنگی در لایه رویه شنی راه موجود اعم از شکسته یا نشکسته استفاده می­شود. مصالح سنگی مصرفی آسفالت سرد مخلوط در محل باید با مشخصات فنی مشخص شده مطابقت داشته باشد. حدود مشخصات مورد نیاز با توجه به نوع پروژه در دفترچه مشخصات فنی خصوصی قید می­گردد. سازگاری مصالح سنگی با امولسیون قیری باید بررسی شود. نوع کانی­های مصالح سنگی نقش مهمی در عملکرد این مخلوط­ها دارد. به منظور تعیین نوع قیر امولسیونی که باید مورد استفاده قرار گیرد، ساخت مخلوط­های آزمایشی با مصالح سنگی مصرفی در پروژه در آزمایشگاه ضروری است.

قیرهای امولسیونی مصرفی در آسفالت­های سرد مخلوط در محل به خصوصیات مصالح سنگی، شرایط جوی، نوع روسازی و نوع ماشین­آلات مورد استفاده بستگی دارد. معمولاً قیرهای امولسیونی CMS-2h و CMS-2  برای آسفالت­های سرد مخلوط در محل با مصالح سنگی با دانه­بندی باز و قیرهای امولسیونی CSS-1 و CSS-1h برای آسفالت­های سرد مخلوط در محل با مصالح سنگی با دانه­بندی پیوسته استفاده می­شوند. درجه حرارت پخش قیرهای امولسیونی در ساخت آسفالت­های سرد مخلوط در محل در محدوده 20 تا 70 درجه سانتیگراد می­باشد. ساخت آسفالت­های سرد مخلوط در محل قبل از اجرای آسفالت سرد مخلوط در محل باید سطح راه از هر گونه مواد خارجی و دانه­های لق و کنده شده پاک و ناهمواری­های آن برطرف شود. سپس سطح راه به مقدار لازم متراکم می­گردد. اگر آسفالت سرد مخلوط در محل بر روی رویه شنی انجام گیرد، باید سطح راه، اندود نفوذی و چنانچه آسفالت سرد مخلوط در محل روی رویه آسفالتی اجرا شود، باید قبل از پخش آسفالت سرد مخلوط در محل، سطح راه، اندود سطحی شود.

مصالح سنگی آسفالت سرد مخلوط در محل معمولاً مصالح موجود در سطح راه یا مصالحی است که به محل مصرف حمل و به مقدار لازم در سطح آماده شده راه، ریسه یا کپه می­شود. ابعاد ریسه یا فاصله کپه­های مصالح سنگی باید به گونه­ای باشد. که بتوان مقدار قیر امولسیونی که روی آن پخش می­گردد را  تعیین نمود. همچنین بتوان ضخامت مورد نیاز را در طول راه پس از اختلاط با قیر امولسیونی و پخش آسفالت سرد مخلوط در محل بدست آورد. قیر امولسیونی مورد نیاز با دستگاه قیر پاش روی مصالح سنگی پاشیده می­شود.

برای تعیین مقدار قیر امولسیونی ابتدا باید حجم مصالح سنگی کپه شده یا ریسه شده در هر متر طول راه تعیین گردد. سپس با توجه به حجم مصالح سنگی ریسه شده، درصد امولسیون قیری برای هر متر طول راه و سرعت حرکت ماشین قیرپاش مشخص و تنظیم شود. اجرای آسفالت سرد مخلوط در محل نباید به هیچ وجه در هوای سرد انجام شود. زمان مناسب برای اجرای این مخلوط­ها، موقعی از سال است که هوای محلی که آسفالت سرد مخلوط در آن اجرا می­شود، گرم و خشک بوده و حداقل به مدت چند هفته پس از اجرا نیز گرم و خشک باقی بماند.

آسفالت ماکادام نفوذی با قیر امولسیونی آسفالت ماکادام نفوذی به نوعی از روسازی راه اطلاق می­شود که از مصالح سنگی شکسته درشت دانه با دانه­بندی باز تشکیل شده و به وسیله غلتک کوبیده و درهم قفل و بست گردیده، سپس فضای خالی بین آنها ابتدا با قیر تحت فشار و بعد با مصالح سنگی ریزدانه پر شده باشد. اینگونه آسفالت­ها معمولاً در مناطقی به کار می­روند که مصالح سنگی رودخانه­ای با دانه­بندی پیوسته یافت نشود. آسفالت ماکادام نفوذی با قیر امولسیونی را می­توان با مصالح سنگی مرطوب یا خشک اجرا نمود. آسفالت ماکادام نفوذی به عنوان لایه اساس یا رویه بکار می­رود. آسیب پذیری لایه آسفالت ماکادام نفوذی در اثر آمد و شد وسایط نقلیه و عوامل جوی به علت نفوذپذیری زیاد، ایجاب می­نماید سطح حاصله با نوعی رویه پوشش گردد. نوع پوشش، متناسب با حجم آمد و شد بوده و برای راههای با حجم آمد و شد کم تا متوسط، آسفالت سطحی و برای راههای با حجم آمد و شد سنگین تا خیلی سنگین بتن آسفالتی گرم خواهد بود.   

قیر

تاریخچه قیر

(Bitumen History)

قیر ماده ای غلیظ ، چسبنده و سیاه رنگ می باشد، که غیر بلورین بوده و در دی سولفید کربن (CS₂) حل می شود. این تعریف از قیر را می توان در بسیاری از متون مشاهده کرد. اولین تمدنی که با قیر آشنا شد ،سومریان باستان بوده اند که در 4000 سال قبل از میلاد مسیح از این ماده برای آب بندی برج های خود بهره می گرفتند. پس از آنان مصریان و بابلیان نیز از قیر استفاده کرده اند. مصریان باستان از قیر در مصارف مختلف، از جمله، آب بندی و مویایی کردن اجساد استفاده می کردند. کلمه مومیایی از واژه فارسی ((موم)) گرفته شده است که در زبان انگلیسی به ((mummy)) تبدیل شده است. این روش که در حقیقت برای جاودانه کردن انسان به کار می رفته، در مصر باستان رواج فراوانی داشته است. مصریان باستان با استفاده از ماده ای که بخش اعظم آن از قیر تشکیل شده بود، اجساد را به شیوه های مختلف مومیایی می کردند(شکل 1-1). آنان قیر مورد نیاز جهت مومیایی کردن را از معادن قیر طبیعی که در آن مناطق وجود داشت، به روش های سنتی اخراج می کردند. مطالعات اخیر باستان شناسی بر روی قیر مصرف شده در مومیایی مصری، نشان می دهد که آنان قیر مورد نیاز خود را یا از معادن قیر طبیعی کوه (( زیت)) در حوالی کانال سوئز و یا از معادن اطراف ((بحر میت)) به دست می آوردند.



در کتاب مقدس یهودیان ((تورات)) نیز از قیر نام برده شد. از جمله، در باب ششم آیه چهاردهم خطاب به حضرت نوح (ع) آمده است: ((پس برای خود کشتی از چوب کوفر (درختی با چوب های ضخیم) بساز و حجرات در کشتی بنا کن و بیرونش را با قیر اندود کن)). همچنین در باب دوم آیه سوم راجه به تولد حضرت موسی (ع) آمده است: ((چون مادر موسی(ع) نتوانست او را از دیگران پنهان دارد، تابوتی از نی برایش گرفت و آن را به قیر و زفت اندود و طفل را در آن نهاد و آن را در نیزار به کنار نهر گذاشت)).

1-2-1.قیر در ایران باستان
قیر در ایران قدمتی بیش از 5000 ساله دارد. در اواسط هزاره سوم قبل از میلاد مسیح در تمدن ایلام ، حوالی شوش از قیر در مصارف مختلفی استفاده می شد(امپراتوری ایلام از اوایل هزاره سوم تا اواسط هزاره اول قبل از میلاد،بخش بزرگی از مناطق غربی و جنوبی سرزمین امروزی ایران شامل؛ استان های خوزستان،فارس و بخش هایی از استان کرمان، لرستان و کردستان امروزی را در بر می گرفت، که معروف ترین بخش این امپراتوری، منطقه شوش بود). مردم آن روزگار در شوش از قیر در مصارف متعددی استفاده می کردند. مصارف استفاده از قیر کاربردهای پزشکی تا ساخت و ساز و مصارف زینتی و حتی مذهبی را شامل می شد. از جمله اولین ساخته های قیری ایرانیان باستان، می توان به نماد مذهبی اشاره کرد که به شکل استوانه که در موزه لوور فرانسه نگهداری می شود، 19 سانتی متر ارتفاع و 11 سانتی متر قطر داشته و در سال 1908 در تپه های حوالی شوش کشف شده است. بر روی این استوانه چندین غزال، گربه و عقابی با بال های باز شده کنده کاری شده است. این نمادها که در آن روزگار قداست داشته اند، در آیین های مذهبی استفاده می شدند.



ساخت مهر های استوانه ای از جانب مردم ایلام، به عنوان وسیله ارتباطی و خط تصویری نیز استفاده می شد. پس از آغسته کردن این مهرها به مایعی شبیه جوهر، نقوش آن بر غارها، سفال ها و کتیبه ها اعمال می گردید.کنده کاری و مجسمه سازی بر روی کلوخه های سنگی قیر طبیعی، تنها در ایران باستان مرسوم بوده و مشابه آن را در هیچ تمدن دیگری نمی توان مشاهده کرد.

از دیگر یافته های آن دوران می توان به کتیبه های قیری اشاره کرد که 2450 سال قبل از میلاد در حوالی شوش ساخته شده است؛(شکل 1-3) این کتیبه 25 سانتی متر ارتفاع، 22 سانتی متر عرض و هشت سانتی متر ضخامت داشته و در سال 1877 کشف و در موزه لوور نگهداری می شود. بر روی این کتیبه نیز نقوش مختلفی از حیوان و انسان کنده کاری شده است. این کتیبه چهار ضلعی بوده و سوراخی در مرکز آن وجود دارد. مشابه این نوع کتیبه در آن روزگار متداول بوده و 120 نمونه از آن در سوریه و عراق کشف شده است، اما تنها این نمونه از قیر ساخته شده و مابقی آنها از جنس گچ و یا سفال می باشند. از آنجایی که اکثر این کتیبه ها در معابد یافت شده اند، این ایده که طرح فوق نیز قداست داشته و در آیین های مذهبی مورد استفاده قرار می گرفت را تقویت می کند.



در سال 1921 نیز در کاوش های انجام شده در معبد آپادانا در حوالی شوش کاسه ای به دست آمد که متعلق ه سال های 1940 تا 2000 قبل از میلاد می باشد. این کاسه که سه پایه با نقشی از بز کوهی دارد، نوعی ظرف اشرافی است، که احتمالا در مراسم تدفین مورد استفاده قرار می گرفت.(شکل1-4) در ساخت این کاسه علاوه بر قیر از طلا، برنز و صدف نیز استفاده شده است.قیر به کار رفته در ساخت این کاسه بسیار سخت بوده و پایه های قیری آن تغییر شکل نمی دهند. با توجه به معادن قیرهای بسیار سخت موجود در شمال شرقی شوش در استان خوزستان، احتمال این که از قیر این ناحیه در ساخت کاسه مورد نظر استفاده شده باشد، وجود دارد.



از دیگر یافته های قیری در ایران می توان به نشان دایره ای شکلی اشاره کرد که بازهم در حوالی شوش یافت شده است.(شکل 1-5) این اثر که متعلق به قرن چهاردهم قبل میلاد است، حدود 9 سانتی متر قطر دارد. این نشان را از قیر تهیه کرده و برروی آن روکشی از طلا و نقره داده اند. نقش موجود بر روی آن شامل سر یک مرد با مو های بلند است، که دور آن را هفت قوچ احاطه کرده و حاشیه های آن نیز حالت کنگره دار است. این نشان که نمایانگر انسانی قهرمان است، کاربرد زینتی داشته و متعلق به اشراف زادگان آن دوران می باشد که جهت تزیین بر روی اجسام دیگر قرار می دادند.



کاوش هایی که در سال 1963 در مناطق جنوب غربی ایران در خوزستان انجام شد نیز منجر به کشف کلاه خودی شد که متعلق به قرن 14 قبل از میلاد مسیح می باشد. این کلاه نیز از جنس قیر طبیعی بوده و روکشی از طلا و برنز بروی آن کشیده شده است(شکل 1-6).



این کلاه که تنها حدود 16 سانتی متر ارتفاع دارد و با تصاویری منقش گردیده، تنها جنبه زینتی داشته است. بروی کلاه تصویر سه انسان حکاکی شده است. مردی که در وسط قرار دارد، الهه آب است که موهای بلندی داشته، تاجی بر سر دارد و گلدانی را بر روی سینه نگهداشته است. در دو سوی آن دو الهه زن وجود دارد که آنان نیز تاجی بر سر داشته، النگو و گردنبندی را به خود آویخته و دست های خود را به حالت نیایش بالا برده اند. در بالای سر آنها هم پرنده ی شکاری با بال های باز شده، از آنها حفاظت می کند. تمامی این نماد ها نشان دهنده ی تمدن ایلامی است. به احتمال زیاد این نشان را به پاس شجاعت های فرمانده های دلاور، به او هدیه داده اند. این اثر در موزه هنر های متروپولیتن نگهداری می شود.

اثر دیگری که با قیر ساخته شده است، نقش برجسته ای است که تصویر زن نخ ریس را نشان می دهد(شکل1-7). این اثر هم که متعلق به قرن های هفت و هشت قبل از میلاد مسیح است، در حوالی شوش کشف شده و در موزه لوور نگهداری می شود. این کتیبه که بیش از 9 سانتی متر ارتفاع دارد و 13 سانتی متر عرض دارد، تصویر زنی اشراف زاده را نشان می دهد که در حال ریسیدن نخ بوده و یک خدمتکار او را باد می زند.



موارد فوق نشان می دهند که قیر در ایران باستان در مصارف زینتی کاربردهای فراوانی داشت. ضمن این که علاوه بر استفاده از قیر در موارد زینتی در کاربردهای نظامی نیز اهمیت ویژه ای داشته است. نکته قابل توجه این است که کلمه نفت ( نپتا در زبان اوستایی) در بسیاری از نسخ قدیمی، معادل کلمه" قیر" مطرح گردیده است.

استفاده از قیر و نفت در ارتش ایران بسیار متداول بوده است. در آن زمان سربازانی با لباس های یک شکل به نام "نفت انداز" ،"نپتان" و یا "نفات " وظیفه پرتاب کردن آتش به سمت دشمن را بر عهده داشتند. آنان برای روشن کردن آتش از قیر استفاده می کردند. از جمله نبرد ایرانیان باستان که از قیر در جنگ بهره گرفتند، می توان به جنگ شاهپور، پادشاه ایرانی با رومیان در قرن چهارم میلادی اشاره کرد. بنا به گفته مورخان رومی در این نبرد، ایرانیان برگ های گیاه مخصوصی را در روغن ویژه ای خیس می کردند، سپس مایع دیگری به نام "نفت" بر آن می افزودند و آن ها را روی تیرهای جنگی خود قرار داده و پس از آتش زدن و به طرف دشمن پرتاب می کردند. آنها تیر کمان را آهسته رها می کردند تا سرعت زیاد موجب خاموش شدن تیرهای رها شده نشود. این تیرها به هرجا که برخورد می کردند، آتش سوزی ایجاد کرده و آتش به وجود آمده با آب خاموش نمی شد و فقط خاک و شن آن حریق را خاموش می کرد. همچنین در قرن ششم میلادی در جریان نبرد ایران و روم مورخان نقل کرده اندکه :" ساخلوهای (سربازان) ایرانی   کوزه های بسیاری که از گوگرد و قیر انباشته شده بود را آتش زدند و به طرف رومی ها پرتاب کردند و توانستند به این وسیله حریقی راه بیندازند که به طور تقریبی همه چیز را بسوزانند."

اسکندر مقدونی در جنگ  با هندیان، برای ترساندن فیل های هندی از قیر و نفت استفاده کرد. او ارابه های آهنی را از قیر پر کرده و آتش زد تا فیل های هندی را بترساند.

یونانیان نیز علاوه بر ایرانیان از این گونه سلاح ها در  جنگ استفاده می کردند. آنان با مخلوطی از قیر یا نفت سیاه ،آهک و گوگرد سلاحی تحت عنوان " آتشپاره یونانی" ساخته و در نبردهای خود به کار         می بستند. با همین سلاح ، توانستند ارتش معاویه را که برای تصرف قسطنطنیه رفته بودند ، نابود کنند. همچنین در سال 941 میلادی هنگامی که ناوگان روسی شامل هزار کشتی جنگی به قصد تصرف قسطنطنیه لشکر کشی کرده بودند، رومی ها روی آب دریا نفت ریخته و آن را آتش زدند و به این شیوه کشتی های روسی را سوزانده و آنان را مغلوب کردند.

شواهد باستان شناسی نشان می دهند که در ایران از قیر در ساخت کاخ ها استفاده های فراوانی می شد. این موارد شامل آب بندی پی ساختمان ها و ملات جهت بند کشی آجرها و سنگ ها بوده است.
در بعضی موارد نیز جهت نما کاری و زیبایی بنا، از قیر استفاده می شد، به طوری که در ساخت ستون های چوبی کاخ آپادانا در شوش ، از قیر برای ایجاد یک سطح صاف و صیقلی بر روی ستون ها استفاده شده است.همچنین بر اساس یافته های محققان در ساخت این کاخ از آجر و ملات قیری برای ساخت دیوار ها استفاده شده است.

استفاده از قیر در ساخت بناها در تمدن بابل نیز بسیار معمول بوده است. مطالعات باستان شناسی نشان  می دهد که در ساخت باغ های معلق بابل ، که از عجایب هفتگانه جهان به شمار می رود،از قیر        استفاده های فراوانی شده است.این باغ چند طبقه در حدود 600 سال قبل از میلاد به دستور "بخت النصر" پادشاه بابل برای همسر ایرانی او " سمیرامیس"(از آب و هوای کویری بابل در رنج بود)، ساخته شد. هر طبقه از این باغ به صورت مربعی شکل با ابعاد 30 متر ساخته شده و هر طبقه با طبقات دیگر پنج متر فاصله داشته است.

در هر طبقه تا ارتفاع سه متر خاک ریخته شده و انواع گیاهان از مناطق مختلف جمع آوری و در آن کاشته شده بود. شواهد باستان شناسی نشان می دهد که جهت آب بندی این طبقات و جلوگیری از نشت آب به طبقات پایین تر ، از یک لایه حصیری که با مقدار زیادی قیر طبیعی اندود شده است استفاده کرده اند.

ایرانیان نیز در ساخت راه ها از قیر بهره می گرفتند، که می توان از ان جمله به ساخت قسمت هایی از   "راه شاهی" که در قرن پنجم پیش از میلاد به دستور داریوش اول (پادشاه هخامنشی) از شوش به ساردیس ( در حوالی ازمیر ترکیه که در آن زمان جزء سرزمین ایران بود) ساخته شد، اشاره کرد. این راه به طول 2700 کیلومتر مهم ترین وسیله ارتباطی بین شهرهای بزرگ در آن روزگار بوده که پس از شوش تا تخت جمشید نیز ادامه یافت. می توان آن را اولین جاده قیر اندود شده جهان برشمرد. کیفیت  این راه آنقدر بالا بود که پیک های نامه رسان کل مسافت آن را در هفت روز می پیمودند. در ساخت این راه و همچنین سایر راه های درون شهری در شهرهای بزرگ آن دوران از جمله بابل، از قیر طبیعی و سنگ و آجر استفاده شده است. از جمله راه های مهم دیگری که در بابل با قیر اندود شده بود، می توان به "راه مقدس " اشاره کرد. این راه که معابد اطراف بابل را به یکدیگر ارتباط می داد با قیر اندود شده بود و روی آن را با پاره های سنگ و آجر قرمز رنگی فرش کرده بودند، تا پادشاهان و موبدان بتوانند بی آن که پایشان آلوده شود برای انجام مراسم مذهبی از این راه ها بگذرند.

از جمله موارد کاربرد های دیگر قیر در ایران باستان می توان به کاربردهای درمانی آن اشاره کرد.پزشکان آن دوران ، قسیر را به عنوان دارویی شفابخش قلمداد می کردند که می توانست بسیاری از امراض را درمان کند. ابوالقاسم استخری از نویسندگان قرن سوم هجری درباره اثر درمانی قیر طبیعی می گوید: ((در غاری در دارابگرد واقع در ولایت فارس، مومیا (قیر طبیعی) یافت می شود و قدرت شفابخشی آن چنان ارزشی دارد، که یک نگهبان همیشه در کنار این غار کشیک می دهد و این مومیا را یک بار در سال در ظرفی سنگی جمع آوری می کنند و نزد حاکم ولایت می برند))جالب آن است که مردم فارس هم اکنون نیز از این دارو استفاده می کنند.آنان با مخلوط کردن قیر طبیعی و روغن حیوانی پمادی درست می کنند که در درمان درد های عضلانی و روماتیسمی کاربرد داشته و به منظور تسکین درد های نقرسی و شکستگی ها از آن استفاده می کنند.آنان هم اکنون نیز این دارو با نام ((مومیا)) می شناسند. در حوالی شهرستان جهرم در استان فارس نیز معادن قیر طبیعی وجود داشته است که مردم آن زمان از این ماده که آن را ((مومیا)) یا زهک می نامیدند، در درمان زخم ها و شکستگی ها استفاده می کردند. تاریخدانان متعددی بعد از اسلام نیز به وجود معادن قیر طبیعی در ایران اشاره داشته اند. حاج میرزا حسن فسایی در فارسنامه ناصری به وجود چشمه ای در حوالی بهبهان به نام چشمه قیری اشاره دارد که: ((دو قامت گودی دارد و سالی چندین خروار قیر از این چشمه استخراج می شود)). او همچنین به منابعی از قیر در حوالی رازمهر مز اشاره می کند که ایرانیان باستان در آن زمان قیر این چشمه را که آغشته به نفت بوده است، بیرون کشیده و استفاده می کردند. میرزا حسن فسایی در خصوص نحوه استخراج قیر از این چشمه می گوید: (( در این ناحیه چشمه ای است که قیر و نفت سیاه از آن بیرون می آید. در مقابل آن حوضی ساخته اند، که آنچه از چشمه بیرون می آید  در آن جمع می شود. سپس شعله آتش بر حوض زده تا نفت آن بسوزد و بعد سوراخی که در انتهای حوض گذاشته اند را گشوده و قیر مایع که به وسیله آتش گداخته شده از سوراخ درآمده ، داخل آب رودخانه ای که به حوض پیوسته است، مشود. پاره های قیر یاقوت حموی از مورخان معروف قرن هفتم هجری قمری در اثر ((معجم البلدان)) خود راجع به نفت بادکوبه چنین می نویسد: ((بادکوبه در ایالات شیروان نزدیک دربند است.در این شهر چشمه بزرگ نفت وجود دارد، که روزی هزار درهم نفت می دهد. کنار آن چشمه دیگری از نفت سفید است که مانند روغن زیبق (جیوه) می باشد و شب و روز جاری است و عایدی این چشمه هم مانند چشمه اولی می باشد)). ابن البلخی در فارسنامه نیز می نویسد: ((سینیز (بندر دیلمی کنونی در استان بوشهر) شهری است در کنار دریا و حصارکی دارد؛ میان مهروبان و جنابا(گناوه کنونی) است. در این شهر کاشتی نکنند و جز خرما نخیزد و روغن جراغ (نفت) آن شهر معروف است)).

قیر 40/50

قیری است که از طریق انجام فرآیند هوادهی بر روی وکیوم باتوم (ماده اولیه تولید قیر که از ته مانده برج تقطیر در خلاء پالایشگاه های نفت گرفته می شود) در واحد های قیر سازی به دست می آید و درجه نفوذپذیری آن (تعیین مقدار سفتی قیر ) آن بین 40 تا 50 باشد
کاربرد: عمده ترین کاربرد متداول این محصول در مناطق گرمسیری می باشد

قیر 60/70

قیری است که از طریق انجام فرآیند هوادهی بر روی وکیوم باتوم (ماده اولیه تولید قیر که از ته مانده برج تقطیر در خلاء پالایشگاه های نفت گرفته می شود) در واحد های قیر سازی به دست می آید و درجه نفوذپذیری آن (تعیین مقدار سفتی قیر ) آن بین 60 تا 70 باشد
کاربرد: عمده ترین کاربرد متداول این محصول در مناطق معتدل می باشد

قیر 85/100

قیری است که از طریق انجام فرآیند هوادهی بر روی وکیوم باتوم (ماده اولیه تولید قیر که از ته مانده برج تقطیر در خلاء پالایشگاه های نفت گرفته می شود) در واحد های قیر سازی به دست می آید و درجه نفوذپذیری آن  (تعیین مقدار سفتی قیر ) آن بین85 تا 100 باشد
کاربرد: عمده ترین کاربرد متداول این محصول در مناطق سردسیر می باشد

قیرهای محلول

قیرهای محلول از حل کردن قیرهای خالص در حلالها یا روغن های نفتی بدست می آید. که معمولا" درصد حلال از 10 تا 50 درصد وزنی محلول می باشد که هر چقدر این میزان بیشتر باشد محلول روان تر است و به منظور چسبندگی قیر به مصالح مرطوب استفاده می شود.
بر حسب سرعت گیرش و نوع حلال به سه دسته تقسیم می شود :
قیرهای محلول زود گیر (SC-70 , SC-250 , SC-800 , SC-3000) : از حل نمودن قیر خالص در نفتا بدست می آید.
قیرهای محلول کندگیر ( MC-30 , MC-70 ,MC-250, MC-800,MC-3000) : از حل نمودن قیر خالص در نفت سفید بدست می آید.
قیرهای محلول دیرگیر ( RC-30 ,RC-70 , RC-250 ,RC-800) : از حل نمودن قیر خالص در گازوئیل یا نفت سیاه بدست می آید.

قیرهای امولسیونی

یک مخلوط دوفازی از قیر و آب می باشد که برای ایجاد یک پایداری نسبی از موادی به نام امولسیفایر استفاده می شود.
انواع قیر امولسیونی از نظر بار الکتریکی :
امولسیونهای قیری از نظر بار الکتریکی به سه دسته تقسم می شوند که شامل کاتیونیک و آنیو نیک و خنثی می باشند که نوع اول یعنی کاتیونیک دارای بار مثبت هستند و PH آنها بین 2 تا 5 و اکثرا" بین 2 تا 3 می باشند از معروفترین امولسیون سازهای کاتیونیک نمکهای آمونیوم یا آمین ها را می توان نام برد.
محلولهای امولسیون ساز کاتیونی از انحلال آمینها، دی آمینها و آمینو آلکسی ها در اسید کلیریدریک یا اسید استیک تهیه می شود. این عمل با کنترل دقیق PH انجام شده و تولید نمکهای آمینی می کند.
وقتی که نمکهای آمینی تشکیل شد بار مثبت خود بخود در سطح قطره قیر آرایش می یابد. کلر با بار منفی توسط بار مثبت ذرات جذب شده و با آب موجود در سیستم، یک لایه دو تایی الکتریکی (Double Electrical Layer )بوجود می آورد.
PNH2 + HCI - RNH3⁺ +CI⁻
نمک آمینی اسید کلریدریک + آمین
ضخامت این لایه تأثیر زیادی روی پایداری و گرانروی امولسیونها دارد. این مواد در آب به یک یون مثبت بزرگ و یون کوچک منفی یونیزه می شوند که یون مثبت سطح فعال کاتیونی را بوجود می آورد.
انواع قیر امولسیونی از نظر بار الکتریکی :
امولسیونهای قیری از نظر سرعت شکسته شدن و بار الکتریکی ذرات معلق به سه دسته زیر تقسیم می شوند:

• امولسیونهای قیری تند شکن (ناپایدار): امولسیونهای قیری ناپایدار روی سطح مصالح بسیار سریع شکسته می شوند و یک لایه بسیار نازک قیر را بر جای می گذارند. مصرف عمده آنها در آب بندی با مصالح سنگی، آب بندی با ماسه، آسفالتهای سطحی و ماکادام نفوذی می باشند.
• امولسینهای قیری کند شکن(نیمه پایدار): امولسیونهای قیری کند شکن بلافاصله پس از تماس با سنگدانه ها شکسته نمی شوند و مخلوط آسفالتی تا چندید دقیقه کارایی خود را حفظ می کند که غالبا" در کارخانه های سیار تهیه می شوند.
• امولسینهای قیری دیر شکن (پایدار): امولسینهای قیری دیر شکن وقتی رقیق می شوند می توانند برای اندود سطحی و آب بندی سطوح روسازی بدون سنگدانه و فرونشاندن گرد و غبار استفاده می شوند.

قیرهای اصلاح شده

از آنجاییکه قیر به تنهایی هیچگاه از خواص فیزیکی مکانیکی کاملا" رضایت بخشی برخوردار نبوده است از این رو محققان همواره در تلاش هستند خواص قیر را اصلاح نمایند. اصلاح قیر باعث بالا رفتن کیفیت آن و افزایش عمر سرویس دهی پوشش شده و در نتیجه هزینه های نگهداری و سرعت پوشش به نحو چشمگیری کاسته خواهد شد.
عمده ضعفهای قیرهای در موارد زیر می باشد: حساسیت بالای حرارتی، کمی خاصیت الاستیسیته، محدود بودن دامنه سرویس دهی از نظر دما، خواص مقاومت تنشی و بسیاری خواص دیگر است. افزدنیهای مختلفی برای بهبود خواص قیر بکار رفته است.

قیر

قیر

مقدمه

قیر ماده ایست سیاه رنگ مرکب از هیدروکربورهای آلی با ترکیب پیچیده که از تقطیر نفت خام بدست می آید و یا درطبیعت بصورت معادنی مخلوط با مواد معدنی وجود دارد . قیر بدو صورت جامد و مایع تهیه میگردد.[1]

مواد متشکله قیر

ترکیبات مختلف قیر تا کنون به خوبی شناخته نشده اند ولی عمده این ترکیبات که بوسیله حلالهای مختلف از قیر جدا گردیده ، عبارتند از مواد آسفالتین – رزین و روغنهای سنگین که گاهی با مقدار کمی مواد معدنی همراه بوده و در محیط کلوئیدی روغنی مجاور یکدیگر قرار گرفته اند . خاصیت قابلیت انعطاف و چسبندگی قیر به رزین مربوط می باشد از طرفی هر چه آسفالتین زیادتر باشد قیر سخت تر است ولی با ازدیاد روغن قیر نرمتر می گردد. با حرارت دادن قیر مواد روغنی تبدیل به رزین و همچنین رزینها تبدیل به آسفالتین شده و در حرارت بیش از حد قیر تبدیل به ذغال و بخار آب میگردد. [2]

آسفالتن

آسفالتن ماده جامد شکننده ای است که در هپتان نرمال نامحلول و به رنگ سیاه تا قهوه ای می باشد. علاوه بر کربن و هیدروژن ، مقداری نیتروژن ، گوگرد و اکسیژن دارد . آسفالتن معمولا ترکیبی بسیار قطبی محسوب می شود و شامل مواد آروماتیکی پیچیده با وزن ملکولی بسیار زیاد است . نقطه ذوب مشخصی ندارد و زمانیکه حرارت داده می شود ابتدا متورم و سپس تجزیه و سرانجام مواد کربنی زیادی به جا می گذارد . آسفالتن بین 5 تا 25 درصد قیر را تشکیل می دهد . هر چه مقدار آسفالتن در قیر بیشتر باشد ، قیر سخت تر و نفوذپذیری کمتری خواهد داشت ، علاوه بر اینکه نقطه نرمی بیشتر و سرانجام گرانروی بالاتری دارد  . وزن ملکولی این ماده در یک گستره عریض از 600 تا 300000 است و بستگی به روش جداسازی اعمال شده دارد.

مالتن ها

مالتن ها جزء محلول در حلالهای سبک مانند هپتان نرمال می باشند . مالتن ها در قیر مخلوطی از دو بخش رزین ها و روغن ها هستند و وزن ملکولی اجزاء مالتن در بین 250 تا 1250 گرم بر مول قرار دارد.

رزین ها

رزین ها در هپتان نرمال محلول هستند . قسمت اعظم این ترکیبات مانند آسفالتن از کربن و هیدروژن تشکیل شده و نیز حاوی مقدار کمی اکسیژن ، گوگرد و نیتروژن می باشند . این ماده به رنگ قهوه ای تیره جامد و نیمه جامد بوده و بسیار قطبی می باشد . خاصیت ویزه رزین ها در این است که بسیار چسبنده اند . رزین ها مواد ضد انعقاد برای آسفالتن محسوب می شوند و نسبت رزین به آسفالتن ممکن است تا حدی که به قیر حالت سل ( Sol )  یا ژل ( Gel ) بدهد

 آروماتیک ها 

آروماتیک ها ترکیبات حلقوی با کمترین وزن ملکولی هستند و شامل زنجیرهای جانبی آروماتیکی و یا نفتنیکی هستند و محیط ضد انعقاد بسیار مناسبی برای آسفالتن به شمار می روند . این جزء بین 40 تا 60 درصد کل قیر را تشکیل داده و مایعی ویسکوز ( گرانرو ) به رنگ قهوه ای تیره که میانگین وزن ملکولی آنها بین 300 تا 2000 در نوسان است . آروماتیک ها حاوی زنجیره های کربنی غیر قطبی بوده که در آنها حلقه های اشباع ارجحیت داشته و توانایی انحلال پذیری زیادی را برای سایر هیدورکربنهای سنگین دارد.

 ترکیبات اشباع

ترکیبات اشباع از هیدروکربن های آلیفاتیک زنجیری مستقیم و شاخه دار همراه با الکیل نفتن ها و مقداری آلکیل آروماتیک ها تشکیل شده است . این ترکیبات اغلب به شکل روغنهای گرانرو ، غیر قطبی بوده و بی رنگ هستند . میانگین وزن ملکولی آنها عینا شبیه آروماتیکی بوده و اجزاء تشکیل دهنده آنها شامل مواد مومی و غیر مومی اشباع می باشد. این جزء 5 تا 20 درصد قیر را تشکیل می دهد.

بطور کلی آسفالتن ها اسکلت ساختمانی قیرها را تشکیل میدهند و رزینها در میزان چسبندگی و قابلیت شکل پذیری قیرها موثرند و روغنها بر مسئله روانی قیر اثر می گذارند . اصولا خواص فیزیکی قیر تابعی از ساختمان شیمیایی ، کمیت و کیفیت هیدروکربنهای متشکله است .

مشخصات عمومی قیر

قیر ماده ایست که در سالیان دراز تغییر شکل پیدا نکرده و پایدار میماند . این پایداری مربوط به خواصی است که قیر خالص دارا میباشد باین معنی که هرچه پایه نفتی آن مناسب تر باشد پایدارتر خواهد بود.

مشخصات عمومی قابل توجه قیر عبارتند از:

1-    غیر قابل نفوذ بودن در مقابل آب و رطوبت

2-    مقاومت در مقابل اسیدها – بازها و نمک ها

3-    قابلیت ارتجاع

4-    چسبندگی

5-    محلول بودن در برخی از حلالها ( بدون از دست دادن خواص خود )

6-    عایق بودن در مقابل جریانهای الکتریکی

7-    تشکیل دادن فیلم پایدار بروی اجسام مختلف

8-    داشتن رنگ ثابت

در بعضی موارد قیر خاصیت اصلی خود را از دست میدهد بطوریکه نمی توان از آن به خوبی استفاده نمود .

این موارد شامل موارد زیر می باشد:

1-    تجزیه شدن در حرارت زیاد و تبدیل آن به ذغال توام با اشتعال

2-    نداشتن خاصیت چسبندگی در محیط مرطوب و آلوده بخاک نرم

3-    تغییر شکل پذیرفتن در مقابل فشار و حلالها [3]

ساختمان شیمیایی قیر

خواص فیزیکی قیر در واقع تابعی است از اجزاء متشکله یا ساختمان شیمیایی آن . شیمی قیر را میتوان در دو سطح ملکولی و بین ملکولی ( ریز ساختار ) بررسی نمود .

1-    سطح ملکولی

قیر مخلوط پیچیده ای از هیدروکربنهای با نقطه جوش بالا می باشد . بطور کلی قیر را میتوان شامل اجزاء آلیفاتیک ها ( واکسها ) ، آروماتیک ها و ملکولهایی که مخلوطی از هر دو می باشند ، دانست.

گروه دیگری از ملکولها از واکنشهای نظیر اکسیداسیون و یا غیره در قیر بوجود می آیند . بطور مثال ، انواع مشخصی از کربنهای قیری مستعد اکسیداسیون هستند که کربنهای آلیفاتیک کنار یک حلقه آروماتیکی تحت عنوان بنزیل کربن مثال خوبی برای ملکولهای مستعد اکسیداسیون می باشند . این موقعیت ها پس از اکسیداسیون به یک کتون تبدیل شده و در اثر اکسیداسیون بیشتر تبدیل به یک اسید کربوکسیلیک شده و قسمتی از ملکول جدا می شود . اسید کربوکسیلیک موجود در نفت خام یا اسیدی که بدین طریق بدست می آید ممکن است به نمک های سدیم یا کلسیم تبدیل شوند .

گروه مهم دیگری که در پیر شدن قیر مهم می باشند ، کینولین ها ، ترکیبات سولفوردار می باشند .

مواد دیگری که در قیر یافت می شوند ارگانومتال ها ( Organometallic  materials ) هستند که شامل فلزاتی نظیر وانادیم ، نیکل ، آهن و غیره می باشند .

2-    سطح بین ملکولی

مهمترین عامل در برهمکنش بین ملکولها ، قطبیت ملکولها می باشد. همه هترواتمها سبب بوجود آمدن ملکولهای قطبی می شوند. همچنین محصولات حاصل از اکسیداسیون نیز همگی قطبی هستند . قطبیت از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا سبب می شود که ملکولها به سمت آرایشات خاصی سازماندهی شوند . تشکیل مایسلها ، کلوئیدها و بسیاری موارد دیگر از این نوع هستند . جذب یک ملکول قطبی به دیگری سبب جدایش بار آنها و آرایش یافتگی مولکولی می شود که از لحاظ ترمودینامیکی پایدارتر است. بدین ترتیب ، تعدادی از این ملکولها ، ساختارهای سه بعدیی را که دارای پیوندهای بین ملکولی هستند تشکیل می دهند که به آنها مایسل یا کلوئید گفته می شود . در حالیکه اینها یک مایسل حقیقی نبوده و مجموعه ای از ملکولهای سازمان یافته می باشد . این ساختارهای بوسیله نیروی الکترواستاتیکی و دیگر نیروهایی که نسبت به نیروهای کووالانسی بسیار ضعیف تر هستند ، نگه داشته می شوند . این ساختارها باعث تغییراتی در خواص فیزیکی قیر می شوند بطوریکه وقتی ملکولها به صورت اتفاقی باشند به آسانی در اطراف یکدیگر حرکت می کنند . ولی وقتی ملکولها آرایش یافته باشند ملکولها در برابر حرکت و تغییر شکل مقاومت از خود نشان میدهند . بعبارتی ساختار قیر سفتتر و ویسکوزتر میشود . توانایی تشکیل این نوع ساختارها به استحکام پیوند ، نوع ، تعداد و موقعیت گروههای قطبی دارد .  

ساختمان کلوئیدی قیر

معمولا قیر از یک سیستم کلوئیدی ، شامل میسل ها معلق آسفالتن با وزن ملکولی زیاد در یک محیط روغنی شکل مالتن با وزن ملکولی کمتر ، تشکیل شده است . در حضور مقدار کافی رزین ها و آروماتیک ها ، قدرت آسفالتن از نقطه نظر تحرک در قیر بیشتر شده که در این حالت به قیر نوع سل یا محلول گفته می شود . اگر نسبت جزء رزین / آروماتیک در قیر به اندازه کافی نباشد، میسل ها به اندازه کافی در قیر محلول نیستند که در این صورت این قیرها به نام ژل یا قیرهای نوع ژلاتینی معروف هستند . از جمله قیرهای اکسید شده که برای سقف بام مورد استفاده قرار می گیرند از این جمله اند .

رفتار کلوئیدی قیرها به مقدار آسفالتن و درجه حرارت بستگی دارد که این امر در گرانروی سیستم اثرات زیادی دارد و زمانیکه درجه حرارت قیر را بالا می بریم  ، این اثرات با افزایش درجه حرارت کاهش می یابد و ژل از بین می رود .

طبقه بندی و نامگذاری قیرها

1-    قیرهای جامد، درجه بندی  نفوذی ( Penetration Grade )

قیرهایی که مستقیماً از برج تقطیر در خلاء در  پالایشگاه به دست آمده است یا مختصری مورد فرآیند هوادهی ( Blowing )  قرار گرفته است ، بنام قیرهای رده Pen  نامیده شده  و نامگذاری آنهابر اساس بازه ای است که Pen  قیر مابین آن قرار می گیرد . ( بعنوا ن مثال قیر 70/60 قیری است که درجه نفوذ آن بین 60 تا 70 باشد.)   قیرهای نرمتر که دارای درجه نفوذ بیشتری هستند ( درجه نفوذ 60 تا 300 ) از تقطیر نفت خام و قیرهایی که دارای درجه نفوذ کمتری هستند ( درجه نفوذ 10 تا 60 ) از هوا دادن به قیر های  فوق به دست می آیند.  محصولاتی که مستقیما از تقطیر نفت خام در ایران تولید می شوند عبارتند از :

70/60 ، 100/85 ، 150/130 ، 200/180 ، 250/220 ، 320/280

و قیرهایی که با هوا دادن به یکی از قیرهای فوق بدست می آیند عبارتند از :

20/10 ، 30/20 ، 40/30 ، 50/40 ، ( در بعضی موارد 70/60 )

اعداد مذکور مشخص کننده درجه نفوذ قیر می باشند .

 2-    قیرهای دمیده  یا اکسیده شدنه      ( Rubbery Grade / R Grade )

این محصولات از اکسیده شدن مخلوطی از قیرهای نرم با مواد روغنی سنگین بدست آمده اند.

قیرهای تولیدی پالایشگاه را که در دمای محیط بصورت مایع و نیمه جامد  هستند ، تحت فرآیند هوادهی به قیرهای ردهPen  برای مصارف راهسازی و یا قیرهای جامد رده " R   " برای مصارف عایق و پوشش بام و غیره تبدیل می کند .

برای نامگذاری قیرهای رده R   از چپ به راست پس از حرف " R "  ابتدا نقطه نرمی ( SP ) و سپس درجه نفوذ پذیری ( Pen ) را می نویسند .

R ( SP ) – ( Pen )   مانند قیرهای  50/90  و 25/85

 3-     قیرهای رده گرانروی    ( Viscosity Grade )

اخیرا متخصصان فن اعلام کرده اند که گرانروی ، بیش از دو مشخصه متداول دیگر یعنی  SP و Pen  می تواند معرف خواص قیر باشد . از این رو طبقه بندی جدیدی بر اساس گرانروی ارائه نموده اند و از کد  AC – 25  تا  AC – 40  برای دسته بندی خواص قیری استفاده نموده اند .

 4-    رده بندی قیرها بر اساس درجه کارآیی    ( PG)

در سیستم جدید شارپ ، قیرها را بر اساس میزان درجه کارآیی آنها رده بندی می کنند .

 از جمله قیرهایی که در پالایشگاههای کشور تولید می شوند ، می توان قیرهای زیر را نام برد :

ته مانده برج تقطیر در خلاء  ( Vacuum Bottom ) ( VB )

 قیرهای مایع ( Cut Back )

این قیرها از حل کردن یکی از قیرهای جامد در حلالهای مختلف بدست می آید و این عمل بمنظور پایین آوردن ویسکوزیته قیر انجام می شود. قیرهای مایع پس از مصرف و تبخیر حلال سفت شده و بصورت اولیه در می آیند . این فرآورده ها نیز بر حسب ویسکوزیته تقسیم بندی گردیده اند . حلالهایی که در تهیه این محصولات بکار برده می شوند ممکن است از مواد نفتی سبک ، متوسط و یا سنگین ، بترتیب مانند نفتا ، نفت چراغ و گازوئیل باشند.

قیرهای مایع به 3 دسته تقسیم می شوند که هر یک دارای 6 نوع محصول می باشد:

 1-    قیرهای مایع زودگیر

این دسته از قیرها از رقیق نمودن قیر 100/85  درصد مواد نفتی سب مانند نفتا بدست می آیند و چون حلال آنها در شرایط معمولی بزودی تبخیر می گردد بدین جهت قیر زودگیر نامیده شده اند . انواع قیرهای این دسته عبارتند از :

RC0 – RC1 – RC 2 – RC3 – RC4 – RC5

 2-    قیرهای مایع کندگیر

این دسته از قیرهای مایع از حل کردن قیر 100/85  در حلالی مانند نفت چراغ بدست می آیند و چون حلال آنها دیرتر از نوع قبلی تبخیر می گردد بنام قیرهای مایع کندگیر موسوم شده اند . انواع این قیرها عبارتند از :

MC0 – MC1 – MC2 – MC3 – MC4 – MC5

3-    قیرهای مایع دیرگیر

این قیرها که از حل کردن قیرهای 100/85 در حلالهای سنگین مانند گازوئیل Gasoil یا نفت سیاه  Fueloil  بدست آمده اند ، حلالشان پس از مصرف تبخیر نمی شود ، بلکه پس از تجزیه بتدریج سخت میگردد . انواع این دسته از قیرها عبارتند از  :

SC0 – SC1 – SC2 – SC3 – SC4 – SC5

 علاوه بر قیرهای فوق الذکر ، قیرهای مایع دیگری که ویسکوزیته آنها در حدود ویسکوزیته قیرهای مایع مذکور است ، تهیه می گردد . حلال این قیرها همان حلال نامبرده در فوق می باشد.

انواع این قیرها عبارتند از S125 که با حلال سبک ( نفتا ) تهیه گردیده و  همچنین قیرهای :

CB 500/700 – CB 400/500 – CB 300/400 – CB 200/300 – CB150/200 – CB 50/100

که حلال متوسط دارند ( نفت چراغ ) و قیر CB 100/150   که از قیر 50/40 تهیه می شود.

حساسیت حرارتی قیر -  شاخص نفوذ ( PI )

 همانطور که می دانیم قیر یک خاصیت ترمو پلاستیکی یا گرمانرم از خود نشان میدهد . بدین معنا که با افزایش درجه حرارت نرم و با کاهش دما سخت می شود . Pfeiffer   و Van Doormaal فرض کرده اند که حساسیت حرارتی برای قیر مورد استفاده در راهسازی صفر بوده و به همین دلیل آنها شاخص درجه نفوذ را تعریف کرده اند  .

PI  =  [ 20 * ( 1.25A) ]  /  ( 1 + 50A

 درجه کارآیی ( Performance Grade – PG )

درجه کارآیی دارای دو عدد است . عدد سمت چپ حداکثردمای قابل تحمل قیر را نشان میدهد و عدد  سمت راست که منفی است حداقل دمای قابل تحمل قیر را نشان می دهد . مقدار  PG  بطور تقریبی از روابط زیر بر آورد میشود:

PG = H, L

H = T _R&B   +   20

L = 2 * (  T  F_rass

آشنایی با امولسیونهای قیر

امولسیون یک مخلوط دو فازی از دو مایع مخلوط نشدنی میباشد که فاز داخلی بصورت ذرات ریز در داخل فاز خارجی پراکنده می باشد. قطر ذرات در امولسیون بین 0.1 تا 5 میکرون است لذا قطر ذرات از حالتهای محلول حقیقی و کلوئیدی بزرگتر است . بدون استفاده از موادی به نام امولسیفایر این تعلیق با ثبات نبوده و دو مایع مخلوط نشدنی (بعنوان مثال : آب و روغن ) به سرعت از یکدیگر جدا شده و دو فاز متمایز را تشکیل خواهند داد . علت این امر اینست که به خاطر افزایش سطح تماس دو فاز و در نتیجه افزایش انرژی بین سطحی ، سیستم حالت ناپایدار داشته و با جدایی دو فاز سیستم به حالت با ثبات می رسد .