مبحث ۵ — مصالح و فرآورده‌های ساختمانی
درسنامه — قیر و قطران
خلاصه‌یِ بندهایِ ۵-۱۱، مستقیماً از متنِ رسمیِ مبحث.
تعریف: قیر و قطران (۵-۱۱-۱)
•قیر، جسمی هیدروکربنی به رنگِ سیاه تا قهوه‌ایِ تیره است که از هیدروکربن‌هایِ آلی با ترکیباتِ پیچیده ساخته می‌شود؛ در دمایِ محیط جامد-نیمه‌جامد است اما با افزایشِ دما روان می‌شود. دو خاصیتِ مهمِ آن: غیرقابل‌نفوذ در برابرِ آب، و چسبندگی.
•قطران از تقطیرِ گازهایِ حاصل از حرارت‌دادنِ زغال‌سنگ، چوب و سنگ‌هایِ شیستی به دست می‌آید (رنگِ سیاهِ متمایل به قهوه‌ای)؛ این ماده «قطرانِ خام» نام دارد و از تصفیه‌یِ آن در دمایِ ۳۰۰ تا ۳۵۰ درجه، «قطرانِ راهسازی» به دست می‌آید.
قیرِ طبیعی/نفتی، قیرِ جامد و دمیده (۵-۱۱-۲-۱)
•قیر عمدتاً دو نوع است: قیرِ طبیعی (از معدن) و قیرِ نفتی (از پالایشِ نفتِ خام).
•قیرهایِ جامد: آخرین فرآورده‌یِ تقطیرِ نفتِ خام، بر حسبِ درجه‌یِ نفوذ (۱۰ تا ۳۰۰ دهمِ میلی‌متر در ۲۵ درجه) تولید می‌شوند؛ انواعِ تولیدشده در ایران: ۴۰/۵۰، ۶۰/۷۰، ۸۵/۱۰۰، ۱۲۰/۱۵۰ و ۲۰۰/۳۰۰.
•قیرهایِ دمیده: با دمیدنِ هوایِ تحتِ فشار در دمایِ ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه به قیرهایِ خالص با درجه‌یِ نفوذِ ۲۰۰/۳۰۰، ۸۵/۱۰۰ یا ۶۰/۷۰ تولید می‌شوند (مانندِ R85/25 و R90/15)؛ حساسیتِ کمتری به دما دارند و بیشتر برایِ پرکردنِ ترک‌هایِ روسازیِ بتنی و درزها به کار می‌روند.
قیرهایِ محلول: RC، MC و SC (۵-۱۱-۲-۱ پ تا ج)
•قیرهایِ محلول (پس‌برگشته) با حل‌کردنِ قیرهایِ خالص در حلال‌ها یا روغن‌هایِ نفتیِ سبک به دست می‌آیند؛ هرچه حلال بیشتر باشد، قیر شل‌تر و روان‌تر است. برحسبِ سرعتِ گیرش به سه گروه تقسیم می‌شوند.
•قیرِ زودگیر (RC): با حلالِ سبک مانندِ بنزین؛ چهار نوعِ RC-70، RC-250، RC-800 و RC-3000 (بر حسبِ گرانرویِ سینماتیک به سانتی‌استوکس، در ۶۰ درجه).
•قیرِ کندگیر (MC): با حلالی مانندِ نفتِ سفید (تبخیرِ کندتر از بنزین)؛ پنج نوع، از رقیق‌ترین MC-30 (حداقل کندروانیِ ۳۰ سانتی‌استوکس) تا غلیظ‌ترین MC-3000 (۳۰۰۰ سانتی‌استوکس).
•قیرِ دیرگیر (SC): با حلالِ دیرگیرِ نفتی مانندِ گازوئیل؛ چهار نوع، از رقیق‌ترین SC-70 تا غلیظ‌ترین SC-3000؛ گیرشِ کامل پس از مصرف زمانِ زیادی می‌طلبد.
قیرِ امولسیون و قیرهایِ اصلاح‌شده (۵-۱۱-۲-۱ چ و ح)
•قیرِ امولسیون از مخلوطِ قیر، آب و ماده‌یِ امولسیون‌ساز به دست می‌آید؛ دو نوعِ آنیونی و کاتیونی دارد که هرکدام به زیرگروه‌هایِ سریع‌شکن، تندشکن، کندشکن و دیرشکن (در مجموع حدودِ ۲۰ نوع) تقسیم می‌شوند. ترکیب: قیر ۵۰ تا ۷۵٪، آب ۲۵ تا ۴۰٪ و امولسیون‌ساز حداکثر ۰٫۵٪ وزنی.
•قیرهایِ اصلاح‌شده، با افزودنی‌هایِ معدنی/آلی/طبیعی، برایِ جلوگیری از عریان‌شدنِ سنگدانه، ترک‌هایِ حرارتی/انقباضی، قیرزدگی و کهنه‌شدنِ قیر، و افزایشِ تابِ خستگیِ آسفالت به کار می‌روند؛ سه گروهِ اصلی: پلیمری، با پودرِ لاستیک، و با موادِ شیمیاییِ تثبیت‌کننده.
•قیرهایِ اصلاح‌شده با پلیمر چهار نوع دارند: نوعِ I با کوپلیمرِ SB/SBS (چهار گروهِ I-A تا I-D)، نوعِ II با SBR یا پلی‌کلروپرن (چهار گروهِ II-A تا II-D)، نوعِ III با EVA (پنج گروهِ III-A تا III-E)، و نوعِ IV با کوپلیمرِ غیرشبکه‌ایِ SBS (شش گروهِ IV-A تا IV-F).
•قیرِ اصلاح‌شده با پودرِ لاستیک، از اختلاطِ پودرِ لاستیکِ بازیافتی با قیرِ خالص (برایِ آسفالتِ گرم)، در سه گروهِ I تا III (غلظتِ زیاد تا کم) دسته‌بندی می‌شود؛ درصدِ الیاف در آسفالت نباید از ۰٫۵٪ و در قیرپاشی از ۰٫۱٪ وزنیِ پودرِ لاستیک بیشتر باشد.
استانداردها و آزمایش‌ها (۵-۱۱-۳)
•قیرِ عایق‌کاریِ رطوبتی طبقِ استانداردِ ۲۱۱؛ قیرِ طبیعی طبقِ ۱۴۷۱۴؛ عایقِ رطوبتیِ پیش‌ساخته‌یِ قیری برایِ پی طبقِ ۳۸۶۴؛ عایقِ پیش‌ساخته با قیرِ اصلاح‌شده با پلیمر طبقِ ۳۸۸۶؛ عایقِ قیرگونی طبقِ ۲۹۵۲؛ قیرِ اصلاح‌شده برایِ عایقِ پیش‌ساخته طبقِ ۳۸۶۹.
•آزمون‌هایِ قیر: قابلیتِ کشش (۲۹۵۵)، تأثیرِ گرما و هوا (۳۸۶۶)، کشش‌پذیری (۲۹۵۷)، نقطه‌یِ شکستِ فراس (۳۸۶۷)، نقطه‌یِ نرمی با حلقه و گلوله (۳۸۶۸)، نقطه‌یِ اشتعال (۱۹۸).
ایمنی، بهداشت و دماهایِ مجازِ گرم‌کردن (۵-۱۱-۴)
•قیرهایِ خالص: حداکثر دمایِ گرم‌کردن نباید از ۱۷۶ درجه‌یِ سلسیوس تجاوز کند؛ نباید دودِ آبی‌رنگ (نشانه‌یِ آلدهیدهایِ زیاد) متصاعد شود؛ هرچه دما و مدتِ گرم‌کردن کمتر، آلودگیِ زیست‌محیطی کمتر است.
•قیرهایِ محلول: دما همواره باید کمتر از درجه‌یِ اشتعالِ قیر باشد؛ برایِ انواعِ رقیق (RC70، MC30، SC70) حداکثر به‌ترتیب ۳۰ و ۸۰ درجه؛ برایِ انواعِ غلیظ (RC3000، MC3000، SC3000) حداکثر بینِ ۸۰ تا ۱۱۵ درجه.
•قیرهایِ امولسیون معمولاً نیازی به گرم‌کردن ندارند، بنابراین از نظرِ اقتصادی و ایمنی برتری دارند: انرژیِ کمتر، فقط تبخیرِ آب (نه حلال‌هایِ نفتی)، و بدونِ اثرِ منفی بر مخلوط با سنگدانه/سطوحِ مرطوب.
سازگاری و بسته‌بندی/حمل/نگهداری (۵-۱۱-۵ و ۵-۱۱-۶)
•انتخابِ قیرِ مناسب به عواملِ متعددی بستگی دارد: مصالحِ مصرفی، شرایطِ جوی-اقلیمی، دمایِ محیط، وسایلِ اجرا، و نوع/میزانِ ترافیک.
•قیرهایِ جامد و محلول برایِ مصارفِ ساختمانی در بشکه عرضه می‌شوند و پس از سردشدنِ قیر داخلِ بشکه بسته می‌شود.
•امولسیون‌هایِ قیر با بشکه حمل نمی‌شوند (غلتاندنِ بشکه موجبِ شکستِ امولسیون می‌شود)؛ از تانکر استفاده می‌شود؛ امولسیون‌هایِ قیر نباید یخ بزنند (باعثِ شکست و جداشدنِ آب از قیر می‌شود) و افزایشِ دما نیز شکستِ زودهنگام ایجاد می‌کند.
جدولِ مرورِ سریع
دو خاصیتِ کلیدیِ قیرغیرقابل‌نفوذ در برابرِ آب و چسبندگی
دمایِ تصفیه‌یِ قطرانِ خام به قطرانِ راهسازی۳۰۰ تا ۳۵۰ درجه‌یِ سلسیوس
انواعِ قیرِ جامدِ تولیدِ ایران۴۰/۵۰، ۶۰/۷۰، ۸۵/۱۰۰، ۱۲۰/۱۵۰، ۲۰۰/۳۰۰
سه گروهِ قیرِ محلول بر اساسِ سرعتِ گیرشRC (زودگیر)، MC (کندگیر)، SC (دیرگیر)
ترکیبِ قیرِ امولسیونقیر ۵۰-۷۵٪؛ آب ۲۵-۴۰٪؛ امولسیون‌ساز حداکثر ۰٫۵٪
سه گروهِ اصلیِ قیرِ اصلاح‌شدهپلیمری، با پودرِ لاستیک، با موادِ شیمیاییِ تثبیت‌کننده
حداکثرِ دمایِ گرم‌کردنِ قیرِ خالص۱۷۶ درجه‌یِ سلسیوس
حداکثرِ دمایِ قیرهایِ محلولِ رقیق (RC70/MC30/SC70)۳۰ و ۸۰ درجه‌یِ سلسیوس (به‌ترتیب)
مزیتِ اصلیِ قیرِ امولسیونمعمولاً نیازی به گرم‌کردن ندارد
قاعده‌یِ حملِ امولسیونِ قیربا تانکر، نه بشکه؛ نباید یخ بزند
برو به آزمونِ همین فصل