قیر جسمی است به رنگ مشکی و فرم و خمیر مانند که در انواع عایق کردن برای جلوگیری از رطوبت و عایق گرما و سرما و همچنین از قیر در ساخت آسفالت استفاده می شود.
انواع متفاوت از این ماده وجود دارد و هر کدام از آنها برای کاربردی خاص استفاده می شود.
این ماده هیدرو کربنی که قیر نامیده می شود به رنگ مشکی تا قهوه ای تیره که در سولفید کربن و
تتراکلرید کربن حل می گردد.
در دمای محیط جامدمی باشد، اما با زیاد شدن دما، به شکل خمیری درمی آید و پس از آن مایع
می شود. قیر از مشتقات نفت است.
نفت خام:
نفت خام مایعی می باشد غلیظ و افروختنی به رنگ قهوه ای بسیار تیره یا سبز بسیار تیره یا مشکی است.
نفت در لایه های بالای قسمتهایی از پوسته زمین یافت می شود.
نفت شامل مخلوط پیچیده ای از هیدروکربنهای گوناگونی است.
با توسعه و پیشرفت تکنولوژی حفاری در اواسط قرن نوزدهم و تکنولوژی تقطیر و پالایش نفت در اواخر قرن نوزدهم و استفاده از آن در موارد غیر سوختی، جهش حیرت آوری بوجود آمد.
بطوری که امروزه صنایع پتروشیمی نقش اساسی و بنیادی در رفع نیاز عمومی جامعه به عهده دارد. بیشتر دانشمندان منشأ تشکیل نفت را گیاهان و موجودات آلی موجود در اقیانوسهای اولیه می دانند.
باقی مانده جانوران و گیاهانی که میلیونها سال قبل در محیط دریا زندگی میکرده اند،طی میلیونها سال توسط لپه های گل و رسوبات مدفون شده اند.
آنها تحت فشار و دمای بالا، نبود اکسیژن و مدت زمان طوالنی تبدیل به نفت گردیده اند.در صورت وجود این شرایط همراه با سنگ مخزن مناسب، نفت به مقدار زیاد در حوضچه نفتی جمع می گردد.
اگر نفت در محلی جمع گردد به آن محل »حوضچه نفتی« می گویند.
از مجموع چندین حوضچه نفتی، یک »میدان نفتی« حاصل می شود.
به سنگ متخلخل دربرگیرنده نفت، »سنگ مخزن« می گویند.
از تاریخچه این ماده گمان بر این است که نام (Bitumen (از زبان سانسکریت و از کلمه (Jate)به معنی (Pitch )گرفته شده است.
همچنین ادعا می شود که معادل لاتین men-Pixtu بوده که بعداً به Bitumen خلاصه و سپس از زبان فرانسه وارد زبان انگلیسی شد.
بیشتر از ۵۰۰۰ سال است که قیر به عنوان عایق رطوبتی و عامل اتصال به کار می رود. قدیمی ترین کاربرد ثبت شده به ۳۸۰۰ سال قبل از میالد توسط سومریها برمی گردد. اولین امولسیون قیر در سال 1922 توسط هیو الن مکی ثبت شد.
در آن زمان صنایع اتومبیل سازی پیشرفت زیادی داشت و تعداد زیادی جاده در حال ساخته شدن بود.
تولید امولسیون در فرانسه که به عنوان مهد این تکنولوژی معروف است از 1۰۰۰۰ تن در سال 192۳ به ۳۰۰۰۰۰ تن در زمان جنگ جهانی دوم افزایش یافت. در سال 197۰ به 12۰۰۰۰۰ تن رسید.
امروزه ۳۰ % تمام جاده های فرانسه از امولسیون ساخته شده اند و در تمام نقاط دنیا در حال ساخت هستند.
کاربرد مهم قیر به علت وجود دو خاصیت مهم این ماده است؛
1- نفوذ ناپذیری در برابر آب
2- چسبندگی
این محصول معمولا در دو حوزه راه سازی و عایق کاری به کار می رود. حدوداً 9۰ درصد از قیرتولیدی، در حوزه راهسازی مورد استفاده قرار می گیرد.
مصارف عایق کاری، تنها 1۰ درصد از مصرف این محصول را به خود اختصاص می دهد. اکثر قیرهایی که در راهسازی مصرف می شوند در حرارت معمولی حالت خمیری و نیمه جامد دارند.
به همین جهت در عملیات آسفالت پوششی ابتدا بایستی به کمک حرارت آنها را سیال نموده و سپس قشر نازکی از آنها را در سطح راه پخش نمود.
تهیه تسهیلات و دستگاههای گرم کردن در نقاط دور دست نه مقدور بوده و نه مقرون به صرفه است. متخصصین آسفالت سعی نمودند که به طریقی کاربرد قیرسرد را در راه سازی عملی سازند.
مواد قیری از نفت نیز متنوع تر هستند، زیرا علاوه بر نفت منابع دیگری نیز دارد.
قیرها بسته به منشا به سه دسته زیر تقسیم میشوند:
1- قیرهای طبیعی
2-نفتی
3- قطرانی
1 – نفتی
قیرهای نفتی، قیرهای جامد و نیمه جامدی هستند که به طور مستقیم از تقطیر نفت خام و یا با عملیات اضافی دیگر نظیر دمیدن هوا به دست می آیند.
قیرنفتی بازمانده یا ته مانده سنگین تقطیر نفت خام است. میزان قیرنفت خام از صفر تا بیش از نیمی از آن متغیر است.
– قیر امولسیون:
قیرهای امولسیونی از نظر سرعت شکسته شدن (جدا شدن قیر از آب) به سه دسته تند شکن، کند شکن و دیرشکن، و از نظر بار الکتریکی ذرات معلق، به دو دسته آنیونیک و کاتیونیک تقسیم بندی می شوند.
قیر امولسیون تند شکن:
این نوع قیر امولسیون ناپایدار بوده و روی سطح مصالح بسیار سریع شکسته می شود و یک لایه نازک قیر به جای می گذارد.
در حال حاضر دو نوع قیرتند شکن کاتیونیک تولید می شود که به CRS2 و CRS1 معروف می باشند.
عمده ترین مصارف قیرهای امولسیون تند شکن:
1- آب بندی با مصالح سنگین
2- آب بندی با ماسه
3- آسفالتهای سطحی با کارایی نفوذی میباشد.
عمده ترین کاربرد این نوع قیرامولسیون به صورت آسفالت سطحی می باشد.
آسفالت سطحی تک لایه برای موارد زیر مورد استفاده قرار می گیرد:
– به عنوان اقدام موقتی پیش از اجرای روسازی با کیفیت باالتر
– اصلاح رویه های قدیمی شن زده و اکسید شده
– ایجاد پوشش نفوذ ناپذیر به روی روسازی موجود
– اصلاح فرسودگی ناشی از رفت و آمد بیش از مقدار پیش بینی شده در طرح اولیه
قیرهای امولسیون دیرشکن:
این دسته شامل قیرهای امولسیونی است که پس از تماس با مصالح سنگی، پایداری زیادی دارند.
این امولسیونها را می توان با مصالح سنگی، دانه بندی پیوسته و مقادیر زیادی ریز دانه استفاده نمود.
قیرهای امولسیون دیرشکن، ویسکوزیته زیاد تری دارند که می توان با اضافه کردن آب، ویسکوزیته آنها را کاهش داد.
اگر سرعت شکست سریعتری در مخلوط آسفالتی مثال در دوغاب قیرامولسیون مورد نیاز باشد می توان به آن سیمان پرتلند یا آهک هیدراته اضافه نمود.
آب و قیر با یکدیگر مخلوط نمی شوند اما تکنولوژی ساخت قیرامولسیون این فرآیند را امکان پذیر ساخته است که درصد متنابهی از قیر در فاز پیوسته آب پراکنده شود.
ترکیبی به نام امولسیفایر، ذرات قیر را به صورت باردار (دارای بار الکتریکی)در فاز پیوسته آب معلق و پایدار نگه می دارد.
در این مخلوط، قیر (که تنها و تنها باید قیر صنعتی ۵۰-4۰ ،7۰-6۰ و یا 1۰۰-۸۵ باشد) در آب حل نمی گردد بلکه به صورت گلبولهایی بسیار ریز در آب شناور می شود.
در بعضی موارد ممکن است همراه با امولسیفایر، ماده پایدار کننده نیز استفاده گردد. قیر امولسیون عمدتا از نوع امولسیونهای مایع در مایع هستند که قیر در فاز آب پراکنده است. در این نوع امولسیونهای قیر، مقدار قیر بستگی به کاربرد آن دارد که معموال از حداقل ۵2 درصدتا حداکثر 69 درصد متغیر است.
امروزه دو روش تجارتی جهت تهیه امولسیون قیر مورد نیاز راهسازی متداول است که عبارتند از:
– روش آسیاب کلوئیدی
– روش مخلوط کردن سریع
اختلاف اساسی این دو روش در این است که در روش آسیاب کلوئیدی امولسیون به طور مداوم تهیه می شود.
در روش مخلوط کن سریع امولسیون در تعدادی ظروف مجزا تهیه می شود.
ویژگیهای قیر امولسیون:
1 -امکان حمل به مکانهای دور دست به صورت فله با تانکر قیرپاش، کامیون و
تریلی( یا بشکه ) ترجیحا بشکه روغن
2 -توانایی استفاده از آسفالت با ضخامت های کم
۳ -سرعت پخش بالای آسفالت سطحی یا نازک و همینطور، افزایش عملیات آسفالت به علت خشک شدن کمتر از 2 ساعت
4 -مناسب جهت هر نوع آسفالت، اساس و روکش (خیابان- اتوبان- باند فرودگاه)
۵ -عدم نیاز به حرارت دهی حین نگهداری، حمل و پاشش
6 -قابل مصرف در دمای محیط (از دمای حداقل ۵ درجه و حداکثر ۸۰ درجه
سلسیوس)و بر روی روسازیهای مرطوب
7 -نفوذپذیری مناسب به علت سیال بودن بالا
۸ -پیچیده نبودن ماشین آلات مورد نیاز و سهولت استفاده
9 -سازگاری کامل با محیط زیست و آلاینده نبودن چه در فرآیند ساخت و تولید و چه در فرآیند حمل، پاشیده شدن و شکست
1۰ -شکست سریع قیر امولسیون در تقابل با مصالح سنگی و هوا (تنها 1 تا 2
ساعت)
11 -سمی نبودن و عاری از هرگونه بو
12 -عدم قابلیت آتشگیری هنگام نگه داری، حمل و اجرا
1۳ -تغییر رنگ از قهوه ای به سیاه پس از فرآیند شکست قیرامولسیون و آماده شدن برای تردد یا اجرای لایه بعدی آسفالت
14 -ماندگاری در مخزن حداقل تا ۳ ماه در دمای قیده شده در بند 6
1۵ -پمپ و تخلیه از تانکر تریلی به کف مخزن ذخیره و رها نکردن قیر امولسیون از ارتفاع بیش از ۳۰ سانتی متر
16 -شکسته و شسته بودن مصالح سنگی و به همراه نداشتن خاک
2 -قیر محلول:
قیرهای محلول از حل کردن قیر در حاللها یا روغنهای نفتی به دست می آید.
نوع و کیفیت قیرهای محلول به کیفیت قیرها، نوع حالل و مقدار حلال بستگی دارد.
هر اندازه مقدار حاللهای نفتی در قیرمحلول زیادتر باشد، روانی آن بیشتر است.
موارد استفاده از قیرمحلول:
عدم دسترسی به وسایل گرم کننده قیر
تجزیه شدن قیر در حرارتهای بالا
سرد شدن در هنگام کار
عدم امکان نفوذ آن در مواد معدنی متخلخل
لزوم ایمنی کارگران
آتش سوزی و صرف وقت
در راهسازی برای اندودهای سطحی، نفوذی، آسفالت سطحی، آسفالت سرد
۳ -قیر طبیعی
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 می آید. چنین قیری، قیر طبیعی نامیده می شود.دوام آن بیشتر از قیرهای نفتی است.
قیرطبیعی که به نام های بنتونایت، آسفالتایت، آسفالت طبیعی، آسفالت دکوراتیو، آسفالتوم و قیر معدنی نیز شناخته می شود، یک رزین هیدروکربن طبیعی است و بهترین عایق رطوبتی در طبیعت می باشد.
چنین قیری ممکن است به صورت خالص در طبیعت وجود داشته باشد (قیر دریاچه ای: 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 می شود.
از جمله راههای تعیین کیفیت قیر آنالیز است.
آنالیز قیر طبیعی میزان کیفیت، دوام و کاربرد آن در صنایع مختلف را نشان می دهد.
خصوصیات قیرطبیعی:
– قیرطبیعی دارای خصوصیاتی از جمله قابلیت محلول بودن بالا در محلول های آلی،
خلوص زیاد و خواص ثابت، وزن مولکولی زیاد و محتوای نیتروژن بالا می باشد.
– قیر طبیعی یک ماده آلی هیدروکربن و بهترین عایق رطوبتی در طبیعت می باشد. همچنین˛ از نقطه نرمی 1۳۰ الی 2۵۰ درجه سانتی گراد بسته به نوع و کیفیت آن˛ برخوردار بوده و اهمیت آن را در مصارف عمرانی و در باب عایق حرارتی نیز ارتقا می بخشد.
تولید ایزوگام و آسفالت
تهیه رنگ و جوهر
از قیرطبیعی رنگدانه های سیاه و قهوه ای استخراج می شود.
استفاده به عنوان پوشش
تهیه قیرهای امولسیونی
از پودر میکرونیزه گیلسونایت در تهیه قیرهای امولسیونی آبی استفاده می شود.
ایزوالسیون
قیرطبیعی در ایزوالسیون سدها، پلها و کانالها به مقدار گسترده ای استعمال می شود.
تولید کک
کارگیری در گل حفاری
از گیلسونایت در تولید گل و دوغاب سیمان حفاری استفاده می شود.
در سیالات حفاری برای سیمانی کردن چاه های نفت به کار می رود.
بکارگیری برای سوخت
استفاده از گیلسونایت در صنایع ریخته گری
گیلسونایت به عنوان یک افزودنی کربناته در ماسه های ریخته گیری استفاده می شود
که باعث ایجاد صفحات هموارتر بر روی قالب های آهن خاکستری می گردد.
استفاده از گیلسونایت در صنایع شیمیایی
قیرطبیعی یا گیلسونایت به طور موفقیت آمیز برای تولید درز گیر و چسب استفاده می شود.
4 -آسفالت سرد
آسفالت سرد با قیرامولسیون سرد پیش ساخته، مخلوطی از مصالح سنگی گرم نشده و قیر امولسیون است که در کارخانه آسفالت تولید می شود.
آسفالت سرد پیش ساخته را می توان فوری پس از تولید، در سطح راه پخش یا آن را برای مدتی در کارگاه انبار نمود.
به واسطه این ویژگی، مخلوط آسفالتی سرد را میتوان در ساختهای طولانی حمل و پخش نمود.
این مخلوطها ممکن است برای اساس قیری، آستر، رویه، تراز نمودن، تعویض و لایه های روکش استفاده شوند.
خصوصاً برای ارتقای درجه و تقویت روسازی هایی با ضخامت کم به کار می روند.
برخی از مزایای مخلوطهای آسفالت سرد با قیر امولسیون نسبت به مخلوط آسفالت گرم با قیر خاص عبارت است از:
مقرون به صرفه بودن: میزان تولید زیاد این مخلوطها با تجهیزات بسیار و سرمایه گذاری کم، استفاده از آن را به ویژه برای پروژه های مناطق دور افتاده مقرون به صرفه می نماید.
غیر آلاینده بودن
ایمنی: در نواحی با خطر آتش سوزی زیاد مثل جنگلها و مراتع خطر آتش سوزی به علت خشک نکردن مصالح سنگ و دمای کم مخلوط یا قیر مورد استفاده، کاهش می یابد.
۵ -قیر دمیده
قیر دمیده از دمیدن هوای داغ به قیرخالص در مرحله آخر عمل تصفیه به دست می آید.
در این فرایند، هوای داغ با دمای 2۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد توسط لوله های سوراخ دار به محفظه حاوی قیر دمیده می شود.
در اثر انجام این فرایند، اتمهای هیدروژن موجود در مولکولهای هیدروکربورهای قیر، با اکسیژن هوا ترکیب می شود و با تشکیل آب، عمل بسپارش اتفاق می افتد.
قیر دمیده نسبت به قیر خالص دارای درجه نفوذ کمتری است، درجه نرمی بیشتری دارد و حساسیت کمتری نسبت به تغییرات دما دارد.
این نوع قیر بیشتر در ساختن ورق های پوشش بام، باتری اتومبیل و اندودکاری مورد استفاده قرار می گیرد.
علامت اختصاری قیر دمیده R می باشد.
مثالً قیر ۸۰/2۵ R به معنای قیر دمیده با درجه نرمی ۸۰ و درجه نفوذ 2۵ می باشد.
6 -قیر ترینیداد
در ترینیداد، قیر را از دهانه آتشفشان خاموش در می آورند.
رویه بسته قیر را شکسته، و از زیر آن قیر را برداشت می نمایند که باز قیر، روان شده و جای آنچه که برداشته شده را پر می کند.
این قیر دارای ناخالصی (جسمهای معدنی و ریشه گیاهان) است.آن را در دمای 16۰ درجه آب کرده، و صاف می کنند که آن را قیرترینیداد پالوده (epure-Trinidad )می نامند.
دارای ٪۳۸٫۵ جسمهای معدنی، و ٪۵ جسمهای آلی نامحلول در CS2 و ٪۵6٫۵ قیر که در سولفور کربن حل می شود.
جسم های معدنی که آنها را خاکستر آتشفشانی و خاک رس کلوییدی می پندارند، به گونه دانه های ریز در آن پخش هستند.این ریزدانه ها، درجه نرمی و چکیدن آن را بالا برده اند.
قیر ترینیداد پالوده را در روغنهای معدنی حل کرده یا با قیر نفتی درهم و به کار می برند.
این قیر دارای چگالی 1٫4 ،درجه ٔ نفوذ 1٫4 تا 4( در گرمای 2۵ درجه)، درجه ٔ نرمی 7۸ تا ۸4 و درجه ٔ شکستن 1۳ تا 14 است.
7 -قیرابه
قیرابه (قیرامولسیون) با مخلوط کردن قیر و آب و یک ماده امولسیون ساز به دست می آید.
مقدار ماده امولسیون ساز بسیار کم و در حدود ۰٫۳ تا ۰٫۵ درصد وزن قیر می باشد.
مقدار آب مصرفی این نوع قیر در حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد وزن قیر می باشد.
ماده امولسیون ساز معمولا یک نمک قلیایی اسیدهای آلی یا نمک آمونیم است که باعث باردار شدن ذرات قیر می شود.
به این ترتیب ذرات قیر در اثر بار القایی یکدیگر را دفع می کنند و به صورت کره هایی با قطر یک صدم تا یک هزارم میلیمتر در آب شناور می شوند.
تولید مستقیم قیر از نفت خام:
تقطیر یک فرآیند اساسی در تصفیه نفت خام است.
مرحله اول تقطیر تحت فشار اتمسفر انجام شده و به طور معمول شامل حرارت دادن نفت خام تا دمای حدود 6۵۰ تا ۸۰۰ درجه فارنهایت و سپس تزریق آن به داخل یک ستون جداسازی است.
بدین طریق برش های سبکتر به صورت محصول بالای برج و ته مانده قیری را تحت عنوان ته مانده اتمسفریک می نامند. این اولین مرحله در کل فرآیند تصفیه است.
بسیاری از نفت های خام حاوی درصدهای بالای از برشهای با نقطه جوش بالا هستند که نمیتوان آنها را در یک واحد تقطیر اتمسفریک تقطیر نمود.
برای جداسازی این برشها و تهیه قیر با مشخصه های موردنظر از یک برج تفکیک ثانوی که در شرایط خلا کار می کند استفاده می گردد. باقیمانده این فرآیند را تحت عنوان قیر استحصال مستقیم می نامند.
فرآیند تولید آسفالت به وسیله روش تقطیر در خلا به جز نفوذپذیری، تأثیر بسیار اندکی روی سایر خواص قیر به جا می گذارد.
منشأ نفت خام به کار رفته نیز تأثیر قابل توجهی روی خواص فیزیکی قیر استحصالی دارد.
استفاده از قیر در آسفالت:
استفاده قیر در راههای آسفالته عبارتست از:
حرکت قیر به طرف سطح راه و تشکیل یک الیه قیر در سطح قشر آسفالت می باشد.
از مهمترین علل قیر رو زدن که معمولا پیدایش آن در هوای گرم می باشد وجود مقدار قیر زیادتر از حد لزوم در یکی از قشرهای آسفالت می باشد.
علاوه بر این انجام پریمکت با قیر بیش از اندازه و یا انجام تک کت با قیر بیش از حد و انجام سیل کت با قیر زیادتر از حد نصاب نیز سبب پیدایش این نوع عارضه نیز می شود. یکی از مواردی که خیلی زیاد در راه های ایران دیده می شود این است که به هنگام اجرای پریمکت قبل از اینکه اجازه بدهند این قیر عمل بیاید یا به اصطلاح خشک شود، مبادرت به پخش قشر آسفالت می نماید.
چون قیرهای مخلوط دارای حلال می باشند لذا حلال موجود در این قیرها در زیر قشر بتن آسفالتی تبخیر شده و سعی میکند راهی به خارج پیدا نماید.
در اثر کشش بخار به هنگام خروج از منافذ قشرهای آسفالت قیر را نیز با خود بیرون می کشد و لکه های قیر که در ابتدا خیلی کوچک است حتی تا سطح یک متر مربع در سطح راه ایجاد می شود.
عین این حالت نیز برای تک کت بسیار زیاد دیده شده است.
مشخصات قیر:
مشخصات کلی قیر
درجه نفوذ :آزمایش درجه نفوذ برای تعیین سختی قیر مورد استفاده قرار می گیرد.
در این آزمایش از یک سوزن استاندارد تحت اثر بار 1۰۰ گرمی در مدت ۵ ثانیه به داخل قیر در دمای 2۵ درجه نفوذ می کند.
مقدار نفوذ برحسب دهم میلیمتر درجه نفوذ نامیده می شود.
هر چه درجه نفوذ کمتر باشد قیرسخت تر است.
گرانروی :هر چه کند روانی قیر بیشتر باشد خواص جامد بیشتری از خود نشان می دهد.
واضح است در دماهای بالاتر کند روانی کمتر است.
این مشخصه قیر با دستگاه سی بولت فیورل و یا به روش کینماتیکی اندازه گیری می شود.
درجه اشتعال :درجه اشتعال دمایی است که اگر قیر به آن دما برسد، گازهای متصاعد از آن با نزدیک شدن شعله، مشتعل می شوند و در سطح آن شعله به وجود می آید. حداکثر دمایی که میتوان قیر را در کارگاه گرم کرد به درجه اشتعال محدود می باشد.
افت وزنی :افت وزنی قیر در دمای بالا، در اثر تبخیر قسمتی از روغنها و ترکیبات نفتی آن می باشد.این مشخصه نیز از خواص مهم قیر است. افت وزنی قیر در اُوِن در دمای 16۳ درجه سانتی گراد و در مدت ۵ ساعت (شرایط تقریبی پخت
آسفالت) اندازهگیری میشود.
شکل پذیری یا انگمی :اگر نمونه ای از قیر با سطح مقطع 1 سانتیمتر مربع را با سرعت ۵ سانتیمتر/دقیقه بکشیم، مقدار افزایش طول نمونه را قبل از پاره شدن خاصیت انکمی قیر گویند.
درجه خلوص :میدانیم حاللقیر تترا کلرور کربن و سولفور کربن است. بنابراین اگر نمونه ای از قیر را در هر یک از این مواد حل کنیم، ناخالصی های آن باقی میماند و از آن جا درجه خلوص قیر را می توانیم تعیین کنیم.
درجه خلوص عبارت است از: وزن نمونه قیر ÷ وزن ناخالصی – وزن قیر
درجه نرمی :درجه نرمی دمایی است که با رسیدن قیر به آن دما، از حالت جامد به حالت روان در می آید.
هرچه درجه نرمی قیر بیشتر باشد، حساسیت کمتری نسبت به تغییرات دما دارد. درجه نرمی قیرهای معمولی حدود 6۰ تا 7۰ می باشد.
کربن و هیدروژن:
اندازه گیری میزان کربن و هیدروژن گیلسونایت)gilsonite )بر نمونه های بسیار کوچک انجام میگیرد و از این رو لازم است آزمایش با دقت کافی انجام شود.
نمونه را بطور کامل در اکسیژن و در دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد می سوزانند.
محصولات احتراق را از روی اکسید مس گرم عبور می دهند و تمامی کربن و هیدروژن باقی مانده در آن به ترتیب به CO2 و H2O تبدیل می کنند.
نیتروژن:
مقدار نیتروژن موجود در قیر از طریق روش معروف کجلدا (Kjeldahl (اندازه گیری می شود.
گوگرد:
گوگرد به شکلهای مختلفی در قیر طبیعی وجود دارد.
برای اندازه گیری کل گوگرد موجود در قیر، یک گرک قیر را همراه با مخلوطی شامل یک قسمت کربنات سدیم بدون آب و دو قسمت اکسید منیزیم رقیق حل می کنیم و آن را حرارت می دهیم. برای تعیین مقدار گوگرد معدنی موجود در قیر، که به شکل سولفات است آن را در اسیدکلریدریک حل می کنند و به شکل سولفات باریم رسوب می دهند و رسوب حاصل را وزن می کنند. مقدار گوگرد آلی از اختالف وزن کل گوگرد و گوگرد معدنی به دست خواهد آمد.
اکسیژن:
مقدار اکسیژن موجود در قیر را با هیچ روش مطمئنی بطور مستقیم نمی توان اندازه گیری کرد. برای تعیین مقدار این عنصر، ابتدا کلیه اجزای موجود در نمونه قیر را مطابق روشهای پیش گفته به دقت اندازه گیری می کنند و اختلاف مجموع آنها از 1۰۰ را معادل درصد اکسیژن قیر فرض می کنند.
مشخصات عمومی قیر
قیر ماده ایست که در سالیان دراز تغییر شکل پیدا نکرده و پایدار می ماند. این پایداری مربوط به خواصی است که قیرخالص دارا می باشد به این معنی که هر چه پایه نفتی آن مناسب تر باشد پایدارتر خواهد بود.
مشخصات عمومی قابل توجه قیر عبارتند از:
غیر قابل نفوذ بودن در مقابل آب و رطوبت
مقاومت در مقابل اسیدها – بازها و نمکها
قابلیت ارتجاع
چسبندگی
محلول بودن در برخی از حلالها (بدون از دست دادن خواص خود)
عایق بودن در مقابل جریانهای الکتریکی
تشکیل دادن فیلم پایدار بروی اجسام مختلف
داشتن رنگ ثابت
در بعضی مواردقیر خاصیت اصلی خود را از دست می دهد بطوری که نمی توان از آن به خوبی استفاده نمود.
این موارد شامل موارد زیر می باشد:
تجزیه شدن در حرارت زیاد و تبدیل آن به ذغال توام با اشتعال
نداشتن خاصیت چسبندگی در محیط مرطوب و آلوده به خاک نرم
تغییر شکل پذیرفتن در مقابل فشار و حلالها
تولید قیر:
در مرحله نخست مواد سبک مانند پروپان و بنزین از نفت خام جدا می شوند. این مرحله در فشاری در حد فشار اتمسفر انجام می گیرد.
در مرحله دوم مواد سنگین تر از نفت خام مثل نفت سفید و گازوئیل خارج می شوند.مرحله دوم در فشاری نزدیک به خلا انجام می شود.
در آخر مخلوطی از مواد جامد بسیار ریزی باقی میماند که در ماده ای به نام مالتن که شبیه به گریس است غوطه ور است. چگالی و چسبندگی قیر به دلیل ترکیب شیمیایی آن است.
عمدتا مولکولهای بزرگ هیدروکربن معروف به آسفالتین و رزین، که در روغن های سبکتر وجود دارد اما درقیر بسیار متمرکز هستند.
بعلاوه، قیر غالباً حاوی مقادیر زیادی فلزات از قبیل نیکل و وانادیوم و عناصر معدنی غیر فلزی مانند نیتروژن ، اکسیژن و گوگرد است.
قیر عمدتاً از ته نشین شدن نفت خام در پالا یشگاههای نفت به دست می آید. تولیدکنندگان قیر آن را سنگین ترین بخش نفت خام می نامند که ماده اصلی تولیدقیر است.
موارد زیر مواردی هستند که مستقیماً بر قیمت قیرنفت خام موسوم به (قیرVB) تأثیر می گذارد:
قیمت سوخت
قیمت نفت خام
شرایط سیاسی
نرخ ارز
نرخ تقاضا و عرضه قیر در بازار
نرخ تقاضا در فصل گرم سال که ساخت و سازها افزایش می یابد
