قیر
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.
قیر ماده‌ای 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؛
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 فرایندهای دیگر قرار می‌گیرند و انواع مختلف قیر را (ازجمله قیر دمیده، قیر محلول، قیر امولسیون، قیر پلیمری و...) را تشکیل می‌دهند.
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 فرایند در فشاری نزدیک به یک اتمسفر (واحد) انجام می‌شود. در مرحله دوم نیز ترکیبات سنگین مانند گازوئیل و نفت سفید خارج می‌شوند. این فرایند 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 خالص:
قیری که به روش فوق از انتهای ستون تقطیر خارج می شود و قیر خالص Fentertion grade bita men نامیده می شود . که با انتخاب تقطیر مناسب می توان انواع قیر های خالص با وسکوزیت های مختلف نهیه نمود . بعنوان مثال قیر های خالص زیر را که بر حسب درجه نفوذ در ۲۵ درجه سانتیگراد مشخص شده اند نام برده می شود .
۱۰/۲۰,۲۰/۳۰,۳۰/۴۰,۴۰/۵۰,۵۰/۶۰,
۶۰,۷۰,۹۰,۱۱۰,۱۹۰,۲۱۰,۲۸۰,۳۲۰,۴۰۰,۵۰۰
برخی از قیر های خالص فوق از اختلاط و برگشت قیر های نرمتر بدرون قیر های سفت تر یا براتی تهیه قیر ها با درجه ستود بالا معمولاً از انحلال زبا نقطه جوش بالا بدرون قیر های با در جه نفوذ کمتر استفاده می شود . ذکر این نکته ضروری است که برای کاربرد قیر های خالص همیشه بایستی آنها را گرم نمود معمولاً قیر و مصالح جداگانه گرم شده و سپس گرما گرم مخلوط گردیده و به حالت گرم نیز مخلوط حاصل را پخش می کند بهمین دلیل معمولاً از قیر های خالص در اسفالت پوششی استفاده بعمل می آید .
قیر های مخلوط :
در برخی از عملیات راه سازی بدلائل مختلف فنی و اختصاصی امکان کاربرد قیر های خالص که همگی جامدند وجود ندارد . بهمین دلیل پالایشگاهها قیر های مخلوط و یا برگشتی را عرضه میدارند که اکثر در درجه حرارت حیط مایع بود هر برخی نیز با حرارت کلی مایع می شوند این قیر ها دارای مزایای شماری می باشند و معمولاً در انواع آسفالتهای پوششی و نیز آسفالتهای از نوع ماکادام قیر مصرف می گردند . قیر های مخلوط از استخراج یک قیر با درجه نفوذ مناسب با حلالی که با قیر مورد نظر قابلیت استخراج داشته باشد تهیه می گردند . معمولاً در پالایشگاه قیر با درجه نفوذ ۳۰۰-۱۰۰ ( پالایشگاه ابادان ۱۰۰-۸۰) را با حلال های نفتی از نوع کروزین ، که وزت زغال سنگ و یا روغن آنتراسن و یا مخلوط آنها را با یگدیگر مخلوط نموده و انواع قیر های مخلوط را تهیه می نمایند و همانطوریکه ذیلا نیر آورده می شود از انواع حلال های نفتی دیگر نیز استفاده بعمل می آید .
در بعضی موارد ، مثلاً در موردیکه مصالح سنگی مرطوب باشند، به منظور افزایش شمانس چسبندگی مصالح و قیر ، قیر مخلوط مورد مصرف بایستی دارای درحه اسیدی مناسب باشد که در این مورد کروزت نشسته بعنوان حلال قیر مخلوط و یا قسمتی از قیر مخلوط تهیه اضافه می شود تا اسیدیت قیر زیاد گردد . تهیه قیر های مخلوط در پالایشگاه هنگامی صورت می گیرد که قیر خالص هستند گرم است و سیکوزیت قیر مخلوط حاصل و زمان سنت شن آن در جاده بستگی به مشخصات و نوع و مقدار حلال نفتی که در تهیه قیر مخلوط بکار رفته است دارد . بعد از پخش قیر مخلوط در جاده در اثر جریان هوا و باد گرمی حلال قیر مخلوط تبخیر شده و سر انجام قیر خالص موجود در آن باقی می ماند که دارای خواص مربوط بخود می باشد . قیر های مخلوط را در سیستم آمریکایی بسه دسته طبقه بندی نموده اند :
الف : قیر های مخلوط تند گیر R.C Rapid caring
ب : قیر های مخلوط کند گیر M.C Medical caring
ج : قیر های مخلوط دیر گیر
قیر های مخلوط فوق الذکر هر کدام شامل چندین قیر مخلوط می باشد که اختلافشان در ویسکوزیته آنها می باشد که با اعداد ۶-۰ مشخص می گردند . ربدین ترتیب ملاحظه می گردد که قیر R.C.6 سیال ترین مخلوط و بالعکس قیر S.C.5 سفت ترین مخلوط می باشد که حالت خمیری دارد . علی ایحال قیر های مخلوط تند یر R.C از اختلاط قیر خالص ۱۰۰/۸۰ با گازوئیل ، قیر های کند گیر M.C از اختلاط یا بر گشت کروزین با قیر خالص ۱۰۰/۸۰ و بالاخره ، قیر های دیر گیر S.C از اختلاط قیر خالص ۱۰۰/۸۰ و نفت و گاز بدست می آید . مشخصات کلی قیر های مخلوط در اینجا گفته شده قیر های کند گیر M.C به مقیاس وسیع در عملیات راهسازی مصرف می شود از جمله حداکثر آسفالتهای سرد ، رد میکس و پریمکت را می توان نام برد .
درجه نفوذ یا PI قیر ( Penetration Index )
درجه نفوذ عبارت است از عمق نفوذ میله ای به شکل و وزن شخص که در دما و زمان معین در قیر مورد ازمایش فرو رود . میله آزمایش استوانه ای است که یک قاعده آن به شکل نیم کره و وزن آن جمعاً ۱۰۰ گرم است . مدت آزمایش ۵ ثانیه و دما c25 می باشد . هر ۱/۰ mm فرو رفتگی برابر یک درجه نفوذ برای مثال ، وقتی گفته می شود قیر ۷۰/۶۰ یعنی میله نفوذ سنج ۶ تا ۷ mm در ان فرو رود . درجه نفوذ معیاری برای سختی قیر است که درجه نفوذ ۱۰ برای قیر های سخت ۱۵ تا ۴۰ برای سقف ها و تا ۱۰۰ و بیشتر برای مواردی از قبیل عایق رطوبتی استفاده می شود .