راهنمای جامع قیر، بخش بیست و هفتم- رابطه بین ماهیت، ساختار و رئولوژی قیر

Share

راهنمای جامع قیر، بخش بیست و هفتم- رابطه بین ماهیت، ساختار و رئولوژی قیر

تأثیر اجزاء تشکیل‌دهنده قیر بر خواص آن

تأثیر اجزاء تشکیل‌دهنده قیر (ترکیبات SARA) بر روی خصوصیات قیر درگذشته موردمطالعه قرارگرفته است (Griffin و Miles 1961، Griffin و همکاران 1959، McKay و همکاران 1978 و Reerink 1973). با ثابت نگه‌داشتن غلظت آسفالتن در یک نمونه و تغییر اجزاء دیگر موارد زیر مشاهده‌شده است:

  • افزایش مقدار آروماتیک با نسبت ثابت اشباع به رزین به‌غیراز کاهش اندک حساسیت برشی، تأثیر کمی بر رئولوژی دارد.
  • ثابت نگه‌داشتن نسبت رزین به آروماتیک و افزایش مقدار اشباع‌ها موجب نرم‌تر شدن قیر می‌شود.
  • افزایش رزین باعث سخت‌تر شدن قیر شده، شاخص نفوذپذیری و حساسیت برشی را کاهش داده ولی ویسکوزیته را افزایش می‌دهد.

هم‌چنین دیده‌شده که خصوصیات رئولوژیکی قیر وابستگی شدیدی به مقدار آسفالتن دارد (Lin و همکاران 1996). در یک دمای ثابت با افزایش غلظت آسفالتن مخلوط شده در مالتن، ویسکوزیته قیر نیز افزوده می‌شود. بااین‌حال، افزایش ویسکوزیته درصورتی‌که آسفالتن های کروی به‌خوبی حل‌نشده باشند، به‌طور قابل‌توجهی بیش‌تر از حد انتظار خواهد بود. این نشان می‌دهد که آسفالتن ها می‌توانند با یکدیگر و یا با محیط حل‌کننده واکنش داشته باشند. حتی در محلول رقیق تولوئن، ویسکوزیته با افزایش غلظت آسفالتن، افزایش می‌یابد.

آسفالتن ها به‌صورت پشته‌های بشقاب مانند بوده و از ساختارهای حلقه‌ای آروماتیک/نفتنیک تشکیل‌شده‌اند. ویسکوزیته محلول، مخصوصاً یک محلول رقیق، به شکل ذرات آسفالتن وابسته است. اندازه ذرات فقط هنگامی‌که با افزایش سایز یک تغییر شکل به وجود آید اهمیت دارد. در دماهای بالا، پیوند نگه‌دارنده ذرات آسفالتن شکسته شده و موجب تغییر شکل و اندازه ذرات و یا خوشه‌ها می‌شود. متعاقباً با افزایش دما، ویسکوزیته کاهش می‌یابد. با سرد شدن قیر مذاب پیوند بین ریز تجمعات آسفالتن برای تشکیل خوشه برقرار می‌شود.

افزایش چشمگیر رفتار غیر نیوتنی قیر سرد ناشی از جاذبه‌های درون‌مولکولی و بین‌مولکولی مابین آسفالتن ها و دیگر اجزاء می‌باشد. تحت برش، این جاذبه‌ها به شکلی تغییر شکل داده و یا حتی از هم جدا می‌شوند. در دماهای محیطی، رئولوژی قیر به درجه پیوند ذرات آسفالتن و مقدار نسبی اجزاء موجود در سیستم که بر این پیوندها اثرگذار هستند، بستگی دارد.

پرسش‌ها در مورد واکنش بین رزین‌ها و آسفالتن ها در پژوهشی توسط Mullins در سال 2010 موردبررسی قرارگرفته است. شواهدی وجود دارد که نشان‌دهنده تعامل و واکنش محدود بین ریز تجمعات آسفالتن و اجزاء رزین است (2010،Mullins).

استدلال مطرح‌شده برای حمایت از تئوری وجود برهم‌کنش بین رزین‌ها و آسفالتن ها برای تثبیت آسفالتن ها این است که ریز تجمعات آسفالتن و یا پراکندگی آن‌ها در تولوئن در صورت عدم حضور رزین پایدار می‌باشد (2010،Mullins). آزمایش جدایش آسفالتن ها از نفت خام نشان داد که مقدار رزین کم‌تر از حد انتظار بوده و این شاهدی است از تأثیر محدودکننده رزین‌ها بر روی ریز تجمعات آسفالتن.

مطالعات دیگری با به‌کارگیری اندازه‌گیری میکرو سنجی (به‌طور مثال اندازه‌گیری تغییرات بسیار کوچک با افزایش دما) نشان داد که یک تعاملی بین فاز رزین و آسفالتن وجود دارد. این اندازه‌گیری با آنچه توسط شبیه‌سازی‌ها پیش‌بینی‌شده بود قابل‌مقایسه است. مطالعات دیگر شامل اندازه‌گیری پراکندگی نوترون با زاویه کوچک نشان داد که اندازه ریز تجمعات آسفالتن در حضور رزین‌ها کوچک‌تر بوده و این بیان‌کننده وجود یک واکنش بین این دو جزء تشکیل‌دهنده قیر است. البته در مدل Dickie و Yen-Mullins به پرسش‌ها در مورد واکنش بین رزین و آسفالتن و میزان آن جوابی داده نشده است.


برای مشاهده ادامه مطلب برروی لینک زیر کلیک کنید:


برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

راهنمای جامع قیر، بخش بیست و چهارم- روش‌های دیگر طبقه‌بندی قیر

Share

روش‌های دیگر طبقه‌بندی قیر

مواد تشکیل‌دهنده قیر را می‌توان بر اساس قطبیت آن‌ها به چند گروه طبقه‌بندی کرد. این روش با استفاده از تکنیک کروماتوگرافی تبادل یونی (IEC) صورت می‌گیرد (Branthaver و همکاران، 1993). کروماتوگرافی تبادل یونی روشی مؤثر برای جداسازی و اندازه‌گیری یون‌هاست. سازوکار آن بارداری نمونه بر مبنای برهم‌کنش یونی است. در این روش، بین فاز متحرک که معمولاً به‌صورت محلول بوده و حاوی نمونه‌هایی است که دارای اجزاء قابل یونیزه می‌باشد و فاز ساکن که باردار است، تبادل یونی به‌صورت تعادلی و برگشت‌پذیر انجام می‌شود.

با استفاده از این روش می‌توان قیر را به پنج جزء تشکیل‌دهنده اسید قوی، اسید ضعیف، باز قوی، باز ضعیف و جزء خنثی تقسیم‌بندی کرد. آنالیز ساختاری این اجزاء تشکیل‌دهنده با استفاده از آنالیز عنصری و طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون‌قرمز انجام‌شده درحالی‌که وزن مولکولی این اجزاء با استفاده از اسمومتری فشار بخار تعیین می‌شود.

طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون‌قرمز بر اساس جذب تابش و بررسی جهش‌های ارتعاشی و مولکول‌ها و یون‌های چنداتمی صورت می‌گیرد. این‌یک روش مؤثر برای تعیین ساختار و اندازه‌گیری گونه‌های شیمیایی است. طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون‌قرمز عمدتاً برای شناسایی ترکیبات آلی به کار می‌رود. در این پژوهش مشخصات و نحوه توزیع گروه‌های تشکیل‌دهنده و اجزاء آن به همراه رئولوژی خاص هر بخش تشکیل‌دهنده نمونه قیر موردبررسی قرار گرفت.

مشخص‌شده که کروماتوگرافی تبادل یونی (IEC) به متغیرهای آزمایشگاهی حساس بوده و بازیابی نمونه در آن هرگز کامل نیست (به‌طور مثال برخی از مواد برای همیشه در ستون‌ها جذب‌شده و باقی می‌مانند). هنگام آنالیز نمونه قیر پیر شده، مقدار نمونه جذب‌شده بر روی رزین‌ها بیش‌تر از مقدار مشاهده‌شده برای قیر تازه است.

تفکیک اجزاء تشکیل‌دهنده قیر بر مبنای حجم هیدرودینامیکی با استفاده از کروماتوگرافی اندازه (SEC) انجام‌گرفته است (Branthver و همکاران، 1993). کروماتوگرافی اندازه نوعی کروماتوگرافی مایعی است که در آن جداسازی‌ها صرفاً بر اساس اندازه مواد صورت می‌گیرد. تفکیک قیر به اجزاء سازنده با استفاده از این روش بر مبنای اندازه مولکولی و یا اندازه مولکول‌های مرتبط باهم است.

بازیابی نمونه درروش کروماتوگرافی اندازه (SEC) نسبت به روش کروماتوگرافی تبادل یونی (IEC) بیش‌تر است. ویسکوزیته و رئولوژی اجزاء تفکیک‌شده موردمطالعه قرارگرفته است. جالب است بدانید بخش‌هایی حاوی سولفوکسیدها و کتون ها بوده که محصولات اکسیداسیون هستند و در اجزاء با وزن مولکولی پایین حضور دارند.


برای مشاهده ادامه مطلب برروی لینک زیر کلیک کنید:


برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

راهنمای جامع قیر، بخش بیست و یکم-آنالیز عنصری قیر

Share

راهنمای جامع قیر، بخش بیست و یکم-آنالیز عنصری قیر

به‌طورکلی قیر از مولکول‌های هیدروکربن، برخی انواع هتروسیکلیک ها و گروه‌های عاملی شامل اتم‌های سولفور، نیتروژن و اکسیژن تشکیل‌شده است (Romberg و همکاران 1959، Traxler و Coombs، 1936). قیر هم‌چنین حاوی مقدار کمی از فلزات مانند نیکل، وانادیوم، آهن، کلسیم و منیزیم بوده که به شکل نمک‌های فلزی، اکسیدها و یا ساختارهای پورفیرین می‌باشد.

پورفیرین ها ترکیبات آلی پیچیده‌ای هستند که به‌طور طبیعی تشکیل می‌شوند. واژه پورفیرین از کلمه یونانی به معنی بنفش گرفته‌شده است. به‌طور مثال هموگلوبین موجود در خون و کلروفیل یافت شده در گیاهان سبز نمونه‌هایی از پورفیرین های پیوند خورده با اتم‌های فلزی هستند. پورفیرین ها حاوی چهار اتم نیتروژن بوده که هرکدام از آن‌ها توانایی پیوند با یک اتم فلز برای تشکیل یک متالوپورفیرین را دارند.

آنالیز عنصری قیر تولیدشده از انواع نفت خام نشان داد که اغلب قیرها حاوی عناصر زیر است:

  • ·       82-88 درصد کربن
  • ·       8-11 درصد هیدروژن
  • ·       0-1/5 درصد اکسیژن
  • ·       0-6 درصد سولفور
  • ·       0-1 درصد نیتروژن

از سال 1930 میلادی مشخص‌شده است که قیر حاوی متالوپورفیرین (بر اساس کارهای تحلیلی صورت گرفته و شناسایی آهن و وانادیوم در آن) بوده و درنتیجه به ارتباط بین گیاهان دریایی کلروفیل دار و پیدایش نفت پی برده شد. خاکستر نفت سیاه آنالیز شده توسط دستگاه طیف‌سنجی حضور عناصر فلزی زیر را نشان می‌دهد (1981، Crump):

  • آلومینیوم          سرب          سدیم
  • باریوم              منیزیم        استرانسیوم
  • کلسیم             منگنز         تانتال
  • کروم              مولیبدن        قلع
  • مس               نیکل            اورانیوم
  • گالیوم            پتاسیم         وانادیوم
  • آهن               سیلیکون       روی
  • لانتانیم          نقره             زیرکونیوم

این عناصر به‌طور عمده در اجزاء سنگین‌تر و یا غیرقابل فرار نفت، احتمالاً به شکل کلوئیدی، به‌صورت نمک (مانند کربوکسیلیک اسید)، ترکیبات فلزات واسطه و ترکیبات پورفیرین یافت می‌شوند. آنالیز قیر تولیدشده از منابع مختلف در جدول شماره 4-1 ارائه‌شده است.


جدول 4-1    آنالیز عنصری قیر

فلزات غالبی که در اکثر منابع نفت خام یافت می‌شوند شامل سدیم (بیشتر به‌صورت سدیم کلراید)، وانادیوم، آهن، نیکل و کروم است. وانادیوم و نیکل تا حد زیادی به‌صورت ساختارهای پورفیرین می‌باشند. قیر و نفت سیاه محصولات مرتبط باهم بوده و Goodrich حدس می‌زد که عناصری مشابه با نفت سیاه در قیر وجود خواهد داشت (Goodrich و همکاران 1986).

قیر بسته به منشأ نفت خامی که از آن تولیدشده و اصلاح شیمیایی انجام‌گرفته بر روی آن در طول فرآیند تولید، دارای ترکیبات مختلف بوده و عملکرد متفاوت نیز خواهد داشت. ترکیب‌بندی شیمایی قیر بسیار پیچیده است؛ بنابراین، آنالیز کامل از قیر (در صورت امکان‌پذیر بودن) بسیار سخت خواهد بود و تعداد زیادی داده تولید کرده که ارتباط آن‌ها با خصوصیات رئولوژیکی غیرممکن خواهد بود. علاوه براین مجموع داده‌های به‌دست‌آمده برای یک نوع خاص قیر بوده و برای تمامی قیرها یکسان نخواهد بود.

عموماً قیر به دو گروه شیمیایی گسترده شامل آسفالتن ها و مالتن ها تقسیم‌بندی می‌شود. مالتن ها را می‌توان به سه زیرگروه اشباع‌ها، آروماتیک‌ها و رزین‌ها تقسیم‌بندی کرد. این طبقه‌بندی ارتباط بین رئولوژی قیر و ترکیب‌بندی شیمیایی آن را ممکن خواهد کرد.

روش استخراج حلال به علت سریع بودن یک روش جذاب می‌باشد (1953، Traxler و Schweger)؛ اما جدایش به‌دست‌آمده معمولاً نسبت به داده‌های به‌دست‌آمده از کروماتوگرافی ضعیف‌تر است. به همین ترتیب، روش جذب ساده (1916، Marcusson) به‌اندازه کروماتوگرافی ستونی مؤثر نیست.

در سال 1987 کنگره ایالات‌متحده آمریکا اجازه داد که برنامه تحقیقاتی بزرگراه‌های استراتژیک (SHRP)، که یک طرح پژوهشی 5 ساله بوده، برای توسعه و ارزیابی روش‌ها و فناوری‌ها برای مقابله با تخریب بزرگراه‌ها به‌منظور ارتقاء عملکرد، دوام، ایمنی و بهره‌وری آن‌ها اجرا شود. یکی از بخش‌های این پروژه تحقیقاتی مطالعه شیمی قیر و روش‌های نوین تفکیک مواد تشکیل‌دهنده بر اساس ماهیت گروه‌های عاملی و وزن مولکولی آن‌ها بود.


برای مشاهده ادامه مطلب برروی لینک زیر کلیک کنید:


برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

راهنمای جامع قیر، بخش پانزدهم-انتشار بخار

Share

راهنمای جامع قیر، بخش پانزدهم-انتشار بخار

قیر مخلوط پیچیده‌ای از هیدروکربن‌ها است که نقطه‌جوش مشخصی ندارد. دلیل این امر این است که نقطه‌جوش اجزاء تشکیل‌دهنده آن در یک محدوده گسترده قرار دارند. انتشار قابل‌مشاهده و یا به‌طور ساده دود کردن آن در دمای تقریبی 150 درجه سانتی‌گراد آغاز می‌شود. مقدار این انتشار برای هر 12-10 درجه سانتی‌گراد افزایش دما، تقریباً دو برابر می‌شود. این دود به‌طور عمده از هیدروکربن‌ها (Brandt & De Groot 1996) و مقدار اندکی هیدروژن سولفید تشکیل‌شده است.

این دود قیر همچنین حاوی مقدار کم ترکیبات آروماتیک‌های چند حلقه‌ای (PACs)، مخصوصاً هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای (PAHs) می‌باشد. این مواد شیمیایی شامل تعدادی حلقه‌های بنزن بوده که باهم تشکیل یک گروه را می‌دهند. برخی از این‌ها با سه تا هفت (معمولاً چهار تا شش) حلقه ذوب‌شده به‌عنوان یک عامل مشکوک به سرطان‌زا بودن، شناسایی‌شده‌اند.

بااین‌حال، غلظت این مواد سرطان‌زا در قیر به‌شدت اندک است (CONCAWE, 1992). اغلب PAHs های این گروه توسط سازمان حفاظت از محیط‌زیست ایالات‌متحده آمریکا در سال 2008 به‌صورت نام و شماره CAS دسته‌بندی‌شده‌اند که به‌صورت زیر می‌باشد:

Benzo [a]anthracene, 56-55-3

Benzo [a]phenanthrene (chrysene), 218-01-9

Benzo [a]pyrene, 50-32-8

Benzo [b]fluoranthene, 205-99-2

Benzo [j]fluoranthene, 205-82-3

Benzo [k]fluoranthene, 207-08-9

Benzo [j,k]fluorene (fluoranthene), 206-44-0

Benzo [r,s,t]pentaphene, 189-55-9

Dibenz [a,h]acridine, 226-36-8

Dibenz [a,j]acridine, 224-42-0

Dibenzo [a,h]anthracene, 53-70-3

Dibenzo [a,e]fluoranthene, 5385-75-1

Dibenzo [a,e]pyrene, 192-65-4

Dibenzo [a,h]pyrene, 189-64-0

Dibenzo [a,l]pyrene, 191-30-0

7H-dibenzo[c,g]carbazole, 194-59-2

7,12-dimethylbenz[a]anthracene, 57-97-6

Indeno [1,2,3-cd]pyrene, 193-39-5

3-methylcholanthrene, 56-49-5

5-methylchrysene, 3697-24-3

1-nitropyrene, 5522-43-0

متداول‌ترین راه ورود PAHs ها به بدن تنفس هوای آلوده است. PAHs ها در هنگام تنفس وارد ریه‌ها می‌شوند. در هنگام انتشار PAHs ها، اگر شما در محیطی نزدیک به منبع آلودگی باشید، به‌احتمال‌زیاد آن را استشمام خواهید کرد. همچنین اگر در این مواقع شما مشغول غذا خوردن و یا نوشیدن مایعات نیز باشید، احتمال ورود PAHs ها به بدنتان وجود دارد.

علاوه بر این‌ها، تماس پوست با خاک‌آلوده به PAHs ها و یا فرآورده‌هایی همچون روغن‌های سنگین، قطران زغال‌سنگ، قیر مورداستفاده در عایق‌کاری پشت‌بام و کرئوزوت، احتمال ورود این مواد به بدن وجود دارد. کرئوزوت مایه چربی است که از تقطیر قطران زغال‌سنگ به دست می‌آید و برای محافظت و جلوگیری از رسیدن نم به چوب استفاده می‌شود. PAHs ها در بدن بافت چربی را مورد هدف قرار داده و گسترش می‌یابند. اندام‌های هدف شامل کلیه‌ها و کبد هستند. این مواد طی چند روز از طریق ادرار و مدفوع از بدن خارج می‌شوند.

در معرض PAHs ها بودن در طولانی‌مدت برای سلامتی زیان‌آور خواهد بود. در سال 2013 بررسی جامعی در این زمینه انجام و مشخص شد که احتمال ابتلا به سرطان در هنگام استشمام بخارهای برخاسته از قیر کاملاً اکسیده نسبت به قیر Stright run و قیر جامد بالاتر است (IARC,2013). مونوگراف IARC مشخص کرد که شواهد اندکی برای سرطان‌زا بودن قیر و انتشار آن در طول مشاغل مرتبط با عایق‌کاری پشت‌بام و آسفالت ماستیک وجود دارد. درحالی‌که شواهد کافی در حیوانات آزمایشگاهی برای اثبات سرطان‌زا بودن بخارهای برخاسته از قیر اکسیده مشاهده‌شده است. بر همین مبنا آن‌ها قیرها را در سه دسته زیر تقسیم‌بندی کردند:

  • مواجهه شغلی با قیر اکسیدشده و انتشار آن در طول استفاده از آن برای عایق‌کاری پشت‌بام احتمالاً برای انسان سرطان‌زا است (گروه 2A).
  • مواجهه شغلی با قیر جامد و انتشار آن در طول کار با آسفالت ماستیک قابلیت سرطان‌زا بودن برای انسان را دارد (گروه 2B).
  • مواجهه شغلی با قیر Stright run و انتشار آن در طول روسازی با آسفالت قابلیت سرطان‌زا بودن برای انسان را دارد (گروه 2B).

ازاین‌رو، برخلاف مونوگراف قبلی که در سال 1985 منتشرشده بود (IARC,1985) که در آن قیر اکسیده در طبقه قابلیت سرطان‌زا بودن (گروه 2B) قرار داشت به طبقه احتمال سرطان‌زا بودن (گروه 2A) منتقل شد.


برای مشاهده ادامه مطلب برروی لینک زیر کلیک کنید:


برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

راهنمای جامع قیر، بخش دوازدهم-انتقال و جابجایی ایمن

Share

راهنمای جامع قیر، بخش دوازدهم-انتقال و جابجایی ایمن

تجهیزات محافظت شخصی مربوط به‌مواجهه شغلی با قیر

خطر اصلی در انتقال و جابجایی قیر سوختگی حرارتی ناشی از تماس با این فرآورده است؛ بنابراین، ازلحاظ ایمنی پوشیدن لباس‌هایی که محافظت کافی را انجام می‌دهد الزامی است. PPE یا تجهیزات محافظت شخصی شامل موارد زیر است:

  • کلاه ایمنی و گردنبند برای محافظت از سر و گردن

  • Visor برای محافظت از صورت (عینک ایمنی فقط از چشم محافظت می‌کند)

  • دستکش مقاوم در برابر حرارت

  • چکمه‌های ایمنی

  • روپوش

جدول شماره 3-1 نمایی کلی از محدوده مجاز مواجهه شغلی با قیر (OELs) را برای کشورهای مختلف نشان می‌دهد. مباحث بیش‌تر درباره این موضوع توسط آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان (IARC) با موضوعاتی هم چون پژوهش در مورد قیر و برخی هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای هتروسیکلیک N و S و انتشار آن‌ها ارائه و بررسی‌شده است که در بخش 3-2-1 به آن می‌پردازیم.

قرار گرفتن در معرض بخار قیر می‌تواند باعث تحریک چشم‌ها، بینی و دستگاه تنفسی، سردرد و حالت تهوع می‌شود. به‌طورمعمول این‌گونه علائم خفیف و موقتی هستند. دور شدن پرسنل آسیب‌دیده از منشأ بخار می‌تواند منجر به بهبودی سریع آن شود. حتی اگر مقدار سوزش خفیف باشد، قرار گرفتن در معرض بخار قیر باید به حداقل ممکن برسد. هر زمان که مورد مشکوکی مشاهده شد می‌بایست آزمایش‌های مربوطه به‌منظور سنجش غلظت بخار قیر و یا هیدروژن سولفید در محیط کار گرفته شود.

افراد مبتلابه استنشاق بخار قیر باید هرچه سریع‌تر به مکانی با هوای تازه منتقل شوند. اگر علائم این افراد شدید و یا ادامه‌دار باشد، کمک پزشکی باید بدون وقفه انجام گیرد.

جدول 3-1    محدوده مجاز مواجهه شغلی با قیر (OELs)


برای مشاهده ادامه مطلب برروی لینک زیر کلیک کنید:

راهنمای جامع قیر، بخش سیزدهم-مراقبت شخصی


برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

راهنمای جامع قیر

راهنمای جامع قیر-بخش اول تاریخچه قیر

Share

1-1  تاریخچه قیر

قیر در فرهنگ لغت انگلیسی آکسفورد به‌صورت مخلوط تار مانندی از هیدروکربن‌های به‌دست‌آمده از نفت خام به‌صورت طبیعی و یا طی فرایند تقطیر تعریف‌شده که در روسازی جاده‌ها و پشت‌بام‌ها کاربرد دارد.

باور عمومی تاریخچه قیر این است که قیر از زبان باستانی و مقدس هندوها در هند (سانسکریت) منشأ گرفته که در آن Jatu به معنای Pitch (قیر) و Jatu-krit به معنای تولید Pitch است. ازنظر برخی معادل لاتین آن در اصل Gwitu-men (وابسته به Pitch) و ازنظر برخی دیگر Pixtu-men نامیده شده که به‌مرورزمان به واژه Bitumen تبدیل و از زبان فرانسوی وارد زبان انگلیسی شده است.

اشارات متعددی به قیر در کتاب مقدس وجود دارد. در کتاب پیدایش (نخستین بخش از کتاب انجیل)، به این موضوع اشاره‌شده که کشتی نوح با استفاده از نی و Pitch ساخته‌شده و موسی نیز درون سبدی که با حصیر ساخته و توسط Pitch عایق شده بود گذاشته و در رودخانه نیل رهاشده است.

خواندن توصیف ساخت برج‌های بابل نیز جذاب و متفاوت است. نسخه مجاز کتاب مقدس می‌گوید که این برج‌ها دارای خشت‌های سنگی بوده و سازندگان آن‌ها از گل برای ملات استفاده می‌کردند. نسخه جدید بین‌المللی بیان می‌کند که در ساخت این برج‌ها به‌جای سنگ از آجر و به‌جای گل از قیر (Tar) استفاده‌شده است. ترجمه موفات در سال 1935 می‌گوید که آن‌ها در ساخت برج‌های بابل از آجر و آسفالت (قیر) استفاده کرده‌اند.

کاربردهای باستانی قیر طبیعی و یا Pitch در مکان‌های مسکونی قدیمی که در اطراف آن‌ها این ماده طبیعی به سهولت در دسترس بوده کشف‌شده است. به نظر می‌رسد که درجاهای دیگر استفاده کم‌تری از این ماده شده است. در بسیاری از کشورها، هیچ‌کدام از کاربردهای کنونی قیر وجود ندارد.

بااین‌حال به نظر می‌رسد که شناخت گسترده‌ای از منابع بزرگ قیر طبیعی مانند دریاچه آسفالت (Lake asphalt) در ترینیداد وجود دارد. در اواسط قرن نوزدهم، تلاش‌هایی در جهت استفاده از آسفالت سنگی از منابع اروپایی برای روسازی جاده‌ها انجام گرفت و ازاینجا بود که رشد آهسته استفاده از محصولات طبیعی برای رسیدن به این هدف آغاز و به دنبال آن شاهد ظهور تار زغال‌سنگ (Coal Tar) و سپس قیر تصفیه‌شده تولیدی از نفت خام هستیم.


برای مشاهده ادامه مطلب برروی لینک زیر کلیک کنید:


برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

Fatting-up چیست؟

Share

Fatting-up چیست؟

یک دلیل که fatting up اتفاق می‌افتد به دلیل فشرده‌سازی ثانویه سنگ‌دانه‌ها در مخلوط به دلیل ترافیک است. فضاهای خالی کاهش میابد، سرانجام قیر فشرده از داخل ساختار به سطح می‌آید. اگر مقدار قیر خیلی زیاد باشد یا اگر فضاهای خالی بعد از فشرده شدن کامل کم باشد این پدیده تشدید خواهد شد. مهاجرت قیر به سطح باعث ایجاد یک سطح براق و نرم می‌شود که مقاومت کمی در برابر سرخوردن در آب‌وهوای مرطوب دارد. در دمای سرویس بالا احتمال fatting up زیاد است. درنتیجه، کاهش نقطه نرمی یا ویسکوزیته قیر در 60 درجه سانتی‌گراد این مکانیسم شکست را محدود خواهند کرد.

تست های سخت شدگی تبخیری و اکسیدی قیر در مخلوط

Share

تولید بشکه قیر

بشکه سازی صادراتی، بسته بندی و صادرات انواع قیر info@feedar.co

تست های سخت شدگی تبخیری و اکسیدی قیر در مخلوط

سخت شدگی اکسیدی و تبخیری یک فیلم نازک قیر در ارتباط با دانه ها به وسیله دو تست مخلوط انجام می شود: تست ذخیره سازی مخلوط داغ و تغییرات نقطه نرمی قیر در حین تولید آسفالت صنعتی. تست ذخیره سازی مخلوط داغ شرایط پیرشدگی در حین اختلاط و ذخیره سازی را بررسی می کند. یک مخلوط تعیین شده در آزمایشگاه ساخته می شود و یک مقدار مشخص از این مخلوط در یک قوطی بسته با دمای 160 درجه سانتی گراد به مدت 6 ساعت نگهداری می شود؛ بنابراین مقدار حجم هوای واردشده به نمونه مشخص است و در همه تست ها ثابت است. قیر موجود در هر دو نمونه مخلوط و ذخیره شده بازیافت می شود و درجه نفوذ و نقطه نرمی برای هر دو قیر بازیابی شده اندازه گیری می شود. پیرشدگی قیر در حین اختلاط و ذخیره سازی بوسیله اختلاف بین نقطه نرمی قیر ذخیره شده و قیر اصلی بیان می شود.

این آزمایش در مقیاس آزمایشگاهی بسیار سخت است و تغییر در نقطه نرمی خیلی بیشتر از آن چیزی است که در ذخیره سازی های واقعی اتفاق می افتد. با این اوصاف این آزمایش با تمایل به سختی مخلوط در دمای زیاد در ارتباط است وقتی مدت زمان زیادی در ارتباط با هوا باشد.

سخت شدن قیر در اثر تراوش (Exudative Hardening)

هنگامی که قیر با سنگدانه های معدنی متخلخل در تماس باشد ماهیت قیر متوازن نیست و یک ماده روغنی به سطح منافذ سنگدانه ها تراوش می کند. این امر می تواند باعث سخت شدن قیر باقی مانده در سطح سنگ دانه ها بشود. در درجه اول تراوش تابع مقدار ترکیبات پارافینی با وزن مولکولی کم موجود در قیر نسبت به مقدار و نوع آستفالتن ها است.

دانشمندان آزمون تراوش قطره را برای اندازه گیری کمی تمایل قیر به تراوش طراحی کرده اند. در این تست، قطرات قیر بر روی فرورفتگی های صفحات مرمر استفاده می شود. صفحات به مدت 4 روز در دمای 60 درجه سانتی گراد در حضور نیتروژن نگه داری می شوند. در طی این مدت، حلقه های روغنی در اطراف قطرات قیر گسترش می یابند، این حلقه ها در حضور نور ماوراء بنفش و با استفاده از میکروسکوپ قابل مشاهده هستند. پهنای این حلقه ها از چند دهم میلی متر برای قیر متعادل تا چندین میلی متر برای قیر غیرمتعادل است.

سخت شدن در هنگام سرویس در اثر تراوش می تواند قابل توجه باشد و نه تنها به تمایل قیر برای تراوش بلکه به منافذ سنگدانه ها هم مرتبط باشد. اگر منافذ سنگدانه های معدنی کم باشد، مقدار تراوش جذب شده بدون در نظر گرفتن تمایل به تراوش قابل چشم پوشی است و به طور مشابه اگر تمایل به تراوش کم باشد بدون در نظر گرفتن منافذ مقدار تراوش جذب شده قابل چشم پوشی خواهد بود.

اجزاء فلزی موجود در قیر، آنالیز عنصری قیر

Share

اجزاء فلزی موجود در قیر، آنالیز عنصری قیر

در سال 1930 مشخص شد قیر دارای متالوپورفیرین است، متالوپورفیرین ترکیبی از فلزاتی مانند آهن، مس، نقره و منیزیم و…  با پورفیرین است و پورفیرین یک ترکیب هتروسیکل با چهار حلقه پیرول است که با ساختار مربع شکل قرارگرفته‌اند و کارهای تجزیه‌ای حضور آهن و وانادیم در قیر را تأیید کرد. شکل زیر ساختار متالوپورفیرین را نشان می دهد:

متالوپورفیرین

متالوپورفیرین

 خاکستر باقی مانده از سوختن نفت سیاه بوسیله تابش ماوراءبنفش آزمایش شده و حضور عناصر زیر در آن مشخص شده است:

عناصر موجود در نفت کوره

عناصر موجود در نفت کوره

اساساً این عناصر در ترکیبات غیر فرار یا سنگین تر نفت مانند برخی از آلاینده های معدنی، احتمالاً در فرم کلوئید و به عنوان نمک مانند کربوکسیلیک اسید ها، در ترکیبات فلزات واسطه و ترکیبات از نوع پورفیرین یافت می شود. یک آنالیز عنصری از قیر حاصل از منابع مختلف در جدول زیر آمده است:

آنالیز عنصری قیر

آنالیز عنصری قیر

غالب فلزاتی که در نفت سیاه یا نفت کوره یافت می شود شامل سدیم، وانادیم، آهن، نیکل و کرم هستند و بیشتر سدیم به صورت سدیم کلرید وجود دارد. بیشتر وانادیم و نیکل به شکل پورفیرین وجود دارند، همچنین تعداد زیادی از مولکول های مختلف بسته به جایگزینی روی حلقه ها و ساختار ایزومرهای حضور دارند. قیر و نفت سیاه محصولات وابسته هستند و می توان فرض کرد عناصر مشابهی در ترکیبات قیری وجود دارد.

تولید بشکه فلزی صادراتی، بسته بندی و صادرات انواع قیر
ایران، اصفهان، مورچه خورت، شهرک صنعتی محمدیه (گردنه چاه سرخ)
اصفهان, مورچه خورت
IR
Phone: 02126213068

آسفالتن چیست؟

Share

آسفالتن چیست؟

آسفالتنها از اجزاء سازنده قیر بوده و مواد جامد سیاه یا قهوه ای نامحلول در هپتان نرمال هستند که علاوه بر هیدروژن و کربن دارای مقداری نیتروژن، سولفور و اکسیژن هستند. به طور کلی آسفالتنها را به عنوان مواد آروماتیک به شدت قطبی و پیچیده در نظر می گیرند که دارای وزن مولکولی بالا هستند. روش های مختلفی برای اندازه گیری وزن مولکولی آسفالتنها استفاده شده است و مقادیر مختلفی از 600 تا 300000 به دست آمده که بستگی به تکنیک جداسازی دارد. ولی به هرحال اطلاعات کلی به دست آمده از تست ها به این موضوع اشاره دارند که وزن مولکولی آسفالتنها از 1000 تا 100000 بوده و سایز ذرات آن ها از 5 تا 30 نانومتر و نسبت هیدروژن به کربن یک به یک است. مقدار آسفالتن موجود در قیر تأثیر زیادی بر مشخصات رئولوژیک قیر دارد. افزایش مقدار آسفالتنها باعث تولید قیر سخت تر، نفوذ کمتر، نقطه نرم شدگی بیشتر و درنتیجه ویسکوزیته بیشتر قیر می شود. مقدار آسفالتن در قیر از 5 تا 25 درصد است. در شکل زیر ساختار شیمیایی آسفالتن آورده شده است.

آسفالتن

آسفالتن