ایزو گام

چسباننده های سیاه
کلیات
چسباننده های سیاه شامل مواد قیری و قطرانی هستند .قیر جسمی است به رنگ سیاه مایل به قهوه ای و چسباننده ای که از تعدادی هیدروکربور ساخته شده است. قیر در دمای عادی جامد است و بر اثر گرما نرم و روان می شود .قیر در ساختمان به علت غیر قابل نفوذ بودن آن در مقابل آب، در راه سازی هم به علت دارا بودن خاصیت چسبندگی که دانه های سنگ را به هم می چسباند و تشکیل آسفالت می دهد مورد مصرف قرار می گیرد.در روغن های معدنی و حلال های مختلف حل می شود .امروزه دو نوع قیر معدنی و نفتی در ساختمان مصرف می شود.
ویژگی های چسباننده های سیاه عبارتند از:
• غیر قابل نفوذ در برابر رطوبت و آب؛ 
• عایق الکتریکی؛
• پایداری در برابر اسیدها، باز ها و نمک ها؛
• قابلیت ارتجاع؛
چسبندگی به سایر مصالح و تشکیل قشر نازک بر روی آن ها؛
• محلول بودن در برخی حلال ها؛
• داشتن رنگ ثابت و خاصیت انگمی.
معایب چسباننده های سیاه عبارتند از:
• تجزیه شدن در گرمای زیاد و تبدیل آن ها به ذغال همواره با اشتعال ؛
• از دست رفتن چسبندگی آن ها در محیط های مرطوب و آلوده به خاک و مواد نرم؛
• تغییر شکل در فشار و برخی حلال ها



اشعه های نوترونی، هیدروژن قیر را آزاد، ساختمان قیر را لانه زنبوری و قیر را تجزیه می کنند و در نهایت باعث سخت شدن قیر و کاهش درجه نفوذ می شوند .از این رو در محل هایی که تابش از حد مجاز بالاتر است، نباید از قیر استفاده شود زیرا گاز هیدروژن متصاعد و قیر متورم و شکننده می شود.امروزه خواص قیر را با مخلوط سازی آن با لاستیک PVC یا رزین های مصنوعی یا اپوکسی بهبود می بخشند و این عملیات مزایای متعددی دارد که عبارتند از:
• چسبندگی قیر را بهبود می بخشد.
• درجه ی حساسیت به دما (PTS) را کاهش و مقاومت قیر را در برابر روغن ها افزایش می دهد.
آزمایش های قیر
 درجه ی نفوذ(PI)
عبارتست از از طول میله ای با شکل و وزن مشخص که در دما و وزن معین در قیر مورد آزمایش فرو می رود. هر 1/0 میلی متر فرو رفتگی برابر 1 درجه نفوذ است.هرچه درجه نفوذ قیر بیشتر باشد ، قیر نرم تر است و برای مناطق سردسیر مناسب تر است.اکسید کردن قیر (دمیدن هوا در قیر) و همچنین مخلوط کردن قیر ها باعث تغییر درجه نفوذ قیرها می گردد.
درجه ی کشسانی
عبارت است از خاصیت خمیری و کشیده شدن نمونه ی قیر با دستگاه مخصوص در درجه ی حرارت 25 درجه ی سانتی گراد.
درجه ی نرمی (SP)
عبارتست از درجه حرارتی که یک قیر از حالت جامد به حالت روان در می آید .قیری که درجه ی نرمی آن بیشتر است در مقابل تغییرات حرارت کمتری حساس بوده و درجه ی نفوذ آن کمتر تغییر می کند ، لذا برای مناطق گرمسیر مناسب تر است.
درجه ی چکیدن قیر
درجه حرارتی است که در آن یک قطره قیر از نوک باریک لوله ای با قطر معین بچکد.
درجه ی شکستن قیر
در مناطق سرد سیر لازم است از قیری استفاده شود که دارای خاصیت شکنندگی کمتری باشد.این درجه ی معرف ، پایداری قیر در برابر سرما می باشد و آن را با دستگاه فراس اندازه می گیرند.
خاصیت انگمی قیر
قیر چسبانک را که بشکند ، کش می آید و دراز می شود و سپس از بر داشتن نیرو به حالت اولیه خود باز نمی گردد، این خاصیت انگمی قیر است.این خاصیت را با دستگاه DOW اندازه می گیرند.
درجه ی اشتعال ( الو گرفتن F.P)
درجه حرارتی که در آن گاز های متصاعد شده از قیر در مجاورت شعله بسوزد.



انواع چسباننده های سیاه

قیر معدنی (طبیعی)
روغن های نفت خامی که از زمین می جوشد به مرور زمان و در برابر عوامل جوی به آرامی و در گرمای کم می پرد و قیر آن به جا می ماند که به آن قیر معدنی می گویند .قیر های معدنی خالص نیستند و بیشتر به همراه اجسام معدنی مانند خاک رس کلوئیدی ، خاکستر آتش فشانی ، گوگرد و بقایای گیاهی می باشند. برای پالایش قیر های معدنی آن ها را تا حدود 160 درجه گرم کرده و صاف می کنند.
• سنگ های قیری
سنگ های قیری را آسیاب کرده و گرد آن را در ساختن رویه آسفالت کوبیده و همچنین در بتن آسفالتی مصرف می کنند.
• کانگلو مرات های قیری:
این مواد از نظر خواص چسبندگی مشابه آب و سیمان است که به دلیل وجود قیر ایجاد می شود و در ساختمان و جاده سازی مصرف دارند.
قیرهای پالوده (نفتی) یا ساختگی
از پالایش نفت خام به دست می آیند و در انواع زیر وجود دارند:
قیر جامد (خالص)
در اثر حرارت دادن نفت خام ، بنزین و حلال های نفتی ، نفت چراغ ، نفت گاز و سایر روغن های سبک آن در پالایشگاه جدا شده و در گرمای بیش از در حدود 380 درجه ( در فشار عادی) قیر آن به جا می ماند که به صورت جامد و نیمه جامد است.
چند نکته:
• آخرین محصولی که از تقطیر نفت خام به دست می آید قیر های جامد ( خالص است.)
• چنانچه تقطیر در خلا انجام شود، گرمای تقطیر به کمتر از 380 درجه کاهش میابد.
• نفت خام به انواع آسفالتیک ، پارافینیک و آسفالتیک –پارافینیک تقسیم می شود.بیشتر نفت خام معادن ایران از نوع آسفالتیک –پارافینیک است.قیری که از نفت آسفالتیک به دست می آید برای کارهای راهسازی از همه مناسب تر است.
• با روش ها ویژه ای پارافین قیرهای پارافینیک را جدا کرده و در راهسازی به مصرف میرسد.
• قیرهای جامد و نیمه جامد بر حسب درجه ی نفوذ مختلف تولید و نام گذاری می گردند.حدود درجات نفوذ قیرهایی که در ایران تولید می گردند 10 تا 300 درجه می باشد
.• در ایران قیر های با درجه ی نفوذ (40/50) ، (60/70) و (80/100) بیشتر در راه سازی و قیر (60/70) در آب بندی بام نواحی معتدل به مصرف می رسد . همچنین از قیر (50/40) برای مصارف صنعتی و مخصوص استفاده می شود.
در مقایسه قیرهای معدنی و قیرهای خالص تفاوت هایی وجود دارد که اعم آن ها عبارتند از:
- قیرهای نفتی، گوگرد کمتری دارند ؛
- قیر های معدنی حاوی مواد معدنی و خاکستر هستند در حالی که قیر های نفتی خالص ترند؛
- روغن غیر های خالص بیشتر از قیر های معدنی است؛
- شمار اسیدی ، استری و صابونی شدن قیر نفتی کمتر از قیر معدنی است؛
- پارافین قیر معدنی کمتر از قیر های خالص است.
قیر دمیده یا اکسید شده
از دمیدن هوای داغ 200-300 درجه به قیر خالص در مراحل نهایی پالایش یا قیر خالص حل شده در روغن های معدنی به دست می آید. در اثر دمش هوا اتم های هیدروژن مولکول های قیر با اکسیژن هوا ترکیب شده و در نتیجه این واکنش آب و هیدروکربور های سنگین تر به وجود می آید( پلیمریزاسیون)
نکته:
 این قیر ها ازاکسید شدن مخلوطی از قیر های نرم با مواد روغنی سنگین به دست می آید و بر حسب نقطه نرمی و درجه ی نفوذ نام گذاری می شوند.با دمیدن هوا به قیر ، روغن آن نمیپرد و در سرما خاصیت انگمی خود را از دست نمی دهند قیر دمیده دارای درجه ی نفوذ کمتر و درجه نرمی بیشتری از قیر خالص اولیه است و حساسیت آن نسبت به تغییر درجه ی حرارت کمتر می باشد چسبندگی قیر دمیده در گرمای زیاد نیز بیش از قیر خالص اکسید نشده است .  
نکته:
ویژگی های قیر دمیده نزدیک به قیر معدنی است.
موارد استفاده قیر دمیده:
- برای ساختن لایه ها آب بندی پیش ساخته ( مقوا و شمع قیری)؛
- اندودهای آب بندی؛
- رنگ های ضد آب؛
- اندود لوله ؛
- پر کردن درز ها و ترک های رویه بتنی و فضاهای حایل زیر آن ها.
نکته:
با افزودن کاتالیزورها ی ویژه در حین تولید قیر دمیده می توان قیر اکسیده ای ساخت که حالت خمیری آن ها در سرما حفظ شود . از این نوع قیر که تا حدی شبیه لاستیک است برای پوشش کف کانال استفاده می شود.در پالایشگاه های ایران 2 نوع قیر اکسیده 25/80R و 15/90 R ساخته می شود که اعداد 25 و 15 درجه ی نفوذ و 80 و 90 درجه ی نرمی آن هاست.
قیر های محلول یا پس بریده
از حل کردن قیر خالص در روغن های معدنی به دست می آید. جنس قیر محلول بستگی به نوع قیر خالص و حلال آن دارد.هرچه حلال زود تر بپرد قیر محلول زودگیرتر و هرچه مقدار حلال بیشتر شود قیر آبکی تر است .مقدار حلال 10% وزن قیر محلول می باشد .قیر های محلول آبکی را به صورت سرد و قیرهای سفت را با کمی گرم کردن به مصرف می رسانند.در صورت گرم کردن درجه ی گرمای قیر های محلول باید کمتر از درجه ی اشتعال حلال آن ها باشد.
قیرهای محلول بسته به زمان گرفتنشان به شرح زیر دسته بندی می کنند:
1- قیر های محلول زودگیر (R.C): از حل کردن قیر خالص در بنزین به دست می آید .این دسته از قیر ها از رقیق نمودن قیر 100/85 در حلال نفتی سبک مانند نفتا به دست می آید.(مدت گیرش: 1 ساعت)
2- قیر محلول کندگیر (M.C): از حل کردن قیر خالص در نفت چراغ به دست می آید .(مدت گیرش: 1 روز)
3- قیر محلول دیرگیر(S.C) : از حل کردن قیر خالص در نفت گاز یا نفت کوره حاصل می شود .( مدت گیرش : 1 هفته)
- این دسته از یر ها از حل کردن قیر 100/85 در حلال های سنگین به دست می آید.
- روغن راه نوعی قیر محلول است که از حل کردن قیر خالص در روغن های سنگین مانند نفت کوره ساخته می شود، پس روغن راه نوعی قیر محلول دیر گیر است. 
امروزه تقسیم بندی نوینی جانشین تقسیم بندی فوق شده است که بستگی به کند روانی (ویسکوزیته) کینماتیکی دارد.
موارد مصرف قیر های محلول:
• ساختن رویه ی سیاه راه ها؛
• در هوای سرد و خشک؛
• اندود آب بندی
• اندودهای سطحی و نفوذی راه
امولسیون های تیر
مخلوطی از دانه های خیلی ریز قیر و آب به رنگ قهوه ای است.برای جلوگیری از چسبیدن گلبول های قیر به یکدیگر ، آن ها را با ماده ای به نام امولگاتر اندود کرده اند .بسته به نوع امولگاتر، امولسیون ها را به کاتیونی، آنیونی و کلوئیدی تقسیم کرده اند.
• امولسیون ترکیب دو ماده اختلاط نا پذیر ( قیر به عنوان فاز گسسته یا داخلی و آب به عنوان فاز پیوسته یا خارجی ) می باشد.
• از نظر پایداری، امولسیون ها به 3 دسته ی زودشکن یا ناپایدار (RS) و کند شکن یا نیم پایدار (MS) و دیر شکن یا پایدار (SS) طبقه بندی می شود.
موارد مصرف امولسیون ها:
- اندود کردن سنگ دانه های سرد و تر ( در آغاز):
- اندود کردن سنگ دانه های تر یا خشک ( امروزه):
- پایدار کردن خاک ؛
- ساختن شفته و خشت قیری
- اندود گردن ماسه های ریز دانه ؛
- جلوگیری از روان شدن ماسه های روان ؛
- ساخت پی و رویه ی راه
چند نکته:
• امولسیون قیر درمناطق نمناک و پرباران زیاد مصرف می شود.
• امولسیون ضد یخ در گروه امولسیون های نا پایدار ( زود شکن ) است و برای جلوگیری در فصل سرد و یخبندان مصرف می شود.همچنین امولسیون اسیدی نیز در گروه امولسیون های زودشکن قرار دارد و برای اندود انواع سنگ مصرف دارد.
• اصطلاحا پریدن آب امولسیون قیر و نشستن قیر بر روی دانه های سنگی راشکستن اومولسیون می گویند.



از انواع سایر قیرها می توان به:
قیر شل
قیری نفتی است که ناروانی آن را با افزودن حلالی فرار و مناسب کاهش داده اند.
قیر فلاکسی
قیری با نارونی نسبتا پایین است، که از افزودن ماده رقیق کننده ی غیر فرار به قیر نفتی تواید می شود.
سیمان آسفالتی (AC): مخلوطی از قیر نفتی یا طبیعی است که خاصیت چسبندگی دارد و برای آسفالت پیاده رو مناسب است.و همین طور قیر های خلا و قیر های هوا دمیده اشاره نمود.
قطران
هنگامی که مواد آلی نظیر چوب و ذغال سنگ را در ظروف سر بسته و دور از هوا ، گرما دهنده از آن ها گازهایی برمی خیزد .از سرد کردن این گاز ها قطران خام به دست می آید. دراثر پالایش و تقطیر قطران خام مواد فرار آن خارج شده و جسم جامد یا نیمه جامدی از آن به جا می ماند که زفن قطران نامیده می شود.
نکته:
معمول ترین قطرانی که در ساختمان و راه سازی مصرف دارد ، قطران ذغال سنگ و زفت آن است.
فرآورده های قیری
فرآورده ای است قیری که از اختلاط قیر و سنگدانه ساخته می شود. سنگدانه های موجود باعث افزایش مقاومت در برابر سایش، لغزش و قابلیت باربری بیشتر و عنوان استخوان بندی قیر می باشند.از انواع اسفالت می توان به آسفالت گرم ، آسفالت سرد، بتن آسفالت و آسفالت بتونه اشاره کرد.از انواع آسفالت برای ساخت لایه ی رویه ، در پشت بام ساختمان ها، خیابان ها و محوطه استفاده می شود.
• آسفالت بتونه: این نوع آسفالت یکی از قابل اعتماد ترین مواد عایق بندی رطوبتی برای دیوار، کف و سقف های صاف به شمار می رود
آسفالت صخره ای :که برای تهیه ماستیک استفاده می شود باید حداقل دارای 90 درصد کربنات کلسیوم و حداقل 8 درصد قیر طبیعی باشد.
سنگفرش (ماکادام) قیری
در دمای پایین تر، از شن و ماسه دانه بندی شده که به قیر شل آغشته شده اند ماکادام قیری تهیه می شود و دارای بافت بازتری است .
قیر پاشی، نفوذ دهی
ریختن قیر داغ یا قیر شل یا امولسیون سرد به داخل حفره های موجود در لایه ی مخلوط که بر روی زیر سازی جاده پخش و کوبیده شده است.
تثبیت خاک (مالچ پاشی)
برای جلوگیری از فرسایش خاک توسط آب یا برای بهبود چسبندگی می توان از انواع خاص قیر استفاده نمود .اما فرایند کاملا به وضعیت جوی و خاک بستگی دارد.
کفپوش های قیری
مصرف قیر در کفپوش به شکل آسفالت ماستیک و کاشی آسفالتی است.
عایق های رطوبتی
 یا به صورت پیش ساخته نصب، یا به صورت قیر گونی اجرا می شوند .عایق های رطوبتی پیش ساخته از الیاف معدنی یا آلی معدنی یا آلی به صورت بافته یا نبافته سخته شده است.
نکته:
از نمد پشم شیشه آغشته به پلی استر و قیر اصلاح شده با پلیمر نیز به عنوان عایق رطوبتی استفاده می شود و معمولا با رویه ی پلی اتین به بازار عرضه می شود.
چسباننده های سیاه مناسب برای مصارف گوناگون
مشخصات قیرها و قطران های مناسب برای کارهای مختلف
چند نکته:
• در قیر از رزین های اپوکسی یا اوره به منظور کاهش چسبندگی و غیر قابل نفوذ شدن پوشش در برابر آب استفاده می شود .
• تنها ماده کمکی جامد رنگ های قیری که بسیار موثر نیز هستند دوده است که از سوخت ناقص گاز های طبیعی حاصل می شود از کاربرد های مهم این رنگ ها می توان عایق رطوبتی، حفاظت تاسیسات فاضلاب ، پوشش های ضد خوردگی فلزات و جلوگیری از نشت رطوبت را نام برد.
نکات تکمیلی
• برای آب بندی بام و نم بندی پی ساختمان و نظایر آن ها از چسباننده های سیاه استفاده می شود.
• در اثر پالایش و تقطیر قطران خام، مواد فرار آن خارج شده و جسم جامد و نیمه جامدی از آن جا به جا می ماند که طیف قطران نامیده می شود.
• به طور کلی توصیه می شود از انبار کردن امولسون در دمای کمتر از 2-+ درجه ی سلسیوس خودداری شود.
• مواد قیری نباید بیش از 175 درجه گرم شود.