قیر چیست؟

رفتار قیر در دماهای مختلف متفاوت است و در دمای محیط، خواص ویسکوالاستیک آن برجسته است؛ به‌گونه‌ای که ترکیبی از ویژگی‌های الاستیک (کشسانی) و ویسکوز (چسبندگی) را نشان می‌دهد.

مواد قیری تنوع بیشتری نسبت به فرآورده‌های نفتی دارند، زیرا منابع آن‌ها محدود به نفت خام نیست. قیر نقش بسیار مهمی در صنایع مختلف ایفا می‌کند، از جمله در ساخت و نگهداری جاده‌ها، عایق‌کاری سقف‌ها و ضدآب‌سازی. ویژگی‌های ذاتی قیر به‌طور چشمگیری به روش‌های تولید و فرآوری آن و نیز به خصوصیات نفت خامی که از آن به‌دست آمده وابسته است. استفاده از نفت خام با کیفیت بالا و فرآیندهای تقطیر مناسب می‌تواند ویژگی‌های قیر را بهبود دهد.

قیر بیش از یک قرن است که در ساخت جاده‌ها کاربرد دارد و تأثیر قابل‌توجهی بر ویژگی‌های لایه‌های روسازی مانند چسبندگی، حساسیت دمایی، اصطکاک، مقاومت در برابر پیرشدگی و دوام داشته است.

درک کامل از شیمی قیر به پژوهشگران و متخصصان صنعت کمک می‌کند تا تصمیمات آگاهانه‌ای درباره استفاده و مدیریت پایدار آن اتخاذ کنند.

تاریخچه قیر

قیر پدیده‌ای نوظهور نیست و از دیرباز در دوران تمدن‌های سومری و آشوری و بسیاری از تمدن‌های پیشین به‌عنوان ماده‌ای ضدآب مورد استفاده قرار می‌گرفته است. بیشترین کاربرد آن در ساخت و عایق‌کاری قایق‌ها برای جلوگیری از نفوذ آب و غرق شدن بوده است. در کتاب مقدس نیز ماده‌ای که برای چسباندن آجرهای برج بابل استفاده شده، به‌عنوان قیر ترجمه شده است.

در مصر و یونان باستان نیز قیر کاربردهای متعددی داشته است؛ از جمله در مومیایی کردن اجساد، ساخت تندیس‌ها، تزئینات، ساخت معابد و ستون‌های پل‌ها و همچنین به‌عنوان سنگفرش خیابان‌ها و خانه‌ها. حتی در زمان جنگ برای دفاع از شهرها در برابر حملات دشمن نیز به‌کار می‌رفته است.

قیر خوزستان که در دوره هخامنشی به نام «مامَتان» شناخته می‌شد، کاربردهای متنوعی داشت؛ مانند ابزارسازی، ساخت ظروف با قیر، تهیه مهر و زیورآلات و غیره.

هخامنشیان از قیر برای آب‌بندی و عایق‌کاری رطوبت در کاخ باشکوه تخت‌جمشید استفاده می‌کردند. هنرمندان شوش باستان نیز با ترکیب قیر و کلبیت و حرارت دادن آن، ترکیبی مشابه سنگ به‌دست می‌آوردند. از این ماده برای ساخت اشیای گوناگون و همچنین مجسمه‌ها و سنگ‌های مصنوعی استفاده می‌کردند.

آغاز صنعت مدرن قیر را می‌توان مربوط به سال ۱۷۱۲ دانست، زمانی‌که سنگ‌های طبیعی قیر در فرانسه کشف شد. اما نخستین جاده‌های ساخته‌شده با آسفالت در اروپا توسط فردی انگلیسی به نام جان متکالف ساخته شد. او در حدود ۱۸۰ مایل از جاده‌های شمال شهرستان یورک‌شر را با استفاده از قیر طبیعی احداث کرد.

در نهایت، این روش ابتدایی توسط جان مک‌آدام تکمیل شد؛ او با ترکیب سنگ و قیر، سطحی مقاوم‌تر ایجاد کرد و با پیشرفت فناوری، استفاده از قیر گسترده‌تر و دسترسی به آن آسان‌تر شد.

در ایران نیز برای نخستین‌بار در سال ۱۳۱۲ (۱۹۳۳ میلادی)، از قیر برای آسفالت خیابان فلسطین استفاده شد.

قیر در ایران

ایران یکی از بزرگ‌ترین و قدیمی‌ترین منابع قیر طبیعی در جهان به شمار می‌رود. این کشور به‌عنوان سومین دارنده ذخایر قیر طبیعی در دنیا، حدود ۱۵ درصد از این ذخایر معادل ۱۵ میلیون تن را در اختیار دارد.

معدن‌های قیر طبیعی در نقاط مختلف ایران قرار دارند، از جمله در کویر لوت، رشته‌کوه‌های زاگرس و مناطق جنوبی دریای خزر. معادن قیر طبیعی در ناحیه زاگرس در سه استان کرمانشاه، ایلام و لرستان واقع شده‌اند. استان کرمانشاه از نظر میزان ذخایر و تولید قیر، رتبه نخست کشور را دارد. مهم‌ترین معدن قیر طبیعی این استان، معدن گل‌سیاه (Gilsonite Mud) در شهرستان گیلانغرب است.

ایران یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان قیر طبیعی در جهان است و سالانه بیش از ۱.۵ میلیون تن قیر طبیعی تولید می‌کند که هم در داخل کشور و هم در بازارهای جهانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ایران قیر طبیعی را به کشورهایی مانند هند، چین، ترکیه و دیگر کشورها صادر می‌کند. در سال ۲۰۲۱، تولید و مصرف قیر در جهان به ۱۲۵ میلیون تن رسید و ایران با ظرفیت تولید بیش از ۶ میلیون تن قیر، حدود ۸ درصد از بازار جهانی قیر را به خود اختصاص داد.

ایران از نظر تولید قیر در رتبه هفتم و از نظر صادرات در رتبه چهارم جهان قرار دارد. صادرات قیر در سال ۲۰۲۱ برای کشور ۱.۵ میلیارد دلار درآمد داشته و ۲.۹ درصد از کل صادرات غیرنفتی ایران را شامل شده است. از نظر ارزش صادرات، این رقم نسبت به سال ۲۰۲۰ رشد ۷۳ درصدی را نشان می‌دهد.

کاربردهای قیر

به دلیل خاصیت چسبندگی و ضدآب بودن، قیر کاربردهای گسترده‌ای دارد و در بیش از ۱۰۰ صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. بیشترین تقاضای جهانی برای قیر مربوط به منطقه آسیا-اقیانوسیه با سهم ۳۷ درصدی است، آمریکای شمالی با ۲۵ درصد در رتبه دوم قرار دارد و اتحادیه اروپا با ۱۷ درصد در جایگاه سوم است.

برآوردها نشان می‌دهد که تولید فعلی قیر در جهان حدود ۸۷ میلیون تن در سال است. بخش عمده‌ای از این مقدار در روسازی جاده‌ها به کار می‌رود و پس از آن، بیشترین مصرف در صنعت پوشش سقف‌ها است. حدود ۸۵ درصد از قیر به‌عنوان چسباننده در آسفالت‌کاری جاده‌ها و باند فرودگاه‌ها استفاده می‌شود.

در کاربردهای روزمره آسفالت‌کاری، قیر با سنگدانه‌های معدنی ترکیب می‌شود تا ماده‌ای بسیار مقاوم و بادوام به نام آسفالت تولید شود. آسفالت رایج‌ترین نوع پوشش سطح جاده‌ها در جهان است.

قیر و آسفالت هر دو مواد کاملاً قابل بازیافت هستند و سطوح تراشیده‌شده اغلب دوباره وارد فرآیند تولید می‌شوند. با توجه به اینکه تولید جهانی آسفالت به حدود ۱.۵ میلیارد تن می‌رسد، آسفالت عنوان پر‌بازیافت‌ترین ماده در جهان را به خود اختصاص داده است.

قیر همچنین در ساخت و نگهداری موارد زیر کاربرد دارد:

• • جاده‌ها و بزرگراه‌ها

• • باندهای فرودگاه

• • پل‌ها و زیرساخت‌های حمل‌ونقل

• • پشت‌بام‌ها (عایق‌کاری سقف‌ها)

• • دیوارهای زیرزمین و فونداسیون‌ها (برای عایق رطوبتی)

• • تونل‌ها و کانال‌های آب

• • سدها و مخازن آب

• • سطوح پارکینگ‌ها و محوطه‌سازی

• • کف‌سازی‌های صنعتی و مقاوم در برابر مواد شیمیایی

• • ساختمان‌های پیش‌ساخته و سازه‌های فلزی (به عنوان محافظ ضد زنگ)