مصطلح بتيومين (Bitumen) يستخدم في بعض الاحيان للاشارة إلى المواد القيرية في اوربا^(2،1). يتضمن هذا المصطلح المواد الطبيعية (Natural Materials) والمواد المصنعة (Industrial Materials) المفصولة من النفط الخام خلال عمليات التكرير. وفيما يتعلق بالمواد الطبيعية، فالبعض منها يوجد بشكل حر تماما وخال من المواد العرضية (الدخيلة)، والبعض الاخر يحتوي كميات مختلفة من المواد المعدنية والماء ومعوضات اخرى.

على الرغم من تباين الاراء في تصنيف هذه المواد وكذلك امتلاء المراجع بتسميات ومصطلحات غير شاملة ذات دلالات مبهمة وغير واضحة ومتداخلة حول هذا الموضوع الا انه يمكن تصنيف المواد القيرية إلى مجموعتين^(4،3) وهي كما ياتي:

1-3-1 المواد الطبيعية                                        Natural Materials

تتضمن هذه المواد مجموعة كبيرة من المواد الهيدروكاربونية الثقيلة الحاوية على نسب مختلفة من الكبريت والاوكسجين والنتروجين، التي تكونت بفعل اندفاع كميات كبيرة من النفط الخام إلى سطح الارض الخارجي بسبب ضغط الخزان النفطي الداخلي والذي ادى إلى فقدان معظم المواد الخفيفة وبقاء المواد الثقيلة التي تتأكسد بدورها بفعل الاوكسجين الجوي فيزداد وزنها الجزيئي⁽³⁾ وتشمل هذه المواد:

1- الاسفلت الطبيعي                                                   Native Asphalt

يتضمن مجموعة من المواد طبيعية الاصل شبة صلبة ذات لون بني مائل إلى السواد ولزوجة تصل حداً يمكننا من قصم وتفتيت المادة بايدينا. ويمكن ان توجد هذه المواد في الطبيعة بصورة منفردة أو محتوية على اكثر من 50% من المواد المعدنية وكثيرا ما تملأ هذه المواد مسامات وشقوق الصخور الرملية والصخور الجيرية أو الرسوبات الطينية اذ تختلط المادة العضوية مع المواد المعدنية مكونةً خليطاً يعرف بالصخور الاسفلتية
(Rock Asphalt)^(6،5،4).

2- الاسفلتايت                                                                Asphaltite

مواد هيدروكاربونية صلبة طبيعية المنشأ ذات لون بني داكن مائل إلى السواد. يمكن تمييزها من محتواها الاسفلتيني العالي ودرجات انصهارها العالية^(6،3)، وتشمل:

أ. الكلسونايت (Gilsonite): نسبة الكاربون فيه لا تزيد عن 20%.

ب. الكرامايت (Grahmite): نسبة الكاربون فيه تتراوح ما بين 35-55%.

ج. الزفت اللماع (Glance pitch): يمكن عده حلقة وصل بين النوعين اعلاه، اذ يمتلك خواص الكرامايت ويشبه الكلسونايت فيزيائيا.

3- الاسفلتويدات                                                            Asphaltoid

مواد بتيومينية صلبة ذات لون بني غامق تمتاز بعدم انصهارها (Infusibility) وذوبانها القليل في ثنائي كبريتيد الكاربون، ويطلق كذلك على هذه المواد مصطلح الاسلفت البتيوميني الحراري (Pyrobitumin) لانها تتفكك بالتسخين إلى مواد شبيهة بالبتيومين ويمكن تمييز اربعة انواع من الاسفلتويدات مرتبة على التوالي حسب ازدياد الكثافة ونسبة المحتوى الكاربوني لكل منها^(5،3) وهي:

أ. الالترايت Elaterite.

ب. الفورتزلايت Wurtzilite.

ج. الالبرتايت Albertite.

د. الامبسونايت Impsonite.

4. الصخور البتيومينية                                    Bituminous Rocks

تتكون الصخور البتيومينية بصورة طبيعية من تراكيب خشنة مسامية تستقر داخلها المواد البتيومينية والبالغ نسبتها (5-25%)، اذ تحتوي هذه الصخور على نسب مختلفة من الاسفلت والاسفلتويدات والاسفلتايت. تمتاز مركبات هذه الصخور بمقاومتها للحرارة وعدم تأثرها بها فضلا عن عدم تأثرها كثيرا بمعظم المذيبات العضوية المعروفة.

هناك انواع مهمة اخرى من هذه الصخور والتي حظيت بالاهتمام ومن بينها الطفل الزيتي (Oil Shale) الذي يتكون من طبقات من الصلصال أو الطين المترسبة بعضها فوق بعض والتي تحتوي على نسبة عالية من المواد العضوية التي يمكن تكسيرها بالحرارة للحصول على كميات محسوسة من الزيت الذي يعرف عادة بالزيت الصخري أو زيت السجيل (Shale Oils)⁽³⁾.

1-3-2 المواد المصنعة                                       Industrial Materials

وتقسم على مجموعتين هما:

اولا. الاسفلت المصنع                                              Synthetic Asphalt

وهو الاسفلت الذي ينتج خلال عمليات التكرير ويشمل الانواع الاتية:

1- الاسفلت الاسمنتي                                                Asphalt Cement

وهو الاسفلت الناتج عن عمليات التصفية التي يتم اجراؤها على النفط الخام (عمليات التقطير الفراغي للنفط الخام) ويستخدم في تبليط الطرق ويسمى كذلك بإسفلت التبليط
(Paving Asphalt) أو قد يسمى بالاسفلت البترولي (Petroleum Asphalt). ويصنف حسب درجة صلابته من خلال قيمة درجة النفاذية اذ تكون بحدود (40-50 ملم) دلالة على ان الاسفلت ذو لزوجة عالية، أو في حدود (200-300 ملم) دلالة على ان الاسفلت ذو لزوجة قليلة (Soft)^(8،7).

2- الاسفلت المنفوخ                                                    Blown Asphalt

ويُعرف كذلك بالاسفلت المؤكسد (Oxidised Asphalt)، ويتم الحصول عليه عند تعريض الاسفلت الاسمنتي لهواء ساخن عند درجة حرارة (200-315°م) وبوجود P₂O₅ أو FeCl₃ كحفاز، اذ يتأكسد الاسفلت نتيجة تفاعل الهواء مع بعض مكونات الاسفلت الراتنجية مؤدياً إلى زيادة الوزن الجزيئي وزيادة صلابته ودرجة الليونة (Softening Point)^(11،10،9).

3- الاسفلت السائل                                                     Liquid Asphalt

ويشمل مجموعتين رئيستين:

أ. الاسفلت المخفف                                                 Cut-back Asphalt

ويتم الحصول عليه عن طريق مزج الاسفلت الاسمنتي مع بعض المذيبات البترولية، ويقسم على ثلاثة انواع حسب سرعة تطاير المذيب وهي:

1. سريع التصلب Rapid Curing (RC): تستخدم مذيبات سريعة التطاير مثل الكازولين أو النفثا.
2. متوسط التصلب Medium Curing (MC): تستخدم مذيبات ذات تطايرية متوسطة مثل الكيروسين.
3. بطيء التصلب Slow Curing (SC): وفي هذة الحالة تستخدم بعض الزيوت البترولية ذات التطايرية الواطئة مثل زيت الغاز (Gas Oil) ويدعى هذا النوع من الاسفلت بزيت التبليط.

ب- الاسفلت المستحلب                                           Emulsified Asphalt

ويتم الحصول عليه بتجزئة الاسفلت إلى جزيئات صغيرة الحجم تشحن بشحنة موجبة أو سالبة عن طريق استخدام عامل مستحلب (Emulsifier) لتبقى عالقة في الوسط المائي وهو الذي يحدد نوعية الاسفلت المستحلب (سواء كان كاتيونياً أم انيونياً)، ويضاف اليها مواد مثبتة تعمل على ابقائها في الحالة المذكورة اعلاه، وتتفكك هذه المستحلبات في اثناء الاستعمال فتتجمع الجزيئات الاسفلتية وتندمج مع بعضها البعض نتيجة تعادل الشحنات مكونة طبقة متماسكة، اما الماء فيطرد أو يمتص من قبل التربة، ويستخدم بكثرة في طلاء الاسطح لمنعها من تسرب الماء كذلك يستخدم للرش على الطرق أو لطلاء بعض الانسجة والاساسات في البناء. وتوجد ثلاثة انواع من الاسفلت المستحلب وهي سريع الالتصاق، متوسط الالتصاق وبطيء الالتصاق^(9،2).

ثانيا. مواد القطران والزفت                                 Tar and Pitch Materials

تنتج كميات كبيرة من هذه المواد خلال العمليات الصناعية المتضمنة اجراء تقطير اتلافي (Destructive distillation) للمواد البتيومينية والمواد العضوية الاخرى كالفحم الحجري القيري والنفط والخشب. وهي مواد سائلة أو شبه صلبة ذات لون اسود أو رصاصي داكن مكوناتها الرئيسة مادة البتيومين^(15،12).

----------------------------------------------------------------------------

1- الدبوني ع.ع. و على ل.ح.، (1986)، "النفط المنشأ والتركيب والتكنولوجيا"، جامعة الموصل، ص10-13، 63-69، 70-72، 292-293، 302، 307-309، 621-622.

2-Holbson G.D., (1975), “Modern Petroleum Technology”, Ltd. Britain, 4^th ed., pp. 804-806, 810-811.

3-Glanville W.A., (1962), “Bituminous Materials in Road Construction”, Hermajesty’s Stationary Office, London, pp. 1-2, 23, 597.

4- Othmer K., (1997), “Encyclopedia of Chremical Technology”, John Wiley and Sons, New York, 4^th ed., Vol. 23, pp. 679-680.

5- Princeton H.A. and Nostrand N.O., (1960), “Asphalt and Alliled Substance”, New Jersey, 6^th ed., Vol. 1, pp. 5, 19, 23, 56, 70.

6- Lalicker C.G., (1949), “Principles of Petroleum Geology”, Appleton-Century-Crofts, Inc., New York, pp. 54-56.

7- “Asphalt in Pavement Maintence”, (1967), The asphalt Institute,1^st ed., Manual Series, No. 16, pp. 107-111.

8- “Asphalt Technology and Construction”, (1971), The Asphalt Institute, Educational Series, No. 1, pp. A11-A13, B19-B20.

9- Othmer K., (1963), “Encyclopedia of Chemical Technology”, John Wiley and Sons, Inc., New York, 2^nd ed., Vol. 2, pp. 762-764, 772, 777-778, 795-798.

10- Traxler R.N., (1961), “Asphalt It’s Composition, Properties and Uses”, Hall, Ltd., London, pp. 7-8, 72-75, 121, 157, 238.

11- آل ادم ك.ع.، (1985)، "الكيمياء الصناعية"، جامعة البصرة، ص290-291.

12- Bland W.F. and Davidson R.L., (1967), “Petroleum Processing Hand Book”, McGraw-Hill Book Company, New York, pp. 3.150-3.151.

13- امين ع.أ.، (1992)، "الكيمياء العضوية والتطبيقية"، جامعة تكريت، ص395.