بتن پلیمری :

 

بتن پلیمری و مقاله ی بتن های پلیمری را اجازه دهید با یک خبر شروع کنیم.“برج شارد یکی از بلند ترین برج های کشور انگلیس توانست به کمک بتن پلیمری خود را لاغر تر کند“.

براستی خواص بتن پلیمری چیست؟یا اصلا خود بتن پلیمری چیست ؟در این مقاله قصد داریم با شما در مورد بتن با الیاف پلیمری صحبت کنیم. بتن جزء مصالحی هست که امروزه بیشتر از سایر مصالح در ساختمان انواع بناها مثل ساختمان پل ها ، ساختمان سدها، ساختمان مترو ها ، ساختمان فرودگاه ها و ساختمان بناهای مسکونی و اداری و غیره به کار برده می شود. با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی در قرن اخیر، علم شناخت انواع بتن و خواص آنها نیز توسعه قابل ملاحظه ای داشته است، به نحوی که امروزه انواع مختلف بتن با مصالح مختلف تولید و استفاده می شود و هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست. اکثر مواد و مصالح طبیعی به دلیل ناپیوستگی‌های سطحی و ترکیباتی که در خود دارند دارای مقاومت لازم برای تحمل تنش‌های زیاد نیستند و لازم است تا با مواد دیگری مسلح شوند. دانشمندان به دنبال موادی هستند که در ضمن مسلح کردن بتن، دارای وزن کمتر، مقاومت بیشتر در برابر عوامل جوی‌، رفتار بهتر در بارگذاری‌های متناوب باشد و بتواند مقاومت خود را در دماهای بالا مثل دمای کوره حفظ کند. ‌یکی از مشهورترین این مصالح کامپوزیت‌های پلیمری هستند. بتن پلیمری مخلوطی متشکل از الیاف‌، رزین‌های پلیمری و سنگ دانه‌های ریز دانه و درشت دانه است. در اختلاط بتن‌های پلیمری از آب استفاده نمی‌شود. در عوض، رزین مایع معروف به مونومر‌، به وسیله‌ی واکنش‌های شیمیایی که با عنوان پلیمری شدن شناخته می‌شوند‌، باعث چسبندگی‌، سفت شدن و کسب مقاومت می‌شود.

معرفی بتن پلیمری:

بتن پلیمری یا بتن رزینی شامل یک چسباننده ی پلیمری که ممکن است ترمو – پلاستیکها باشند اما غالبا بیشتر یک پلیمر ترموست می باشد و یک پرکننده ی معدنی مانند شن وماسه ، شن ، و یا سنگ گسسته است. بتن های پلمیری دارای مقاومت بالاتر ، مقاومت بیشتر در برابر مواد شیمیایی و خورنده ها ، جذب آب کمتر و پایداری بالاتر در مقابل پدیده یخ زدگی – ذوب نسبت به بتن سیمان پرتلند رایج می باشند.

– وزن کم

– قابیلت ایجاد معماری زیبا

– مقاومت در برابر شرایط جوی

– خواص ضد خوردگی

– وجود سازه‌هایی که در آنها نباید از فلز استفاده کرد.

 

باتوجه به مطالب بالا بتن پلیمری بسیار رونق پیدا میکند و این روز ها واژه ی بتن پلیمری برای ما بسیار معنا پدا میکند.شاید تا اینجای کار بسیاری از سوالات خود در مورد بتن پلیمری را پیدا کرده باشید اما در ادامه مقاله ی بتن پلیمری با شما مطالب بسیار بیشتر را به‌اشتراک می‌گذاریم.

 

– مقاومت خوب در برابر حمله شیمیایی و دیگر خورنده‌ها‌

– خاصیت جذب آب پایین ‌

– مقاومت خوب در برابر ساییدگی و ثبات و پایداری در مقابل پدیده یخ زدگی –  ذوب‌

– همچنین مقاومت بالای بتن پلیمری در مقایسه با بتن سیمان پرتلند اجازه مصرف تا بالای ۵۰% کمتر از مواد را به ما می‌دهند‌. این شرایط باعث می‌شوند که بتن پلیمری در یک سطح قابل رقابت با بتن سیمان پرتلند در کاربری‌های ویژه قرار بگیرد‌.

بتن پلیمری اصلاح شده را می توان به دو دسته تقسیم کرد :

الف ) بتن پلیمری ترزیقی

این نوع بتن پلیمری تزریق کردن یک نوع منومر در بتن سیمان پرتلند پیش ساخته سخت شده به دست می آید که بعدا  به پلیمر جامد تبدیل می شود . هم چنین این نوع بتن پلیمری به وسیله تزریق یک منومر با ویسکوزیته پایین در یک بتن سیمان پرتلند پیش ساخته ی سخت شده تولید می شود ، که این منومر های تزریق شده تحت تاثیر عوامل فیزیکی ( تابش نور فرابنفش یا گاما ) یا شیمیایی به پلیمر جامد تبدیل می شوند . بتن پلیمری تزریقی از بتن معمولی به صورت زیر تولید می شود :

ابتدا هوا را از منافذ باز خارج می کنند سپس منافذ باز را به وسیله ی انتشار یک منومر با ویسکوزیته پایین اشباع می کنند و درجا منومر یا ترکیبی از پلیمر – منومر ، پلیمریزه می کنند که این عمل را با استفاده از روشهای اقتصادی و معمولی انجام می دهند . عارضه مهم این مواد این است که نسبت بزرگی از حجم حفره ها از پلیمر هایی پر شده اند که تشکیل یک شبکه پیوسته تقویتی داده اند این سازه بتنی ممکن است در لایه های گوناگون یا فقط در یک لایه سطحی تزرق بشوند که این بستگی به مقاومت یا دوامی که از سازه طلب می کنند دارد . مهمترین عامل نا مناسب برای استفاده از این فر آورده ها قیمت نسبتا” زیاد آنهاست به طوری که منومر استفاده شده در آنها گران قیمت می باشد و فرآیند تولید نیز پیچیده تر از بتن اصلاح نشده می باشد . نتیجه تزریق بتن بهبود قابل ملاحظه ای در مقاومت کششی ، فشاری و ضربه ای ، تقویت دوام و کاهش نفوذپذیری در مقابل آب و محلولهای نمک آبی از قبیل سولفاتها و کلرید ها ایجاد می کند. همچنین مقاومت فشاری می تواند از۳۵ Mpa   الی ۱۴۰ Mpa افزایش پیدا کند . جذب آب هم کاهش یافته و مقاومت در مقابل پدیده یخ _ ذوب بطور چشمگیری تقویت می شود . لازم بذکر است که می توانیم با تزریق بخار در بتن به مقاومت بیشتری هم برسیم که این مواد یک نسبت مقاومت فشاری به چگالی ، نزدیک سه برابر فولاد دارد اگرچه مدل الاستیسیته به طور متوسط بزرگتر از بتن های تزریقی پلیمری بخار داده شده است ، اما کرنش ماکزیمم در شکست بالاتر است .

منومر هایی که بیشتر بطور گسترده در تزریق بتن رنگی استفاده می شوند از نوع وینیلها هستند از قبیل متیل متاکیلیت ، استرین اکریلونیترین و تی – بوتیل استرین دونیل استات . سیستم های منومری اکریلیک از قبیل متیل متاکریلیت با ترکیبات آن با اکریلوینتریل ها برای تزریق ترجیح داده می شوند زیرا دارای ویسکوزیته پایین ، خواص رطوبتی خوب ، واکنش پذیری بالا ، قیمت نسبتا پایین می باشد . در نتیجه محصولاتی با خواص بهتر و کارایی بیشتر خواهد بود .

در صورت استفاده از تزریق منومرهای بی فانکشنال به ضمیمه ی یک شبکه کراس لینک در منافذ ایجاد می شود در نتیجه مقاومت مکانیکی ، گرمایی و شیمیایی بطور زیادی افزایش می یابد . کاربردهای بتن تزریقی در عمل ساختمانها و کارهای ساختمانی شامل سقف های سازه ای ، سازه هایی با عملکرد بالا ، لوله های فاضلاب رو ، تانکرهای ذخیره آب دریا ، تاسیسات نمک زدایی و آب مقطر ، سازه های دریایی ، پانل های پیش ساخته دیوار ، جداربند تونلها ، مقاطع پیش ساخته تونل و استخر شنا می شوند . بتن های تزریقی بطور جزئی برای محافظت از پلها و سازه های بتنی در مقابل زوال و فرسودگی استفاده می شوند . همچنین در مرمت فرسودگی سازه های ساختمانی از قبیل پانلهای سقف پوشی و کف گاراژ های زیر زمینی و کف پلها استفاده می شوند .

 

ب) بتن پلیمری – سیمان :

 

بتن پلیمری – سیمان یک بتن پلیمری اصلاح شده است که قسمتی از سیمان چسباننده آن با پلیمرهای مصنوعی جایگزین شده است این فرآورده از ترکیب کردن یک منومر ، پری پلیمر-منومر با یک شیره ی پلیمری داخل یک بتن پلیمری سیمانی تولید می شود . پلیمریزاسیون منومر ها و پری پلیمر- منومر نیز در اثر اضافه کردن یک کاتالیزور به مخلوط انجام می شود تکنولوژی این فرآیند خیلی شبیه به بتن معمولی است . بنابراین بتن پلیمر – سیمان را می توان در کاربری خواسته شده درجا ریخت لازم بذکر است که بتن پلیمری تزریقی معمولا بصورت سازه های پیش ساخته استفاده می شوند . خواص بتن پلیمری – سیمان تولید شده به وسیله بتن اصلاح شده با پلیمرهای گوناگون از سست تا کاملا” مساعد تغییر می کند . خواص سست محصولات در ناسازگاری بین بیشتر پلیمرها و منومرها با قسمتی از جزء ترکیبی بتن آنها نسبت داده می شود . خواص بهتر نیز به وسیله استفاده از پری پلیمرهایی مثل پلی استر غیر اشباع کراس لینک شده با استیرن یا اپوکسی ها تولید می شوند. برای دستیابی به اصلاح واقعی و اساسی بیشتر ، از بتن اصلاح نشده نسبت کاملا زیادی از پلیمر ها نیاز است که این اصلاح و بهبودی با افزایش قیمت توجیه پذیر نیست . نتیجه اصلاح بتن با شیوه پلیمری بهبود زیاد خواص در محدوده یک هزینه معقول است . بنابراین گونه های زیادی از شیره ها در حال حاضر برای استفاده در فرآورده های بتنی پلیمری – سیمان و ملاتها وجود دارد. عمل آوری شیره ی بتن پلیمری – سیمان با بتن معمولی متفاوت می باشد ، به دلیل اینکه پلیمر یک غشاء نازک روی سطح فرآورده ها تشکیل می دهد قسمتی از رطوبت داخلی نگهداری می شود که برای ادامه ی هیدراسیون سیمان مورد نیاز است و به دلیل همین غشاء نازک تشکیل یافته ، عمل آوری با آب برای این محصولات عموما” کمتر از بتن معمولی است . عموما بتن های پلیمر – سیمان ساخته شده از شیره پلیمر ، پیوستگی عالی با آرماتور های فولادی و بتن های کهنه از خود نشان می دهند . شکل پذیری خوب ، مقاومت در برابر نفوذ آب و محلولهای نمک آبی ، مقاومت در برابر پدیده یخ – ذوب از دیگر خواص آنها می باشد ، مقاومت خمشی و استحکام ( چغرمگی ) آنها نیز معمولا از بتن های اصلاح نشده بیشتر است مدل الاستیسیته آنها نیز می تواند بیشتر باشد جمع شدگی ناشی از خشک شدن بتن پلیمر – سیمان نیز غالبا کمتر از بتن معمولی است . متوسط جمع شدگی بستگی به نسبت آب به سیمان ، مقدار سیمان ، مقدار پلیمر و شرایط عمل آوری دارد . عمده کاربرد بتن پلیمری – سیمان حاوی شیره ها در موارد زیر می باشد :

سطح سقفها ، چون آنها بدون گرد و خاک و به نسبت ارزان می باشند . به دلیل جمع شدگی کم ، مقاومت در مقابل نفوذ مایعات گوناگون از قبیل آب و محلولهای نمکی و خاصیت پیوستگی خوب با بتن های کهنه مخصوصا برای کف سازی نازک ۲۵ سانتیمتر ، روکش کف پلهای بتنی ، روکشهای ضد زنگ ، مرمتهای بتنی و در وصله گذاری مناسب می باشند .

‌بتن‌های پلیمری خیلی سریع تحت شرایط محیطی سفت و پلیمری می‌شوند و تقریباً پس از یک تا دو ساعت کاملاً مستحکم می‌شوند. در طول این مدت‌، بتن تازه باید در برابر آب محافظت شده و آسیب نبیند‌. اگر دما کمتر از ۴۰ درجه فارنهایت باشد‌، سرعت واکنش پلیمری شدن کاهش می‌یابد‌، مگر اینکه غلظت آغاز کننده‌ها یا دمای هنگام اجرا عملیات  را تا بالای ۷۰ تا ۸۰ فارنهایت افزایش دهیم. متقابلاً‌، پلیمری شدن در دمای بیش از ۹۰ تا ۱۰۰ درجه فارنهایت می‌تواند خیلی سریعتر از انجام گیرد. کاهش غلظت آغاز کننده‌ها‌ یا انجام عملیات در خنک ترین ساعات ‌شبانه روز می‌تواند این مشکل را حل می‌کند.

اگر به دنبال اطلاعات با زبان اصلی در مورد بتن پلیمری میباشید اینجا کلیک کنید.