بتن پلیمری یک ماده کامپوزیتی است. این ماده که با جایگزینی کامل بایندرهای هیدرات سیمانی و بتن سیمانی معمولی با چسب های پلیمری یا رزین های مایع ساخته می شود. برای سخت شدن این ماده، اکثر رزین های مایع مانند رزین های ترموست، رزین های متاکریلیک و رزین های اصلاح شده با قیر در دمای محیط یا اتاق پلیمریزه می شوند. فاز اتصال دهنده بتن پلیمر فقط از پلیمرها تشکیل شده است و هیچ هیدرات سیمانی ندارد. در این بتن سنگدانه ها به شدت توسط چسب های پلیمری به یکدیگر متصل می شوند.
عمل آوری و نحوه ساخت بتن پلیمری
بتن پلیمری از اختلاط رزین پلیمری با مخلوط سنگدانه تهیه می شود. گاهی اوقات از ریز پرکننده ها برای پر کردن فضاهای خالی موجود در مخلوط سنگدانه ها نیز استفاده می شود. محصولات کامپوزیت پلیمری، از جمله محصولات ساخته شده از بتن پلیمر، بتن پلیمر تقویت شده و پلاستیک های تقویت شده؛ مانند: ترکیب قالب گیری فله، ترکیب قالب گیری ورق، ترکیب قالب گیری معدنی و سیستم های ترکیبی قالب گیری پیشرفته، با اعمال همزمان ارتعاش، گرما و فشار تولید می شوند.
این ماده همچنین نوعی بتن پلیمر مخلوطی از پرکننده و بایندر پلیمری است. اعمال همزمان ارتعاش، گرما و فشار یک لایه محافظ از بایندر پلیمریزه شده ایجاد شده که از سطوح قالب محافظت می کند. این فرایند، محصولاتی را ارائه می دهد که اساساً عاری از پیچ خوردگی، ترک خوردگی یا فضای خالی هستند. فرآیند جدید به طور قابل ملاحظه ای زمان مورد نیاز برای پخت محصولات کامپوزیت پلیمری مثل بتن پلیمر را کاهش می دهد.
انواع پلیمر های مصرفی در پلیمر
4 کلاس اصلی از پلیمرهای مصرفی در پلیمرها وجود دارد. نام های این پلیمر ها: پلی استر، پلی پلیمر استیرن، متیل متاکلریت و بتن پلیمری است. تمایز بین این پلیمر ها به بهترین وجه با رفتار آنها تحت حرارت اعمال شده مشخص می شود. بررسی این مواد به شرح زیر است:
پلی استر:
پلی استر یک ماده پلیمری است و از ترکیب اتیلن گلیکول و اسید ترفتالیک ساخته می شود. پلی استر نوعی پلاستیک است.
پلی پلیمر استیرن:
به پلی پلیمر استیرن به عنوان پلی استیرن عمومی یا کریستالی نیز گفته می شود. به دلیل شکنندگی پلی استیرن کریستالی، استیرن اغلب در حضور لاستیک پلی بوتادین محلول پلیمریزه می شود تا استحکام پلیمر را بهبود بخشد.
متیل متاکلریت:
متیل کلرید در درجه اول از واکنش متانول با کلرید هیدروژن تهیه می شود، اگرچه می توان آن را با کلرزنی متان نیز تهیه کرد. متیلن کلراید یک مایع بی رنگ، فرار و با بوی شیرین است. به عنوان پاک کننده رنگ و لاک، حلال پلاستیک، چربی زدا، پیشران و عامل دمنده و… نیز استفاده می شود.
بتن پلیمری:
این نوع پلیمر یک ماده با کیفیت بالا است که از ترکیبی از سنگدانه ها تشکیل شده است.
انواع بتن های پلیمری
4 نوع بتن پلیمری به نام بتن های سیمان پلیمر pcc، بتن های پلیمری pc، بتن های گوگرد پلیمر psc و بتن های باردار شده از پلیمر plc است. توضیح این نوع پلیمر ها به شرح زیر است:
بتن های سیمان پلیمر pcc:
بتن سیمانی پلیمری یک بتن مرکب است که از پلیمر مصنوعی در ماده اتصال تشکیل شده است. این ماده دارای مزایای خواص بالاتر، نیاز به انرژی کم و هزینه کارگر پایین است. بتن سیمانی پرتلند پلیمری (PPCC) یا بتن اصلاح شده با لاتکس (LMC) نیز نامیده می شود.
بتن های پلیمری pc:
بتن پلیمری (PC) یک ماده کامپوزیتی است که از رزین های پلیمری تشکیل شده و به عنوان مواد چسباننده سنگدانه ها و ریز پرکننده ها عمل می کنند. پس از افزودن مواد افزودنی مختلف (کاتالیزورها و شتاب دهنده ها)، بایندرها تحت پلیمریزاسیون قرار می گیرند و در نتیجه یک کامپوزیت سخت شده ایجاد می شود.
بتن های گوگرد پلیمر psc:
بر اساس ویژگی های برتر این ماده در گرانول pp، بتن گوگردی پلیمر می تواند به عنوان یک مصالح ساختمانی پیشرو برای سیستم های تاسیساتی زیرزمینی، سدها و سازه های دریایی استفاده شود.
بتن های باردار شده از پلیمر plc:
بتن های باردار شده از پلیمر plc پلیمرهای با چسبندگی سطح کم، استحکام خمشی، استحکام کششی و دوام یخ زدگی یا ذوب را بهبود می بخشند. آنها همچنین نفوذپذیری کلریدها، نمک ها و دی اکسید کربن را نیز کاهش می دهند.
خواص بتن پلیمری
بزرگترین خواص بتن پلیمری به 6 دسته تقسیم می شود. این دسته ها شامل پخت سریع، قدرت، چسبندگی خوب، دوام، نفوذپذیری کم و آب بند بودن و سبک وزن بودن آن است. توضیح کامل این خواص به شرح زیر است:
- پخت سریع: اثر پخت در دمای محیط از -18 تا +40 درجه سانتیگراد (0 تا 104 درجه فارنهایت) سریع است.
- قدرت: این ماده در مقایسه با بتن سیمانی دارای مقاومت کششی، مقاومت فشاری و مقاومت سایشی بالایی است.
- چسندگی خوب: چسبندگی خوب به اکثر سطوح باعث بهبود چسبندگی به سطح قدیمی می شود.
- دوام: این ماده با توجه به چرخه های عمل انجماد و ذوب و پروسه شیمیایی، دوام طولانی مدت خوبی به بتن می دهد، زیرا نفوذ کلریدها و نمک ها را کاهش می دهد.
- نفوذپذیری کم و آب بند بودن: بتن پلیمری در برابر آب و محلول های تهاجمی یا مواد شیمیایی نفوذ پذیری کمی دارد.
- سبک وزن: استفاده از پلیمر در بتن باعث تولید بتن سبک می شود.
کاربرد بتن پلیمری
بتن پلیمری در پروژه های تخصصی ساختمانی که نیاز به مقاومت در برابر چندین نوع خوردگی وجود دارد استفاده می شود. می توان از این ماده مشابه بتن معمولی نیز استفاده کرد. این ماده در کارهای زیر استفاده می شود:
- ترمیم بتن آسیب دیده.
- بتن پیش تنیده.
- ساخت و ساز برقی یا صنعتی.
- دریایی کار می کند.
- از این ماده در اجزای سازه ای پیش ساخته مانند مخازن اسید، زهکش ها، موانع میانی بزرگراه ها استفاده می شود.
- آب بندی سازه ها.
- کارخانه های فاضلاب و آب شیرین کن.
تفاوت بتن معمولی با بتن پلیمری
تفاوت‌های بین بتن‌های معمولی و بتن‌های پلیمری نشانگر تحولات بزرگی در حوزه مصالح ساختمانی است. بتن‌های معمولی از ترکیب سیمان پرتلند، آب، ماسه و شن تشکیل شده‌اند و اغلب در ساخت سازههای سنتی استفاده می‌شوند. در حالی که بتن‌های پلیمری از مخلوطی از سیمان معمولی با مواد پلیمری مانند رزین‌های اپوکسی یا پلی‌متیل‌متا‌آکریلات تشکیل شده‌اند. این مواد پلیمری به بتن افزونه‌ای از قابلیت‌ها اضافه می‌کنند، از جمله مقاومت به زلزله، کاهش وزن، مقاومت به تغییرات دما، و مقاومت به شوک. همچنین، بتن‌های پلیمری از انبساط و انقباض کمتری نسبت به بتن‌های معمولی برخوردارند، که این ویژگی به تقویت استحکام و پایداری سازه‌ها کمک می‌کند. این تفاوت‌ها نشان از پتانسیل بالقوه بتن‌های پلیمری در بهبود عملکرد و مقاومت سازه‌ها در مقابل شرایط مختلف است.
مزایا و معایب بتن پلیمری
بتن‌های پلیمری، همانند هر تکنولوژی دیگری، مزایا و معایب خاص خود را دارا می‌باشند. در ادامه مزایا و معایب بتن پلیمری بررسی شده‌اند.
مزایا:
- مقاومت به زلزله: به دلیل افزودن مواد پلیمری مانند فیبرهای کربنی یا گلاس فایبر، مقاومت به نیروهای زلزله را افزایش می‌دهند.
- کاهش وزن: افزودن مواد پلیمری منجر به کاهش وزن سازه میشود که در مواقعی مانند ساخت و ساز سبک و مقرون به صرفه محسوب میشود.
- مقاومت به شوک: بتن‌های پلیمری به دلیل انعطاف‌پذیری بیشتر، مقاومت خوبی در برابر ضربه و شوک دارند.
- سرعت تنظیم و خشک شدن سریع: زمان خشک شدن بتن‌های پلیمری معمولاً کمتر از بتن‌های معمولی است.
معایب:
- هزینه بالا: تولید و استفاده از بتن‌های پلیمری ممکن است هزینه بیشتری نسبت به بتن‌های معمولی داشته باشد.
- حساسیت به حرارت: بعضی از آنها حساسیت به دما را نشان می‌دهند و ممکن است در دماهای بسیار بالا یا پایین عملکرد ضعیف‌تری داشته باشند.
- انبساط و انقباض: بتن‌های پلیمری ممکن است به انبساط و انقباض حساس باشند که نیاز به مراقبت دقیقتر در فرآیند تولید دارند.
با اینکه این نوع بتن‌ها در برخی موارد می‌توانند جایگزین مناسبی برای بتن‌های معمولی باشند، اما نیاز به ارزیابی دقیق و شرایط استفاده خاص در هر پروژه وجود دارد.
جمع بندی
بتن‌های پلیمری معمولاً در کاربردهای مختلفی مانند روش‌های تعمیر بهبود یافته، کاربردهای سازه‌ای و اجزای معماری و… استفاده می شوند. خواص این ماده به پلیمر مورد استفاده در بتن بستگی دارد. از این رو انواع پلیمر مناسب را برای بتن خود انتخاب کنید. جهت خرید پلیمر می توانید به ما مراجعه کنید
سوالات متداول
- بتن پلیمری چیست؟
یک ماده ساختمانی است که از ترکیب پلیمرها و مواد ساختمانی تشکیل شده و خواص بهتری نسبت به بتن معمولی دارد.
- چه خصوصیاتی در بتن پلیمری وجود دارد؟
دارای ویژگیهایی همچون مقاومت به شکست، سبکی، مقاومت به آب، و مقاومت به مواد شیمیایی است.
- چگونه بتن پلیمری ساخته میشود؟
با ترکیب پلیمرها، مواد پرکننده، و مواد افزودنی ساخته میشود. پس از مخلوط کردن این مواد، به صورت شبه مایع در قالب ریخته و سپس تشکیل یافته و محکم میشود.
- بتن پلیمری در کجا مورد استفاده قرار میگیرد؟
در ساخت و تعمیر سازههای مختلف از جمله پلها، کانالها، و کفپوشها مورد استفاده قرار میگیرد.
- آیا بتن پلیمری قابل بازیافت است؟
بله، این ماده معمولاً قابل بازیافت است و میتوان مواد آن را مجدداً استفاده کرد.
- آیا بتن پلیمری هزینه بیشتری نسبت به بتن معمولی دارد؟
بله، معمولاً هزینه بیشتری نسبت به بتن معمولی دارد اما با توجه به خصوصیات بهتر و عمر طولانی‌تر آن، می‌تواند به صرفه باشد.
