بتن پلیمری

بتن پلیمری

بتن پلیمری

بتن پلیمری 

بتن پلیمری نوعی بتن است که همانطور که نام آن پیداست محصولی است که طی یک فرآيند بسپار از ترکیب مولکول و ذرات کوچک ساخته شده است. بتن پلیمری یا بتن پلیمری PC از دو جز اصلی تشکیل شده است. این محصول ترکیبی از پر کننده ها و ماده ای پلیمری بجای سیمان است. عموما از شن،‌ ماسه و سنگدانه ها به عنوان پر کننده در ماده ای چسبناک پلیمری مثل رزین استفاده می شود. میزان مقاومت بتن در این مواد بدلیل ترکیبات شیمیایی آنها در برابر عوامل خورنده ی محیطی نسبت به سیمان های پرتلند رایج بالاتر است و از پایداری بیشتری در برابر تغییرات جوی از قبیل یخ زدگی و ذوب برخوردارند. 
 

انواع بتن های پلیمری

بتن های پلیمری انواع مختلفی دارند در ادامه به سه دسته ی بتن های پلیمری و ترکیبات آنها اشاره می کنیم:
۱)بتن پلیمری PC : این نوع بتن پلیمری حاصل فرآیند پلیمریزاسیون مخلوطی از منومر و سنگدانه است و هیچ ماده ی چسبنده ی دیگری در آن بکار نرفته است. بتن پلیمری PC بدلیل قابلیت به خصوص آن در دستیابی به مقاومت فشاری بالا (در حد ۱۴۰مگاپاسکال) در زمان بسیار کوتاه، محصول مناسبی برای استفاده ی فوری از بتن در موقعیت های مختلف است.
 
۲)بتن اصلاح شده با لاتکس LMC: این نوع بتن پلیمری در واقع همان بتن متداول تشکیل شده از سیمان پرتلند معمولی است که بجای استفاده ی کامل از آب بخش از آن را با امولسیون لاتکس جایگزین می کنند. بتن پلیمری اصلاح شده با لاتکس را اصطلاحا سیمان پرتلند PPCC نیز می نامند. بتن پلیمری LMC از پیوستگی مناسبی در اتصال به بتن قدیم برخوردار است و بدلیل استحکام بالایی که در برابر عوامل مخرب شیمیایی دارد محصول مناسبی برای استفاده به عنوان روکش های صنعتی در کارخنجات و سایر اماکن مشابه محسوب می شود. 
 
۳)بتن با پلیمر تزریقی   PIC :این بتن دیرتر از سایر هم خانواده های خود ابداع شد . بتن PIC حاصل از فرآيند پلیمریزاسیون و سخت شدن منومر و سیمان پرتلند درون بتن است.
 

مزایای بتن پلیمری 

۱)مقاومت بالا نسبت به حملات شیمیایی ناشی از عوامل خورنده ی محیطی
۲)توانایی بالا در جذب آب
۳)سختی بالا در ساییدگی 
۴)دارای پایداری و دوام مناسب در برابر سیکل های ذوب و یخ
۵)مقاومت و استحکام بالاتر نسبت به بتن حاوی سیمان پرتلند 
 

بتن پلیمری تزریقی

بتن پلیمری تزریقی حاصل از عملیات تزریق یک نوع منومر با ویسکوزیته ی کم در بتن سیمان پرتلند پیش ساخته سخت شده است که دارای حالت فیزیکی جامد است. حالت جامد پلیمر های تزریق شده حاصل از تاثیرات عوامل محیطی (فیزیکی) یا شیمیایی است. فرآيند تولید بتن پلیمری تزریقی از بتن معمولی به شرح زیر است:
برای تولید بتن های تزریقی در ابتدا باید هوا را از درون منافذ خارج کنند منافذ باز محل خروج هوا را از طریق انتشار منومری با ویسکوزیته ی پایین پر کنند و بلادرنگ از طریق شیوه های متداول و کم هزینه منومر یا مخلوطی از پلمیر و منومر را پلیمریزه می کنند. منومرهای مورد استفاده در تولید بتن های پلیمری تزریقی از دسته ی وینیل ها (متیل متاکیلیت، استرین اکریلونیترین و تی و ...) و دارای ویژگی هایی از قبیل : ویسکوزیته ی کم، قیمت پایین و واکنش پذیری زیاد هستند.
 با توجه به مقاومتی که از سازه ی بتنی انتظار داریم می توان عملیات تزریق را تنها در یک لایه ی سطحی یا در لایه های مختلف انجام داد که نتیجه ی حاصل از تزریق افزایش چشمگیر مقاومت کششی، فشاری و ضربه ای بتن بعلاوه ی بهبود مقاومت بتن است. بتن پلیمری تزریقی بدلیل فرآیند تولید و ترکیبات بکار رفته در آن نسبت به نفوذ مایعات و عوامل مخرب مقاوم است و سطح جذب مایعات در آنها به میزان قابل توجهی نسبت به بتن های معمولی کاسته شده است. البته از معایب بتن پلیمری تزریقی می توان به پیچیدگی فرآيند تولید آن نسبت به بتن معممولی و قیمت بالای آن اشاره کرد. از بتن های پلیمری تزریقی در مرمت و مقاوم سازی ساختمان های قدیمی و اجزای آنها، سخت سازه هایی با عملکرد مطلوب، تانکرهای دخیزه ی آب دریا، تاسیسات نمک زدایی و آب مقطر، سازه های دریایی و ... است.

بتن های پلیمری pc
 

بتن های پلیمری اصلاح شده 

بتن های پلیمری اصلاح شده از نسل بتن های پلیمری هستند که بدلیل استفاده ی پلیمر کمتر از قیمت پایین تری نسبت به بتن های پلیمری رایج برخوردارند. بتن های پلیمری اصلاح شده بیشترین کاربرد را در ترمیم،‌ مقاوم سازی و تقویت سازه های بتنی دارد. استفاده از  بتن های پلیمری اصلاح شده همانند سایر هم خانواده های خود منجر به مقاومت مقاطع نسبت به نفوذ آب و مایعات به درون بتن می شود و میزان استحکام و پایداری آن را به طرز چشمگیری بهبود می دهد.  برخی از مزایای بتن های پلیمری اصلاح شده بطور خلاصه عبارتند از:
۱)بهبود میزان چسبندگی به سطوح زیرین بتن
۲)افزایش خاصیت نفوذناپذیری بتن نسبت به ورود آب و مایعات
۳)بهبود پایداری و استحکام بتن
۴)دارای قابلیت افزایش سختی فشاری و مدول خمشی بتن
 

کاربردهای بتن پلیمری اصلاح شده:

۱)ایجاد سطوح و پوشش های آب بند
۲)ترمیم بتن در نواحی آسیب دیده و ورق ورق شده
۳)اجرای کاشی و تایل
۴)برقراری اتصال بین بتن جدید و قدیم
۵)کف سازی بتن در طبقات و مسطح سازی سطوح
۶)حفاظت از بتن در برابر حملات ناشی از عوامل مخرب محیطی
۷)حفظ و نگهداری آرماتورها و میلگردهای موجود در بتن نسبت به زنگ زدگی
 

تولید و ساخت بتن پلیمری

مراحل تولید بتن پلیمری و عملیات تزریق پلیمر در بتن به شرح زیر است :

۱)تولید بتن درجای معمولی در تولید بتن پلیمری: در ابتدا باید نسبت به ساخت بتن معمولی اقدام کرد. بدلیل اینکه کیفیت بتن پیش از تزریق پلیمر از اهمیت به خصوصی برخوردار نیست لذا هیچ محدودیتی در انتخاب متریال و رعایت شرایط به خصوصی در طرح اختلاط وجود ندارد. البته بدلیل اینکه نفوذ در لایه های ضخیم مشکل است، رعایت تهمیداتی به منظور عدم تجاوز ضخامت بتن از ۱۵۰ mm ضروری است.
 
۲)عمل آوری اعضای بتن در تولید بتن پلیمری: بدلیل عدم وابستگی ویژگی های نهایی PIC به کیفیت تراوایی بتن اقدامات به خصوصی جین عمل آوری بتن لازم نیست. برای عمل آوری اعضای بتن پس از بیرون آوردن آنها از قالب عمل آوری آنها برای ۲۸ یا ۷ روز در دمای محیط انجام می شود. 

۳) خشک کردن و مکش در تولید بتن پلیمری: زمان و دمایی که در آن باید آب های آزاد از منافذ مویینه بتن هایی که با رطوبت جهت تسریع فرآیند تولید، عمل آوری شده اند ستگی به ضخامت اعضای آن دارد. بطور کلی می توان گفت این فرآيند ۱ الی ۲ روز زمان می برد. 
۴)غوطه ور کردن بتن خشک شده درون منومر: اجزای از پیش تولید شده باید مستقیما درون مونر (کاتالیزور) غوطه ور شوند بدلیل اینکه همانطور که پیش تر گفته شد تزریق نمونه های خشک شده امری است.
 
۵)عایق کردن مونومر در فرآیند تولید بتن پلیمری : پس از بوجود آوردن اجزای تزریق شده باید آنها را در چند لایه فویل آلومینیومی پوشاند تا طی حمل و نقل و پلیمریزاسیون مانع از تبخیر آنها شد. در برخی شرایط مثل تعمیر و ترمیم سازه های شهری این عملیات از طریق کاور کردن سطح با ماسه صورت می گیرد. 
 
۶)پلیمریزه کردن مونومر حین ساخت بتن پلیمری : برای پلیمریزه کردن بتن های پلیمری در فرآيند تولید بتن های پلیمری از روش کاتالیزوی-حرارتی استفاده می شود. برای پلیمریزه کردن اجزای سازه آنها را حداقل یک ساعت در برابر بخار، آب با دمای بالا یا حرارت مادون قرمز قرار می دهند. استفاده از آب با دمای بالا در فرآيند پلیمریزاسیون بدلیل حذف تهمیدات مربوط به عایق بندی سبب ایجاد سهولت در فرآيند پلیمریزاسیون می شوند .