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. 

بتن پلیمری چیست؟

بتن پلیمری ترکیبی از رزین های پلیمری، سنگدانه های ریز دانه و درشت دانه و الیاف در بتن است که در ترکیب آنها از آب استفاده نشده است و بجای آب، رزین مایع با نام مونومر بکار رفته است که طی واکنش شیمیایی پلیمری شدن سبب افزایش چسبندگی و مقاومت بالا در بتن می گردد. طی فرآیند پلیمریزاسیون مولکول های مونومر به یکدیگر می چسبند و پلیمر را ایجاد می کنند که خاصیت عمل آوری سریع و مقاومت بالا دارند. به همین دلیل از بتن مسلح به الیاف پلیمری برای تعمیرات سازه هایی که نیازمند بهره برداری سریع می باشند نیز استفاده می گردد. بتن پلیمری یا همان بتن مسلح به الیاف پلیمری پس از اختلاط و اجرا به سرعت قابل بهره برداری خواهد بود. بتن های پلیمری می توانند به عنوان پوشش های محافظتی در محیط های حاوی عوامل خورنده نیز مورد استفاده بگیرند و به دلیل عدم وجود آب در ترکیبات آنها قابلیت استفاده در دماهای پایین را نیز دارند. . بتن های مسلح به الیاف پلیمری بر خلاف ملات های اپوکسی هنگام پلیمری شدن دچار انقباض حجمی می شوند و مشکلاتی مثل ضریب انبساط حرارتی را نخواهند داشت. بتن های پلیمری از قدرت اتصال بالایی به مواد مختلف برخوردارند به همین دلیل در صورتیکه جهت اجرای آنها از قالب استفاده می شود، ضروری است این قالب ها فاقد نشتی و پوششی بدون چسبندگی داشته باشند. به همین منظور می توان از ورق های پلی اتیلن نیز در قالب ها استفاده کرد. 

بتن مسلح به الیاف پلیمری :

طی چند سال اخیر براساس تجربه ثابت شده است که الیاف پلیمری نقش مهمی در بهبود خواص بتن دارند به همین دلیدل استفاده از آنها روز به روز در حال افزایش است.برای تقویت بتن ضعیف از الیاف پلیمری گوناگونی استفاده می شود. از الیاف پلی پروپیلن، الیاف PP، پلی استر و اکریلیک برای تولید بتن الیافی استفاده می شود. الیاف پلی آمید ، الیاف آرامید و پلی اتیلن از سایر الیاف پلاستیکی مقاومی هستند که نسبت به گروه اول کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند اما بطور کلی نقش مهمی در تولید بتن مسلح به الیاف پلیمری دارند و می توانند مقاومت مواد پایه سیمانی را به طرز چشمگیری افزایش دهند. بتن مسلح به الیاف پلمیری دارای مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاوومت ضربه ای، مقاومت برشی و مدول الاستیسیته ی بالاتری نسبت به بتن معمولی می باشد. 

بتن پلیمری | بتن مسلح به الیاف پلیمری
 

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)انواع بتن پلیمری: 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)انواع بتن پلیمری: 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)انواع بتن پلیمری: 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.

خواص بتن پلیمری

بتن های پلیمری پس از اختلاط و قرارگیری در زمان کوتاهی قابل بهره برداری هستند. بتن های پلیمری بدلیل داشتن خواص زیاد قابلیت استفاده به عنوان پوشش های بتنی در محیط های خورنده و در معرض عوامل مخرب را دارند. بتن های مسلح به الیاف پلیمری بر خلاف ملات های اپوکسی هنگام پلیمری شدن دچار انقباض حجمی می شوند و مشکلاتی مثل ضریب انبساط حرارتی را نخواهند داشت. بتن های پلیمری از قدرت اتصال بالایی به مواد مختلف برخوردارند به همین دلیل در صورتیکه جهت اجرای آنها از قالب استفاده می شود، ضروری است این قالب ها فاقد نشتی و پوششی بدون چسبندگی داشته باشند. به همین منظور می توان از ورق های پلی اتیلن نیز در قالب ها استفاده کرد. بطور خلاصه خواص بتن های پلیمری عبارتند از : 
۱)وزن پایین 
۲)توانایی ایجاد معماری زیبا
۳)دارای خاصیت ضد خوردگی
۴)مقاومت بالا در برابر شرایط جوی و محیطی
۵)نفوذ پذیری پایین
۶)مقاومت مطلوب در برابر ساییدگی 
۷)پایداری بالا در برابر انجماد و ذوب
۸)مقاوم در برابر حملات شیمیایی و عوامل خوردنده

بتن پلیمری
 

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 
 

موارد استفاده از بتن پلیمری 

بدلیل استفاده از فرآیند پلیمریزاسیون در تولید بتن پلیمری، این محصول از طول عمر مفید و مقاومت بالاتری در برابر عوامل محیطی، فشار و تنش های وارده نسبت به بتن معمولی برخوردار است. مقاومت بتن پلیمری در برابر خوردگی و سایش بعلاوه ی وزن پایین این محصولات از سایر ویژگی های بارز بتن پلیمری نسبت به بتن های معمولی است. به همین دلیل می توان از بتن پلیمری سبک برای پیشگیری از تخریب و ترمیم بتن در سازه های شهری، زیباسازی معماری شهر و محیط های حاوی فاکتورهای مخرب شیمیایی استفاده کرد. 
 

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.
 

اجرای بتن پلیمری

برای اجرای بتن پلیمری لازم است مراحل زیر را رعایت کنید:
 
الف)آماده سازی: جهت ترمیم بتن مورد نظر با استفاده از بتن پلیمری براساس مندرجات بخش ۸ عملیات آماده سازی صورت می گیرد. براین اساس پیش از اجرای بتن پلیمری باید از خشک بودن بستری بتنی مورد نظر اطمینان حاصل کرد. پس از اینکه بتن پلیمری به روی سطح خشک اجرا شد به مراقبت کمتری نیاز است. البته لازم بذکر است اجرای آب به روی بتن پلیمری می تواند بخش زیادی از کیفیت آنرا کاهش دهد.
 
ب)مواد بکار رفته در بتن پلیمری: عمدتا بتن های پلیمری در قالب بسته بندی‌های آماده ارائه می گردد. بتن های پلیمری آماده شامل مونومرهای اکریلیک یا وینیل استر جهت شروع فرآیند پلیمریزاسیون می باشند. علاوه بر این بسته های آماده بتن های پلیمری حاوی سیستم های پوشش اتصالی مونومری نیز می باشند که پیش از اجرای بتن پلیمری به روی سطح بتنی اعمال می گردد. از سایر موارد مورد استفاده به ویژه هنگام پر کردن چاله ها عمیق تر از ۱ اینچ سنگدانه های درشت است.
 
ج)روش اجرای بتن پلیمری: بسته های آماده ی بتن های پلیمری عموما حاوی دستورالعملی برای رعایت دقیق نسبت اجزا، نحوه ی اختلاط و اجرا می باشند. لذا با توجه به دستورالعمل موجود ضروری است دقت لازم برای اجرای صحیح نسبت ها اعمال شود. پیش از اجرای بتن پلیمری چسب اتصال دهنده ی مونومری آماده و به روی سطوح اجرا می گردد سپس تا زمانی که چسب اتصال دهنده همچنان در حالت مایع قرا دارد، بتن پلیمری به روی سطح مورد نظر اجرا می شود. تمامی مراحل ذکر شده باید براساس دستورالعمل کارخانه ی تولید کننده ی بتن پلیمری انجام گیرد. 
 
عمدتا جهت اختلاط بتن پلیمری سه دقیقه زمان لازم است. اختلاط بتن پلیمری می تواند با تحهیزات مختلف از جمله همزن دستی، میکسرهای دوار و سایر تحهیزات مشابه انجام گیرد. در صورتی که از میکسر برای اختلاط بتن پلیمری استفاده می کنید توصیه می شود ابتدا پودر خشک و سنگ دانه ها را درون میکسر بریزید و سپس مایع رزین را به آن اضافه کنید. تجهیزات و روش اجرای بتن پلیمری مشابه بتن های معمولی است. عمدتا بتن های پلیمری دارای خاصیت خود ترازی می باشند و ضرورتی به انجام عملیات پایانی برای آنها در نظر گرفته نمی شود و با این وجود برای ضخامت بیش از ۲ تا ۳ اینج باشد باید لرزش مکانیکی ایجاد شود و پس از جایگیری و گیرش بتن با استفاده از ماله سطح آنرا با استفاده از ماله پرداخت کرد. لازم بذکر است بدلیل چسبندگی بالای بتن پلیمری به بیشتر مواد توصیه می شود در صورت نیاز از قالب های نفوذناپذیر استفاده گردد یا با استفاده از ورق های پلی اتیلن مانع از ایجاد چسبندگی بین قالب و بتن پلیمری شد. 
 
د)عمل آوری بتن پلیمری :
زمان گیرش بتن های پلیمری بسیار کوتاه است و بعد از گذشت یک الی دو ساعت این ماده کاملا مستحکم می شود. طی زمان عمل آوری لازم است بتن پلیمری نسبت به آب محافظت شود. کاهش دما به متر از ۴۰ درجه سانتی گراد ممکن است سرعت عمل آوری بتن را کاهش دهد. در چنین شرایطی می توان غلظت آغاز کننده ها در بتن پلیمری یا دمای شروع عمل آوری را افزایش داد. 
 
پلیمرهای مصرفی در بتن
۱-پلی استر 
۲-پلی پلیمر-استیرن
۳-متیل متاکلریت
۴-بتن پلیمری
 
 خرید و فروش بتن پلیمری
جهت فروش/خرید بتن پلیمری و تولید بتن پلیمری با کارشناسان شرکت ساختمانی آشیان پی تماس بگیرید.