بتن پلیمری چیست

بتن پلیمری چیست؟ همه ما با بتن به عنوان یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمان سازی و پروژه های عمرانی آشنایی کامل داریم. بتن ها با وجود کاربردهای گسترده معایب بزرگی دارند که از جمله آنها باید به ناپیوستگی های سطحی و ایجاد حفرات متعدد ساختاری پس از خروج آب و خشک شدن آن اشاره کنیم. به همین دلیل به مرور زمان با نفوذ هوا و گازهای مختلف قدرت ساختاری خود را از دست می دهند. در اینجاست که بتن های پلیمری به منظور رفع این معایب وارد صنایع مختلف شدند. اگر برای شما هم واژه بتن های پلیمری جدید به نظر می رسد و اطلاعاتی در این خصوص ندارید پس با بتن شیمی همراه باشید که به طور کامل جنبه های مختلف را پوشش داده ایم.

تاریخچه بتن پلیمری

به طور کلی استفاده از محصولات پلیمری از سال ۱۹۹۰ میلادی شروع شد. همانطور که در توضیحات ابتدایی هم اشاره داشتیم، بتن یکی از پرکاربردترین و معروفترین مصالح در صنایع ساخت و ساز است. علت پرکاربرد بودن بتن هزینه پایین، استفاده و آماده سازی راحت و استحکام بخشی به سازه است اما در سمت مقابل نیز به خاطر ترک خوردگی و یخ زدگی و تخریب در برابر مواد شیمیایی با فولاد ترکیب می گردد. اما از سال ۱۹۵۰ میلادی به کمک پلیمر و استفاده از آن در ساختار بتن، بسیاری از ضعف های آن پوشش داده شد. به همین دلیل امروزه بتن پلیمری بسیار بیشتر از بتن معمولی مورد توجه است.

انواع بتن پلیمری

بتن های پلیمری از نظر فرم و حالت مواد و افزودنی های بتن به دو نوع جامد و غیر جامد تقسیم بندی می شود که هر یک انواع خاص خودشان را دارند.

۱٫ بتن های پلیمری حالت جامد:

به این نوع بتن های تقویت شده با پلیمر، کامپوزیت های پلیمری هم گفته می شود که وزن کم و مقاومت زیادی در برابر شرایط محیطی دارند. از این بتن ها برای ساختمان هایی که مواد خورنده زیادی در اطرافشان قرار دارد، ساختمان های با سطح بالای کنترل کیفی، ساخت ماهواره و آنتن های بزرگ و همچنین نصب رادار استفاده می کنند. به طور کلی اگر نتوان در سازه ها از فلز و بتن مسلح شده با فولاد استفاده کرد، بتن های پلیمری حالت جامد استفاده خواهند شد.

۲٫ بتن های پلیمری حالت غیر جامد:

بتن های پلیمری غیر جامد طی فرایند پلیمریزاسیون و از ترکیب مونومرهای مختلف ساخته می شوند و وزن مولکولی بالایی هم دارند. این نوع بتن ها به چندین نوع تقسیم بندی می شوند که هر یک ویژگی شاخصی دارد:

  • بتن با پلیمر تزریقی (PIC یا Polymer Impregnated Concrete): این نوع بتن ها توسط واحدهای مونومری مخصوص باردار می شوند تا در محل مورد نظر با فرایند پلیمراسیون آماده واکنش و استفاده باشد.
  • بتن های پلیمر سیمان (Polymer Cement Concrete): برای ساخت این بتن ها از یک مونومر مخصوص استفاده کرده و به مخلوط آبی بتن اضافه می کنند. پلیمریزاسیون ترکیب نیز در همان محل نصب و استفاده، انجام می گیرد.
  • بتن های پلیمری (Polymer Concrete): ترکیب بتن پلیمر شامل سنگریزه و مواد پر کننده (Filler) به همراه مونومرها بوده که پلیمریزاسیون آنها در محل نصب انجام خواهد شد.
  • بتن اصلاح شده با لاتکس (Latex Modified Concrete): به این نوع، بتن پلیمری با سیمان پرتلند (PPCC) هم می گویند که از جایگزین کردن لاتکس که یک نوع امولسیون پلیمر است به جای قسمتی از آب بتن به دست می آید. به دلیل اینکه بتن پلیمری LMC به بتن های نسل قدیم به خوبی می چسبد و در برابر مواد شیمیایی خورنده هم مقاومت خوبی از خود نشان می دهد، در ساخت کفپوش بتن پلیمری از آن استفاده می کنند.
  • بتن های پلیمری گوگردی (PSC): این نوع بتن ها حاوی ترکیباتی از بتن های گوگردی هستند که خواص و ویژگی آنها را به کمک پلیمر تقویت کرده اند تا کاربرد بیشتر و بهتری پیدا کند.

انواع بتن پلیمری از لحاظ نوع پر کننده و بایندر

علاوه بر اینکه پودر بتن پلیمری را می توان براساس فرم و حالت به دو نوع جامد و نیمه جامد تقسیم بندی کرد، براساس نوع ماده پر کننده و بایندر که در ساخت آن به کار رفته نیز تقسیم بندی می گردند.

پر کننده های بتنی در دو نوع دانه ریز و دانه درشت هستند و از لحاظ وزنی هم به دو نوع سبک و سنگین تقسیم بندی می شوند. پر کننده های سبک مثل پرلیت و سنگ پا و پر کننده سنگین مثل هماتیت، باریت و ایلمنیت هستند. پر کننده های دانه ریز یا نرم مثل دانه های شیشه ای، سرامیکی و پلاستیکی اشاره کرد که برای کمتر کردن تخلخل بتن استفاده می شوند. پودرهای فلزی نیز پر کننده هایی هستند که به منظور ایجاد خواص الکتریکی در ساختار بتن پلیمری استفاده می شوند.

چنانچه بتن های پلیمری قرار باشد در سازه هایی استفاده شود که مقاومت در برابر ضربه و خمش بالایی نیاز دارند از پر کننده هایی مثل مواد آلی و فلزی و یا فیبرهای شیشه ای استفاده می کنند.

انواع بتن پلیمری براساس نوع بایندر هم به سه دسته رزینی، اپوکسی و رزین های اپوکسی تقسیم بندی می شوند. هر یک از این بایندرها ویژگی های خاص خودشان را دارند که سبب تولید انواع بتن های پلیمری شده است.

انواع بتن پلیمری از لحاظ نوع پلیمر

بتن های پلیمری از لحاظ نوع پلیمر به دسته های گوناگونی تقسیم می شوند که ویژگی ها، مزایا و معایب هر یک وابستگی مستقیم به نوع پلیمر سازنده دارد. از این حیث انواع پلیمرهای بکار رفته جهت تقویت بتن عبارتند از:

  • رزین غیر اشباع پلی استری
  • رزین های فوران
  • اکریلیک و استایرن – اکریلیک
  • وینیل استات – اتیلن (VAE)
  • پلی وینیل استات (PVA)
  • استایرن – بوتا دی ان رزین (SBR)
  • متیل متاکریلات (MMA)
  • متانول
  • استایرن و پلی استر استایرن
  • رزین های اپوکسی
  • رزین های پلی یورتان (PUR)
  • رزین اوره فرمالدهید و غیره.

انواع بتن پلیمری

نحوه ساخت بتن پلیمری

به طور کلی ترکیب بتن پلیمری شامل مواد پر کننده و مواد آلی به میزان ۸۰ تا ۹۵% و محلول مونومر به میزان ۵ تا ۲۰% است. محلول مونومر برای ساخت واحدهای پلیمری استفاده می شود و کیفیت بالا هم نیاز است که برای دستیابی به آن باید بایندر و نوع مواد پر کننده با کیفیت باشند. همچنین نوع افزودنی هم می تواند به بهتر شدن خواص بتن منجر گردد.

با وجود اینکه درصدهای گفته شده عموما مورد استفاده قرار می گیرند اما در صنایع مختلف، درصدهای متفاوتی از این مواد را استفاده می کنند تا به خواص فیزیکی، شیمیایی و فیزیکی مدنظرشان دست پیدا کنند. پر کننده های معروف برای ساخت بتن های تقویت شده با پلیمر، سیلیس و کربنات کلسیم هستند.

کاربرد بتن پلیمری

همانطور که مشخص شد بتن های تقویت شده با پلیمر نسبت به نسل قبلی خصوصیات مکانیکی و ساختاری بسیار بهتری نسبت به نسل قبلی بتن ها دارند. به همین دلیل کاربرد این متریال ها بسیار گسترده بود و تقریبا در هر فضایی می توان از این مصالح استفاده کرد. برخی از مهمترین کاربرد های بتن پلیمری عبارتند از:

  • پل سازی و جاده سازی
  • تعمیر کردن سازه های بتنی
  • ساخت سازه هایی که در محیط های خورنده قرار دارند
  • ساخت کفپوش مکان های مختلف در ساختمان های ورزشی، صنعتی و غیره
  • ساخت پانل های تزیینی و مصنوعی که در ساختمان های اداری و مسکونی به کار می روند
  • درزگیر بتن های قدیمی
  • سازه های زیر زمینی مثل مسیرهای فاضلاب و پوشش سطح داخلی منهول فاضلاب به دلیل مقاومت بالا در برابر خورندگی محیط
  • تولید آبشخورهای مورد استفاده در صنایع دامداری و دامپروری
  • ساخت مجسمه ها و ساختارهایی که به شکل تزیینی در محوطه یا محیط داخلی استفاده می شوند
  • از مکمل بتن پلیمری برای تولید مخازن نگهدارنده مواد شیمیایی استفاده می کنند
  • ساخت سازه های دریایی و زیر دریایی که در برابر نفوذ آب و هوا باید مقاوم باشند
  • آب بندی قدرتمند و پایدار دیواره های سد
  • بخش داخلی تونل ها

کاربردهای بتن پلیمری

ویژگی های بتن پلیمری

تاکنون با انواع، کاربرد و نحوه ساخت بتن های پلیمری آشنا شدید. مورد دیگری که باید به آن بپردازیم ویژگی این نوع متریال های صنعتی است که توضیح می دهد چرا تا این اندازه بتن های تقویت شده با پلیمر نسبت به بتن های معمولی پرکاربرد و مفید هستند:

  • مقاومت بسیار بالا در برابر عوامل جوی و شیمیایی کاربرد آنها را در صنایع شیمیایی مختلف تضمین کرده است
  • وزن کمی دارند و بنابراین به وزن کلی ساختمان کمتر اضافه می کنند
  • در ساخت و سازهایی که معماری زیبا نیز اهمیت دارد، این نوع بتن به دلیل انعطاف پذیری بالا در اولویت است
  • جذب آب در بتن پلیمری بسیار کم است و همین باعث شده تا پس از خشک شدن حالت حفره دار پیدا نکند
  • در برابر عواملی مثل ساییدگی و یا یخ زدگی و ذوب که منجر به تضعیف ساختار می شود مقاومت هستند
  • مقاومت بسیار بالا باعث شده تا معماران مجبور نباشند برای رسیدن به سطح مقاومت بالا، مقدار زیادی بتن استفاده کنند. بنابراین با میزان کمتری از بتن پلیمری به همان میزان مقاومت مدنظر در سازه دست پیدا می کنند

مشخصات فنی بتن پلیمری

مشخصات فنی هر ماده ای مشخص کننده رفتار و ویژگی های آن در اثر ترکیب با مواد مختلف یا تغییرات ساختاری است که در آن رخ می دهد. بنابراین با اطلاع داشتن از مشخصات فنی می توانید استفاده های بهتری از آنها داشته باشید. در ادامه به مشخصات فنی بتن پلیمری می پردازیم:

  • اضافه کردن پلیمر به بتن باعث شده تا کارپذیرتر (Workable) باشد بنابراین میزان آبی که باید به مخلوط بتن اضافه کرد کاهش می یابد.
  • بتن پلیمری نسبت آب به بتن کمتری دارد بنابراین قدرت و استقامت ساختاری بیشتر در برابر خرد شدگی و از بین رفتن پیدا کرده است
  • ارتباط بین دانه ها و ماتریکس زمینه بتن بسیار بهتر از نسل قبلی است
  • قدرت خمشی بتن بخاطر وجود پلیمر بهبود زیادی پیدا کرده است
  • بتن پلیمری هوای حباب شده بیشتری نسبت به بتن ساده دارد. میزان هوای حباب شده حدود ۳% بیشتر است و همین عامل باعث شده تا ماژول های خاصیت الاستیسیته بتن را کمتر کند.
  • زمان آماده سازی طولانی تری دارد که بخاطر وجود پلیمر است
  • مقاومت ساختاری بالایی در برابر سایش پیدا کرده و در فصل زمستان در برابر یخ زدگی و آب شدن مجدد یخ بتن، روی مقاومت ساختاری آن تأثیر منفی نمی گذارد
  • از کلر و مواد مضر کمتری استفاده شده است
  • استحکام باند برشی ذرات تشکیل دهنده افزایش چشمگیری پیدا کرده است
  • استحکام خمشی و کششی فوق العاده ای دارد که بخاطر وجود پلیمر است

ویژگی های بتن پلیمری

مزایا و معایب بتن پلیمری

بتن های پلیمری مشابه سایر متریال های ساختمانی مزایا و معایب خاص خودشان را دارند که بهتر است با این موارد آشنا باشید. معماران و مهندسین ساخت و ساز براساس همین مزایا و معایب و پروژه هایی که در دست دارند، بهترین متریال را انتخاب می کنند:

مزایای بتن پلیمری:

  • در لایه و درزهای بسیار نازک و باریک و مقاطع بسیار کوچک کاربرد دارند
  • اجازه نفوذ کربن دی اکسید را نمی دهند بنابراین جلوی کربناتی شدن بتن را می گیرند و خاصیت قلیایی پیدا نمی کند
  • در برابر خوردگی و مواد شیمیایی واکنش پذیر بسیار مقاوم هستند
  • بایندرهای بتن پلیمری خیلی سریع جذب ساختار می شوند و بلافاصله اثرات ضد هوازدگی خود را نشان می دهند به همین دلیل این نوع بتن ها برای ترمیم سازه های فعلی کاربرد دارند
  • جذب آب بسیار کمی دارند به همین دلیل یخ زدگی خیلی کمی در آنها رخ می دهد

معایب بتن پلیمری:

  • قیمت بتن پلیمری نسبت به بتن معمولی بسیار بیشتر است
  • مخلوط کردن و آماده سازی بتن های تقویت شده با پلیمر نیاز به مهارت و دقت بالایی دارد
  • استفاده از مواد شیمیایی یا رزین های مختلف در این بتن ها خطرناک است به همین دلیل باید حتما ماسک و دستکش داشته باشید
  • روش بتن ریزی پیچیده تری دارند و نیروی کار ماهر نیاز است
  • در برابر آتش مقاومت کمتری دارند و در صورت تماس مکرر خرد شدگی سطحی پیدا می کنند

شیوه استفاده از بتن پلیمری

مواد مرتبط با بتن پلیمری

بتن های پلیمری در صنایع به تنهایی به کار نمی روند و همیشه با ترکیبات مختلف هستند. برخی از مواد مرتبط با این نوع بتن ها را به همراه معرفی مختصر هر یک در ادامه آورده شده اند:

  • ترمیم کننده بتن:

ترمیم کننده بتن یا ملات تعمیری یا ترمیمی بتن، ترکیبی متشکل از انواع سیمان، سنگدانه، الیاف بتن، رزین، الیاف پروپیلن و غیره است. این پودر را با آب ترکیب می کنند تا ملات محکمی درست شود. این ملات همانطور که از اسم آن مشخص است برای ترمیم و تعمیر بتن های پلیمری آسیب دیده یا تخریب شده به کار می رود.

  • چسب بتن:

از افزودنی های بتن، چسب بتن است که از آن به منظور آب بندی، ترمیم بتن پلیمری قبلی یا اتصال محکم و قوی بتن تازه با بتن قدیمی سطح مدنظر استفاده می کنند. با این کار نه تنها هزینه مصرف مواد کاهش می یابد بلکه خواص مکانیکی و شیمیایی بتن قبلی هم افزایش پیدا می کند. کلیه آسیب های سطحی و عمقی با چسب بتن قابل ترمیم هستند. چسب های بتن در دو نوع اپوکسی و لاتکس تولید می شوند که هر یک ویژگی های خاص خودشان را دارند.

  • ضد یخ بتن:

یکی دیگر از مواد مرتبط با بتن پلیمری، ترکیبات ضد یخ هستند. در فصول سرد سال که احتمال یخ زدگی آب در ساختار بتن و سپس اختلال در جذب و گیرش مخلوط سیمانی و حتی ترک خوردگی و ورقه شدن آن بالا می رود به ترکیباتی نیاز است که جلوی یخ زدگی آب را بگیرند. ضد یخ بتن که به شکل پودر یا مایع تولید می گردد به مصالح بتن اضافه می شود تا نقطه انجماد فاز مایع به آب در مخلوط بتن پایینتر بیاید. با این کار صنایع مدنظر نیازی به گرم کردن بتن و سایر فرایندهای عمل آوری ندارند و بین ۲۰ تا ۵۰% در زمان ساخت و ساز و هزینه ها صرفه جویی می شود.

قیمت بتن پلیمری

بتن شیمی با تولید انواع بتن پلیمری با کیفیت با استفاده از انواع پلیمرها، رزین ها، بایندرها و پر کننده یا فیلرها یکی از معتبرترین و بزرگترین مراکز تولیدی کشور محسوب می گردد. با توجه به نیاز روزافزون صنایع نسبت به استفاده از متریال های روز دنیا و لزوم کنار گذاشتن بتن های قدیمی، بهترین محصولات بتن پلیمری را با قیمت مناسب تولید کرده ایم. برای ثبت سفارش محصول مدنظر خود می توانید همین حالا اقدام نموده و از مشاوره رایگان کارشناسان ما نیز استفاده کنید.

محصولات بتن شیمی خاتم

در این بخش سعی داریم تا محصولاتی که مجموعه بتن شیمی خاتم ارائه میدهد را به شما معرفی نماییم:

آب بند بتن

بتن ذاتا ماده ای متخلخل است که آب و مواد مختلف به راحتی داخل آن نفوذ پیدا می کنند. نفوذ این مواد مختلف در نهایت می تواند منجر به تخریب ساختار و کاهش شدید عمر مفید آن شود. به همین دلیل از نوعی مکمل بتن به نام آب بند بتن استفاده می کنند.

چسب بتن

چسب بتن که به عنوان یکی از افزودنی های بتن در این صنعت مورد استفاده قرار می گیرد بسیار پرکاربرد است. این چسب ها به شکل مایع و با ترکیبات و انواع مختلف در بازار استفاده می شوند که امکان استفاده از آنها را در پروژه های مختلف امکان پذیر ساخته است. در ادامه قصد داریم ضمن بررسی کامل و کلیه موارد در خصوص آن، در خصوص خرید و قیمت چسب بتن نیز صحبت کنیم و راهنمایی های لازم داده شوند.

ژل میکروسیلیس

ژل میکروسیلیس یا همان مکمل بتن یک ماده بسیار پرکاربرد در اصلاح ویژگی های بتن است که برای نفوذ ناپذیر کردن بتن و آب بند کردن آن مورد استفاده قرار می گیرد.

روان کننده و فوق روان کننده

روان‌کننده بتن و فوق روان کننده بتن جزء افزودنی های بسیار مهم بتن بوده که برای سهولت کارهای مختلف، نیاز است که از انواع این روان سازها استفاده شود.

 

برگرفته از:

sciencedirect.com

homesteady.com

امتیاز شما به این مقاله

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *