بتن پلیمری

مقدمهبتن پلیمری یا بتن رزینی شامل یک چسباننده پلیمری که ممکن است ترمو- پلاستیک ها باشند اما غالبا بیشتر یک پلیمر ترموست می باشد و یک پر کننده معدنی مانند شن و ماسه ، شن و یا سنگ گسسته است . بتن های پلیمری مقاومت بالاتر ، مقاومت بیشتر در برابر مواد شیمیایی و خورنده ها ، جذب آب کمتر و پایداری بالاتر در مقابل پدیده یخ زدگی – ذوب ( ذوب مجدد) نسبت به بتن سیمان پرتلند رایج دارند .

پلیمر چیست ( تفاوت بین ترمو پلاستیک ها و ترمو ست ها )؟

امروزه نام پلاستیک به گروه بزرگی از مواد اطلاق میشود که از مواد معمولی مانند ذغال سنگ ، نمک و نفت و گاز ، چوب و آب ساخته شده اند ، برای مثال رزین های فوران از فور فورال ساخته می شوند که فور فورال از هیدرولیز اسیدی ضایعات و تفاله ی ذرت و نیشکر به دست می آید. پلاستیکها از چنین مواد معمولی و مواد ساده  شیمیایی به نام مونومر که میتوانند با امثال خودشان ترکیب شوند ، تهیه میگردند . از واکنش این مونومرها زنجیره های مولکولی تشکیل می شوند که پلیمر نامیده میشوند .

پلاستیک ها به دو دسته بزرگ ترمو پلاستیک ها و ترموست ها تقسیم میشوند. (( ترموست : گرما سخت )) ترمو پلاستیک ها در اثر حرارت نرم و در اثر سرما سخت می شوند ( بدون توجه به تعدادی که این عمل تکرار می شود ) . این امکان از آنجا ناشی می شود که ترمو پلاستیک ها  دارای زنجیره های مولکولی خطی می باشند که  به هنگام  گرما وسرما نسبت به هم حرکت میکنند و بدون اینکه شکست مهمی در زنجیره ها صورت گیرد ، جامد میگردند . البته از نظر تعداد دفعات گرم و سرد شدن در عمل محدودیت هایی وجود دارد . تعداد زیاد سیکل های گرم و سرد شدن میتواند باعث از دست دادن رنگ یا نرمی و در نتیجه تغییر در خواص محصول شود .

اکریلیک ها ، سلونریک ها ، پلی اتیلن ، پلی وینیل کلراید ، پلی استایرن ، پلی  آلومرها ، پلی کربناتها ، پلی ایمید ، پلی پروپیلن ، پلی سولوفون ، فنیل اکساید ، نایلون ها ، متیل پنتن ها ، آیونومر ، فلوئور پلاستیک ها ، استال و اکرینونیتریل بوتا دی ان استامیرن نمونه هایی از ترمو پلاستیک ها می باشند .

ترموست ها مولکول هایی زنجیر مانند دارند و قبل از قالب گیری خیلی مشابه ترمو پلاستیک ها می باشند ، اما فرآیند پخت و سخت شدن آنها باعث تشکیل اتصالات عرضی بین زنجیره های مولکولی همسایه می گردد . در نتیجه محصول نهایی دارای ساختار پیچیده و شبکه ای در هم رفته می باشد که در آن زنجیره ها دیگر نمی توانند آزادانه حرکت کنند ،  لذا اعمال حرارت به این پلاستیک ها باعث ایجاد جریان خمیری یا نرم شدن آنها نمیگردد و این خود دلیل محکمی برای استفاده آنها در بتن سازی است .

آلکیدها ، آمین ها ( اوره و ملامین فرمالدئید ) ، دی آلیل فتالات ، اپوکسی ها ، فوران ، فنولیک ها ، پلی استرها ، پلی اورتان و سیلیکون ها از گروه های ترموست ها می باشند .

به فرآیند ترکیب مونومر ها برای تشکیل پلیمرها ، پلیمریزاسیون میگویند که به دو دسته و شکل تراکمی و افزایشی انجام می شود .

گاهی اوقات پلاستی سایزرها را برای تسریع فرآیند تولید پلیمر ها به مواد اولیه آنها میافزایند .

 بتن اصلاح شده پلیمری

 بتن های اصلاح شده پلیمری را میتوان به دو دسته تقسیم کرد :

الف) بتن های پلیمری تزریقی

ب) بتن پلیمر-سیمان ( سیمان پلیمری )

نوع اول با تزریق کردن یک نوع مونومر در بتن سیمان پرتلند پیش ساخته سخت شده به دست می آید که بعدا به پلیمر جامد تبدیل می شود . برای تولید نوع دوم قسمتی از سیمان چسباننده مخلوط بتن با پلیمر جایگزین می شود ( معمولا به صورت شیره مانند ) .

هر دو نوع در مقایسه با بتن معمولی ، دارای مقاومت بیشتر ، نفوذ پذیری آب کمتر ، مقاومت شیمیا یی بیشتر و پایداری بیشتر در مقابل پدیده یخ زدگی-ذوب ( ذوب مجدد ) هستند .

بتن ساخته شده با سیمان پرتلند اگرچه به خاطر خواص خوب فیزیکی و به همین نسبت قیمت پایین از پرمصرفترین مصالح ساختمانی به شمار می آید ، لیکن دارای معایب زیادی از جمله مقاومت خمشی کم ، کرنش گسیختگی کم ، احتمال آسیب دیدکی بر اثر یخبندان و مقاومت شیمیایی کم می باشد . این خصوصیات برای مهندسین شناخته شده است ولی با این اوصاف در بیشتر کاربرد ها مجازند .

در موارد خاص این نقاط ضعف بتن را میتوان با به کار بردن پلیمرهای آلی یا رزین ( پلیمر تجاری )  به صورت جایگزین یا به همراه و کمک سیمان پرتلند برطرف کرد . این مواد دارای محاسن بسیاری از جمله : مقاومت بیشتر ، دوام بیشتر ، مقاومت بیشتر در برابر خوردگی ، نفوذپذیری آب کمتر و مقاومت بیشتر در مقابل پدیده یخ زدگی – ذوب های متوالی می باشند .

سه گونه اصلی مصالح مرکب پلیمری وجود دارد :

الف) پلیمر تزریقی

ب) بتن پلیمر – سیمان

ج) بتن پلیمری