بتن پلیمری چیست و چه خواصی دارد؟

در این مقاله بتن پلیمری و خواص آن و همچنین خواص بتن پلیمری خدمت شما عزیزان توضیح داده خواهد شد. به طور کلی بتن از مصالحی است که تقریبا در ساخت و ساز تمام کشورها به صورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد، انواع ساختمان ها، سدها، متروها، فرودگاه ها، ساختمان ها و بناهای مسکونی همگی به نوعی با بتن ساخته می‌شوند، بتن یا در محل ساخت و ساز ترکیب شده و استفاده می شود یا اینکه در کارخانه به صورت پیش ساخته درست شده و در محل نصب می‌گردد.
در سال های اخیر با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی، علم شناخت بتن و انواع مختلف آن نیز پیشرفت های بیشماری کرده است به طوری که امروزه خواص بتن های مختلف مورد بررسی مجدد قرار گرفته و این بازنگری سبب شده انواع مختلف بتن با مصالح مختلفی تولید شود که هر کدام خواص مخصوصی داشته و کاربری مخصوص به خود را دارند.
مهم ترین مسئله ای که در این میان مطرح است و سال هاست که تلاش می‌شود این روند بهتر و بهتر شود این است که بتن باید در عین داشتن وزن سبک، مسلح و مقاوم نیز باشد و در برابر عوامل مختلف جوی مسلح و مقاوم بماند؛ در این بین بتن پلیمری بهترین نوعی است که میتوان مورد استفاده قرار داد چرا که باعث چسبندگی، سفت شدن و کسب مقاومت لازمه می‌شود. در این نوع به جای استفاده از آب از رزین های مایع مثل مونومر استفاده می‌کنند، این رزین ها با استفاده از واکنش های شیمیایی باعث چسبندگی، سفت شدن و ایجاد مقاومت در اختلاط بتن می‌شود.

از آن جایی که بتن های پلیمری بیشتر برای تعمیرات مورد استفاده قرار می‌گیرد، به همین دلیل باید در ترکیبات آن از موادی بهره برده که زود سفت و مقاوم شوند و بخش مورد تعمیر را خیلی زود به مدار بهره برداری بازگردانند. در میان انواع ترکیبات رزین مایع مونومر می‌تواند بهترین گزینه باشد چرا که مولکول های مونومر به طور شیمیایی به هم متصل می‌شوند و پلاستیکی سفت و سخت به نام پلیمر را میسازند.
بتن های پلیمری خود به سه دسته تقسیم می‌شوند:
بتن اصلاح شده با لاتکس: این بتن با نام بتن پلیمری با سیمان پرتلند  PPCC  نیز شناخته می‌شود. این نوع بتن همان سیمان پرتلند معمولی است با این تفاوت که به جای اینکه تمام بخش اختلاط آن با استفاده از آّب انجام شود از یک لاتکس به جای بخشی از آّب مصرفی بهره برده می‌شود.
بتن پلیمری: این نوع از پلیمریزاسیون از مخلوط مونومر و سنگدانه ها تشکیل می‌شود و در مواد تشکیل دهنده آن از مصالح چسبنده استفاده نمی‌شود.
بتن با پلیمر تزریقی: این پلیمر با نام PIC نیز شناخته می‌شود؛ بتن با پلیمر تزریقی از طریق تزریق کردن مونومر به درون بتن با استفاده از سیمان پرتلند انجام می‌شود و به دنبال آن پلیمریزاسیون تولید می‌گردد.
تمامی مونومرهای تزریق شده تحت تاثیر عواملی چون تابش نور فرابنفش یا گاما و برخی عوامل شیمیایی به پلیمر جامد تبدیل می‌شوند.

مونومر چیست؟

موادی هستند که از مولکول های واحد تشکیل شده اند. کربن و هیدروژن از اصلی ترین اتم ها در ساختمان تشکیل دهنده مونومر است؛ مونومرها به یکدیگر متصل شده و در نهایت تشکیل زنجیره پلیمر را می‌دهند به طوری که این زنجیره با هزاران اتم مونومر در یک ردیف شکل می‌گیرد همین سبب به وجود آمدن خواص منحصر به فرد آن می‌گردد.
از بهم پیوستن مونومرها و همچنین از طریق واکنش های شیمیایی پلاستیکی سفت و سخت و شیشه ای مانند، ماده ای به نام پلیمر به وجود می آید که به فرایند به وجود آمدن آن نیز پلیمریزه شدن می‌گویند.
باید در نظر داشت که در بتن های پلیمری به دلیل استفاده از پلیمر به جای سیمان پرتلند، قیمت بتن افزایش می‌یابد. به همین دلیل معمولا سعی می‌شود زمانی از پلیمرها استفاده شود که خواص، هزینه عمل آوری و جا به جایی آن را بتوان توجیه کرد؛ بنابراین هر مهندسی باید آگاهی لازم را در این زمینه داشته باشد سپس اقدام به استفاده از بتن های پلیمری نماید.

خواص بتن پلیمری

از دلایلی که سبب شد بتن پلیمری در این سال ها بیشتر مورد استفاده قرار گیرد می‌توان به خواص بتن پلیمری اشاره کرد. در ادامه برخی از این خواص را خدمت شما عزیزان شرح داده ایم:
•    مقاومت بالای این بتن در برابر عوامل شیمیایی
•    جذب پایین آب
•    مقاومت بالا در برابر عواملی چون یخ زدگی و ذوب
•    صرفه جویی در مواد مصرفی تا 50% نسبت به سیمان پرتلند
•    مقاومت بالا در برابر شرایط جوی مختلف
•    خاصیت ضد خورندگی
•    امکان استفاده در سازه هایی که در مراحل ساخت آن نباید از فلز استفاده کرد.
•    وزن کم
•    انعطاف بیشتر برای داشتن معماری زیبا
•    عمل آوری بتن پلیمری

نکات نگهداری از بتن پلیمری

خوشبختانه بتن های پلیمری در شرایط محیطی خیلی زود سفت و پلیمری می‌شوند و بعد یک تا دو ساعت مقاومت لازمه را به دست می آورند. در طول این مدت بهتر است نکاتی را مد نظر داشت و رعایت کرد:
1.    بتن تازه باید در برابر آب محافظت شود.
2.    دما به طور پایدار باید بالاتر از 40 درجه باشد تا سرعت واکنش پلیمری کاهش نیابد.
3.    اگر دما پایینتر از 40 درجه بود باید غلظت آغاز کننده و دما هنگام اجرای عملیات را تا 70 الی 80 درجه فارنهایت افزایش دهیم.
4.    اگر دما بیش از 90 تا 100 درجه فارنهایت باشد واکنش های پلیمری خیلی سریع تر انجام می‌گیرد. در این صورت کاهش غلظت آغازکننده ها یا انجام عملیات فوق در خنک ترین ساعات شبانه روز میتواند مشکل را حل کند.

از بتن های پلیمری در کجا می‌توان بهره برد؟

بتن پلیمری به علت مقاومت بالا و عمل آوری سریعی که دارد می‌تواند گزینه ای مناسب برای سازه هایی باشد که نیاز به بازگشت سریع به چرخه بهره برداری دارند؛ برخی از این موارد استفاده شامل تعمیر عرشه ها و پل ها و درزهای تونل ها است.
همچنین از این نوع بتن میتوان به عنوان پوششی محافظتی برای بتن های معمولی استفاده کرد زیرا بتن پلیمری در برابر خوردگی مقاوم است و از بتن معمولی محافظت می کند.
همچنین در ساختار بتن پلیمری آب به کار نرفته و به همین دلیل میتوان به راحتی و بدون نگرانی از آن در محیط های سرد و دماهای پایین استفاده کرد.

نحوه ساخت بتن پلیمری

مرحله اول: در مرحله اول ساخت بتن پلیمری باید مواد اولیه که شامل پلیمرها، پرکننده ها و سیمان می باشد را تهیه کنیم. همچنین پلیمرهای مورد استفاده می توانند شامل پلی استر، پلی اولفین یا پلی آمید شوند. پرکننده ها نیز می توانند مواد معدنی مانند سنگدانه ها و سنگ آهک پودری باشند.
مرحله دوم: در این مرحله مواد اولیه برای ساخت بتن پلیمری را با یکدیگر ترکیب می کنیم. نحوه ترکیب به این صورت است که پودر سیمان کم کم به مخلوط اضافه می شود تا اتصال پلیمرها و سنگدانه ها به یکدیگر تقویت شود.
مرحله سوم: در این مرحله مواد ترکیب شده را در قالب مورد نظرمان ریخته تا شکل مخصوص به خود را بگیرند.

مرحله چهارم: پس از قالب گیری مواد باید اجازه دهیم تا این مواد خشک شود. استفاده از خشک کن یا گرما می تواند باعث سریعتر شدن زمان خشک شدن مواد شود.
مرحله پنجم: پس از خشک شدن بتن پلیمری، قسمت های انتهایی آن به ابعاد دلخواه برش داده می شود. این مرحله را می توان به صورت دستی و یا با استفاده از دستگاه های مخصوص مانند کاتر و ... انجام داد.
مرحله ششم: برای تقویت بیشتر بتن پلیمری، یک پوشش سطحی روی قطعات بتنی اعمال می شود. این پوشش معمولا از پلی استر یا رزین های اپوکسی (Epoxy resins) ساخته می شود.
مرحله هفتم: در ادامه نحوه ساخت بتن پلیمری می توان از الیاف شیشه یا فلز برای تقویت بیشتر بتن استفاده کرد. این الیاف به دلیل خواص بالا به عنوان یک عامل تقویت کننده برای بتن پلیمری استفاده می شود.
بتن پلیمری در مقایسه با بتن سنتی وزن کمتری دارد و به راحتی حمل می شود. علاوه بر این، به دلیل خاصیت چسبندگی و سبکی بالا، می توان از آن برای ساخت بالکن، پوشش سقف و همچنین برای تزئین و طراحی داخلی و خارجی ساختمان ها استفاده کرد.
همچنین بتن پلیمری در مقایسه با بتن سنتی در برابر خوردگی مقاومت بیشتری دارد و به دلیل نفوذ ناپذیری در برابر آب و رطوبت، مدت زمان بیشتری دوام دارد. تمامی این موارد باعث می شود که استفاده از بتن پلیمری در موارد خاص بهتر از استفاده از بتن سنتی باشد.