انواع بتن پلیمری

بتن ها از مصالح پرکاربرد مورد استفاده در انواع پروژه های عمرانی هستند. امروزه قطعات بتنی در اشکال و انواع مختلفی تولید می شوند که بنابر کارکردشان استفاده هایی متفاوتی دارند. بتن پلیمری یکی از انواع بتن های ساختمانی امروزه است که متشکل از زنجیره ای از مولکول های شیمیایی به هم پیوسته می باشد.
این نوع بتن در اثر حفره های موجود در آن، دارای تخلخل بوده و از این طریق مقاوت آن کاهش می باید. به منظور کاهش تخلخل این ماده از مواد پلمیری در ساختار آن استفاده می شود که علاوه بر ارتقا خواص بتنی و بهبود تخلخل، افزایش مقاومت آن را نیز به دنبال خواهد داشت. بتن های پلیمری به لحاظ ساختار موجود در آن ها در دسته های متفاوتی اعم از جامد، غیرجامد، بتن پلیمری تزریقی، بتن سیمانی پلیمری و بتن پلیمر-گوگرد قرار می گیرند.
امروزه از انواع بتن های پلیمری در ساخت و سازهای جاده ای، سازه های زیرزمینی، پوشش کف، ساخت سد، تونل و... استفاده می گردد. در ادامه این بخش ضمن معرفی انواع بتن های پلیمری و کاربرد آن ها، به مزایا و معایب این نوع از بتن نیز اشاره خواهیم کرد.

بتن پلیمری و تاریخچه آن

بتن پلیمری یکی از انواع بتن های پرمصرف در صنایع مختلف است که؛ از آن در ساخت و سازهای بزرگ و کوچک شهری استفاده می شود. این نوع بتن به دلیل استحکام بالا و خاصیت شکل پذیری که داراست؛ علاوه بر جلوگیری از خمش سازه، به لحاظ معماری نیز سبک جذابی را به وجود می آورد.
همانطور که در ابتدا نیز ذکر شد؛ بتن های پلیمری به دلیل وجود حفره های آب و هوا دارای تخلخل بالایی هستند؛ که این میزان تخلخل با افزودن محلول مونومر و ترکیبات پلیمری کنترل می شود.
بیش از 80 درصد از ساختار بتن های پلیمری را مواد پرکننده معدنی و سایر آن را نیز محلول های پلیمری تشکیل می دهند. بتن های معمولی به نسبت بتن های پلیمری، از مقاومت کمتری در برابر عوامل خورنده شیمیایی برخوردار هستند.
همچنین؛ در رابطه با مقایسه این دو می توان گفت؛ که زمان آماده سازی بتن های پلیمری بسیار سریع تر بوده و قالب سازی آن ها به سهولت انجام می شود.
دهه 1990 میلادی را می توان زمان شکوفایی و شناخت محصولات پلیمری و به ویژی بتن های پلیمری عنوان کرد. از ابتدای این دهه؛ برای نخستین بار از ترکیبات پلیمر در صنایع استفاده گردید و از اواسط آن نیز استفاده از بتن های پلیمری در بین ساختمان سازان رواج یافت.
در طی این دهه پس از افزودن ترکیبات پلیمر به مواد بتنی، خواص آن بهبود یافته و از آن در بخش های مختلفی از ساخت و ساز استفاده گردید.

انواع بتن های پلیمری

به طور کلی بتن های پلیمری از لخاظ ساختار مواد اولیه از انواع متفاوتی تشکیل می شوند.
در ذیل به شرح هر یک از این موارد می پردازیم:

بتن پلیمری جامد

نخستین بار از بتن های پلیمری حالت جامد در سازه های جنگ جهانی دوم استفاده شد. این بتن علاوه بر ساختار سبکی که داراست، در برابر بارها و تنش های وارده بسیار مقاوم است.

بتن های پلیمری حالت جامد

به دلیل خاصیت شکل پذیری بالا، در خلق طرح ها و سبک های زیبای معماری نقش موثری دارند. همچنین این نوع بتن بسیار مناسب استفاده سازه هایی است که به دلایلی نمی توان در ساخت آن از فلز یا سازه های فولادی استفاده کرد. برخی از کاربردهای بتن های پلیمری حالت جامد شامل ساخت ماهواره ها، سازه های راداری و ساخت آنتن ها هستند.

بتن پلیمری غیرجامد

این نوع از بتن در طی فرآیند اتصال زنجیره مولکول های شیمیایی تولید شده و از انواع گوناگونی تشکیل می شوند. پلیمریراسیون فرآیندی است که در طی آن واحدهای مونومری به یکدیگر متصل شده وشبکه ای از زنجیرهای بهم پیوسته را ایجاد می کنند. برخی از پلیمرهای تولید شده از طریق فرآیند پلیمریراسیون شامل بتن های پلیمری گوگرد، بتن های باردار، بتن های پلیمری PC و بتن های پلیمر-سیمان هستند.

بتن پلیمری تزریقی

این نوع بتن های متشکل از بتن های پیش ساخته معمولی است که در ابتدا برای ساخت آن ها هوای داخل مواد از طریق وکیوم خارج می گردد. سپس ماده بتن از مونومر اشباع شده و در نهایت توسط کوره، اشعه یا سایر تجهیزات گرمایشی عمل آوری یا به اصطلاح پلیمریزه می شوند.

بتن سیمانی پلیمری

برخلاف سایر بتن های پلیمری اما این نوع از بتن ها به دلیل عدم سازگاری و یا هیدارته شدن از مقاومت بالایی برخوردار نیستند. مواد تشکیل دهنده بتن سیمان پلیمری شامل آب، سیمان، ترکیبات مونومر و سنگدانه ها می باشند.

بتن پلیمر-گوگرد

بتن پلیمر-گوگرد همانطور که از نام آن پیداست، متشکل از ترکیبات گوگرد و پلیمری توام با هم است. در واقع این نوع بتن همان بتن گوگردی می باشد که خاصیت آن از طریق افزودن ترکیبات پلیمری و مونومرها افزایش یافته است.

کاربرد بتن های پلیمری

بتن پلیمری به دلیل مقاومت و استحکام بالا دارای گستره کاربری فراوانی است. در اغلب پروژه های شهری به ویژه تونل سازی و ساخت برخی از دیواره ها، به وفور از بتن های پلیمری استفاده می شود.

علاوه بر استفاده از این بتن در صنعت ساختمان سازی امروزه، به جهت پیشبرد پروژه های راهسازی و روکش کردن جاده ها و پل ها نیز استفاده از این نوع مصالح همچنان کاربردی است. پتن پلیمری به واسطه ساختار ترکیبات شیمیایی بسیار مناسب تعمیر سازه هایی است که در معرض حملات شیمیایی و خوردگی سطوح قرار دارند. ساخت سد، دیواره تونل و ساخت مخازن نگهداری مواد از دیگر کاربردهای این نوع از بتن ها می باشند.

مزایا و معایب بتن های پلیمری

از ویژگی های اصلی و مهم بتن های پلیمری خاصیت ضدضربه بودن آن است. این بتن در برابر تنش های وارده خمشی یا کششی بسیار مقاوم بوده و در برابر شرایط جوی سخت دچار تغییر و یا خوردگی نخواهد شد.
نحوه ساخت و عمل آوری بتن پلیمری برخلاف بتن های معمولی به میزان آب کمتری احتیاج دارد. از معایب این نوع از بتن نیز می توان به مشکلات ناشی از حمل و نقل آن اشاره کرد. همچنین این بتن به دلایل ساختاری در برابر صوت و حرارت به عنوان عایق عمل نمی کنند.